Titel: Prieger's Darstellung von Eisenmangan und Kupfermangan.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1865, Band 177, Nr. LXVII. (S. 303–306)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj177/ar177067

LXVII. Die Fabrication des Eisenmangans und des Kupfermangans nach Dr. O. E. Prieger in Bonn.

Aus Armengaud's Génie industriel, April 1865, S. 213.

Dr. Prieger in Bonn nahm kürzlich in Frankreich ein Patent auf ein einfaches und billiges Verfahren zur fabrikmäßigen Darstellung neuer Legirungen von Mangan und Eisen, sowie von Mangan und Kupfer, welche einen verschiedenen, aber bedeutenden Mangangehalt besitzen. Er nennt diese Legirungen Eisenmangan und Kupfermangan, und stellt auch Legirungen oder Verbindungen derselben mit anderen Metallen dar.

Eisenmangan und Kupfermangan werden durch einen einzigen metallurgischen Proceß, entweder direct aus Manganerzen, oder aus den von chemischen oder anderen Processen herrührenden Rückständen von Manganerzen, auch aus allen sonstigen, Mangan nebst Eisen, bezüglich Kupfer enthaltenden Substanzen dargestellt. Das Verfahren ist das folgende:

1) Darstellung des Eisenmangans. – Die Manganerze (Braunstein) oder Manganerzrückstände (Braunsteinausschlag etc.) oder sonstigen manganhaltigen Substanzen werden gepulvert und wenn sie wasserhaltig sind, getrocknet und dann mit einer zu ihrer Reduction hinlänglichen Quantität Holzkohlenpulver gemengt. Dieses Gemenge wird mit der erforderlichen Menge Guß- oder Stabeisen oder Stahl irgend einer Sorte versetzt, welche in möglichst zertheiltem Zustande angewendet werden müssen, z.B. als Granalien, als Feil-, Dreh- oder Bohrspäne, als Draht oder Blechabfälle etc. Die Menge des zuzusetzenden Eisens oder Stahls richtet sich nach der darzustellenden Sorte des Eisenmangans.

Das Gemenge der drei Substanzen, also der Manganerze, des Kohlenpulvers und des Eisens, beziehungsweise Stahls, wird in Schmelztiegel, am besten in Graphittiegel, welche etwa 15 bis 25 Kilogr. fassen, eingetragen und mit einer Schicht von Kohlenlösche, Flußspath, Kochsalz oder irgend einer anderen Substanz bedeckt, welche den oxydirenden Einfluß der atmosphärischen Luft zu verhindern vermag. Dann werden die Tiegel einer mehrstündigen Weißgluth ausgesetzt; dabei wird das Mangan reducirt, worauf es sich mit dem geschmolzenen Eisen verbindet und sich nach dem Erkalten des Tiegels als ein mit grünlicher Schlacke bedeckter Regulus von Eisenmangan am Boden des ersteren vorfindet. Man kann auch die Legirung in noch flüssigem Zustande ausgießen.

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Die Darstellung des Eisenmangans wird wo möglich ununterbrochen betrieben, indem nach dem Herausnehmen der die fertige Legirung enthaltenden Tiegel sofort andere, vorher auf gleiche Weise beschickte (und gehörig vorgewärmte) Tiegel eingesetzt werden.

Wollte man ein bloßes Gemenge von Manganerz und Kohle auf ähnliche Weise behandeln, so würden die vorhandenen Manganoxyde durch den Kohlenstoff allerdings ebenso wie bei Gegenwart von Eisen reducirt werden; aber einen Regulus von Manganmetall würde man nicht erhalten können, weil die Partikel des letzteren theils mit dem Silicium der vorhandenen kieselsäurehaltigen Körper, theils mit mehr oder weniger Kohlenstoff sich verbinden und nach dem Erkalten des Tiegels ein außerordentlich feines Pulver bilden würden, welches in Berührung mit der Luft sich sehr rasch wieder oxydirt. Die Darstellung des Manganmetalls würde somit ohne Zusatz von Eisen oder Stahl sehr kostspielig und daher dessen Anwendung zu technischen Zwecken unmöglich seyn.

Das auf die angegebene Weise dargestellte Eisenmangan ist eine vollkommen homogene, durch und durch gleichartig aus Eisen und Mangan zusammengesetzte Substanz von bedeutender Härte, denn sie ist härter als Quarz und der härteste Stahl. Bei ziemlicher Sprödigkeit nimmt sie eine ausgezeichnete Politur an; ihre Farbe ist zwischen Stahlgrau und Silberweiß. Das Eisenmangan schmilzt bei Rothglühhitze und füllt beim Gießen die Formen sehr scharf aus. An der Luft ist es unveränderlich und oxydirt sich selbst nach Jahren nicht, sogar unter Wasser oxydirt es sich nur oberflächlich.

Dr. Prieger hat Legirungen des Eisens mit Mangan von verschiedener Zusammensetzung dargestellt; als die vortheilhaftesten haben sich nach seiner Erfahrung die beiden nach den Formeln

Mn²Fe und Mn⁴Fe

zusammengesetzten erwiesen; also die Legirung aus 2 Aequiv. Mangan und 1 Aeq. Eisen, entsprechend 66,3 Procent des ersteren, und die aus 4 Aequiv. oder 79,7 Proc. Mangan und 1 Aequiv. Eisen.

Beide Verbindungen zeigen auf dem Bruche in der Mitte des Regulus eine deutlich krystallinische Structur; nach den Rändern zu erscheint der Bruch in Folge des rascheren Erkaltens körnig. Eine sehr wichtige Eigenschaft ist die durchaus gleichartige Zusammensetzung, die vollkommene Homogenität der Legirungen. Da das Eisenmangan mit jedem beliebigen Mangangehalte dargestellt werden kann, so läßt sich dem Eisen, wie dem Stahle jeder beliebige Gehalt an Manganmetall, in Form von Eisenmangan, mit mathematischer Genauigkeit ertheilen.

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Das Eisenmangan enthält neben Eisen und Mangan nur Spuren von Kohlenstoff. Manche Roheisensorten, z.B. Spiegeleisen, enthalten etwas Mangan, indessen in so geringer und so schwankender Menge, daß sie dem Prieger'schen Eisenmangan durchaus nicht zur Seite gestellt werden können, indem in diesem das Mangan der überwiegende, typische Bestandtheil ist.

Das Eisenmangan läßt sich zu verschiedenen technischen Zwecken verwenden. Durch einen Zusatz von 0,1 bis 5 Procent Manganmetall in Form von Eisenmangan zum Stabeisen und Stahl wird die Härte und die Widerstandsfähigkeit oder Festigkeit dieser Metalle vermehrt, ohne daß ihre übrigen guten Eigenschaften (Dehnbarkeit, Schweißbarkeit etc.) beeinträchtigt werden. Der Stahl erlangt durch einen Mangangehalt größere Streckbarkeit, so daß er sich bei der stärksten Rothglühhitze hämmern läßt, ohne Risse zu erhalten oder sonst zu verderben, was anderer Stahl nicht aushält, z.B. Gußstahl, der nur bei dunkler Rothgluth hämmerbar wird. Gleichzeitig wird durch einen Mangangehalt die Schweißbarkeit des Stahls erhöht.

Setzt man bei der Fabrication des Gußstahls der gewöhnlichen Tiegelcharge 0,1 bis 2 Procent Mangan in Form von Eisenmangan zu, so wird das Product härter und fester, und zwar entsprechend der Menge des zugesetzten Eisenmangans, welche selbstverständlich ihre Grenzen hat.

Durch einen Zusatz von 0,1 bis 3 Proc. Manganmetall in Form von Eisenmangan bei der Darstellung des Puddelstahls erhielt Prieger einen Stahl, dessen Festigkeit um 15 bis 30 Procent größer ist, als die desselben, ohne diesen Zusatz fabricirten Puddelstahls. Als er beim Stahlpuddeln dem Roheisen 1 bis 3 Procent Eisenmangan zusetzte, erhielt er einen zu Meißeln, Drehstählen und anderen harten, schneidenden Instrumenten von vorzüglicher Qualität, wie sie aus Puddelstahl bisher noch nicht angefertigt werden konnten, ganz besonders geeigneten Stahl.

Diese Wirkungen eines Zusatzes von Eisenmangan zum Roheisen und Stahl sind durch zahlreiche Versuche festgestellt; auch ist aus dem neuen Stahle bereits eine bedeutende Menge von Werkzeugen angefertigt worden.

Die absolute Festigkeit des aus schottischem Roheisen mit einem Zusatze von 0,5 bis 3 Proc. Manganmetall erzeugten Puddelstahls wurde durch eine Reihe von Versuchen mit aus diesem Stahle angefertigten Stäben und Platten erprobt und bestimmt. Die Platten brachen bei der Belastung von 50,000 bis 54,000 Kilogramm auf 525 Quadratmillimeter; wogegen Platten aus gewöhnlichem, ohne Manganzusatz aus |306| demselben Roheisen dargestellten Puddelstahle bei einer Belastung von 40,000 Kilogr. brachen.

Der Erfinder hat bereits mehrere Tonnen Eisenmangan von 60 Proc. und 80 Proc. Mangangehalt fabricirt; das nach seinem Verfahren in Form von Eisenmangan dargestellte Manganmetall hat etwa den Preis des Kupfers.

2. Darstellung des Kupfermangans. – Die Manganerze oder sonstigen manganhaltigen Substanzen werden auf dieselbe Weise wie bei der Erzeugung des Eisenmangans vorbereitet und mit derselben Quantität Holzkohle gemengt; dann wird ebenfalls möglichst zertheiltes metallisches Kupfer – oder Kupferzink oder Kupferzinnlegirung, falls es sich um die Darstellung von Verbindungen des Kupfermangans mit diesen letzteren handelt – zugesetzt. Das Gemenge wird in derselben Weise, wie bei der Darstellung des Eisenmangans angegeben, zum König zusammengeschmolzen.

Das Kupfermangan ist leicht schmelzbar, hart, zähe, fest und dehnbar; es läßt sich zu dünnen Blechen auswalzen und zu feinem Draht ausziehen, ohne zu brechen oder zu reißen. Bis jetzt war das Kupfermangan noch unbekannt, ebenso seine Verbindungen mit Zink-, Zinkzinn- und Zinknickellegirungen. Es läßt sich eine ganze Reihe von solchen Compositionen darstellen; mehrere derselben sind zu technischen oder künstlerischen Zwecken sehr wohl zu verwerthen. Namentlich sind die Kupfermangan-Zinklegirungen, welche schmelzbar und zähe sind, sich leicht verarbeiten lassen und eine der des Feinsilbers ähnliche Farbe und fast denselben Glanz wie letzteres besitzen, sowie die Kupfermangan-Zinnzinklegirungen, welche gleichfalls leicht schmelzbar und dabei hart sind und in Bezug auf Farbe und Glanz dem Silber nahe kommen, hier zu erwähnen.

Der Gestehungspreis des Kupfermangans ist ungefähr dem der Bronze gleich; es ist der letzteren für zahlreiche Zwecke, besonders wegen seiner größeren Härte und Zähigkeit, vorzuziehen.

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