Titel: Tunner, über die Verwendung des kieselreichen Roheisens bei dem Bessemerprocesse.
Autor: Tunner, Peter
Fundstelle: 1875, Band 215 (S. 507–511)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj215/ar215137

Ueber die Verwendung des kieselreichen Roheisens bei dem Bessemerprocesse; von P. Tunner.

Aus der Zeitschrift des berg- und hüttenmännischen Vereines für Kärnten, 1875 S. 33.

Bekanntlich wird zum Bessemern allenthalben ein kieselreiches Roheisen verlangt. Dieses Verlangen findet in dem Umstande seine Begründung, daß die Bessemer-Chargen bei einem kieselreicheren Roheisen viel hitziger gehen, als bei einem minderen Gehalte an Kiesel, weil der größere Theil des Kiesels vornehmlich in der ersten Periode des Bessemerprocesses verbrannt und dadurch eine um so höhere Temperatur in das Metallbad gebracht wird, als die dabei gebildete Kieselerde zur Schlacke tretend im Converter verbleibt. In der Regel verlangen die Bessemerhütten ein Roheisen mit wenigstens 2 Proc. Kieselgehalt, welcher Gehalt bei dem mit Coaks und hocherhitztem Winde erblasenen Roheisen noch bedeutend überschritten wird, nicht selten 3 bis 4 Proc. und mitunter noch mehr erreicht.

In dem Holzkohlen-Roheisen, welches überdies bisher meist mit nicht sehr hoch erhitztem Winde erblasen wird, erreicht der Kieselgehalt in der Regel nicht 2 Proc. und ist in dieser Beziehung das Verhältniß auf den Bessemerhütten in Schweden ein auffallendes, auf welchen meist mit einem bei basischer Beschickung und einer selten 300° überschreitenden Windtemperatur erblasenen Holzkohlen-Roheisen gearbeitet wird. Oft erreicht der Kieselgehalt des schwedischen Bessemer-Roheisens nicht 1 Proc.

In neuester Zeit scheint man jedoch auch in Schweden auf einigen Bessemerhütten, |508| deren damit in Verbindung stehende Hohöfen mit höher erhitztem Winde und weniger basischer Beschickung arbeiten, auf die Verwendung eines Roheisens von größerem Kieselgehalte gekommen zu sein; im Allgemeinen jedoch wird daselbst immer noch mit einem vergleichungsweise minder silicirten Roheisen gearbeitet und auch mit Vorbedacht zuletzt kein Rückkohlen durch Nachtragung von Roheisen (Spiegeleisen) vorgenommen, sondern früher mit dem Blasen geschlossen. Um auch bei dem weniger kieselreichen Roheisen entsprechend hitzige Chargen zu erzielen, werden die Chargen von gleicher Größe auf den schwedischen Hütten in einer viel kürzeren Zeit beendet, so zwar, daß Chargen mit 60 bis 80 Centner Roheisen in 9 bis 12 Minuten Blasezeit beendet sind, welche anderorts bei kieselreicherem Roheisen ungefähr die doppelte Dauer haben.

Die weitere Folge dieses Unterschiedes in dem Kieselgehalte des Roheisens ist erfahrungsmäßig die, daß die schwedischen Bessemer-Ingots durchschnittlich nicht so dicht (porenfrei) sind, dagegen aber entschieden einen viel geringeren Gehalt an Kiesel zeigen, als die anderorts aus kieselreicherem Roheisen dargestellten.

Was die mehreren Poren der schwedischen Ingots betrifft, so werden dieselben nur dann unschädlich sein, wenn sie bei der weiteren Verarbeitung der Ingots vollkommen verschweißen. Da sich bei übrigens völlig dichten Gußblöcken, hauptsächlich in der Mitte am öftesten, Poren zeigen, so hofft man das gänzliche Verschweißen derselben dadurch zu fördern, daß die vom Guße her äußerlich noch etwas rothwarm erscheinenden Blöcke sogleich in den Ofen zur allmäligen Wiedererhitzung gebracht werden, wodurch es möglich wird, sie im Inneren, gleich dem Aeußeren, mit der entsprechenden Temperatur zur weiteren Bearbeitung und sogestaltet auch die innersten Poren zum völligen Verschweißen zu bringen. Insofern als die innersten Poren in den großen Ingots nicht, wie dies am oberen Ende der kleinen Ingots des Tiegelgußstahles der Fall ist, gleichsam eine bis zur Oberfläche reichende Röhre bilden, wodurch sie Luft saugen könnten, mag der beabsichtigte Zweck allerdings erreicht werden, so wie überhaupt die gleichförmige Erhitzung des Gußblockes, wie die Vermeidung jeder inzwischen fallenden, zu Sprüngen Veranlassung gebenden Erkühlung nur von Vortheil sein kann. Gewiß sind manche im Bessemerstahl vorkommenden Ungänzen die Folge von Sprüngen, welche sich bei einer unvorsichtigen Erwärmung oder Erkaltung bilden.

Was hingegen den geringen Kieselgehalt der schwedischen Ingots betrifft, so bin ich der unmaßgeblichen Ansicht, daß derselbe mehr Beachtung verdient, als ihm bisher zu Theil geworden ist. Bei der Verwendung |509| der Ingots zu Eisenbahnschienen, wo ein Kieselgehalt von 0,1 bis 0,5 Proc. ziemlich gleichgiltig sein mag, erscheint es für die Bessemerhütten allerdings bequemer und sicherer, sich des kieselreichen Roheisens (wie dies bei dem englischen Roheisen der Fall ist) zu bedienen; allein wo es sich um die Darstellung eines vorzüglichen Materiales handelt, wie ein solches z.B. auf der Wiener Ausstellung 1873 von Fagersta in Schweden zu sehen war, da muß denn doch der Einfluß des Kieselgehaltes im Eisen vorerst näher betrachtet werden.

Es ist auffallend, wie ungleich, oft gerade entgegengesetzt die von verschiedenen Autoren stammenden Angaben bezüglich des Einflusses von Kiesel auf die Eigenschaften des Eisens lauten. Ich will hier nicht auf eine nähere Erörterung von Schaffhäutel's Behauptung eingehen, daß zur Stahlbildung der alleinige Kohlengehalt nicht genüge, sondern ein gleichzeitiger Gehalt an Kiesel unerläßlich sei. Karsten dagegen betrachtet den Einfluß des Kiesels auf die Festigkeit des Eisens als so nachtheilig, daß Schmiedeisen wie Stahl mit mehr als 0,05 Proc. Kiesel nicht gut genannt werden dürfen, und ein Schmiedeisen mit 0,37 Proc. Kiesel sollte nach seiner Angabe im hohen Grade faulbrüchig sein, d.h. im warmen wie im kalten Zustande sehr geringen Zusammenhang zeigen. Daß Karsten den nachtheiligen Einfluß des Kiesels überschätzt hat, geht aus neueren Untersuchungen unzweifelhaft hervor. In dem Krupp'schen Gußstahl, wie er in den Radbandagen (aber nicht in dessen Werkzeugstahl) enthalten ist, haben mehrfach wiederholte Analysen 0,3 bis 0,5 Proc. Kiesel nachgewiesen und in einem noch ganz gut schmiedbaren Bessemerstahl von Neuberg (aus einem mit Coaksbeigabe erblasenen Roheisen) wurde bei einer Untersuchung im Generalprobiramte zu Wien 5 Proc. Kiesel gefunden. In dem aus kieselreichen Roheisen dargestellten Bessemermetall, wie es für Schienen und selbst auch für Radbandagen verwendet wird, ist ein Kieselgehalt bis 0,5 Proc. und selbst darüber nichts seltenes. Bei den mit Rücksicht auf die gleichzeitige Anwesenheit von Mangan durch Mrazek ausgeführten Untersuchungen hat sich gezeigt, daß im manganfreien Eisen, welches sich in der Wärme ganz gut behandeln ließ und auch im kalten, ungehärteten Zustande einigermaßen Zähigkeit zeigte, 0,54 Proc. Kiesel und 0,26 Proc. Kohle vorkommen, und wenn das Eisen zugleich einen bedeutenden Mangangehalt enthält, wie es bei dem von Neuberg der Fall war, so kann dasselbe auch nach Mrazek's Untersuchungen über 1 Proc. Kiesel enthalten, ohne in der Wärme besonders schwer bearbeitbar zu sein.

So viel geht aus allen neueren Untersuchungen über den Einfluß des Kiesels auf die Eigenschaften des Eisens ziemlich übereinstimmend |510| hervor, daß der Kiesel das Eisen härter macht, aber in einem ungleich geringeren Grade als die Kohle. Ein ähnliches Verhältniß zwischen Kiesel und Kohle zeigt sich desgleichen in der Wirkung auf die Schmelzbarkeit des Eisens, indem der Kieselgehalt ebenfalls die Schmelzbarkeit des Eisens vermehrt, aber in einem viel geringeren Maße als die Kohle. Ein auffallender Unterschied im Einflusse auf die Eigenschaften des Eisens zwischen den beiden mehrgenannten Körpern zeigt sich aber darin, daß das Kieseleisen durch Erwärmung und darauf folgende plötzliche Abkühlung kaum merkbar an Härte zunimmt.

Aus Allem folgt daher, daß ein nicht zu bedeutender Kieselgehalt bei allen jenen Eisensorten unschädlich, in Rücksicht der etwas vermehrten Härte vielleicht sogar vortheilhaft sein kann, welche im ungehärteten Zustande und ohne einem Bedürfnisse von besonderer Zähigkeit oder Festigkeit ihre Verwendung finden, und zwar um so mehr, wenn zugleich ein entsprechender Mangangehalt vorhanden ist. Dagegen in allen jenen Fällen, wo der Stahl für seinen Gebrauch gehärtet werden muß, und eine möglichst große Festigkeit und Zähigkeit bewähren soll, wie dies bei dem Werkzeugstahl allenthalben Bedingung ist, kann der Kieselgehalt nur nachtheilig sein, und zwar in dem Grade mehr, als eine größere Menge davon vorhanden ist. Daraus ist die Ursache ersichtlich, warum aus dem kieselreichen Roheisen kein guter Bessemerstahl erzeugt werden kann; denn obgleich der meiste Kiesel beim Bessemern abgeschieden wird, so bleibt doch stets eine um so größere Menge zurück, je mehr davon im Roheisen vorhanden war.

Aus diesem Verhalten wird ferner auch erklärlich, warum bei den von mir vorgeschlagenen, in Oesterreich-Ungarn wie in Deutschland ziemlich allgemein eingeführten Numerationen von Nr. 1 bis Nr. 7 der Härtegrade des Bessemermetalles die den härtesten Stahlsorten Nr. 1 und Nr. 2 entsprechenden Grade auf diesen Bessemerhütten wegen ihrer zu großen Sprödigkeit nie zur Anwendung gelangen, wohl aber diese beiden Nummern, welche bei kieselreinem Eisen einem Kohlengehalte von 1 1/2 und 1 1/4 Proc. entsprechen, unter den verkäuflichen Producten der schwedischen Bessemerhütten, wenigstens bei der von Fagersta, ihre Repräsentanten finden.

Mögen daher immerhin in neuester Zeit mehrere schwedische Bessemerhütten es vortheilhaft finden, für die Production der Schienen und Bandagen, gleich den übrigen Ländern, zu einem mehr kieselreichen Roheisen überzugehen, so soll dies doch jene Bessemerhütten, welche nach der Erzeugung eines eigentlichen Stahles trachten, der im gehärteten Zustande seine Verwendung findet (wie z.B. der Sensenstahl), nicht irre machen |511| in der Verwendung eines weniger kieselreichen Roheisens. Um aber bei diesem Roheisen entsprechend hitzige Chargen zu erlangen, muß eine kürzere Blasezeit (d.h. mehr Wind), ein hitziger Hohofengang bei basischer Beschickung, oder ein hitzigeres Umschmelzen in Siemensöfen, oder erhitzter Wind beim Bessemern zu Hilfe genommen werden. Oder man überlasse die Darstellung des eigentlichen (besonders des härteren) Stahles, wie dies factisch und ganz zweckmäßig an mehreren Orten (so namentlich in England) geschieht, der Tiegelgußstahl-Schmelzerei. Für die weicheren Stahlsorten erscheint übrigens der Martinproceß eher am Platze zu sein als der gewöhnliche Bessemerproceß, weil ersterer in Folge der dazu verwendeten Rohmaterialien ein kieselreineres und dabei porenfreieres Product liefert als letzterer.

Schließlich sei noch bemerkt, daß allerdings manche Tiegelgußstahl-Sorten gleichfalls einen nicht unbedeutenden Kieselgehalt zeigen, daß dieser jedoch nur in Folge von Zugaben kieselreicher Eisensorten (wie z.B. von Roheisen, wovon auch das reinste im Vergleich zum Stahl stets kieselreich ist) entstanden sein kann; denn diejenige Menge Kiesel, welche aus den Wänden des Schmelztiegels heraus reducirt und zum Stahl übertreten könnte, kann blos ein kaum nennbares Minimum sein, weil, wenn dem nicht so wäre, überhaupt kein kieselreiner Tiegelgußstahl erzeugt werden würde, wie es denn doch thatsächlich der Fall ist.

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