| Titel: | Studien über die Darstellung eines weissen Roheisens für Sehne aus oolitischen Erzen des Grossherzothums Luxemburg. | 
| Autor: | Dürre | 
| Fundstelle: | Band 222, Jahrgang 1876, S. 540 | 
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                        Studien über die Darstellung eines weissen
                           Roheisens für Sehne aus oolitischen Erzen des Grossherzothums Luxemburg.
                        (Schluß von S. 462 dieses Bandes.)
                        Wolters, über die Darstellung eines weißen Roheisens
                           etc.
                        
                     
                        
                           Die Beziehungen des Hohofenganges zu der
                                 Erzbeschaffenheit unter Annahme gleicher physikalischer Eigenschaften der
                              Kokes, aber ungleicher Zusammensetzung derselben und der Erze sind in folgender
                              Weise zu untersuchen.
                           Die Erfahrung liegt ja vor, daß es nicht möglich ist, die Erze eines Hohofenbetriebes
                              einfach durch andere von verschiedenem Gehalt in gleichem Gewicht zu ersetzen, ohne
                              den Ofen in seiner Wärmeentwicklung zu steigern oder zu schwächen. Es rührt dieser Unterschied
                              im Wärmeconsum davon her, daß die Behandlung des Eisenoxydes im Hohofen mehr Wärme
                              absorbirt als die Schmelzung der gleichen Quantität Schlackenbestandtheile.
                           Die Analyse der Erze gibt zunächst das Mittel an die Hand, die ökonomisch richtigste,
                              d.h. mit dem Minimum von Schlacke und dem Maximum von Metallgehalt ausgestattete
                              Mischung zu finden, wobei allerdings, des durch den spätem Puddelproceß nicht
                              vollkommen zu beseitigenden Schwefelgehaltes wegen, auf einen basischen Charakter
                              der Schlacke gesehen werden muß.
                           Ist die Möllerung einmal gemacht, so erübrigt nur, den Verbrauch an Erz, Brennstoff
                              und Zuschlag pro 1000k Roheisen zu
                              berechnen und danach die pro 1000k Kokes zu
                              verbrauchende Erz-, Brennstoff- und Zuschlagsmenge zu ermitteln. Man
                              bezeichnet mit
                           
                              
                                 
                                    A
                                    
                                 das Ausbringen in Erzprocenten
                                 
                              
                                 
                                    s
                                    
                                 das Gewicht
                                 der Kieselsäure in 1k Erz
                                 
                              
                                 
                                    a
                                    
                                   „        „
                                 der Thonerde      
                                    „     „
                                 
                              
                                 
                                    c
                                    
                                   „        „
                                 des
                                    Kalkes          
                                    „     „
                                 
                              
                                 
                                    p
                                    
                                   „        „
                                 der Kohlensäure   „    
                                    „
                                 
                              
                                 
                                    q
                                    
                                   „        „
                                 des
                                    Wassers        
                                    „     „
                                 
                              
                                 
                                    n
                                    
                                   „        „
                                 des Aschengehaltes in 1k
                                    Kokes
                                 
                              
                                 
                                    m
                                    
                                   „        „
                                 des
                                    Wassers              
                                    „      „
                                 
                              
                                 
                                    r
                                    
                                   „        „
                                 der
                                    Kohlensäure        
                                    „      „
                                 
                              
                                 
                                    S
                                    
                                   „        „
                                 der Schlacke pro 1000k Erz
                                 
                              
                                 
                                    E
                                    
                                   „        „
                                 des
                                    Erzes                „    
                                    „
                                 
                              
                                 
                                    Z
                                    
                                   „        „
                                 des
                                    Zuschlages        „    
                                    „
                                 
                              
                                 
                                    x
                                    
                                   „        „
                                 der
                                    Kokes              
                                    „     „
                                 
                              
                           Berechnet man zuerst S, E und Z als Function von x und mißt aufs Neue die
                              verschiedenen Wärmequellen und Wärmeverluste, indem man sie ebenfalls als Functionen
                              von x ausdrückt, setzt man dann die Summe der vom Ofen
                              producirt erhaltenen Wärme gleich der Summe der consumirten Wärmemengen, so gelangt
                              man zu einer Gleichung, welche den Werth von x gibt,
                              d.h. den Kokesverbrauch pro 1000k Roheisen,
                              welches sonst auch die Zusammensetzung und der Metallgehalt der Minetten, sowie die
                              in den Kokes enthaltenen Wasser- und Aschenbestandtheile sei.
                           Berechnung von S. Nach Abzug
                              des Kohlenstoffgehaltes der Kokes ist die Schlackenmenge gleich der Gewichtssumme
                              aller aufgegebenen Materialien, vermindert um:
                           1) den Theil der Möllerung aus welchem die Bestandtheile des Roheisens (der
                              Kohlenstoffgehalt wiederum ausgeschlossen) stammen;
                           
                           2) das Gewicht des Staubes in den Gasen, abzüglich des Kohlenstoffgehaltes, der darin
                              immer auftritt;
                           3) die während der Schmelzung verflüchtigten Bestandtheile des Erzes.
                           Abzüglich des Kohlenstoffgehaltes von den Kokes ist das Totalgewicht pro 1000k Roheisen in den Ofen gelangenden
                              Materialien = E + x (m + n) + Z.
                           Nach frühern Ermittlungen waren die Erztheile, welche dem Roheisen die Bestandtheile
                              (mit Ausnahme des Kohlenstoffes) gegeben, = 1428k, die Gasstaubtheile dagegen = 16k pro 1000k Roheisen; die
                              flüchtigen Bestandtheile der Möllerung setzen sich zusammen aus dem hygroskopischen
                              Wasser, dem verbundenen Wasser und der Kohlensäure aus den Erzen = (p + q) E, der Kohlensäure des Zuschlages = Zr, dem Wassergehalte der Kokes = mx, und dem Sauerstoffgehalt der reducirten Eisen,
                              gleich dem Manganoxyde der Beschickung anzunehmen, = (0,7 S)/100. Daraus ergibt sich für das Schlackengewicht pro 1000k Roheisen:
                           S = E +
                              x (m + n) + Z – (1428 +16 +
                              (p + q) E + Zr + xm + 0,7S/100)         (1)
                           Berechnung von E. Da mit A
                              das Ausbringen bezeichnet worden ist, so wird die Eisenmenge in E
                              k Erz gegeben sein durch AE/100. Die pro 1000k Roheisen aus dem Erz zu producirende
                              Eisenmenge dagegen setzt sich zusammen aus dem Eisengehalt der Roheisenproduction,
                              dem des Gichtstaubes und der Schlacken, vermindert um das Gewicht des in den
                              Aschenbestandtheilen des Brennstoffes enthaltenen Eisens.
                           Da das Roheisen nach den Ergebnissen der Analyse 960k,07 Eisen, der Gichtstaub (17k pro 1000k Roheisen) (17 × 40)/100 = 6k,80, die Schlacke (= S pro 1000k
                              Roheisen) 3,54 Proc., also (3,54 S)/100 Eisen enthalten,
                              da ferner die Kokesasche 7,60 Proc. metallisches Eisen enthält und in Folge dessen
                              aus der pro 1000k Roheisen erforderlichen
                              Kokesmenge x in die Schmelzung treten (7,60 nx)/100 Kilogramm metallisches Eisen, – so
                              führen die vorgängigen Erwägungen dazu, daß
                           AE/100 = 960,07 + 6,80 + 3,54S/100 – 7,69nx)/100
                              und
                           E = (96687 + 3,54 S – 7,69 nx)/A         (2)
                           
                           Berechnung von Z (Zuschlagskalkstein). Die mittlere Zusammensetzung der
                              während der Versuche und Beobachtungen von Wolters
                              gefallenen Schlacken hat gezeigt, daß der Kalkgehalt derselben ziemlich gleich blieb
                              bei den gegenseitigen Schwankungen in dem Kieselsäure- und Thonerdegehalt,
                              und daß ferner aus der Summe der letztern sich die zuzuschlagende Menge Kalkes durch
                              Multiplication mit 0,60 sicher bestimmen ließe.
                           Da 1k Erz s
                              k Kieselsäure, a
                              k Thonerde, c
                              k Kalk enthält, und 56 Calciumoxyd 100
                              Kalkcarbonat entsprechen, so ist:
                           ((s + a)
                              0,60 – c)/0,56 E
                              
                           gleich der Menge des pro 1000k Roheisen nothwendigen Zuschlags an reinem Kalkcarbonat.
                           In gleicher Weise findet man, daß die Verschlackung von 1k Aschenbestandtheilen der Kokes 0k,80 reines
                              Kalkcarbonat erfordert. Da nun nx das Gewicht der
                              Aschenbestandtheile in pro 1000k
                              Roheisenproduction consumirten Kokes bezeichnet, so verursacht die Kokesasche für
                              die Productionseinheit Roheisen einen Aufwand von 0,80 nx reinem Kalkcarbonat.
                           Da weiter aus der Analyse des Zuschlags hervorgeht, daß 1k reines Kalkcarbonat in 1k,08 gewöhnlichem Zuschlagskalkstein
                              enthalten ist, ergeben sich pro 1000k
                              Roheisen:
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 222, S. 542
                              
                           Die Combination der drei Ausdrücke (1) bis (3) gibt unter Elimination etc. drei neue
                              Gleichungen für die drei zu messenden Größen, in welchen dieselben als Functionen
                              von x erscheinen. Zur größern Uebersichtlichkeit hat Wolters für einzelne Glieder dieser etwas umfänglichen
                              Ausdrücke bestimmte Benennungen eingeführt und erhält dann:
                           
                              
                                 I)
                                 S = (α +
                                    β n x)/γ
                                 
                              
                                 II)
                                 E = δ + ε n x
                                 
                              
                                 III)
                                 Z = λ + μ n x.
                                 
                              
                           Es bezeichnen die eingeführten Zeichen α, β, γ, δ, ε, λ, μ
                              nachstehende, in den Combinationsresultaten enthaltenen Werthe:
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 222, S. 542
                              
                           
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 222, S. 543
                              
                                 
                                 Die von Wolters aufgestellten Formeln sind vom
                                    Referenten etwas umgestaltet und weniger schwerfällig geordnet worden.
                                    Einige derselben hatten ein durchaus unelegantes Gepräge.
                                 
                              
                           Die Berechnung der verschiedenen Wärmequellen und des
                                 Wärmeverbrauches als Functionen von x
                              geschieht, indem man den Kohlenstoffverbrauch pro 1000k Roheisen x₁ = x – (m + n) x setzt und
                              die Bezeichnungen S, E und Z
                              in der vorher angenommenen Bedeutung noch beibehält.
                           Die erste der Wärmequellen, die Verbrennung des
                                 Kohlenstoffes, bestimmt sich wie früher, da das Verhältniß CO₂/CO, soweit es
                              durch Verbrennung producirt ist, unveränderlich = 0,672 angenommen werden muß. Wie
                              früher (S. 455 Gleichung 1) ist die producirte Wärme:
                           4155,100 x₁ –
                              70636,7         (4)
                           Die andere Wärmequelle, die Winderhitzung, wird ebenfalls
                              wie früher gemessen; es wurde gezeigt (S. 456), daß das Gewicht des feuchten
                              Gebläsewindes sein muß = 7,376 x₁ –
                              2023,864.
                           Die Wärmecapacität des feuchten Windes auf 0,239 und die Temperatur = 188°
                              angenommen, ergibt sich für die in den Hohofen gelangte Wärmemenge:
                           (7,376 x₁ – 2023,864)
                              0,239 × 188 = 331,444 x₁ –
                              90936,164         (5)
                           Die Addition von (4) und (5) ergibt 4486,544 x₁ – 161572,864 als die vom Hohofen
                              überhaupt aufgenommene Wärme.
                           Den Wärmeverbrauch des Hohofens anlangend, ist zunächst
                              die Reductions- und Schmelzwärme des Roheisens als
                              constant zu erachten und wie früher (S. 453) = 2199115c anzunehmen.Dieser Werth ist wohl nur dann als constant anzusehen, wenn die chemische
                                    Zusammensetzung des Roheisens eine constante ist. Dies ist hier allerdings
                                    vorausgesetzt, da man ja untersuchen will, wie verschiedenes Material zur
                                    Darstellung gleichen Productes auf den Brennstoffconsum einwirkt.         (6)
                           Die Schmelzwärme der Schlacke, welche von Gruner auf 450c
                              für 1k bestimmt worden ist, wird in Folge
                              dessen 450 S
                              sein         (7)
                           Hierbei ist ein genaues Verfahren nur möglich, wenn für jedes Verhältniß von Thonerde
                              und Kieselsäure die Schmelzwärme gemessen werden kann. Thonerde wirkt stets auf die
                              Steigerung der Schmelzwärme etwas ein, so daß für eine Thonerde reichere Schlacke,
                              auch wenn der Roheisencharakter gleich geblieben ist, eher etwas mehr als etwas
                              weniger Schmelzwärme angenommen werden muß.
                           Die Zersetzungswärme des Kalkcarbonats im Erz und im
                                 Zuschlagskalkstein ist offenbar:
                           373,5 (Zr + Ep)/0,44 = 848,864 (Zr + Ep)         (8)
                           Die Wasserverdampfung ergibt sich durch den Ausdruck:
                           606,5 (Eq + mx)        
                              (9)
                           Die Zersetzung des Wasserdampfes ergibt sich wie S. 458 =
                              148,212 x₁ –
                              40181,562         (10)
                           Die von den Gasen und Dämpfen durch die Gicht entführte
                              Wärme bestimmt sich, wie folgt: Es sind als Producte der Verbrennung früher (S. 458)
                              gefunden worden:
                           
                              
                                 Kohlensäure   
                                 1,100 x₁
                                 –
                                     18,700
                                 
                              
                                 Kohlenoxyd
                                 1,633 x₁
                                 –
                                     27,761
                                 
                              
                                 Stickstoff
                                 5,638 x₁
                                 –
                                 1546,819.
                                 
                              
                           Die kohlensauren Salze in der Beschickung ergeben noch Zr + Ep gasförmige Kohlensäure, so daß
                              sich ein Totalquantum an Kohlensäure von 1,100 x₁
                              – 18,700 + Zr + Ep ergibt.
                           Der Wasserdampfgehalt dieser Gase ist gegeben durch die Summe Eq + mx; die
                              Wasserstoffmenge kann, wie schon früher geschehen, ihrer Geringfügigkeit halber
                              vernachlässigt werden.
                           Eine mittlere Temperatur der Gichtgase von 180° angenommen, stellen sich
                              folgende durch die einzelnen Gase entführte Wärmemengen (Calorien) heraus.
                           Bei der Kohlensäure findet man:
                           (1,100 x₁ –
                              18,700 +  Zr + Ep) 0,217
                              × 180 = 42,966 x₁ – 730,442 +
                              39,6 ( Zr +  Ep).
                           Bei dem Kohlenoxyd ergeben sich:
                           (1,633 x₁ –
                              27,761) 0,226 × 180 = 66,430 x₁ –
                              1129,317.
                           Der Stickstoff absorbirt:
                           (5,638 x₁ –
                              1546,819) 0,244 × 180 = 247,621 x₁
                              – 67936,29.
                           Der Wasserdampf braucht:
                           ( Eq + mx) 0,480 × 180 = 86,48 ( Eq + mx).
                           Addirt man die gefundenen Werthe und führt die Ziffernoperationen aus, so erhält man
                              als Gas- und Dampfwärme an der Gicht:
                           357,017 x₁ + 396 ( Zr +  Ep) + 86,48 ( Eq + mx) –
                              69796,029        (11)
                           Die Wärmeverluste durch die Ofenwände, Kühlwasser und andere Nebenfunctionen kann man
                              der Einfachheit halber wie S. 459, obwohl das Verfahren kein correctes ist, auf
                              435024k
                              feststellen       (12)
                           
                           Durch Addition und Vereinfachung der Ausdrücke (6) bis (12) ergibt sich, alle
                              Verluste eingerechnet, der Gesammtverbrauch an Wärme:
                           505,229 x₁ + 450 S + 887,924 ( Zr +  Ep) + 692,900 ( Eq +  mx) + 2524161,409,
                           welcher gleich sein muß dem durch Addition der Ausdrücke (4)
                              und (5) früher gewonnenen Werthe der Wärmeaufnahme des Ofens. Es ist mithin
                           4486,544 x₁ – 161572,864 =
                           505,229 x₁ + 450 S +
                              887,924 (Zr + Ep) + 692,9
                              (Eq + mx) +
                              2524161,409.
                           Setzt man die Werthe für S, E, Z und x₁ (S. 542 und 543) ein, so ergibt sich daraus
                              für x der Werth IV =
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 222, S. 545
                              
                           aus welchem man für jede gegebene Erz- und
                              Kokeszusammensetzung den Kokesverbrauch pro 1000k Roheisen berechnen kann.
                           Setzt man den gefundenen Werth in die Gleichungen I bis III ein, so findet man die
                              Erz-Zuschlagsmengen E und Z, sowie die resultirende Schlackenmenge S des
                              normalen Hohofenbetriebes.
                           Um den praktischen Werth der Formeln I bis III zu beweisen, hat Wolters den von ihm untersuchten Betrieb nach den Analysen der Erze,
                              Zuschläge und Brennstoffe rechnungsmäßig construirt und den Kokes-,
                              Erz- und Zuschlagsverbrauch pro 1000k Roheisen ermittelt. Dadurch gewinnt man die Ueberzeugung, daß die
                              Rechnungsergebnisse mit denen des Ofenbetriebes übereinstimmen, und daß die
                              Grundlagen, wie auch deren Benützung zu Folgerungen richtige gewesen sein
                              müssen.
                           Zur Bequemlichkeit des Lesers folgen die im Anfang (S. 330 ff.) dieser Studien
                              mitgetheilten analytischen Belege nochmals.
                           Es war die mittlere Zusammensetzung des Erzes folgende:
                           
                              
                                 Hygroskopisches Wasser     
                                   7,88
                                 
                                 
                                 
                              
                                 Gebundenes            
                                    „
                                   7,66
                                 
                                 
                                 
                              
                                 Kieselsäure
                                 12,33
                                 
                                 
                                 
                              
                                 Kalk
                                 12,30
                                 
                                 
                                 
                              
                                 Thonerde
                                   5,21
                                 
                                 
                                 
                              
                                 Magnesia
                                   0,95
                                 
                                 
                                 
                              
                                 EisenoxydEisenoxydul
                                 42,12  1,02
                                 
                                    
                                    
                                 Metall. Eisen 30,32 Proc.
                                 
                              
                                 Mangansuperoxyd
                                   0,68
                                 
                                 
                                 
                              
                                 Doppelschwefeleisen
                                   0,06
                                 
                                 
                                 
                              
                                 Kohlensäure
                                   8,35
                                 
                                 
                                 
                              
                                 Schwefelsäure
                                   Spur
                                 
                                 
                                 
                              
                                 Phosphorsäure
                                   1,22
                                 
                                 
                                 
                              
                                 
                                 –––––
                                 
                                 
                                 
                              
                                 
                                 99,78.
                                 
                                 
                                 
                              
                           
                           Die mittlere Kokeszusammensetzung war:
                           
                              
                                 Hygroskopisches Wasser     
                                     5,53
                                 
                                 
                                 
                              
                                 Kohlenstoff
                                   81,88
                                 
                                 
                                 
                              
                                 KieselsäureKalkThonerdeMagnesiaEisenoxydMangansuperoxydEinfachschwefeleisenSchwefelcalciumPhosphorsäureAlkalien
                                     6,08    0,29    3,75    0,25    0,74    0,08    0,62    0,22    0,08    0,48
                                 
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                 
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    Aschenbestantheile12,59 Proc.
                                    
                                 
                              
                                 
                                 ––––––
                                 
                                 
                                 
                              
                                 
                                 100,00.
                                 
                                 
                                 
                              
                           Der Zuschlagskalkstein ergab:
                           
                              
                                 Kohlensäure
                                   41,65
                                 
                              
                                 Kalk
                                   51,95
                                 
                              
                                 Eisenoxyd
                                     0,35
                                 
                              
                                 Mangansuperoxyd
                                       –
                                 
                              
                                 Magnesia
                                     0,56
                                 
                              
                                 Schwefelsaurer Kalk
                                    Spur
                                 
                              
                                 Phosphorsaurer
                                    Kalk      
                                    Spur
                                 
                              
                                 Kieselsäure
                                     5,41
                                 
                              
                                 Thonerde
                                    Spur
                                 
                              
                                 Kohlenartige Stoffe
                                     0,09
                                 
                              
                                 
                                 ––––––
                                 
                              
                                 
                                 100,01.
                                 
                              
                           Nach den frühern Annahmen bedeuten:
                           
                              
                                 R = 30,32
                                 c  = 0,1230
                                 
                              
                                 p =  
                                    0,0835       
                                 r  = 0,4165
                                 
                              
                                 q =   0,1554
                                 n  = 0,1259
                                 
                              
                                 s =   0,1233
                                 m = 0,0553.
                                 
                              
                                 a =   0,0521
                                 
                                 
                              
                           Substituirt man diese Werthe in die Ausdrücke für α bis μ, so findet man:
                           
                              
                                 α = 27873,656  
                                 ε =    
                                    –0,087
                                 
                              
                                 β
                                    =       39,902
                                 λ = –114,238
                                 
                              
                                 γ
                                    =       27,909
                                 μ
                                    =       0,867.
                                 
                              
                                 δ =   3305,487
                                 
                                 
                              
                           Folglich geben die Formeln I bis IV pro 1000k Roheisen:
                           
                              
                                 S = 1213k
                                 Z =    15k
                                 
                              
                                 E =
                                    2392      
                                 x = 1191,
                                 
                              
                           d.h. genau die den wirklichen Betriebsverhältnissen entsprechendenensprechenden Mengen.
                           Nachdem durch diese Probe die angegebenen Rechnungsmethoden als hinreichend richtig
                              erkannt worden sind, ist es von Interesse, auch einige specielle Untersuchungen
                              anzustellen über die rechnungsmäßigen Betriebsverhältnisse, die sich bei der
                              Variation einzelner und der Constanz anderer Factoren ergeben.
                           Die erste Reihe von Bestimmungen macht Wolters unter der Annahme eines von 27 bis 35 Proc.
                              steigenden Eisengehaltes. Dabei wird in Betreff der sonstigen Bestandtheile
                              vorausgesetzt, daß der hygroskopische Wassergehalt gleich, der gebundene
                              Wassergehalt proportional dem Metallgehalt sei, und daß die
                              Schlackenhauptbestandtheile unter sich dasselbe Verhältniß beibehielten, während sie
                              sich mit Zunahme des Eisengehaltes verminderten. Weiter wird angenommen, daß
                              dieselbe Menge Phosphorsäure, Zweifach-Schwefeleisen, Mangansuperoxyd und
                              Eisenoxydul in allen Mischungen vorhanden sei. Die Zusammensetzung der Kokes und des
                              Zuschlags ist vorläufig die gleiche geblieben.
                           In der folgenden Tabelle sind zunächst die sich ergebenden procentalen
                              Erzzusammensetzungen, deren die resultirenden Werthe für A,
                                 p, q, s, a, c, r, n, m und endlich die daraus für α, β, γ, δ, ε, λ, μ
                              berechneten Werthe enthalten, welchen sich in besonderer Tabelle die
                              Rechnungsresultate für S, E, Z und x anschließen.
                           
                              
                                 Eisengehalt inProc.
                                 27
                                 28
                                 29
                                 30
                                 31
                                 32
                                 33
                                 34
                                 35
                                 
                              
                                 Chemische  Zusammensetzung.
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                              
                                 Wasser, hygrosk.
                                 7,88
                                 7,88
                                 7,88
                                 7,88
                                 7,88
                                 7,88
                                 7,88
                                 7,88
                                 7,88
                                 
                              
                                 Wasser, gebunden
                                 6,83
                                 7,08
                                 7,33
                                 7,58
                                 7,83
                                 8,08
                                 8,33
                                 8,58
                                 8,83
                                 
                              
                                 Kieselsäure
                                 14,09
                                 13,56
                                 13,03
                                 12,50
                                 11,97
                                 11,44
                                 10,90
                                 10,39
                                 9,86
                                 
                              
                                 Kalk
                                 14,06
                                 13,53
                                 13,00
                                 12,47
                                 11,94
                                 11,41
                                 10,80
                                 10,35
                                 9,82
                                 
                              
                                 Thonerde
                                 5,94
                                 5,72
                                 5,50
                                 5,28
                                 5,06
                                 4,84
                                 4,62
                                 4,40
                                 4,18
                                 
                              
                                 Magnesia
                                 1,14
                                 1,08
                                 1,02
                                 0,96
                                 0,90
                                 0,84
                                 0,78
                                 0,72
                                 0,66
                                 
                              
                                 Eisenoxyd
                                 37,41
                                 38,83
                                 40,25
                                 41,67
                                 43,10
                                 44,53
                                 45,96
                                 47,39
                                 48,82
                                 
                              
                                 Eisenoxydul
                                 1,02
                                 1,02
                                 1,02
                                 1,02
                                 1,02
                                 1,02
                                 1,02
                                 1,02
                                 1,02
                                 
                              
                                 Mangansuperoxyd
                                 0,68
                                 0,68
                                 0,68
                                 0,68
                                 0,68
                                 0,68
                                 0,68
                                 0,68
                                 0,68
                                 
                              
                                 Doppelschwefeleis.
                                 0,06
                                 0,06
                                 0,06
                                 0,06
                                 0,06
                                 0,06
                                 0,06
                                 0,06
                                 0,06
                                 
                              
                                 Kohlensäure
                                 9,51
                                 9,16
                                 8,81
                                 8,46
                                 8,11
                                 7,76
                                 7,41
                                 7,06
                                 6,71
                                 
                              
                                 Schwefelsäure
                                 Spur
                                 Spur
                                 Spur
                                 Spur
                                 Spur
                                 Spur
                                 Spur
                                 Spur
                                 Spur
                                 
                              
                                 Phosphorsäure
                                 1,22
                                 1,22
                                 1,22
                                 1,22
                                 1,22
                                 1,22
                                 1,22
                                 1,22
                                 1,22
                                 
                              
                                 R  . . . .
                                    .
                                 27,0000
                                 28,0000
                                 29,0000
                                 30,0000
                                 31,0000
                                 32,0000
                                 33,0000
                                 34,0000
                                 35,0000
                                 
                              
                                 p  . . . . .
                                 0,0951
                                 0,0916
                                 0,0881
                                 0,0846
                                 0,0811
                                 0,0776
                                 0,0741
                                 0,0706
                                 0,0671
                                 
                              
                                 q  . . . . .
                                 0,1471
                                 0,1496
                                 0,1521
                                 0,1546
                                 0,1571
                                 0,1596
                                 0,1621
                                 0,1646
                                 0,1671
                                 
                              
                                 k  . . . . .
                                 0,1400
                                 0,1356
                                 0,1303
                                 0,1250
                                 0,1197
                                 0,1144
                                 0,1091
                                 0,1039
                                 0,0986
                                 
                              
                                 a  . . . . .
                                 0,0594
                                 0,0572
                                 0,0550
                                 0,0528
                                 0,0506
                                 0,0484
                                 0,0462
                                 0,0440
                                 0,0418
                                 
                              
                                 c  . . . . .
                                 0,1406
                                 0,1353
                                 0,1300
                                 0,1247
                                 0,1194
                                 0,1141
                                 0,1088
                                 0,1035
                                 0,0982
                                 
                              
                                 r  . . . . .
                                 0,4165
                                 0,4165
                                 0,4165
                                 0,4165
                                 0,4165
                                 0,4165
                                 0,4165
                                 0,4165
                                 0,4165
                                 
                              
                                 n  . . . . .
                                 0,1259
                                 0,1259
                                 0,1259
                                 0,1259
                                 0,1259
                                 0,1259
                                 0,1259
                                 0,1259
                                 0,1259
                                 
                              
                                 m . . . . .
                                 0,0553
                                 0,0553
                                 0,0553
                                 0,0553
                                 0,0553
                                 0,0553
                                 0,0553
                                 0,0553
                                 0,0553
                                 
                              
                           
                              
                              
                           
                              
                                 Eisengehalt inProc.
                                 27
                                 28
                                 29
                                 30
                                 31
                                 32
                                 33
                                 34
                                 35
                                 
                              
                                 α . . . . .
                                 32042,609
                                 30797,313
                                 29546,687
                                 28276,724
                                 27032,429
                                 25756,134
                                 24495,839
                                 23235,545
                                 21975,250
                                 
                              
                                 β . . . . .
                                 34,959
                                 36,448
                                 37,937
                                 39,426
                                 40,915
                                 42,404
                                 43,893
                                 45,382
                                 46,872
                                 
                              
                                 γ . . . . .
                                 24,589
                                 25,589
                                 26,589
                                 27,589
                                 28,589
                                 29,589
                                 30,589
                                 31,589
                                 32,590
                                 
                              
                                 δ . . . . .
                                 3752,000
                                 3605,000
                                 3470,000
                                 3344,000
                                 3227,000
                                 3118,000
                                 3016,000
                                 2920,000
                                 2831,000
                                 
                              
                                 ε . . . . .
                                 –0,097
                                 –0,094
                                 –0,091
                                 –0,088
                                 –0,085
                                 –0,082
                                 –0,079
                                 –0,076
                                 –0,074
                                 
                              
                                 λ . . . . .
                                 –145,876
                                 –136,274
                                 –127,418
                                 –116,037
                                 –107,136
                                 –95,526
                                 –90,782
                                 –83,220
                                 –76,437
                                 
                              
                                 μ . . . . .
                                 0,867
                                 0,867
                                 0,867
                                 0,867
                                 0,867
                                 0,867
                                 0,866
                                 0,866
                                 0,866
                                 
                              
                                 Pro 1000kRoheisen
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                              
                                 Schlackenmenge k
                                 1529
                                 1426
                                 1330
                                 1240
                                 1158
                                 1080
                                 1007
                                 940
                                 876
                                 
                              
                                    Unterschied    
                                    k
                                 
                                 103
                                 96
                                 90
                                 82
                                 78
                                 73
                                 67
                                 64
                                 
                              
                                 Erzmenge          
                                    k
                                 3737
                                 3590
                                 3456
                                 3331
                                 3214
                                 3106
                                 3005
                                 2909
                                 2821
                                 
                              
                                    Unterschied    
                                    k
                                 
                                 147
                                 134
                                 125
                                 117
                                 108
                                 101
                                 96
                                 88
                                 
                              
                                 Zuschlagskalk     k
                                 8
                                 –1
                                 7
                                 15
                                 22
                                 28
                                 34
                                 40
                                 45
                                 
                              
                                    Unterschied    
                                    k
                                 
                                 7
                                 8
                                 8
                                 7
                                 6
                                 6
                                 6
                                 5
                                 
                              
                                 Kokesmenge      
                                    k
                                 1262
                                 1239
                                 1218
                                 1198
                                 1179
                                 1161
                                 1144
                                 1129
                                 1115
                                 
                              
                                    Kokesersparn.  k
                                 
                                 23
                                 21
                                 20
                                 19
                                 18
                                 17
                                 15
                                 14
                                 
                              
                                 Pro 1000k Kokeseine Gicht
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                              
                                 an
                                    Erz                
                                    k
                                 2961
                                 2897
                                 2837
                                 2780
                                 2726
                                 2675
                                 2627
                                 2577
                                 2530
                                 
                              
                                     Unterschied    
                                    k
                                 
                                 64
                                 60
                                 57
                                 54
                                 51
                                 48
                                 50
                                 47
                                 
                              
                                 „  
                                    Zuschlag         k
                                 –6
                                 –1
                                 6
                                 13
                                 19
                                 24
                                 30
                                 35
                                 40
                                 
                              
                                     
                                    Unterschied    k
                                 
                                 5
                                 7
                                 7
                                 6
                                 5
                                 6
                                 5
                                 5
                                 
                              
                           Untersucht man die zwei letzten Gruppen von Resultaten, so ergeben sich als
                              Schlüsse:
                           1) Daß mit zunehmendem Eisengehalt der relative Kokesverbrauch abnimmt; doch wird die
                              Ersparniß mit jedem Gehaltsprocent mehr eine immer kleinere. Der Mittelwerth der
                              Ersparniß pro Gehaltsprocent ist 18k Kokes
                              und der Grund liegt in der relativ geringern Schlackenmenge.
                           2) Daß mit jeder Gehaltszunahme von 1 Proc. die Erzgicht um durchschnittlich 54k abnimmt, die Zuschlagsgicht aber um etwa
                              6k zunimmt. Diese nicht sehr bedeutende
                              Zunahme erklärt sich aus dem abnehmenden Kalkgehalt der reicher werdenden Erze und
                              dem gleichbleibenden Gehalt der Kokes an erdigen Materialien.
                           Die zweite Anwendung der früher entwickelten Formeln
                              bezieht sich auf die Aenderung der Schmelzverhältnisse bei zunehmendem Erdengehalt
                              der Kokes. Wenn es sich beispielsweisebespielsweise darum handelt, die Mischung mit 33 Proc. Eisen zu Verblasen, und wenn man
                              annimmt, daß der Wassergehalt in den Kokes unveränderlich bleibt, dieselben aber sonst 17 Proc.
                              erdige Stoffe anstatt 12,59 Proc. enthielten, so erhält man:
                           
                              
                                 R =
                                    33,0000       
                                 c =  0,1088
                                 
                              
                                 p =   0,0741
                                 r =  0,4165
                                 
                              
                                 q =   0,1621
                                 n =  0,1700
                                 
                              
                                 s =   0,1091
                                 m = 0,0553.
                                 
                              
                                 a =   0,0462
                                 
                                 
                              
                           Da nur n sich ändert, so bleiben
                              die Größen α bis μ unverändert, und man erhält aus den Formeln I bis IV:
                           
                              
                                 S =  1101k          
                                 Z =     91k
                                 
                              
                                 E = 3000
                                 x = 1230.
                                 
                              
                           Der Gichtsatz wird also bestehen aus 2439k Erz, 74k Zuschlag auf 1000k Kokes. – Der Kokesverbrauch wächst
                              also pro 1000k Roheisenproduction von 1144
                              auf 1230k und die Erzcharge wird von 2627
                              bis auf 2439k, also um 188k vermindert, die Zuschlagsgicht von 30 auf
                              74k, also um 44k vergrößert werden müssen.
                           Aus diesem einen Beispiel schon lassen sich folgende Schlüsse ziehen:
                           1) Jede Zunahme des Kokesaschengehaltes um 1 Proc. belastet die Productionseinheit
                              stärker, als sie das Wachsen des Eisengehaltes der Beschickung um 1 Proc. entlastet.
                              In der That ergab sich soeben eine Vermehrung des Kokesverbrauches um 80k für eine Steigung des Aschengehaltes von
                              12,59 auf 17 Proc.; daraus folgt für 1 Proc. Aschengehalt mehr 86 : 4,41 oder 20k in runder
                              Zahl. Die Tabellen ergaben aber für jedes Eisengehaltsprocent mehr im Erz nur eine durchschnittliche Kokesersparniß von 18k, sobald der Aschengehalt im Brennstoff
                              als vollkommen gleichbleibend vorausgesetzt wird. Die Nothwendigkeit, möglichst
                              aschenfreie Kokes zu verwenden, ergibt sich aus den oben erlangten Resultaten für
                              den Hohofen-Ingenieur von selbst.
                           2) Jedes Procent weniger an Kohlenstoffgehalt der Kokes
                              veranlaßt eine nothwendige Verminderung der Erzgicht um 43k und eine Vermehrung der Zuschlagsgicht um
                              10k.
                           Die letzte Untersuchung betrifft den Gang des Hohofens
                              bei Zunahme des Feuchtigkeitsgehaltes der Erze sowohl als der Kokes. Nimmt man
                              wieder das Erz mit 33 Proc. Eisengehalt und verdoppelt die Menge des darin
                              enthaltenen hygroskopischen Wassers, so erhält man eine etwas modificirte procentale
                              Zusammensetzung, nämlich:
                           
                           
                              
                                 Hygroskopisches
                                    Wasser      
                                 15,76
                                 
                              
                                 Gebundenes
                                   7,61
                                 
                              
                                 Kieselsäure
                                   9,97
                                 
                              
                                 Kalk
                                   9,94
                                 
                              
                                 Thonerde
                                   4,22
                                 
                              
                                 Eisenoxyd
                                 42,01
                                 
                              
                                 Eisenoxydul
                                   0,93
                                 
                              
                                 Mangansuperoxyd
                                   0,62
                                 
                              
                                 Doppelschwefeleisen
                                   0,05
                                 
                              
                                 Kohlensäure
                                   6,75
                                 
                              
                                 Schwefelsäure
                                   Spur
                                 
                              
                                 Phosphorsäure
                                   1,12
                                 
                              
                                 
                                 –––––
                                 
                              
                                 
                                 99,69.
                                 
                              
                           Der Eisengehalt sinkt von 33 auf 30,16 Proc.
                           Nimmt man weiter an, daß auch die Feuchtigkeit der Kokes sich verdoppelt, so wird
                              deren Zusammensetzung:
                           
                              
                                 Wasser
                                 11,06
                                 
                              
                                 Kohlenstoff         
                                 77,05
                                 
                              
                                 Asche
                                 11,89.
                                 
                              
                           Es werden in Folge dessen:
                           
                              
                                 R =
                                    30,1600      
                                 c  = 0,0994
                                 
                              
                                 p =   0,0675
                                 r  = 0,4165
                                 
                              
                                 q =   0,2337
                                 n  = 0,1189
                                 
                              
                                 s =   0,0997
                                 m = 0,1106.
                                 
                              
                                 a =   0,0422
                                 
                                 
                              
                           Nach erfolgter Substitution und Ausrechnung sind:
                           
                              
                                 α = 22457,000  
                                 ε = –0,087
                                 
                              
                                 β
                                    =      40,108
                                 λ = 92,632
                                 
                              
                                 γ
                                    =      27,953
                                 μ =  0,866.
                                 
                              
                                 δ =  3299,000
                                 
                                 
                              
                           Die Formeln I bis IV ergeben alsdann pro 1000k Roheisen:
                           
                              
                                 S = 1026k         
                                 Z =    42k
                                 
                              
                                 E = 3286
                                 x = 1303.
                                 
                              
                           Die Gicht pro 1000k
                              Kokes besteht folglich aus 2522k Erz und
                              33k Zuschlagskalk.
                           Der Vergleich dieser Zahlen mit den früher für dasselbe Erz gefundenen zeigt, daß, um
                              den Ofen bei verdoppeltem Feuchtigkeitsgehalt des Erzes wie der Kokes in
                              regelmäßigem Gang zu erhalten, man die Erzmenge um 105k vermindern muß, während die Menge des
                              Zuschlagskalkes wesentlich dieselbe bleibt.
                           Aus dem Vorhergehenden entspringt die außerordentlich wichtige praktische Regel, daß man niemals versäumen darf, bei nassen Erzen und Kokes mit
                                 leichtern Gichten zu arbeiten, daß
                              man sofort, wenn die Materialien eine Zunahme an Feuchtigkeit zeigen, an dem
                                 Satze abbrechen muß.
                           Schon bei dem gewählten Beispiel einer einfachen Verdopplung der Feuchtigkeit ergibt
                              sich die Verminderung der Gicht an mehr als 100k. Bei naßgeregneten Erzen, welche zeitweilig jedem Hohofen zugehen
                              können, ist naturgemäß ein weit stärkerer Abbruch vom Erzsatz erforderlich, als es
                              sich im betrachteten Fall als nothwendig erwies.
                           Aus den behandelten Beispielen geht hervor, daß mittels der Formeln I bis IV man den
                              Erzsatz und den Zuschlag berechnen kann, sobald aus der Analyse die Zusammensetzung
                              von Erz und Brennstoff bekannt ist. Auch kann man sich, unbekümmert um das
                              Verhältniß von Kieselsäure und Thonerde, oder über die Zuschlagsmenge und die
                              resultirende Schlackenmenge, unterrichten. Natürlicherweise sind diese Formeln nicht
                              allein für jede Roheisensorte, sondern auch für jeden Hohofen bestimmbar, sobald man
                              durch Gasanalysen das Verhältniß CO₂/CO in den Gichtgasen erfahren hat. Die gezogenen
                              Schlußfolgerungen gelten aber ohne Unterschied für alle Hohofenverhältnisse.
                           Anmerkung des Referenten. An die Reihe der im
                              Vorstehenden mit unbedeutenden Veränderungen genau wiedergegebenen Rechnungen und
                              Discussionen hat Wolters noch Bemerkungen über
                              Schlackenverhältnisse bei der Verarbeitung der Minetten, über Schwefelelimination
                              durch Veränderung der Schlackenformel und über die Unmöglichkeit der
                              Phosphorelimination zugefügt, die indessen das abgeschlossene Bild der
                              Hohofenstudien nicht weiter ergänzen oder vervollständigen. Sie werden deshalb hier
                              fort gelassen und müssen auch bedeutend erweitert und vervollständigt werden, wenn
                              sie auf gleiche Beachtung Anspruch machen sollen.
                           Es ist zu wünschen, daß Hohofen-Ingenieure in gleicher Weise wie Wolters die ihnen bekannten Verhältnisse analysirten,
                              anstatt, wie es oft geschieht, derartige Rechnungen einer nicht ganz reinen Kritik
                              zu unterwerfen.
                           Prof. Dr. Dürre.
                           Aachen, Herbst 1876.