Titel: Kleinere Mitteilungen.
Fundstelle: Band 317, Jahrgang 1902, Miszellen, S. 322
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Kleinere Mitteilungen. Kleinere Mitteilungen. Verwendung der Naphtharückstände in den Eisenhütten RusslandsNach Génie civil.. Die Verwendung der Naphtharückstände in der Eisen- und Stahlindustrie hat in den letzten Jahren in Russland bedeutend an Umfang gewonnen, wozu besonders die Nobel-Gesellschaft durch die Verwendung derselben in den Flammöfen der Fabriken in St. Petersburg den Anlass gegeben hat; kurz darauf begann die Metallurgische Gesellschaft in Moskau mit der Verwendung derselben in den Martin-Oefen und sind seit dieser Zeit in dem Wolgadistrikt bedeutende Fabriken entstanden, welche fast ausschliesslich Naphtharückstände als Heizmaterial gebrauchen. Die seit langer Zeit allgemein bekannten Naphthaquellen im Kaukasus gehörten früher zu Persien und erst seit 1813 zu Russland, wo dieselben eine Krondomäne waren, als welche sie bis 1872 in Regie verwaltet und erst seit dieser Zeit an Private verpachtet wurden. Seit dem Jahre 1877 datiert die plötzlich steigende Entwickelung der Petroleumindustrie durch Gründung mehrerer Unternehmungen, wie der Nobel-Gesellschaft, der Kaspischen Naphthagesellschaft, der Gesellschaft Chibaieff u.a., durch welche die Einrichtungen und Transportmittel verbessert und entwickelt wurden und dadurch dem russischen Petroleum der Absatz im Auslande eröffnet wurde, so dass 1899 aus dem Hafen von Batum allein über eine Million Tonnen ausgeführt worden sind. Die Produktion von Rohpetroleum erreichte in Russland 1899 8½ Million Tonnen und erreichte 1900 die Summe von 10 Millionen, welche fast ausschliesslich auf den Distrikt von Baku kommen. Ausser diesem bestehen im Kaukasus noch zwei hervorragende Ausbeutungsstellen, von denen diejenige in Grozdny, Gouvernement Terek, die hervorragendste ist. Zu erwähnen sind ausserdem noch die dem Russischen Standard gehörigen Quellen bei Noworossisk und die Quellen in der Umgegend von Petschora im nördlichen Uralgebirge. Das Petroleum wird mittels Brunnen gewonnen, aus denen es durch Pumpen von oft 1200 Fuss Tiefe gehoben wird. Hierzu kommen durch Bohren entstehende Springquellen, deren Thätigkeit zwischen einigen Tagen und mehreren Monaten andauert und welche oft bis 80000 t am Tage liefern. Der Transport von den Quellen zu den Destillationsstellen findet mittels Rohrleitungen und durch Pumpwerke statt. Das aus dem Erdöl gewonnene, Mazut genannte, Brennmaterial, ist eine flüssige schwarzbraune Masse, welche nach der Destillation des Benzins und Kerosins erhalten wird. Während amerikanisches Erdöl 70 bis 80 % Kerosin liefert, erhält man aus dem russischen nur gegen 33 %. Die Destillation erfolgt in cylindrischen, wagerecht über den Feuerungen liegenden Kesseln, in denen die Gleichmässigkeit der Temperatur durch wagerecht eingeführte Röhren erhalten wird, in welche überhitzter Dampf eingeführt und durch denselben ein energisches Umrühren der Masse erzeugt wird. Man nimmt an, dass 100 t Rohöl in der Destillation und nach Verfliegen einiger flüchtiger Essenzen ergeben: Benzin 3 t Lampenöl 35 t Mazut 60 t. In dem Lampenöl befinden sich immer noch 2 bis 3 % Solaröl. Das Mazut ergibt selbst durch Destillation:   9 % Solaröl,   7 % Schmieröl, 25 % Maschinenöl,   1 % Cylinderöl, 45 % Teer. Das Mazut enthält gegen 87 % Kohlenstoff und 13 % Wasserstoff; die Heizkraft beträgt ungefähr 11000 Kalorien, während die der Kohle nur 8000 Kalorien beträgt. Die Dichtigkeit des rohen Erdöls ist je nach den Fundorten sehr verschieden; das spezifische Gewicht beträgt bei manchen bei 15° C. zwischen 0,860 und 0,875, während andere Orte ein schweres Oel von einem spezifischen Gewicht von 0,893 liefern. Als Mittel wird für aus der Destillation gewonnenes Lampenöl ein spezifisches Gewicht von gegen 0,825 und für das Mazut 0,910 bis 0,915 angenommen. Die Entzündungstemperatur besagt bei letzteren im allgemeinen 120°. Der Preis des Mazut war in den letzten Jahren ein vernältnismässig hoher. Im Jahre 1898 kam das Pud in Baku auf 8 Kopeken, während es augenblicklich 18 Kopeken kostet. Rechnet man hierzu die Transportkosten zu Wasser, so kommt das Pud über Tsaritryn 24 Kopeken und über Saratoff 27 Kopeken, d.h. 32 bezw. 35,2 M. die Tonne. Bei einem anzustellenden Vergleich mit der Kohle darf jedoch nicht nur die verschiedene Heizkraft berücksichtigt werden, da bei gut eingerichteten Heizungsanlagen die Verbrennung des Erdöls eine viel vollkommenere ist, als die der Kohle, wozu bei letzterer noch die durch die Roste entstehenden Verluste hinzukommen. Berücksichtigt man ausserdem, dass durch die Handhabung festen Feuerungsmaterials immer gewisse Verluste entstehen, während das Mazut nach der Feuerungsstelle in festen Röhren geleitet wird, so sieht man, dass hinsichtlich der Heizkraft 1 t Naphtha fast 2 t guter Kohle gleichkommt. Gewöhnlich wird angenommen, dass 6½ t Naphtha mindestens 11 t Kohle entsprechen. Die Verbrennung der Naphtha findet mittels Zerstäuber in mit feuerfesten Steinen ausgerüsteten Herden statt, auf welch letztere durch einen Strom von Dampf oder komprimierter Luft die Masse fein verteilt geworfen wirdh so dass sie in Form einer gasförmigen Masse verbrennt. Hierzu dient die bekannte Gebläsedüse von Körting, welche seit langer Zeit zum Abkühlen von heissem Kondenswasser benutzt wird. Dieselbe besteht hauptsächlich aus einem cylinder-förmig-konischen Rohr, in welchem eine archimedische Schraube angebracht ist. Das in dieses Rohr unter Druck eingeführte Oel muss den Windungen der Schraube folgen und gelangt beim Austritt unter drehender Bewegung zerstäubt in die Feuerung. Die Feuerungsanlage besteht aus einer Dampfpumpe, welche das Oel in ein Rohr ansaugt, aus welchem es sich in ein zweites ergiesst. Ueber diesen beiden Rohren befinden sich Erhitzer, welche den aus der Pumpe austretenden Dampf verbrauchen. Die Temperatur der Flüssigkeit beträgt 80 bis 90° C. Zwischen den beiden Rohren ist eine Verbindung angebracht, welche zum Erwärmen des in den Rohren befindlichen Brennmaterials vor seiner Weiterbeförderung dient. Die Verbrennung wird mittels einer Handpumpe geregelt, durch welche man je nach der Geschwindigkeit derselben einen grösseren oder geringeren Druck beim Eintritt des Oeles erzielt und gleichzeitig die Menge des in die Feuerung gelangenden Oeles regeln kann. Die zur Heizung mittels Erdöls verwendeten Einrichtungen in den Oefen von Eisenwerken können in zwei Klassen geteilt werden: 1. Vorrichtungen, bei denen das Erdöl in flüssigem oder gasförmigem Zustand ohne Zerstäubung verbraucht wird; 2. Vorrichtungen, bei denen das Erdöl zerstäubt wird. Bei den ersteren findet die Verbrennung in einem ausserhalb des Arbeitsraumes gelegenen Verbrennungsraume statt, bei den zweiten befindet sich letzterer grösstenteils innerhalb desselben. Die Verbrennung des Erdöls in flüssigem oder gasförmigem Zustand findet bei den Heizöfen der Nobel'schen Fabriken, der Metallurgischen Gesellschaft in Moskau und der Gesellschaft in Sormowo Anwendung. Das Erdöl wird in freier Luft unter denselben Bedingungen wie in Schweissöfen erhitzt. Zum Anzünden werden die Tröge mit Oel gefüllt und in gewissen Abständen mit Holzstücken belegt, welche angezündet werden, worauf das Oel binnen kurzem in Brand gerät. Ist der Ofen noch ungenügend erwärmt, so ist die Verbrennung unvollständig; der Rauch verschwindet hierauf nach und nach. Die nötige Luft wird in die Feuerung seitlich durch in einer Thür angebrachte Oeffnungen eingeführt, welche behufs Regelung mehr oder weniger geschlossen werden können. Der in den Fabriken von Saratow verwendete Apparat zum Verbrennen des Erdöls in gasförmigem Zustand besteht aus einer über dem Feuerungsraum angeordneten horizontalen Leitung, aus welcher das Erdöl durch eine Ansatzröhre in kleine Rohre geleitet wird, aus denen Leitungen von demselben Durchmesser in ein Gewölbe führen. Mittels Schieber wird der Zufluss geregelt. Zum Anzünden wird die Feuerung mit Holzstücken versehen, welche angezündet werden, worauf sämtliche Einlassöffnungen für das Erdöl geöffnet werden und der Luftzutritt auf ein Minimum beschränkt wird. Nachdem sich die Wandungen nach und nach erhitzt haben, wird der Luftzutritt vergrössert. Ist die Verbrennung einmal im Gange, so vergast das Oel und durchdringt die Feuerungsstelle, indem es mit einer langgezogenen Flamme brennt, welche in den Ofen gelangt. Die Höhe des Zuflusses wird je nach der Dichtigkeit des Brennstoffes geregelt und der zu erzielenden Temperatur angepasst; sie schwankt zwischen 1 und 2 m. Beide angeführten Systeme hönnen zur direkten Heizung mit Erdöl angewendet werden; sie zeichnen sich durch grosse Einfachheit aus, die verlorenen Gase können jedoch nur zum Heizen von Dampfkesseln verwendet werden. Ausserdem ist die Temperatur in demselben Grade wie bei Oelöfen begrenzt, da die beiden brennbaren Bestandteile des Mazuts Kohlenstoff und Wasserstoff sind und die Verbrennungstemperatur des Wasserstoffes in kalter Luft nach Dowson nur 1970°, die des Kohlenstoffes dagegen 2040° beträgt. Da es ausserdem nicht möglich ist, einen Ueberfluss von Luft von mindestens 5 % zu verhüten, so beträgt die Temperatur in der Theorie nie mehr als 1600° und erreicht in Wirklichkeit nie diese Höhe. Eine höhere Temperatur kann nur durch höhere Erhitzung der Luft erreichter den, welchen Zweck der von dem russischen Professor Krupsky konstruierte, und bis jetzt nur bei der Glasfabrikation verwendete Apparat, der jedoch auch bei metallurgischen Anlagen verwendbar ist, dient. Das Erdöl wird bei demselben durch ein Rohr im oberen Teil einer Kammer geleitet, wo es vergast wird und unter Zutritt von Luft brennt und in den unteren Teil derselben Kammer geleitet wird; eine zweite Regenerationskammer dient zur Erhitzung der Luft, welche die Verbrennung beim Eintritt in den Ofen vervollständigt. Es sind zwei Reihen derartiger Kammern angeordnet, wobei durch eine Einstellvorrichtung das Funktionieren nach Art der Siemens'schen Oefen geregelt wird. Die Verbrennung des Erdöls durch Zerstäuben ist zum erstenmal bei Martin-Siemens'schen Oefen von der Metallurgischen Gesellschaft in Moskau angewendet worden. Der hierzu verwendete Brenner besteht aus einem inneren Rohr, in welches das Erdöl geleitet wird und welches von einem äusseren, in eine konische Spitze endenden Rohr umgeben ist, in welches durch ein von demselben abzweigendes Rohr komprimierte Luft eingelassen wird. Diese Vorrichtung ist nicht direkt mit dem den Feuerraum einschliessenden Mauerwerk verbunden, sondern wird von einem System von Wasserzirkulationsröhren getragen, welche das Anbrennen verhindern. Die Martin-Siemens'schen Oefen des Moskauer Werkes sind wie folgt eingerichtet: Die unter dem Feuerraum angebrachten Regenerationsbrenner sind nur zwei an der Zahl, da sie nur zum Erwärmen der Luft dienen; an beiden Seiten derselben sind senkrechte Heizkanäle angebracht, welche dieselben mit der Feuerung verbinden. An den oberen Enden der Lufteinlässe befinden sich an dem Gewölbe oder den senkrechten Wandungen zwei Brenner, welche parallel zu den Längsseiten des Ofens gegen den Sammelraum geneigt sind. Durch eine Schaltvorrichtung können die beiden Kammern sowohl mit der äusseren Luft als mit dem Kamin verbunden werden, so dass die beiden Zerstäubergruppen abwechselnd arbeiten können. Ein in der Mitte des Ofens angebrachter fünfter Brenner ist ununterbrochen in Thätigkeit und wird bei jeder Umschaltung derart eingestellt, dass seine Flamme mit der Richtung der anderen Brenner immer übereinstimmt. Die komprimierte Luft kann behufs Zerstäubung durch Dampf ersetzt werden, welche unter einem Druck von 4 kg eingeführt wird; der mittlere Brenner kann auch ohne Nachteil weggelassen werden. Zur Regelung des Lufteinlasses und des Zuges im Schornstein dienen selbstverständlich Schieber, sowie solche für den Verbrauch von Dampf, komprimierter Luft und Erdöl angeordnet sind. Vorstehend beschriebene Einrichtungen sind bei Martin'schen Oefen von 15 bis 25 t angebracht; die Art der Einrichtung ist bei einzelnen Werken verschieden, die hauptsächlichen Anordnungen jedoch dieselben und das Funktionieren zufriedenstellend. Es ist hierbei zu bemerken, dass die Anordnung von zwei Luftkammern in Erdölöfen eine bessere Ausnutzung des Brennmaterials gewährleistet, als bei denjenigen von vier Kammern bei Gasöfen. Bei den letzteren wird nur die Hälfte der zur Verbrennung benutzten Luft angewandt, während die andere Hälfte in kaltem Zustand in dem Gasentwickler verbraucht wird; andererseits fördert die durch die Erwärmung des Gases regenerierte Wärme die Kraftleistung sehr wenig, da dieselbe den Gaserzeuger schon in erwärmtem Zustand verlässt. In den Erdölöfen durchdringt dagegen fast die ganze zur Verbrennung verwendete Luft die Kammern, und ist man daher im stände, dieselben Resultate wie in einem Gasofen zu erzielen, wo eine doppelte Regenerierung der primären und sekundären Luft stattfindet. Ausserdem beträgt die Kraftleistung durch die doppelte Regenerierung bei einer Temperatur von 1500° theoretisch 90 %, während die Regenerierung durch die sekundäre Luft und das Gas, wie sie gewöhnlich gehandhabt wird, nur eine theoretische Kraftleistqng von 66,3 % ergibt. Die Mehrzahl der Erdölöfen für Walzwerke sind wie die Martin'schen Oefen mit zwei Kammern und je zwei Brennern an jedem Ende des Ofens versehen, welch letztere über den Lufteinlässen angebracht sind. Die Dampfinjektoren sind bei dieser Einrichtung nicht immer anwendbar, da sie das Metall oxydieren. Man verwendet daher vorteilhaft komprimierte Luft, wobei der Druck, welcher gewöhnlich 50 cm nicht übersteigt, durch einen gewöhnlichen Ventilator erzielt werden kann. Die Aufspeicherung und Verteilung des Erdöls. Das Mazut wird aus Baku nach den Verbrauchsorten in Kastenschiffen auf der Wolga transportiert. Da jedoch die Schiffahrt während der Hälfte des Jahres durch Eis unterbrochen ist, so sind die Eisenwerke, welche fast ausschliesslich flüssiges Brennmaterial benutzen, gezwungen, dasselbe in bedeutenden Mengen, bis zu 30000 t aufzuspeichern. Diese Vorräte werden in cylindrischen Blachbehältern von ungefähr 3000 bis 4000 t Inhalt aufbewahrt. Ausserdem benutzt man hierzu grosse bedeckte Graben von 16000 t Inhalt. Das Mazut wird in die Schiffe mittels Pumpen eingesaugt und von da auf dieselbe Weise in die Behälter befördert. Um dasselbe aus den grossen Behältern in kleinere, welche an den verschiedenen Gebrauchsstellen liegen, zu befördern, wird das Mazut in einen in einer entsprechenden Höhe gelegenen Zwischenbehälter gepumpt, von wo es mittels Röhren zu den Verbrauchsstellen geleitet wird. Die Frage der Verwendung des Erdöls in metallurgischen Anlagen erscheint heutzutage vollkommen gelöst, was besonders die in der Nähe der Wolga gegründeten vielen Fabriken beweisen, welche die Schwierigkeiten in seiner Verwendung überwunden haben. Von allen metallurgischen Verrichtungen ist es nur die Giesserei, welche hiervon noch ausgeschlossen ist, doch ist es sicher, dass mit Rücksicht auf die Ersparnis von Holz gewisse Fabriken des Urals auch bei Hochöfen vom Erdöl Gebrauch zu machen versuchen. Die Verwendung des Erdöls als Brennmaterial zur Heizung besonders der Martin'schen Oefen an Stelle von Oelgas ist um so wichtiger, da durch dieselbe der Stahl keine fremden Beimischungen erhält, und man bei Verwendung von reinem Rohmaterial sicher sein kann, ein gleichmässig reines Metall zu erhalten. Unglücklicherweise hat der Preis des Erdöls in den letzten Jahren eine bedeutende Steigerung erfahren, welche die Fabrikationskosten bedeutend erhöht hat. Es ist jedoch anzunehmen, dass binnen kurzem ein Ausgleich zwischen diesem und dem Oelpreis eintreten wird und dass ausser einigen geographisch unvorteilhaft gelegenen Fabriken, die Verwendung dieses Brennmaterials in der Wolgagegend ungeachtet dessen eine allgemeine werden wird. Boot von 18,75 Meilen Fahrt. Die Firma Simpson Strickland and Comp. hat ein Boot erbaut, das bei 2,5 t Gesamtgewicht 18,75 Meilen Fahrt, also 34,25 km in der Stunde erreichte. Das Fahrzeug ist 9,2 m lang, 1,9 m breit, taucht nur 0,46 m tief und ist für sechs Personen berechnet. Die Maschine von 140 PS ist eine Kolben-, keine Turbinenmaschine, mit vier Cylindern von 95, 126, 190 und 280 mm Durchmesser, mit vierfacher Expansion, hat 11,5 m Hub, steht auf einer Platte aus Manganbronze und hat in ihren Hauptteilen als Material Nickelstahl. Sie ist Konstruktion Cross' Patent. Der Kessel, Typ Tornycroft-Cross, wiegt leer 600 kg, gefüllt 670 kg und ist auf 25 at Druck berechnet. Das offene Boot hat am Bug eine Freiborderhöhung gegen überkommendes Wasser, und bei 18 Meilen Fahrt ist das Heck unter die Wasserlinie gezogen. Ein Vergleich mit der berühmten „Turbinia“ von Parson mit Dampfturbinen, die am 9. April 1897 an der gemessenen Meile 32,75 Meilen erreichte, scheint grosse Ueberlegenheit der letzteren zu ergeben, jedoch ist „Turbinia“ 33,5 na lang, 2,7 m breit und wog 44,5 t, also fast 18mal so viel. Es ist somit kaum möglich, ein Fahrzeug wie „Turbinia“ an Bord von Linienschiffen zu nehmen, während andererseits bei so geringer Grösse die Seetüchtigkeit nur eine sehr relative sein kann, und da Turbinenmaschinen grosse Kohlenfresser sind, ist auch der Aktionsradius gering. Jedes grosse Schiff mit voller Ausrüstung kann das neue Boot an Bord nehmen und ohne Schwierigkeiten streichen. Seetüchtigkeit wird von ihm nicht verlangt. Die Manövrierfähigkeit der Turbinenfahrzeuge lässt viel zu wünschen übrig, da ihre Turbinen nicht rückwärts schlagen können, so dass nach dieser Richtung hin das Boot der „Turbinia“ wohl überlegen sein kann. Als Vedetteboot ist daher seine Verwendung wohl möglich, auch ist es seiner geringen Tauchung wegen auf Flussläufen von geringer Tiefe und wechselndem Wasserstand wohl verwendbar, so beispielsweise als Beiboot der Kreuzer auf dem Jantse-kiang in China. F. E. Bücherschau. Elastizität und Festigkeit. Die für die Technik wichtigsten Sätze und deren erfahrungsmässige Grundlage. Von C. Bach, kgl. württ. Baudirektor, Professor des Maschineningenieurwesens an der kgl. Technischen Hochschule Stuttgart. Mit in den Text gedruckten Abbildungen und 18 Tafeln in Lichtdruck. Vierte, vermehrte Auflage. Berlin 1902. Julius Springer. In der vierten Auflage des bekannten Werkes, die rasch auf die erst 1898 erschienene dritte Auflage folgt, ist die bewährte Einteilung des Stoffes beibehalten, sie unterscheidet sich von der vorhergehenden im wesentlichen durch eine grössere Anzahl von wertvollen Ergänzungen und durch Aufnahme eines ganz neuen Schlussabschnittes, der die allgemeinen Grundlagen der mathematischen Elastizitätstheorie enthält. Auch dieser Teil wird vielen willkommen sein, um so mehr, als die weniger leicht verständlichen Differentialausdrücke mit partiellen Differentialquotienten durch sehr zweckdienliche Figuren der Anschauung nahe gebracht sind. Schon der Umstand, dass der Abschnitt am Schluss des Buches steht, zeigt jedoch, dass die Begründung der für den Ingenieur wichtigsten Formeln nicht auf Grund dieser allgemeinen Entwickelungen geschieht; für diese ist vielmehr durchweg die frühere möglichst elementare Art der Darstellung beibehalten, worden. – Im Abschnitt II, Druck, sind die Ergebnisse der Hertz'schen Theorie des Spannungs- und Deformationszustandes an der Berührungsstelle von Körpern mit krummer Oberfläche aufgenommen, die in neuerer Zeit durch die vielseitige Verwendung von Kugellagern technische Wichtigkeit erlangt haben. Im Anschluss daran sind auch die wertvollen Versuche von Stribeck mit Stahlkugeln besprochen. – Die wichtige Frage der Biegungsfestigkeit des Gusseisens wurde vom Verfasser durch einen interessanten Biegungsversuch mit gleichzeitiger Bestimmung der Zug- und Druckelastizität, über den im Abschnitt III, Biegung, § 22 berichtet ist, zur Entscheidung gebracht, wobei sich z.B. auch zeigte, dass die Neutralachse selbst bei grossen Spannungen nur verhältnismässig geringe Verschiebungen aus der Stabmitte erfährt. – Im Kapitel „Plattenförmige Körper“ sind neue Versuche über die Durchbiegung ebener Platten mitgeteilt, die auf Veranlassung des Verfassers und mit dessen Versuchseinrichtungen von Ensslin durchgeführt wurden. – Neben diesen inhaltsvollen Bereicherungen findet sich in den verschiedenen Kapiteln noch manches Neue, das erkennen lässt, dass bei Herausgabe der neuen Auflage ausser den vom Verfasser selbst angebahnten Fortschritten auf dem Gebiet der Elastizität und Festigkeit auch die sonstigen einschlägigen Arbeiten der letzten Jahre berücksichtigt worden sind. – Die leicht verständliche Schreibweise, die auf erfahrungsmässigen Grundlagen in einfacher Weise aufgebauten theoretischen Entwickelungen, sowie auch die in pädagogischer Hinsicht so geschickte Anordnung des Stoffes werden dem Buche selbst die beste Ampfehlung sein. S. Die theoretischen und praktischen Grundlagen der Buchführung sowie die Unklarheiten und Unrichtigkeiten der üblichen Lehrmethoden. Von A. Schulte, Oberingenieur. Berlin 1902. Julius Springer. Auf 56 Oktavseiten werden neben der einfachen und doppelten Buchführung die wichtigsten Aufgaben ihrem Wesen nach besprochen, ohne auf Einzelheiten näher einzugehen.