Die Reduktion der Eisenerze: Wissenschaftliche Grundlagen und technische Durchführung

1m Jahre 1838 erstieg ROBERT BUNSEN den Hochofen der Herrschaft. lichen Eisenwerke Veckerhagen und senkte in die Begichtung eine Rohre, die aus mehreren zusammengeschweiBten Flintenlaufen bestand und mit einer feuerfesten Bekleidung versehen war. Mit Hilfe eines Bleirohres, mehrerer Glasrohrchen, etwas Gummischlauch und einer Luftpumpe ent- nahm BUNSEN uber dieses Rohr dem Schacht des Of ens Gasproben, die er auf Kohlensaure, Kohlenoxyd, Wasserstoff und Grubengas analysierte. Er stellte fest, daB es sich durchaus lohnen wiirde, diese Gase aufzufangen und zur Beheizung der Henschelschen Dampfmaschine zu verwenden, die das Geblase des Of ens antrieb und bei der bisherigen Betriebsweise 35 Pfund Buchenholz stundlich verbrauchte. BUNSEN selbst sagte: "Sind auch die darin angefiihrten Versuche keineswegs als den Gegenstand er- schopfend zu betrachten, so durften sie doch schon einer vorlaufigen Mittheilung nicht unwerth seyn, da sie die wichtigsten Momente umfassen, welche bei practischen Untersuchungen uber diesen, fur die gesammte Metallurgie so wichtigen Gegenstand zur Basis dienen konnen. " Niemand, der den damaligen Stand der Dinge in Wissenschaft und Technik und die von dieser Sachlage ausgehende Entwicklung vor Augen hat, kann dieser Ansicht widersprechen. Wege und Ziele der metallurgischen Forschung werden in diesem Beispiel klar. Das Ziel ist die Verbesserung der Ausnutzung der eingesetzten Rohstoffe und die Erhohung der Er. zeugungsleistung, der Weg besteht in der Entwicklung geeigneter MeB. verfahren - hier der Gasanalyse - in Verbindung mit einer wissenschaft. lich grundlegenden Auswertung der Versuchsergebnisse.

Table of Contents:
Thermodynamische Tafeln.- Übersicht.- Abkürzungen und Bezeichnungen.- Tafeln für 17 Verbindungen.- 1. Grundlagen.- 1.1. Gleichgewichte.- 1.2. Grundlagen der Reduktionskinetik.- 2. Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen der Reduktionskinetik.- 2.1. Verfahren und Versuchseinrichtungen zur Messung des Reaktionsablaufs.- 2.2. Stoff- und Wärmeübergang durch die Strömungsgrenzschicht.- 2.3. Gas- und Festkörperdiffusion in Schichten der Reaktionsendprodukte.- 2.4. Untersuchungen der Phasengrenzreaktion.- 2.5. Gekoppelter Ablauf von Phasengrenzreaktion und Diffusion.- 2.6. Beobachtungen von Keimbildung und Keimwachstum.- 2.7. Reduktionskinetik von Mischoxyden, Oxydverbindungen und Sinter.- 2.8. Reaktionskinetik der Vergasung von Kohle und Koks.- 3. Gasströmung und Wärmeübergang in körnigen Gütern.- 3.1. Ruhende Schüttgutschicht.- 3.2. Wirbelschicht und Übergang zur Flugstaubwolke.- 4. Technische Durchführungsmöglichkeiten der Eisenerzreduktion (außerhalb des Hochofens).- 4.1. Aufgabenstellung.- 4.2. Erzreduktion in Flugstaubwolken und Rieselwolken.- 4.3. Reduktion in der Wirbelschicht.- 4.4. Reduktion in Retorten.- 4.5. Reduktion im Drehgefäß.- 4.6. Reduktion im Schachtofen (ohne Schmelzung).- 4.7 Elektroreduktionsverfahren.- 4.8. Vorbereitung der Brennstoffe für die Erzreduktion.- 5. Das Hochofenverfahren.- 5.1. Ansatzpunkte für die physikalisch-chemische Behandlung.- 5.2. Vorbereitung des Möllers.- 5.3. Prüfung der Erze für den Hochofen.- 5.4. Verhalten von Austauschbrennstoffen im Hochofen.- 5.5. Mathematische Erfassung, Vorausberechnung und Grenzen des Hochofenverfahrens.- Schrifttum.- Namenverzeichnis.