XXXIV. Bemerkungen uͤber Versuche, die an verschiedenen Orten angestellt sind, Hohoͤfen mit erwaͤrmter Luft zu treibenObgleich wir der Ansicht sind, daß die auf den Schmelzpunkt des Bleies erhizte Luft, zur Speisung der Hohoͤfen angewandt, Vortheile gewaͤhrt, welche die Kosten des bei dieser Methode erforderlichen besonderen Heizapparates reichlich aufwiegen und sich theoretisch sehr wohl erklaͤren lassen (man vergleiche die Bemerkungen des Hrn. Prof. Ch. Bernoulli im Polytechn. Journale Bd. LV. S. 49), so theilen wir doch den Aufsaz des russischen Ingenieurs aus einer hauptsaͤchlich nur fuͤr das wissenschaftliche Publicum bestimmten deutschen Zeitschrift (Poggendorff's Annalen der Physik Bd. XXXIV. S. 163) mit, weil dessen Ansichten jedenfalls die genaueste Pruͤfung verdienen und aus den Erfahrungen der russischen Huͤtten als unbestreitbare Thatsache hervorgeht, daß man bei dem Hohofenbetrieb durch ein gehoͤriges Verengen der Duͤse, und dadurch, daß man, je geringer die Oeffnung derselben ist, den Windmesser einen groͤßeren Druk anzeigen laͤßt, außerordentlich an Brennmaterial ersparen kann. A. d. R.; von P. Sobolewskoy, Obristen im kaiserl. russischen Bergingenieurcorps. Angestellte Versuche Hohoͤfen mit erwaͤrmter Luft zu treiben. Kein metallurgischer Proceß liefert so mannigfaltige Resultate, als das Verschmelzen von Eisenerzen auf Gußeisen. Ohne von fruͤheren Zeiten zu sprechen, wo die Siderotechnik noch in ihrer Kindheit war, und wo man ihre Grundsaͤze nicht studirte, will ich nur bemerken, daß auch heut zu Tage viele Eisenhuͤtten bei gleichen Localverhaͤltnissen dennoch nicht gleiche Mengen Metall ausbringen, und dazu noch haͤufig Quantitaͤten von Brennmaterial verbrauchen, welche in keinem Verhaͤltnisse stehen mit dem, was man auf anderen Huͤtten sieht, obgleich die Ersparniß desselben eines der wichtigsten Gegenstaͤnde der bergmaͤnnischen Verwaltung ist. Man kann eine Menge von Beispielen davon aufzaͤhlen, und die gerade jene Gegenden betreffen, wo man sich am meisten damit beschaͤftigt. In England verbrauchte man in den Grafschaften Staffordshire, Shropshire und in Wales bis zur Zeit der neuesten Verbesserung auf ein Theil Gußeisen 4 Theile, dem Gewichte nach, ungebrannter Steinkohlen. In Yorkshire verbrauchte man fuͤr dieselbe Menge Gußeisen 4 1/2 Theil Steinkohlen. In Schottland aber 8 Theile. In Rußland bringen einige Huͤtten auf ein Theil Holzkohlen 1,4 Theile Gußeisen aus, dagegen andere auf ein Theil Holzkohlen nur 0,4 Gußeisen erhalten. Man schiebt gewoͤhnlich die Ursachen so großer Verschiedenheiten in den Resultaten theils auf die Qualitaͤt der Erze, theils auf die Bauart der Hohoͤfen; ich hoffe aber das Ungegruͤndete dieser Meinungen durch beifolgende Erlaͤuterungen zu beweisen. Vor Kurzem war die Aufmerksamkeit ganz allgemein nur auf die zuerst von Nilson, Director der Gasanstalt auf den Huͤtten von Clyde und Calder, in der Naͤhe von Glasgow, angestellten Versuche gerichtet. Er erbaute einen Apparat, der aus einer Menge gußeiserner Roͤhren von großem Durchmesser bestand. Indem er sie bis zum dunkeln Rothgluͤhen erhizte, ließ er die Luft, die in die Hohoͤfen geblasen wurde, durchstreichen, und erhoͤhte dadurch deren Temperatur von 200° F. oder 93° 1/3 C. bis auf 612° F. oder 322°,2 C. Er fand dabei, daß, je mehr die Temperatur der Luft gesteigert wurde, desto mehr auch Brennmaterial erspart wurde. Man fand in der Folge, daß man bei Anwendung erhizter Luft statt Kohls in den Hohoͤfen geradezu rohe Steinkohlen verbrauchen koͤnne, und verminderte dadurch die Kosten fuͤr das Brennmaterial auf mehr als die Haͤlfte. Statt 8 Theile Steinkohlen, die man fruͤher verbrauchte, um einen Theil Gußeisen auszubringen, verbraucht man davon heute nur 2,95 Theile. Zu gleicher Zeit verminderte man die Menge der Zuschlaͤge zu den Erzen; das Metall fing nun an sich reiner auszuscheiden, und dessen Quantitaͤt sowohl als Qualitaͤt gewann bedeutend im Verhaͤltnisse zu fruͤheren Resultaten bei dem Einblasen von kalter Luft. Alle diese Vortheile wurden der Einwirkung erhizter Luft zugeschrieben. Auf anderen Huͤtten Schottlands beeilte man sich diese Entdekung zu benuzen; nach den lezten Nachrichten waren schon auf 20 Huͤtten 67 Hohoͤfen mit erwaͤrmter Luft in Gang gesezt worden, ob zwar nicht alle mit gleichem Erfolge. Diese Entdekung ging bald in andere Laͤnder uͤber. Es ist bekannt, daß man im Koͤnigreiche Wuͤrtemberg auf der Huͤtte Wasseralfingen zwei Hohoͤfen, in denen Eisenerze mit Holzkohlen verschmolzen werden, gegenwaͤrtig durch erwaͤrmte Luft betreibt. Statt 1,85 Theile Holzkohlen, die fruͤher verbraucht wurden, um ein Theil Gußeisen zu erzeugen, verbraucht man jezt nicht mehr als 1,37 Theile. In Frankreich folgten mehrere Anstalten dem Beispiele Schottlands, und erwarteten große Vortheile von dieser Entdekung, die einer ihrer bekanntesten Bergingenieure fuͤr die ruhmvollste und zugleich fuͤr die hoͤchste Vollendung metallurgischer Kunst erklaͤrte. Ueberall, wo man sich mit diesem Gegenstande beschaͤftigte, suchte man die guͤnstigen Resultate, die die erwaͤrmte Luft geliefert hat, dem Umstande zuzuschreiben, daß fruͤher die kalte Luft das hinlaͤngliche Steigern der Temperatur gehindert haͤtte. Eine andere Ursache fand man nicht. Nach so zahlreichen und gluͤklichen Erfolgen, und nach der so bestimmt ausgesprochenen Meinung ausgezeichneter Metallurgen kann man keinen Zweifel uͤber die Zuverlaͤssigkeit der oben angefuͤhrten Resultate haben. Meine Absicht ist also keineswegs sie zu bestreiten, sondern bloß zu zeigen, daß die guͤnstigen Resultate nicht dem Erwaͤrmen der Luft zuzuschreiben sind, und daß man sie durch andere Mittel, ohne alle Unkosten, ohne alle Veraͤnderung am Hohofen erzielen koͤnne. Um dieß zu erlaͤutern finde ich mich genoͤthigt, den Vorgang des Hohofens naͤher zu beleuchten. Bekanntlich waͤhlt man zur Verarbeitung im Großen unter den Eisenerzen nur die Oxyde, entweder reine oder verbunden mit Wasser oder Kohlensaͤure. Um das Metall daraus zu gewinnen, muͤssen sie nur reducirt oder desoxydirt und zusammengeschmolzen werden. Wenn die Schmelzhize die noch nicht vollstaͤndig reducirten Erze trifft, so kann aus ihnen nicht die ganze Menge des Metalles erhalten werden, sondern ein großer Theil davon geht in die Schlaken uͤber. Demnach ist der Zwek des Hohofenprocesses: 1) die Erze eine hinlaͤngliche Zeit hindurch in Beruͤhrung mit den brennbaren Gasen und mit den gluͤhenden Kohlen zu erhalten, und 2) dem Hohofen eine Temperatur mitzutheilen, die hinlaͤnglich ist, um das durch oben erwaͤhnte Beruͤhrung hergestellte Metall, als auch die erdigen Theile, die die Schlaken bilden sollen, zum Schmelzen zu bringen. Die Laͤnge der Zeit, die erforderlich ist, um die Eisenerze zu reduciren, haͤngt von ihrer Zusammensezung und ihrem Gefuͤge ab. Es ist natuͤrlich, daß der dichte Magneteisenstein einer laͤngeren Zeit dazu bedarf, als die lokeren Wiesen- und Sumpferze. In beiden Faͤllen kann der Unterschied ziemlich bedeutend seyn, und die Nichtbeachtung dieses Umstandes muß nothwendig dem Gange des Processes schaden. Die Hoͤhe des Ofens, so wie auch seine uͤbrigen Dimensionen uͤben auf die Dauer der Beruͤhrung zwischen den Erzen und den reducirenden Stoffen nur eine Wirkung aus, die bloß von der Menge der zustroͤmenden Luft oder von dem in ihr enthaltenen Sauerstoff abhaͤngt. Wenn diese Menge so groß ist, daß die Kohle Zeit hat zu verbrennen, eher als das aufgegebene Erz Zeit hat reducirt zu werden, so wird auch der hoͤchste Hohofen eben so unvortheilhafte Resultate liefern als ein zu niedriger. Es ist auch bekannt, daß die Erhoͤhung der Temperatur beim Brennen nicht sowohl von der Quantitaͤt der Luft abhaͤngt, als von der Schnelligkeit, mit der sie dem brennenden Koͤrper zustroͤmt. Dieser lezte Umstand wird aber leider nur zu wenig beruͤksichtigt. Die Erfahrung hat bewiesen, daß beim Verschmelzen von Eisenerzen die Luft eine hoͤhere Temperatur hervorbringt, wenn sie mit groͤßerer Schnelligkeit, aber in geringerer Masse zustroͤmt. Unter diesen Umstaͤnden verbrennt die Kohle langsamer und die Gichten gehen weniger haͤufig nieder; das Erz aber, welches laͤngere Zeit in Beruͤhrung mit den reducirenden Stoffen verweilt, ist schon vollstaͤndig, wenn es den Schmelzraum erreicht, es kann daher die Beschikung vermehrt werden, und das Resultat wird guͤnstiger. Daß das schnelle Zustroͤmen der Luft zur Erhoͤhung der Temperatur beitrage, ohne die Menge der verzehrten Kohlen zu vergroͤßern, davon sehen wir viele Beispiele im gemeinen Leben. Des erste Beispiel davon gibt uns das Loͤthrohr. Ein feiner Strom Luft, mit einer gewissen gleichmaͤßigen Kraft auf die Flamme eines gewoͤhnlichen Lichtes gerichtet, bringt mittelst dieser eine Hize hervor, die im Stande ist, einen ihr auf einer kalten Kohle vorgehaltenen Stoff in so kurzer Zeit zum Schmelzen zu bringen, daß kaum ein Erbsen großes Stuͤk Kohle verbrennt, dahingegen kann derselbe Stoff, ohne Huͤlfe eines gedraͤngten Luftstromes erst mit dem Aufwande eines großen Stuͤkes Kohle geschmolzen werden. Hr. Knauff, Mitglied des gelehrten Comité des Bergcorps in St. Petersburg, fand, als er im Auftrage der Regierung in Petro-Sanodsk Versuche uͤber vermehrtes Verschmelzen von Eisenerzen anstellte, daß 100 Kubikfuß Luft, die unter dem Druke von 2 Zoll Queksilberhoͤhe einstroͤmten, eine Hize hervorbrachten, die derjenigen gleichkam, welche von dem Einstroͤmen von 200 Kubikfuß Luft, aber unter dem Druke von einem Zoll Queksilber hervorgebracht wurde, und zwar nur mit dem Unterschiede, daß in dem lezten Falle die doppelte Menge Kohle nuzlos verbrannte. Daraus kann man sehen, daß das Zubringen der Luft zu den Hohoͤfen, in verhaͤltnißmaͤßiger Menge und unter verhaͤltnißmaͤßigem Druke oder Schnelligkeit, den Gegenstand der bestaͤndigen Aufmerksamkeit aller Eisenhuͤttenbesizer ausmachen muß. Es gereicht den Besizern der russischen Eisenhuͤtten zur Ehre, daß sie diesen wichtigen Gegenstand nicht ganz außer Acht gelassen haben. Viele von ihnen haben eine besondere Sorgfalt auf die Regulirung des Geblaͤses verwandt. Heut zu Tage werden auf achtzehn Eisenhuͤtten des Uralgebirges mehr als 262,500 Kubikarschinen Holzkohlen in dem Verhaͤltnisse zu dem Verbrauche des Jahres 1806 erspart. Besondere Beachtung verdient die Ersparniß an Brennmaterial, die man auf einigen russischen Huͤtten erreicht hat. Auf den Huͤtten der Erben des Kaufmanns Bastorgoueff bringt, man taͤglich bis auf 700 Pud (233 Centner) Gußeisen aus, und verbraucht dazu nur 500 Pud oder 166 Centner Kohlen meist aus Birkenholz. Fruͤherhin verbrauchte man auf denselben Huͤtten, um dieselbe Menge Gußeisen auszubringen, 1000 Pud Kohle. Dieses Resultat uͤberwiegt bei weitem alles oben uͤber Schottland Erwaͤhnte. Das Mittel, wodurch man in Rußland so wesentliche Vortheile bei dem Huͤttenbetriebe erlangte, ist sehr einfach, und verlangt keine besonderen Apparate und Unkosten. Man kann dessen Zuverlaͤssigkeit an jedem Hohofen, der im Gange ist, erproben. Es besteht in der sorgfaͤltigen Beobachtung der eingeblasenen Luft und in der gehoͤrigen Regulirung ihrer Geschwindigkeit. Dieß erlangt man durch ein gehoͤriges Verengen der Duͤse, und dadurch, daß man, je geringer die Oeffnung derselben ist, den Windmesser einen groͤßeren Druk anzeigen laͤßt. Der Nuzen der erwaͤrmten Luft haͤngt auch lediglich von der Quantitaͤt der eingeblasenen Luft und der ihr mitgetheilten Schnelligkeit ab. In der That wird die Luft, wenn sie bis zu der Temperatur erhizt wird, wie es in Schottland geschehen, nahe auf den doppelten Umfang dilatirt, und es wird, wenn auch die ausstroͤmende Luft eine groͤßere Schnelligkeit erlangt, doch eine geringere Menge Luft in den Ofen befoͤrdert, als beim Gebrauche kalter Luft, und zwar im umgekehrten Verhaͤltnisse der Temperatur. Je mehr die Luft erwaͤrmt wird, desto geringer wird auch die Quantitaͤt, die durch dieselbe Duͤse durchstroͤmen kann, und dieß ist die eigentliche Ursache der guͤnstigen Resultate mit erwaͤrmter Luft. Wenn man die geringe Erhoͤhung der Temperatur, die die erwaͤrmte Luft erreicht, mit der Temperatur vergleicht, bei der die Erze schmelzen, so uͤberzeugt man sich leicht, daß die Erklaͤrung, die der Erfinder von dem guͤnstigen Erfolge gibt, indem er ihn dem Umstande zuschreibt, daß der Ofen durch das bestaͤndige Zustroͤmen warmer Luft nicht abgekuͤhlt werde, keine Beachtung verdiene. Ungeachtet der großen Vortheile, die, wie wir gesehen haben, auf der Clyde'schen Huͤtte erlangt worden sind, so erreicht jener Betrieb dennoch den gewoͤhnlichen englischen nicht, indem dort mehrere Huͤtten, bei Anwendung kalter Luft, auf einen Theil Gußeisen nicht viel uͤber 2 Theile Steinkohlen verbrauchen. Auf einigen dieser Huͤtten hat man es versucht, die eingeblasene Luft zu erwaͤrmen, aber mit unguͤnstigem Erfolge, was wahrscheinlich seinen Grund darin hat, daß auf diesen Huͤtten die Menge und die Schnelligkeit der zustroͤmenden Luft sich schon in dem Verhaͤltnisse befand, wie es der vortheilhafteste Betrieb erheischt. Der Nuzen der erwaͤrmten Luft hat sich auch in anderen Gegenden, vorzugsweise aber nur auf den Huͤtten bewaͤhrt, wo man, gleich den Schottlaͤndischen, bis dahin eine zu große Menge von Luft verbrauchte, und dadurch eines großen Aufwandes an Kohle bedurfte. Es waͤre zu wuͤnschen, daß in den Beschreibungen der Betriebe mit erwaͤrmter Luft, in Schottland sowohl als auch in anderen Gegenden, alle noͤthigen Data angegeben worden waͤren, um daraus das Verhaͤltniß des Verminderns der eingeblasenen Luft zur Erhoͤhung der Temperatur herzuleiten. Bei einigen der Einrichtungen waren aber gar keine Windmesser angebracht, und wenn bei anderen auch welche gebraucht wurden, so waren sie von mangelhafter Construction, indem sie den Druk nicht durch die Hoͤhe einer Queksilbersaͤule anzeigten, sondern ihn durch das Gewicht auf eine Flaͤche von einer gegebenen Groͤße angaben. Bei allem dem sieht man aus den Beobachtungen des franzoͤsischen Ingenieurs Dufrénoy, daß in der Caldron'schen Huͤtte die Menge der Luft beim Erwaͤrmen derselben auf 612° F. (322° C.) von 3500 Kubikfuß auf 2626 Kubikfuß in der Minute vermindert worden ist. Es ist zu bedauern, daß Dufrénoy, der diese Beobachtungen gemacht hat, nicht gleich auf die wahre Ursache kam, und den Versuch machte, mit kalter Luft dieselben Vortheile durch Verminderung der Quantitaͤt derselben im oben erwaͤhnten Verhaͤltnisse zu erreichen. – Dieser Versuch haͤtte ihm ohne Zweifel gezeigt, daß man durch Verengern der Duͤse den Hohofen in denselben Zustand versezen koͤnne, in dem er sich beim Einblasen warmer Luft befindet. Ein guter Hohofenschmelzer kann durch gehoͤriges Reguliren des Geblaͤses das Niederbrennen der Gichten nach Maßgabe der Nothwendigkeit verlangsamen, und dadurch eine vollstaͤndigere Ausscheidung des Metalles bewirken. Durch Beobachtung des Windmessers und gehoͤriges Zusammendruͤken der Luft kann er bei jedem Ofen, welche Construction er auch habe, bedeutende Ersparnisse an Brennmaterial bewirken. Zum Beweise dessen kann man die Kortsche-Gerski'sche Huͤtte im Olonetzki'schen Bezirk anfuͤhren. Auf dieser Huͤtte konnte man seit der Zeit des bekannten Gascoins bei allen Bemuͤhungen der fruͤheren Verwaltung nie mehr als 21 Pud Erz auf einen Korb, oder nahe 5 Kubikarschinen Kohle verschmelzen. Heut zu Tage ist man, durch die Bemuͤhungen des. Hrn. Knauff bei Beobachtung des Windmessers und Verengern der Duͤse dahin gekommen, 37 Pud mit derselben Menge Kohle zu verschmelzen. Alles dieses zeigt nach meiner Meinung deutlich, daß der Vortheil des Verschmelzens mit erwaͤrmter Luft davon abhaͤngt, daß durch eine maͤßigere Wirkung des Geblaͤses der Gang der Gichten vermindert wird, und folglich das Erz laͤngere Zeit mit den im Ofen sich bildenden brennbaren Gasen und der gluͤhenden Kohle in Beruͤhrung bleibt. Dadurch erhaͤlt man die Moͤglichkeit, die Beschikung im Verhaͤltnisse dieser Verlangsamung zu vermehren, und so ein guͤnstiges Resultat zu erreichen. Wenn man also durch Verengerung der Duͤse, bei Anwendung von kalter Luft, dieselben Vortheile erreichen kann, scheint es uͤberfluͤssig zu seyn, seine Zuflucht zu theueren Einrichtungen zu nehmen. Um zu zeigen, wie vortheilhaft das laͤngere Verweilen der Beschikung in Beruͤhrung mit den brennenden Kohlen ist, will ich ein Beispiel anfuͤhren, welches ich aus dem Gange der dem Obristen Fock gehoͤrigen Huͤtte zu Sumbula entnommen habe. Dort wurden seit sieben Jahren Eisenerze nicht durch Kohle, sondern durch Holz verschmolzen. Bei dem Anblasen des Ofens im Jahre 1830 wurde eine runde Duͤse mit zweizoͤlliger Oeffnung im Durchmesser gebraucht. Die Gichten, die, wie immer, 3 Kubikarschinen Holz enthielten, brannten sehr schnell, naͤmlich zu 50 in 24 Stunden nieder. Die Beschikung bestand aus 10 Pud Erz auf jede Gicht, und ob zwar im Schmelzraume Alles in Ordnung zu seyn schien, so wurde doch gar kein Gußeisen erhalten. Die Verminderung der Beschikung bis auf 6 Pud half durchaus nicht, und das Gestell fuͤllte sich bloß mit einer Schlake an, die der Frischeisenschlake vollkommen glich; sie war vollkommen fluͤssig, und floß beim Ausstechen wie Gußeisen, hatte auch beim Erkalten dessen aͤußeres Ansehen, war aber im Innern krystallisirt, gleich wie Frischschlaken. Als man aber die zweizoͤllige Duͤse mit einer einzoͤlligen vertauschte, so erschien bald Gußeisen, und zwar sehr weiches; statt 50 Gichten aber gingen nur 20 in den 24 Stunden nieder. In diesen Bemerkungen habe ich haͤufig darauf angedeutet, daß es unumgaͤnglich noͤthig sey, die Angaben eines gut eingerichteten Windmessers zu beobachten. Darunter verstehe ich aber einen Windmesser, der aus einer S foͤrmig gebogenen Roͤhre besteht und mit Queksilber gefuͤllt ist. Das eine Ende wird in die Roͤhre, durch welche die Luft eingetrieben wird, luftdicht eingepaßt, das andere Ende enthaͤlt einen Schwimmer, der als Zeiger dient. Wenn der Druk der Luft das Queksilber von der einen Seite niederpreßt, so steigt es im anderen Arme der Roͤhre hinauf, und schiebt den Zeiger in die Hoͤhe. Auf einer besonderen Scale liest man die Hoͤhe der Queksilbersaͤule ab, die den Druk anzeigt. Es versteht sich von selbst, daß die Roͤhre in allen ihren Theilen von gleichem Durchmesser seyn muß; solche Windmesser sind fuͤr genaue Beobachtungen geeignet, und es waͤre zu wuͤnschen, daß man sich ihren Gebrauch uͤberall zur Pflicht machte. Alle die Nachtheile, die sich beim Schmelzen ereignen, als: zu schnelles oder zu langsames Niederbrennen der Gichten, so auch das Kochen im Schmelzraume, das Verdiken der Schlaken u. dergl., die fast alle der Guͤte des Gußeisens schaden, und die Arbeit erschweren – alle diese Nachtheile koͤnnen bei gehoͤriger Beobachtung des Windmessers und guter Behandlung des Geblaͤses vermieden werden. Alle, die den Gang eines Hohofens beobachten, wuͤrden einer Menge Vorurtheilen uͤber Dimensionen der Oefen, uͤber die Nothwendigkeit der Erweiterung im Schachte und andere Gegenstaͤnde betreffend, entsagen, wenn nur die Anwendung des Windmessers ihnen gelaͤufig waͤre. In Rußland kennt man schon hinlaͤnglich den Nuzen dieses Instrumentes, und nur der genauen Beachtung seiner Anzeigen verdankt Hr. Fock den guͤnstigen Erfolg seiner Schmelzung mit Holz, ein Verfahren, das wegen Nichtbeachtung dieser Anzeige noch in keinem anderen Lande mit Erfolg nachgeahmt worden ist. Ich hoffe, daß das von mir Gesagte die Veranlassung dazu werden werde, die Versuche uͤber Einblasen warmer Luft mit groͤßerer Genauigkeit, als bisher geschehen ist, zu wiederholen, und einige Huͤttenbesizer von einer zu fruͤhzeitigen Nachahmung eines theueren und unsicheren Regulirungsmittels des Geblaͤses abzuhalten.