Titel: Schafhäutl. über Veränderungen der Eisenbleche in der Glühhitze unter Einwirkung von Stichflammen und Wasser etc.
Autor: Schafhäutl, Karl Emil
Fundstelle: 1864, Band 174, Nr. IX. (S. 21–23)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj174/ar174009

IX. Ueber Veränderungen der Eisenbleche in der Glühhitze unter Einwirkung von Stichflammen und Wasser, nebst Bemerkungen über Puddel- und Herdfrischeisen; von Professor Dr. Schafhäutl.

Die von der Stichflamme getroffene Stelle eines Eisenblechkessels von 5 bayer. Linien Dicke zeigte, weil sie in Folge eines dünnen Kesselsteinansatzes glühend geworden und in diesem Zustande der Dampfspannung ausgesetzt war, eine sackförmige Ausbauchung, das Blech hatte sich hier in 6 Blätter getheilt und diese zeigten sowohl an der Außen-, als Innenseite die Eigenschaften des verbrannten Eisens. Von Außen hatte die Luft, von Innen das Wasser unter Entwickelung von Wasserstoffgas auf die glühende Stelle eingewirkt, das Eisen an derselben war spröde, krystallinisch und glänzend weiß geworden. Während das nicht verbrannte Eisen 0,04 Si, 0,77 C, Spuren Mn und S, und 99,19 Fe enthielt, so fanden sich in dem verbrannten Blech 0,0399 Si, 0,5708 C, 0,0072 Mn, S und N, und 99,3821 Fe. In Folge der Zunahme des Verhältnisses von Si zum C, sowie wegen des krystallinischen Zustandes war das verbrannte Eisen in Salzsäure schwerer löslich geworden.

Nicht zu verwechseln mit dem durch Glühen in der Luft entstehenden verbrannten Eisen ist das in Berührung mit glühenden Kohlen verbrannte Eisen, welches letztere unter Kohlenstoffaufnahme zu weißem Eisen geworden ist und ebenfalls eine krystallinische Textur hat, aber von einem geübten Auge sich durch seinen Schimmer recht wohl unterscheidet.

Während unter dem Hammer zu Blech ausgestrecktes gutes Holzkohlenherdeisen sich in der Glühhitze nicht aufblättert, so thut dieses das Steinkohleneisenblech in Folge unvollständiger Schweißung der einzelnen Platten, aus denen der Sturz oder das Paquet zusammengesetzt worden. Dieses hat darin seinen Grund, daß jede einzelne Eisenlage mit einer Oxydhaut (kieselsaures Eisenoxydul mit Eisenoxyduloxyd) überzogen ist, welche beim Schweißen flüssig und dann ausgepreßt werden muß. Vollständiger geschieht dieß durch die Schläge des Hammers, als durch das Walzen; dazu kommt noch, daß bei mit Steinkohlenflamme erzeugten Blechen sich immer Schwefeleisen bildet, welches ein vollkommenes Zusammenschweißen der Eisentheile ebenfalls verhindert. Außerdem ist es bei größeren Massen unmöglich, denselben eine gleichmäßige |22| Schweißhitze zu geben; während die äußeren Schichten bereits Schweißhitze erlangt haben, sind die inneren noch nicht erweicht, die Folge davon ist unvollkommene Schweißung und eine Ungleichmäßigkeit im Bruche, ein sehniges und krystallinisches Gefüge, welches letztere man nach jetziger Ansicht und Lehre gewöhnlich dem Krystallinischwerden des faserigen Eisens durch wiederholte Stöße oder Erschütterungen zuschreibt. Man kann sich häufig überzeugen, daß direct vom Hammer kommende Stäbe innen krystallinisch, äußerlich faserig sind.

Ferner ist Puddeleisen weniger dicht, als Herdeisen, weil es unmöglich ist, bei dem üblichen Puddelverfahren die Schlacke, in welcher sich das Eisen gleichsam staubförmig vertheilt findet, weder im Puddelofen selbst, noch unter der Zängevorrichtung völlig vom Eisen zu entfernen. Deßhalb wird auch die Farbe auf der Bruchfläche des Eisens desto dunkler mattgrau, je mehr solche Schlackentheilchen zwischen den Eisenkörnchen zurückgeblieben sind. Eine solche Luppe wird schon nach dem ersten Durchgang durch die Walzen lamellös und sehnig. Auch bewirkt die feinste Vertheilung des Eisens in der Schlacke, daß die Eisentheilchen mehr entkohlt werden als beim Herdfrischen. Bei letzterem hat das vor dem Gebläse niedergeschmolzene Roheisen in Folge seines Verlustes an Kohlenstoff und Kiesel eine solche zähe Beschaffenheit erhalten, daß wenig Neigung zur Aufnahme von Schlacke vorhanden ist. Beim Ausbrechen der Eisenmasse erzeugen sich auch immer nur wenige Brocken, welche mit einer geringeren Menge von Schlacke in Berührung kommen, und es kann nicht von einem schwammigen Klumpen, wie beim Puddeln, die Rede seyn, wo er hier bei dem beständigen Umrühren und Zertheilen des Eisens in der Schlacke entsteht. Das von weniger Schlacke durchzogene Herdfrischeisen kommt darnach schon dichter unter den Hammer und ist kohlenstoffreicher, wird später sehnig und lamellös, und läßt sich zu Zwecken verwenden (feinem Draht und Blech, zum Auftreiben in Halbkugelform), wozu Puddeleisen wegen minderer Dichte nicht taugt und zerreißt. Letzteres gibt beim Cementiren weniger guten Stahl, wird von oxydirenden Agentien rascher zerstört und blättert sich in der Glühhitze leicht auf. Die in technischen Schriften häufig als Haupteigenschaften des Stabeisens angegebenen, daß es bei hackigem Bruche sehnig seyn müsse, sind sehr zweideutig; sie zeigen, allein dastehend, nicht mehr als ein nicht ganz schlechtes, bei mattgrauer Farbe des Bruches ein lockeres, weiches Eisen an. Auch hält man wohl dasjenige Eisen für das beste, welches sich ohne Kanten- und Bruchrisse zu erhalten, am stärksten biegen läßt; aber solches ist auch nicht immer das beste, indem gewöhnliches Puddeleisen dieses Verhalten besser zeigen |23| kann, als gutes, dichtes Herdeisen, während letzteres aber einem darauf fallenden Rammbär weit größeren Widerstand entgegensetzt, ehe es zerreißt, als ersteres. Das dichte Eisen wird auch wohl hartes genannt, welchen Namen es aber nur unter gewissen Umständen verdient, indem es in größeren Stücken dem Hammer etwas mehr Widerstand leistet, dagegen ist es beim Ausschmieden das weichste Eisen, z.B. das wegen seiner Dichtigkeit sehr berühmte Taberger Eisen.

Aehnlich wie im Puddelofen verliert das Eisen seinen Kohlenstoff im Herde nur durch die Schlacke, indem sie, auf eine niedrigere Oxydationsstufe zurückgeführt, immer wieder Sauerstoff aufnimmt. Auch scheinen Gase, etwa Sauerstoff, von der flüssigen Schlacke absorbirt zu werden; ohne daß Kohleneisen vorhanden, geräth sie im Puddelofen bei einer bestimmten Temperatur ins Kochen, es steigen unzählige Bläschen auf, welche Schlackentheilchen mit wegreißen, so daß die Oberfläche wie mit einem feinen Staubregen bedeckt erscheint.

Zur Erlangung einer besseren Eisenqualität im Puddelofen hat Hr. Professor Schafhäutl das Puddelverfahren nach denjenigen Grundsätzen modificirt, nach welchen das Herdfrischen geschieht; nämlich eine übermäßige Vertheilung des Roheisens in der Schlacke vermieden und eine der jedesmaligen Periode des fortschreitenden Puddlingprocesses angemessene Temperatur angewandt. Man schmilzt das Roheisen in gewöhnlicher Weise ein und fügt dann als das beste Mittel zur Verhütung einer zu feinen Vertheilung das Schafhäutl'sche Pulver (Braunstein, Kochsalz und Thon) in bestimmter Quantität hinzu. Das Eisen erscheint dann nur krümlich in der Schlacke und es unterstützt sehr häufig ein Strom kalter Luft, der bei halbgeöffnetem Schürloch mit der Flamme über das kochende Eisen hinwegzieht, den Fortgang des Processes sehr. Hat sich die kochende Schlacke gesetzt, so vermeidet man auch jetzt die zu feine Zertheilung mittelst der Brechstange und walzt einfach die Klumpen so lange in der Schlacke herum, bis man ihnen die richtige Temperatur geben kann, um sie zu einem Ball zu vereinigen. Ein Zusatz von arseniger Säure befördert die Abscheidung der Schlacke, bis zu 1/2 Pfund in den Ofen geworfen, von dem niedergegangenen Eisen. Nach dieser Methode wurden auf den Tividale-Eisenwerken aus gewöhnlichem grauen, mittelst heißer Luft erblasenen Steinkohlenroheisen sehr dichte feste Eisenbahnschienen dargestellt, welche größere Steifheit, d.h. Elasticität und Stärke, besaßen, als irgend welche Schienen von anderen englischen Werken, die bei 10 Tonnen Belastung ihre Elasticität schon völlig verloren, während die Trividale-Schienen sie noch vollständig bewahrten. (Im Auszuge aus dem Kunst- und Gewerbeblatt für Bayern, 1863 S. 321.)

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