Titel: Kohn, über die Martin'sche Stahlerzeugungsmethode.
Autor: Kohn, Ferd.
Fundstelle: 1868, Band 190, Nr. CXVII. (S. 445–455)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj190/ar190117

CXVII. Ueber das Martin'sche Verfahren der Stahlerzeugung; von Ferdinand Kohn.

Vorgetragen in der Versammlung der British Association zu Norwich. — Aus dem Practical Mechanics' Journal, October l868, S. 217.

In der letzten Versammlung der British Association zu Dundee habe ich auf ein neues Verfahren zur Stahlerzeugung aufmerksam gemacht, welches zu jener Zeit auf dem Continente Boden zu gewinnen begonnen hatte, in Britannien dagegen noch in keiner einzigen der zahlreichen Stahlhütten eingeführt worden war.

Ich meine hiermit das Verfahren, nach welchem auf dem offenen Herde eines Siemens'schen Ofens Stahl erzeugt wird durch die gegenseitige Einwirkung von Roheisen und entkohltem oder Schmiedeeisen — |446| ein Verfahren, welches in Frankreich als Martin's Proceß bezeichnet wird,147 nach seinen Erfindern Emil und Peter Martin in Paris, welches aber, um den beiden Erfindern, denen der praktische und commercielle Erfolg dieses neuen Verfahrens zu verdanken ist, gleich gerecht zu werden, den Namen Siemens-Martin'sches Verfahren erhalten müßte. Im Verlaufe des letzten Jahres ist dieser Proceß nun auch in England eingeführt worden und ich lege der Versammlung einige Proben von Stahl vor, welcher nach dem neuen Verfahren im Cleveland-Districte und zwar zum größten Theile aus Cleveland-Eisen dargestellt worden ist.

Ich gebe im Folgenden eine kurze Darstellung der technischen Einzelheiten dieser neuen Methode der Stahlerzeugung und füge einige Bemerkungen über die commerciellen Aussichten derselben hinzu, soweit sich über letztere gegenwärtig urtheilen läßt.

Der Siemens-Martin'sche Proceß realisirt den alten, wiederholt angeregten Gedanken, Stab- oder Schmiedeeisen in einem Bade von flüssigem Roheisen einzuschmelzen und auf diese Weise die ganze Masse in Stahl zu verwandeln. Die Hauptelemente einer erfolgreichen Ausführung dieser Idee und die Punkte, durch welche sich dieselbe von allen früheren mißlungenen Versuchen unterscheidet, bestehen erstlich in der sehr hohen Temperatur und in der neutralen, nicht oxydirenden Flamme, welche durch den Siemens'schen Regenerativofen erzeugt werden; zweitens in dem Verfahren beim Einsetzen des entkohlten Eisens in das Roheisenbad in abgewogenen Chargen.

Diese Dosen oder Chargen von Schmiedeeisen oder Stahl werden in regelmäßigen Zwischenräumen in das Bad eingetragen, so daß jede Charge beim Einschmelzen oder bei ihrer Auflösung in dem Bade die Menge der flüssigen Masse vermehrt und das Lösungsvermögen des Bades verstärkt, bis das Stadium der vollständigen Entkohlung eingetreten ist. Dann wird die Charge durch Zusatz eines bestimmten Quantums von Roheisen oder von der bekannten Eisenmanganlegirung, dem Spiegeleisen, zu der entkohlten Masse vervollständigt. Von der Menge dieses letzten Zusatzes wird der Härtegrad des erzeugten Stahles bedingt.

Der im Vorstehenden charakterisirte Proceß ist von Siemens auf den Model Steel Works zu Birmingham versuchsweise und auf den |447| Bolton Steel Works in größerem Maaßstabe zur Ausführung gebracht worden. Von der letztgenannten Stahlhütte ist eine auf dem offenen Herde eines Siemens'schen Ofens aus bessemerstahlabfällen und Roheisen angefertigte Radbandage für einen Eisenbahnwagen zur Ausstellung in dieser Versammlung eingesendet worden. Die erste und bis jetzt noch einzige englische Stahlhütte, auf welcher das Verfahren eingeführt ist und die ausschließlich zur Stahlfabrication nach dem Siemens-Martin'schen Processe angelegt wurde, sind die Newport Steel Works zu Middlesbro-on-Tees, Eigenthum der wohlbekannten Firma B. Samuelson und Comp.

Diese Werke kamen erst vor etwa zwei Monaten in Betrieb und haben seit dieser Zeit mit großer Regelmäßigkeit und beinahe ohne Unterbrechung Tag und Nacht hindurch gearbeitet. Es ist dort jetzt ein nach den Angaben von C. W. Siemens construirter Ofen im Betriebe; ein zweiter ebensolcher soll in der nächsten Zeit gebaut werden.

Das Gewölbe dieses Ofens besteht aus Dinassteinen, die Sohle auf welcher die Chargen eingeschmolzen werden, aus Ganister oder einem Gemenge von reinem Kieselsande und einem rothen, etwas thonerdehaltigen Sande, welche beiden Sandsorten im Clevelanddistricte vorkommen. Die Herstellung der Ofensohle erfordert große Sorgfalt und einen großen Grad von Geschicklichkeit von Seiten der Arbeiter. Sämmtliche Materialen, mit welchen der Ofen beschickt wird, werden vorher in einem besonderen Glühofen zur Rothgluth erhitzt. Das zum Bade verwendete Roheisen ist hauptsächlich schwedisches Holzkohlenroheisen und macht dem Gewicht nach etwa ein Drittel der ganzen Charge aus. Die nachfolgenden Tabellen — den über mehrere interessante Chargen geführten Betriebsregistern entnommen, welche ich den HHrn. Samuelson u. Comp. verdanke — geben eine klare Uebersicht der Leitung des Betriebes.

Tabelle I betrifft eine aus schwedischem Holzkohlenroheisen (1680 Pfund) und Rohschienen aus Clevelandeisen (3136 Pfd.) zusammengesetzte Charge; derselben wurde während der Operation eine geringe Menge von Eisenstein (Hämatit) in der Absicht zugesetzt, den für den Proceß erforderlichen Zeitaufwand, welcher dreizehn Stunden betrug, zu vermindern; allein aus der bedeutenden Menge Spiegeleisen (1560 Pfd.), welche im letzten Stadium des Processes zugesetzt werden mußte, geht hervor, daß die Entkohlung zu weit getrieben worden war und die Charge einige Stunden früher hätte vollendet werden können. Dabei zeigt dieses Beispiel, wie leicht es bei dem Siemens-Martin'schen Processe ist, die bei der Betriebsführung begangenen Fehler zu verbessern. Auf die |448| Erzeugung jeder gewünschten Stahlsorte kann man sich mit absoluter gewißheit verlassen, da der schließliche Erfolg bloß Sache der Zeit ist und Verhältnißmäßig wenig darauf ankommt, in welchem Maaße der gewünschte Grad von Entkohlung während der Operation zu weit getrieben worden oder zurückgeblieben ist, wenn nur die Charge mittelst des letzten Zusatzes in gehörigem Grade rückgekohlt wird.

Tabelle II betrifft einen Versuch, Cleveland-Roheisen zu dem Bade zu verwenden. Die der Charge zugesetzten Puddelschienen waren von derselben Art wie die mit dem schwedischen Roheisen verarbeiteten und der Zuschlag von Ilmenit (bekanntlich einem stark titanhaltigen Erze) geschah in der Hoffnung, Phosphor aus dem Bade zu beseitigen. In ähnlicher Absicht wurde eine Quantität sogen. „Patentschlacke“ zugeschlagen (ein Gemenge von verschiedenartigen Ingredienzien, dem man im Cleveland-Districte ein ähnliches Wirkungsvermögen zuschreibt), indessen ohne Erfolg; das erhaltene Product war kaltbrüchig und spröde, und das Cleveland-Roheisen erwies sich somit als ungeeignet zur Verarbeitung nach dem Siemens-Martin'schen Verfahren.

Tabelle III bezieht sich auf einen mit grauem Hämatitroheisen und Clevelandpuddeleisen abgeführten Versuch. Das Product ist ein Stahl, welcher geringere Streckbarkeit und Hämmerbarkeit besitzt als der mit schwedischem Roheisen dargestellte. Aus der Tabelle ergibt sich gleichzeitig ein außerordentlich starker, 17,04 Proc. vom Gewichte der gesammten Charge betragender Abbrand; dieß scheint auf einen hohen Siliciumgehalt des Roheisens hinzuweisen, von dessen nur theilweiser und unvollständiger Beseitigung die Härte des producirten Stahles sowohl, als der bedeutende Abbrand herrühren mag. Es ist indessen nicht möglich, aus den Resultaten dieses vereinzelten Versuches einen zuverlässigen Schluß hinsichtlich dieser Classe von Roheisen zu ziehen.

Die Tabellen IV und V geben einen Ueberblick der zwei gelungensten Chargen auf den Samuelson'schen Werken. Das Roheisenbad bestand dabei aus einem Gemenge von weißem schwedischem Roheisen und Spiegeleisen; außerdem wurde am Ende der Operation noch ein Quantum Spiegeleisen zugesetzt. Bei diesen Chargen wurde ungefähr die Hälfte Clevelandrohschienen zugesetzt. Der auf diese Weise producirte Stahl ist sehr weich und von sehr guter Qualität; er wird zu Kesselblech und ähnlichen Artikeln verarbeitet. Er wird jetzt in Kirkaldy's Probiranstalt auf seine Festigkeit und Elasticität geprüft; von den Resultaten dieser Proben ist mir indessen noch Nichts bekannt geworden.

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Tabelle I.

Textabbildung Bd. 190, S. 449
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Tabelle II.

Textabbildung Bd. 190, S. 450

Das erhaltene Product war kaltbrüchig, spröde und ließ sich im Stahlofen nicht schmelzen. Der Verlust betrug 17,41 Proc.

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Tabelle III.

Textabbildung Bd. 190, S. 451

Zu Schienen verarbeitet. — Abbrand: 17,02 Proc.

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Tabelle IV.

Textabbildung Bd. 190, S. 452

Das Product war sehr weich. Der Abbrand belief sich auf 8,50 Proc.

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Tabelle V.

Textabbildung Bd. 190, S. 453

Das Product war sehr weich. Der Abbrand betrug 12,32 Proc.

Der Brennmaterialverbrauch bei diesem Stahlschmelzprocesse einschließlich des für das Wärmen der Glühöfen verbrauchten Brennstoffes beträgt etwa eine Tonne Kohlen per Tonne erzeugten Stahles.

Aus den obigen Daten lassen sich die productionskosten näherungsweise berechnen.

Nehmen wir den Preis des schwedischen und des Spiegeleisens zu 6 Pfd. Sterl. an, den der Clevelandschienen zu 5 Pfd. St. per Tonne und den durchschnittlichen Ofenabbrand zu 10 Proc.,148 so bedürfen wir zu einer Tonne Stahlzaine (Inguß):

11 Ctr. (engl.) Roheisen à 6 Pfd. Sterl. 3 Pfd. Sterl. 6 Shill.
11 Ctr. Puddelschienen à 5 Pfd. Sterl. 2 Pfd. Sterl. 15 Shill.
1 Tonne Steinkohlen — Pfd. Sterl. 5 Shill.
–––––––––––––––
6 Pfd. Sterl. 6 Shill.
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Die Ausgaben für Arbeitslöhne, Reparaturen und Abgaben an beide Patentträger erhöhen die Productionskosten des Siemens-Martin'schen Zainstahles auf etwa 7 Pfd. St. 10 Sh. Per Tonne, also genau auf dieselbe Summe, welche die productionskosten des Bessemerstahl-Ingusses aus Hämatit-Roheisen in England repräsentiren.

Allem Anschein nach ist der Siemens-Martin'sche Proceß für die Eisenhüttenbesitzer in vielen Gegenden von großer Bedeutung. Derselbe ist zur Umwandlung von altem Material (Stabeisen und Stahl) anwendbar; mittelst desselben läßt sich der von allen anderen Stahlerzeugungsmethoden herrührende Abfall und Ausschuß verwerthen; seine Anwendbarkeit ist nicht auf graues oder stark gekohltes Roheisen beschränkt, und aus allen diesen Gründen kann das Verfahren in Gegenden eingeführt werden, welche sich bisher in Bezug auf Stahlfabrication in ungünstigen Verhältnissen befanden.149

Es entsteht nun die Frage, in welcher Weise das neue Verfahren auf die Fortschritte des Bessemerprocesses einwirken wird, als dessen Nebenbuhler es aufzutreten scheint. Meiner Ansicht nach wird der einzige einfluß, welchen der Siemens-Martin'sche Proceß auf das Bessemerstahlgeschäft ausüben kann, darin bestehen, das letztere anzuregen und zur Erweiterung seiner Sphäre beizutragen. Beide Processe können, da sie zwei verschiedene Classen von Rohmaterial verar eiten, niemals in directe Concurrenz mit einander gerathen. Wo graues Roheisen von einer zur directen Umwandlung hinlänglichen Reinheit zu haben ist, wird das Bessemerverfahren die vortheilhafteste, und in der That die allein geeignete Methode zur Stahlfabrication seyn;150 in allen Fällen aber, wo das Rohmaterial in Stabeisen, weißem Roheisen oder in solchem Roheisen besteht, welches erst durch den Puddelproceß gereinigt werden muß, bevor es als Material für die Stahlfabrication benutzt werden kann, wird das Siemens-Martin'sche Verfahren an seinem Platze seyn. Durch Aufarbeitung und Verwerthung des Abfalles und Ausschusses der Bessemerstahlhütten, der Abschroter von Stahlschienen und anderer Abfallproducte ähnlicher Art wird der neue Proceß dazu beitragen, die Productionskosten des Bessemerstahles, bei denen jene Abfallproducte eine große Rolle spielen, zu vermindern.

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Obschon bei dem neuen Verfahren Roheisensorten von geringer Qualität zur directen Stahlerzeugung nicht benutzt werden können, läßt sich dasselbe dagegen sehr vortheilhaft zur Fabrication von Stahl aus geringeren Sorten von Stabeisen anwenden Es wird demnach allen denjenigen großen Mittelpunkten einer lange bestehenden Eisenfabrication sehr wichtige Dienste leisten können, deren zukünftige Existenz durch die unwiderstehliche Concurrenz des Bessemerprocesses (welcher selbst auf das in diesen Localitäten verfügbare Rohmaterial nicht angewendet werden kann) gefährdet ist.

Somit wird das Siemens-Martin'sche Verfahren dem Bessemerprocesse, sowie dem Stahlhüttenwesen im Allgemeinen, noch in anderer Hinsicht einen wichtigen Dienst leisten, indem es die Einführung der Stahlfabrication in Gegenden ermöglicht, welche von diesem Industriezweige bisher durch ungünstige natürliche Verhältnisse abgesperrt waren. Dadurch aber wird die so wünschenswerthe Einführung des Stahles an Stelle des Schmiedeeisens zu Ingenieurzwecken bedeutend befördert werden.

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Die Martin'sche Stahlerzeugungsmethode wurde im polytechn. Journal Bd. CLXXXVIII S. 46 (erstes Aprilheft 1868) beschrieben. — Als Vertreter der HHrn. Peter und Emil Martin erklärt sich Hr. Civilingenieur Constantin Peipers in Solingen zu jeder speciellen Auskunft über den Proceß bereit.

A. d. Red.

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Der Herausgeber des Practical Mechanic's Journal (V. Day) hält die oben angenommenen Preise des schwedischen Weißeisens und des Spiegeleisens, sowie den Abbrand, für zu niedrig gegriffen.

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Man sehe: Kupelwieser, Vergleichung des Bessemerprocesses mit dem Martin'schen Verfahren der Stahlerzeugung, in diesem Bande des polytechn. Journals S. 104 (zweites Octoberheft 1868).

|454|

Nach V. Day dürfte sich diese Behauptung binnen sehr kurzer Zeit als eine viel zu unbedingte erweisen.

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