Titel: Bessemer's neuer Puddelofen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1866, Band 182, Nr. LXI. (S. 218–225)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj182/ar182061

LXI. Bessemer's neuer Puddelofen.

Aus dem Engineer, August 1866, S. 135.

Mit Abbildungen auf Tab. III.

Vor Kurzem nahm Bessemer in England ein Patent auf mehrere wichtige Verbesserungen seines Puddelverfahrens, welche manches Neue darbieten. Zunächst betrifft seine Erfindung die Behandlung, im Besondern das Feinen von flüssigem Eisen unmittelbar nach dem Abstechen desselben aus dem Gebläseofen, sowie die Behandlung und das Feinen von Roheisengänzen und Brucheisen. Diese Eisensorten werden in einem Feineisenherde oder einem Weißofen auf die gewöhnliche Weise durch Gebläsewind, mit gleichzeitiger Anwendung von Hammerschlag oder Glühspan, sowie mit Anwendung guter oder vorher gereinigter Kohks gefeint. Das in solcher Weise behandelte Metall wird in Gießpfannen, welche auf Rädern ruhen, zu den für seine weitere Behandlung bestimmten Oefen transportirt, oder in noch flüssigem Zustande durch offene Canäle |219| oder Gossen dorthin geleitet, oder in flache plattenförmige Formen abgestochen und so zu Masseln oder Blatteln vergossen, welches letztere Verfahren das gewöhnlichste ist.

Uebrigens kann das Eisen in allen drei genannten Zuständen, nämlich flüssig, wie es den Gebläseofen verläßt und bevor es erstarrt, sowie als erstarrtes Roheisen und als Brucheisen, auch zu dem zweiten Processe, zum Puddeln verwendet werden, ohne daß man es dem gewöhnlichen Feinungs- oder Raffinirprocesse zu unterwerfen braucht. Soll indessen flüssiges Roheisen direct aus dem Gebläseofen zu dem Zwecke der hier in Rede stehenden Erfindung gepuddelt oder auf eine dem Puddeln analoge Weise behandelt werden, so empfiehlt Bessemer, es in auf Rädern ruhenden Gießpfannen zum Puddelofen zu transportiren, so daß es in noch flüssigem Zustande in denselben gelangen kann. Soll hingegen das Eisen in Form von Gänzen, von Masseln, oder von Brucheisen im Puddelofen behandelt werden, so schmilzt er es erst in einem Kupolofen um; dazu benutzt er vorzugsweise den sogen. Ireland'schen Ofen.

Der zu den Zwecken dieser Erfindung dienende, von Bessemer neu erfundene Puddelofen erhält weit größere Dimensionen, als die gewöhnlich angewendeten Oefen dieser Art, und wird am besten mit Generatorgasen gefeuert, obgleich auch jede gute Flammkohle dazu benutzt werden kann. Er ruht auf einer Achse, welche entweder über oder unter seinem Herde angebracht ist, so daß er mittelst Krummzapfen oder Excentrics in oscillirende Bewegung gesetzt werden kann. Auch lassen sich an diesem Puddelofen Vorrichtungen anbringen, mittelst deren ihm auf seinen Achsen noch andere Bewegungen mitgetheilt werden können, durch welche erforderlichen Falles die Entleerung seines Inhaltes erleichert wird. Die zum weiteren Umrühren und zum Aufbrechen dienenden Rengel und Brechstangen werden durch passende, in den Seitenwänden des Ofens angebrachte Oeffnungen eingeführt und ihre äußeren Enden ruhen derart auf einem Gelenke oder Bolzen, daß sie während der schwingenden Bewegung des Ofens das Eisen in ähnlicher Weise umrühren, wie dieß bei gewöhnlichen feststehenden Puddelöfen durch die hin- und hergehende Bewegung der Brechstange geschieht. Auch können diese Gezähe, wenn erforderlich, mehr oder weniger vollständig durch Menschenkraft bewegt oder wenigstens in ihrer Bewegung regulirt oder auch durch Maschinenkraft so in Thätigkeit gesetzt werden, daß dadurch das Wenden und Bearbeiten oder Puddeln der eingesetzten Charge befördert und erleichtert wird. Indessen ist das Bearbeiten des Eisens mittelst der genannten Gezähe während des Puddelprocesses keineswegs unerläßlich, da |220| die durch die Schwingungen des Puddelraumes oder Herdes bei rascher Bewegung hervorgebrachte heftige Erschütterung für die beabsichtigten Zwecke als genügend sich herausstellen wird.

Der Puddelherd wird nach der bei gewöhnlichen Puddelöfen üblichen Weise hergestellt und die Sohle von Zeit zu Zeit mit Rotheisenstein, Titaneisenstein oder anderem dazu erforderlichen Material nachgebessert. Die Sohle ist convex, concav oder eben, und erhält abgerundete Ecken, damit sich beim Puddeln keine Ansätze von Schmelzmaterial bilden. Es läßt sich jeder wünschenswerthe oder gewöhnliche Fluß oder Zuschlag anwenden; so z.B. Glühspan, Rotheisenstein, Kochsalz, Chlorcalcium, Braunstein oder metallisches, mit Kohleneisen legirtes Mangan, oder andere beim gewöhnlichen Puddelproceß gebräuchliche Substanzen.

Die Röhren, welche an einem oder an beiden Enden des Ofens demselben kalte oder erwärmte Luft zuführen, sowie die Esse, werden so eingerichtet, daß sie mit dem ganzen Ofen oscilliren; oder der Apparat wird so construirt, daß der Rost und Feuerraum nebst der Esse feststehen, während der eigentliche Puddelraum zwischen ihnen schwingt.

Fig. 24 stellt eine Seitenansicht des neuen Puddelofens dar, Fig. 25 eine Endansicht, Fig. 26 einen verticalen Längendurchschnitt, Fig. 27 einen Querdurchschnitt, und Fig. 28 einen Horizontaldurchschnitt nach der Linie A, B der Fig. 26. Die Puddelkammer oder der eigentliche Puddelraum a besteht aus starkem Kesselblech und ist mit feuerfestem Thon oder feuerfesten Steinen, Ganister etc. ausgefuttert. Unter den Sohlplatten b, b sind zwei starke Füße oder Träger c, c mit der Fundamentmauerung fest verbunden; sie tragen die Achse d, um welche der ganze Apparat schwingt. In der Mitte dieser Achse ist ein starker eiserner Rahmen e, e fest aufgekeilt, an dessen unterem Ende das Gegengewicht f sitzt, während sein oberes Ende den mittleren Theil des Puddelraumes trägt. An beiden Enden der Achse d sind breite Seitenstücke oder Flantschen d' angebracht und an diesen sind die eisernen platten Röhren oder Canäle g, g befestigt, welche mit feuerfestem Thone ausgefuttert werden und an ihren unteren Enden mit den feststehenden Canälen h, h communiciren, und zwar mittelst eines kreisförmigen Verbindungsstückes, an dessen Außenseite Büchsen so angebracht sind, daß dadurch ein luftdichter oder doch beinahe luftdichter Verschluß zwischen den feststehenden Canälen oder Windröhren h, h und den an der schwingenden Bewegung des Puddelraumes theilnehmenden Röhren g, g hergestellt wird. Letztere verlängern sich nach oben hin bei g', g' durch die Enden des Puddelraumes und wenden sich dann unter einem Winkel abwärts, in den Herd mündend, wie bei g², g² ersichtlich ist.

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Die Canäle g und h dienen dazu, Gas, beziehungsweise gasförmige Verbrennungsproducte, dem Puddelraume zuzuführen und aus demselben abzuleiten. Außer ihnen sind noch ähnliche Röhren oder Canäle i, i und k, k vorhanden, durch welche atmosphärische Luft in den Puddelraum geleitet wird; letztere brauchen nicht mit feuerfestem Material ausgeschlagen zu seyn, falls nicht die durch sie hindurchzuleitende Luft sehr stark erhitzt wird.

Bei der Verwendung eines Gemisches von Kohlenoxydgas mit einer größeren oder geringeren Menge Kohlenwasserstoffgas, wie ein solches bei der im geschlossenen Raume bewirkten langsamen Verbrennung von Steinkohle, Kohks etc. erzeugt wird und bei den mit Generatorgasen betriebenen Oefen allgemein zur Benutzung kommt, werden die Gase entweder mit der Temperatur, welche sie bei ihrer Entstehung besitzen, angewendet, oder sie können auch mittelst Hindurchleitens durch gehörig erhitzte eiserne Röhren auf eine höhere Temperatur gebracht werden. Ebenso kann auch die zur Verbrennung des Gasgemisches erforderliche atmosphärische Luft entweder mit ihrer gewöhnlichen Temperatur verbraucht, oder sie kann vor ihrer Einführung in den Puddelherd erst beliebig stark erhitzt werden.

Die zur Verbrennung bestimmten Gase können, nebst der Luft, an einem Ende des Puddelraumes zugelassen werden und dann läßt man die Verbrennungsproducte nebst den aus den angewandten Materialien sich entwickelnden Dämpfen während der ganzen Dauer des Verpuddelns einer Eisencharge am anderen Ende frei abziehen. Oder man kann eine solche Einrichtung treffen, daß die Gase und Dämpfe an jedem der beiden Enden des Herdes in kurzen Intervallen abwechselnd eintreten und abziehen, wie es zur Unterhaltung einer gut geregelten und hinreichend kräftigen Hitze im Puddelraume am geeignetsten sich erweist.

Ist eine Ausbesserung oder eine vollständige Auswechslung und Erneuerung des Futters vom Puddelraume a erforderlich, so wird die Verbindung des letzteren mit der oberen Flantsche des Rahmens e gelöst, und gleichzeitig werden die Flanschen m, m losgebolzt, welche die unteren, an der Achse d sitzenden Theile der Canäle mit den oberen, an beiden Enden des Puddelherdes in diesen mündenden Theilen derselben verbinden, worauf der Puddelraum mittelst eines Krahnes von dem übrigen Theile des Apparates abgehoben und behufs des Transportes an einen zur Reparatur geeigneten Platz auf einen Wagen gestellt wird. Inzwischen wird ein Reserve-Puddelherd eingesetzt und mit dem Apparate verbunden, wornach die Arbeit von Neuem beginnt.

Die schwingende Bewegung des Apparates wird durch einen – in |222| den Abbildungen weggelassenen – Krummzapfen vermittelt, welcher an dem einen Ende der Treibstange n befestigt ist, so daß die Umdrehung der Krummzapfenwelle eine constante hin- und hergehende Bewegung des Apparates um seine Achse d bewirkt, wobei das Gegengewicht f dazu dient, die schwingende Bewegung des Herdes gleichförmiger zu machen; zur leichteren und vollständigeren Regulirung derselben ist es rathsam, die Welle mit einem Schwungrade zu versehen.

Soll der Puddelapparat in Betrieb gesetzt werden, so wird zunächst der Puddelraum a durch Zulassen von Feuerungsgasen mittelst der dazu bestimmten Canäle an einem Ende des Herdes, und von Luft durch einen von den Canälen i oder k tüchtig abgewärmt, wobei die Luft bis zum obersten Theile des Apparates aufsteigt und bei i*, i* durch einen langen Schlitz oder eine Reihe von Formen in den Puddelraum eindringt. Der Wind muß unter einer schwachen Pressung einströmen, etwa wie sie durch ein Ventilatorgebläse erzeugt wird, so daß die im Canale g², g² befindlichen und durch denselben zugeführten Gase auf den Herd nieder- und denselben entlang dem an seinem anderen Ende befindlichen Ausströmungscanale zugeführt werden. Hierauf läßt man das Metall – sofern es in flüssigem Zustande in den Puddelraum gelangen soll – durch eine im oberen Theile des letzteren angebrachte kleine Oeffnung p einfließen; wird aber das zu verarbeitende Material in Form von Gänzen und Masseln, oder in Blatteln oder als Brucheisen verwendet, so wird es durch die an der einen (Längs-) Seite des Herdes angebrachte Thür r eingetragen, durch welche auch die Flüsse und anderen Substanzen, welche auf das unreine Eisen chemisch einwirken sollen, aufgegeben werden. Nach dem Chargiren wird diese Oeffnung r mittelst eines feuerfesten Backsteins verschlossen und mit feuerfestem Thone dicht zugestrichen; dieser Schluß wird mittelst eines Eisenriegels oder einer anderen passenden Vorrichtung festgehalten.

Sobald die Charge in Fluß gerathen ist, wird der Apparat in Bewegung gesetzt und dadurch das Eisen kräftig um- und durchgeschüttelt; dasselbe schlägt an den Seiten des Puddelraumes in die Höhe und fällt bei jeder hin- und hergehenden Bewegung des Apparates in mehr oder weniger fein vertheiltem Zustande zwischen und in die Flüsse und feinenden Zuschläge. Unterdessen geht die Verbrennung der Gase ungestört vor sich und die Temperatur des Metalles wird dadurch hinreichend lange auf der erforderlichen Höhe erhalten.

Bei dieser Anwendungsweise von gasförmigem Brennmaterial ist es sehr leicht, nach Erforderniß eine oxydirende oder eine nichtoxydirende Flamme zu erzeugen, indem man zu diesem Zwecke in den die Gase und |223| Luft zuführenden Canälen oder Röhren geeignete Ventile oder Schieber anbringt und dadurch das Zuströmen von Luft und Gas in einer dem beabsichtigten Zwecke entsprechenden Weise regulirt. Will man z.B. auf das flüssige Eisencarburet mittelst der vorhandenen Flüsse oder Zuschläge eine länger dauernde chemische Einwirkung ausüben, so muß eine geringere Windmenge zugeführt werden, als zur vollständigen Verbrennung des als Brennmaterial benutzten Gasgemisches nothwendig ist; es entsteht dann eine nichtoxydirende Flamme und das in Arbeit genommene Metall hält den größeren Theil des ursprünglich mit ihm verbundenen Kohlenstoffs länger zurück. Umgekehrt wird – wenn dieß erforderlich ist – eine raschere Entkohlung des im Herde befindlichen Eisens dadurch bewirkt, daß man eine größere Menge atmosphärischer Luft als zur Verbrennung des dem Ofen zuströmenden Gases nöthig ist, zuläßt. – Ueberdieß gewährt die Anwendung von Gas als Brennmaterial auch noch den sehr hoch anzuschlagenden Vortheil, daß sich bei derselben die Temperatur des Arbeitsraumes nach dem Belieben des Arbeiters sehr rasch, wie auch ganz allmählich, verändern und willkürlich erhöhen und erniedrigen läßt; demnach ist die Gasheizung für den Puddelproceß, welcher bekanntlich derartige Temperaturveränderungen erheischt, sehr wohl geeignet.

Das unreine Metall kann nach seiner Behandlung in einem solchen Ofen zum Behufe seiner Umwandlung zu Gußstahl in zwei verschiedenen Zuständen abgestochen werden; nämlich in einer teigigen, mehr oder weniger concreten und körnigen Form, oder im Zustande von gepuddelten Balls. In beiden Stadien des Garens, in beiden Zuständen kann das Metall mit flüssigem grauem Roheisen versetzt und auf die übliche Weise des Bessemerprocesses weiter verarbeitet werden; oder das auf die angegebene Weise fertig oder nur theilweise gepuddelte Eisen wird aus dem Puddelofen in Wasser abgestochen; oder man läßt es langsam erkalten und versetzt es dann in einer Gießpfanne oder im Umwandlungsgefäße (der sog. Birne) mit flüssigem Eisen; oder es wird vor seiner Umwandlung auf die im Nachstehenden zu beschreibende Weise wieder gekohlt. Soll das gepuddelte Metall vor seiner durch den Bessemerproceß zu bewirkenden Umwandlung zu Stahl oder hämmerbarem Eisen, wieder gekohlt werden, so muß dasselbe in losem, körnigem Zustande, oder in Form von mehr oder weniger cohärenten Puddelballs aus dem Puddelofen in den Recarbonisir-(Wiederkohlungs-) Ofen gebracht werden; es ist für diesen Fall zu empfehlen, das Eisen in demjenigen Stadium des Puddelprocesses, in welchem es sich selbst zu Balls formt, mehr oder weniger stark und durchgreifend aufzubrechen und es dadurch in kleine |224| Stücke zu zertheilen, um sein Ausziehen aus dem Puddelraume durch die Oeffnung r zu erleichtern. Uebrigens lassen sich auch zu diesem Zwecke an den Enden oder Seitenwänden des Puddelraumes Oeffnungen anbringen, durch welche Brechstangen zur Zertheilung des Eisens, sobald es sich zu Klumpen zu formen beginnt, eingeführt werden können; diese Oeffnungen werden dann während der anfänglichen Stadien des Processes mittelst eines Thonpfropfens verschlossen. Auch kann man das teigige oder unvollkommen geballte oder Korneisen, um es vor seiner Wiederkohlung möglichst von Schlacken zu befreien, ein durch Wasser kühl gehaltenes Walzenpaar passiren lassen. Ein zu diesem Zwecke geeignetes Walzenpaar ist in Fig. 32 im Verticaldurchschnitte und in Fig. 33 im Grundrisse dargestellt.

Zapfen und Körper der Walzen sind hohl gegossen, damit Wasser, dessen Zu- und Abfluß durch geeignete Stopfbüchsen regulirt wird, in ihnen circuliren kann. Anstatt diese horizontal gelagerten Walzen auf die sonst übliche Weise durch Druckschrauben zusammenzuhalten, ist es vorzuziehen, sie mittelst eines belasteten Hebels oder einer ähnlichen nachgiebigen Belastungsvorrichtung an einander zu pressen, wie dieß üblich ist, um Knochen und andere Substanzen von unregelmäßigem Volum und ungleicher Härte zu zerquetschen. Beim Passiren durch diese Walzen wird das gepuddelte Eisen mehr oder weniger vollständig von den ihm anhaftenden Schlacken befreit und zu flachen Kuchen geformt, welche der Einwirkung der Gase im Kohlungsofen eine große Fläche darbieten.

Wir haben nun gesehen, wie unreines Roheisen durch mehr oder weniger vollständig durchgeführtes Puddeln theilweise gereinigt und gefeint werden kann; es ist aber zu bedenken, daß es bei diesem Processe beinahe seinen ganzen Kohlenstoffgehalt verliert und mehr oder weniger vollständig den starren Zustand annimmt, in welchem es für die schließliche Reinigung mittelst des Bessemerprocesses nicht geeignet ist, weßhalb es vor dieser Behandlung mit flüssigem Kohleneisen versetzt werden muß. Demzufolge zieht es Bessemer in den meisten Fällen vor, das gargepuddelte oder nur theilweise gepuddelte Eisen, entweder in granulirtem Zustande oder in Form von mehr oder weniger durchgepuddelten Balls oder in der flachen (gewalzten) Form, bei sehr hoher Temperatur der Einwirkung von Kohlenoxydgas auszusetzen; dabei absorbirt das Metall so viel Kohlenstoff, daß es sich in weißes Eisen verwandelt und nachdem es auf diese Weise gekohlt worden, kann es leicht umgeschmolzen, und für sich allein oder mit grauem Roheisen Nr. 1 gattirt, durch den Bessemerproceß in Stahl oder hämmerbares Eisen umgewandelt werden. Es erweist sich als vortheilhaft, dem gepuddelten Eisen im Kohlungsofen |225| eine kleine Menge von gutem grauen Roheisen zuzusetzen. Ebenso kann Bruchstahl, zerbrochene Gießpfannen und anderer Abfall von Bessemerstahl und Bessemereisen auf diese Weise, für sich allein oder mit anderem Eisen versetzt, im Recarbonisirungsofen behandelt werden.

Zu dieser Kohlung des in dem beschriebenen Apparate auf die angegebene Weise gepuddelten Eisens oder des so eben erwähnten Bruchstahls etc. ist die Anwendung eines kleinen Gebläseofens oder eines großen Kupolofens, in welchem gute reine Kohks, überhaupt ein möglichst schwefelfreies Brennmaterial gebrannt wird, anzurathen. Bessemer empfiehlt ferner bei Anwendung eines dieser eben erwähnten Oefen außer dem festen Brennmaterial zum Kohlen und zum Schmelzen des Metalles Kohlenoxydgas, und zwar von sehr hoher Temperatur, zu benutzen. Soll das Kohlenoxydgas im Gebläse- oder Kupolofen hauptsächlich zum Kohlen des gepuddelten Eisens etc. dienen, so muß es in den ersteren in einem höheren Niveau einströmen, als der zur Verbrennung der Kohks etc. durch Formen zugeführte Gebläsewind. Wird aber das Kohlenoxydgas nur zur Unterhaltung oder Erhöhung der Temperatur des Metalles im Ofen angewendet, so muh es unter einem mehr oder weniger großen Winkel auf die Oberfläche des Metalles niedergepreßt werden, damit es sich mit dem aus den Gebläseformen strömenden Winde mischt und dadurch eine sehr kräftig heizende Flamme bildet, wobei indessen das Gas stets in solchem Ueberschusse vorhanden seyn muß, daß Abbrand oder Oxydation und Metallverlust verhütet werden.

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