Hochofen oder Hohofen, W., ürz. haut fourneau, er high furnace, blast-furnace, in Oesterreich Blähhe genannt. Zu Gewinnung des Eisens aus den Eisener, wird ein Schachtofen (s. d.) angewendet, welcher wer seiner bedeutenden Schachthöhe den Namen erhalten k Die Konstruktion solcher Oefen ist sehr verschieden, un nach derselben zerfallen sie in Stichtiegelöfen, auch Blöfen genannt, u. in Sumpföfen mit offener Brust, schle hin Hochöfen genannt. Die Blauöfen sind ähnlich Stücköfen (s. d.); der Schmelzraum ist nur etwas m gusammengezogen, der Schacht bis auf 10 . und darü erhöht, der Kohlensack entweder in der Mitte od. im ers Drittel der Höhe angebracht Im südlichen Deutschle sind die Blauöfen, im nördlichen die Hochöfen mehr Gebrauch. IJ. Beschreibung eines zweckmäßigen Hochofens. Bet Fig. 2122 u. 2123. Der Raum a bn n, der Schachtra oder Kernschacht, welcher von einer doppelten Steine fassung ssI1lumgeben ist, zerfällt in 2 Haupttheile: in luch eigentlichen S ch acht à und in die R a st b, welche in dem Kreis nn, dem sogen. Kohlensack, zusammenstoßen, aft, der bei manchen H. als cylindrischer, 30—55 c⁰mn. hoher igt, Ring zwischen a und b zu liegen kommt. Die obere Ausmündung des Schachtes ist meist mit einem Schutzgemäuer — umgeben, wird bei geg mit einer ringförmigen eisernen Art. Platte belegt und heißt Gicht. Unterhalb der Rast bliegt das Gestell é, in welchem die Formen d angebracht sind, hor. d. h. mit Formstöcken von Eisen oder Kupfer ausgefütterte Oeffnungen in den Formsteinen. In diesen Formen liegen die Düsen, welche mit dem Gebläse in Verbindung stehen. Bei einem H. mit 2 Formen sind diese so angebracht, wie Fig. 2123 zeigt; von D her strömt durch eine eiserne Röhrenleitung die Gebläseluft. Der Theil des Gestelles ober3. halb der Form heißt Obergestell, der unterhalb der Form liegende Gestelltheil aber Untergestell; dem letzbei teren schließt sich der zum Sammelraum für das geschmolzene Eisen bestimmte Herdiod. Eisenkasten i e an, wovon cher der Theil i der Vorherd heißt. Die Seite des Gestells, wo eine der Herd sich befindet, heißt die Brust. Ueber dem Herd mp, läuft ein großer Stein quer durch, der sogenannte Tümauf-pelsteink, an welchem das Tümpeleisen t ruht. p ist der sogenannte Wallstein oder Damm, welcher einen ete; Spalt (den Stich, das Stichloch) hat und zwischen den Erdfüßen liegt; dieser Spalt wird beim Betrieb des Hes mit ngl. Lehm und Kohlenpulver, dem sogenannten Gestübe, veraus stopft, um zu rechter Zeit durch einen in diese Masse gezen machten Stich das geschmolzene, auf dem Herd ie befind gen liche Roheisen zum Ausfluß zu bringen. Den Theil hnennt hat. man die Schlackentrift oder Dammplatte, weil die über id je das Niveau des Herdes anwachsenden Schlacken über dielau-selbe hinwegfließen und mittels Werkzeugen auf diesem icht⸗ Wege abgezogen werden können. & ist bieAbbeilsfeite, den an welcher alle Arbeiten des Abzapfens, des Schlackeniehr ziehens etc. verrichtet werden. Alle Theile des Ofengeiber mäuers, welche starker Hitze ausgesetzt sind, müssen natürsten lich von feuerfestem Material hergestellt sein, so besonders and die das Gestell, den Herd und die Rast zunächst umgebenin den Warnend. Gestell und Herd selbst sind daher entweder aus großen behauenen Sandsteinstücken konstruirt, welche ATrgl. so viel wie möglich kieseliges Bindemittel haben müssen zum (Steingestell), oder in Gegenden, wo schwer verglasbare ein-Sandsteine schwierig und nur mit bedeutenden Kosten zu den haben sind, aus einer aus grobem Quarzsand und Thon versitätsbibliothek Heidelberg gebildeten Masse gestampft (Massegestell). Nächst Feuerfestigkeit des Ofengemäuers kommt es darauf an daß die schnelle Austrocknung resp. Erhitzung der dicker Mauern ohne Schaden erfolgen kann. Man bringt, um dies zu erzielen, zwischen dem feuerfesten Gemäuer ss, welches der Schacht umgiebt, u. dem äußeren ebenso feuerfesten Rauchschacht 11 einen mit Sand und anderen schlechten Wärmeleitern gefüllten Raum an, die Füllung kvon 8.—14 em. Weite, wodurch einerseits eine zu große Wärmeentziehung durch das Gemäuer verhindert, anderseits der wegdunstenden Feuchtigkeit ein bequemer Ausweg geschafft wird. Den Rauchschacht umgiebt das weniger feuerfeste Rauchgemäuer, auch Mantel genannt, m. Ferner bringt man r leere Kanäle o theils im Mantel, theils in anderen Theilen des Ofens, 40 50 em. über einander und 5—6 em. weit, nan, welche man Abzüchte oder Abkühlkanäle nennt, und 5welche in Essen rr münden, deren mindestens 4 vorhanden nsind. Zur Vermehrung der Festigkeit des Ofengemäuers werden große, aus Stabeisen angefertigte und mittels Keilen zusammenziehbare Ringe umgelegt. Unter dem Herd find Feuchtigkeitskanäle anzulegen von 1 w. Breite und 1 ¼ —2 m. Höhe, so daß zwischen deren Gewölbscheitel und der Herdsohle mindestens 1 w. Mauerwerk bleibt. Bei der Konstruktion eines H. sind besonders die Mäßverhältnisse, in welchen die verschiedenen inneren Theile desselben zu einander stehen, von Wichtigkeit. Die Gestalt des Kohlensackes um ist bei Hochöfen, welche leicht reduzirbare Erze verschmelzen, so, wie in unserer Figur angedeutet ist; für Oefen, welche mit festen Kohlen und schwer reduzirbaren Eisenerzen betrieben werden, wendet man einen cyhlindrischen Kohlensack von 0,, höchstens 1,% m. Höhe an. Der des Kohlensackes differirt zwischen 0, Eu. 9„62 7H, wenn Edas Gewicht des in 24 Stunden erzeugten Roheisens in Pfunden ist. Die vortheilhafteste Höhe des Ofens zwischen Gicht und der Herdoberfläche, dem sogenannten Bodenstein, liegt bei Kohlen-Hochöfen zwischen 4—5mal dem Durchmesser des Kohlensackes, bei Kohks-Hohöfen von 6—11 m. Höhe. Geringere Höhe ist bei leichter und größere Höhe bei schwerer Beschickung anzuwenden. Nach Mayrhofer soll die Höhe des Schachtes 20 ＋ 5 2 — (in Meter) sein, wenn a das Gewicht eines Kubikmeters Brennmaterial, zr der Prozentgehalt der Beschickung an mulmigen Theilen ist. Der Durchmesser der Gicht liegtzwischen den Grenzen 0,½—0,5 des Kohlensackdurchmessers; bei leichter Beschickung kann derselbe größer sein als bei schwerer. In die Gichtöffnung wird K oft ein Aufgebetrichter, Fig. 2124, gelegt da mit nun bei dem Einschütten durch denselben nicht immer Haufen in der Mitte entstehen, hängt an einer Kette mit Gegengewicht der Kegel e, welcher sich senkt, wenn aufgegeben gegebenen aber wieder hebt. Jist ein Ableitungsrohr fitr die heißen Gase behufs Weiterbenutzung derselben. Der Rastwinkel, gegen die Horizontalebene gemessen, erfordert für schwere Beschickung etwa 60—668; leichtere Beschickung mit leichten Kohks u. mittelschwer reduzirbaren Erzen erfordert etwa 55e, und leichte Beschickung mit leichter Kohle und leicht reduzirbaren Erzen braucht 35 bis 404. Die Höhe des Kohlensackes über dem Bodenstein soll /, / —, der innern Ofenhöhe zwischen Gicht und Bodenstein sein, je nachdem leichte Beschickung mit leicht reduzirbaren Erzen oder schwerere Beschickung zu verschmelzen ist. Die Höhe des Gestelles macht man für schwere Beschickung ½, für leichte ½ der Ofenhöhe Die Breite des Gestelles ist von der Herdbreite abhängig; oben ist das Gestell etwa ½% % seiner Höhe breiter als unten. Die Größe des Herdes ist abhüngig von dem Quantum Roheisen, welches sich in der zwischen zwei Abzapfungen liegenden Zeit ansammeln sol. Man hat Formeln für die Höhe, Breite und Länge der Herde berechnet und gefunden, daß, wenn man die (in Kubikibliothek Heidelberg DFC metern ausgedrückte) tägliche, zwischen zwei Abzapfungen liegende Produktion von Eisen ⸗p setzt, die Herdhöhe 1 3,½ h ist. Die Mauerstärke in Gestell, Herd und unterem Theil der Rast sei aus feuerfestem Stein, bei Holzfeuerung 0,% m.,bei Kohksfeuerung 0,50—1, m. stark. Die Formen liegen auf dem Rand des Herdes. Eine Form legt man gewöhnlich auf denjenigen Seitenstein des Herdes, welcher dicht an den Wallstein stößt. Man legt sie nicht genau in die Mitte zwischen dem Tümpelstein und der Rückseite des Herdes, sondern letzterer etwas näher, damit der Tümpelstein etwas mehr vor der Zerstörung durch die Schmelzhitze geschützt ist. Bei Anwendung von zwei Formen legt man die eine etwa 10—15 em. vechts, die andere eben so weit links von der Mittellinie. Die Lage des Tümpelsteins ist gewöhnlich bei kleinen Herden und leichtflüssigen Schlacken so, daß die untere Seite desselben 5—7 em. unter dem Formniveau liegt. Bei größeren Holzkohlen-Hochöfen liegt der Tümpelstein im Formniveau selbst. Bei den meisten Kohlsöfen u. Holzkohlen-Hochöfen, welche schwer reduzirbare Eisenerze verarbeiten, liegt derselbe 5—10 cm. über dem Formniveau. Der Abstand des Tümpels vom Wallstein pflegt 30 — 55 em. zu sein. Die Dicke des Tümpelsteins kann bei kleinen Holzkohlen-Hochöfen 28.—40 m., bei größeren 50—60 Cm. U. bei Kohks-Hochöfen darf sie nicht unter 56 cm. sein. Die Gestalt des Wallsteins ist schanzenförmig mit 2 Fußwinkeln von etwa 60e. Seine obere Fläche liege ungefähr 4—5 m. unter dem Formniveau; bei sehr strengflüssiger Schlacke aber mindestens 8em., damit dieselbe nicht in die Formen steigen kann. II. Prozeß der Ausschmelzung des Eisens im Hochofen. Die Erze, aus welchen das Eisen gewonnen wird, sind Berbindungen des Eisens mit Sauerstoff, Wasser od. Kohlensäure, s. Eisenerz. Außerdem finden sich geringe Mengen von Schwefel, Phosphor und Arsenik. Der Vorgang bei Darstellung des Eisens ist ein reduzirender Schmelzprozeß; man sucht die Bestandtheile der Erze, also Sauerstoff, Kohlensäure, Wasser, Schwefel, Phosphor etc., zu entfernen und das reduzirte Eisen mit hinreichender Menge Kohlenstoff zu verbinden. Das Roheisen schmilzt ungefähr bei 16006 C. u. hat einen Kohlenstoffgehalt von etwa 3— 5%. Um möglichst wenig Eisenverlust durch Verschlackung etc. zu haben und die schädlichen Stoffe, wie Schwefel und Phosphor, aus den Erzen zu entfernen, nimmt man mit den Erzen, bevor sie mit Kohle gemengt in den H.gelangen, besondere Vorarbeiten vor, dazu gehören: Verwitterung, Röstung und Zerkleinerung. Unter Verwitterung ist die Beränderung zu verstehen, welche Eisenerze erleiden, wenn sie längere Zeit den Witterungseinflüssen ausgesetzt werden, indem Eisenoxydul enthaltende Erzsorten, wie Spateisenstein und Sphärosiderit, durch den Sauerstoff der Luft zu Eisenoxyd oxydirt werden und bei allen Erzen durch abwechselnde Einwirkung der Sonnenstrahlen und des Regens eine Auflockerung und größere Porosität der Erzmassen herbeigeführt wird; außerdemwerden noch durch das Verwittern gewisse in den Erzen eingesprengte Schwefelmetalle, bes. Schwefel⸗ und Magnetkies, zersetzt u. in schwefelsaure Salze übergeführt, die dann vom Regen zum größten Theil ausgewaschen werden. Die Zeit, welche verstreichen muß, bis die Verwitterung, bei nicht zu hoch an der Luft aufgeschichteten Erzhaufen, durchgreifende Folgen hat, ist sehr verschieden, je nach Besthaffenheit der Erze; Spateisengesteine verwittern am leichtesten, Eisenglanz und Magneteisenstein können jahrelang an der Luft liegen, ehe sie eine gewisfe Mürbigkeit erlangen. Das Rösten der Eisenerze geschieht entweder in Haufen, Stadeln oder Oefen; es besteht in einem Glühen der-UNIVERSHTATS- http: igi. ub. uni-hei HEIDELBERG O Umniversitats selben bei Luftzutritt und gewährt dieselben Vortheile wie die Verwitterung, nur bei weitem schneller und in höherem Grad. Durch das Rösten werden sogar die härtesten Eisenerze mürbe, indem sie eine Menge feiner Sprünge bekommen; von Schwefel und Arsenik wird ein großer Theil oxydirt und verflüchtigt, besonders wenn man durch die glühende Erzmasse Wasserdämpfe streichen läßt. Bei der Röstung in Haufen wird der Boden zuerst mit einer Schicht Holz oder Steinkohlenstücken bedeckt, auf welches Fundament abwechselnde Lagen von Erzstücken und Brenumaterial gelegt werden. Man hat darauf zu sehen, daß die oberen Erzschichten nicht eine zu starke Hitze erhalten, weil sonst geschmolzene Massen entstehen, welche bei der spüteren Berschmelzung Eisenverlust nach sich ziehen. Das Rösten in Stadeln geschieht in einem von 3 Seiten mit Mauern eingefaßten Raum, übrigens wie bei der Haufenröstung. Man brennt die fertigen Haufen am Fundament an und läßt sie ausbrennen; gewöhnlich genügt schon einmaliges Rösten der Erze. Endlich bedient man sich noch besonderer Oefen zu Röstung der Erze. Diese Oefen sind schachtförmige Räume, welche von starkem Mauerwerk umgeben sind. Die Konstruktion solcher Oefen muß es ermöglichen, daß das fertig geröstete Erz an dem untern Theil des Ofens weggenommen u ein frisches Erzquantum oben ohne Schwierigkeit nachgefüllt werden kann. Man bringt zu diesem Behuf an der Sohle sog. Ausziehöffnungen an, durch welche man das geröstete Erz von Zeit zu Zeit entfernt. Das Brennmaterial, Holz, Steinkohlen etc., wird entweder schichtweise mit den Erzen abwechselnd aufgegeben, oder man bringt besondere Feuerungsräume an, aus welchen die Flamme in den mit Erz gefüllten Ofen schlügt. Die Zerkleinerung der Erze, die letzte Vorarbeit, durch Röstung und Verwitterung sehr erleichtert, geschieht entweder durch die Hand des Arbeiters mit einem Hammer, womit zugleich eine Scheidung der guten Erzstücke von Gebirgsart und kaum Schmelzwürdigem verbunden werden kann, oder durch Maschinenkraft. Die durch Walzwerke etc. zerkleinerten Erzstücke müssen, wenn sie von vielem Erzstaub beg leitet sind, auf ein schräg stehendes Gitterwert geworfen werden, dessen Eisenstäbe eine solche Entferaung von einander haben, daß die kleinen Stücke und der Erzstaub hindurchfallen. Eine Größe der Erzstücke von 1550Kbem ist im allgemeinen das Richtige. Leicht reduzirbare Erze können in größeren, schwer reduzirbare müssen in kleinen Stücken zum Schmelzyrozeß gebracht werden. Wenn ein neuer Ofen in Betrieb gesetzt werden soll, so wird er zunächst durch langsames Anwärmen vollständig ausgetrocknet. Man zündet im Herd Holz an, heingt darauf das Brenumaterial (Holzkohlen, Steinkohlen od. Kohks, seltener Holz od. Torf), setzt das Gebläse in Thätigkeit und füllt so allmählich den ganzen Schacht mit glühenden Kohlen. Ist der Ofen gut ausgetrocknet u. die Kohlen gut in Glut, dann trügt man von der Gicht aus abwechselnd Schichten von Erzmasse und Brennmaterial ein und ergänzt dieselben in dem Maß, als sie infolge der Verbrennung der Kohlen u des Schmelzens der Erzmasse niedergehen. Um gleichmäßigen Betrieb und richtige Schlacke zu erzielen, mengt man eisenreiche und eisenarme Erze, d. h. man gattirt die Erze in passendem Verhältnis, und wo solche verschiedene Erze nicht zu Gebote stehen, werden die sogenannten Zuschläge, kiesel⸗ u. kalkhaltige Gesteine, absichtlich mit eingeschmolzen. Schlacke von hellgrüner, blauer od. grauer Farbe bietet dem Hüttenmann Garantie für regelmäßigen Gang des Schmelzprozesses Die Schlacke sammelt sich, auf dem geschmolzenen Roheisen schwimmend, im Herd, u. wird, wie das Eisen, regelmäßig, meist zwölfstündlich, abgezogen. Der Betrieb eines H.8 wird erst dann unterbrochen, wenn durch chemische Einflüsse und mechanische Abnutzung beim Reinigen und Aufhbrechen die inneren Wandungen schadhaft geworden sind. tsbibliothek Heidelberg III. Chemische Vorgänge bei der Ausschmelzung des Eisens aus seinen Erzen. Im Gestell wird zunächst durch Einwirkung der Gebläseluft auf die glühenden Kohlen die Bildung von Kohlensäure veranlaßt, welche aber beim Aufsteigen durch weißglühende Kohlenschichten in Kohlenoxydgas übergeführt wird; gleichzeitig zersetzt sich der Wasserdampf der Gebläseluft mit den glühenden Kohlen und bildet Wasserstoffgas und Kohlenoxyd, welche Gase, mit dem Stickstoff der Gebläseluft gemengt, in die Höhe steigen. Von der Gicht aus kommen diesen Gasen abwechselnde Lagen von Erz und Brennmaterialvollständig vorgewärmt entgegen; im weitern Theil des Schachtes beginnt durch diese Gase die Reduktion des Eisenoxyds zu metallischem Eisen, während Kohlenoxyd und Wasserstoff zu Kohlensäure und Wasser oxydirt, in der da rüber liegenden glühenden Kohlenschicht aber wieder zu Kohlenoxyd und Wasserstoffgas reduzirt werden, dann ihre Reduktionswirkung auf die nun folgende Erzschicht wiederholen re., bis sie schließlich an der Gichtöffnung mit blauer Flamme verbrennen. (Will man diese Hochofengase oder Gichtgast franz. gaz des bauts-fourneaux, engl. blast-furnace-Sases vortheilhaft verwerthen, so leitet man sie, ehe siemit der Luft in Berührung kommen, unterhalb der Gichtöffnung ab und benutzt sie zum Vorwärmen der Gebläseluft, zum Kalkbrennen, zum Rösten der Erze oder zu anderen ähnlichen Zwecken.) Das durch Kohlenoxyd und Wasserstoff reduzirte Eisen geht beiseinem Niedergehen im Schacht einer immer steigenden Temperatur entgegen: in der Rast verwandelt es sich unter dem Einfluß der glüthenden Kohlen und der Kohlenstoff haltenden Gase, indem es sich mit Kohlenstoff verbindet, in Roheisen, schmilzt und sammelt sich mit den Schlacken im Herd an, wo es, samt den Schlacken, nach regelmäßigen Zeitabschnitten entfernt, abgestochen wird. In den heißesten Theilen des H.s finden übrigens neben diesem Reduktions⸗ und Kohlungsprozeß des Eisens noch andere Vorgänge statt, welche auf die Beschaffenheit des Eisens von Einfluß sind und die Bildung interessanter Nebenprodukte veranlassen. In der Rastgegend wirkt nämlich der Kohlenstoffgehalt des Roheisens u. der Gase reduzirend auf Schwefel⸗, Phosphor⸗„Arsen⸗, Kieselsäure⸗„Kali⸗„Kalk⸗ und Thonerdeverbindungen; die Reduktionsprodukte dieser Körper mischen sich dem flüssigen Eisen bei. Der Stickstoff der Gebläseluft verbindet sich mit weißglühendem Kohlenstoff zu Kyan, nimmt als solches theils am Reduktions⸗ und Kohlungsprozeß Theil und verbindet sich anderntheils mit den aus den Kalisalzen der Zuschläge durch Reduktion entstandenen Kaliumdämpfen zu Kyankalium, welches sich an den oberen Teufen des Ofens oft massenhaft ansetzt. Dann findet man auch häufig im Gestell und der Schlacke beigemengt kupferrothe Würfelkrystalle von Kyanstickstofftitan, welches aus titanhaltigen Eisenerzen entstanden ist. IV. Das gauptprodukt des H.s, das Roheisen, tritt d in fehr verschiedenen Modifikationen auf, deren Unterschiede hauptsächlich durch die Menge und den Verbindungszustand des aufgenommenen Kohlenstoffs bedingt sind; s. d. Art. Eisen und Gußeisen.