Titel: Tunner, über die weiteren Fortschritte in der Stahlerzeugung nach Bessemer's Methode zu Edsken in Schweden.
Autor: Tunner, Peter
Fundstelle: 1860, Band 158, Nr. XCIX. (S. 364–375)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj158/ar158099

XCIX. Die weiteren Fortschritte in der Stahlerzeugung nach Bessemer's Methode zu Edsken in Schweden; von P. Tunner.

Aus Jern-Kontorets annaler von 1859 in der österreichischen Zeitschrift für Berg- und Hüttenwesen, 1860, Nr. 46 und 47.

I.

In dem Jern-Kontorets annaler von 1859 erstattet Hr. Director A. Grill abermals einen Bericht über den weiteren Verlauf der Stahlerzeugung |365| nach Bessemer's Methode zu Edsken in Schweden. Dieser Bericht umfaßt die Resultate vom 18. Juli 1858 bis 15. Mai 1859, und kündigt sich gewissermaßen als Schlußbericht an. Er ist, wie die früheren Berichte des Hrn. Grill 56) von wirklich werthvollem, lehrreichem Inhalte, und soll deßhalb seinem ganzen Umfange nach in dem unter der Presse befindlichen berg- und hüttenmännischen Jahrbuche deutsch übersetzt erscheinen. Da sich die Ausgabe des Jahrbuches aber noch 3–4 Monate verzögern dürfte, so lasse ich das Wesentlichste davon hier auszugsweise und zwar zunächst den ökonomisch-technischen Theil folgen. In der genannten Zeit war das Ergebniß des Bessemerens (des Frischens nach Bessemer's Methode) zu Edsken folgendes:

Textabbildung Bd. 158, S. 365

Obschon der Abbrand hier abermals mit 14,16 Proc. aufgeführt erscheint, so beträgt derselbe in Wirklichkeit bestimmt nicht über 12 Proc., weil sowohl ein Theil der Abfälle nicht zurückgewogen und dem Ergebnisse zu gute gerechnet wurde, als auch das vom Hohofen erhaltene (nicht gewogen, sondern nur nach dem Stande in der Gußpfanne bestimmte) Roheisen übrigens reich gerechnet wurde, wie aus dem Ausbringen nach dem Hohofen-Journal und den später abgeführten Tiegelproben nachgewiesen ist.

Das hierzu im Ganzen verwendete Roheisen beträgt 20508,47 Wr. Cntr. Die Anzahl der Chargen im Bessemer'schen Ofen beträgt 1307 Wr. Ctr.; |366| die Roheisenmenge pro Charge 1569 Wr. Cntr.; die pro Charge erhaltenen Stahlgüsse 9,88 Wr. Ctr.; der Roheisenverbrauch für 100 Theile Stahlgüsse 123 Theile; die Erzeugung pro Tag an gereinigten Stahlgüssen 43,08 Wr. Cntr.

Man hat gefunden, daß ein Bessemer-Ofen mit kleinen Reparaturen 30–36 Chargen aushält, ohne neu ausgemauert zu werden, und daß die aus Thon von Häganös (feuerfester Thon aus der Braunkohlenformation) erzeugten Ziegel für sich allein genügend feuerfest sind.

Der vorstehende Procentausfall an zu hartem Stahle gegenüber den gewünschten brauchbaren Sorten zeigt, daß man den Proceß nunmehr so ziemlich in der Hand haben müsse, und nach Belieben härteren oder weicheren Stahl zu erzeugen im Stande sey. In der That geben die Aenderungen, welche an der Flamme und hauptsächlich an den aus dem Ofen geschleuderten Funken gegen Ende des Processes von geübten Augen wahrgenommen werden können, ein ganz gutes, verläßliches Anhalten zur Beurtheilung des Stadiums, in welches die Entkohlung getreten ist. Nur bei einem noch nicht versuchten Roheisen, oder wenn sich die Düsen theilweise verlegen, oder irgend eine außergewöhnliche Störung im Verlaufe des Processes eintritt, da geschieht es, daß man die beabsichtigte Stahlsorte zu erlangen nicht vermag; außerdem muß aber zugestanden werden, daß man beim Bessemern die Härte des Stahles mehr in der Gewalt habe, als bei den meisten anderen Stahlprocessen, und selbstverständlich ist aller Stahl von einer Charge von derselben Härte, die zuletzt nach dem Bruchansehen genau bestimmt wird.

Das Ausrecken der Stahlgüsse zu Högbe läßt noch immer viel zu wünschen übrig, hauptsächlich wegen der schlecht situirten Werkstätte und dem öfteren Mangel an Betriebswasser und mehreren anderen Hindernissen, die unvermeidlich sind, wenn man, alte Hütten und ihre Einrichtungen für einen ganz neuen, verschiedenen Zweck so gut als möglich verwenden soll. Uebrigens wird das Ausrecken von einem englischen Stahlschmiede geleitet, und werden dabei alle die Vorsichten beobachtet, wie beim Ausrecken des Gußstahles in England, um eine reine Oberfläche zu erhalten. In der Hauptsache wird dabei wie folgt zu Werke gegangen: Die groben Güsse, mit 6 Zoll im Quadrat und 30 Zoll Länge werden mit beiläufig 8 Wärmungen im Gasofen zu 3 Zoll im Quadrat, unter einem Dampfhammer von 20 Cntr. Gewicht und 50 Schlägen in der Minute, ausgeschmiedet; entgegen Güsse von 4–4 1/2 Zoll im Quadrat und derselben Länge, werden in 2 Hitzen unter einem Wasserhammer von circa 8 Cntr. zu Stäben von ungefähr 2 Zoll im Quadrat ausgereckt. Das so vorgestreckte Material wird in einem mit Steinkohlen beheizten Haubenfeuer |367| (hollow fire) mit Borax überschweißt, und unter einem Wasserhammer mit derselben Hitze zu 1 1/2–1 1/4 Zoll Vierkant ausgereckt, wodurch ein Theil des Stahles schon fertig ist, wie für gröbere Dreheisen, Bohrerstahl u. dgl. Nach dieser Schmiedung wird der Stahl untersucht. Schalen und Schiefer an der Oberfläche werden abgemeißelt, die Stäbe auf etwa 18 Zoll Länge gebrochen und der Bruch besichtigt. Diese Stücke werden sodann unter Schwanzhämmern ausgestreckt, wovon der kleinere, welcher mit Dampf betrieben wird, pro Minute 252 Schläge macht, 6 1/2 Zoll Hubhöhe hat und sammt Zulagen bei 320 Pfund Wr. Gewicht schwer ist. Unter den Schwanzhämmern werden Stahlstäbe von allen feineren Dimensionen bis zu 3/16 Zoll im Quadrat herab erzeugt.

Unter dem Ausschmieden und der strengen Besichtigung, welcher der Stahl unterzogen wird, zeigen sich die Fehler und Ungänze, so denselben minder brauchbar machen. Der am öftesten vorkommende Fehler besteht in Streifen und Rändern an der Oberfläche, den sogenannten roakes,“ welche zwar nicht tiefer eindringen oder dem Stahle bei der Anwendung in irgend einer Art nachtheilig wären, außer bei polirten Gegenständen, sie verschwinden auch zum großen Theil beim Ausrecken zu feineren Dimensionen; allein wo sie sichtbar sind, muß der davon behaftete Stab zur 2. Sorte gegeben werden, indem Stäbe der 1. Sorte durchaus eine vollkommen reine, blanke Oberfläche haben müssen. Aller Stahl, der tiefer gehende Fehler oder Ungänzen hat, wird zu den Stahlabfällen geschlagen. Wahrscheinlich stammen die roakes von noch nicht völlig ermittelten Umständen beim Eingießen des Stahles, und seit darauf mehr Aufmerksamkeit verwendet wird, ist das Uebel vermindert worden, daher man hoffen darf, auch dieses Feindes noch Meister zu werden.

Zwischen dem 1. November 1858 und dem 21. Mai 1859 wurden aus den Rohgüssen, welche successive den Dampf-, den Schweiß- und schließlich den Feinstreckhammer passirten, erhalten:

1. Sorte 30,35 Procent.
1. Sorte, Bahnstahl 10,54 „
––––––
40,89 „
2. Sorte 40,03 „
Abfälle und Schöpfe 9,05 „
Abbrand 0,03 „
––––––
Summa 100,00

Wird das Bessemern und Ausrecken zusammengenommen, so ergibt sich nach Procenten des verwendeten Roheisens berechnet:

Fertiger Stahl 1. und 2. Sorte 48,50 Procent.
Stahlabfälle 24,83 „
Roheisenabfälle 6,51 „
Abbraud 20,16 „
––––––
Summa 100,00
|368|

Dabei ist zu bemerken, daß alle erhaltenen Abfälle, sowohl vom Bessemern als vom Ausstrecken, wenigstens den vollen Werth vom Roheisen haben, häufig aber, insbesondere die Stahlabfälle, auch etwas höher als das Roheisen zu verwerthen sind.

Das Bessemern, welches bereits in seiner bisnun erlangten Entwickelung einen kleineren Abbrand, als selbst die gewöhnliche Stabeisenbereitung hat, muß demnach bei zweckmäßiger Anwendung nothwendig geringere Erzeugungskosten nach sich ziehen, als irgend ein anderes Frischverfahren, und zugleich eine Waare geben, gleichgut mit dem englischen Gußstahl, für welchen sonach auf einen entsprechenden Preis gerechnet werden kann. Dieserwegen kann man nicht anders, als mit dem lebhaftesten Interesse und mit den wärmsten Wünschen den Fortschritten dieser hoffnungsvollen Manipulation folgen.

Da mir über die Qualität der Producte vom Bessemern noch vor wenigen Monaten von einem einflußreichen Fachmanne in vollem Ernste großer Zweifel persönlich geäußert wurde, so mag in dieser Beziehung Folgendes aus Hrn. Directors Grill Bericht angeführt werden.

Nach den Versuchen, welche in Schweden gemacht wurden, und den vielen sowohl mündlichen als schriftlichen Mittheilungen und Zeugnissen, welche die ausgezeichnetsten Manufacturisten und Stahlarbeiter Schwedens darüber abgegeben haben, ingleichen nach den Aeußerungen über den Bessemerstahl vom Auslande, übertrifft derselbe den gewöhnlichen schwedischen Brennstahl und ist im Allgemeinen mit den besseren englischen Gußstahlsorten zu vergleichen. (Von schwedischen Fachmännern haben sich in der Art geäußert die Herren: J. und C. G. Bolinder in Kungsholm, Lindberg in Stora, Varfet, Tengelin, Lieberg u.a. in Stockholm, Runner und Linddahl in Gefle, Heljestrand, Oeberg, Spängberg, Stälberg, Svenngren und andere in Eskilstuna; von außerschwedischen Herren liegen die gleichen Beweise vor, von J. Hetherington und Fairbairn in Manchester, Anthony und Rotterham in Sheffield, Borsig in Berlin u. m. a.) Der schwedische Bessemerstahl ist leichter zu schweißen, als der schweißbare Gußstahl von gleichem Härtegrad, und die weicheren Sorten Nr. 4 und Nr. 4·⁵ lassen sich nahezu so behandeln wie das Stabeisen. Er hat in dieser Beziehung gleiches Verhalten mit dem Herdfrisch- oder Schmelzstahl, aber besitzt zugleich große Vorzüge vor diesem, wie vor dem Cementstahle, in seiner Gleichartigkeit und Freiheit von Ungänzen, in welcher Hinsicht er dem Gußstahle gleicht. Der Bessemerstahl ist auf gleichem Standpunkte mit dem guten englischen welding caststeel (schweißbaren Gußstahl), nur fordert er etwas mehr Aufmerksamkeit beim Härten, weil er schon bei viel niedrigerer Temperatur die |369| Härtung annimmt, und gerade in dieser Hinsicht eine von den vielen Eigenschaften zeigt, welche man als die Ursache von dem ansieht, was der Engländer mit dem Ausdrucke body bezeichnet, obschon die Grenzen für die passende Härtungswärme möglicherweise als sehr eng angesehen werden müssen. Einige Härtungsversuche mit einem abgesonderten Stücke und die Beurtheilung des Bruches nach der Härtung, zeigen für einen aufmerksamen Arbeiter bald den Grad der Härtung, welcher dem Stahle gegeben werden soll.

Der schweißbare Gußstahl hat in letzterer Zeit den Gerbstahl (shear steel) nahezu verdrängt; allein den neuesten Nachrichten zu Folge beginnt der letztere wieder seinen alten Platz zu behaupten. Es steht daher zu hoffen, daß der Bessemerstahl, bei feiner leichten Bearbeitung wie Gerbstahl, und bei seiner Gleichartigkeit wie Gußstahl, sich zu allen jenen Arbeiten bald das größte Vertrauen erringen werde, wo es sich um das Zusammenschweißen zwischen Stahl und Eisen handelt, wozu er nach Erfahrungen in Schweden sich ganz ausgezeichnet eignet.

Als Maschinenwerkzeug zum Bohren und Drehen u. dgl. ist der Bessemerstahl als ausgezeichnet gut erkannt worden; ebenso für Schlägel und Steinbohrer, für Feilen und Meißel, wenn indeß nicht zu harter Stahl dafür verwendet wird. Die mannichfaltigen Arbeiten, selbst für die delicatesten Zwecke, wie Rasirmesser, Degenklingen, Stahlspiegel, Scheren, Messer und Beißzangen für Uhrmacher, welche bei der letzten Versammlung der schwedischen Gewerke vorgezeigt wurden, und auch am Markte zu haben sind, liefern den vollgültigen Beweis für die Tauglichkeit dieses Stahles selbst zu den feinsten Arbeiten.

Aus Zeitungen ist überdieß bekannt, daß der Bessemerstahl in England und im nördlichen Deutschland bereits am Markte erschienen ist. Diesem Umstande schreibe ich es zu, daß mir aus Preußen von drei verschiedenen Seiten über die allenfallsige Anwendung dieser Stahlerzeugungsmethode Anfragen und Ersuchen um Aufklärungen zugegangen sind.

Durch Bessemer's Methode wird die Stahlfabrication von der eigentlichen Kunstfertigkeit der Arbeiter befreit und die Leitung derselben fast ganz in den Bereich der Intelligenz gelegt. Da sie in Schweden an einem einzigen Orte nach kaum 2 Jahren bereits zu ihrem gegenwärtigen, sehr beachtenswerthen Standpunkte gebracht worden ist, welcher weiteren Vervollkommnung muh sie noch fähig seyn! Das Bessemern eignet sich übrigens nicht allein für die Stahlerzeugung, sondern auch zur Darstellung von geschmeidigem weichen Eisen, welches nunmehr mit Leichtigkeit von einer zureichenden Dünnflüssigkeit erhalten wird, um selbst zu verschiedenem Bedarf vergossen zu werden. (Hr. Director Grill ergreift diese Gelegenheit, |370| um eine von ihm im Berichte über das Oestlund'sche Puddlingsverfahren ausgesprochene Ansicht zu corrigiren, daß das Bessemer'sche Verfahren für Stabeisen nicht zu entsprechen scheine, namentlich zuletzt nicht die nothwendige Temperatur gebe, um geschmeidiges Eisen entsprechend flüssig zu erhalten; eine Vermuthung, welche ich ebenfalls theilte und die niedergeschrieben wurde, bevor es geglückt war, von anderem als rothbrüchigem Eisen das geschmeidige Eisen flüssig zu erhalten.) Der weichste Stahl, d. i. Nr. 4, 5, verspricht von vorzüglichem Nutzen für große Stücke zu werden, welche Härte gegen Abnützung und zugleich Stärke verlangen, wie z.B. Kolbenstangen, Achsen, Tyres u.s.w. Von diesem Stahle sind bereits Aexte gegossen worden, welche mit unbedeutender Nacharbeit zu ihrem vorgesetzten Zwecke brauchbar waren. Zugleich ist die Grenze für die Größe solcher Stücke noch nicht vorzusehen, wenn die Zustellung des Ofens darnach gerichtet wird. Endlich ist kaum nöthig anzuführen, wie brauchbar dieses Verfahren für eine schnelle und billige Raffinirung des Roheisens seyn müsse, wodurch die Methode selbst für die Länder einen Werth erhält, deren Erze und Brennmaterialien-Beschaffenheit es nicht zuläßt, hierdurch mit Erfolg direct Eisen oder Stahl darzustellen, wie dieses Versuche in England gezeigt haben.

Unverkennbar ist dem Bessemern eine so hohe Wichtigkeit beizulegen, da sich insbesondere alle Länder, welche mit Stahlerzen gesegnet sind, dringend aufgefordert sehen sollten, dieses Verfahren in Angriff zu nehmen, selbst dann, wenn dasselbe nicht bereits so weit gediehen wäre, wie aus Schweden authentisch vorliegt. Was würde aus dieser Methode geworden seyn nach den mehreren mißglückten Proben in England und auf dem Continente, und nachdem fast allerorts von den gewichtigsten Männern darüber der Stab gebrochen war, hätten nicht die Besitzer von Edsken und der schwedische Gewerkeverein sich desselben nachhaltig und mit Opfern angenommen? Hoffentlich wird nun kein ungünstiger Zufall mehr im Stande seyn, dieses Verfahren wieder für einige Zeit zum Erliegen zu bringen, wie uns übrigens die Geschichte von so mancher andern wichtigen Erfindung lehrt.

Ich gehe nun auf den wissenschaftlichen Theil von Hrn. Grill's Bericht über.

II.

Die von Bessemer erfundene und nach ihm benannte Methode weist vor den älteren Frischmethoden drei höchst wichtige Unterschiede, nämlich:

1) daß kein besonderes Brennmaterial erforderlich wird, um das zu verfrischende Roheisen einzuschmelzen und im flüssigen Zustande zu erhalten und während des ganzen Frischprocesses die nöthige Temperatur zu haben;

|371|

2) daß der Bedarf an Frischschlacken und an zu verbrennendem Eisen bedeutend geringer ist, und

3) daß das gefrischte Product, Eisen oder Stahl, noch genügende Flüssigkeit besitzt, um sich von der Schlacke zu trennen. Die Möglichkeit hiervon hat ihren Grund in der von Bessemer entdeckten oder früher wenigstens unbenützten Eigenschaft des flüssigen Roheisens, daß dieses nicht nur nicht abgekühlt wird und erstarrt, wenn fein vertheilte Ströme stark gepreßter Luft durch dasselbe geleitet werden, sondern flüssig bleibt und zu Stahl und Eisen gefrischt wird, während die Temperatur in dem Grade zunimmt, daß letztere auch noch in dem flüssigen Zustande verbleiben.

Die Vorstellung, daß hierbei durch directes Verbrennen des Kohlenstoffes, des Graphites, durch den Wind die nöthige Temperatur erzeugt und das Frischen bewirkt werde, daß man es also hierbei mit einem wahren Windfrischen zu thun habe, ist ebenso unrichtig, wie die Behauptung, daß hierbei nur das Eisen selbst statt dem sonstigen Brennmaterial verbrannt werde und darum nothwendig der Calo eine außer allen ökonomischen Verhältnissen stehende Größe erhalten müsse.

Nach einem genauen Studium des Processes kann man nicht läugnen, daß hierbei ein wirkliches Schlackenfrischen stattfindet. Beweis für diese Ansicht sind die Vergleichungsweise Ruhe des flüssigen Roheisens durch etliche Minuten, bevor das Aufkochen eintritt, dann das Aufkochen selbst, ferner dessen bisweiliges Auftreten in mehreren Wiederholungen mit Zwischenzeiten von Ruhe; weiters der geringe Eisenoxydulgehalt in der sich ergebenden Schlacke, sodann die Farbe der Flamme, endlich die nach beendigtem Aufkochen sichtbar steigende Temperatur.

Es ist offenbar nicht gut möglich anzunehmen, daß der Wind eine so überwiegende Verwandtschaft zur Kohle und dem Silicium habe, daß er diese angreifen sollte, ohne das in weit überwiegender Menge vorhandene Eisen zu oxydiren, welches bei dieser hohen Temperatur stets einem auf 2 Atmosphären Druck gepreßten, also auch auf den doppelten Sauerstoffgehalt der atmosphärischen Luft gebrachten Windstrom ausgesetzt, offenbar zur Oxydation sehr geneigt seyn muß, wie dieses in der That sich zu erkennen gibt durch die feuerwerksähnlichen Funken und die brillanten Feuerströme, welche aus dem Ofen geworfen werden. Es fragt sich dabei nur, welchen Ausweg das durch den Wind verbrannte Eisen im Ofen nimmt. Die Aufklärung gibt die an Eisenoxydul äußerst arme Schlacke, deren Eisengehalt durch die Kohle und das Silicium des Roheisens ausreducirt wird. Der eingepreßte Wind enthält in runden |372| Zahlen 80 Volumtheile Stickstoff und 20 Volumtheile Sauerstoffgas, wovon das letztere, wie später gezeigt werden soll, gänzlich dem Proceß zu Gute kommt. In der Periode, bevor das Aufkochen eintritt, muß angenommen werden, daß der größte Theil des Sauerstoffgases mit dem Eisen verbunden und in der flüssigen Masse zurückbleibe, mithin hauptsächlich nur das Stickstoffgas entweicht. Aus dieser Ursache verhält sich dabei die Masse Vergleichungsweise ruhig, da aus ihr selbst in dieser Zeit keine Gasentwickelung vorgeht. Bei dem eingetretenen Aufkochen dagegen entweichen nebst den 80 Volumtheilen Stickstoff auch die 20 Volumtheile Sauerstoff und zwar durch die Verbindung mit Kohle umgewandelt in 40 Volumtheile Kohlenoxydgas und diese letztere Gasmenge wird auch noch durch ein mindestens gleiches Volum vermehrt, indem der früher mit dem Eisen verbunden zurückgebliebene Sauerstoff nunmehr ebenfalls mit Kohle verbunden als Kohlenoxydgas entweicht. Sind solchergestalt in dem ruhigeren Stadium des Processes beispielsweise per Secunde 80 Volumtheile Gas entwichen, so gehen im Stadium des Aufkochens mindestens doppelt so viel, also 160 Volumtheile Gas in der gleichen Zeit fort. Daraus erklärt sich die mitunter bis an Explosionen grenzende Heftigkeit, womit das Frischen vor sich geht. Der Eisengehalt der Schlacke wird dabei auf Kosten des Kohlen- und Siliciumgehaltes im Roheisen ausreducirt und davon läßt sich der geringe Halt an Eisenoxydul in der Schlacke ableiten. Es ist bekannt, wie gering der Eisenoxydulgehalt einer Schlacke seyn kann, damit sie bei dem Aufkochen entkohlend auf das Roheisen einwirkt. Bei den Eisenhohöfen, wenn sich theilweise Kochschlacke gebildet hat, liegen die Beispiele hiefür in großen Mengen vor und man kann sich da nicht weiters verwundern, daß bei diesen, für einen solchen chemischen Proceß äußerst günstigen Umständen die Schlacke nicht das Aussehen und den Eisengehalt von gewöhnlichen Frischschlacken besitzen, sondern durch die beständige energische Wechselwirkung zwischen dieser und dem Roheisen, ärmer an Eisen, dafür reicher an Kiesel und mehreren anderen Körpern werde, die dem Roheisen und den Ofenwandungen entnommen sind.

Das Eintreten des Aufkochens in mehreren Wiederholungen weist darauf hin, daß in der Zwischenzeit der Sauerstoff der Gebläseluft, durch dessen Vereinigung mit dem Eisen, in der Schlacke zurückbleibt, und nachdem die letztere genügend eisenreich geworden ist, um auf das Roheisen entkohlend einzuwirken, wird die Masse durch die in einem Theile derselben stattfindende Entwicklung von Kohlenoxydgas in ein heftiges Aufkochen versetzt; dieses dauert so lange, bis entweder die Schlacke zu arm an Eisenoxydul geworden oder vom Roheisen der größte Theil seines Kohlen- und Siliciumgehaltes abgeschieden ist. Die Farbe der Flamme, |373| welche unter dem ganzen Frischen zunächst bei der Essenmündung blau erscheint, zeigt, daß der Ofen mit Kohlenoxydgas gefüllt ist, welches durch die Einwirkung der Schlacke auf den Kohlengehalt des Roheisens gebildet wird.

Da die Verbrennungsproducte allzeit die bei der Verbrennung entwickelte Wärme aufnehmen, so findet man, daß bei der Verbrennung des Eisens zu Oxydul die meiste Wärme zurückbleibt, wogegen bei der Oxydation der im Roheisen befindlichen Kohle zu Kohlenoxyd dieses letztere mit derselben Temperatur fortgeht, welche die ganze Masse hat, folglich nicht einen unbedeutenden Theil der Wärme mitnimmt. Die bei der Verbrennung des Eisens im Anfange freigemachte Wärme wird jedoch bei der bald darauf folgenden Reduction des oxydirten Eisens wieder zum größten Theile gebunden. Es wird daher wahrscheinlich, daß die vor und während des eigentlichen Frischens erzeugte Wärme sich in der Hauptsache auf jenen Theil beschränkt, welcher durch die Verbrennung des Kohlen geh altes im Roheisen zu Kohlenoxyd freigemacht wird.

Unter der Annahme, wie im Nachfolgenden näher begründet werden soll, daß 3 Proc. Kohle aus dem Roheisen fortgenommen werden, beläuft sich diese Kohlenmenge bei jeder Charge mit circa 16 Ctr. nicht ganz auf 50 Pfund, ein Quantum, welches so ziemlich einem Vordernberger Fassel oder 7 3/4 Kubikfuß weicher Holzkohle entspricht. Es ist dieses nicht mehr als nöthig, um den abkühlenden Einfluß des kalten Windes, der Ofenwandungen u.s.w. aufzuwiegen. Dieserwegen scheint sich auch die Temperatur während des Processes nicht nennenswerth zu steigern, bevor der eigentliche Frischproceß beendet ist. Dagegen nach Beendigung des Frischens erhöht sich die Temperatur schnell bis zur hellen Weißhitze, was keine andere Ursache haben kann, als daß nunmehr die bei der Verbrennung des Eisens erzeugte Wärme nicht weiters durch die Reduction wieder gebunden wird, sondern bloß ein kleiner Theil mit den Gasen fortgeht, deren Menge nun, laut früher angegebenen Gründen, zugleich um Vieles vermindert ist. Man ersieht diese Temperatur-Erhöhung sowohl beim Abstechen des Stahles als ganz besonders an den ausgeworfenen Eisentropfen, welche unter der ganzen Zeit des eigentlichen Frischens roth sind und bald erkalten, wogegen sie nach beendetem Frischen weißwarm sind und sehr lange diese Temperatur beibehalten.

Eine von Hrn. Director Grill nach den Daten von Edsken möglichst genau durchgeführte Berechnung der Windmenge, welche dem Bessemer-Ofen per Minute eingepreßt wurde, ergibt diese zu 947 Wr.-Kubikfuß |374| oder während der ganzen Chargendauer von acht Minuten zu 7576 Kubikfuß. Die Menge des atmosphärischen Sauerstoffs entziffert sich in dieser Luftmenge nach örtlichen Temperatur- und Luftdruck-Verhältnissen auf 121 Wr. Pfund. Da die Roheisenmenge 1743 Pfund betragen hat und entsprechend den chemischen Untersuchungen anzunehmen ist, daß 3 Procent Kohlenstoff und 1/2 Procent Silicium vom Roheisen abgeschieden wurden, so mußten dazu 79 Pfund Sauerstoff verwendet werden. Es erübrigen von der ganzen Sauerstoffmenge sonach nur 42 Pfund, welches Quantum 147 Pfund Eisen zu Oxydul zu verbrennen vermag, was 8,4 Procent des Roheisens entspricht. Der gesammte Calo berechnet sich daher auf 3 + 0,5 + 8,4 = 11,9 oder nahezu 12 Procent, wie sich dieses auch factisch ergeben hat.

Diese Berechnung legt klar vor Augen:

1) daß aller Sauerstoff der eingeblasenen Luftmenge für den Proceß verwendet werde;

2) daß der Sauerstoff der Luft nicht zureichend ist, mehr zu oxydiren als 1/2 Proc. Silicium, 3 Proc. Kohle und bei 8 Proc. Eisen oder in Summe ungefähr 12 Proc. des Roheisengewichtes;

3) daß man bei dieser Windmenge bisher die Grenze für den Gebrauch des atmosphärischen Sauerstoffes noch nicht überschritten habe;

4) daß der Kohlenstoff des Roheisens in keiner andern Form, als in der des Kohlenoxydgases fortgeht, welche Oxydationsstufe ingleichen bei dem sogenannten Windfrischen gebildet wird;

5) daß die Temperatur der angewendeten Gebläseluft gerade deßhalb einen so großen Einfluß auf den Verlauf des Frischprocesses hat, weil im Falle, als die Temperatur, nicht aber die Pressung vermehrt wird, ein kleineres Luftquantum in den Ofen gelangt, und daraus erklärt sich, warum es zu Edsken bei dem Versuche mit heißer Luft nicht gelang, bessere Resultate zu erreichen, so lange die Dampfmaschine des Gebläses nicht auf einen höheren Effect gebracht werden konnte, endlich

6) daß die Ursache des besseren Ganges, welcher nach dem 18. Juli 1858 sich einstellte, hauptsächlich in der vermehrten Windmenge gelegen war, welche durch die Vermehrung des Querschnittes sämmtlicher Düsen, Oeffnungen und der Gebläse-Wechslungen erzielt wurde, obgleich die Pressung gleichzeitig sich verminderte.

Als allgemeine Schlußsätze kann, nach den zu Edsken mit verschiedenen Erzen durchgeführten Versuchen, angenommen werden, daß das Freiseyn von jeder Unart eine unerläßliche Bedingung ist, um einen brauchbaren Stahl zu erhalten, daß jedoch der Rothbruch, welcher durch einen Schwefelgehalt veranlaßt ist, durch ein |375| umsichtiges Rösten mit Oasen so vollständig weggeschafft werden kann, daß weder im Roheisen noch im Stahle eine Spur davon zu entdecken ist, selbst bei Erzen, die sonst als rothbrüchig angesehen wurden. Die Gegenwart eines bemerkenswerthen Mangangehaltes ist sehr wünschenswerth, sowohl wegen der Leichtigkeit, mit welcher dabei das Frischen erfolgt, als in Beziehung der Schmiedbarkeit des erzeugten Stahles. Schwefel und Mangan im Roheisen verursachen jedoch ein gewaltsames, unbequemes Aufkochen, insbesondere wenn das Roheisen stark halbirt ist.

Basische Beschickungen scheinen nach mehreren Anzeichen entsprechender als kieselreiche zu seyn. Sonderheitlich kann von dem Dannemora-Roheisen bemerkt werden, daß dasselbe unter gewaltsamem Aufkochen recht gut frischt und daß die härtesten Nummern des hieraus erhaltenen Stahles, selbst Nr. 1, sich noch schmieden lassen und dabei, nachdem die Schmiedung von vier Zoll auf zwei Zoll im Quadrat getrieben war, dennoch die dem Roheisen eigenthümliche Textur zeigte, mit einer diagonalen, krystallinisch-strahligen Anordnung.

Schließlich lasse ich zur bessern Orientirung noch zwei der angeführten Analysen von Hohofenschlacken folgen und zwar A einer Hohofenschlacke von Dannemora-Beschickung zu Edsken von 1858, und B einer Hohofenschlacke von Edsken im Jahre 1858 für das zum Bessemern verwendete Roheisen:

A B
Sauerstoff Sauerstoff
Kieselerde 47,300 24,560 46,371 24,077
Thonerde 1,660 0,777 4,301 2,013
Kalkerde 24,340 6,954 38,640 11,040
Talkerde 22,860 9,137 7,400 2,958
Kali 0,621 0,105 0,300 0,051
Natron 0,089 0,023 0,138 0,036
Eisenoxydul 0,991 0,220 0,950 0,211
Manganoxydul 1,400 0,315 1,860 0,419
Kupfer 0,040 Spur
Schwefel 0,070 0,030
Phosphor Spur Spur
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
99,371 24,560 17,531 99,990 24,077 16,728

Hoffentlich wird diese vorstehende, wenn auch nicht vollständige, doch in der Wesenheit genügende wissenschaftliche Begründung des Bessemerns in Verbindung mit dem unzweifelhaft erzielten Quantum von mehreren Tausenden Centnern ganz guter Stahl-Sorten dazu beitragen, diesem Proceß mehr Vertrauen zu gewinnen, als es bisher der Fall war.

|365|

Polytechn. Journal Bd. CLII S. 118 und Bd. CLIII S. 277.

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: