Titel: Riley, über geschmolzenes Stabeisen.
Autor: Riley, E.
Fundstelle: 1858, Band 147, Nr. LVIII. (S. 210–214)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj147/ar147058

LVIII. Ueber geschmolzenes Stabeisen; von E. Riley auf den Dowlais Eisenwerken in Südwales.

Vortrag desselben in der British Association for the Advancement of Science. – Aus dem Civil Engineer and Architect's Journal, Novbr. 1857, S. 354.

Ueber die Schmelzbarkeit des Stabeisens ist bisher wenig geschrieben worden; manche Chemiker und Hüttenleute haben sogar die Schmelzbarkeit desselben bezweifelt.41)

Die folgenden Versuche wurden in der Absicht angestellt, die Eigenschaften des geschmolzenen Stabeisens zu bestimmen.

Sogenanntes Dünneisen, d.h. zu verzinnendes Schwarzblech, wurde in Stückchen von etwa 3/8 Zoll im Quadrat zerschnitten, in einen Tiegel gethan, mit Schlacke von einer alten Eisenprobe bedeckt und zwei Stunden der Hitze eines scharf ziehenden Windofens ausgesetzt. Das Eisen war vollkommen geschmolzen und bildete ein Korn von glatter ebener Oberfläche unter der Decke von dunkelgrüner Schlacke; das Gewicht des Korns betrug 1638 Grains. Bei dem Versuche, dasselbe mit einem Kaltmeißel zu zertheilen, zerbrach es und zeigte einen krystallinischen Bruch in der Richtung der Spaltungsflächen der Krystalle. Man hatte den Tiegel noch heiß aus dem Ofen genommen und ihn auf eine gußeiserne Platte zum Abkühlen gestellt. Die Hälfte des Korns wurde von einem Schmiede zu einem Stabe von 1/4 Zoll im Quadrat verarbeitet. Das Eisen war sehr weich, hatte reine Flächen und scharfe Kanten wie Stahl; zwei Stücke wurden zusammengeschweißt und das Verhalten des Eisens in der Schweißhitze war sehr gut; bis zur Rothglühhitze abgekühlt, wurde der Stab sehr rissig und zerbrach. Der Bruch des der Schweißhitze nicht ausgesetzten Eisens erschien sehr seidenartig und dasselbe ließ sich leicht hin- und herbiegen |211| ohne zu zerbrechen, kurz, es verhielt sich wie das zäheste Eisen. – Dieser Versuch wurde wiederholt, und bei einem dritten Versuch 7 Unzen zerschnittenes Blech geschmolzen, wovon aber ein Theil aus dem Tiegel lief; die Eigenschaften des Eisens waren genau dieselben wie die oben angegebenen. Bei dem zweiten Versuche wurden Schieferthon und Kalkstein zur Bildung der Schlackendecke angewendet.

Es wurde auch ein Versuch mit dem besten 9/16zölligen sehr fadigen Ketteneisen angestellt. Der runde Stab wurde warm in Stückchen von 1/4 bis 1/2 Zoll Länge zerschnitten; 8 Unzen von diesem Eisen, 5 Grains Rotheisenstein, 300 Grs. Kalkstein und 260 Grs. Schieferthon (aus einer Steinkohlengrube) wurden zusammen in einen Tiegel gebracht. Nach zweibis dreistündigem Verbleiben in dem Windofen wurde der Tiegel herausgenommen und auf einer eisernen Platte abgekühlt. Das Eisen war vollständig geschmolzen und mit einer dunkelgrünen Schlacke bedeckt; das Korn war sehr glatt und frei von Höhlungen. Als man das hohl gelegte Korn zu zerhauen versuchte, zerbrach es nach mehreren Richtungen und zeigte die ebenen Spaltungsflächen der krystallinischen Masse auf dieselbe Weise wie Bleiglanz. Die Eigenschaften dieses Eisens waren dieselben wie die des aus Blechstückchen geschmolzenen; es war nämlich, kalk bearbeitet, sehr zäh und fadig und ließ sich wie Kupfer bearbeiten; nachdem es aber schweißwarm gemacht worden, zwei Stücke zusammengeschweißt waren und man es wieder bis zur Rothgluht hatte abkühlen lassen, ließ es sich nicht mehr bearbeiten, indem es Risse bekam und in Stücke zerbrach.

Sechs Unzen von demselben Ketteneisen wurden für sich allein verschmolzen und das geschmolzene Eisen wurde zu einem flachen König ausgegossen, welcher an den Seiten eine kleine Menge olivengrüner Schlacke hatte, dessen krystallinische Bruchflächen aber nicht so groß als bei den vorhergehenden Versuchen waren. Dieses Eisen ließ sich eben so wie das vorige bearbeiten, war aber unbrauchbar, nachdem es der Schweißhitze ausgesetzt worden.

Ein halbes Pfund von demselben Ketteneisen wurde für sich geschmolzen und zu einem flachen Korn ausgegossen; die Schmelzung war vollkommen. Es zerbrach mit einem sehr krystallinischen Bruch und verhielt sich in jeder Hinsicht eben so wie die vorigen Proben.

Es wurden auch noch Versuche mit 3/4 und mit 1 Pfd. von demselben Ketteneisen angestellt, aber das geschmolzene Eisen drang durch die Tiegel und fiel auf die Roststäbe des Ofens. Bei der Untersuchung des von den Stäben genommenen verbrannten Eisens verhielt sich dasselbe eben so wie das vorhergehende. Man erhielt nur ein Korn von 1/2 Pfund, |212| da das flüssige Eisen durch die Tiegelwände drang; die bei diesen Versuchen angewendeten Tiegel bestanden aus Cornischem Thon, waren etwa 3 Zoll hoch und es wurden thönerne Deckel auf sie lutirt.

Geschmolzenes Stabeisen direct aus Erz dargestellt.– Versuch Nr. 1 mit Waleser Erz; nachstehende Verhältnisse wurden angewendet:

Erz 2500
Kalkstein 450
Anthracit 360
––––
3310

Gewicht des Korns 1241 Grains. Die Schlacke war dunkelgrün, und das Korn ganz fest; es verhielt sich beim Bearbeiten als zäh und so weich wie Blei. Machte man aber dieses Eisen warm, so riß und brach es wie Kupfer, und wollte keine höhere Temperatur annehmen. Dieses Korn enthielt kein Silicium, aber 0,29 Proc. Phosphor. Die Analyse des dabei angewendeten gerösteten Erzes ergab:

Kieselerde 8,38
Thonerde 5,79
Eisenoxyd 76,61
Manganoxyd 1,21
Kalk 3,13
Bittererde 3,96
Phosphorsäure 0,57
Kali 0,87
Schwefel 0,06
––––––
100,58

Beim Versuch Nr. 2 war die Beschickung folgende:

Erz 2500
Kalkstein 460
Anthracit 375
––––
3335

Gewicht des Korns 1311 Grains. Die Schlacke war etwas lichter von Farbe als die vorhergehende; das Korn hatte eine kleine Vertiefung in der Mitte; ausgestreckt konnte das Eisen keine Schweißhitze vertragen, sondern zerbrach in viele Stücke wie Kupfer.

Versuch Nr. 3, mit:

Erz 2500
Kalkstein 460
Anthracit 390
––––
3350

Gewicht des Korns 1333,5 Grains. Die Schlacke war hell olivengrün, mit einigen gewundenen, schwarzen Linien. Das Korn zerbrach |213| wie Gußstahl; die eine Hälfte desselben konnte keine Hitze aushalten, während sich die andere zu einem kleinen Meißel verarbeiten ließ; durch Abschrecken gehärtet, zerbrach derselbe mit ziemlich dichtem Bruch.

Versuch Nr. 4, mit Rotheisenstein von dem Lynmouth Cornham Ford Gange; derselbe bestand aus:

Kieselerde 1,01
Eisenoxyd 98,41
Thonerde Spuren
Manganoxyd 0,29
Bittererde 0,16
Phosphorsäure 0,12
Feuchtigkeit 0,13
Kupferoxyd 0,04
––––––
100,16

Benutzte Beschickung:

Erz 2500
Schieferthon 160
Kalkstein 260
Anthracit 430
–––––
3350

Die Schlacke war dunkelgrün; das Eisen war sehr zäh und weich, zeigte aber in der Hitze ein ähnliches Verhalten wie bei den Versuchen Nr. 1 und 2. Der benutzte Anthracit kam von Glyn Neath, war von der besten Beschaffenheit und nahezu frei von Schwefel. Als Beweis, daß er keinen Einfluß auf die Beschaffenheit des Eisens hatte, bemerke ich, daß mit dem Cornham Ford-Erz große Quantitäten sehr gut schweißenden Gußstahls bereitet werden, indem man diesen Anthracit als Reductionsmittel anwendet.

Es wurde ein Versuch mit einer geringen Menge Manganhyperoxyd angestellt, welches einem halben Pfund des Ketteneisens zugesetzt wurde nebst ein wenig Schieferthon und Kalk zur Schlackenbildung und etwas Kohle, die aber zur vollständigen Reduction des Oxydes nicht hinreichte. Das Eisen war dem bei anderen Versuchen erhaltenen ähnlich, verhielt sich aber in der Schweißhitze etwas besser.

Man stellte auch Versuche mit Drehspänen von dem besten Ketten- oder Bolzeneisen an, die mit feinem Sande von zerstoßenem Conglomerat beschickt wurden; man wollte dadurch nämlich ermitteln, ob das Eisen Silicium von dem Tiegel aufnimmt. Es wurden 2 Unzen feine Eisenfeilspäne und 2 Unzen Sand genau mit einander gemengt und zwei oder drei Stunden einer hinlänglich hohen Temperatur ausgesetzt, um das Stabeisen zu schmelzen. Die Drehspäne waren dann zu kleinen Körnern |214| von verschiedener Größe geschmolzen, während der Sand zu harten Massen zusammen gefrittet war, besonders am Boden. Man löste die Körner in Salzsäure auf, entdeckte aber kein Silicium; sie ließen sich unter dem Hammer leicht zu dünnen Plättchen ausstrecken.

Ein anderer Versuch wurde mit einem Gemenge von Eisenfeilspänen, Sand und Kohle angestellt; hiebei wurde die Kieselerde reducirt und mit dem Eisen vereinigt, welches zu harten, spröden Körnern geschmolzen war, die 1 bis 2 Proc. Silicium enthielten (die bei der Analyse ausgeschiedene Kieselerde enthielt etwas Eisen).

Die Eigenschaft, in der Schweißhitze unbrauchbar zu werden, ist nach vorstehenden Versuchen ein besonderes Kennzeichen des geschmolzenen Stabeisens. Direct aus Erzen dargestelltes Stabeisen ist offenbar noch schlechter, als das aus Blech geschmolzene, da es in hoher Temperatur in Stücke zerbricht.

|210|

Interessante Data über diesen Gegenstand findet man in einer sehr selten gewordenen kleinen Schrift von Tiemann (ehemaligem Hüttenbeamten zu Jorge am Harz) „Bemerkungen und Versuche über das Eisen“ (Braunschweig). Derselbe beschäftigte sich viel mit Versuchen über die Darstellung des Gußstahls direct aus Stabeisen.

H.

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