Titel: Heath's Farbrication von Eisen und Stahl.
Autor: Heath, Josia Marshall
Fundstelle: 1840, Band 75, Nr. LXXX. (S. 472–475)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj075/ar075080

LXXX. Verbesserungen in der Fabrication von Eisen und Stahl, worauf sich Josiah Marshall Heath, von Allen Terrace, Kensington, am 5. Oktober 1839 ein Patent ertheilen ließ.

Aus dem Mechanics' Magazine No. 845.

Meine Erfindung betrifft: 1) die Gewinnung von reinem Gußeisen aus dem Eisenerze und zwar ohne Zusaz einer erdigen, alkalischen oder salzigen Substanz, welche ein glasiges Flußmittel oder eine Schlake bildet. 2) die Erzeugung von Gußstahl durch Schmelzung des auf solche Weise gewonnenen reinen Gußeisens mit Schmiedeisen oder mit gewissen Metalloxyden, welche in solchen Verhältnissen angewendet werden, daß das Gußeisen einen gewissen Grad von Entkohlung oder Decarbonisation erleibet; und die weitere Entkohlung |473| bis zum gewünschten Grade durch Cementation mit Metalloxyden und ohne irgend einen Beisaz von kohlenstoffhaltigen Substanzen. 3) die Benüzung von Manganoxyd (Braunstein) ohne Zusaz irgend einer anderen Substanz bei der Verwandlung des Gußeisens in Schmiedeisen mittelst des Puddlirprocesses. 4) endlich die Anwendung von Kohlenstoffmangan bei der Umwandlung des gewöhnlichen Blasenstahles in Gußstahl.

Schmiedeisen wird dermalen erzeugt, entweder indem man die reicheren Erze genau mit so viel Holzkohle oder anderen kohligen Substanzen schmilzt als erforderlich sind, um ihnen den Sauerstoff zu entziehen und sie in hämmerbares Eisen zu verwandeln, oder indem man die ärmeren Erze mit einem solchen Ueberschusse kohliger Substanzen in Berührung bringt, daß dadurch jenes Metall erzeugt wird, welches man in der Chemie gekohltes Eisen, in der Hüttenkunde aber Roh- oder Gußeisen nennt, und indem man diesem Roheisen dann durch eine weitere Behandlung den Kohlenstoff entzieht. Nach der ersten dieser Methoden wird ein Schmiedeisen erzeugt, welches in seinen verschiedenen Theilen von sehr ungleicher Qualität ist; nach der zweiten erhält man ein Roheisen, welches in mehr oder minder hohem Grade mit Schwefel, Phosphor, Arsenik, Silicium, Aluminium, Calcium und anderen fremden Stoffen verunreinigt ist. Nur das in der Natur vorkommende reine Eisenoxyd und das reine kohlensaure Eisen gibt ein reines, in guten Stahl umwandelbares Eisen. Dieses reine Erz ward aber bei der bisher befolgten Schmelzmethode durch die erdigen, salzigen und alkalischen Substanzen, welche man als sogenannte Flußmittel in der Absicht die Reduction des Metalles dadurch zu befördern und das bereits reducirte Metall vor der oxydirenden Wirkung der Gebläsluft zu schüzen, zusezte, gar sehr verunreinigt.

Ich habe nun nach vielen Versuchen diese Flußmittel für unnöthig befunden, und dafür ein Verfahren ausfindig gemacht, welches ich gleich angeben will. Ich beginne damit, daß ich den Hohofen allmählich mit Kohks, Holzkohle oder anderem geeignetem Brennmateriale beschike, wobei ich das Stichloch offen lasse, damit die durch die Gebläsluft angefachte Flamme nach allen Richtungen frei spielen kann, und den ganzen inneren Raum des Ofens gleichmäßig zum Erglühen bringt. Nach dieser Beschikung des Ofens schließe ich das Stichloch und trage auf je 100 Pfd. Brennmaterial 20 Pfd. Erz ein. Wenn die Beschikung auf diese Weise durch 12 Stunden angedauert, lasse ich das geschmolzene Metall in Gänse ablaufen. Nach diesem ersten Abstiche fahre ich durch abermals 12 Stunden in der Art mit der Beschikung fort, daß ich auf je 100 Pfd. Brennmaterial 25 Pfd. Erz nehme, wo ich dann einen zweiten Abstich mache. Nach diesem |474| leite ich die Beschikung durch abermals 12 Stunden mit einem Einsaze von 30 Pfd. Erz auf je 100 Pfd. Brennmaterial; und auf solche Weise steigere ich das Verhältniß des Erzes zu dem Brennmateriale nach je 12 Stunden um 5 Proc., bis zulezt 65 oder 70 Pfd. Erz auf 100 Pfd. Brennmaterial kommen. Bei diesem Verfahren, und wenn das Erz ungeröstet in Stükchen, die ungefähr die Größe einer Erbse haben, eingetragen wird, wird der Ofen, wenn ihn der Arbeiter gehörig zu leiten versteht, für jeden Centner verbrannten Brennmateriales ungefähr 50 Pfd. reines graues Roheisen liefern.

Um das auf diese Weise erzeugte gekohlte Eisen oder Gußeisen in Stahl von irgend einem beliebigen Härtegrade zu verwandeln, schmelze ich es in einem Cupoloofen mit Kohks oder einem anderen Brennmateriale, wobei ich jedoch in keinem Falle mehr Brennmaterial anwende, als eben erforderlich ist, um das Eisen in Fluß zu bringen. Der Sauerstoff der Gebläsluft verbrennt hiebei einen großen Theil des in dem Eisen enthaltenen Kohlenstoffes, während ein weiterer Antheil des Kohlenstoffes dadurch neutralisirt oder weggeschafft wird, daß man altes Eisen oder Eisenabfälle oder auch Eisenoxyd oder Braunstein zusezt.

Um aus dem reinen Gußeisen einen Gußstahl von vorzüglicher Güte zu erzeugen, muß man in den Cupoloofen braunes oder schwarzes Manganoxyd, welches vorher geglüht worden, eintragen, und zwar in Quantitäten, die nicht über 5 Proc. betragen. Dabei soll man nicht mehr Brennmaterial anwenden, als durch die Gebläsluft mit Leichtigkeit zu Kohlensäure verbrannt werden kann, indem sonst das überschüssige kohlenstoffhaltige Flußmittel den Braunstein desoxydiren, mithin seine entkohlende Wirkung auf das Gußeisen aufheben, und somit ihn hindern würde, das Metall auf jene niedrigere Stufe der Kohlung, auf der es den Gußstahl bildet, zu bringen. Zuweilen kann man in derselben Absicht, d.h. zur Bewirkung der Entkohlung, auch einen Zusaz von Chromerz machen, der jedoch gleichfalls nicht über 5 Proc. betragen darf. Wenn die Entkohlung in dem Cupoloofen bis auf den geeigneten Grad getrieben worden, so kann man das stahlartig gewordene Metall in eiserne Model fließen lassen. Die hiedurch erzielten Gußklumpen können durch weitere Entkohlung in Stahl von beliebiger Milde verwandelt werden. Man schichtet sie zu diesem Zweke mit Eisenoxyd oder Mangansuperoxyd (Braunstein) jedoch ohne Holzkohle in einem Stahl-Cementirofen auf. Der Ofen muß hiebei, wenn er aus feuerfesten Baksteinen oder aus Steinen aufgebaut ist, innen mit Eisenblech ausgefüttert seyn, damit die Oxyde nicht auf die Steine wirken können. Die Zeit, durch welche die Klumpen |475| der Cementirhize ausgesezt werden müssen, muß mit der Weiche, die man dem Metalle geben will, im Verhältnisse stehen.

Die Qualität des Schmied- oder Stabeisens verbessere ich, indem ich dem Roheisen im Puddlirofen, und während dasselbe im Fluß ist, von 1 bis zu 5 Proc. irgend eines reinen Manganoxydes, und zwar vorzugsweise von dem Sesquioxyde zuseze.

Einen ganz vorzüglichen Gußstahl erzeuge ich endlich, indem ich Stäbe von gewöhnlichem Blasenstahle, die auf übliche Weise in Stüke gebrochen worden, zugleich mit 1 bis 3 Proc. Kohlenstoffmangan in einen Tiegel bringe, und in diesem einer zur Schmelzung erforderlichen Hize ausseze. Das in Fluß gerathene Metall gieße ich nach dem herkömmlichen Verfahren in Model.

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