Ueber das Schmelzen von Eisen im Cupolofen; von Ferd. Fischer. F. Fischer, über das Schmelzen des Eisens. Die Verbrennungsvorgänge im Cupolofen scheinen noch wenig bekannt zu sein. So berechnet E. F. DürreE. F. Dürre: Handbuch des gesammten Eisengieſsereibetriebes (Leipzig 1875), Bd. 2 S. 107 und 291. lediglich aus der Menge der verbrannten Kokes, dem Düsenquerschnitt und der Windpressung, daſs 17 Th. Kohlenstoff zu Kohlenoxyd, 1 Theil zu Kohlensäure, oder 16,53 Theile zu Kohlenoxyd und 3,47 Kohlensäure, daſs aber im Cupolofen von Krigar und Eichhorn die Kohle ausschlieſslich zu Kohlensäure verbrennt. Für 1000 Th. Eisen werden 100 Th. Kokes gefordert. Nach A. LedeburA. Ledebur: Die Verarbeitung der Metalle (Braunschweig 1877), S. 289 und 291. ist man bei Anwendung schlesischer Schmelzkokes mit einem Aschengehalt von 11,5 Proc. und 1 Proc. Feuchtigkeit im Stande, auf 100k Kokes mindestens 1500k Roheisen zu setzen; zum Füllen eines mittelgroſsen Ofens sollen höchstens 450k Kokes verwendet werden. Auſserdem werden 15 bis 20 Proc. der Kokes an Kalkstein zugesetzt. Rechnet man, daſs durchschnittlich in einem solchen Ofen 10000k Roheisen in einem Schmelzen durchgesetzt werden und hieraus bei 5 Proc. Abbrand 9500k Guſseisen erfolgen, so erhält man als Gesammtkokesverbrauch für 100k Guſseisen 12k. 1k Kokes mit 11,5 Proc. Asche und 1 Proc. Wasser besitzt ferner eine theoretische Wärmeleistung von 0,875\times8080^c und 1k Roheisen erfordert 250c, somit ergibt sich der Wirkungsgrad des Cupolofens E=\frac{100\times250}{12\times0,875\times8080}=0,294. Ledebur nimmt also lediglich eine Verbrennung zu Kohlensäure an. B. KerlB. Kerl und F. Stohmann: Handbuch der technischen Chemie (Braunschweig 1875), Bd. 2 S. 635. führt nur die von Ebelmen ausgeführten 5 Analysen von Gasen aus einem Kokes-Cupolofen an (1842 85 39); wie bereits hervorgehoben, haben aber diese Analysen wenig Werth (1878 227 174). Es scheinen also keine neueren Analysen bekannt zu sein. Tabelle I. Zeit Kohlensäure Kohlenoxyd Sauerstoff Stichstoff Bemerkungen Uhr Min. 4 – 14,8 8,6 0 76,6 Seit 3 U. 15 Min. ist das Gebläse im Gang. 4 15 15,1 8,0 0 76,9 4 35 16,7 3,8 0 79,5 5 – 17,0 3,2 0 79,8 5 10 15,5 – 0 – 5 20 17,1 3,3 0 79,6 Die Flamme wird sehr heftig. 5 40 18,6 0,5 0 80,9 Es wird noch einmal Koke u. Eisen nachgegeben. 6 – 17,6 1,8 0 80,6 6 U. 5 wird das Gebläse abgestellt. 3 15 7,2 2,4 10,8 79,6 3 U. 20 beginnt das Gebläse. 3 28 16,9 5,1 0 78,0 Bereits rothgelbe Flamme. 3 40 14,8 – 0 – 1cbm Gas enthält 67cc SO2. 3 56 14,9 7,9 0 77,2 Violette Flamme. 4 10 17,7 – 0 – Keine Flamme. 4 15 16,0 5,6 0 78,4 Bläuliche Flamme. 4 30 15,3 7,2 0 77,5 4 45 16,9 3,9 0 79,2 Keine Flamme. 5   4 14,4 8,6 0 77,0 Starke Flamme. 5 25 15,9 5,8 0 78,3 5 40 18,3 0,4 0 81,3 5 45 17,4 – 0 – 6 – 18,0 1,2 0 80,8 Unmittelbar nachher abgestellt. In der Tabelle I sind die am 1. und 2. October 1877 ausgeführten Analysen von Verbrennungsgasen aus 2 Cupolöfen einer Eisengieſserei zu Hannover zusammengestellt. Am zweiten Tage wurden eingesetzt: Füllkokes 360k Schmelzkokes 855  Eisen 9800  Kalk 225  ––––––– Zusammen 11240k. Ausgebracht wurden: Eisen 9016k Schlacken 985   –––––– Zusammen 10001k. Die verwendeten Kokes hatten 6,98 Proc. Asche; die Schlacke hatte folgende Zusammensetzung: Kalk 16,03 Magnesia 0,48 Eisenoxydul 17,23 Thonerde 6,01 Manganoxydul 2,98 Kieselsäure 56,14 Schwefel 0,30 Alkalien und Verlust 0,83 –––––– 100,00. Beim Schmelzen von 1000k Eisen in diesen Krigar'schen Oefen ergibt sich hiernach ein Schmelzverlust von 80k, an Schmelzkokes 87, an Gesammtkokes 124k, Kalk 23k und 100k Schlacke. Die Gase aus dem Krigar'schen Ofen einer anderen Gieſserei hatten folgende Zusammensetzung: Zeit Kohlensäure Kohlenoxyd Sauerstoff Stickstoff Bemerkungen Uhr Min. 4 – 12,1 – 0 – Gleich nach Beginn des Blasens. 4 18 10,5 15,8 0 73,7 4 42 10,7 – 0 – 4 48 15,0 7,2 0 77,8 5 10 15,9 4,9 0 79,2 5 23 15,2 6,8 0 78,0 5 U. 30 wird aufgehört. Verwendet wurden 2625k Eisen, 350k Füllkokes, 166k Schmelzkokes, davon waren 77k unverbrannt durchgegangen; an Schlacken wurden 125k erhalten. Für 1000k Eisen entspricht dies 48k Schlacke, 63k Schmelzkokes, 167k Gesammtkokes (mit 9,28 Proc. Asche). Die Schlacke hatte folgende Zusammensetzung: Kalk 10,03 Magnesia 0,51 Eisenoxydul 15,34 Thonerde 11,55 Manganoxydul 4,02 Kieselsäure 56,04 Schwefel 0,17 Alkalien und Verlust 2,34 –––––– 100,00. Die Gase aus dem Cupolofen einer dritten Gieſserei hatten folgende Zusammensetzung: Zeit Kohlensäure Kohlenoxyd Sauerstoff Stickstoff Bemerkungen Uhr Min. 4 25 13,8 7,9 0 78,3 Seit 4 Uhr geblasen. 4 40 15,8 4,8 0 79,4 5 15 12,1 – 0 – 3 55 6,2 – 0 – Drei Tage später. 4 15 12,4 13,5 0 74,1 Seit 4 Uhr geblasen. Bläuliche Flamme. 5 6 15,4 6,5 0 78,1 Gelbliche Flamme. 5 25 15,6 4,6 0 79,8 Sehr starke Flamme, die 5 Uhr 32 in Weiſsglut übergeht. 5 40 12,4 0 6,9 80,7 Unmittelbar nachher wird aufgehört. Die Schlacke hatte folgende Zusammensetzung: Kalk 15,44 Magnesia 0,49 Eisenoxydul 14,91 Thonerde 11,61 Manganoxydul 1,06 Kieselsäure 55,01 Schwefel 0,22 Phosphorsäure 0,19 Alkalien und Verlust 1,07 –––––– 100,00. Tabelle II. Zeit Kohlensäure Kohlenoxyd Sauerstoff Stickstoff Bemerkungen Uhr Min. 4 54 18,2 0,6 0,3 80,9 Seit 3 U. 45 geblasen. 5   5 17,1 2,7 0 80,2 5 17 15,9 1,1 2,9 80,1 5 32 17,7 2,3 0 80,0 5 45 18,4 0,8 0 80,8 6 – 13,5 7,8 0 78,7 Unmittelbar nachher steht das Gebläse. 3 23 15,4 5,6 0 79,0 Seit 3 U. 10 geblasen. 3 30 12,9 7,5 0 79,6 Probe eingeschmolzen und im Labor, untersucht. 3 45 9,5 18,4 0 72,1 4 15 12,5 12,5 0 75,0 4 40 15,3 7,0 0 77,7 4 52 15,0 6,2 0 78,8 Probe eingeschmolzen. 5 5 14,2 8,9 0 76,9 5 32 17,4 2,4 0 80,2 5 45 15,0 – 0 – 6 – 14,5 – 0 – 6   5 14,7 11,9 0 73,4 Bald darauf Gebläse abgestellt. In der Tabelle II sind die Analysen der Gase aus zwei anderen Cupolöfen einer vierten hiesigen Eisengieſserei zusammengestellt. Das Schmelzresultat war nach gef. Mittheilung des Hrn. Brandes folgendes: a b Eingesetzt: Schottisches Eisen 3800k 5100k Altes Eisen 2800 3300 ––––––– ––––––– Zusammen 6600 8400 Guſsproduction 6168,6 7860,5 ––––––– ––––––– Mithin Schmelzverlust   431,4   539,5 Kokesverbrauch zur Füllung   350   375          „               „   Schmelzung   362,5   562,5 ––––––– ––––––– Zusammen   712,5   937,5 Davon wiedergewonnen   150   175 ––––––– ––––––– Demnach verbrannt   562,5   762,5 Kalkverbrauch   100   130 Gefallene Schlackenmenge   200   253. Berechnet man diese Angaben auf 1000k eingesetztes Eisen, so ergeben sich folgende Resultate: a b Schmelzverlust 65 64 Schmelzkokes 55 67 Gesammtkokes 85 91 Kalk 15 15 Schlacke 30 30. Die verwendete Koke hatte folgende Zusammensetzung: Kohlenstoff 81,07 Wasserstoff 0,98 Sauerstoff und Stickstoff 3,22 Schwefel 1,10 Wasser 1,42 Asche 12,21 –––––– 100,00. Die Asche bestand aus: Kalk 15,02 Magnesia 0,98 Eisenoxyd 10,40 Thonerde 12,12 Manganoxyd Spur Kieselsäure 60,56 –––––– 99,08. Die am zweiten Tage erhaltene Schlacke bestand aus: Kalk 10,16 Magnesia 0,84 Eisenoxydul 20,98 Thonerde 10,68 Manganoxydul 4,01 Kieselsäure 50,48 Schwefel 0,18 Alkalien und Verlust 2,67 –––––– 100,00. Die Versuche werden unter Berücksichtigung der Zusammensetzung des Eisens, der specifischen Wärme, der Temperatur der Gase u.s.w. fortgesetzt.