Hubert Hoff

Anlagen zur Umwandlung und Veredelung von Brennstoffen

Zur Umwandlung und Veredelung von Brennstoffen kommen folgende Verfahren zur Anwendung: Aufbereitung, Trocknung, Brikettierung, Destillation, Vergasung, Extraktion, Verflussigung.

Anlagen zur Erzeugung von Stahl

Stahl kann unmittelbar aus dem Erz gewonnen werden. Das war das ursprungliche Verfahren, das im Rennfeuer und spater im Stuckofen durchgefuhrt wurde. Hierbei werden Erz und Holzkohle schichtenweise auf ein Feuer gebracht. Die Holzkohle bewirkt die Reduktion der Eisensauerstoffverbindungen wie bei der Roheisengewinnung. Die Temperatur steigt aber infolge der Gestaltung des Feuers bzw. Ofens und der Durchfuhrung des Verfahrens nicht hoch genug, um eine hohe Aufkohlung des Eisens zu bewirken. Das Erzeugnis wird auch nicht flussig, es befindet sich am Ende des Verfahrens in einem teigigen Zustand. Es bildet das „Stuck“ die sog. Luppe. Die Luppe wird aus dem Feuer oder Ofen herausgeholt und unter einem Hammer, dem Luppenhammer, verarbeitet. Hierbei werden die eingeschlossenen Schlacken ausgequetscht und die Luppe zu einem Block verdichtet. Rennfeuer- und Stuckofenbetrieb sind in den Industrielandern langst als unwirtschaftlich aufgegeben worden. Stahl wird in den Grosbetrieben im allgemeinen nur noch aus Roheisen durch ein Frischverfahren hergestellt, bei dem es sich im wesentlichen darum handelt, die Begleitelemente des Eisens insbesondere den zu hohen Kohlenstoffgehalt durch Oxydation zu beseitigen oder erheblich zu vermindern. Allerdings ist in den letzten Jahrzehnten vielfach vorgeschlagen worden, Stahl wieder unmittelbar aus den Erzen zu gewinnen und Verfahren fur den Grosbetrieb durchzubilden. Hierbei kann als Reduktionsmittel Kohle oder Gas (CO, H2) in Betracht kommen. Bei Frischverfahren steigt mit Abnahme des Kohlenstoffes der Schmelzpunkt. Das Erzeugnis kann infolgedessen nur dann in flussigem Zustand anfallen, wenn die Arbeitstemperatur entsprechend gesteigert bzw.

Anlagen zur Erzeugung von Roheisen

Man findet das Eisen nur selten gediegen. Fur die Eisengewinnung kommen nur die Eisenerze in Betracht. Sie enthalten das Eisen als Eisensauerstoffverbindungen, und zwar als Eisenoxyduloxyd, Eisenoxyd, Eisenhydroxyd oder Eisenkarbonat. Hiernach unterscheidet man die in der Tabelle 32 verzeichneten vier Gruppen von Eisenerzen. Diese Verbindungen werden durch Reduktionsvorgange getrennt. Als Reduktionsmittel dienen Kohlenstoff und Kohlenoxyd, die bei erhohter Temperatur wirksam werden. Je nach den Arbeitsbedingungen fallt das Eisen in flussiger oder teigiger Form an und je nach Hohe der Kohlenstoffaufnahme ist das Erzeugnis Roheisen oder schmiedbares Eisen. Durch die Hohe des Kohlenstoffgehaltes werden wichtige Eigenschaften des Eisens, so die Giesbarkeit, Schmiedbarkeit, Hartbarkeit u. a. stark beeinflust. Bei der Einteilung der technischen Eisensorten wurde deshalb der Kohlenstoffgehalt als Masstab benutzt. Eisen mit mehr als 1,8 bis 2% C wird als Roheisen bezeichnet, Eisen mit geringerem C-Gehalt heist schmiedbares Eisen. Das schmiedbare Eisen wurde fruher nach der Hohe des Kohlenstoffgehaltes in Schmiedeeisen und Stahl unterschieden. Da sich jedoch zwischen Schmiedeeisen und Stahl keine klare eindeutige Unterscheidung ziehen last, hat der Normenausschus der deutschen Industrie in Ubereinstimmung mit den Festsetzungen in den anderen Industrielandern bestimmt, das alle ohne Nachbehandlung schmiedbaren Eisengattungen als Stahl bezeichnet werden sollen.

Anlagen der Eisen-, Stahl- und Metallgießereien

In der Vorgeschichte bezeichnet man den auf die Jungsteinzeit folgenden Zeitabschnitt als Bronzezeitalter. Zu dieser Zeit wurde Bronze zu Waffen, Geraten und Kunstgegenstanden verwendet, und zwar nicht nur in Europa und den mit ihm in Verbindung stehenden Teilen Asiens und Afrikas, sondern auch in China, Indien und Sibirien, in Peru und Mexiko. Als Ursprungsgebiet kommt eine Gegend im ostlichen Mittelmeergebiet in Betracht, in der Kupfer und Zinn, die Bestandteile dieser Legierung nebeneinander gewonnen wurden. In Agypten wurden bereits im 3. und 2. Jahrtausend v. Chr. Bronzestatuetten gegossen. In China wurden im 1. Jahrtausend v. Chr. Glocken, Opfergefase und Gongs aus Bronze hergestellt. Griechenland erlebte ein hohe Blute der Bronzezeit seit dem 6. Jahrhundert v. Chr. Eine neue Blutezeit der Bronzekunst entstand im Mittelalter im Dienste der Kirche. Die bedeutendste Bronzegieserei Deutschlands war damals die von Peter Vischer in Nurnberg. Im 19. Jahrhundert hat die Bronzegieserei vorwiegend im Dienste der Denkmalplastik gestanden. Messinggus (auch Gelbgus genannt) war vermutlich auch schon im Altertum im Kulturkreis des Mittelmeerbeckens bekannt. In der romischen Provinz Germanien, namentlich im Gebiet zwischen Maas und Rhein bestanden Messingwerke. In diesem Gebiete hat sich neben dem Bronzegus (Erzgus) der Messinggus in der romanischen und gotischen Zeit weiterentwickelt. Seit der Mitte des 13.Jahrhunderts war Dinant, vom 15. Jahrhundert ab Aachen und seit dem 18. Jahrhundert Stolberg (Rheinland) Sitz einer bedeutenden Messingindustrie. Die Eisengieserei wurde mit den Fortschritten in der Eisenerzeugung entwickelt. Erst als es durch die im 1.

Die Anlagen der Glashüttenwerke

Glas wird in Schmelzofen erzeugt und zwar entsteht bei Temperaturen von 1200 bis 1500° eine dunnflussige Masse, die bei Erniedrigung der Temperatur allmahlich zahflussig und schlieslich fest wird. In einem fur die Weiterverarbeitung geeigneten Zustande wird das Glas in einer dem herzustellenden Gegenstande entsprechenden Menge dem Schmelzofen entnommen.

Anlagen zur Entstaubung von Gasen. Gasreinigung

Die feinsten Teilchen von festen Korpern, die sich in einem Gas schwebend erhalten konnen, nennt man Staub. Die Flugfahigkeit ist um so groser, je feiner der Staub ist. Vulkanischer Staub hat sich jahrelang bis zu 80 km Hohe erhalten. Die Flugfahigkeit wird auch beeinflust durch die Gasgeschwindigkeit. Verhaltnismasig grober Staub wird vom Wind tausende Kilometer weit fortgetragen. Staub hat infolge seiner feinen Zerteilung Eigenschaften, die sonst nur einer anderen Zustandsform entsprechen, er fliegt nicht nur in Gasen, er fliest unter gewissen Umstanden auch wie eine Flussigkeit durch Leitungen und enge Fugen. Hieraus ergibt sich schon, das die Erfassung des Staubes und seine Ausscheidung aus Gasen nicht einfach ist. Der in der atmospharischen Luft befindliche Staub wird auf zweierlei Weise ausgeschieden: bei Nachlassen der Luftbewegung durch Ablagerung und bei eintretendem Regen durch Auswaschen. Bei der Ausscheidung von Industriestaub aus Gasen sind diese beiden Moglichkeiten zuerst angewendet worden.

Anlagen zur Gewinnung der Nichteisenmetalle

Die Kupfererze haben im allgemeinen sehr niedrigen Metallgehalt. Die Grenze fur die Wirtschaftlichkeit einer Verhuttung liegt bei etwa 1,4% Cu-Gehalt. Der Hochstgehalt liegt meistens bei etwa 8% und steigt nur in Ausnahmefallen bis 16%. Kupfererze, die nur aus einem Mineral bestehen, sind selten, meistens enthalten sie noch andere Metalle, die teils bei der Verhuttung gewonnen, teils verschlackt werden. Die wichtigsten Kupfererze sind die folgenden: Kupferkies (Chalkopyrit), mit 34,5% Cu, 30.5% Fe und 35% S. mit den Gangarten: Bleiglanz, Zinkblende, Kupferschiefer und kristallinischem Schiefer. Kupferglanz (Chalkosin), Cu2S, mit 79,8% Cu. Kupferindig (Covellin), CuS, mit 66,4% Cu. Buntkupferkies (Bornit), Cu5FeS4, mit 55,5% Cu, 16,4% Fe und 28,1% S. Malachit, CuCO3 · Cu(OH)2, mit 57,4% Cu. Kupferlasur (Azurit), 2 CuCO3 · Cu(OH)2, mit 55,4% Cu.

Die Anlagen der keramischen Industrie

Die Keramik umfast die Erzeugnisse, die hauptsachlich aus Ton und tonhaltigen Rohstoffen hergestellt werden. Gegenstande aus gebranntem Ton zahlen zu den altesten Arbeiten des Kunsthandwerkes. Sie wurden zuerst aus freier Hand geformt. Die Erfindung der Topferscheibe fuhrte zur Herstellung regelmasig geformter Gefase von groser Mannigfaltigkeit, die zum Teil als Gebrauchsgegenstande, zum Teil als Zierstucke dienten. Die weiteren Fortschritte der Keramik beruhen hauptsachlich auf Verbesserung und Veredelung der Masse und der Herstellung der Glasuren. Die Chinesen stellten schon im 2. Jahrhundert v. Chr. Tongefase mit gruner Glasur her. Im 9. Jahrhundert n. Chr. gelang ihnen die Erfindung des weisen durchscheinenden Porzellans. Die Agypter im alten und mittleren Reich sind im Besitz einer keramischen Kunstindustrie gewesen. Die Babylonier und Assyrer pflegten besonders die Baukeramik. Die Griechen verstanden es, Tongefase mit einem Uberzug aus Natronsilikat zu versehen. Die Etrusker entwickelten in Italien eine besondere Gefaskunst. Wahrend des Mittelalters pflegte der europaische Norden eine einfache Topferkunst; die Irdengeschirre wurden mit farbigen Bleiglasuren bedeckt. Im Laufe der mittelalterlichen Entwicklung bildeten sich Sondergruppen der keramischen Industrie heraus. Die Herstellung von Steinzeug wurde besonders in der Rheingegend gepflegt. Es besteht aus einem verglasten dichten Scherben von grauer oder braunlicher Farbe mit Salzglasur. Faijence oder Majolika wird aus einem Ton hergestellt, der erheblichen Kalk- und Kieselsauregehalt hat. Der nach dem Brand wasserdurchlassige Scherben wird mit einer wasserundurchlassigen und undurchsichtigen Glasur bedeckt. Auf diese werden Wasserfarben aufgetragen und dann ein zweiter Brand durchgefuhrt. Porzellan fur Europa im Jahre 1709 durch Bottger in Dresden entdeckt, wird aus Kaolin, Quarz und Feldspat hergestellt. Das Kaolin gibt der Masse die Bildsamkeit, Quarz und Feldspat sind Magerungsmittel. Feldspat dient beim Brennen als Flusmittel. Steingut wurde zuerst in England, heute auch in anderen Landern, als Ersatz fur Porzellan hergestellt. Die Rohstoffe sind Ton, Quarz und Feldspat. Es besteht aus einem nicht verglasten undurchscheinenden Scherben. Die Glasur wird bei Rotglut aufgebrannt.

Allgemeines über Hüttenwerksanlagen

Die Huttenwerksanlagen umfassen die wichtigsten Erzeugungsstatten fur Baustoffe und Werkstoffe; es sind einbegriffen die Eisenhutten und die Hutten zur Gewinnung der anderen Metalle, die Glashutten und die Anlagen der keramischen Industrie.

Anlagen von Kalk-, Dolomit- und Zementwerken

Der im Bauwesen zur Mortelbereitung und in der Eisen- und Metallindustrie zur Schlackenbildung verwendete Kalk besteht im wesentlichen aus Kalziumoxyd (CaO). Er wird durch Gluhen (Brennen) von Kalkstein gewonnen. Der Reinheitsgrad des Kalkes ist demnach von der Zusammensetzung des Kalksteins, aus dem er hergestellt wird, abhangig. Dessen Hauptbestandteil ist kohlensaurer Kalk (Kalziumkarbonat — CaCO3). Bei einer Temperatur von 856° wird die Kohlensaure ausgetrieben.