Die Fortschritte im Eisenhüttenwesen in den letzten fünf Jahren. Von Ingenieur Karl Brisker, Assistent an der k. k. Bergakademie in Leoben. (Fortsetzung von S. 56 d. Bd.) Die Fortschritte im Eisenhüttenwesen in den letzten fünf Jahren. C. Detailkonstruktionen des Hochofens. Unter dem Gichtplateau, das bei modernen Oefen fast ausschliesslich durch eine von dem Ofen völlig unabhängige Eisenkonstruktion getragen wird, befindet sich eine Neuerung, die den Ofen und die Gasleitungen vor Explosionen zu schützen bestimmt ist. Fig. 35 skizziert diese Einrichtung, die im wesentlichen aus rund um den Ofen angeordneten, durch ihre eigene Schwere geschlossen gehaltenen Klappen K besteht. Im Falle einer Explosion werden diese Klappen durch den Druck geöffnet und die feurigen Gase treten unter dem Gichtplateau ins Freie, ohne die auf der Gicht befindlichen Personen zu belästigen. Diese Anordnung dürfte bei keinem neuen Ofen mehr fehlen. Textabbildung Bd. 317, S. 73 Fig. 35. Anordnung von Explosionsklappen. Textabbildung Bd. 317, S. 73 Fig. 36. Ofenschacht aus gusseisernen Segmenten. Die weitaus wichtigste Neuerung, die wir auf dem Gebiete der Ofenkonstruktion in der letzten Zeit eingeführt sehen, ist die zuerst in Deutschland ausgeführte Konstruktion des Ofenschachtes und der Rast aus gusseisernen Segmenten, die im Innern eine nur schwache Verkleidung mit feuerfesten Steinen besitzen (etwa 60 bis 70 mm stark) und aussen mit Wasser gekühlt werden. Auf der Hauptversammlung des Vereins deutscher Eisenhüttenleute zu Düsseldorf am 15. Juni 1900 berichtete Generaldirektor Burgers-Gelsenkirchen ausführlich über diese Ausführung und den mit ihr gemachten Erfahrungen auf der Hütte Vulkan bei Duisburg (vgl. Stahl und Eisen, 1900 S. 675). Diese Konstruktion, welche in Fig. 36 skizziert ist, hat sich aus der in Fig. 37 abgebildeten Verbindungsausführung zwischen Schacht und Rast weiter entwickelt. Die Uebergangsstelle vom Schacht zur Rast ist eine der Abnutzung sehr zugängliche Stelle und die in Fig. 37 gegebene Konstruktion wird ursprünglich nur diesem Umstände haben Rechnung tragen sollen. Aus ihr ging dann die in Fig. 36 gezeichnete Ausführung hervor. Wir haben uns den Ofen aus Ringen zusammengesetzt zu denken, die aus einzelnen in Fig. 36 im Querschnitte ersichtlichen Segmenten bestehen. Diese Segmente sind 1,5 m hoch und gegenseitig durch Vernietung und Verschraubung festgehalten. Zur weiteren Befestigung sind die Segmente von ringförmigen Bändern umfasst. Der zwischen den Rippen freie Raum ist mit feuerfesten Steinen ausgekleidet, während die Aussenseite der Ringe durch Wasser berieselt wird, welches sich unten in einer Rinne sammelt. Die in Fig. 36 gezeichnete Anordnung sieht für jeden Ring eine Sammelrinne vor, es sind aber auch Oefen zugestellt worden, wo immer drei Ringe vom Wasser berieselt werden, ehe es von einer Rinne aufgenommen wird. Auch sind die Arbeitsleisten an den Stossfugen nicht unbedingt notwendig. Einer kühnen Idee ist mit dieser Konstruktion zu einem grossen Erfolge verholfen worden. Man hatte vor allem befürchtet, dass die bei so dünnwandiger Ausführung notwendige starke Wasserkühlung dem Ofen zu viel Wärme entziehen werde. Das hat sich jedoch als nicht richtig erwiesen. Im Gegenteil zeigte diese Ausführung gegenüber der Auskleidung der Oefen mit Steinen (oft bis zu einer Stärke von 1 m) ganz beträchtliche Vorteile. Erstlich waren die grossen Profiländerungen der mit Stein zugestellten Oefen hier nicht möglich. Was diese zur Folge haben, erhellt aus dem Umstände, dass der prozentuale Koksverbrauch pro 1 t Roheisen mit zunehmendem Alter der Zustellung immer grösser wird. In der Regel beträgt diese Steigerung 5 % gegenüber dem Mittelwerte der ersten Hälfte der Lebensdauer der Zustellung. Man hat ja sehr oft bei der Ausserbetriebsetzung eines Ofens Aenderungen bis zu 1 m im Durchmesser gefunden. Ein zweiter wichtiger Vorteil dieser eisernen Zustellung ist die Möglichkeit einer schnelleren Inbetriebsetzung des Ofens, die gegenüber der oft monatelangen Dauer dieser Periode bei mit Stein zugestellten Oefen in 10 Tagen vollendet ist. Im Gestell des Ofens, wo die höchsten Temperaturen herrschen, ist diese Art der Zustellung nicht anwendbar, sie muss hier stets mit Steinen erfolgen, wobei noch zu bemerken wäre, dass für diesen Teil ein kleines Steinformat zweckmässiger ist als ein grosses. Die kleinen Steine können infolge ihrer grösseren Elastizität der durch die Wärmeausdehnung bedingten Deformation besser widerstehen. Dazu gesellt sich der Umstand, dass kleine Steine in besserer Qualität herzustellen sind und auch die Ausmauerung mit kleinen Steinen eine leichtere ist. Textabbildung Bd. 317, S. 73 Fig. 37. Verbindung zwischen Schacht und Rast. Textabbildung Bd. 317, S. 73 Fig. 38. Kühlung der Formen. Was die besonders in diesen Teilen des Hochofens erforderlichen Kühlanlagen betrifft, so sind als wichtige Forderungen diesbezüglich erkannt worden, dass 1. die Kühleinrichtungen ohne Wasserverschwendung arbeiten, dass sie 2. dauerhaft und leicht überwachbar sind, und auch die Haltbarkeit des Ofens nicht beeinträchtigen, und dass 3. bei einem eventuellen Bruch kein Wasser in den Ofen dringt. Während nun die Kühlung durch Wasser in der Regel so erfolgt, dass Druckwasser benutzt wird, welches entweder zur äusseren Berieselung dient oder ein System von Röhren oder Kästen durchläuft, ist ein neuer Vorschlag gemacht worden, für diese Zwecke lieber angesaugtes Wasser zu verwenden. Denn die Verwendung von Wasser unter Saugspannung erleichtert die Erfüllung der Forderung mit Wasser zu sparen einerseits, andererseits ist es dabei unmöglich, dass bei einem Leckwerden der Kühlleitung Wasser aus derselben austritt. Dieses Prinzip ist unter der Bezeichnung Vakuumwindform zuerst für die Kühlung der Formen verwendet worden (vgl. Stahl und Eisen, 1901 S. 836). Fig. 38 skizziert diese Einrichtung. In den Wasserbehälter A fliesst Wasser aus der Leitung W solange zu, bis der Behälter gefüllt ist und die Leitung durch ein Schwimmerventil abgesperrt wird. Durch die Saugleitung S wird das Wasser durch die Form gesaugt. Tritt ein Leckwerden ein, so ist natürlich eine Wasserzirkulation unmöglich. Textabbildung Bd. 317, S. 74 Gaines-Windform. Von den Neuerungen auf dem Gebiete der Formenkonstruktion sei die Gaines-Windform genannt (vgl. Stahl und Eisen, 1897 S. 1062). Die in den Fig. 39 und 40 gezeichnete Form will erreichen, dass die bei der Verwendung gewöhnlicher Formen mit cylindrischer Mündung an dem Rande des Ofens entstehenden toten Felder vermieden werden. Es ist bei dieser Konstruktion nur sehr schwer, die für jeden Ofen anders zu gestaltende Mündung empirisch zu bestimmen, auch ist Gefahr vorhanden, dass der Wind nicht bis zur Mitte dringt und statt der toten Felder am Rande sich ein solches in der Mitte bildet. D. Windleitung und Winderhitzer. Der wichtigste Teil der Windleitung sind die in sie eingeschalteten Winderhitzungsapparate. Diese sind nunmehr fast ausnahmslos Steinapparate, in welchen die auf ein Ziegelgitterwerk übertragene Wärme der Heizgase zur Erhitzung des Windes benutzt wird. Selbst bei den kleinen Holzkohlenhochöfen, wo die früher allein bekannten eisernen Winderhitzer auch heute noch Anwendung finden, ist ein ökonomischer Vorteil dieser gegenüber steinernen Apparaten nicht zu bemerken, im Gegenteil. Eiserne Winderhitzer haben vor den steinernen nur den Vorteil voraus, dass sie eine grössere Gleichmässigkeit der Windtemperatur erzielen. In den Steinapparaten ist die Temperatur zuerwt sehr hoch und zum Schluss sehr niedrig. Eine Einrichtung, welche diesem Uebelstand begegnen kann, sind die von den Ingenieuren Gjers und Harrison ausgeführten Ausgleicher (D. R. P. Nr. 101492). Es wird ein in Fig. 41 skizzierter Steinapparat hinter den eigentlichen Winderhitzern in die Windleitung eingeschaltet, den zuerst der hocherhitzte Wind, später der kältere durchstreifen muss. Dieser Ausgleicher ist im Querschnitt rund und durch eine Scheidewand in zwei gleiche Teile geteilt. Die Temperatur, welche die Steine des Ausgleichers beim Wechseln der Winderhitzer haben, wird dem Mittel zwischen höchster und tiefster Windtemperatur in den Winderhitzern entsprechen. Durchstreicht nun der aus dem frischgeheizten Winderhitzer kommende Wind den Ausgleicher, so muss er seine Temperatur erniedrigen und Wärme an den Ausgleicher abgeben, welche später, wenn die Windtemperatur unter das Mittel sinkt und sich dem Minimum nähert, dem Winde wieder zu gute kommt, und somit die Temperaturunterschiede in engere Grenzen bringt. Textabbildung Bd. 317, S. 74 Fig. 41. Ausgleicher von Gjers und Harrison. Was die steinernen Winderhitzer betrifft, so ist ihre Grösse mit ihrer Umgebung gewachsen. Betrug die Höhe des ersten Winderhitzers 18 m, so bestehen jetzt solche bis zu 34 m. Ihre Anwendung ist allgemein geworden trotz der Fehler, die ihnen anhaften und die zu beseitigen noch nicht gelungen ist, ja über deren Ursachen man sich noch nicht völlig im klaren ist. Die Eigenschaften der zum Baue von Winderhitzern verwendeten feuerfesten Steine müssen die besten sein, die man bei diesem Material überhaupt erzielen kann. Grosse Feuerbeständigkeit neben hoher Druckfestigkeit und genügender Volumbeständigkeit sind die Haupterfordernisse. Die Eigenschaft der Feuerfestigkeit wird herabgesetzt durch die in den Gichtheizgasen enthaltenen Alkalien, deren auflösender Wirkung sich kein Stein mit der Zeit entziehen kann. Die Druckfestigkeit der Steine ist besonders in den unteren Partien ein wichtiges Erfordernis. Man versuchte in letzter Zeit wieder auf einen eisernen Unterbau, den schon die ersten Winderhitzer hatten, zurückzugehen, allein dieser ist nicht nur schlecht, sondern auch überflüssig, da es möglich ist, den unteren Teil so zu bauen, dass die Steine keine Zugbeanspruchung erleiden und auch die Druckbeanspruchung innerhalb der zulässigen Grenzen bleibt. Die Volumbeständigkeit der Steine ist vollkommen nicht zu erreichen und nur die ersten Qualitäten werden auf sie hin geprüft. Auffallend schnelle Zerstörung der Steine ist zumeist auf diese Ursache zurückzuführen, da bei der Ausdehnung der Steine Kräfte geweckt werden, über deren Grösse kein Urteil möglich ist. Vielleicht kann man diesem Umstände dadurch Rechnung tragen, dass man Chamotte- und Dinassteine zugleich verwendet. Während erstere schwinden, dehnen sich letztere aus, so dass bei geeigneter Anordnung die resultierende gegenseitige Verschiebung sich ausgleichen könnte. Es soll also erstens die für Winderhitzer verwendete Qualität der Steine die beste sein, da jede Ersparnis in dieser Beziehung sich durch eine bald nötig werdende Erneuerung des Mauerwerkes rächt. Zweitens muss aber auch auf eine oftmalige gründliche Reinigung der Winderhitzer gesehen werden, wenn man drittens nicht am besten mit der Reinigung schon bei den Gichtheizgasen beginnt. Textabbildung Bd. 317, S. 74 Fig. 42. Verbindung der Winderhitzer nach François. Der zweite Punkt, die oftmalige Reinigung der Apparate, wird oft wegen der damit verbundenen längeren Ausserbetriebsetzung eines Winderhitzers vernachlässigt. Die direkte Reinigung mit Stahlbürsten ist das einzige Mittel, verlangt aber die völlige Abkühlung des Apparates, die allein drei bis sechs Tage erfordert. Es hat nun François einen Vorschlag gemacht, der die Ausserbetriebsetzung eines Winderhitzers verkürzt und noch andere Vorteile für die Winderhitzung bietet. Er erbaut eine neue Windleitung (Fig. 42 skizzierp dieselbe), welche die Winderhitzer unabhängig von der übrigen Leitung so verbindet, dass die Wärme eines zwecks Reinigung ausser Betrieb gesetzten Apparates auf einen anderen übertragen wird. Die so gewonnene Wärmemenge, die ohne diese Vorrichtung verloren ginge, ist eine sehr beträchtliche und beträgt das Aequivalent mit Brennstoff 13800 kg Koks (vgl. Stahl und Eisen, 1898 S. 367). Es bedeuten in Fig. 42 die Zahlen 1 bis 8 Absperrschieber in der Windleitung. Soll z.B. Apparat II ausser Betrieb gesetzt werden, so zwar, dass er seine Wärme an den Winderhitzer III abgeben soll, so werden die Schieber 4 und 5 geöffnet, alle anderen bleiben geschlossen. Die kalte Gebläseluft wird dann dem Apparat III durch den zu kühlenden Apparat II zuströmen gelassen. Sollte die Wärme z.B. an Apparat IV abgegeben werden, so sind die Schieber 4 6 8 zu öffnen, alle anderen zu schliessen. Mit Hilfe dieser neuen Windleitung ist also erstlich eine raschere Abkühlung, da Gebläseluft verwendet wird, möglich, aber auch durch Hintereinanderschaltung mehrerer im Betrieb befindlicher Apparate eine Steigerung der Windtemperatur zu erzielen. Der Hauptvorteil ist aber die durch das schnellere Abkühlen ohne grosse Betriebsstörung und grossen Wärmeverlust ermöglichte Reinigung der Winderhitzer. Zum Schlusse dieses Abschnittes soll auf die Vorteile der Reinigung der zur Erhitzung dieser Apparate nötigen Gase hingewiesen werden. Nimmt man an, dass in einem Winderhitzer pro 1 t Roheisen 1000 cbm Gas verbrannt werden mit einem Staubgehalte von nur 3 g pro 1 cbm, so gibt das bei einer Erzeugung von 100 t Eisen per 24 Stunden eine Menge von 300 kg Staub, die in 24 Stunden den Winderhitzer passieren, in einem Monap ist das 9000 kg. Es ist ja richtig, dass nur ein Teil dieses Staubes in dem Winderhitzer zurückbleibt, wie viel ist nicht angebbar. Immerhin verlegt diese Staubmenge die Durchgänge des Mauerwerks, erniedrigt die Wärmeaufnahmefähigkeit und vermindert durch ihren Alkaliengehalt die Feuerbeständigkeit der Steine. Daher das Erfordernis der öfteren Reinigung und die mit ihr verbundenen Betriebsstillstände eines Apparates. Während man daher bei Verwendung ungereinigter Gase per Hochofen mindestens vier Winderhitzer haben muss, von denen einer stets in Reparatur ist, dürfte man bei Verwendung gereinigter Gase mit drei Apparaten auskommen, wobei man noch den Vorteil der besseren und schnelleren Ausnutzung der Gase wegen ihres grösseren Heizeffektes erhalten würde und überdies die Haltbarkeit des Steinmaterials bedeutend vergrössern könnte. (Fortsetzung folgt.)