Studien über die Darstellung eines weissen Roheisens für Sehne aus oolitischen Erzen des Grossherzogthums Luxemburg. (Fortsetzung von S. 342 dieses Bandes.) Wolters, über die Darstellung eines weißen Roheisens etc. Verbrennungstemperatur der Gichtgase. Die Gase des beschriebenen Hohofens enthalten: 19,48 Kohlensäure 22,83 Kohlenoxyd 57,58 Stickstoff   0,11 Wasserstoff. Zur Verbrennung dieser Gase sind pro 100k 13k,05 Sauerstoff für das Kohlenoxyd und 0k,88 Sauerstoff für den Wasserstoff erforderlich, zusammen also 13k,93, welche in 60k,30 Luft enthalten sind. Unter Anrechnung eines zur vollkommenen Verbrennung erforderlichen Luftüberschusses von 20 Proc. hat man mit 72k,36 Luft zu rechnen, von denen 12 k,06 sich in den Verbrennungsproducten wieder finden müssen. Die Feuchtigkeit dieser ganzen Luftmenge beziffert Wolters auf 72,36 × 0,0062 oder 0k,45 Wasserdampf. Die Producte und Rückstände (Ueberschüsse) der Verbrennung von 100k Gas sind: k Kohlensäure         55,36 Stickstoff 103,95 Luft   12,06 Wasserdampf      1,44. Eine Temperatursteigerung dieser Mischung um 1° erfordert: 55,36 × 0,217 = 12,01c 103,95 × 0,244 = 25,32 12,06 × 0,2375 =   2,86 1,44 × 0,480 =   0,69 ––––––– im Ganzen    40,88. Da nun 100k trockenes Gas 22,83 × 2403 = 54860 und 0,11 × 29004 = 3190, zus. 58050c entwickeln, so ist die erzielbare Temperatur in den verbrannten Gasen am Ort der vollkommenen Verbrennung 58050 : 40,88 = 1420°. Diese Temperatur kann um so sicherer erreicht werden und ist eigentlich als Minimum anzusehen, da die dem Hohofen entzogenen Gase auf ihrem Weg nach den Verbrennungsapparaten nicht alle Wärme verlieren, sondern ziemlich heiß in die erstern eintreten. Die mitgebrachte Wärme ist besonders bei sehr heiß betriebenen Oefen durchaus nicht zu vernachlässigen. Rechnet man in die Verbrennungserscheinung noch den Wasserdampf aus den Kokes und dem Erz hinzu, so ermäßigt sich – da auf 1000k Roheisen 577k Wasser im Möller und in den Brennstoffen kommen und nur ein Theil des 8k,41 pro 100k Gase betragenden Wasserdampfes sich in den Gasleitungen und Waschapparaten condensirt und 6k,31 als mitgehend zu rechnen sind – die Temperatur der verbrannten Gase auf 1322°. Als Vergleich berechnet Wolters nach den Gruner'schen Angaben die Gasverbrennungstemperaturen einiger englischen Hohöfen: m Hohofen von Clarence 14,80 hoch 1637° „ „ „ 24,40 „ 1480 „ „ Ormesby 23,20 „ 1616 „ „ Consett 15,40 „ 1609 „ „ „ 15,40 „ 1577. Im Anschluß daran wiederholt Wolters im Wesentlichen die von Gruner a. a. O. früher gemachten Andeutungen und Folgerungen. Bestimmung der empfangenen und verbrauchten Wärme im Hohofen. Wolters bedient sich, um die bezüglichen Wärmemengen zu bestimmen und einander gegenüber zu stellen, der Methode, welche Gruner bei der Analyse des Betriebes der Cleveland-Hohöfen angewendet hat, und die einfach und klar die betreffenden Verhältnisse darlegt. Die vom Hohofen aufgenommene Wärme besteht 1) aus der Wärme durch Verbrennung des Kohlenstoffes und des Wasserstoffes; 2) aus der Wärme, welche der erhitzte Wind einführt. Es ist früher gefunden worden, daß die Wärmeentwicklung bei der Bildung der Kohlensäure 287 × 8080 = 2318960c und bei der Bildung des Kohlenoxydes 671 × 2473 = 1659383c, zusammen also 3978343c beträgt. Wie sich diese Wärmeproduction zwischen der Reductions- und der Verbrennungszone (an den Düsen) vertheilt, zeigt Wolters in folgender Weise. An den Düsen kann nur der Theil des Kohlenstoffgehaltes von den Kokes verbrennen, der übrig bleibt, nachdem man den Kohlenstoffgehalt des Eisens und den durch die Kohlensäure der Reductionszone verbrauchten Kohlenstoff von der Totalmenge desselben abgezogen hat. Da nach früher Gesagtem die pro 1000k Roheisen consumirte Kokesmenge auf 1191k, deren Kohlenstoffgehalt auf 975k, der Kohlenstoffgehalt des Roheisens auf 17k sich belaufen, so ist nur die Kohlenstoffabsorption in der Reductionszone auszurechnen. Der Sauerstoffgehalt des Erzes ist früher schon für 1t Roheisen auf 446k berechnet worden, und die dadurch vom Zustand des Kohlenoxydes zu dem der Kohlensäure oxydirte Kohlenstoffmenge ergab sich auf 334 k,5. Wenn die so producirte Kohlensäure ohne weitere Veränderung aus dem Hohofen austreten würde, enthielten die Hohofengase 334,5 + 77 = 411k,5 Kohlenstoff (da 77k der Kohlenstoffgehalt der in den Hohofen gelangten Carbonate war). Da aber ausweislich die Gichtgase pro 1000k Roheisen 6859k zu 19,48 Proc. Kohlensäure betragen, so ist der Kohlenstoffgehalt der Gesammtmenge dieser Kohlenstoffverbindung in den Hohofengasen nur 364k. Folglich ist der von der Kohlensäurereduction absorbirte Kohlenstoff 411,5 – 364 = 47k,5 und der an den Düsen, d.h. unterhalb der Reductionszone verbrennende Kohlenstoff beträgt 975 – (17 + 47,5) = 910k,5 und producirt 910,5 × 2473 = 2251667c. Die in der Reductionszone entwickelte Wärme setzt sich zusammen aus der Wärme, welche die Verbrennung des Kohlenstoffes bei der Reduction der Kohlensäure zu Kohlenoxyd, und der Wärme, welche die Verbrennung des Kohlenoxydes zu Kohlensäure liefert. Die ersterwähnte Wärmemenge beträgt 47,5 × 2473 = 117468c; die zweite Quantität ermittelt sich sehr leicht in folgender Weise. Die Gase von der Gicht enthalten, wie vorstehend nachgewiesen wurde, 364k Kohlenstoff als Kohlensäure, folglich 364 – 77 = 287k, welche aus dem Kohlenoxyd der Reductionssphäre herrühren. Es entsprechen aber diesen 287k Kohlenstoff 669k,7 Kohlenoxyd, welche bei ihrer Umwandlung in Kohlensäure 669,7 × 2403 = 1609209c produciren. Recapitulirt man die 3 Wärmequantitäten, so sind producirt a) an den Düsen 2251667c b) in der Reductionszone 117468c bei der Oxydationvon Kohlenstoff durch die Kohlensäure und1609209c bei der Verbrennung von Kohlenoxydzu Kohlensäure, zusammen 1726677 ––––––––– mithin im Ganzen 3978344c, welche mit den vorhin berechneten 3978343c bis auf 1c übereinstimmen, ein Beweis, daß die Ansätze für die Einzelrechnungen, wie auch der für das Gesammtresultat richtig waren.Es kann, besonders dem Ungeübten, bei diesen calorischen Rechnungen sehr leicht ein Fehler sich einschleichen, der im Grund nur auf einer Verwechslung des Vorzeichens beruht. Die durch den Wind von 188° eingeführte Wärme ergibt sich, da man aus Früherem weiß, daß pro 1000k Roheisen 5168k Wind erforderlich sind (unter Annahme einer Wärmecapacität des Windes zu 0,239), = 5168 × 0,239 × 188 = 232560c. Es werden mithin im Ganzen producirt 3978343 + 232560 = 4210903c, welche sich im Hohofen vertheilen: 1) Auf die Reduction des Erzes und die Schmelzung des Roheisens. 2) Auf die Schmelzung der Schlacke. 3) Auf die Zersetzung des kohlensauren Kalkes. 4) Auf die Verdampfung des Wassers. 5) Auf die Zersetzung des Wassergehaltes im Gebläsewind. 6) Auf die Wärme der abziehenden Gase und Dämpfe. 7) Auf die durch die Ofenwände transmittirte Wärme.Obwohl die Reihenfolge, in welcher die Wärmeausgabeposten aufgezählt sind, einer logischen Anwendung nicht entspricht, ist doch, da vielfach eine Rechnung auf die Resultate einer andern zurückgreift, der von Wolters eingeschlagene Weg verfolgt worden. Die Reductionswärme des Erzes berechnet sich nach dem Ergebniß der chemischen Analyse desselben, indem man zunächst die Menge jeder reductiblen Verbindung pro 1000k Roheisen ermittelt und dann den Wärmeaufwand berechnet. Die Reductionswärmen, welche Wolters hierbei benützt, gründen sich auf Versuche Gruner's u.a., und für das Mangansuperoxyd wird angenommen, daß seine Reductionswärme ungefähr gleich sei mit der des Eisenoxydes.Es dürfte diese Annahme gelten zu lassen sein, da die Reduction des Superoxydes zu Oxyd bekanntlich durch blose Wärmeanwendung geschieht, in Gegenwart von Kohlenoxyd also jedenfalls leichter stattfindet, und da die für dieses Stadium der Reduction zu hohe Annahme dem wahrscheinlich hartnäckigern Verhalten des Manganoxydes zu Gute kommt. Der Fall weist aber trotzdem auf die Nothwendigkeit hin, Versuche über die Reductibilität der Manganoxyde im Vergleich zu der der Eisenoxyde anzustellen. In Folge dessen ergeben sich pro 1t Roheisen bei der Reduction von: Reductionswärme Eisen- und Manganoxyd (960,1 + 5,8) × 1887 = 1822521c Phosphorsäure 15,8 × 5747 =     90688 Kieselsäure 2,7 × 7830 =     20906   –––––––– Reductionswärme des Erzes überhaupt     1934115c. Die Schmelzwärme des Roheisens berechnet Wolters unter Benützung der Gruner'schen Versuche (vgl. 1876 220 247 ff.) auf 1000 × 265 = 265000c. Die Schmelzwärme der Schlacken (1213k pro 1000k Roheisen) ergibt sich in gleicher Weise auf 1213 × 450 = 545850c. Die Zersetzungswärme des Kalkcarbonates, wovon 639k auf 1000k Roheisen kommen, ergibt sich aus der Anwendung des von Favre und Silbermann gefundenen Coefficienten von 373c,5 auf 639 × 373,5 = 238667c. Die Verdampfungswärme der im Möller enthaltenen 577k Wasser beläuft sich auf 577 × 606,5 oder 349951c. Die Zersetzung des im Gebläsewind enthaltenen Wassers [auf 5136 (Windgewicht) × 0,0062 (Wassergehalt)= 32k berechnet] nimmt allein 32 × 3222 = 103104c in Anspruch. Die von den Gasen entführte Wärme berechnet sich unter der Annahme einer Gichttemperatur von 180°, welche Wolters aus seinen Messungen und Erfahrungen ableitet, in folgender Weise. Die Analyse ergab für die trockenen Gase: 0,1948 Kohlensäure, 0,2283 Kohlenoxyd, 0,5758 Stickstoff und in den 6859k Gasen pro 1000k Roheisen 577k Wasserdämpfe. Es ergeben sich für die Wärme der Gase nachstehende Verhältnisse: Mitgenommen werden von der Kohlensäure 6859 × 0,1948 × 0,217 × 180 =   52197c dem Kohlenoxyd 6859 × 0,2283 × 0,226 × 180 =   63702 dem Stickstoff 6859 × 0,5758 × 0,244 × 180 = 173440 dem Wasserdampf 557 × 0,480 × 180 =   49853 ––––––– zusammen mithin 339182c. Resumirt man sämmtliche bisher berechnete Wärmemengen, so ergibt sich aus dem Unterschied ihrer Summe und der Summe der producirten Wärme die Größe des Wärmeverlustes durch Leitung, Strahlung, Kühlwasser etc., die sich nur schwer berechnen lassen. Lowthian Bell hat zwar über einige der genannten Verlustquellen Erhebungen angestellt und ihre Resultate bekannt gemacht; doch lassen sowohl die angewendeten Apparate als auch die eingeschlagenen Wege Manches zu wünschen übrig und gewähren für die Zuverlässigkeit des Gefundenen nicht die ausreichende Garantie. Man thut deshalb besser, in der von Wolters eingeschlagenen Bahn zu bleiben, bis sicherere Zahlen vorliegen. Es haben pro 1000k producirtes Eisen an Wärme consumirt: Die Erzreduction 1934115c Die Roheisenschmelzung   265000 Die Schlackenbildung   545850 Die Kalkzersetzung   238667 Die Wasserverdampfung   349951 Die Wasserzersetzung   103104 Die Hohofengase etc.   339192 Die Hohofenwände, Kühlwasser etc.   435024 –––––––– zusammen = der Wärmeproduction mit 4210903c. Um den Einfluß einer energischern Winderhitzung zu untersuchen, nimmt Wolters an, daß sich das Verhältniß zwischen Kohlensäure und Kohlenoxyd nicht ändert, daß aber die Windtemperatur successive von 200 auf 1000° gesteigert werde. Der Wärme- und Kohlenstoffconsum des Ofens, der einer jeden dieser Temperaturen entspricht, wird zu bestimmen sein, indem man jede Wärmequelle und jede Wärmeausgabe nochmals untersucht und als Function einer unbekannten Kohlenstoffmenge x ausdrückt. Aus diesen Einzelgleichungen läßt sich schließlich eine Gesammtgleichung für x entwickeln, welche dessen Berechnung zuläßt. Eine Schwierigkeit ist hierbei zu erwähnen; es ist dies die Unkenntniß der jeder Temperaturabstufung des Windes entsprechenden Temperatur der Gicht. Doch weisen im Allgemeinen Erfahrungen darauf hin, daß bei einer bis zu 1000° gehenden Winderhitzung die Gichttemperatur 100° nicht übersteigen wird. Unter der Annahme, daß die abnehmenden Gichttemperaturen wie die zunehmenden Windtemperaturen arithmetische Progressionen vorstellen dürften (abnorme Einflüsse allerdings ebenso wie Betriebszufälligkeiten vollständig ausgeschlossen), kann man nachstehende Reihe von einander entsprechenden Temperaturen als der Wahrscheinlichkeit ziemlich entsprechend annehmen: Es entspricht einer Windtemperatur von   200° eine Gichttemperatur von 180°   300 170   400 160   500 150   600 140   700 130   800 120   900 110 1000 100. Uebrigens zieht ein Irrthum in der Annahme in der Gichttemperatur nur eine geringe Veränderung des Totalresultates nach sich, da die von den Gasen und Dämpfen entführte Wärmemenge noch nicht ein Zehntel der Gesammtwärme beträgt. Im Folgenden werden die einzelnen Wärmeaufnahme- und Wärmeausgabeposten als Functionen der nicht bekannten, pro 1000k Roheisen erforderten Kohlenstoffmenge x nochmals berechnet und die Windtemperatur vorläufig mit T v, die Gichtgastemperatur mit T g bezeichnet. Die durch Kohlenstoffverbrennung producirte Hitze berechnet sich, da der Ofen pro Productionseinheit (1000k) x Kohlenstoff consumirt, von denen 17k in das Eisen gehen, und da ferner das Verhältniß CO₂/CO = 0,672 einer Verbrennung von 30 Proc. Kohlenstoff zu Kohlensäure und von 70 Proc. zu Kohlenoxyd entspricht, folgendermaßen. In den Gichtgasen sind pro 1000k Roheisen enthalten: (x – 17) 0,30 = 0,30 x –   5,1 Kohlenstoff als Kohlensäure (x – 17) 0,70 = 0,70 x – 11,9 „ „ Kohlenoxyd, welche an Wärme entwickelt haben: (0,30 x –   5,1) 8080 = 2424,0 x – 41208,0 (0,70 x – 11,9) 2473 = 1731,1 x – 29428,7 –––––––––––––––– im Ganzen also 4155,1 x – 70636,7. (1) Die durch den Wind angeführte Wärme kann sehr leicht als Function von x ausgedrückt werden, indem man das in der Kohlensäure und in dem Kohlenoxyd, soweit sie durch Verbrennung producirt sind, enthaltene Gewicht an Sauerstoff berechnet und davon den Sauerstoff aus den reducirten Bestandtheilen der Gicht abzieht. Eine einfache Multiplication ergibt dann das Gewicht des eingeblasenen Windes. Die Gewichtsmengen an producirter Kohlensäure und Kohlenoxyd sind: CO₂ = 0,30 (x – 17) 11/3 = 1,1     x – 18,7 CO  = 0,70 (x – 17)   7/3 = 1,633 x – 27,761, woraus sich für beide Gase zusammen ableitet: CO₂ + CO = 2,733 x – 46,461. Zieht man davon den Kohlenstoffgehalt der Gase x – 17 ab, so bleibt für den Sauerstoff: (2,733 x – 46,461) – (x – 17) = 1,733 x – 29,461. Aus Früherem ist bekannt, daß pro 1000k Roheisen das Erz 446k Sauerstoff abgibt; folglich gibt der Gebläsewind nur an Sauerstoff her: 1,733 x – 29,461 – 446 = 1,733 x – 475,461. Multiplicirt man den erhaltenen Ausdruck mit 4,33, so erhält man die überhaupt pro 1000k Roheisen eingeblasene Windmenge. Setzt man voraus, daß die Luft nicht absolut trocken ist, sondern ihren gewöhnlichen Feuchtigkeitsgrad hat, so muß jene Menge Sauerstoff zunächst mit der von Gruner ermittelten Zahl 0,97677 multiplicirt werden, um das einer vollkommen trocknen Luft entsprechende Sauerstoffquantum zu erhalten. Es ist mithin (1,733 x – 475,461) 0,97677 = 1,693 x – 464,525 die Sauerstoffmenge einer vollkommen trocknen Luft, woraus man durch Multiplication mit resp. 3,33 und 4,33 die entsprechende Stickstoff- und Luftmenge finden kann. Es ist die Stickstoffmenge N = (1,693 x – 464,525) 3,33 = 5,638 x – 1546,819, und die trockne Luft = (1,693 x – 464,525) 4,33 = 7,331 x – 2011,393. Daraus ergibt sich für die nasse Luft = (7,331 x – 2011,393) 1,0062 = 7,376 x – 2023,864. Die Wärmecapacität der Luft = 0,239 angenommen und, wie früher verabredet worden, die Temperatur mit T v bezeichnet, ergibt sich als Wärmelieferung des Windes: (7,376 x – 2023,864) 0,239 T v = (1,763 x – 483,703) T v         (2) Durch Addition der Ausdrücke (1) und (2) erhält man für den totalen Wärmeempfang des Hohofens: 4155,100 x – 70636,700 + (1,763 x – 483,703) T v = (4155,100 + 1,763 T v) x – 483,703 T v – 70636,700. Die einzelnen Posten des Wärmeverbrauches calculiren sich demnach folgendermaßenfolgermaßen: Die Reductionswärme des Eisens ist constant geblieben und beträgt wie früher 1934115c        (3) Dasselbe ist der Fall mit der Schmelzwärme des producirten Roheisens, welche immer noch ausmacht 265000 c        (4) Die Schlackenbildung erfordert zweierlei Arten Wärme, eine dem Wärmeaufwand der Erznebenbestandtheile entsprechende, constant bleibende und eine andere den Aschenbestandtheilen der Kokes entsprechende, mit der Aenderung des Kokesverbrauches variable Menge. Diese letztere Quantität ist als Function des verbrannten Kohlenstoffes zu berechnen. Die Zusammensetzung der Kokes weist für jedes Kilogramm Kohlenstoff 0k,15 erdige Nebenbestandtheile nach, welche 0k,13 Zuschlag (mit 0,07 Kalk) erfordern. Es resultiren in Folge dessen für jedes Kilogramm verbrannten Kohlenstoffes 0,15 + 0,07 = 0k,22 Schlacken. Werden durch Erhitzen des Windes nur x Kohlenstoff pro 1000k Roheisen verbraucht, anstatt, wie bei den von Wolters untersuchten Betriebsverhältnissen, 975k, so ist die Kohlenstoffersparniß = 975 – x und die entsprechende Schlackenverminderung = (975 – x) 0,22. In Folge dessen bleibt im Ganzen ein Schlackenquantum von 1213 – (975 – x) 0,22 = 0,22 x + 998,5, welches, unter Annahme der Schmelzwärme von 450c, an Wärme consumiren wird: (0,22 x + 998,5) 450 = 99 x + 449325 c         (5) Bei der Berechnung der Zersetzungswärme des Kalkes ist zu beachten, daß pro 1000k Roheisen 639k Kalkcarbonat angenommen worden sind, und daß pro 1k ersparten Kohlenstoffes die Schmelzmischung 0k,13 Kalkcarbonat weniger enthalten müsse. Es ist mithin die übrig bleibende Kalkmenge: 693 – (975 – x) 0,13 = 0,13 x + 512,25 und der Wärmeaufwand: (0,13 x + 512,25) 373,5 = 48,555 x + 191325,375        (6) Die Wasserverdampfungswärme besteht, wie die Schlackenschmelzwärme, aus zwei Theilen, einen für die untersuchten Umstände constanten und einen veränderlichen. Der constante Antheil rührt auch hier von der Erzfeuchtigkeit, der variable von dem Wassergehalt der Kokes her; man braucht mithin nur den letztern zu berechnen, d.h. zu ermitteln, wie viel Wasserdampf und Wärmeaufwand jedem Kilogramm ersparten Kokes entspricht. Jedes Kilogramm Kokes ist nach den angeführten Analysen von 0k,07 Wasser begleitet, woraus hervorgeht, daß pro 1k ersparten Kokes der Ofen 0k,07 Wasser weniger zu verdampfen braucht. Da der Möller im Mittel 577k Wasser pro 1000k Roheisen enthält, und da die Kohlenstoffersparniß, durch höhere Windtemperaturen veranlaßt, durch 975 – x ausgedrückt wird, so erhält man 577 – (975 – x) 0,07 = 0,07 x + 508,750 als Ausdruck für die zu verdampfende Wassermenge. Die Wärme, welche dazu erforderlich ist, beträgt: (0,07 x + 508,75) 606,5 = 42,455 x + 308556,875          (7) Die Zersetzungswärme des im Wind enthaltenen Wasserdampfes wird gefunden, indem man aus den früher ermittelten Gewichten für trocknen und feuchten Wind die Feuchtigkeitsmenge bestimmt und mit der schon bekannten Zahl 3222 multiplicirt. Der feuchte Wind wog 7,377 x – 2023,864 Der trockene    „      „ 7,331 x – 2011,393; mithin ist ––––––––––––––– die Differenz = 0,046 x –     12,741 und die Zersetzungswärme wird sein: (0,046 x – 12,741) 3222 = 148,212 x – 40181,562       (8) Die Wärmemenge, welche durch Gase und Dämpfe entführt wird, berechnet sich unter den veränderten Umständen folgendermaßen. Nach der Analyse und den vorstehenden Berechnungen sind für die Gase, soweit sie aus der Kohlenverbrennung entstehen, gefunden für die Mengen: der Kohlensäure = 1,100 x –     18,700 des Kohlenoxydes = 1,633 x –     27,761 des Stickstoffes = 5,638 x – 1546,819 des Wasserdampfes = 0,070 x +   508,750. Vernachlässigt man die geringfügige Wasserstoffmenge der Gichtgase, so ist zu den vorstehenden Posten nur noch die Kohlensäure des zersetzten Kalksteins zu bringen. Da man nach Früherem pro Kilogramm ersparten Kohlenstoffes 0k,13 Zuschlagkalkstein erspart, wird die aus der Zersetzung des Zuschlagkalkes hervorgehende Kohlensäure sich pro Kilogramm ersparten Kohlenstoffes um 0k,06 vermindern. In Folge dessen werden die 281k Kohlensäure, welche in dem Möller pro 1000k Roheisen unter den wirklich beobachteten Verhältnissen des Hohofens enthalten waren, sich ermäßigen auf: 281 – (975 – x) 0,06 = 0,06 x + 222,500. Addirt man diesen Ausdruck zu dem für die durch Verbrennung entstandene Kohlensäure, so hat man: 1,100 x – 18,700 + 0,06 x + 222,500 oder 1,160 x + 203,800. Multiplicirt man nunmehr die einzelnen Gasmengen mit ihren Wärmecapacitäten und der Gichttemperatur T g und vereint alle erhaltenen Producte zu einer einzigen Summe, so erhält man in Wärmeeinheiten die von den Gasen und Dämpfen entführte Wärmemenge. Es ergeben sich dabei nachstehende Resultate: Für Kohlensäure = (1,160 x +   203,800) 0,217 T g = (0,252 x +   44,225) T g   „   Kohlenoxyd = (1,633 x –     27,761) 0,226 T g = (0,369 x –     6,274) T g   „   Stickstoff = (5,638 x – 1546,819) 0,244 T g = (1,376 x – 377,424) T g   „   Wasser = (0,070 x +   508,750) 0,480 T g = (0,034 x + 244,200) T g ––––––––––––––––––– (9) deren Summe sein wird = (2,031 x –   95,273) T g. Die Wärmeverluste durch Leitung, Strahlung, Kühlwasser etc. sind nach Wolters constant und werden von ihm für die veränderlichen Windtemperaturen T v angenommen wie früher. Ein Ermitteln derselben durch Differenz würde eine Unbekannte mehr in die Ermittlungsgleichung für x bringen und diese Größe unberechenbar machen. Wenn auch zugestanden werden muß, daß bei wachsender Windtemperatur, und in Folge dessen gesteigerter Temperatur des Gestelles, auch jene Verluste wachsen, so bleibt in Ermanglung directer Bestimmungsmethoden nichts übrig, als sie für constant anzusehen. Sie belaufen sich, wie früher ermittelt, auf 435024 c         (10) Recapitulirt man sämmtliche Werthe, so erhält man: Reductionswärme des Eisens =                   1934115c (3) Schmelzwärme des Roheisens =                     265000 (4) Schmelzwärme der Schlacken =   99,000 x + 449325 (5) Zersetzungswärme des Kalkes =   48,555 x + 191325,375       (6) Wasserverdampfung =   42,455 x + 308556,875 (7) Wasserzersetzung = 148,212 x +   40181,562 (8) Gasentziehungswärme =    (2,031 x –  95,270) T g (9) Verluste =                     435024 (10) Daraus ergibt sich als Summe: 338,222 x + (2,031 x – 95,273) T g + 3543164,688 oder (338,222 + 2,031 T g) x – 95,273 T g + 3543164,688. Da die vom Hohofen absorbirten den empfangenen Wärmemengen gleich sein müssen, ist offenbar: (338,222 + 2,031 T g) x – 95,273 T g + 3543164,688 = (4155,1 + 1,736 Tv) x – 483,703 Tv – 70636,7, woraus sich entwickelt: Textabbildung Bd. 222, S. 459 Nach dieser Formel hat Wolters folgende Tabelle für x und die daraus abgeleiteten Kokesersparnisse berechnet, welche von den schon früher supponirten Verhältnissen zwischen T v und T g ausgeht. T v T g x Kokes ErsparnißDie Ersparniß bezieht sich stets auf den unmittelbar vorhergehenden Temperaturunterschied.    188°  180°  975k  1191k –   200 180 971 1186     5k   300 170 935 1142 44   400 160 903 1103 39   500 150 874 1067 36   600 140 847 1034 33   700 130 823 1005 29   800 120 800   977 28   900 110 779   951 26 1000 100 760   928  23. Die in dieser Tabelle enthaltenen Zahlen zeigen, wie selbst bei constant bleibendem Verhältniß zwischen Kohlensäure- und Kohlenoxydproduction die Vortheile des erhitzten Windes noch bedeutend sind. Bei einer Windtemperatur von 600°, der höchsten für eiserne Warmwindapparate erreichbaren, erreicht die Kokesersparniß gegen den Betrieb bei 188° Windtemperatur bereits 5 + 44 + 39 + 36 + 33 = 157k pro 1000k Roheisen. Bei der Anwendung von 800° Hitze gebenden Regenerativ-Winderwärmern und geschlossener Gicht (um alle Gase sicher verbrennen zu können) beläuft sich die Kokesersparniß schon auf 214k. Demnach, und unter Zugrundelegung einer der untersuchten Erzqualität entsprechenden Production, ergeben sich bedeutende Geldersparnisse, welche sich jeder Hohofentechniker unter Benützung seiner heimatlichen Conjuncturen leicht selbst berechnen kann. Wolters hat für Charleroi und einen Ofen von 47t pro Tag, d.h. 94000 Pfd. nach alter Ausdrucksweise, ein Jahresbeneficium von 60000 Franken oder 48000 M. berechnet. Aus der Tabelle ergeben sich aber noch andere Verhältnisse. Man sieht leicht, daß mit zunehmender Temperatur die Ersparniß im Ganzen wohl wächst, im einzelnen aber – von Temperaturstufe zu Temperaturstufe – abnimmt. Der Grund dafür ist, daß mit jeder Verminderung des Kokesverbrauches auch der (zu Grunde gelegte) theoretische Luftconsum abnimmt, und daß in Folge dessen auch die Zunahme der Temperatur eine stets unbedeutender werdende Vermehrung der im Wind enthaltenen und dem Ofen zugeführten Wärmeeinheiten bedingen muß. Weiter kann man durch Substitution von 760 (der Kohlenstoff-Kilogramme, welche pro 1000k Roheisen verbraucht werden, wenn der Wind auf 1000° erhitzt worden ist) an Stelle von x in den Formeln zur Berechnung der totalen Kohlensäuremenge des Kohlenoxydes finden, daß CO₂/CO = 0,895 anstatt 0,853 geworden ist; das beweist, daß durch stärkere Winderwärmung dieses Verhältniß stets etwas wächst, wenn auch der Hohofen keine größere Kohlensäuremenge auf dem Weg der Verbrennung producirt. Bestimmung des Gewichtes äquivalenter Chargen, die sich ohne Veränderung des Hohofenganges substituiren. Man kann theoretischer- wie technischerseits Wolters nur beistimmen, wenn er sagt, daß es von der höchsten Wichtigkeit sei, sich von dem Einfluß einer veränderten Kokesqualität und eines veränderten Metallgehaltes im Erze auf den Gang des Hohofens zu unterrichten. Wie früher mitgetheilt, wurden auf dem zu den Wolters'schen Studien benützten Hohofen während der ausgeführten Experimente 2764k Erz und 13k Zuschläge auf 1000k Kokes gesetzt. Es entsteht daraus von selbst die Frage, warum denn unter gewissen Umständen die Erzmenge pro 1000k Kokes (einer als unveränderlich angenommenen Größe) nicht über 2400 bis 2500k hinausgehen darf? Die Antwort darauf ist im Allgemeinen, daß die Erzmenge, welche man ohne Veränderung des Ofenganges pro 1000k Kokes setzen kann, abhängt: a) von den physikalischen Eigenschaften und der Reinheit der angewendeten Kokes; b) von dem Reichthum und der Zusammensetzung der behandelten Erze. Die Beziehungen der Reactionen des Hohofenprocesses zu der Kokesqualität discutiren sich in folgender Weise. Zunächst ist einleuchtend, daß lockere oder poröse Kokes als für Gase durchdringlichere Substanzen stärker auf die Kohlensäure einwirken müssen, als dichte Kokes von geschlossener Textur. Unter sonst gleichen Verhältnissen wird mithin die Kohlensäureproduction um so schwächer ausfallen, je größer und leichter die Kokes sind. Mit der verminderten Kohlensäureproduction nimmt natürlich auch die Wärmeproduction der Kokesmenge ab, und es ist, um das Gleichgewicht zwischen Production und Absorption zu erhalten, nothwendig, die Quantität der durchgesetzten Materialien zu vermindern. Die Praktiker des Hohofenbetriebes sagen dem entsprechend auch, daß eine leichtere und porösere Koke weniger Erz trüge als ein dichter und wenig durchdringlicher Brennstoff. Um in Zahlen zu ermitteln, welches der Einfluß ist, den die physikalischen Eigenschaften der Kokes auf den Gang des Hohofens haben (bei constanter Zusammensetzung), ist anzunehmen, daß der leichter werdende Brennstoff zunächst eine bestimmte Verminderung der Kohlensäureproduction hervorbringe, und demnächst die Veränderung in der Wärmeentwicklung des Apparates zu untersuchen. Nimmt man z.B. an, daß anstatt der dem Verhältniß CO₂/CO = 0,672 entsprechenden Zusammensetzung der Hohofengase von 30 Kohlensäure und 70 Kohlenoxyd die respectiven Mengen beider Gase 29 Kohlensäure und 71 Kohlenoxyd seien, so wird das Verhältniß CO₂/CO = 0,642. Im eisten Fall entwickelt 1k Kohlenstoff 0,30 × 8080 + 0,70 × 2473 = 4155c, während im zweiten Fall nur 0,29 × 8080 + 0,71 × 2473 = 4099c entwickelt würden. Es ist also pro Kilogramm Kohlenstoff bereits eine Differenz von 56c vorhanden. Setzt man weiter voraus, daß in beiden Fällen die Wärmemengen, welche der Wind zuführt, und welche die Gase wegführen, sich unverändert zeigen, so resultirt aus obiger Entwicklung, daß man anstatt 1k Kohlenstoff 1 + 56/4099 oder 1k,013 verbrennen muß, um dieselbe Wärmemenge zu produciren. 1000k Roheisen werden, dieselben Voraussetzungen weiter festhaltend, 1206k Kokes – anstatt 1191k – also 15k mehr erfordern, sobald nur 1 Proc. weniger des Kohlenstoffes sich in Kohlensäure verwandelt. Da 1000k Roheisen 3292k Erz verlangen, kann man anstatt 2764k Erz nur (3292 × 1000) : 1206 = 2730k pro 1000k Kokes setzen, mithin 34k weniger. Obwohl hieraus hervorgeht, daß der Erzsatz mit zunehmender Porosität abnimmt, so sind doch in der Praxis, auch bei der denkbar größten Aenderung der Eigenschaften der Kokes, nie mehr als 150 bis 200k Verminderung des von 1000k Kokes getragenen Erzquantums beobachtet worden.Die Schwankungen in der Kokesqualität werden sich wahrscheinlich immerhin in gewissen Grenzen bewegen, da Brennstoffe, welche zu große Abweichungen von den für den Hohofenbetrieb geforderten Eigenschaften zeigen, schon von vornherein dem Hohofen nicht zugewiesen werden dürften. (Schluß folgt.).