C. Ueber das Abfangen der Gichtgase bei Hohöfen mit offener Gicht; von Samuel Lloyd in Wednesbury. Vorgetragen in der Mechanical Engineer's Society am 1. November 1860. – Aus dem London Journal of arts, Juli 1861, S. 37. Mit einer Abbildung auf Tab. VI. Lloyd, über das Abfangen der Gichtgase bei Hohöfen mit offener Gicht. Die Methode, die Gichtgase der Hohöfen abzufangen, ohne eine geschlossene Gicht anzuwenden, wurde nach einer Reihe von in anderer Richtung angestellten und mißlungenen Versuchen bei dem Old Park Eisenwerke, Wednesbury, und mehreren anderen Eisenwerken in Anwendung gebracht, nachdem es sich herausgestellt hatte, daß alle Einrichtungen, welche eine geschlossene Gicht voraussetzen, den Gang des Ofens benachtheiligen. Bei dem Old Park Eisenwerke wurde der erste Versuch, die Gichtgase zur Feuerung zu benutzen, im Jahr 1849 gemacht. Man glaubte, daß drei Oeffnungen von je 2 Quadratfuß, die etwa 12' unterhalb des Gichtplateau rings um den Ofen in gleichen Entfernungen angebracht und durch einen Ziegelsteincanal mit den Dampfkesseln verbunden waren, hinreichend Gase durchlassen würden, um den größten Theil des benöthigten Dampfes zu erzeugen. Indessen bewährte sich die Einrichtung in der Praxis keineswegs, indem der Ziegelsteincanal nicht luftdicht zu erhalten war und zeitweise wiederholte Explosionen stattfanden, deren letzte von der heftigsten Erschütterung der Hütte und starkem Umherschleudern der Steine begleitet war. Der gemauerte Canal wurde daher durch einen eisernen ersetzt; dieß war eine große Verbesserung, aber es gelangte doch noch nicht genug Gas zu den Kesseln, da die Esse zum Absaugen der Gase für sieben Kessel nicht kräftig genug war, indem sie nur 90' Höhe und 2 1/3 Quadratfuß Querschnitt hatte, so daß mehrere Kessel noch mit Kohle gefeuert werden mußten, wenn der erforderliche Dampf erzeugt werden sollte. Es zeigte sich bald, daß die erwähnten Oeffnungen nachtheilig wirkten so oft der Hohofen stille stand, weil dann sofort durch sie in den Ofen ein Luftstrom einzog, der eine große Menge Erz um und unter den Oeffnungen in starren Zustand überführte und einen so schlechten Gang des Ofens verursachte, daß die Oeffnungen wieder zugemauert werden mußten. Es wurde daher nunmehr ein Cylinder von Eisenblech in die Gicht eingehängt und das Ende des eisernen Abzugsrohres durch die Seite des Ofens gesteckt; hierbei zog aber nur wenig Gas nach den Kesseln hinab und die Gichtflamme blieb fast unverändert. Zu derselben Zeit wurde ein Versuch gemacht, die Gichtgase von einem mit heißem Winde betriebenen Hohofen abzuleiten, ohne eine Aenderung am Ofen selbst zu machen. Ein Ventilator wurde in einer gußeisernen Kammer angebracht, von welcher gußeiserne Röhren von 12'' Durchmesser am Hohofen außerhalb desselben hinauf giengen, deren Ende hinter dem Cylinder in den Hohofen hineingieng. Ein weiteres Rohr führte dann die Gase aus dem Ventilator zum Kesselofen. Bei einer Geschwindigkeit von 900–1000 Umdrehungen per Minute trieb der Ventilator, dessen hohle Achse durch einen hindurchfließenden Wasserstrahl kühl erhalten wurde, eine große Menge Gas in den Kesselofen; doch wurde der Versuch, da der schon alte Ventilator bald zerbrach, nicht weiter fortgesetzt, obwohl daraus hervorgieng, daß man mit einem hinreichend großen Ventilator die sämmtlichen Gichtgase eines Hohofens abfangen kann. Ein Lemielle'scher Exhaustor, wie er in Belgien und Frankreich in großem Maaßstabe zum Ventiliren der Kohlenbergwerke angewandt wird, dürfte sich noch besser hierzu eignen, weil er in Folge seiner langsamen Bewegung Unfällen nicht so leicht ausgesetzt ist, wie ein Ventilator. Der Hohofen war nicht lang mit dem in der Gicht eingehängten eisernen Cylinder im Betrieb gewesen, als dieser wegen der großen Hitze in der Gicht zerstört war und zusammenfiel. Aus diesen Versuchen gieng hervor, daß eine viel kräftigere Esse erforderlich wäre, um das Gas hinreichend abfangen zu können. Es wurde daher eine solche von 130' Höhe und 6 1/2' oberem Durchmesser errichtet und ein neuer, dem früheren ähnlicher Cylinder in die Gicht eingehängt, welcher mit seinem Rande auf dem Gichtrande ruhte. Dieß ergab eine große Masse gut wirkender Gase unter den Kesseln. Allein der Hohofen litt erheblich in seinem Gange, es resultirte weniger Roheisen und dieses war weiß, während die angewandten Kohlengichten graues Eisen hätten liefern sollen. Es wurden noch verschiedene Aenderungen vorgenommen, aber der Betrieb des Hohofens blieb stets benachtheiligt, was sich durch eine geringere und in der Qualität schwankende Production herausstellte. In mehreren Fällen wurden Stücke Kohks und Eisenerz fast ganz unverändert am Boden des Ofens herausgezogen. Nachdem noch ein kürzerer und ein Paar anders geformte Cylinder probirt worden waren, wurde die Benutzung der Gichtgase in dem genannten Eisenwerke gänzlich aufgegeben. Versuche, welche an den neuen Hohofen zu Bilston im Jahr 1852 angestellt wurden, haben ebenfalls dargethan, daß bei geschlossener Gicht, in Folge des bewirkten Druckes im Innern des Hohofens, nur weißes Eisen, niemals aber graues, zu erzielen war, weßhalb auch dort auf die Benutzung der Gichtgase verzichtet werden mußte. Dasselbe Resultat ergab sich auf mehreren anderen Eisenwerken, sowohl bei Anwendung des in die Gicht eingehängten Cylinders als bei geschlossener Gicht, und nachdem alle Bemühungen, die Gichtgase zu benutzen, aufgegeben warenDie Vorrichtungen, welche bis zum Jahre 1852 in England zur Benutzung der Gichtgase angewendet wurden, hat S. Blackwell in einer mit Abbildungen versehenen Abhandlung beschrieben, welche im polytechn. Journal Bd. CXXVII S. 261 mitgetheilt wurde; in derselben hat Blackwell auch die Resultate zusammengestellt, zu denen man damals bei Benutzung der Gichtgase gelangt war. A. d. Red., wurden erst im J. 1857 durch C. E. Darby in Brymbo bei Wrexham wieder Versuche mit einem neuen Systeme gemacht. Dieses besteht darin, daß in die offene Gicht eine niedergebogene und erweiterte Fortsetzung der Leitungsröhre für die Gichtgase eingesteckt wird, welche in der Mitte der Schmelzmaterialien bis zu einer solchen Tiefe hinabreicht, daß man sicher seyn kann, nur brennbare Gase und keine Luft zu erhalten. Fig. 18 zeigt die in Rede stehende Construction.Wir entnehmen diese Abbildung des Apparats dem Mechanics' Magazine vom 14. Juni 1861, S. 399. A. d. Red. Der in der offenen Gicht eingesetzte, die Gase abfangende gußeiserne Cylinder G ist glockenförmig und an die Röhre aus Schmiedeeisen A durch vier starke eiserne Klammern angesetzt; außerdem sind noch vier Schraubenbolzen vorhanden, um den Cylinder festzuhalten, wenn eine der Klammern etwa nachgeben sollte. Der Cylinder G war anfangs mit feuerfesten Ziegeln bekleidet, doch sind schon mehrere davon abgefallen. Das Rohr A hat 3' 9'' äußern, die Gicht 9' Durchmesser; das Rohr B hat 3' Durchmesser und führt die Gase in die horizontale Hauptröhre C, welche sie auf die drei neben einander liegenden Kessel durch die Röhre E vertheilt. Letztere hat 22'' Durchmesser und tritt gerade oberhalb der Feuerthür in jeden Kesselofen ein. Die nöthige Verbrennungsluft findet ihren Einlaß durch Löcher in den Feuerthüren und wenn dieß nicht hinreicht, durch Schieber oberhalb derselben. Die Aschenräume sind dicht durch eiserne Thüren verschlossen. Auf den Rosten der Kesselöfen wurde früher ein kleines Feuer unterhalten, ganz nahe an der Mündung der Röhre welche das Gas zuläßt, damit dieses nach einem zeitweisen Stillstand des Hohofens niemals im unentzündeten Zustande unter die Kessel gelangen und dann bei seiner plötzlichen Entzündung eine Explosion veranlassen kann. Später hat man aber diese Vorsichtsmaßregel als unnöthig aufgegeben und die Roste mit einer Lage feuerfester Ziegel bedeckt (wie man bei M, Fig. 18, sieht), um eine geschlossene heiße Kammer für die Verbrennung des Gases zu bilden. Das Gas wird aus dem Hohofen durch den Zug der für die Dampfkessel vorhandenen Esse abgesaugt, welche 90 Fuß hoch ist, 40 Fuß über das Gichtplateau hinaufreicht und oben einen Querschnitt von 4 Quadratfuß hat. Der Zug dieser Esse, welcher bei Benutzung des Gases an ihrer Basis einer Wassersäule von 0,74 bis 0,84 Zoll entspricht, reicht vollkommen hin, um für zwei Kessel genug Gas abzufangen, aber nicht für drei Kessel. Das Blech des Rohres A ist 1/2'' dick. Das Gußeisen des Cylinders G ist 1 3/8–2'' dick und derselbe hat eine Höhe von 3 1/2'. Das Knierohr ist in geeigneter Weise gestützt. Der Rand des Gasrohres befindet sich 5' unterhalb des Gichtplateau und es muß stets die Beschickung bis zum oberen Ende von G angehäuft werden, damit keine Luft mit den Gasen abgefangen werden kann. Eine mit Angeln versehene schmiedeeiserne Thür von etwa 3 Quadratfuß Fläche und mit 56 Pfd. beschwert, ist auf der oberen Seite des Hauptleitrohres angebracht, und öffnet sich nach Außen; sie dient als Sicherheitsklappe bei etwa eintretender Explosion. Wenn der Cylinder verbrannt ist und durch einen neuen ersetzt werden soll, so wird das ganze Knierohr gelöst und herausgenommen, wobei der Aufenthalt nur drei Stunden dauert. Das Blech des Rohres B ist nur 1/8'' dick und hat gut ausgehalten. In Folge der befriedigenden Resultate, welche diese Construction in Brymbo lieferte, hat der Verf. auch deren Anwendung im Old Park Eisenwerke empfohlen. Der daselbst jetzt im Gebrauche befindliche Apparat hat ein Gasrohr aus Schmiedeeisen von 4' 6'' innerem Durchmesser unten und 4' 9'' oben, und ist aus halbzölligem Kesselblech gemacht. Der daranstoßende Gußeisencylinder hat 4' 6'' Durchmesser, 3' 6'' Länge, ist 2'' dick und erstreckt sich bis 6' unter dem Gichtplateau. Das Rohr verlängert sich in passender Höhe seitwärts und wird durch einen Sattel von Gußeisen getragen. Das niedergehende Hauptrohr hat einen flachen Boden, ist 4' 3'' weit und 4' 6'' hoch, und neigt sich allmählich nach den 200' entfernten Kesseln hinab. Zwei Sicherheitsklappen sind auf dem Hauptrohr angebracht. Das Gas wird aus dem Hauptleitrohr den Kesseln durch ein rechteckiges Rohr von 4 Quadratfuß Querschnitt zugeführt, welches mit jedem Kessel durch einen Schieber und Rohr verbunden ist. Das Gas wird über der Feuerthür in den Ofen eingelassen und zieht gegen ein geneigtes Ziegelgewölbe, von welchem es niederwärts deflectirt wird, damit es sich mit der an der Feuerthür eintretenden Luft mischt. Die Kessel haben zwei Feuerzüge und werden von Unten gefeuert; die Gase gehen unten durch, dann von hinten an den Seiten zurück und endlich zur Esse, welche 130' hoch ist und sich 85' über die Oberfläche der Schmelzmaterialien im Hohofen erhebt. Der Aschenraum ist geschlossen, doch wird ein kleines Feuer unter jedem Kessel, nahe an der Feuerthür, unterhalten, um zu verhindern, daß jemals Gas unverbrannt unter den Kesseln hinzieht. Sechs Kessel werden durch die Gase eines Hohofens versorgt; diese geben mit noch zwei anderen Kesseln Dampf genug zum Betrieb der Gebläsemaschine, welche den Wind für drei Hohöfen, ein Raffinirfeuer, zwei Cupolöfen und etwa 30 Schmiedefeuer liefert. Um zu verhindern, daß das Rohr beschädigt wird, wenn der Hohofen längere Zeit steht, läßt man die Beschickung niederschmelzen. Dadurch nimmt die zum Cylinder abziehende Gasmenge ab, und es wird daher ein Kessel nach dem andern durch den Maschinenwärter abgestellt, bis, wenn der Boden des Cylinders frei wird, auch der letzte Kessel aus der Leitung ausgeschaltet ist. Eine Versäumniß dieser Vorsicht bewirkt zwar keine Explosion, allein der aus dem Kesselofen einziehende Luftstrom entzündet dann Ruß und Theer in den Röhren; werden die Klappen geschlossen, so verlöscht das Feuer alsbald wieder. Wird dann das Gebläse wieder angelassen, so werden auf den Hohofen einige Erz- und Kohlengichten aufgegeben, die Klappen geöffnet und sehr bald wird wieder ein reichlicher Gaszufluß erhalten. Bei einem solchen Verfahren hat sich keinerlei Hinderniß gegen zeitweiliges Stillstehen des Ofens herausgestellt. Dieselbe Einrichtung ist in den letzten drei Monaten bei den Hohöfen von Willenhall in Anwendung gekommen und hat die allerbefriedigendsten Resultate gegeben; jegliches Kohlenfeuer unter den Kesseln ist weggelassen worden. Der Hohofen des Old Park Eisenwerkes hatte früher an der Gichtöffnung 8' Durchmesser; um dieselbe durch das Einhängen des gußeisernen Cylinders von 4 1/2' Durchmesser nicht zu verringern, wurden etwa 9 Fuß vom Ofen abgetragen und vertical wieder aufgebaut, so daß nun der Durchmesser der Gichtöffnung auf 10' kam. Dadurch wurde der Querschnitt der ringförmigen Oeffnung um das Gasrohr größer als der frühere Querschnitt der ganzen offenen Gicht. Es erhielten also die Gase die vollste Freiheit zu entweichen, selbst wenn alle Klappen an den Kesseln geschlossen sind; die Esse hat 130' Höhe und 6 1/2' inneren Durchmesser an der Spitze, ist also kräftig genug um gewöhnlich die sämmtlichen Gichtgase abzusaugen, was man daran erkennen kann, daß häufig die Gicht vollkommen frei von Flammen ist. Dieß ist ein erheblicher Vortheil aller offenen Oefen: es findet in denselben kein Gegendruck statt; die Oeffnung um die Gasröhre wirkt stets als ein selbstthätiges Sicherheitsventil, welches den Druck innerhalb der Gasröhre nicht über die geringe Höhe steigen läßt, die dem Widerstand der 5 Fuß dicken Schicht von Schmelzmaterialien entspricht, durch welche alles nicht in die Röhre tretende Gas hinaufziehen muß. Nach früheren Versuchen von Bunsen und Playfair ist der Druck bei 5 Fuß Tiefe unter der Oberfläche der Schmelzmaterialien in den Hohöfen gleich demjenigen von 1/8 Zoll Wassersäule, was sich auch bei directen Messungen in der Gasröhre, wenn noch Gase rings um dieselbe frei austreten, bestätigt hat; entwich dagegen fast kein Gas, so wurde ein Druck von kaum der Hälfte dieses Betrages in dem Gasrohr beobachtet. Sehr merkwürdig ist es, daß man jeden Hub der Gebläsemaschine an der Gicht des Hohofens beobachten konnte, indem jedesmal der Druck im Gasrohr stieg und daher ein brennender Strahl aus einer kleinen Oeffnung desselben regelmäßig zu- und abnahm. Demnach muß jedes Hinderniß gegen die freie Gasausströmung den regelmäßigen Gang des Ofens beeinträchtigen, indem es den Lufteintritt aus dem Gebläse stört. Beim Vergleich der Resultate, welche der Hohofen des Old Park Eisenwerkes mit der Absaugeeinrichtung und ohne dieselbe betrieben, ergeben hat, stellte sich heraus, daß der ganz freie Abzug der Gichtgase einen guten Einfluß auf den Gang des Ofens ausgeübt hat; denn, obwohl die Quantität der verwendeten Materialien nicht abgeändert wurde, so ist doch die wöchentliche Eisenerzeugung gestiegen. Es betrug nämlich bei ganz gleichen Mengen der Beschickung das Ausbringen an Roheisen bei den Oefen Nr. 2 und Nr. 3 vor dem Absaugen der Gast in 3 Monaten je 1486 und 1519 Tonnen, und in den folgenden 3 Monaten für den Ofen Nr. 3 1545 Tonnen, während der Ofen Nr. 2 in der gleichen Zeit, beim Absaugen der Gase 1652 Tonnen, also sehr erheblich mehr lieferte. Zum Theil erklärt sich dieß aus der regelmäßigeren und reichlicheren Zufuhr an Gebläseluft seit Anwendung der Gichtgase, weil man den Dampfdruck in den Kesseln gleichförmiger auf der erforderlichen Höhe erhielt. Die Ersparniß an Kohlen auf der Hütte von Brymbo durch Anwendung der Gichtgase zum Heizen der Dampfkessel für die Gebläsemaschine ergibt sich aus folgenden Zahlen, wobei das Kohlenklein als gute Kohle gerechnet und ein Durchschnitt von zwei Jahren angenommen worden ist: Kohlenverbrauch bei den Kesseln pro Tonne producirten      Roheisens vor Anwendung der Gichtgase 5,94 Ctr. Derselbe, bei Anwendung der Gichtgase 1,29 Ctr. ––––––––––––––––––– Ersparniß 4,65 Ctr. Nimmt man nur 4 1/2 Ctr. an, so ergibt das bei einem Preise von 3 Pence pro Tonne eine Kostenersparniß von 1 Sh. 1 1/2 P. für jede Tonne producirten Eisens, oder bei einer jährlichen Production von 11,285 Tonnen in zwei Oefen, von 635 Pfd. Sterl. Hierzu kommt noch die Kostenersparniß durch theilweisen Wegfall des Heizerlohnes, der Kesselreparaturen u.s.w. Die Quantität Kohle, welche pro Tonne Roheisen in den Hohöfen consumirt wurde, hat sich bei der Benutzung der Gichtgase sehr unerheblich vermindert; die erforderliche Quantität Eisenerz stieg aber von 61,95 auf 68,44 Ctr. oder um 10 Proc. Das Erz war indessen magerer und es mußten deßhalb zugleich etwa 12 Proc. mehr Kalkstein angewandt werden. Was die Qualität des producirten Roheisens anbetrifft, so hat sich kein erheblicher Unterschied herausgestellt. Aus den vorliegenden Angaben erhellt, daß wenn das Erz von gleicher Qualität vor und nach der Absaugung der Gichtgase gewesen wäre, das Eisen grauer hätte werden müssen, da die etwas geringere Menge Kohle in dem Ofen 10 Proc. mehr Eisenerz und 12 Proc. mehr Kalk verschmolzen hat. Es ist auch auf den Eisenwerken von Old Park, Willenhall und Barrow (bei Ulverston) seit dieser Abänderung etwas graueres Eisen erblasen worden. Die Benutzung der Gichtgase bei offener Gicht, welche diesen Mittheilungen gemäß unter allen Umständen der Anwendung geschlossener Oefen vorzuziehen ist, kann bei allen bestehenden Hohöfen stattfinden, ohne daß eine Erhöhung derselben erforderlich wäre wie für die geschlossene Gicht. Es wird sogar dadurch der Betrieb bemerklich verbessert, während zugleich kein Kohlenmehrverbrauch im Hohofen bedingt wird, wie dieß für geschlossene Gichten mehrfach sich herausgestellt hat. Dieser Mehrverbrauch betrug in Middlesborough bei geschlossener Gicht 5–7 Proc. und wog in anderen Fällen die Kohlenersparniß bei den Kesseln gänzlich auf. Allerdings ist bei offener Gicht die Errichtung einer sehr hohen Esse für die Kesselheizung nöthig, während bei geschlossener Gicht die Gase ohne Saugapparat unter die Kessel gelangen; allein es ist kaum zu bezweifeln, daß bei geschlossener Gicht der Betrieb ebenfalls viel besser ausfallen würde, wenn man auch hiebei Essen zum Absaugen anwenden wollte, da der Versuch zu Bilston bewiesen hat, daß wenigstens für die Schmelzmaterialien in Staffordshire jeglicher Druck im Hohofen durchaus vermieden werden muß. Die hohe Wichtigkeit dieser Sache erhellt aus folgenden Angaben: je nach dem Werthe des Kohlenkleins liefert das neue System eine Ersparniß pro Hohofen von 500–1000 Pfd. Sterl. jährlich; nimmt man 750 Pfd. Sterl. als Mittel an, so ergibt dieß für 100 von den in South Staffordshire in Betrieb befindlichen 126 Hohöfen eine jährliche Ersparniß von 75000 Pfd. Sterl.