Titel: Guenyveau, über Methoden Roh- und Stabeisen zu erzeugen.
Autor: Guenyveau, A.
Fundstelle: 1836, Band 61, Nr. XL. (S. 201–216)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj061/ar061040

XL. Ueber einige neue Methoden Roh- und Stabeisen zu erzeugen. Auszug aus einer Abhandlung des Hrn. A. Guenyveau, Ingenieur und Professor der Mineralogie an der École des mines.

Aus dem Bulletin de la Société d'encouragement. Junius 1836, S. 199.

Im gegenwärtigen Augenblik50), wo man mit mannigfachen Versuchen über mehrere Theile der Eisenfabrication beschäftigt ist, und wo man bemüht ist, die mit der Ausbringung des fraglichen Metalles verbundenen Kosten theils durch Anwendung roher Brennstoffe, theils durch Eintreiben von heißer Luft in die Schmelzöfen zu ermäßigen, dürfte es vielleicht nicht ungeeignet seyn, die Aufmerksamkeit auf einige neue Methoden oder vielmehr auf einige Modificationen der Methoden, die man dermalen bei der Gewinnung von Roheisen und bei der Umwandlung dieses lezteren in Schmied- oder Stabeisen befolgt, aufmerksam zu machen. Ich bin weit entfernt diese Methoden als erprobt und als solche darzustellen, die man unmittelbar in Anwendung bringen soll; nein ich halte sie vielmehr für Versuche, die man anstellen, für Operationen, die man studiren, und für Processe, welche man erst schaffen soll; denn ich sehe nur zu gut, wie viele fruchtlose Versuche man noch zu machen haben wird, und wie oft man sich in seinen Erwartungen getäuscht finden dürfte. Allerdings würden die Hüttenmeister, die alle ihre Zeit auf die Ausführung der Aufträge, die sie erhalten, zu verwenden haben, und die bei der üblichen Benuzung ihrer Zeit, ihrer Oefen und ihrer Maschinen mit Nuzen beschäftigt sind, lieber die Beschreibung von Methoden, die sie nur mehr auszuführen brauchten, vernehmen, als die Aufforderung zu Versuchen, welche Kosten veranlassen und das Gelingen doch in Zweifel lassen. Da wir jedoch in Frankreich keine Musterhüttenwerke, ja nicht einmal irgend eine Anstalt besizen, wo man sich auf Kosten der Verwaltung mit Vervollkommnung der metallurgischen Processe beschäftigt, wie dieß in Preußen, Hannover, |202| Oesterreich und Rußland der Fall ist, so können die französischen Bergingenieure den Fabrikanten nur mit Nachschlägen an die Hand gehen, und ihnen keineswegs direct zu befolgende Vorschriften ertheilen. Andererseits bin ich aber überzeugt, daß die Wichtigkeit der Mittel, die hier zur Erörterung kommen sollen, und der Einfluß, den ein auch nur theilweises Gelingen derselben auf den Gestehungspreis des Roh- und Stabeisens üben müßte, hinreichen werden, um den Eifer und das Interesse unserer Hüttenwerksbesizer so anzuregen, daß sie nicht anstehen dürften, wenigstens jene Modificationen zu versuchen, die ihnen am meisten Wahrscheinlichkeit des Gelingens darzubieten scheinen.

Ich konnte selbst nach der reiflichsten Erwägung keine Einwendungen, die man allenfalls den Methoden, die ich in Vorschlag bringen werde, entgegenstellen dürfte, entdeken, obschon ich nicht in Abrede ziehe, daß man bei deren Ausführung auf mehrere Schwierigkeiten stoßen dürfte. Weit entfernt mich in dieser Hinsicht auf bestimmte Details zu stüzen, zähle ich vielmehr auf die Erfahrung der Praktiker, die diese Schwierigkeiten besser überwinden werden, als ich es durch meine unvollständigen Angaben zu thun im Stande bin.

Ich beschäftigte mich mit den drei Haupttheilen der Eisenproduction: nämlich mit der Erzeugung von Roheisen, mit dessen Reinigung und mit der Verwandlung des gereinigten Eisens in Stabeisen. In Hinsicht auf jeden derselben hoffe ich durch meine Mittheilungen Nüzliches zu leisten, und ich bemerke vorläufig nur noch, daß es sich bei mir von keinem Patente handelt, daß vielmehr jeder Hüttenmeister aus den Mitteln, die er zur Ausführung meiner Vorschläge in Anwendung bringt, jeden Vortheil ziehen kann.

1. Von der Behandlung der Eisenerze.

Die Behandlung der Eisenerze in den Hohöfen ist, so wie sie dermalen betrieben wird, eine delicate Operation, die unter dem großen Einflusse von mancherlei unscheinbaren Verschiedenheiten der Erze und des Brennmateriales, womit man arbeitet, steht. Die Quantität sowohl als die Qualität der Producte sind stets unsicher; der Bau der Oefen sowohl, als der für deren Betrieb nöthigen Gebläse ist sehr kostspielig etc. Alle diese Hindernisse und Unannehmlichkeiten suchte ich zu vermindern.

Um die Beweggründe, die mich bestimmten die Veränderungen, welche ich in Vorschlag bringen will, an den Dimensionen und Verhältnissen der Hohöfen, so wie auch an der Leitung der bei diesen vorkommenden Operationen vorzunehmen, und um die Wahrscheinlichkeit des Gelingens meiner Vorschläge gehörig würdigen zu können, |203| ist es unumgänglich nothwendig, wenigstens in Kürze die Resultate der Beobachtungen und die wahrscheinlichsten der Vermuthungen über die im Inneren eines Hohofens Statt findenden Vorgänge durchzunehmen.

1) Man sagt, daß ein Brennmaterial unter übrigens gleichen Umständen mehr Erz trägt (porte) oder schmilzt als ein anderes, wenn ein bestimmtes Gewicht dieses Brennstoffes die Schmelzung einer größeren Menge Erzes bewirkt als ein anderes, und mithin eine größere Menge Roheisen liefert als dieses. Die Unterschiede, welche in dieser Hinsicht theils zwischen verschiedenen Brennstoffen, und zwar selbst zwischen Brennstoffen einer und derselben Art, theils zwischen den verschiedenen Arten von Oefen, theils in dem Zustande, in welchem sich der Ofen nach der Betriebsepoche befindet etc., zu bemerken sind, sind sehr bedeutend. Auch ist bekannt, daß die Schmelzbarkeit der Erze und deren Reichthum an Metall sehr wechselt.

2) Man nimmt allgemein an, daß ein Einsaz oder eine Gicht Brennmaterial, wie man sie gewöhnlich an einem Hohofen zu halten pflegt, mit Beihülfe der Hize, die der Apparat bereits erlangt hat, das auf sie gebrachte Gemenge von Erz und Zuschlag oder Schmelzmitteln schmelzen muß. Die mehr oder minder dike Schichte Erz muß demnach regelmäßig und immer auf der unter ihr befindlichen Kohlenschichte ruhend, und dabei ihre horizontale Stellung beibehaltend, bis in das Gestell hinabsinken, wo der Hauptheerd der Verbrennung ist, und wo die vollkommen flüssig gewordenen Substanzen durch das Brennmaterial, welches hier gänzlich verbrannt wird, hindurch dringen. Man kam demnach die Behandlung der Erze in einem Hohofen als mehrere, regelmäßig und ununterbrochen auf einander folgende, partielle Schmelzungen, die nur durch ihr Aufeinanderfolgen gegenseitig von einander abhängen, und wobei die Temperatur des Ofens auf einem und demselben Grade erhalten wird, betrachten.

3) Bevor jedoch die Schmelzung in diesem Schmelzraume von Statten geht, muß das in den Erzen enthaltene Eisenoxyd reducirt worden seyn, was theils durch die Berührung, in die es mit dem Brennmaterials einer jeden Gicht gelangt, theils durch die Wirkung der brennbaren Gase, die fortwährend durch den Ofen strömen, geschieht. Endlich müssen alle Substanzen, welche in dem Gestelle zu wirken haben, in Betracht der hohen Temperatur, die daselbst unterhalten werden muß, sehr stark erhizt in dasselbe gelangen, was bis auf die neueste Zeit mit Ausnahme der eingetriebenen Luft auch wirklich der Fall war. Ueberdieß darf weder das Brennmaterial noch das Erz flüchtige Theile, Feuchtigkeit oder Gase entwikeln, indem |204| durch die Ausdehnung dieser die Temperatur vermindert wird. Die Substanzen, welche in dem Gestelle verbrennen, oder daselbst auf einander wirken sollen, müssen demnach auf geeignete Weise zubereitet in dasselbe gelangen.

4) Diese Zubereitungen geschehen auf zweierlei Weise. Am häufigsten pflegt man die Erze sowohl als das Brennmaterial, bevor man sie in die Hohöfen bringt, zu rösten, und dadurch die Kohlensäure und das gebundene Wasser einerseits auszutreiben, und andererseits das Brennmaterial zu verkohlen. Einige Erze und einige Brennmaterialien werden jedoch ohne alle weitere Vorbereitungen eingetragen, wo dann diese wahrscheinlich im Inneren des Ofens selbst Statt finden. Diese Vorbereitungen können aber nicht nur gar häufig nicht in den Schachtöfen selbst geschehen, sondern sie würden sogar nicht ein Mal genügen, wenn die Substanzen, selbst wenn sie vor dem Aufgeben die fraglichen Vorbereitungen erlitten, unmittelbar in das Gestell gebracht werden würde. Denn es ist unumgänglich nöthig, daß diese Substanzen bei ihrer Ankunft im Gestelle bereits eine Temperatur besizen, die von jener, welche in diesem Raume besteht, und welche zur Verkohlstoffung des Eisens, zur Bildung der Schlaken etc. erforderlich ist, nur wenig abweicht. Es ist nämlich anerkannt, daß unter allen Bedingungen eines guten Schmelzprocesses jene oben an steht, daß die Erze von allen flüchtigen Bestandtheilen befreit, in metallischen Zustand reducirt, und wenn es nöthig ist mit den Schmelzmitteln gemengt, in einiger Entfernung über der Form beinahe auf dem Schmelzpunkte anlangen müssen. Außerdem muß sich in dem Schmelzraume eine hinlängliche, von allen flüchtigen Theilen befreite Menge Brennmaterial befinden, und alle diese Substanzen müssen hinreichend erhizt seyn, damit die nöthigen Wirkungen mit Leichtigkeit von Statten gehen können. Eben so muß eine hinreichende Quantität Luft eingetrieben werden, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die die Erfahrung für jeden einzelnen Fall lehrt. Die vorläufige Erhizung der Luft hat sich in sehr vielen Fällen als vortheilhaft gezeigt, obwohl die Temperatur, die man ihr gab, von jener des Schmelzpunktes noch sehr fern war.

5) Die Erhizung der Stoffe, so wie die Verdampfung der flüchtigen Bestandtheile, die Reduction des Eisenoxydes etc., müssen während des Niedergehens der Gichten auf verschiedenen Höhen des Ofens geschehen; und von der Genauigkeit, womit diese Processe an jenen Stellen, an denen sie zu geschehen haben, von Statten gehen, hängt hauptsächlich das gute Resultat des Schmelzprocesses ab. Es ereignet sich sehr häufig, daß die Stoffe in dem Gestelle und selbst in der Nähe der Form anlangen, ohne daß die Erze vollkommen |205| reducirt, oder auch nur vollkommen von Wasser und Kohlensäure befreit sind; ja manchmal sogar, ohne daß das Brennmaterial seine flüchtigen Bestandtheile abgegeben hätte, und ohne daß alle diese Stoffe zusammen eine hinlänglich hohe Temperatur erlangt hätten. Die Folgen hievon sind die Entstehung von weißem und schlechtem Gußeisen und Schlaken, die mit Eisenoxyd überladen sind, Verschlechterung oder Verstopfung des Ofens etc. Einer mangelhaften Vorbereitung der Stoffe, bevor sie in die Nähe der Form gelangen, und dem hieraus folgenden Herabsinken des Schmelzpunktes sind demnach am häufigsten die schlechten Producte und jene Unglüksfälle zuzuschreiben, die nicht durch einen zu heißen Gang des Ofens bedingt sind.

Uebrigens bleibt es doch immer zu verwundern, wie wenig Veränderungen das Erz und das Brennmaterial auf dem Wege durch die ganze Höhe des Schachtes, die bald 6 bis 7, bald 10 bis 11 Meter beträgt, erleiden: die Kohlensäure und selbst die Feuchtigkeit werden nicht immer aus den Erzen ausgetrieben; oft ist das Holz selbst in der Mitte der Rast nicht einmal verkohlt. Aus allem diesem läßt sich schließen, daß die Temperatur unter dem Kohlensak der Oefen nur gering ist, was sich leicht auch durch den Mangel an freiem Sauerstoffe an diesen Stellen erklären läßt. Die Erhizung geschieht daselbst nur durch das Durchströmen der heißen, bei der im Schmelzraume Statt findenden Verbrennung entwikelten Gase, und der verbrennbare Theil dieser Gase entwikelt erst an der Gicht, wo er mit der atmosphärischen Luft in Berührung kommt, eine starke Hize. Man kann daher mit Recht sagen, daß zwei Drittheile der Höhe der Hohöfen, nämlich der über der Rast befindliche Theil, den Zwek, zu dem sie bestimmt sind, nur unvollkommen erfüllen: d.h. die verschiedenen Vorbereitungen zu bewirken, die mit den Erzen und dem Brennmateriale vorzugehen haben, bevor die Schmelzung erfolgt. Und würden diese Wirkungen in den gewöhnlichen Fällen auch wirklich auf geeignete Weise vor sich gehen, so bliebe doch immer noch der große Nachtheil, daß man diese für das Gelingen des Schmelzprocesses so wichtigen Vorbereitungen nicht überwachen, den Grad ihres Fortschreitend und ihrer Vollkommenheit nicht bemessen etc. kann. Es ist nur zu wahr, daß, wenn die Stoffe ein Mal in dem Ofen aufgegeben worden sind, man nicht mehr auf sie einwirken kann, so daß das weitere Resultat dann nur mehr von der inneren Gestalt des Ofens, von der Art und Weise, auf welche das Brennmaterial brennt, u. dergl., kurz von lauter Umständen abhängt, auf die der Arbeiter beinahe keinen Einfluß mehr hat.

6) Wenn man nun erwägt, was eigentlich die Schmelzung der |206| Eisenerze bewirkt, und daß dieselbe hauptsächlich von der in dem Gestelle angehäuften Quantität Brennstoff (vorausgesezt, daß eine hinreichende Menge Luft von gehöriger Pressung eingetrieben wird), von der Beschaffenheit und dem Mischungsverhältnisse der Erze und der Schmelzmittel, von der gehörigen Vorbereitung dieser Stoffe, und endlich davon abhängt, ob das Gestell durch den fortgesezten Betrieb des Ofens nicht mehr oder weniger Schaden gelitten, so wird man finden, daß alle diese wichtigen Bedingungen und mithin das Gelingen des ganzen Processes selbst dem Zufalle anheimgestellt sind, ohne daß man im Stande wäre, den Stand der Dinge früher als durch die schlechten Resultate zu erkennen, und ohne daß man selbst dann noch über die Ursachen dieser schlechten Resultate außer Zweifel gesezt wird. Das Gelingen ist wahrscheinlich, und wird auch wirklich erzielt, wenn dem Inneren des Ofens gute Proportionen gegeben worden, wenn die Erze, der Zuschlag und das Brennmaterial, so wie die eingetriebene Luft gehörig bemessen worden sind. Allein der Ofen läßt sich nicht verändern, obwohl er sich während einer Campagne selbst anders gestalten kann; und die übrigen Elemente können in jedem Augenblike modificirt werden, wie man denn auch wirklich durch Abänderung derselben den Gang der Oefen regulirt, und die durch einen Fehler im Baue oder die Verschlechterung der Apparate während der Campagne bedingten nachtheiligen Wirkungen dadurch zu vermindern sucht. Da jedoch alle diese Mittel und hauptsächlich Abänderungen der Gichten erst nach Ablauf einer bestimmten Zeit auf den Gang des Ofens Einfluß üben können; und da sich die über den schlechten Gang des Ofens gehegten Vermuthungen als irrig beweisen können, so darf man sich über den beständigen Wechsel, den man an den Hohofenproducten bemerkt, nicht länger wundern. Andererseits ergeben sich andere Unfälle, wie z.B. ein ungleiches Verbrennen der Kohle, daraus, daß der Wind auf der einen Seite in größerer Menge eintrat, als auf der anderen. Die Folgen hievon sind ein ungleiches Niedergehen der Gichten und manchmal sogar ein Umstürzen derselben; die Bildung von Adhärenzen und Vorsprüngen an den Wänden der Oefen; die Bildung von sogenannten Gewölben (voutes) durch Erz- und Zuschlagtrümmer u. dergl.; das plözliche Herabstürzen der Stoffe, und andere derlei mechanische Zufälle, denen man, selbst wenn man von deren Bestehen weiß, nicht abhelfen kann, weil der Arbeiter mit seiner Kehrstange wohl im Heerde arbeiten, aber im Gestelle höchstens einen oder zwei Fuß hoch über das Niveau der Form reichen kann.

Die Modificationen an den Hohöfen, welche ich im Vorschlag bringe, sollen den meisten dieser Uebelstände abhelfen. Sie bestehen |207| hauptsächlich in der Trennung der beiden erwähnten Operationen: nämlich der Vorbereitung der Erze und des Brennmateriales und des Schmelzens der unter geeignete Umstände versezten Stoffe. Der ganze zur Behandlung der Eisenerze bestimmte Apparat wird demnach aus zwei Theilen oder zwei mit einander verbundenen Oefen bestehen, wovon ich den einen A die Vorbereitungsöfen, den anderen B hingegen den Schmelzofen nenne.

A. Die zur Vorbereitung dienenden Oefen, welche eine Art von Reverberirofen sind, sollen hinter und in gleicher Höhe mit dem loche des Schachtes, der sogenannten Gicht des Schmelzofens angebracht, und durch die aus diesem austretenden Flammen und Gase geheizt werden, indem diese Gase der ganzen Länge nach über deren Sohle strömen. Dergleichen Oefen sollen zwei vorhanden seyn; der eine ist zur Verkohlung der Steinkohlen, der andere zur Vorbereitung der zu schmelzenden Stoffe, wie z.B. zum Rösten und zur gehörigen Erhizung derselben bestimmt. Beide Oefen communiciren einerseits und durch eine geeignete Oeffnung mit dem Schmelzofen, um aus diesem die brennbaren Gase und die sonstigen Rükstände der Verbrennung in stark erhiztem Zustande zugeführt zu erhalten, und um durch eben dieselbe Oeffnung auch die Kohlen- und Erzgichten nach gehörig geschehener Vorbereitung von der Sohle herabfallen zu machen. Andererseits sind die Oefen aber auch mit Zügen oder Rauchfängen versehen, die an dem entgegengesezten Ende der Sohlen angebracht sind, und durch welche das Herbeiströmen der Flammen und Gase aus dem Schmelzofen regulirt wird.

Aus dieser Einrichtung ergibt sich in Hinsicht auf das Brennmaterial (die Steinkohlen) eine wohlfeilere und mit keinem Abgange verbundene Verkohlung, weil dessen Destillation und Erhizung durch Gase bewirkt wird, die beinahe oder ganz von allem freien Sauerstoffe befreit sind. Es wird hiebei aus dem Vorbereitungsofen eine große Menge brennbarer Gase austreten, welche bei der gewöhnlichen Verkohlungsmethode ohne Nuzeffect verbrannt oder höchstens theilweise zur Erhizung der Sohle des Verkohlungsofens benuzt werden, während sie hier mittelst einiger Vorrichtungen zu verschiedenen Zweken verwendet werden können. Hinsichtlich der Erze, die an der am wenigsten erhizten Stelle der Sohle in den Vorbereitungsofen gelangen, wird man alle dieselben Vortheile erzielen, die das Rösten im Reverberirofen gewährt: nämlich Leichtigkeit die Masse umzurühren, sie mit der atmosphärischen Luft in Berührung zu bringen und das Schwefeleisen so wie die phosphorsauren Verbindungen des Eisens zu zersezen. Die Vorbereitung wild in allen ihren Fortschritten verfolgt |208| und mit der Reduction des Eisenoxydes unter Zusaz von Kohle, wenn ein solcher als vortheilhaft befunden wird, beendigt. Man braucht zu diesem Behufe nur jede Gicht oder jeden Einsaz auf der Sohle gegen den Schmelzofen hin, wo die höchste Temperatur Statt findet, vorwärts zu schaffen. Wann endlich der Zuschlag oder der Fluß mit den Erzen vermengt worden und das Ganze bis zum Weißglühen erhizt ist, so läßt man das Ganze mit dem von dem zweiten Ofen gelieferten Brennmateriale in den Schmelzofen fallen. Alle diese Vorbereitungen des Erzes, und wenn man es für zwekmäßig hält, auch dessen Erhizung und Reducirung, geschehen ohne allen Aufwand an Brennmaterial und mit geringeren Kosten an Arbeitslohn als bei dem dermal üblichen Verfahren; abgesehen davon, daß sie auch in größerer Vollkommenheit vollbracht werden.

B. Der Schmelzofen, in welchem die Reduction des Eisenoxydes, insofern diese nicht schon früher erfolgte, die Verkohlung oder Verbindung des reducirten Eisens mit Kohlenstoff und die Bildung erdiger Silicate von Statten geht, soll ganz so gebaut werden, wie die gewöhnlichen Hohöfen unter dem Kohlensak (oder unter der Fläche, welche den Schacht mit der Rast verbindet) gebaut sind. Sind Veränderungen vorzunehmen, so werden sich diese später ergeben; für den Anfang dürfte es, um eines guten Resultates sicher zu seyn, am geeignetsten seyn, sich an das bereits Bekannte zu halten. Man hat hier also einen Raum oder eine Art von Trichter, der von der Rast gebildet wird, und der hier gerader als gewöhnlich seyn kann, weil keine so große Masse oder Säule darauf drükt; das Gestell, an dessen unterem Theile sich zwei oder drei Formen befinden, und den Heerd, der wie gewöhnlich offen seyn kann. Der obere und weiteste Theil des Ofens endigt sich in eine aus feuerfesten Baksteinen gebaute Wölbung, in welcher sich 1) die beiden großen Oeffnungen befinden, womit der Schmelzofen mit den beiden Vorbereitungsöfen in Verbindung steht, damit die Flammen und die bei der Verbrennung entwikelten Gase aus ersterem in lezteren übergehen können; und 2) die Seitenöffnungen, die sich mit Pfröpfen aus Bakstein verschließen lassen, und durch welche ein Theil der Flamme austritt, um die Röhren zu erhizen, welche die aus dem Gebläse kommende Luft enthalten und dadurch ihr vor ihrem Eintritte in den Ofen eine gewisse Temperatur zu ertheilen. Ueber dem gewölbten Theile und in der Mitte ist die Art von Kammer anzubringen, in der sich die Windröhren befinden; und rings um diese Kammer herum ist für andere Oeffnungen zu sorgen, welche während der Schmelzung geschlossen bleiben, und durch die man eine Kehrstange einführen kann, um mit dieser die stekengebliebenen Substanzen |209| herab zu befördern, oder um damit die Wände des Gestelles zu reinigen, wenn man es für nöthig hält.

Man wird finden, daß der neue Ofen, an welchem der Schacht weggelassen ist, beinahe um 2/3 niedriger seyn kann, als die gewöhnlichen Hohöfen; d.h., daß seine Höhe, wenn man mit Kohks schmilzt, beiläufig 5 Meter; wenn man mit Holzkohle arbeitet, hingegen 3 Meter oder 3 Meter 30 Centimeter betragen kann. Es ergibt sich demnach, im Falle diese Einrichtung für gut befunden wird, durch diese Veränderung allein eine bedeutende Verminderung der Baukosten der Oefen, der Kosten, welche das Emporschaffen der Stoffe an die Mündung des Schachtes, d.h. an die Gicht, veranlaßt, etc. Allein abgesehen hievon wird man, im Verhältnisse der geringen Höhe des Apparates und der beinahe unmittelbaren Aufgebung des Brennmateriales, der Erze und des Zuschlages in das Gestelle, alle Theile dieses lezteren mit der Kehrstange erreichen, eine beliebige Quantität Brennmaterial daselbst unterhalten, Schmelzmittel eintragen, und überhaupt auf mannigfache Weise und schnell auf den Gang des Apparates einwirken können. Endlich wird hier, wo auf die in dem Gestelle befindliche Masse nicht noch eine 20 bis 30 Fuß hohe Säule von Stoffen wirkt, der Druk, unter welchem man die Luft gegenwärtig in die Oefen eintreibt, nothwendig verändert oder vielmehr vermindert werden können. Ließe sich der gewöhnliche Druk nur um den vierten Theil vermindern, so wäre dieß schon von höchster Wichtigkeit; denn es würde sich hieraus bei einer und derselben Quantität Wind eine Verminderung der Triebkraft um beinahe die Hälfte ergeben: so daß hieraus sowohl bei der Anschaffung, als bei der Unterhaltung der ungeheuren, zur Speisung der Kohksöfen erforderlichen Gebläse eine große Ersparniß erwachsen müßte.

Ich habe hiebei angenommen, daß an dem neuen Ofen dieselben horizontalen Dimensionen, welche man den alten gibt, beibehalten werden, um in dem neuen Ofen täglich dieselbe Quantität Roheisen ausbringen zu können, wie in den älteren; allein wie mir scheint, dürften sehr wohl auch mit engeren Oefen Versuche angestellt werden können.

Sollte man über die vortheilhaften Producte, die sich mit niederen Schmelzöfen von geringer Weite erzielen lassen, Zweifel hegen, so erinnere ich an die 10 Fuß hohen Oefen, welche Wilkinson in England zum Schmelzen von Eisenerzen benuzte, und welche mit Kohks betrieben mit Oefen von 50 Fuß Höhe in die Wette arbeiteten. Ferner hat Hr. Bouchotte im Jahre 1834 in der Nähe von Besançon zum Versuche einen Ofen von 4 Meter Höhe erbaut, |210| welcher sehr gutes Roheisen gibt, jedoch etwas mehr Kohlen verzehrt als ein anderer, gleichfalls ihm gehöriger, aber 30 Fuß hoher Ofen, in welchem dieselben Erze mit demselben Brennmateriale behandelt werden. An keinem dieser Oefen hatten die zu schmelzenden Substanzen, bevor sie eingetragen wurden, die oben besprochenen Vorbereitungen erlitten, und wenn auch einige Erze geröstet und das Brennmaterial verkohlt worden ist, so wird man doch zugeben, daß die Schmelzung in dem neuen Apparate viel leichter von Statten gehen wird.

Bevor ich das den neuen Schmelzofen Betreffende schließe, darf ich einige Schwierigkeiten, die die Erfahrung gewiß mehr oder minder vollkommen besiegen lehren wird, nicht verhehlen. Dazu gehört das Aufgeben der weißglühenden Erze, Schmelzmittel und Brennstoffe, deren Verhältnisse öfter geändert werden müssen, ohne daß man im Stande wäre, sie in diesem Zustande zu wägen oder auch nur genau zu messen. Ferner muß die Gicht oder der Einsaz, der aus den Vorbereitungsöfen in den Schmelzofen herabfällt, gleichförmig über eine große Fläche ausgebreitet werden, und damit dieß ohne zu große Mühe geschehen könne, ist hiezu noch eine eigene Maschine zu erfinden.

Eben so dürften verschiedene Vorsichtsmaßregeln zu ergreifen sehn, damit bei der hohen Temperatur der Flamme das Gewölbe durch die Art von Erschütterung, die es von Seite der heißen Gase erfährt, nicht zu schnell Schaden leide. Vielleicht müßte man dasselbe, um diese Wirkung zu beseitigen, auf einer gewissen Höhe über den Gichten erhalten. Ebendieß dürfte auch bei den Röhren und bei den anderen Theilen des Lufterhizungsapparates der Fall seyn.

Was die Vorbereitungsöfen betrifft, so müßte man sich, in Hinsicht auf den Bau ihrer Sohle, auf die Höhe ihrer Wölbung, auf ihre Länge etc. nach der Analogie richten; in jedem Falle brauchen die Zugkamine offenbar nicht sehr hoch zu seyn.

Am geeignetsten dürfte es seyn, mit dem Schmelzofen einen Versuch zu beginnen, indem man in ihn verkohltes Brennmaterial und nach der gewöhnlichen Methode geröstetes Erz, welche beide vorher zum Weißglühen erhizt worden sind, einträgt. Hat man hiebei günstige Resultate erlangt, und wurden auch mit den Vorbereitungsöfen einige vorläufige Versuche angestellt, so kann man dann beide Oefen gleichzeitig zur Probe arbeiten lassen.

Ich hege die Hoffnung, daß man nach dieser Methode und mittelst einiger Vorbereitungen und Reinigungen, die bei den älteren Methoden nicht möglich waren, auch aus Erzen von schlechter oder mittelmäßiger Qualität gutes Roh- und Schmiedeisen erzeugen kann. |211| Auch glaube ich, daß man hiedurch in Stand gesezt werden dürfte, mit jeder Art von Erz es auf eine tägliche Production von 15 bis 17 Tonnen Schmiedeisen zu bringen: ein Ertrag, der bisher nur in wenigen Gegenden realisirt werden konnte. Endlich dürfte es die Leichtigkeit, womit sich derlei Oefen leiten lassen, wahrscheinlich möglich machen, mit dem Roheisen in dem Heerde selbst, der zu dessen Aufnahme bestimmt ist, eine Art von Reinigung vorzunehmen, wie man dieß in der Eiffel schon seit langer Zeit zu thun pflegt.

2. Von der Verwandlung des Roheisens in geschmeidiges Eisen.

Das Roheisen wird bekanntlich durch einen Oxydationsproceß, bei welchem die mit ihm verbundenen fremdartigen Stoffe, wie Kohlenstoff, Silicium, Schwefel, Phosphor etc., mittelst des Sauerstoffes der Luft verbrannt werden, in hämmer- und gießbares (fondable) Eisen umgewandelt. Diese Reinigung kann nicht geschehen, ohne daß zugleich auch Metall mit verbrennt, so daß also bei ihr immer ein Verlust Statt findet, der je nach der Beschaffenheit des Roheisens, nach der Methode, die man befolgt, und nach der Gewandtheit des Arbeiters eben so wandelbar ist, wie der Verbrauch an Brennmaterial.

Die beiden gegenwärtig gebräuchlichen Reinigungsmethoden werden entweder mit Holz- oder mit Steinkohlen vorgenommen, und erfordern hienach sehr verschiedene Oefen. Jede Art von Roheisen kann nach dem alten Verfahren mit Holzkohlen gereinigt werden; das mit Kohks ausgebrachte Eisen jedoch kann nicht unmittelbar im Reverberirofen und durch die Einwirkung eines natürlichen Luftstromes allein in Stabeisen verwandelt werden, sondern es erfordert eine Vorbereitung, die man das Weißmachen nennt.

Ich weiß nicht, ob man zur Erzeugung von Feinmetall oder zur vollkommenen Reinigung des mit Kohks erzeugten Roheisens im Reverberirofen versucht hat, mit einem Gebläse comprimirte Luft darauf zu treiben; allein ich habe Gründe zu glauben, daß man nach diesem Verfahren kein wohlfeiles Eisen hätte erzeugen können. Die Abkühlung, welche hiedurch an einem so strengflüssigen Metalle, wie das Eisen ist, entstehen müßte, würde ein schnelles Erstarren des Eisens, welches unfehlbar die weitere Reinigung verhindern würde, bewirken. Dem sey wie ihm wolle, so ist offenbar, daß die Schwierigkeiten, auf die man bei der Erzeugung von Feinmetall sowohl, als bei der vollkommenen Reinigung des Kohkseisens im Reverberirofen und mit dem natürlichen Luftstrome stieß, davon herrührten, daß das Oxydationsmittel zu schwach war, um die Beschaffenheit |212| des Metalles zu verändern. Wahrscheinlich dürfte die unvollkommene Reinigung des nach der englischen Methode gewonnenen Eisens auf demselben Grunde beruhen; so daß bei zwekmäßig geleiteter Anwendung eines kräftigeren Oxydationsmittels selbst das widerspenstigste Eisen wahrscheinlich eine unmittelbare Reinigung zulassen dürfte. Ein bis auf gehörigen Grad erhiztes Gemeng von Wasserdampf und Luft scheint nun alle wünschenswerthen Bedingungen zu erfüllen. Ließe man dieses Gemenge auf Roheisen strömen, welches auf der Sohle eines Reverberirofens ausgebreitet, in Fluß gebracht oder in teigigem Zustande erhalten wird, so dürfte die Reinigung dieses Gußeisens leicht und schnell und mit Ersparniß an Brennmaterial von Statten gehen. Die Erfahrung allein kann jedoch, wenn sich ein Mal Arbeiter gebildet haben, die die Anwendung des neuen Mittels gehörig zu leiten wissen, entscheiden, ob der Verlust hiebei geringer oder größer ist, als bei den gewöhnlichen Operationen. Eben so wird diese allein bewähren, ob die Vermuthung, daß die Reinigung des Eisens hienach vollkommener geschieht, und daß sich nach diesem Verfahren ein besseres Schmiedeisen erzeugen läßt, als nach dem bisherigen, gegründet ist. So viel ist gewiß, daß jene Puddlirer, welche mit sehr weit geöffnetem Register arbeiten, ein besseres Eisen liefern, als die anderen; daß jedoch bei ihrer Arbeit sehr große Sorgfalt und Aufmerksamkeit erforderlich ist, wenn der Verlust nicht erhöht werden soll.

Das neue Oxydationsmittel scheint mir übrigens noch zahlreicher anderer Benuzung fähig. So ist zu erwarten, daß, wenn man es auf Anthracit oder auf trokene, im Brande begriffene Steinkohle wirken läßt, durch die Zersezung des Wasserdampfes und die Entbindung von Wasserstoff mit diesen Brennmaterialien eine solche Flamme hervorgebracht werden wird, daß man sich ihrer zum Heizen der Dampfkessel und der Reverberiröfen bedienen kann. Bei der in England üblichen Behandlung der kupferkieshaltigen Erze, bei der Reinigung des Schwarzkupfers etc. dürfte das Eintreiben eines Gemisches von Wasserdampf und Luft den besten Einfluß auf Beschleunigung des Röstens der Erze und der Steine, so wie auf Reinigung des Kupfers selbst üben. Man hat hiebei zwei Dinge zu untersuchen und durch Versuche zu prüfen; nämlich 1) die Erzeugung des Wasserdampfes, dessen Vermengung mit Luft in verschiedenen Verhältnissen und deren Eintreiben auf irgend eine Substanz oder in irgend einen Ofen; und 2) die zu dem fraglichen Zweke, nämlich zur Reinigung des Roheisens, erforderlichen, besonderen Anordnungen.

Das Mittel, sich ein Gemisch von Luft und Wasserdampf von geeigneter Ausströmkraft zu verschaffen, ergibt sich aus den Versuchen, |213| welche Pelletan anstellte, um zu beweisen, daß die Luft von Wasserdampf, der unter einem starken Druke, wie z.B. von 4–5 Atmosphären, ausströmt, fortgerissen wird. Pelletan läßt den Dampf bei einer Röhre von kleinem Durchmesser, welche mit einer anderen Röhre von größerem Durchmesser umgeben ist, ausströmen, wobei die zwischen beiden Röhren circulirende Luft mit fortgerissen und mit dem Dampfe vermengt wird. Man kann die Berichte nachsehen, welche im Januar 1833 der Akademie der Wissenschaften in Paris hierüber erstattet wurden, in denen man jedoch nur Andeutungen über die Benuzung dieser Wirkung zu mechanischen Zweken finden wird, während ich die chemische Anwendung derselben im Auge habe.

Es handelt sich also zu unserem Zweke darum, durch Versuche zu ermitteln, wie auf die wohlfeilste und entsprechendste Weise Wasserdampf von hoher Temperatur erzeugt und in beliebigen und wandelbaren Verhältnissen mit Luft vermengt werden könne. Es ist zu bestimmen, wie groß die Geschwindigkeit des Ausströmens, und wie hoch die Temperatur im Verhältnisse der Temperatur des Dampfes im Kessel, im Verhältnisse der mir ihm vermengten Luft, im Verhältnisse der Ausströmmündung und dergleichen mehr seyn wird; es ist zu bemessen, wie viel Dampf zur Erzielung gewisser Wirkungen erforderlich seyn dürfte, und es ist zu erforschen, wie man in jedem Falle das Ausströmen des Gemenges unterbrechen oder modificiren kann, ohne Gefahr zu laufen, Explosionen zu erzeugen.

Die Dampferzeugung hat bei allen vorzunehmenden Versuchen in einem kleinen, von einer eigenen Feuerstelle geheizten Kessel zu geschehen; bei der Anwendung im Großen hingegen wird die Heizung der Puddliröfen, die gewöhnlich zu zwei und selbst zu vier vereinigt sind, auch zur Heizung des Kessels, der alle benachbarten Oefen mit Dampf zu versehen hat, dienen. Die ersten mit dem Roheisen anzustellenden Versuche dürften dahin zielen, mit Holzkohlen ausgebrachtes Roheisen unmittelbar im. Puddlirofen zu reinigen; denn es ist zu befürchten, daß das Feinmetall zu rasch erstarre und nur Eisen von schlechter Qualität liefere. Die weiteren Versuche dürften dann auf eine ähnliche Behandlung des mit Kohks gewonnenen Eisens, welches so große Neigung hat, flüssig zu bleiben und seinen Kohlenstoff gebunden zu halten, gerichtet seyn. Es ist nicht unmöglich, daß der Wasserstoff, der bei der Zersezung des Dampfes in Berührung mit dem Metalle frei wird, auf den Schwefel und den Phosphor wirke, und dazu beitrage, das Eisen von beiden zu befreien.

Sollte die Erfahrung zeigen, daß die unmittelbare Reinigung des Roheisens in einer Operation zu schwierig ist oder zu unvollkommen geschieht, so könnte man versuchen, das neue Oxydationsmittel |214| zur Fabrication von Feinmetall im Reverberirofen anzuwenden; man brauchte dann keine Gebläse, was schon ein großer Vortheil wäre. Man könnte sich eines Ofens mit doppeltem Gewölbe, wie man ihn in England zum Umschmelzen des Roheisens benuzt, bedienen, das Feinmetall im Heerde zubereiten und die Reinigung dieses lezteren auf dem flachen Theile der Sohle desselben Ofens beendigen.

Ich verhehle mir keineswegs, welchen zahlreichen Bedingungen ein neues Verfahren in Hinsicht auf Qualität der Producte und in Hinsicht auf Fabrikationskosten entsprechen muß; es müßte, wenn sein Erfolg vollkommen seyn soll, gleich vom Anfange an die Concurrenz der bereits bekannten, durch lange Praxis auf den höchsten Grad von Vollkommenheit gebrachten Methoden aushalten können. Allein eben deßwegen, weil man in Hinsicht auf die alten Methoden bereits alle Verbesserungsmittel erschöpft hat, soll man, wie mir scheint, in einem neuen Systeme, in der Anwendung eines kräftigeren Reinigungsmittels, welches wenigstens in gewissen Perioden zu nüzlichen Resultaten führen dürfte, neue Ersparnisse und neue Vortheile suchen. Der geringste Vortheil, den man sich von dem neuen, von mir in Vorschlag gebrachten Verfahren versprechen kann, ist der, daß man alle Theile der englischen Reinigungs- oder Frischmethode im Reverberirofen vornehmen kann, ohne dazu der Gebläse zu bedürfen. Dieß allein wäre aber schon ein Resultat von großer Wichtigkeit.

3. Ueber ein neues Walzwerk zum Streken, Formen und Fixiren des Stabeisens.

Die Walzwerke, welche zur Umwandlung der geschmeidigen Metalle in dünne Platten bestimmt sind, wurden mit Erfolg zur Erzeugung von Eisenblech benuzt. In neuerer Zeit suchte man sie auch dazu zu verwenden, hinreichend erhizte Metallmassen in Stäbe auszuziehen, und solcher Maßen das Aushämmern durch eine einfache Compression zu ersezen. Man brauchte zu diesem Behufe in den Strekwalzen nur Ausschnitte anzubringen, so daß bei deren Bewegung ein regelmäßiger Raum zwischen ihnen blieb, und daß also hiedurch eine Art von Zieheisen mit beweglichen Wänden entstand, womit man den Eisenstäben jede beliebige Form Zu geben vermochte. Dieses Verfahren bedingte einen weit geringeren Zeitaufwand und mithin große Ersparnisse. Die Einrichtung der Walzen ist übrigens dieselbe wie an den Blechwalzwerken; die Achse der Rotation ist gleichfalls horizontal.

Um Eisenstäbe von kleinem Muster auszuziehen, bediente man sich einer etwas verschiedenen Vorrichtung; d.h. man brachte drei Walzen über einander an, so daß also hiedurch gleichsam zwei Strekwerke |215| gebildet wurden. Man ist hiebei nicht gezwungen, das Eisen immer nur bei einer und derselben Seite einlaufen zu lassen; man braucht den Stab nicht mehr über den oberen Cylinder zu führen; und da man hiedurch also weniger Zeit verliert, so wird das Eisen weniger abgekühlt, und man kann es folglich stärker ausstreken, als in einem Walzwerke mit zwei Walzen. Man versichert, daß das Eisen der sogenannten kleinen Mills in England in Folge der Einführung dieser Neuerung gleich um 30 bis 40 Proc. seines früheren Preises fiel.

Ich schlage nun vor, dieses Verfahren auf die Fabrication von Stabeisen jeder Dike, und selbst auf das Ausstreken von Paketen u. dergl. auszudehnen. Bei großen Cylindern läßt sich die oben erwähnte Methode nicht anwenden, weil der Eintritt zu dem oberen Strekwerke so hoch zu stehen käme, daß der Arbeiter den auszustrekenden Stab nicht gehörig zu dirigiren vermöchte. Dieses Hinderniß verschwände jedoch, wenn man die Strekwalzen senkrecht neben einander anbrächte, in welchem Falle man dann auch eine weit größere Anzahl von Walzen unterbringen könnte. Diese senkrechte Stellung wird allerdings einige Veränderungen nöthig machen; wie z.B. Pfannen, in denen die unteren Zapfen ruhen, Halsringe, womit die Achsen in gewissen Entfernungen von einander erhalten werden, u. dergl.; allein die Bewegung wird dennoch auf die gebräuchliche Weise von einer Walze auf die andere übergetragen werden können; auch dürften aus dieser Anordnung, abgesehen von der Beschleunigung der Fabrication, noch verschiedene andere ziemlich wichtige Vortheile erwachsen.

Alle Verzahnungen, so wie überhaupt alle Vorrichtungen zur Uebertragung der Bewegung von der Triebkraft an die Walzen könnten, selbst wenn man die Maschine horizontal bauen wollte, unter dem Boden der Werkstätte, den ich als aus gußeisernen Platten bestehend annehme, angebracht werden, indem hiedurch viel Raum für die Arbeit und zur Unterbringung der vollendeten Eisenstäbe gewonnen wird. Die verschiedenen Strekwerke, die für eine mannigfaltige Fabrication erforderlich sind, könnten im Kreise herum, d.h. im Umfange eines Kreises, der dem Umfange eines horizontalen, unter dem Fußboden verborgenen Zahnrades, welches die Bewegung der Triebkraft fortpflanzt, entspricht, angebracht werden. Unter diesen Umständen ließe sich der bedekte die Esse bildende Raum bedeutend beschränken; eine kreisrunde Halle von 12 bis 15 Meter im Durchmesser würde für eine sehr ausgedehnte Fabrication genügen. Die Puddliröfen, der Stirnhammer und die Anlaßöfen könnten rings um die Strekwerke herum und außer der eben besprochenen Art von Rotunde untergebracht werden.

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Was die Handhabung der senkrechten Walzen betrifft, so erheischt diese hauptsächlich bei den Paketen, so wie sie aus den Anlaßöfen kommen, so wie überhaupt für alle etwas schwerere Gegenstände eine Stüze, welche sich mittelst einer Kette und einer Zahnstange bewegen läßt, gleichwie die horizontalen Strekwerke auf einer unbeweglichen Stüze ruhen.

Es unterliegt keinem Zweifel, daß sich gegen das neue System in der Ausführung einige Schwierigkeiten erheben werden, namentlich was in einigen Fällen die Annäherung der Cylinder betrifft; allein ich kann nicht finden, was als ein wesentliches Hinderniß betrachtet werden könnte, als allenfalls seine Neuheit. Wenn sich jedoch die Vortheile, die ich hier angedeutet habe, bewähren sollten, so wird auch hier wie überall das Gute und Nüzliche endlich siegen.

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Hr. Guenyveau sandte seine Abhandlung am 18. Februar 1835 an den General-Bergwerk- und Straßenbau-Director ein. A. d. R.

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