Kurslehrer: Herr Stirnberg Kurshalbjahres wurde dann im vierten
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Kurslehrer: Herr Stirnberg Kurshalbjahres wurde dann im vierten
Rennofen-Proj ekt 2011 I 12 02.02.2012 Temperatur an der Königsallee 77-79 zwischen -12 und 1300'C Kurslehrer: Herr Stirnberg Der Differenzierungskurs Naturwissenschaften der Jahrgangsstufe 9 baute und betrieb einen Rennofen zur Eisenerzverhüttung. Neben einigen geschichtlichen Aspekten wurden die naturwissenschaftlichen Grundlagen der Eisenverhüttung im Fachunterricht vermittelt. Das Ziel des Kurshalbjahres wurde dann im vierten Quartal des Jahres angegangen. Um möglichst vollständig die technisch-chemischen Vorgänge der Verhütttng nt erfassen, wurden mehrere Großexperimente geplant. Die Großversuche wurden am 19.11. md26.ll. von den Schülem des Kurses hinter der Turnhalle der Graf-Engelbert-Schule vorbereitet. Aus mehreren hundert Kilogramm Lehm, einem Ballen Stroh und Wasser wuchs der Ofen in die Höhe und die Plätze fiir den Meilerversuch und das Pechsieden wurden vorbereitet. Die Durchflihrung der Versuche war dann fiir den Tag der offenen Tür geplant. Da das Wetter sich änderte, mussten die Versuche auf später verschoben werden. Die Herstellung des Brennstoffes sollte in einem Grubenmeiler als Modellversuch erfolgen. In diesem sollte dann aus Holz eine größere Menge Holzkohle ermeilert werden. Der Wechsel von Reagenzglasversuch im Grammmaßstab zum echten Meiler im 50-100 kg Maßstab war parallel zur Ofenreise geplant. Leider konnte der Meiler nicht betrieben werden, da das Erdreich gefroren war. Damit steht der Meiler-Versuch noch aus. Der Bau des eigentlichen Ofens erfolgte aus Lehm, Stroh und Wasser. Mit Wasser wurde der Lehm zu einem festen Brei angerührt und mit Stroh versteift. Aus dieser Mischung wurden dann etliche Lehmkugeln geformt, die dann zur Wandung des Rennofens verarbeitet wurden. Insgesamt erreichte der Rennofen am Ende eine lichte Höhe von etwa 90 cm. Um den nötigen Luftstrom für den Rennofen zrterzeugen, mussten Blasebälge konstruiert und gebaut werden. Diese einfach klingende Aufgabe stellte sich jedoch als weit schwieriger heraus, als die Schüler dachten. Aus Kostengründen wurden einige Materialien bei den Blasebälgen durch moderne Materialien ersetzt. Statt Leder oder Segeltuch wurde Kunststoffplane als Balg verwendet. Die Abdichtung erfolgte mit Silikon statt mit Pech. Am Ende standen jedoch zwei Blasbälge fertig im Raum. Einen einfachen Funktionstest bestanden die Blasebälge. Jetzt mussten sie sich noch im Einsatz am Ofen bewähren. Ziel war es eigentlich keine modernen Materialien einzusetzen. Deswegen wurde dem Kurs als weitere Aufgabe die Durchführung des Doppeltopfverfahrens gestellt. Dieses historische Verfahren dient der Gewinnung von Holzpech. Damit sollte gezeigt werden, das wir prinzipiell in der Lage wären mit dem Originalstoff Holzpech zu arbeiten. Ab hier folgt nun der Bericht aus Schülersicht: ,.{m02.02.2012 führten wir hinter der Turnhalle der Graf-Engelbert-Schule den Rennofenversuch durch. Am 19.11.2011 bauten wir, die 24 Schtiler und Schülerinnen des Naturwissenschaften Differenzierungskurses einen Rennofen, in welchem wir Eisen gewinnen wollten. Wegen der Wetterbedingungen konnten wir den Rennofen aber erst nach den Weihnachtsferien fahren" Am Donnerstag den 02.02.2012 war es dann soweit. Nach dem Schulbeginn um 8:15 begannen wir, das notwendige Material aus der Chemiesammlung zu unserem Versuchsgelände hinter der Sporthalle zubringen. Wir benötigten, Rohstoffen wie 13,5 kg Eisenerz und 50 kg Holzkohle, auch 2 Blasebälge und zur Aufbereitung der Holzkohle. Als ein Teil der Schüler begann den Rennofen mit Holz zrbefüllen, begannen Holzkohle mit Hämmemz:u zerkleinem. Wir wogen dann jeweils eine Portion eine Portion zerkleinerte Holzkohle (2 kg) in Schüsseln ab. neben wichtigen weitere Materialien die anderen damit die Eisenerz (1 kg) und Als erstes feuerten wir den Rennofen an. Hierbei merkten wir leider schnell, dass unsere Blasebälge nicht der Aufgabe gewachsen waren. Die gebauten Gebläse korrnten aufgrund von Konstruktionsfehlern keinen ausreichenden Luftstrom erzeugen. Wie sich auch zeigle, waren die Rückschlagsventile nicht funktionstüchtig. Als Rettung diente uns der lndustriestaubsauger des Hausmeisters Herm Friese. Nach einer halben Stunde konnten wir den Rennofen das erste mal beschicken. Alle 15 bis 30 Minuten, wenn die Holzkohle weit genug abgesackt war, wurde die nächste LageBrz und Holzkohle eingefüllt. So machten wir das immer weiter, bis die 13,5 kg Eisenerz aufgebraucht waren. Parallel flihrte eine Schülergruppe den Versuch zur Herstellung von Holzpech durch. Dieser Versuch, der während des Siedens keine weitere Betreuung benötigte, wurde gegen 15 LIhr wieder interessant. Zu diesem Zeitpttnkt nämlich öffneten wir die weitgehend abgekühlte Apparatur und erwarteten das erste Ergebnis des Tages. Schon beim Öfftren des oberen Topfes entdeckten wir das vollständig zu Holzkohle verkohlte Holz. Als wir den oberen Topf abnahmen, sahen wir in dem unteren Topf und stellten fest, das wir Pech gewonnen haben. Das für uns fest aussehende Pech ist, wie wir später von Herrn Stimberg erfuhren, eigentlich flüssig. Es handelt sich um eine superviskose Flüssigkeit, die ähnlich wie Glas extrem langsam fließt. Am Rennofen machte Herr Stirnberg danach einen Schlackeabstich. Man konnte gut sehen, wie die Schlacke aus dem Ofen rann. Dieses rinnen gibt dem Rennofen auch den Namen, den ,,Renn" ist das altgermanische Wort für rinnen oder fließen. Am Ende, als alles Erz eingeflillt war, heizten wir den Ofen aus. Als es dann um 16 LIhr soweit waL zogHen Stirnberg Schutzkleidung über und brach den Ofen mit einerAxt auf. Er suchte nach der Luppe, die er auch fand. Diese mussten wir dann innerhalb von2 Minuten mit Hämmern verdichten. Somit war auch die Ausbeute des Rennofens gesichert und damit haben wir den Tag erfolgreich abgeschlossen." Bericht zusalnmengefasst aus den Berichten von: Arnim Grothe, Charlotte Wieland, Maximilian SchäfeE Annalena Helbig und Carmen Falcke