Titel: Jordan, über Darstellung des Gußstahles durch Frischen von Roheisen.
Autor: Jordan, S.
Fundstelle: 1870, Band 196, Nr. LXX. (S. 225–243)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj196/ar196070

LXX. Die Darstellung des Gußstahles durch Frischen von Roheisen mittelst Erhitzung durch intermoleculare Verbrennung; von S. Jordan, Ingenieur und Professor der Metallurgie an der École centrale.

Mitgetheilt 42) aus den Memoiren der Société des Ingénieurs civils von Franz Kupelwieser, Professor an der k. k. Bergakademie in Leoben.

Aus der österreichischen Zeitschrift für Berg- und Hüttenwesen, 1870, Nr. 16.

I. Allgemeine Betrachtungen.

Bekanntlich sind die constituirenden Bestandtheile des Roheisens der Hauptsache nach das Eisen, der Kohlenstoff in einer wechselnden Menge von 2 bis 5 Proc., das Silicium, welches in einer Menge von 0,25 bis 3,50 Proc. selten fehlt, sowie manchesmal das Mangan, welches von 0 bis 10, ja selbst 12 Proc. zu finden ist; endlich verschiedene Metalloide, wie Schwefel und Phosphor, welche die Qualität des Metalles immer vermindern, was jedoch in geringerem Grade der Fall ist, wenn beide zu gleicher Zeit vorhanden sind.

Das Frischen des Roheisens hat den Zweck, das Eisen dem Zustande des reinen Eisens näher zu bringen, indem Schwefel und Phosphor abgeschieden, durch Verbrennen des Kohlenstoffes das Eisen entkohlt wird. Silicium und Mangan werden gleichzeitig beinahe vollkommen abgeschieden und in die Schlacke übergeführt. Es ist nicht meine Absicht, die hinreichend bekannte Theorie der Frischprocesse zu wiederholen, sondern nur einige durch die Praxis constatirte Thatsachen, sowie einige Grundsätze dieser Theorie in's Gedächtniß zurückzurufen.

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Das erste fremde Element, welches beim Frischen abgeschieden wird, ist das Silicium. Sowohl im Frischfeuer wie im Puddlingsofen wird Silicium in der ersten Periode als Kieselerde abgeschieden, während sich der Kohlenstoff in dem Bade concentrirt. Diese Thatsache ist durch die Analysen verschiedener Chemiker, welche die Frischprocesse studirten, vorzüglich aber durch Crace Calvert und Johnson nachgewiesen worden.

Bei einem gut geführten Frischprocesse muß die Reinigung, sowie die Entkohlung so weit wie möglich vorwärtsschreiten.

Bei der Entkohlung, es mag dieselbe durch directe Einwirkung, wie bei der Trockenfrischung, oder durch an Eisenoxydul reiche Silicate erfolgen, entweicht der Kohlenstoff immer in Form von Kohlenoxydgas und nicht von Kohlensäure.43) Es ist leicht, dieß während des Aufkochens im Puddlingsofen, sowie im Bessemerofen während der Entkohlungsperiode nachzuweisen.

Wenn das Roheisen wenig Kohlenstoff, hingegen aber bedeutendere Mengen von Schwefel und Phosphor enthält, so wird eine Reinigung nicht vor einer vollkommenen Entkohlung zu Ende gehen und man erhält als Resultat des Frischprocesses ein entkohltes Eisen, welches weich und sehnig ist, wenn die Reinigung vollkommen war, spröde und rothbrüchig, wenn das Eisen schwefelhaltig ist, brüchig und grobkörnig, wenn Phosphor zurückblieb.

Wenn man hingegen ein sehr kohlenstoffreiches Roheisen hat, welches wenig Schwefel und Phosphor, hingegen um so mehr Mangan enthält (welches letztere durch seine Anwesenheit allein schon einen großen Grad von Reinheit, sowie die Neigung, sich leicht reinigen zu lassen und die Gutkohlung zu verzögern, anzeigt), so kann die Reinigung schnell vollendet seyn und man erhält ein Product welches entweder Stahl, oder ein mehr oder weniger stahlartiges Eisen oder Feinkorneisen ist, je nachdem der Frischproceß früher oder später unterbrochen wurde. Diejenigen Sorten Roheisen, welche diesen Bedingungen entsprechen, nennt man Stahlroheisen. Die Stahlhüttenleute wissen gegenwärtig recht gut, was sie von dem alten Geheimniß über die Stahlnatur des Roheisens zu halten haben.

Das Frischen des Roheisens erfolgte bis in die letzten Jahre einzig dadurch, daß man dasselbe in flüssigen Zustand entweder in unmittelbarer Berührung mit reinem Brennstoff, wie in Frischfeuern, oder in einem Flammofen, der durch festen Brennstoff oder durch Gase erhitzt wird, versetzte |227| und sodann Luft oder Eisen- und Manganoxydate oxydirend einwirken ließ. Bei diesen verschiedenen Processen bekümmerte man sich nicht um den Gewinn oder Verlust an Wärme, welche durch die Reactionen im flüssigen Bade hervorgebracht wurden, sondern man führte von außen bedeutende Mengen von Wärme zu, von welcher der größte Theil durch die Verbrennungsgase, sowie durch Ausstrahlung der Ofenwände verloren geht, während nur ein sehr geringer Theil dem Metallbade durch eine oberflächliche Berührung mit der Flamme, sowie durch strahlende Wärme der Wände zu Gute kommt. Um in einem Puddlingsofen, bei welchem das Einschmelzen des Roheisens circa eine halbe Stunde dauert, eine Charge von 200 Kil. Roheisen einzuschmelzen und auf eine Temperatur von beiläufig 1400° C. zu erhitzen, braucht man 100 Kil. Kohle. Von den 750000 Calorien, welche man annäherungsweise erzeugt, werden 5–600000 durch die Verbrennungsproducte weggeführt, 100000 gehen durch Ausstrahlung der Ofenwände verloren, während nur annäherungsweise 60000 oder 1/12 der Gesammtmenge im Roheisenbade nutzbar gemacht wird.

Seit beiläufig 15 Jahren erschienen neue Frischmethoden, bei welchen man bemüht war, an Wärme bedeutend zu sparen. Ist das Roheisen einmal flüssig, so vermeidet man jeden weiteren Brennstoffverbrauch, und man erhitzt das Bad, indem man durch Zuführung von oxydirenden Mitteln Silicium, Mangan, Kohlenstoff, welcher sich im Roheisen befindet, sowie selbst einen Theil des Eisens verbrennt. Die Wärmemenge, welche im Inneren der weißglühenden Masse durch intermoleculare Verbrennung erzeugt wird, wird viel besser ausgenutzt, den Ofenwänden wird dieselbe so zu sagen erst aus zweiter Hand mitgetheilt. Sie absorbiren und geben um so weniger Wärme ab, je schneller die Operationen durchgeführt werden; sie werden aber auch durch die erzeugte Wärme weniger angegriffen. Es ist wohl kaum erforderlich zu bemerken, daß der Typus dieser neuen Reihe von Frischprocessen durch den Bessemer-Proceß charakterisirt ist. Man erinnere sich nur an das Aufsehen, welches durch das Auftreten Bessemer's im Jahre 1856 in der metallurgischen Welt hervorgebracht wurde, indem er ankündigte, daß er direct aus Roheisen ohne Anwendung von Brennstoff Gußstahl erzeuge. Die Oxydationsmittel, welche theils vorgeschlagen, theils angewendet oder versucht wurden, sind vorzüglich: Sauerstoff, Luft und Wasserdampf.

Ich beabsichtige hier so sorgfältig als möglich zu untersuchen, auf welche Weise diese Mittel auf die Temperatur des flüssigen Roheisenbades einwirken können, um mit Hülfe der durch dieses Studium erlangten Kenntnisse mehrere dieser neuen Processe beurtheilen zu können.

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Um einen bestimmten Fall zu betrachten, will ich ein Bad von 1000 Kil. grauen flüssigen Roheisens, welches auf eine höhere als die Schmelztemperatur, z.B. auf 1400ºC. erhitzt ist, annehmen. Wie groß wird die im Bade enthaltene Wärmemenge seyn?

Nach Pouillet und Péclet sind die Schmelztemperaturen des Roheisens folgende:

1050º für stark gekohltes weißes Roheisen
1200º „ graues graphitisches
1250º „ „ manganhaltiges

Die Wärme-Capacitäten sind nach Regnault:

0,1098 für Eisen zwischen 0º und 100º
0,1255 „ „ „ 0º „ 350º
0,1273 „ feinirtes Roheisen zwischen 0º „ 100º
0,1298 „ weißes hochgekohltes Roheisen.

Nach den Versuchen eines geschickten schwedischen Chemikers ist die mittlere Wärmecapacität des gewöhnlichen grauen Roheisens:

0,13 zwischen 0º und 200º
0,17 „ 0º „ 1000º
0,21 für flüssiges Roheisen.

Die latente Schmelzwärme beträgt nach demselben Autor nahe 46 Calorien.44)

Die Menge Calorien, welche von 1000 Kil. flüssigen Roheisens aufgenommen werden, sind demzufolge:

1000 (1200 × 0,17 + 46 + 200 × 0,21) = 292000 Cal.

Man müßte 210 Calorien hinzufügen oder wegnehmen, wenn man die Temperatur um je 1 Grad ändert.

Wenn man 42000 Wärmeeinheiten wegnimmt, so erhält man das Roheisen auf dem Schmelzpunkte.

Ich werde annehmen, daß das Roheisen in einem feuerbeständigen Gefäße, dessen Wände für Wärme undurchdringlich sind, enthalten sey und in dasselbe Sauerstoff, Luft oder trockener Wasserdampf in feinzertheiltem Zustande eingeführt werde.

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Verbrennung des Eisens.

1. Durch reines Sauerstoffgas. – Für jedes Hundertel (10 Kil.) verbranntes Eisen sind erforderlich 10/3,5 = 2,857 Kil. Sauerstoff, welche 12,857 Kil. Eisenoxydul geben, bei deren Erzeugung nach Dulong 2,857 × 4327 = 12362 Calorien entwickelt werden.

Diese Wärmemenge wird aber dem Eisenbade nicht vollkommen zu Gute kommen, weil das gebildete Oxyd eine viel größere Wärmecapacität als metallisches Eisen hat (0,17 anstatt 0,11 im festen und vermutlich noch mehr im flüssigen Zustande), und um auf die Temperatur des Bades gebracht zu werden, noch (12,857 × 0,17 – 10 × 0,11) × 1400 = 1520 Calorien absorbiren würde.

Es würden somit zur Erhitzung des Bades noch 10840 Calorien übrig bleiben, und somit für jedes Hundertel durch Sauerstoff verbrannten Eisens die Temperatur des Bades um nahe 50 Grade steigen. Da das Eisenoxydul unverändert im Bade zurückbleibt, so wird dem Gefäße nach Außen keine Wärme entnommen. Durch Einleitung eines kräftigen Strahles Sauerstoff würde aber die Temperatur so hoch steigen, daß kein Gefäß aushalten würde, die Reaction wäre sehr lebhaft und rasch, das Gefäß würde wenig Wärme durch Ausstrahlung verlieren.

2. Durch atmosphärische Luft. – Für je 10 Kil. verbrannten Eisens sind 2,857 Kil. Sauerstoff erforderlich, welchem 2,857 × 77/23 = 9,570 Kil. Stickstoff entsprechen. Die Menge der erzeugten Calorien würde wie oben nahezu 10840 erreichen, wenn nicht der Stickstoff, nachdem er die anfängliche Temperatur des Metallbades angenommen hat, entweichen und somit 9,57 × 0,244 × 1400 = 3269 Calorien wegführen würde. Es würden dem Bade somit nur 7570 Calorien zugeführt werden, eine Zahl, welche hinreichend groß erscheint, um durch das Verbrennen von einigen Hunderteln Eisens die Temperatur rasch zu steigern.

3. Durch Wasserdampf. – Ich will trockenen Wasserdampf auf 100º erhitzt annehmen. (Den Dampf zu überhitzen, würde von keinem großen Werthe seyn, und es wäre besser das Bad zu überhitzen, weil die Leitungsfähigkeit desselben eine größere, die specifische Wärme hingegen eine geringere als die des Dampfes ist.) – Für je 10 Kil. verbrannten Eisens sind erforderlich 2,857 Kil. Sauerstoff und somit 2,857 × 9/8 = 3,214 Kil. Dampf, welche 0,357 Kil. Wasserstoff enthalten. |230| Der Wasserdampf kommt mit 100º an, absorbirt bei seiner Zersetzung45) 29512 × 0,357 = 10538 Calorien und führt, indem er entweicht, 0,357 × 3,40 × 1300 = 1578 Calorien mit. Der Gesammtverlust beträgt somit 10538 + 1578 = 12116 Calorien.

Will man jedoch genau rechnen, so muß man die Wärmemenge welche die 2,857 Kil. Sauerstoff mitbringen, somit 2,857 × 0,218 × 100 = 62 Calorien in Abrechnung bringen, wodurch sich der Verlust auf 12054 Calorien reducirt.

An Wärme würden, wie oben gezeigt, nahe 10840 Cal. erzeugt, und es würde ein schließlicher Wärmeverlust für je 10 Kil. durch Wasserdampf verbranntes Eisen, von 1214 Calorien resultiren.

Wenn man Wasserdampf in flüssiges Roheisen einführt, würde man ein Gemenge von Eisen und Eisenoxydaten erhalten, dessen Temperatur stark abnehmen würde, wenn man nicht Wärme von Außen zuführt. Durch Ueberhitzen der Wasserdämpfe wäre dieß nicht leicht möglich, weil man bei der Wärmecapacität des Wasserdampfes von 0,475 denselben auf 850º erhitzen mühte, wenn man das Metallbad nur auf der gleichen Temperatur erhalten wollte, während eine derartige Ueberhitzung praktisch nicht leicht durchführbar ist.

Allerdings habe ich vorausgesetzt, daß der Wasserstoff mit der anfänglichen Temperatur des Metallbades entweicht, was nicht ganz richtig ist; andererseits habe ich aber auch auf die Abkühlung des Gefäßes keine Rücksicht genommen, so daß kein wesentlicher Fehler entstehen dürfte.

Verbrennung des Mangans.

Das Aequivalent des Mangans ist wenig verschieden von dem des Eisens, während seine Wärmecapacität etwas größer ist. Hingegen ist die Wärmecapacität des Manganoxydes nahezu gleich der des Eisenoxydes. Es ist daher anzunehmen, daß die calorischen Erscheinungen beider Stoffe sehr ähnlich sind.

Verbrennung von Kohlenstoff.

1. Durch reines Sauerstoffgas. – Um je ein Hundertel Kohlenstoff (10 Kil.) zu 23,333 Kil. Kohlenoxydgas zu verbrennen, sind 13,333 Kil. Sauerstoff erforderlich. Es mag die Verbrennung direct oder indirect, das ist durch Vermittlung von Eisenoxydaten welche in |231| Berührung mit Kohlenstoff reducirt werden, erfolgen: so wird das Product immer Kohlenoxydgas seyn. Die erzeugte Wärmemenge wird immer der entsprechen, welche bei Verbrennung des Kohlenstoffes zu Kohlenoxydgas entwickelt wird, denn wenn sich auch unmittelbar Eisenoxydate bilden, so werden dieselben bei der Oxydation des Kohlenstoffes zerlegt und die beiden Reactionen werden sich vom Standpunkte der Wärme aus aufheben. Die Resultate der Verbrennung werden seyn: 23,333 Kil. Kohlenoxydgas und 10 × 2473 = 24730 Calorien.

Kohlenoxydgas wird, indem es mit einer Temperatur von 1400º entweicht, an Wärme entführen

(23,333 × 0 . 2479 – 10 × 0,241) 1400 = 4518 Calorien.

Es bleiben somit im Bade:

24730 – 4718 = 20012 Calorien für jedes Hundertel mit Sauerstoff verbrannten Kohlenstoffes.

2. Durch atmosphärische Luft. – Um je 10 Kil. Kohlenstoff zu verbrennen, sind 13,333 Kil. Sauerstoff erforderlich, welchen ein Gewicht von 13,333 × 77/23 = 44,666 Kil. Stickstoff entspricht.

Die erzeugte Wärmemenge wird immer 24730 Cal. betragen, von welchen jedoch 4718 Cal. durch Kohlenoxydgas und 44,666 × 0,244 × 1400 = 15260 Cal. durch Stickstoff entführt werden. Es bleiben somit für die Erwärmung des Bades nur 24730 – (4718 + 15260) = 4752 Calorien, wodurch nur eine Erwärmung des Bades um 22º möglich wird.46)

Aufmerksam zu machen ist darauf, wie groß der Wärmeverlust durch Erhitzung der gasförmigen Verbrennungsproducte ist, während der Gewinn an Calorien ein bedeutender ist, wenn die Producte im flüssigen oder festen Zustande im Metallbade zurückbleiben.

3. Durch Wasserdampf. – Um je 10 Kil. Kohlenstoff zu verbrennen, sind 13,333 Kil. Sauerstoff erforderlich, welche mit 1,667 Kil. Wasserstoff 15 Kil. Wasserdampf geben. Die Zerlegung dieses Wasserdampfes absorbirt 1,667 × 29512 = 49187 Calorien; der Wasserstoff, welcher während seines Durchganges von 100 auf 1400º erhitzt wird, nimmt 1,667 × 3,4 × 1300 = 7367 Cal. mit; der Gesammtverlust beträgt somit 49187 + 7367 = 56554 Calorien.

Der Gewinn an Wärme wird, wie oben gezeigt, nur 24730 – 4718 = 20012 Calorien betragen. Die Wärmemenge welche das Bad abgeben |232| müßte, würde somit 56554 – 20012 = 36542 Cal. ausmachen, von welchen jedoch die Wärmemenge welche der Sauerstoff mitbringt, sonnt 13,333 × 0,218 × 100 = 290 Cal. abzuziehen wären. Der schließliche Verlust würde somit 36252 Cal. betragen.

Die Temperaturabnahme, hervorgerufen durch diesen Verlust, macht die Entkohlung des Roheisens durch Wasserdampf unmöglich, wenn man nicht durch Temperaturzuführung von Außen die rasche Abkühlung, welche durch Verbrennung von einigen Hunderteln Kohle hervorgebracht wird, verhindert.

Verbrennung des Siliciums.

1. Durch reines Sauerstoffgas. – Zur Verbrennung von einem Hundertel oder 10 Kil. Silicium sind 10 × 24/21,5 = 11,16 Kil. Sauerstoff erforderlich, welche 21,16 Kil. Kieselerde geben. Welche Wärmemenge wird durch diese Verbrennung erzeugt?

Die Physiker haben leider weder die Wärmemenge welche beim Verbrennen des Siliciums entwickelt wird, noch weniger die specifische Wärme desselben bestimmt. Wenn man jedoch einerseits berücksichtigt, daß das Silicium nach Versuchen im Laboratorium, wenn auch langsamer als dichter Kohlenstoff, so doch mit großer Energie verbrennt, andererseits aber die Verbrennung eine vollständige, das Product ein fester Körper und viel beständiger als Kohlensäure ist: so kann man, ohne sehr große Fehler zu begehen, annehmen, daß die Wärmemenge welche beim Verbrennen des Siliciums zu Kieselerde entwickelt wird, gleich sey jener, welche bei der Verbrennung des Kohlenstoffes zu Kohlensäure entsteht, das sind 8000 Calorien.47)

10 Kil. Silicium auf 1400 Grade erhitzt geben bei ihrer Verbrennung in Sauerstoff 80000 Cal. Ein Theil dieser Wärmemenge wird durch Bildung von Kieselerde gebunden. Es ist allerdings unmöglich, diese Menge genau zu berechnen, da man die Wärmecapacität des Siliciums nicht kennt, aber man kann sie nahezu gleich setzen jener Wärme, welche erforderlich ist um den eingeblasenen Sauerstoff auf die Temperatur des |233| Bades zu bringen, das sind 11,16 × 0,218 × 1400 = 3406 Cal. Das Metallbad erhält somit die enorme Quantität von 76594 Cal.

Man ersieht daraus, daß das Silicium es der Beständigkeit der erzeugten Kieselerde verdankt, daß dieselbe, indem sie im Bade zurückbleibt, eine so große Wärmequelle bietet. Durch Verbrennung eines Hundertels von Silicium in Sauerstoff wird die Temperatur so weit gesteigert, daß kein Gefäß widerstehen könnte.

2. Durch atmosphärische Luft. – Unter denselben Bedingungen wie oben würde der Gewinn an Wärme 76594 Cal. betragen, weniger der Wärmemenge welche durch den Stickstoff der Luft weggeführt wird. Um dieß beurtheilen zu können, müßte man die erzeugte Temperatur kennen. Als untere Grenze der Temperatur mit welcher der Stickstoff entweicht, sind 1400 Grade anzunehmen.

Die Menge Stickstoff beträgt 11,16 × 77/23 = 37,386 Kil. und die Menge Wärme welche derselbe wegführt, beträgt 37,386 × 0,244 × 1400 = 12770 Cal.

Das Bad erhält somit 76594 – 12770 = 63824 Cal., eine noch immer sehr beträchtliche Menge.

3. Durch Wasserdampf. – Die Verbrennung von 10 Kil. Silicium in Sauerstoff würde in diesem Falle 76594 Wärmeeinheiten hervorbringen, allein 11,16 Kil. werden durch Zersetzung von 12,555 Kil. Wasserdampf, welche 1,395 Kil. Wasserstoff enthalten, erhalten. Die bei der Zersetzung absorbirte Wärme gibt aber 1,395 × 29512 = 41169 Wärmeeinheiten; Wasserstoffgas führt außerdem noch weg 1,395 × 3,40 × 1300 = 6166 Cal.

Es bleiben daher im Bade zurück:

76594 – (41169 + 6166) = 29259 Cal., welchen man noch die durch den Sauerstoff zugeführte Wärmemenge 11,16 × 0,218 × 100 = 236 Cal. zufügen müßte.

Es ist somit die ganze dem Bade zugeführte Wärmemenge gleich 29502 Cal.

Zu bemerken ist noch, daß das Silicium das einzige der Elemente im Roheisen ist, welches bei der Verbrennung in Wasserdampf einen Gewinn von Wärme für das Bad gibt. Diese Thatsache erklärt die von mehreren Metallurgen empfohlene Durchführung des Frischens mit Wasserdampf in den ersten Stadien des Processes.

Auf Grundlage des vorhergehenden Studiums über die Erhitzung eines Roheisenbades von 1000 Kil. will ich nun die Zusammensetzung |234| eines gut brauchbaren Bessemer-Roheisens, wie dasselbe in Terrenoire, Saint-Louis oder Givor erzeugt wird, substituiren:


1000 Kil. Roheisen enthalten

42,50 Kohlenstoff
20,00 Silicium
937,50 Eisen und Mangan.

Ich will auch annehmen, daß die Entkohlung in allen drei Fällen, welche wir nun betrachten wollen, eine vollkommene sey, sowie man es in der That in den Hütten durchführt, um schließlich durch Zusatz von Spiegeleisen rückzukohlen.

Wenn man den Abgang wie gewöhnlich rechnet, so würde man 850 Kil. entkohltes Metall erhalten.

II. Pneumatisches oder Wind-Frischen.

Wenn man feinvertheilten Wind in ein Bad von Roheisen einbläst, so wird man an Wärme gewinnen:

durch Verbrennung von

20 Kil. Si 2 × 63824 = 127648 Calorien
42,5 Kil. C 4,25 × 4752 = 20176 „
87,5 Kil. Fe u. Mn 8,75 × 7570 = 66237 „
––––––––––––––––
Zusammen 214061 Calorien.

Nimmt man an, daß die Wärmecapacität des geschmolzenen Eisens 0,16 sey (die Wärmecapacität des Roheisens wird um die Hälfte vermehrt, wenn dasselbe von 0º bis zur Schmelztemperatur erwärmt wird, weßhalb ich annehme daß dasselbe auch beim Eisen der Fall ist), so sieht man, daß die vom Bade aufgenommene Wärmemenge hinreicht, die Temperatur um beiläufig 1350º zu erhöhen, wenn es nur aus Eisen ohne Schlacken bestünde, keine Wärmeausstrahlung durch die Wände des Gefäßes stattfände und die Gase nicht mit einer höheren Temperatur als mit 1400º, wie in der Berechnung angenommen wurde, ausströmen würden, was vermuthlich der Fall ist. Hinzufügen muß ich noch, daß bei den hohen Temperaturen, und ungeachtet der Windpressung von 1 Atmosphäre, mit welcher man gewöhnlich arbeitet, die Kraft der Zersetzung einen großen Einfluß ausübt, und daß sich die Verbindungen nicht so exact und vollkommen bilden, als in der Berechnung angenommen wurde.

Die oben angeführten Ziffern reichen noch nicht hin, die bis jetzt ungekannten Temperaturen, welche man im Bessemer-Ofen erhält, zu erklären, denn bei den Temperaturen welche man bei der Verarbeitung sehr siliciumreichen Roheisens erhält, sieht man den weichen Stahl mit |235| einer Dünnflüssigkeit und mit einer Farbe, welche lebhaft an die Flamme des Alkohols erinnert.

Die Praxis hat gezeigt daß, wenn das in den Converter gebrachte Roheisen weniger als 1 1/4 Proc. Silicium enthält, die Chargen häufig wegen Mangel an Hitze verunglücken. Wenn man bedenkt, daß das in den Bessemerofen eingetragene Roheisen beim Umschmelzen im Flammofen 1 Proc. Silicium verliert, so ist erklärlich, daß die Stahlhütten selbst die reinsten Roheisensorten nicht anwenden wollen und können, wenn sie nicht wenigstens 2 oder 2,5 Proc. Silicium enthalten, wie ich dieß schon im Jahre 1864 in den Stahlhütten des Siegenerlandes beobachtet habe. Die Schwierigkeit, reine Roheisensorten mit einem hinreichenden Gehalt an Silicium zu erzeugen, ist die größte, mit welcher die französischen Hütten, welche Bessemer-Roheisen erzeugen, zu kämpfen haben. Die Hütte in Terrenoire war die erste in Frankreich, welche diese Schwierigkeit dadurch beseitigt hat, daß das Roheisen direct vom Hohofen entnommen wird. Jene Hütten, welche die zweite Schmelzung umgehen können, reichen mit einem Siliciumgehalt von 1 1/2 Proc. aus; selbst bei regelmäßigem Hohofengange erhält man leicht 1 1/2 bis 2 Proc., aber 2 1/2 bis 3 Proc. nur bei Schwankungen des Betriebes, um sicher zu seyn, daß keine Charge verunglücke.

Bei der Roheisen-Fabrication schließen sich gleichsam Mangan und Silicium gegenseitig aus, weßhalb graues Roheisen, welches auch selbst nur 2 Proc. Mangan enthält, nicht die erforderliche Menge Silicium besitzt, um mit Sicherheit nach einer zweiten Schmelzung im Bessemer-Ofen verwendet werden zu können. Die manganreichen, aber siliciumarmen Roheisensorten nennt man in den Bessemerhütten kalte Roheisensorten und man wendet sie gewöhnlich gemengt mit anderen, den sogenannten heißen Roheisensorten an, welche im Gegentheil reich an Silicium (über 2 1/2 Proc.) und arm an Mangan sind. Um weiche Stahlsorten für Bleche, Bandagen und Gewehrläufe zu erzeugen, wendet man weiche, manganarme Roheisensorten an, da man viel Hitze und wenig Kohlenstoff im Roheisenbade braucht.

Die englischen Hämatit-Roheisensorten, welche für Erzeugung eines weichen Bessemerstahles einen bedeutenden Ruf haben, enthalten nicht mehr als 1/2 Proc. Mangan. Um hingegen harten Stahl für Eisenbahnschienen zu erzeugen, setzt man oft eine bedeutende Menge von kaltem, manganreichen Roheisen zu.

In beiden Fällen treibt man die Entkohlung bis zu Ende, um geschmolzenes Eisen, ja selbst etwas verbranntes Eisen zu erhalten, bei welchem so zu sagen etwas Eisenoxydate zwischengelagert sind. Hierauf |236| setzt man eine bestimmte Menge Spiegeleisen (mit 4–5 Proc. Kohlenstoff und 7–10 Proc. Mangan, aber höchstens mit 1/2 Proc. Silicium) zu, und zwar um so mehr, je härter man den Stahl haben will. Die Menge des zugesetzten Spiegeleisens schwankt zwischen 6 und 12 Proc. Dieser Roheisenzusatz bewirkt die Reduction der aufgenommenen Eisenoxydate, sowie die größere oder geringere Rückkohlung des Eisens. Man gibt noch etwas Wind und schreitet zum Guß.

Die Temperatur des Metallbades braucht nicht so hoch zu seyn, wenn der Stahl hoch gekohlt, hart ist, als wenn er wenig gekohlt, d. i. weich ist. – Bei gleicher Temperatur ist der höher gekohlte Stahl aber immer flüssiger. Ein Ueberschuß an Temperatur ist immer von Vortheil, und man kann denselben dadurch ausnutzen, daß man Eisen- und Stahlabfälle in den Converter wirft, welche sich im Bade vollkommen auflösen, wenn dasselbe hinreichend heiß ist; endlich kann man das Metall eine Zeit lang in der Gußpfanne stehen lassen (manchmal 10 Minuten), damit Blasen von Luft und Kohlenoxydgas, sowie Schlacken an die Oberfläche kommen, wodurch dichtere Güsse erzielt werden.

Um die Blasenräume in den Gußblöcken thunlichst zu vermeiden, muß man das Gebläse abstellen, sobald die Entkohlung vollendet ist, und nicht zu viel Eisenoxydate bilden. Je mehr von den letzteren vorhanden ist, desto mehr Kohlenoxydgasblasen werden sich bilden nach dem Zusatz von Spiegeleisen, und man wird um so mehr zusetzen müssen, um den gleichen Grad von Härte zu erhalten.

Um den Moment in welchem der Kohlenstoff verbrannt ist, zu erkennen, bedient man sich folgender Mittel:

1) Das Aussehen der Flamme und Funken, welche aus dem Halse der Retorte entweichen. Sobald nur mehr wenig Kohlenoxydgas entwickelt wird, sinkt die lange, hell leuchtende Flamme, welche aus dem Apparate entweicht, schnell; man sieht nur noch einen mehr oder weniger rothen Lichtbüschel, gebildet von weißglühendem Stickstoff, in welchem Staub von Eisenoxydaten eingemengt ist. Die noch durch metallische Kügelchen hervorgebrachten Funken sind, so lange das Bad noch gekohlt ist, roth, werden aber in dem Maaßs als das Eisen rein wird, weiß.

2) Der Wechsel des Geräusches im Apparat. Wenn aus der Eisenmasse nur mehr Stickstoff entweicht, ist das Aufkochen nicht mehr dasselbe, als wenn zu gleicher Zeit Kohlenoxydgas entweicht.

3) Die Spectral-Analyse der Flamme. Wenn alle Linien verschwunden sind und nur noch die des Natriums übrig bleibt, ist die Entkohlung vollendet.

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4) Die Schlackenprobe. Dieses Mittel, in Frankreich wenig gekannt, wird vorzüglich in Deutschland angewendet.

Ich habe dasselbe in der Stahlhütte zu Hoerde angewendet gesehen. Man nimmt mit einer Eisenstange, welche man in den Converter eintaucht, ein wenig Schlacke und kühlt dieselbe ab. Wenn sie gelbgrün ist (welche Farbe nur einen, geringen Gehalt von Eisenoxydaten anzeigt), so ist das Metall noch gekohlt; ist sie hingegen graublau (von einem großen Gehalt an Eisenoxydaten), so ist das Metall entkohlt.

In einigen Gegenden, wo man schwer siliciumreiche Roheisensorten erhält, suchte man nach Mitteln, um siliciumarme Roheisensorten im Bessemerofen verarbeiten zu können.

In Hoerde, wo man zur Erzeugung von weichem Stahl englisches Hämatit-Roheisen verarbeitet, sah ich für harten Stahl wenig Silicium haltendes Roheisen, erblasen aus rothen Hämatiten, Spatheisensteinen und Kieseleisensteinen, angewendet. Man gattirte in der Weise, daß das ursprüngliche Metallbad 1 Proc. Silicium und wenigstens 2,75 Proc. Mangan enthielt. Auf diese Weise konnte man den Proceß gerade noch durchführen, obwohl der Verlauf viel kürzer als in den englischen und französischen Stahlhütten war. Die durch Verbrennung des Mangans, welches früher oxydirt wird als Eisen, und der geringen Menge des Siliciums erzeugte Temperatur reichte eben hin, um harten Stahl genügend flüssig zu erhalten. Man konnte aber das Ende des Processes nicht mit Hülfe der gewöhnlichen Mittel erkennen, da ein dicker Rauch, ohne Zweifel hervorgebracht durch die im festen Zustande durch den Wind ausgeblasenen Oxyde des Mangans und Eisens, die Beobachtung der Flamme verhinderte, und daher zur Schlackenprobe Zuflucht genommen werden mußte.

In Turrach wird, so sagt man, Blei zugesetzt, um auf diese Weise ein besseres Product zu erzielen. Das Blei kann offenbar nur als Brennmaterial dienen und geht in die Schlacken. In Neuberg wird Kohlenpulver eingeblasen.

Ich habe nichts über den Schwefel und Phosphor gesagt. Durch das Windfrischen selbst wird von diesen beiden Körpern nichts abgeschieden. Der Schwefel bleibt in dem entkohlten Metall. Man kann übrigens eine gewisse Reinigung am Ende der Operation hervorbringen und die Gegenwart des Schwefels durch Zusatz von sehr manganreichem Spiegeleisen überdecken. Allein der erhaltene Stahl wird immer etwas rothbrüchig, sobald die Menge des Schwefels im Roheisen einige Zehntausendtel übersteigt.

Um den Phosphor zu beseitigen, kennt man keine Mittel; sobald |238| das Roheisen davon eine nur halbwegs größere Menge enthält, werden Wärme Erscheinungen von sehr großer Intensität hervorgebracht, der Converter ist in der Regel sehr beschädigt; man hat aber die Umstände noch nicht genügend studirt, um denselben leicht zu entfernen.

Bessemer hat sich sehr bemüht Mittel zu finden, um Stahl aus unreinem, vorzüglich phosphorhaltigem Roheisen zu erzeugen. Er hat zwei verschiedene Processe versucht, welche beide jedoch auf die Abscheidung des Phosphors durch Einwirkung von eisenreicher Schlacke in einer oxydirenden Atmosphäre basirt waren. Man weiß in der That, daß bei der gewöhnlichen Puddlingsarbeit der Phosphor großentheils aus dem Roheisen in die Schlacke übergeführt werden kann, wenn die Schlacke hinreichend mit Eisenoxydaten gesättigt ist.

Bei der ersten Methode der Arbeit, welche nichts anderes als eine Modification des Processes von Parry ist, unterwirft Bessemer das phosphorhaltige Roheisen einem eigentlichen Durcharbeiten in einem oscillirenden Puddlingsofen, welcher durch Gase geheizt wird. Die so erhaltene Eisenmasse kohlt er zurück, indem er sie im Tiegel oder im Kupolofen mit Kohlenstoff haltenden Materialien umschmilzt, und behandelt dieselbe schließlich im Gemenge mit grauem, siliciumreichen aber hinreichend reinen Roheisen im Converter.

In einem zweiten weitaus neueren Processe wendet Bessemer allein seinen Converter an, bringt aber in demselben zwei um 90º von einander getrennte, mit Düsen versehene Böden an. Er beginnt das Frischen auf dem kleinen Boden, der sowie der Herd des Puddlingofens mit Schlacken umgeben ist, und steigert nun die Temperatur, indem Wind eingeblasen und Silicium verschlackt wird. Nun wird Dampf eingeleitet, um die Temperatur so weit abzukühlen, um ein Gemenge von Schlacke und Eisen zu erzeugen, um auf diese Weise Phosphor abzuscheiden. Sobald er auf diesem Punkt angekommen ist, wendet er den Converter so, um eine neue Charge von siliciumhaltendem aber phosphorfreiem Roheisen eintragen zu können, und verarbeitet nun beide Quantitäten gemeinschaftlich auf dem größeren Boden wie gewöhnlich. Ich weiß noch nicht, welche praktischen Resultate dieser Proceß gegeben hat.

Um das, was dem pneumatischen Frischprocesse eigenthümlich ist, zu fixiren, will ich erwähnen, daß die Metallmassen welche durch die intermoleculare Verbrennung erhitzt werden, bedeutend sind. Es ist nothwendig, daß die Massen so groß als möglich seyen, der todten Masse des Apparates halber, in welchem man arbeitet. Die äußere Oberfläche soll im Verhältniß zur Masse des Metalles so klein als möglich seyn. Die Nothwendigkeit, diesen beiden Bedingungen zu entsprechen, hat dahin |239| geführt, um einerseits eine große Wärmeabsorption durch das Gesäß, andererseits eine zu große Abkühlung zu vermeiden, bis zu 20 Tonnen auf einmal zu verarbeiten und ellipsoidische Converters zu verwenden.

Erfahrungen kann man nicht mit kleinen Quantitäten Roheisens sammeln. Die ersten Versuche von Bessemer und Baxterhause im Jahre 1856 verarbeiteten allerdings nur 7 Centner englisch. Sie sind aber immerhin schon kostspielig und es ist begreiflich, daß die Erfinder auf der neu betretenen Bahn langsam vorwärts schritten.

Bemerken muß ich noch, daß die Windstrahlen den Wänden des Apparates nicht zu nahe gelegt werden dürfen, weil dieselben sonst zu schnell zu Grunde gehen. Dieß ist auch der Grund, warum der Boden einen kleineren Durchmesser als der Bauch der Retorte haben muß, und die Düsen nicht zu nahe an dem Rande des Bodens stehen sollen.

III. Das Frischen durch Wasserdampf.

Leitet man in das früher schon betrachtete Roheisenbad feinzertheilten trockenen Dampf ein, so wird der Gewinn und Verlust an Wärme folgender seyn:

Durch Verbrennung von

Gewinn Verlust
20 Kil. Si 2 × 29502 59004
42,5 Kil. C 4,25 × 36252 154071
87,5 Kil. Fe 8,75 × 1214 10622
–––––––––––––––
59004 164693

Es resultirt somit ein Verlust von 105689 Calorien.

Nimmt man die specifische Wärme des geschmolzenen Eisens sowie früher zu 0,16 an, so ersieht man, daß die Temperatur des Roheisenbades um beiläufig 700 Grade abnehmen würde, abgesehen von den Wärmeverlusten durch das Gefäß, und man würde, anstatt flüssiges Metall zu erhalten, ein breiiges Gemenge von Eisen und Eisenoxyden erhalten.

Bemerkt zu werden verdient, daß bei Beginn des Processes, da Silicium früher verbrennt als Kohlenstoff, eine geringe Temperaturzunahme bemerkbar seyn wird, sobald aber das Silicium abgeschieden, würde durch Zersetzung des Wasserdampfes eine bedeutende Wärme-Abnahme stattfinden. Die Molecüle der flüssigen Masse verlieren sehr an Beweglichkeit und die nachfolgenden Reactionen werden schwerlich in der ganzen Masse eine entsprechende Gleichförmigkeit hervorbringen. Da endlich die Menge des eingeführten Dampfes viel schwieriger zu bestimmen ist, als die des eingeblasenen Windes, wäre es leicht, einen Ueberschuß |240| an Dampf zu geben, wodurch eine noch viel größere Abkühlung erfolgen würde.

Ich halte es für nothwendig zu wiederholen, daß ich in diesen Berechnungen angenommen habe, daß die Gase (Wasserstoff und Kohlenoxydgas) mit einer Temperatur von 1400º entweichen. Dieß ist nicht ganz richtig, denn die Oase entweichen mit einer viel geringeren Temperatur, annäherungsweise mit 500 bis 600 Graden. Unsere Schlüsse bleiben aber dieselben, und wenn man die Rechnungen auch unter dieser Annahme wiederholt, so findet man ohne Rücksicht auf Abkühlung noch immer einen Wärmeverlust des Roheisenbades von mehr als 60000 Calorien.

Es würde daher das Frischen mit Wasserdampf weder bei einem Bessemer Roheisen, noch viel weniger aber bei einem gewöhnlichen Stahl-Roheisen (kohlenstoff- und manganreich, aber arm an Silicium) gelingen. Um nicht einen theoretischen Abgang (der immer geringer als der in der Praxis seyn wird) an Temperatur zu haben, müßte man ein wenig gekohltes aber an Silicium sehr reiches Roheisen, welches etwa 3–5 Proc. Silicium, aber höchstens 2–3 Proc. Kohlenstoff hätte, anwenden.

Mit einem solchen Roheisen und einer sehr geregelten Dampfeinströmung würde man vielleicht mit Beibehaltung des Flüssigkeits-Zustandes entkohlen können. Bei einem regelmäßigen Hohofenbetriebe kann man aber so siliciumreiche und kohlenstoffarme Roheisensorten nicht erzeugen, man erhält sie nur bei sehr trockenem Gang und sind dieselben schwer umzuschmelzen. Man kann solches Roheisen nur aus armen, manganfreien Erzen erzeugen, welche meist mehr oder weniger phosphorhaltig sind.

Es ist nun leicht verständlich, warum die oft wiederholten Versuche, welche Guest im Jahre 1845 in Dowlais mit Frischen durch Dampf durchführte, weder im Frischfeuer noch im Flammofen, obwohl man nach den ersten Versuchen große Hoffnungen hegte, zu einem Resultate führten. Truran, Ingenieur von Dowlais und der bekannte Verfasser des großen Werkes über Metallurgie:The manufacture of Iron in Great-Britain,“ beschreibt diese Versuche und führt an, warum sie aufgegeben wurden. Er führt ferner an (in The useful Metals and their Alloys,“ pag. 226), daß die neueren Versuche Nasmyth's bestätigt haben, daß durch Einblasen von Dampf in ein Roheisenbad die Temperatur abnehme.

Percy, Professor der Metallurgie in London, gibt dieselbe Erklärung und erhebt gegen Bessemer die Stimme, als derselbe in seinen ersten Patenten angibt, Gußstahl durch Einblasen von Wind oder Wasserdampf zu erzeugen, indem nicht zu erwarten sey, Gußstahl durch Einblasen |241| von Wasserdampf aus Roheisen zu erzeugen. Die in Frankreich, vorzüglich in Ruelle, seit einem Jahrzehnt durch Galy-Cazalat ausgeführten Versuche haben bis jetzt kein wesentlich verschiedenes Resultat von dem in England erhaltenen erreicht.

Man hatte gehofft, durch Frischen mit Dampf Wasserstoffgas, durch Zersetzung des Wasserdampfes erzeugt, zur Reinigung des Roheisenbades von Schwefel und Phosphor ausnutzen zu können. Ich kenne weder die in dieser Richtung durchgeführten Versuche, noch die authentischen Analysen, welche nachweisen daß dieß so sey. Es gibt aber Gründe, welche die Möglichkeit einer Reinigung durch Wasserstoffgas bezweifeln lassen. Der Schwefel ist leichter durch Oxydation als durch Reduction zu entfernen, und die Verwandtschaft des Schwefels zum Wasserstoffgas ist keine sehr starke. Man weiß, daß Wasserstoffgas durch ein heißes Porzellanrohr, welches Schwefel enthält, geleitet, sich theilweise in Schwefelwasserstoffgas verwandelt, ebenso weiß man nach den Erfahrungen von Boussingault und Bouis, daß Wasserstoffgas, über glühendes Eisen oder Stahl geleitet, den Geruch von Schwefelwasserstoffgas annimmt. Andererseits weiß man aber auch, daß der Schwefel sich mit dem Eisen verbindet und Wasserstoff entweicht, wenn man Schwefelwasserstoffgas über rothglühendes Eisen leitet. Berthier hat bereits erkannt, daß das Einfach-Schwefeleisen durch Wasserstoff selbst bei den höchsten Temperaturen nicht zerlegt wird. Er hat ferner gezeigt, daß dasselbe Einfach-Schwefeleisen, im reinen Zustande drei Stunden lang erhitzt in einem Strom von Wasserdampf erhalten, nur die Hälfte des Schwefels verloren habe. Was hingegen Phosphorwasserstoff anbelangt, so ist dieß eine sehr wenig feste Verbindung, und ich für meinen Theil glaube nicht, daß die geringe Verwandtschaft des Wasserstoffes die große Affinität des Eisens zum Phosphor überwinden könne. Uebrigens darf man nicht vergessen, daß Schwefel und Phosphor in dem Roheisenbade sehr fein vertheilt enthalten sind, da meist nur einige Tausentel zu finden sind.

IV. Frischen durch Sauerstoffgas.

Meines Wissens sind bis jetzt keine Versuche direct mit reinem Sauerstoffgas, oder mit sauerstoffreicherer Luft zum Frischen gemacht worden. Der von Tessié von Mothay angegebene ökonomische Proceß zur Erzeugung von Sauerstoff wird dieß vielleicht möglich machen, sobald dieses Gas in der That um einen hinreichend billigen Preis erzeugt werden kann.

Man beschäftigt sich aber schon nahe ein Jahr lang in England mit einem Systeme der Stahlfabrication aus phosphorhaltigem Roheisen, |242| dem Heaton'schen Processe, welcher nichts anderes als ein Frischen mit Sauerstoff ist. Man gibt auf den Boden eines Converters, welcher die Gestalt eines Kupolofens hat, eine bestimmte Quantität salpetersaures Natron, bedeckt dasselbe mit einer durchlochten Gußeisenplatte, welche dazu bestimmt ist, das Aufsteigen desselben im Bade beim Eingießen des flüssigen Roheisens zu verhindern. Es erfolgt eine heftige Reaction, und sobald wieder Ruhe eingetreten ist erhält man aus dem Kupolofen bald ein breiiges, bald flüssiges Metall, welches beinahe entkohltes Eisen ist. Die Wärme zerlegt, wie bekannt, die Salpetersäure in Sauerstoff und Stickstoff. Der Sauerstoff bewirkt die Verbrennung des Siliciums und Kohlenstoffes, und seine kräftige oxydirende Wirkung führt Phosphor bei Anwesenheit des Alkali als phosphorsaures Natron in die Schlacke.

Nach den Analysen welche ich kenne, ist es gewiß, daß die Schlacken dieses Processes eine bedeutende Quantität phosphorsaures Natron enthalten; nachzuweisen ist aber noch, ob auf diese Weise der ganze Phosphorgehalt des Metalles abgeschieden werde, ob die Reinigung eine vollständigere als bei den gewöhnlichen Frischprocessen sey, oder ob nur Wind und die basischen Eisensilicate wirken.

Man hat gefunden, indem man sowohl graue siliciumreiche, sowie kalte weiße Roheisensorten, beide von Moselle, anwendete, daß die grauen siliciumreichen Sorten ein viel heißeres Metall, welches längere Zeit flüssig bleibt, geben, als das weiße Roheisen, welches beinahe kein Silicium enthielt. Diese Thatsache beweist abermals die große Rolle, welche das Silicium in allen Frischprocessen spielt, bei welchen die Erhitzung durch intermoleculare Verbrennung erfolgt.

H. Bessemer hat Einrichtungen, welche bequemer als die von Heaton sind, in Vorschlag gebracht, um das salpetersaure Natron bequemer in den oscillirenden Convertern anwenden und das flüssige Metall in Coquillen entleeren zu können. Sie sind jedoch meines Wissens noch nicht versucht. Er wendet salpetersaures Natron entweder im gepulverten Zustande an und bläst dasselbe mit dem Winde ein, oder führt dasselbe unter Druck im flüssigen oder im geschmolzenen, festen und massiven Zustande ein.

V. Schlußbemerkung.

In jedem dieser drei Systeme der Frischmethoden, welche wir näher betrachtet haben, wird die Erhitzung des Bades erreicht oder versucht durch die Verbrennung verschiedener Elemente des Roheisens in Sauerstoff.

Es gibt in der That kein anderes Verbrennungsmittel, welches so |243| leicht zu erhalten ist und bei seiner Verbindung mit Silicium und Kohlenstoff eine so bedeutende Wärmemenge entwickelt. Man könnte versuchen, der Reinigung halber sich der Verwandtschaft des Chlors zum Schwefel und Phosphor zu bedienen; aber ungeachtet der hohen Temperatur, welche durch Verbrennung des Eisens in Chlor erzeugt wird, ist es nicht wahrscheinlich, daß dieses Gas je zur intermolecularen Erhitzung verwendet wird.

Man hat in der letzten Zeit vorgeschlagen, das Roheisenbad welches in einem Converter aufgenommen ist, durch Wasserstoff und Luft, welche durch doppelte Düsen eingeblasen werden, zu erhitzen. Man hofft auf diese Weise durch Verbrennung von Wasserstoff eine große Menge Wärme im Metallbade zu entwickeln und dadurch demselben eine sehr hohe Temperatur zu ertheilen.

Diese Annahme hat jedoch wenig Aussicht auf Erfolg. Wasserstoff und der Sauerstoff der Luft werden unter einer großen Pressung durch zwei benachbarte Oeffnungen oder auch nur durch eine eingeführt, und indem sie sich ganz oder theilweise verbinden, erzeugen sie Wärme und Wasserdampf. Bei der darauf folgenden Zerlegung des Wasserdampfes wird aber so viel Wärme gebunden, als eben erzeugt wurde. Die intermoleculare Verbrennung wird somit nur so viel Hitze erzeugen, als ob bloß Luft eingeblasen worden wäre, hingegen würde Wasserstoffgas einen Theil der erzeugten Wärme entführen. Als Brennstoff würde nur immer das eine oder andere der Elemente des Roheisens dienen.

Es würde nahe dasselbe bleiben, wenn man, anstatt Wasserstoffgas, Leuchtgas durch Destillation der Kohlen erzeugt, oder jenes Gas welches durch Zersetzung des über glühende Kohks geleiteten Wasserdampfes erhalten wird, verwenden würde. Allein in beiden Fällen könnte entweder das Kohlenwasserstoffgas oder das Kohlenoxydgas die vollkommene Entkohlung des Roheisenbades verzögern, weil diese Gase bis auf einen gewissen Grad eine kohlende Wirkung ausüben. Man hat letzthin in der kaiserlichen Hütte zu Gusrigny ein ähnliches, von Archereau angegebenes System der Erhitzung und Frischung versucht, aber die Resultate noch nicht veröffentlicht. Zur Verbrennung wurde immer Sauerstoff verwendet, und je mehr derselbe mit anderen Gasen, wie N, H, CO vermengt ist, um so weniger energisch muß die Erhitzung werden.

Wenn der folgende Aufsatz auch manches Bekannte enthält, und in vielen Punkten auf die französischen Verhältnisse besonders Rücksicht nimmt, so bringt derselbe doch manche Thatsachen bezüglich der neueren Hüttenprocesse in einer Weise zusammengestellt und begründet, wie dieß bis jetzt in der Literatur noch nicht geschah. Vielen Fachgenossen wird es gewiß erwünscht erscheinen, Thatsachen, welche als bekannt und richtig angesehen wurden, aufgeklärt und nachgewiesen, Größen, welche beiläufig beurtheilt wurden, in Zahlen ausgedrückt zu finden. Da eine derartige Arbeit dadurch so schwierig wird, daß es noch in vieler Beziehung an einer entsprechenden Grundlage, an genügenden Versuchen und Bestimmungen fehlt, so kann dieselbe noch keinen Anspruch auf Vollkommenheit machen, muß aber auf jeden Fall als ein sehr werthvoller Beitrag zur Kenntniß der neueren Eisenhüttenprocesse angesehen werden, weßhalb ich dieselbe unverkürzt wiedergeben will.

Kupelwieser.

|226|

Kohlensäure kann außerdem bei hoher Temperatur in Gegenwart von Eisen nicht bestehen. Es ist auch bekannt, daß das Resultat der Reduction des Eisenoxydes durch Kohlenstoff Kohlenoxydgas und nicht Kohlensäure ist.

|228|

Ich glaube nicht 233 Calorien, wie kürzlich von einem Schriftsteller angegeben wurde, einführen zu dürfen, weil diese Zahl durch Anwendung einer unrichtigen Formel erhalten zu seyn scheint. Die größte Menge von Wärme welche man im Roheisen, das über seinen Schmelzpunkt erhitzt wurde, finden konnte, überstieg nicht 330 Calorien. Würden 233 Calorien der latenten Wärme entsprechen, so wären nur 100 Calorien erforderlich, nm das Roheisen von 0º auf 1400º zu erhitzen, was der Erfahrung widerspricht.

|230|

1 Kil. O und 8 Kil. H von 100 Graden erzeugen, indem sie sich verbinden, 34462 Calorien und 9 Kil. Wasserdampf auf 1000 erhitzt, d. i. (34462 – 5950) = 29512 Calorien. – Ebenso werden bei ihrer Zersetzung 9 Kil. Wasserdampf 29512 Calorien absorbiren.

|231|

Demzufolge wird ein Einblasen von Kohlenstoff (Holzkohlenpulver die Temperatur im Converter nicht wesentlich zu erhöhen im Stande seyn.

Kupelwieser

|232|

Troost und Hautefeuille haben kürzlich die Verbrennungswärme des Siliciums bestimmt; man s. ihre Abhandlung in diesem Bande des polytechn. Journals S. 55 (erstes Aprilheft 1870). Sie fanden, daß 1 Aequivalent Silicium mehr als doppelt so viel Wärme entwickelt als 1 Aeq. Kohlenstoff, indem dieser sich mit Sauerstoff zu Kohlensäure verbindet. Wenn der Kohlenstoff nur in Kohlenoxyd übergeht, so entwickelt er ungefähr dreimal weniger Wärme als die gleiche Gewichtsmenge Silicium, welche zu Kieselsäure verbrennt.

A. d. Red.

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