Titel: Polytechnische Schau.
Fundstelle: Band 342, Jahrgang 1927, S. 271
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Polytechnische Schau. (Nachdruck der Originalberichte – auch im Auszuge – nur mit Quellenangabe gestattet.) Polytechnische Schau. Kraft- und Wärmeprobleme in der Gießerei. Die wirtschaftliche Verteilung von Kraft und Wärme stellt nicht allein eine privatwirtschaftliche, sondern auch eine volkswirtschaftliche Notwendigkeit dar. Es ist dabei erforderlich, die Fertigung bei jeder ihrer verschiedenen Stufen zu überwachen, die einzelnen Abteilungen der Betriebe mit ihren Einrichtungen in Vergleich zu ziehen, Werke der gleichen Art miteinander zu vergleichen, den Kraft- und Wärmeverbrauch bei den einzelnen Erzeugungsphasen zu bestimmen und die Ersparnisse festzusetzen, die durch Verbesserungen zu erreichen sind. Bestimmte Richtlinien über Wärmeersparnisse in der Gießerei können allgemein nicht ohne weiteres erteilt werden, da die Arbeitsbedingungen und die Betriebsverhältnisse überall verschieden sind. Vielmehr ist es notwendig, diese Kraftkontrollen diesen verschiedenen Bedingungen anzupassen und sie planmäßig zu entwickeln. Die Einschätzung des Kupolofenkokses nach seinem Wert und Preis ist keine mechanische Aufgabe, sondern es sind alle Umstände, die sich auf die Schmelzung beziehen, zu berücksichtigen (Wärmeverluste, Kalksteinzuschlag, Schlacke, Löhne). In vielen Gießereiöfen ergibt sich stets ein beträchtlicher Anteil an unverbranntem Koks und verkokter Kohle, deren Verwertung einschließlich der Wiedergewinnung von Eisen und anderen Metallen von wirtschaftlicher Bedeutung ist. Die Versuche Hejcmanas ergaben folgende Werte nach den Sankey-Diagrammen: Versuche A B C Verlust durch Reduktion    von CO2 zu CO 42,5% 28,0% 24,0% Verlust in den Abgasen 17,9% 12,3%   9,4% Verschiedene Verluste    (Strahlung usw.) 16,2% 19,8% 19,2% Eisenschmelzwärme 20,5% 35,8% 42,3% Schlackenwärme   2,9%   3,6%   4,5% Spezifischer Koks-Ver-    brauch 23,0% 13,9% 10,5% Heizwert des Kokses 6800 WE. Große Verluste entstehen durch unvollständige Verbrennung des Kokses im Verhältnis zum Kohlenoxyd. Durch Einstellung des Gebläsewindes erhielt man ein Verbrennungsverhältnis von \frac{C\,O_2}{C\,O}=\frac{62}{38}. Es war aber nicht möglich, eine weitere Verminderung bei den vorhandenen Oefen zu erreichen, dagegen konnte wohl durch Aenderung der Koksverbrauch auf 10,5% heruntergedrückt werden. Die eingeführte Luftmenge war dabei nicht mehr weit vom theoretischen Betrag entfernt, während die Temperatur der Abzugsgase 150 bis 300° betrug. Zwecks Erleichterung der Ofenkontrolle im gewöhnlichen Betrieb waren die Oefen mit Dauermeßeinrichtungen zur Messung von Luftmenge und -druck sowie Duplex-Mono-Apparaten ausgerüstet. In 4 Jahren ist durch einfache Mittel eine Verminderung des spezifischen Koks-Verbrauches bis auf 60% erreicht worden. Die durchgeführten Messungen haben nicht allein dazu beigetragen, die Betriebsausgaben zu verringern, sondern sie geben auch Aufschlüsse über die Betriebsführung der Oefen und Richtlinien für den Bau neuer Oefen. Der Wirkungsgrad bei einem elektrischen ½-t-Detroit-Ofen zum Schmelzen von Bronze (54,5% Kupfer, 40% Zink, 1% Aluminium, 4,5% Mangan) betrug 54,5%. Die Verluste beim gewöhnlichen Ofenbetrieb bilden eine konstante Größe und sind eine lineare Funktion der Zeit. Meistens ist es möglich, die Verluste und damit den Kraftverbrauch je t flüssigen Metalls zu verringern, wobei allerdings die untere Grenze bei einem bestimmten Ofen mit einer bestimmten elektrischen Ausrüstung und bei einer bestimmten Arbeitsweise durch die metallurgischen Bedingungen gegeben ist, die nicht überschritten werden kann. Bei dem aufgeführten Ofen betrugen die Verluste durch Kühlung der Elektrodenhalter 2,8%, die durch Strahlung und Verdampfung des Metalls 35,6% und die im Eisen und Kupfer der Transformatoren 7,1%. Messungen an elektrischen 6-t-Heroult-Lindenberg-Oefen mögen als Beispiel dienen, auf welche Weise Ersparnisse durch andere Verfahren verwirklicht wurden. Die beiden Oefen von älterer Bauart besaßen Transformatoren von 900/1000 kVA, deren Höchstbelastung 720 kW/st betrug. Bei einer Schmelzcharge von 5000 kg belief sich der durchschnittliche Stromverbrauch auf 2760 kW/st, wobei 3½ Stunden zum Ueberführen der Charge in den flüssigen Zustand nötig waren. Der theoretische Kraftverbrauch zum Schmelzen beträgt 350 kW/st, je t und dieser Verbrauch würde dem tatsächlichen Stromverbrauch entsprechen, wenn es möglich wäre, die ganze Charge sogleich zu schmelzen. Wird nun der Kraftverbrauch entsprechend der Schmelzdauer graphisch eingetragen, so wird diese Verbrauchskurve die Abhängigkeit von der Zeit zeigen und in Form einer geraden Linie steigen. Es ist deutlich bewiesen, daß bei kurzer Schmelzdauer der Durchschnittsverbrauch geringer wird, wenn die Verluste vermindert werden; durch die Wahl eines stärkeren Transformators kann man dies erreichen. Die Ausführung elektrischer Oefen ist daher auch nach dieser Richtung hin erfolgt und man hat dabei folgende Größen gewählt: f. einen   3-t-Ofen einen Transformator v. 1200 kVA, f. einen   6-t-Ofen einen Transformator v. 1800 kVA, f. einen 15-t-Ofen einen Transformator v. 6000 kVA. Unter Berücksichtigung des Umstandes, daß eine Anzahl von veränderlichen Umständen den Kraftverbrauch beeinflussen, wurden diese nach und nach ausgeschaltet. Es wurde bestätigt, daß durch Verkürzung der Schmelzperiode um 1 Stunde der Stromverbrauch um 10%, bei Verkürzung auf die Hälfte um 20% vermindert wurde. Für einen durchschnittlichen Verbrauch von 720 kW/st je t betrug die Verminderung im Stromverbrauch für das ganze Verfahren 14,5%. (The Foundry Trade Journal.) Dr.-Ing. Kalpers. Ueber Aluminiumguß in Dauerformen. Der Guß in Dauerformen stellt eines der bemerkenswertesten Probleme für das Aluminium dar; weder in der Messing- noch in der Eisengießerei läßt sich dieser Arbeitsvorgang mit einer solchen Leichtigkeit durchführen wie beim Aluminiumguß. In dieser Tatsache findet daher auch die besondere Verbreitung des Aluminium-Dauerformgusses in den verschiedenen Industriezweigen ihre Erklärung. Was zunächst die für die verschiedenen Dauerform-Verfahren in Frage kommenden Legierungen anbetrifft, so sind diese in England, wo bekanntlich der Dauerformguß eine besondere Stelle einnimmt, durch die Bestimmungen des Normenausschusses der britischen Industrie genau festgelegt, und zwar handelt es sich dabei um folgende Legierungen: Bezeichnung Zusammensetzung Höchstzulässige Verunreinigungen Eisen Silizium Blei Zink Zinn 3L 11 6–8% Kupferbis zu 1% Zinn  Rest Aluminium 0,8 0,7 0,1 0,1 2L 8 11–13% Kupfer  Rest Aluminium 0,8 0,7 0,1 0,1 2L 5 12,5–14,5% Zink  2,5–3% Kupfer  Rest Aluminium 0,8 0,7 0,1 L 24 3,5–4,5% Kupfer  1,8–2,3% Nickel  1,2–1,7% Mag-    nesium  Rest Aluminium 0,8 0,7 0,1 0,1 0,1 Mindest-Festigkeitseigenschaften durchschnittl. Festigkeitseigenschaften Zerreißfestigkeit Dehnung Zerreißfestigkeit Dehnung 3L 11 14,2 3   17,3–20,5 4–6 2L 8 14,2   17,3–18,9 1–2 2L 5 17,3 3 22–25,2   6–10 L 24 gegossen 17,3   17,3–20,5 1–2 vergütet   26,8–34,7 3–6 Die Arbeitsweise nach dem Cothias-Verfahren gestaltet sich folgendermaßen: Eine genau bestimmte Menge des Metalles wird in die Form gegossen, die die äußeren Abmessungen des verlangten Stückes aufweist. Dann wird ein Kolben mit den Umrissen des inneren Teiles des Gußstückes, der gleichsam die Rolle des Kernes übernimmt, unmittelbar in die Form unter Druck hineingebracht. Das Metall wird unter diesem beträchtlichen Druck gezwungen, eine Stelle zwischen Form und Kolben-Kern einzunehmen und bis in die feinsten Ecken, und Winkel der Form einzudringen. Es wird dann fest und stellt nach Zurücknahme des Kolbens ein sauberes Gußstück von dichtem Gefüge dar. Dieses Verfahren unterscheidet sich von dem gewöhnlichen Arbeiten in Dauerformen und von dem Schleuderguß dadurch, daß das Metall durch direkte Verbindung mit dem den Druck ausübenden Körper gezwungen wird, die Abmessungen einer bestimmten Form genau anzunehmen. Das Ergebnis ist auch ein Guß mit einem Genauigkeitsgrad, der entweder nur eine geringe oder überhaupt keine Bearbeitung erfordert. Nach dem Cothias-Verfahren wird eine große Menge genauer und schöner Gußstücke von hohler Innenform erzeugt; es ist daher auch nur auf derartige hohle Stücke beschränkt. Unter den Abschnitt Spritzguß fallen die zahlreichen Patente, die die Anwendung von Druck zur Einführung des Metalles in die Form vorsehen. Der wesentliche Unterschied hier ist, daß kein Teil der Form bewegt wird, um diesen Druckzustand zustande zu bringen. Die Form selbst wird mit dem eingelegten Kern fertig gemacht, genau wie beim gewöhnlichen Verfahren, nur wird der Eigendruck beim Gießen stark gesteigert. Es ergibt sich daraus, daß dieses Verfahren in viel zahlreicheren Fällen Anwendung finden kann als der gewöhnliche Dauerformguß. Bei den älteren Spritzgußverfahren erfolgte der auf das Metall auszuübende Druck durch einen Kolben; dieser Grundsatz ist vor allem bei Stücken aus Zink- und Zinn-Legierungen mit Erfolg entwickelt worden. Dagegen bestand beim Aluminium die Schwierigkeit, einen geeigneten Stoff für den Kolben zu finden, der dem Einfluß des geschmolzenen Aluminiums unter Druck widerstände. Man ist daher immer mehr von dem Metallkolben abgewichen und zur Druckluft übergegangen. Man läßt dabei Luft unter starken Druck auf das geschmolzene Metall so einwirken, daß dieses schnell in die Form eintritt und erstarrt. Die Kerne werden herausgezogen, die Eingüsse entfernt, die Form geöffnet und die Gußstücke herausgestoßen, dies alles durch Druckluft, Dampf oder hydraulischen Druck. Auf dieselbe Weise werden Form und Kern wieder zusammengesetzt, und zwar entweder durch einige wenige Hebelbewegungen oder mehr oder weniger selbsttätig. Das Spritzgußverfahren ist vor allern in Amerika stark verbreitet worden, wo die Kunst einer Massenerzeugung von Stücken genauer Abmessungen ausgedehnte Anwendungsgebiete gefunden hat. Das Höchstgewicht für Aluminium-Spritzgußstücke sollte 2½ kg nicht übersteigen, die Wandstärke mindestens 2 bis 3 mm betragen. Es ist aber soviel über die besondere Genauigkeit des Spritzgusses gesagt und geschrieben worden, daß es andererseits angebracht erscheint, vor Uebertreibungen zu warnen. Gewiß ist es Tatsache, daß viele Millionen von Spritzgußstücken aus Aluminium mit einem Genauigkeitsgrad erzeugt werden, der bei gewöhnlichem Guß unerreichbar ist. Auf der anderen Seite wird aber dem Nachteil der Entstehung von Hohlräumen nicht genügend Rechnung getragen, wobei ferner die vor sich gehende Schwindung dazu neigt, die verschiedenen Querschnitte eines verwickelten Stückes zu verändern und Verziehungen hervorzurufen. Das Verfahren hat demnach seine Grenze wie jedes andere auch. Es kann daher auch niemals den gewöhnlichen Guß ganz verdrängen. Bei gewöhnlichem Guß können die entsprechenden Metall- und Formentemperaturen, dann die Gießgeschwindigkeit und die Gießrichtung so eingestellt werden, daß das Stück mehr oder weniger schnell unter Nachfüllen der Form erstarrt. Dann haben in gewöhnlichen Dauerformen die Gase in der Form genügend Zeit, sich nach der Oberfläche durchzuarbeiten und zu entweichen, ein Umstand, der beim Spritzguß zu seinem Nachteil nicht gegeben ist. Trotzdem ist der Spritzguß so verbreitet, daß die Tonnenmenge einer oder zweier großen amerikanischen Werke diejenige der nach dem gewöhnlichen Verfahren erzeugten von ganz England erreicht. Beide Verfahren, das gewöhnliche Dauerformverfahren und der Spritzguß, haben ihr Anwendungsgebiet: für große und schwierige Stücke der gewöhnliche Guß, für die Massenfertigung von kleinem Guß der Spritzguß. (The Foundry Trade Journal.) Dr.-Ing. Kalpers. Ueber die Entfernung des Eisens in Kupfer- und Nickelsteinen. Die Bildungswärmen der Oxyde Cu2O, NiO und FeO betragen 40,08 bzw. 57,9 bzw. 65,7 Kalorien. Die Oxydation des Eisens entwickelt also mehr als die anderthalbfache derjenigen des Kupfers. Unter diesen Umständen nimmt man oft an, daß während der Enteisenung des Kupfers im Konverter die Oxydation des Kupfers nur nach vollständiger Beseitigung des Eisens erfolgen kann. Da aber die Schlacke aus dem Konverter stets Kupfer enthält, erklärt man seine Anwesenheit durch das mechanische Mitreisen von Steinkügelchen in die nicht genügend flüssige Schlacke. Bei den Versuchen von Bogitch wurden Kupfer- und Nickelsteine in pulverförmigem Zustande in Anwesenheit von Natriumsulfat und Sand reduziert und geschmolzen, wobei das Sulfat als Oxydationsmittel diente. Die Versuche führten zu folgenden Feststellungen: Kupfer und Nickel werden bei der Enteisenung oxydiert und zwar in dem Verhältnis, in dem die Entfernung des Eisens vorgeschritten ist. Dies steht auch im Einklang mit dem Massenwirkungsgesetz. Wenn auch die Oxydation des Nickels mehr Wärme entwickelt als die des Kupfers, so sind die Oxydationsverluste in den Schlacken beim Nickel-Stein doch schwächer während fast der ganzen Dauer der Enteisenung. Diese Erscheinung ist auf den großen Unterschied zwischen den Zersetzungswärmen von Kuprosulfid und Nickelsulfid zurückzuführen. Weiter wurde nachgewiesen, daß, je saurer die Schlacke ist, umso mehr die Verluste durch Mitreißen steigen, doch ändern sich dabei die Verluste durch Oxydation (Verhaltnisse \frac{Ni\,O}{Fe\,O} und \frac{Cu_2\,O}{Fe\,O}) nicht. Auf Grund der aufgestellten Kurven ist es möglich, die Wirkung der Enteisenung, d.h. das Verhältnis des vom Eisen befreiten Metalles zu dem Ausgangsstoff annähernd zu berechnen. Dr.-Ing. Kalpers. Eine neue Agglomerieranlage in der Tschecho-Slowakei. Die Agglomerieranlage für Feinerze zu Trinek (Tschecho-Slowakei) arbeitet nach dem Drehrohrofen-Prinzip und ist für eine große Leistung vorgesehen Gegenwärtig sind zwei Oefen von je 200 Tonnen Tagesleistung im Betrieb, während die Jahreserzeugung nach Angliederung eines dritten in Aussicht genommenen Ofens 200000 t erreichen dürfte. Bei dem Bau der Anlage ging man von dem Gedanken aus, sowohl eine möglichst vollkommene selbsttätige Betriebsweise als auch die Verwendung eines minderwertigen Brennstoffes, wie von Koksstaub, zu ermöglichen. Das zu behandelnde Erz besteht in der Hauptsache aus geröstetem Feinerz, schwedischem Konzentrat und Pyrit. Die Drehgeschwindigkeit der Oefen von 47 m Länge und 2,40 m Durchmesser, die mit Schamottesteinen ausgefüttert sind, beträgt eine halbe Umdrehung je Minute. Die Heizung der Oefen (Erbauer F. L. Schmidt & Co., Kopenhagen) wird durch einen Brenner für staubfreie Brennstoffe gesichert und man gibt ein Gemisch von gleichen Anteilen Koksstaub und Feinkohle auf. Das Entladen der Koksstaub- und Kohlenwagen erfolgt selbsttätig nach dem Saugverfahren von Seck, Dresden. Hinsichtlich der wirtschaftlichen Ergebnisse werden dieser Anlage folgende Vorteile nachgerühmt: 1. selbsttätiges Arbeiten. Alle Arbeitsvorgänge erfolgen mechanisch, so daß an Arbeitskräften nur benötigt werden zwei Mann bei den Brennern, je ein Mann zum Füllen der Erztrichter, zur Verteilung der Erze, bei der Brennstoffaufbereitung, zur Verteilung der Brennstoffe, zur Förderung des Agglomerates und drei Mann zum Einschmieren, insgesamt also zehn Mann je Schicht; 2. ein geringer Selbstkostenpreis. Der Brennstoffverbrauch zu Trinek macht 90–100 kg je t Agglomerat aus, der Kraftbedarf rund 10 kWst einschließlich der Brennstoffaufbereitung. Die Ausgabe für Löhne ist, wie oben ausgeführt, ziemlich eingeschränkt, da zur Erzeugung von 200 t Agglomerat in 24 Stunden 3 × 10, also 30 Mann beschäftigt werden; dann gestattet die Verwendung von Koksstaub niedrige Brennstoffpreise, nur sind die Aufbereitungskosten ziemlich hoch; 3. ein günstiges Verhalten des Agglomerates im Hochofen. Die äußere Form des Agglomerates entspricht der Nuß- bis Faustdicke. Mechanisch verhält sich das Agglomerat im Hochofen einwandfrei, während man in chemischer Hinsicht den Einwand einer schweren Reduzierbarkeit durch die Gase erhob. Diese Ansicht ist aber zu Trinek widerlegt worden. Das Agglomerat erfordert vielmehr einen nur geringen Koksverbrauch im Hochofen, wie aus der folgenden Uebersicht für die Jahre 1923, 1924 und 1925 zu ersehen ist: 1923 1924 1925 Roheisenerzeugung in    Tonnen 155245 193202 224994 durch agglomerierte Erze    eingeführtes Eisen in % 36,8 32,7 31,8 Koksverbrauch    je 1 t Roheisen in kg 831,2 825 803,3 Wenn man berücksichtigt, daß das Agglomerieren von Erz den Hauptzweck verfolgt, die Oberflächen der Erzkörner weich zu machen und sie unter dem Einfluß einer ununterbrochenen Mischung miteinander in Verbindung zu bringen, ohne eine Schmelzung hervorzurufen, so besteht kein Grund zu der Annahme, ein derartiges Erzeugnis wäre weniger durchlässig für Gase als ein natürliches Erz. (Revue de Metallurgie). Dr.-Ing. Kalpers. Georg Schmidt †. Einer unserer ältesten Mitarbeiter ist am 19. November aus dem Leben geschieden, der Direktor Georg Schmidt im Wernerwerke von Siemens & Halske A.-G. Erst 61 Jahre alt und noch vor kurzem in voller Rüstigkeit tätig, ist er einer schnell fortschreitenden Krankheit erlegen. Der Verstorbene war nach Besuch der Gewerbeschule in Dresden zur praktischen Ausbildung in eine mechanische Werkstatt eingetreten und von dort 1886 als Mechaniker zu Siemens & Halske gegangen. Hier wurde er durch seinen Eifer und seine Begabung bald der Gehilfe von Karl Frischen, der sich damals der Entwicklung des Telephonwesens widmete. Damit gelangte Georg Schmidt auf die seinen Anlagen ganz entsprechende Bahn, in die Abteilung für Telegraphie. Er ist mit dieser ältesten Abteilung im Hause S. & H. allmählich gewachsen und stand schon geraume Zeit als Direktor an ihrer Spitze. Georg Schmidt beherrschte das ganze Gebiet des Fernmeldewesens und bekundete frühzeitig ein großes Geschick im Entwerfen und Durchbilden des Telegraphengerätes. Mit demselben Eifer widmete er sich später aber auch den geschäftlichen Anforderungen seiner Stellung. Der Liebe zu seinem Berufe entsprach seine Neigung zum Belehren. Ganz abgesehen von den vielen schwierigeren technischen Schriftsätzen für Betrieb und Verhandlungen, die er gern selbst verfaßte, trat er mit einer größeren Reihe von schriftstellerischen Beiträgen an die Oeffentlichkeit, die sich außer durch die treffende Sprache auch durch die eigenartigen anschaulichen Skizzen auszeichneten, mit denen er die Arbeitsweise der verwickeltsten Geräte verständlich zu machen wußte. Auch drei umfangreiche Werke über sein Arbeitsgebiet gab er heraus. Endlich fand er noch Zeit, einen Lehrauftrag an der Artillerie- und Ingenieurschule, der späteren Militärtechnischen Akademie zu übernehmen, und seine Lehrbegabung fand gerade hier ihr dankbarstes Feld. Textabbildung Bd. 342, S. 273 Unsere Zeitschrift erhielt früher manche Beiträge von Georg Schmidt, den letzten über den Siemens-Schnelltelegraphen 1920. Später mit zunehmender Trennung der Sonderzweige von einander mußte er seine Mitarbeit andern Zeitschriften zuwenden, er blieb der unsrigen aber immer teilnehmend gesinnt und seinen Rat hat er uns nicht vorenthalten. Mit Georg Schmidt ist ein hervorragender Techniker vorzeitig dahingegangen, der an der glänzenden Entwicklung des Schwachstroms einen erheblichen Anteil hatte. Er wird in seinem großen Wirkungskreise unvergessen bleiben. Die Schriftleitung.