Titel: Dürre, über neuere Fortschritte im mechanischen Puddeln.
Autor: Dürre, Ernst Friedrich
Fundstelle: 1878, Band 228 (S. 131–142)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj228/ar228047

Neuere Fortschritte im mechanischen Puddeln; von Dr. E. F. Dürre in Aachen.

Mit Abbildungen auf Tafel 9 und 10.

Unsere Zeit drängt nach Abkürzung der Handarbeit und möglichster Unabhängigkeit von lebenden Motoren. Dieses durch die socialen Verhältnisse der letzten Jahrzehnte gerechtfertigte Bestreben der Groſsindustrie gilt besonders da, wo die Schwere der durch Menschenhand bis jetzt geleisteten Arbeit die Organisation des Betriebes in groſsem Maſsstab schwierig machte. Eine solche schwere Arbeit ist der Puddelproceſs auf schmiedbares Eisen; in einem mit Steinkohlen oder sonst einem langflammigen Brennstoff geheizten Flammofen werden 200 bis 300k Roheisen eingeschmolzen und durch 1 bis 1 ½stündige, z. Th. sehr harte Handarbeit in 3 bis 4 schmiedbare Ballen verwandelt. Dazu sind durchschnittlich 3 Arbeiter erforderlich, welche 12stündige Arbeitsschichten verfahren und je nach der Beschaffenheit des Materials in dieser Zeit 6 bis 12 solcher Roheisenportionen verarbeiten. Um einen Ofen continuirlich zu betreiben, sind mithin 3 × 2 Arbeiter nothwendig, die in 24 Stunden 10 bis 24 Chargen von 250k, also 1800 bis 3600k in 1500 bis 3000k schmiedbare Producte verwandeln.

Wenn nun schon dieses Resultat das 4fache von der Productionsfähigkeit der alten Schmiedeherde ist, so steht es im Vergleich zu der Leistung der Hohöfen, der Bessemerwerke u.a. besonders im Punkt der Arbeiterzahl sehr ungünstig da. Ein Puddelwerk, wie die Britannia-Hütte bei Middlesbrough im Clevelandbezirke oder wie die groſsen Walzwerke bei Darlington in derselben Gegend, mit über 100 Puddelöfen ausgestattet, verlangt eine Vollzahl von über 600 Arbeitern, um den ganzen Betrieb im Gang zu erhalten. Grade in den Zeiten aber, wo die Arbeit sich häuft, pflegen die Arbeiter Ansprüche, begründete wie nicht begründete, zu erheben, und es ist dann |132| sehr schwer, über einen Sonntag oder eine sonstige Unterbrechung des Betriebes ohne Ausbleiben von mehreren Ofenmannschaften wegzukommen. Besonders sind es die untergeordneteren Arbeitskräfte, welche leicht mangeln, da sie u.a. in der Erntezeit lieber auf dem Felde sich beschäftigen, als zwischen den Puddelöfen der Eisenwerke Temperaturen von 50 bis 60° zeitweise aushalten.

Es ist deshalb das Bestreben der Ingenieure, einen Theil der Mannschaft durch maschinelle Vorrichtungen zu ersetzen, begreiflich und darf weiter nicht Wunder nehmen, daſs aller Orten eine groſse Zahl von Patenten genommen worden sind, die diesen Gegenstand betreffen. Auſser beweglichen Geräthen – mechanischen Puddlern, Puddelmaschinen – hat man auch die Oefen selbst beweglich gemacht und schon früh angefangen, in dieser Richtung vorzugehen. Man unterscheidet hierbei Telleröfen und Cylinderöfen, insofern als im ersten Fall der tellerartig construirte Herd um eine verticale oder geneigte Welle rotirt und als im zweiten Fall der ganze den Herd enthaltende Ofen-Teil in cylindrischer oder auch prismatischer Armatur in Drehung versetzt oder auch geschaukelt wird. Unter den Telleröfen hat bis jetzt der Pernot-Ofen am meisten Aufsehen erregt, unter den Cylinder-öfen der Danks-Ofen (1877 226 63). Während der Pernot-Ofen in seinen Resultaten sich mehr an die vorhandenen Constructionen anschlieſst, gibt der Danks-Ofen und mit ihm die meisten seiner Concurrenten sehr groſse und schwere Luppen, die besonderer Vorkehrungen bedürfen, um gewalzt zu 'werden. Auſserdem bietet bei dem Danks-Ofen die Futterfrage, d.h. die Frage nach der Haltbarkeit des Futters, noch besondere Schwierigkeiten, weichender Pernot-Ofen bekanntlich nicht mit sich führt.

Von dem Hin- und Hergehen der Ansichten gewähren neuere Berichte einen klaren und übersichtlichen Begriff. Dieselben zeigen aber auch, daſs zu den bereits vorhandenen Constructionen sich noch neuere gesellt haben und Anspruch auf Beachtung machen. Eine dieser Constructionen, die bereits dem Danks-Ofen Concurrenz gemacht hatte, combinirt mit dem Princip des rotirenden Herdcylinders noch eine ganz specielle Feuerung mit staub- oder pulverförmigen Brennstoffen. Crampton, der Constructeur dieser Combination (1877 226 63), hat den Erfolg erzielt, daſs Versuche mit seinem Ofen in Woolwich ausgeführt wurden, die bedeutungsvolle Resultate ergeben haben.

Schon bei den ersten Versuchen mit beweglichen Herden, gleichgiltig welcher Form, erschien es praktisch, eine etwas gröſsere Spannung im Ofeninneren herzustellen, um das durch die weiteren Fugen verstärkte Einschlucken kalter Luft möglichst zu hindern. Danks versah die Planrostfeuerung seines Ofens mit Unterwind; Andere adoptirten Gasfeuerungen verschiedener Systeme, und Crampton's Ofen zeichnet sich durch die erweiterte Benutzung einer schon vor mehreren Jahren |133| durch Whelpley und Storer für ganz andere metallurgische Zwecke fruchtbar gemachten Idee aus.

Daſs diese zahlreichen Neuerungen in den Dispositionen von Feuerungsanlagen noch nicht abgeschlossen sind, beweisen neuere Generatorconstructionen aller Art und anderweitige Combinationen. Wir citiren nur das Patent von Osann betreffend die Heizgasdarstellung durch Retorten und das Patent von Grobe und Lürmann (D. R. P. Nr. 549 vom 7. September 1877) betreffend eine Combination von Entgasung und Verbrennung.

Speciell im Anschluſs an den Puddelproceſs im mechanischen Ofen ist eine Gasfeuerung versucht worden, welche der Gegenstand ausführlicher Verhandlungen im Iron and Steel Institute geworden ist und deshalb wohl eine Besprechung verdient. R. Howson in Middlesbrough, ein in der dortigen Stabeisenbranche wohlbekannter Ingenieur (vgl. 1877 224 292. 452), hat schon 1875 die Versuche mit jenem Ofen begonnen und hat dieselben bis jetzt mit Erfolg fortgeführt. Seiner eigenen Aussage nach sind Reihen von Versuchen mit dem Ofen ausgeführt worden nur zu dem Zwecke, die aus früheren Versuchen mit anderen Constructionen hinlänglich bekannten Schwierigkeiten des rotirenden Puddelns, besonders die Einflüsse der zerstörenden Wirkung sehr hoher Hitzgrade und die Beseitigung der noch immer zu bedeutenden Kosten der Arbeit und Unterhaltung zu studiren. Es ist ja die Zerstörbarbeit der Apparate neben der wohl erwarteten, doch nicht eingetroffenen Verminderung der Selbstkosten des Productes die Hauptklippe gewesen, an der bis jetzt die allgemeinere Einführung der maschinellen Verrichtungen zum Puddeln gescheitert ist, und es war mithin vor Allem nothwendig, ehe weitere Anlagen gemacht wurden, die genannten Hindernisse genauer zu studiren. Dies ist nunmehr von Seiten Howson's mit einem gewissen Erfolg geschehen und nur die wissenschaftliche Erklärung hat noch zu folgen.

Der Apparat von Howson und Godfrey (Fig. 8 und 9 Taf. 9) ist ein trogartiges Gefäſs, welches auf einer Achse steckt und mittels dieser Achse in drehende Bewegung versetzt wird. Die Achse bewegt sich in einem oscillirenden Lagerbock, dessen Zapfen durch eine Schneckenradübersetzung verstellt werden können, wodurch man der Achse des Gefäſses einen beliebigen Neigungswinkel geben und die Oeffnung des Gefäſses bald nach der Wärmequelle, bald nach der entgegengesetzten Seite drehen kann, um die gebildeten Luppen herauszunehmen. Anstatt des Schneckenrades läſst sich natürlich auch jeder andere Mechanismus, z.B. die hydraulische Wendevorrichtung der Bessemerbirnen, mit Vortheil anwenden, besonders sobald die Dimensionen des Apparates bedeutender werden. Für das Stadium der Entwicklung, in welchem sich der Howson-Godfrey'sche Ofen zur Zeit noch befindet, erschien die Verwendung einer leichteren Stellvorrichtung angemessen.

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Neu und eigenthümlich (in dieser Gröſse) ist die Construction der Heizvorrichtung, welche dem Löthrohr- oder Knallgasgebläse nachgebildet ist, aus einem weiten Gasbrenner und einem darin eingeschlossenen engeren und kürzeren Luftzuführungsrohr besteht. Der Brenner ist steiler geneigt als die Achse des Drehtopfes, und die Flamme trifft in Folge dessen den unteren Theil des Bodens oder Randes von dem Converter, während die überschüssig entweichenden Feuergase die andere aufgerichtete Seite des Apparates bestreichen. Um die Verbrennung zu einer möglichst vollständigen zu machen, ist das Gebläserohr mit einer centralen und 12 Rand-Mündungen versehen. Auſserdem hat es sich als praktisch erwiesen, den angewendeten Wind vorher zu erhitzen, und ist zu dem Behufe eine Art westphälischer Apparate mit 12 Schlangen von elliptischem Querschnitt erbaut und über dem Drehtopf aufgestellt worden. Das Maul des Brenners ist verstärkt und mit eingegossenen spiralförmigen Dampfkanälen zur Kühlung und zum Schütze versehen worden, da sich dasselbe in noch bedenklicherer Lage befindet als die Formen eines Hohofens. Da der Zufluſs von Gas sowohl als von Luft durch Abschlüsse regulirt werden kann, ist es möglich, mit verschiedenen Mischungen beider zu arbeiten, soweit Einem dies die einzuhaltende Temperatur überhaupt gestattet.

Bemerkenswerth ist, daſs schon 1867 auf den Newport Eisenwerken bei Middlesbrough Versuche mit der löthrohrartigen Gasflammenfeuerung an einem feststellenden Ofen gemacht worden sind, welche zeigten, daſs Generatorgase mit Luft von etwa 200° die Temperatur, welche der Puddelproceſs erfordert, hervorbringen können, während Hohofengase dies nicht im Stande waren (vgl. Journal of the Iron and Steel Institute, 1872 Bd. 1 S. 102). Noch wird constatirt, daſs die Gesammtresultate erfolgreich schienen, daſs aber die Handarbeit sehr anstrengend war, da die innere Pressung das Gasfeuer zu allen Fugen aus dem Ofen trieb. Schon damals erschien der Weg des mechanischen Puddelns als die einzige Abhilfe.

Die neueren Versuche, bei denen neben der Gasfeuerung auch der Drehofen in Betrieb kam, begannen 1875 auf den Werken von Bolchow und Vaughan unter der Leitung der Erfinder und unter Beihilfe von E. Williams. Als Wärmequelle wurde Leuchtgas aus dem Gasometer des Werkes anfänglich verwendet und zunächst eine Reihe von Versuchen in einem feststehenden Ofen ausgeführt, um die beste Form des Brenners, die günstigste Entfernung seiner Mündung vor dem zu erhitzenden Herd und den Einfluſs der Pressung auf das Ofeninnere zu ermitteln. Die Resultate dieser Vorversuche waren günstige, insofern als nachgewiesen wurde, daſs erhitzte Verbrennungsluft eine sehr hohe Temperatur und daſs selbst Luft von gewöhnlicher Temperatur eine für die vorliegenden praktischen Ziele vollkommen zureichende Wärmeentwicklung zulieſs. Die nächste Frage war das Verhältniſs der Kosten zwischen der Anwendung des Gases und der des gewöhnlichen, auf Plan- oder Treppenrosten verbrannten Brennstoffes. Zu diesem Behuf schaltete man in der Gasleitung des Apparates einen hinreichend groſsen Gasmesser ein und stellte den Verbrauch auf das Vollkommenste fest. Ohne Details anzuführen, genügt die Mittheilung, daſs man schlieſslich einen Verbrauch von 2500 Kubikfuſs engl. (70cbm,8) für 1t gepuddeltes Eisen ermittelte, unter der Voraussetzung, daſs das Rohheisen in einem Cupolofen geschmolzen worden war. Es entsprechen der obigen Gasmenge etwa 254k gute Gaskohlen, wobei die übrigbleibenden Kokes nicht auſser Acht zu lassen sind, die zu Schmelzarbeiten, z.B. dem zugehörigen |135| Cupolofenbetrieb, gebraucht werden können.1) Bezüglich der Gröſse einer besonderen Gasanlage wurde berechnet, daſs eine Gruppe von 5 Gasretorten einer wöchentlichen Eisenproduction in Rohschienen von 100t entspricht.

Nachdem man in der vorstehend angedeuteten Weise den angewendeten Löthrohrbrenner, seinen Gasverbrauch und noch manche andere Verhältnisse festgestellt, wurden zwei Drehpuddelöfen von kleineren Dimensionen als gewöhnlich aufgestellt, doch immerhin in einem Maſsstab, welcher brauchbare Resultate für den groſsen Betrieb in Aussicht stellte. Der eine dieser Oefen erhielt eine horizontale Achse, mit Oeffnungen an jedem Ende, durch welche beide je eine Löthrohrflamme eingeblasen wurde, so daſs die Spitzen beider Flammen sich im Apparat mit einem stumpfen Winkel kreuzten und die Verbrennungsproducte an den Brennern vorbei durch beide Oeffnungen ihren Ausweg suchten.

Der zweite Ofen war der weiter oben bereits beschriebene Drehtopf mit verstellbarer Achse. Es ist aus der schon gegebenen Beschreibung noch besonders hervorzuheben, daſs das Brennerende in keiner Weise den Rand der Ofenmündung berührt und jeder reibende Anschluſs fortfällt. Dies ist ein bedeutender Vortheil gegenüber der Construction der rotirenden Oefen mit gewöhnlicher und mit Gas-Feuerung, die gewöhnlich zwei, selten nur einen ringförmigen Anschluſs an Feuerung und Fuchs haben, welcher Anschluſs trotz aller kühlenden Vorrichtungen sich doch sehr schnell verbraucht und Verluste an Dampf, Wind oder Gas hervorruft. Deshalb hatte man von vornherein bei beiden Oefen jeden derartigen scharfen Anschluſs vermieden.

Noch ist zu bemerken, daſs man bei der Construction der Oefen sein Augenmerk auf die locale Tradition und Arbeitserfahrung im Puddelproceſs richten muſste, welche ein möglichst heiſses Kochen als sicherste Gewähr für eine gute Eisenqualität übereinstimmend bezeichnen. Es muſsten, um das Ueberkochen zu vermeiden, die Herdränder in den beiden beweglichen Versuchsapparaten möglichst hoch und in Folge deren bei dem Apparat mit Horizontalachse die seitlichen Oeffnungen etwas klein im Verhältniſs zum Durchmesser des Ofeninnern gewählt werden. Auch stellte man bei den Arbeiten im Drehtopf die Achse desselben möglichst aufrecht, während sie auſser der Periode des Kochens etwas mehr niedergelegt werden konnte. Dadurch wurde das Uebertreten der Schlacke möglichst vermieden, was bei dem Danks'schen und dem Pernot-Ofen stets eintrat.

Abgesehen von einigen zufälligen Störungen ergaben die beiden Versuchsöfen hinreichend genügende Resultate, um den Bau gröſserer Oefen in mehr geschäftlich benutzbarer Dimension zu rechtfertigen. Die gänzliche Abwesenheit von Rauch und Staub während der Versuchsarbeiten bildete einen packenden Contrast zu dem schmutzigen Aeuſseren eines gewöhnlichen Puddelprocesses, während andererseits die Arbeit vergleichsweise bequem und ökonomisch vortheilhaft war. Die Aussichten schienen hiernach ermuthigende zu sein, besonders, wenn man die Heizkraft und Reinheit des Retortengases mit seiner Billigkeit verglich, sobald es für sich allein fabricirt und nicht mit den enormen Herstellungskosten, die eine städtische Verwaltung mit sich bringt, belastet wurde.

Trotz dieser Erwägung macht jede erste Anwendung einer Fabrikationsmethode auf einen etwas anderen Zweck nothwendig bedeutendere Unkosten, als wenn es sich um eine schon erprobte Disposition handelt, und hält davon ab, gleich bei dem ersten Beschreiten des Versuches im Groſsen alle Theile nach neuen Grundsätzen zu bauen. Man entschloſs sich deshalb, auch im vorliegenden Fall, das Gas auf billigere Weise darzustellen, wenn auch von geringerer Reinheit.

Der neue Apparat, groſs genug, um 150 bis 200k zu puddeln, wurde auf den Britannia Works errichtet und mittels Generatoren nach einer Construction |136| Brook und Wilson's (Fig. 1 bis 5 Taf. 10) betrieben. Diese einfachen und billigen Generatoren bestehen aus rechteckigen, mit seitlichen Thüren versehenen Schächten, ohne Rost, doch mit Dampfstrahlgebläse. Die Gase ziehen in etwas über halber Höhe auf allen vier Seiten in einen den innern Schacht (der von oben gefüllt wird) umgebenden Kanal und von da nach einem mit feuerfestem Futter ausgesetzten Gasleitungsrohr. Das Dampfstrahlgebläse hat für den Betrieb der vorstehenden Generatoren eine Reihe nicht unbeträchtlicher Vorzüge. Vor Allem ist hervorgehoben, daſs zur vollen Wirkung des Löthrohrbrenners auch das Gas einen gewissen Druck haben muſs, den man mit Gebläsegeneratoren ohne Rost direct bewirken kann, wenn auch, wie hier, die eigentliche Verbrennung neben der trockenen Destillation nur in geringerem Maſse Platz greifen darf. Auch dient der Dampf strahl dazu, den Gang des Generators zu reguliren und nach Willkür das Verhältniſs zwischen Destillation und Verbrennung zu ändern. Auch in anderer Hinsicht arbeitet der Generator gut und billig, so daſs er den gehegten Erwartungen vollkommen entsprach.

Was nun speciell die Ausrüstung des Puddelapparates anlangt, so ist das Rohr, welches das Gas von der Hauptleitung (einem mit feuerfesten Steinen ausgekleideten Rohr) nach dem Brenner führt, mittels eines Schiebers abschlieſsbar, und es gilt dasselbe auch von der Windleitung. Bei den Versuchsarbeiten betrieb man die Windführung mittels eines Roots-Gebläses; für gröſseren Betrieb würde sich nach Howson ein kleines Cylindergebläse besser empfehlen.2) Der Winddruck, der am zweckdienlichsten schien, ist auf etwa 300mm Wasser bestimmt worden, obwohl dies nach Howson vielleicht noch eine offene Frage ist. Die Hauptsache ist hierbei, daſs die eingeblasene Luft in einzelne Ströme getheilt wird, um die Mischung mit den Gasen so rasch als möglich herbeizuführen. Es hat sich gezeigt, daſs dies ganz gut möglich ist und daſs man es in der Hand hat, einen jeden Luftüberschuſs zu vermeiden und selbst mit einer reducirenden Flamme zu blasen, wenn es erforderlich sein sollte. Man wird natürlich stets mit Luftüberschuſs arbeiten und nur dann, wenn die Arbeit fast beendet ist, jeden unnützen Sauerstoffüberschuſs vermeiden.

Man mag nun die Verbrennung leiten, wie man will, so ist es doch vortheilhaft, die Zuströmung der beiden Elemente der Wärmeerzeugung so zu reguliren, daſs aus dem Ofen heraus nur ein ganz schwacher Flammenring tritt und das Dusenende umspült. Trotzdem haben die entweichenden Verbrennungsproducte eine sehr hohe Temperatur und, leuchtend oder nicht, führen sie eine gewisse, nicht unbeträchtliche Wärmemenge als Verlust mit fort. Man kann aber diese überschüssige Wärme sehr gut zur Vorbereitung der Verbrennungsluft benutzen, indem man sie durch einen kleinen Winderwärmungsapparat streichen läſst, den der Wind passiren muſs. Obwohl, streng genommen, |137| eine Anwendung des warmen Windes unnöthig ist, so kann damit doch Wärme erspart werden, da man bis 400° gehen kann. Dieser hohen Temperatur entspricht auch die beobachtete Erscheinung, daſs der ganze Proceſs rauchfrei verläuft, selbst in den Stadien, wo die Gase im Ueberschuſs vorhanden sind und erst im Winderwärmungsapparat vollständig verbrennen.

Mehr noch als für die Frage der Wärmeproduction haben die Versuche Howson's Bedeutung gehabt für die Führung und Theorie des Puddelprocesses selbst, der bis zum Auftreten der mechanischen Oefen in England nur selten einer genaueren Untersuchung gewürdigt worden ist.

Abgesehen von den Vortheilen, die das Löthrohrbrennersystem bezüglich der Haltbarkeit des rotirenden Ofens darbietet – welche von Jedem leicht erkannt werden, der Gelegenheit hatte, die gewöhnliche directe Kohlenfeuerung auf die mechanischen Puddelöfen anzuwenden – so haben die Versuche von Howson und Godfrey noch andere wichtige Folgen gehabt. Man war bisher gewöhnt, sehr heiſs zu puddeln, um ein lebhaftes Kochen und eine gröſsere Leichtigkeit im Luppenmachen zu erzielen, veranlaſste aber gerade hierdurch einen starken Verbrauch an Fettling, sowie eine die Haltbarkeit gefährdende Verziehung und Werfen der ganzen Ofenconstruction. Hiegegen half einigermaſsen nur immerwährender Gebrauch von Kühlwasser, der andererseits nicht besonders förderlich ist. Howson hatte schon früher sich dahin geäuſsert, daſs wohl der ganze Proceſs bei einer viel niedrigeren Temperatur geführt werden könnte, um die angedeuteten Schwierigkeiten zu überwinden. Im Anschluſs an diese Behauptung suchte man bei den Versuchen selbst diesem Ziel nach und nach näher zu kommen, welches denn auch mit einigem Erfolge gelang.

Zunächst mag bemerkt werden, daſs das Roheisen entweder direct vom Hohofen, oder aus einem besonderen Umschmelzapparat entnommen werden kann, daſs es aber auch zulässig sein dürfte, das Roheisen im rotirenden Puddelofen selbst zu schmelzen. Bei den Versuchen ist das letztere nicht geschehen, angeblich, weil die Einrichtungen nicht zureichten.3) Ist das Eisen geschmolzen und in den Drehtopf gebracht, so wird letzterer mit mäſsiger Geschwindigkeit gedreht, wobei 10 Touren in der Secunde als hinlänglich sich erwiesen haben. Dabei ist nicht nöthig, Gas zu geben, wenn nur das Gefäſs vor dem Einlassen des Eisens gehörig rothwarm gewesen ist; das Eisen bleibt bis zum Eintreten der Oxydation flüssig genug, und es ist ein jedes Temperaturmaximum |138| besser zu vermeiden. Sobald die Charge in Bewegung sich befindet, wird das Fettling in der Form gepulverter Oxyde in kaltem oder leicht vorgewärmtem Zustand zugesetzt; geschmolzenes Fettling wird dagegen nie angewendet. Diese Oxyde werden einfach auf die Metalloberfläche gestreut, durch die Drehung und Stellung des Bades in letzteres eingerollt und verwandeln dasselbe in eine teigige Masse, aus der fortwährend Kohlenoxydflammen entweichen. Damit beginnt ein allmäliges Steigen der Temperatur und die Ladung des Apparates wird aufs Neue dünnflüssig, doch nicht in der gewöhnlichen Weise. Das ganze Metall hat einen granulirten Zustand angenommen, den Howson mit Reiskörnern vergleicht, und schwimmt in einem Schlackenbade herum. Der Kohlenstoff fährt fort, sich als Kohlenoxyd zu verflüchtigen, bis die Körner klebrig werden und leicht an einander hängen. Jetzt ist es Zeit, die Schnelligkeit der Maschine zu mäſsigen, und es finden von jetzt an bis an das Ende des Processes nur 2 Touren in der Minute statt, wobei noch immer kein Gas oder doch nur geringe Mengen gebraucht werden. Es ist nach Howson's Ansicht und Erfahrung nur so viel Wärme nothwendig, daſs das Schlackenbad flüssig bleibt.

Nach wenigen Minuten beginnen die Flammen kleiner zu werden, die Tendenz der Körner, an einander zu hängen, nimmt zu und schlieſslich bilden sie auch kleinere zerrissene Massen. In diesem Zustand erfordert das Bad die höchste Aufmerksamkeit, weil die Bildung gröſserer Klumpen verhütet werden muſs, so lange das Metall nicht vollständig gar ist.4) Je länger das Eisen im losen schwammigen Zustand erhalten werden kann, um so besser ist es; dagegen verzögerte jede vorzeitige Schweiſsung die Operation auſserordentlich. Sind die Kohlenoxydflämmchen verschwunden, so vollendet ein gehöriger Feuerstrahl die Operation und das Eisen kann in Luppen getheilt oder einfach zusammengeballt werden. Wie schon hervorgehoben, vollzieht sich der Puddelproceſs in diesem Ofen ohne Aufkochen; anfänglich steigt die Charge etwas, doch dies ist Alles. Die erforderliche Hitze ist, mit der Temperaturentwicklung anderer Puddelöfen verglichen, niedrig und der Gasverbrauch gering. Der Aufwand an trocknen Oxyden übersteigt nicht 150k für 1t Rohschienen besserer Qualität und eine andere Ausgabe für Fettling findet nicht statt. Die Armatur des Ofens wird nicht leicht in Mitleidenschaft gezogen, weil eben der Ofen nicht mit Oxyden gefüttert ist, und Kühlungen sind am Drehtopf selbst noch nicht nöthig geworden.

Bei einem so geringen Verbrauch an Oxyden wirft man natürlich die Frage auf, was aus dem Phosphor wird. Die Versuche mit dem geschilderten Ofen haben ergeben, daſs der Phosphor bei niedriger Temperatur dem Eisen die Schlacken vorzieht, wie Howson sich ausdrückt, |139| daſs also die Bildung oder Aufnahme der Phosphorsäure durch die Schlacken bei niedriger Temperatur besser von Statten geht als bei höherer. In der Luppenschlacke sind angeblich 7 bis 8 Proc. Phosphor, in den Rohschienen nur 0,15 Proc. nachgewiesen worden, während das Material 1,0 bis 1,25 Proc. neben 1,25 Proc. Silicium enthielt. Der Phosphorgehalt in dem Eisen wächst aber, sobald die fertigen Luppen zu lange Zeit in höherer Temperatur bleiben; man muſs also im letzten Stadium auch in dieser Hinsicht sich in Acht nehmen.

Die ökonomischen Seiten des Processes, d.h. der Abbrand, lassen sich aus dem geschilderten Versuch nicht sicher bestimmen oder vorhersagen; doch glaubt Howson, daſs der Abbrand geringer sei als bei dem gewöhnlichen Verfahren.

Einen Ueberschlag der Einrichtung hat Howson nicht gegeben, weil wahrscheinlich der Handbetrieb seiner Versuchsapparate oder die Gasfrage dies nicht gestatteten.

Erwähnenswerth sind die Bemerkungen in der nach Howson's Mittheilung stattgefundenen Besprechung, weil sie einestheils die Sache selbst, dann aber auch die allgemeine Stimmung der englischen Industrie gegenüber dem Puddeln charakterisiren. Man kommt bei der Durchlesung dieser Bemerkungen auf den Gedanken, daſs die Tage des Puddelprocesses gezählt seien, und daſs derselbe aus einem Fabrikationsproceſs zu einem Vorbereitungs- oder Zwischenproceſs bei der Verarbeitung bestimmter Roheisenqualitäten sich auf dem Uebergange befindet.

Williams und Head stellen zunächst fest, daſs der Ofen, den sie im Gang gesehen haben, eine einfache und bequeme Handhabung gestattet, daſs der Apparat sich nicht allein als eigentlicher Puddelofen, sondern als Entphosphorungsofen (im Bell'schen Sinne) gebrauchen lassen dürfte und daſs namentlich, im Gegensatz zu anderen mechanischen Puddlern, durch das Fehlen reibender Flächen die rasche Abnutzung und Zerstörung vollständig umgangen sei. Head hebt besonders hervor, daſs ihm der Gang der Ofens etwas kühl vorgekommen sei und daſs ihm die Erwärmung der Verbrennungsluft durchaus nothwendig geschienen habe. Die Qualität der Producte anlangend, so seien auf seinen Werken mehrere der Rohschienen aus Howson's Ofen weiter verarbeitet worden und hätten dem Anschein nach ganz gute Producte ergeben; specielle Versuche seien damit allerdings nicht gemacht worden.

Lowthian Bell, welcher die Befürchtungen Williams' (der den Puddelproceſs als demnächst abgethan oder überlebt ansieht) nicht theilt, betont auſser den schon hervorgehobenen guten Eigenschaften des Howson'schen Ofens noch die Art der Befeuerung, welche schon in den ersten Versuchen zu namhaften Ersparnissen gegenüber dem alten Proceſs geführt habe. Damals schon habe man 1t Eisen mit 71cbm gepuddelt (welche etwa 152k Kohlenstoff entsprächen), während sowohl bei Hopkins, Gilkes und Comp. als auch auf nordamerikanischen Werken der Danks-Ofen nahezu 1t Kohlen, nicht gerechnet Schmelzen und Quetschenbetrieb, verlangt hatte. Bell hebt weiterhin noch hervor die Uebereinstimmung Howson's mit seinen eigenen Erfahrungen bezüglich der Abhängigkeit des Phosphorgehaltes im Eisen von der Temperatur des Processes. Audi er habe gefunden, daſs eine niedere Temperatur der Entphosphorung günstig sei.

Crampton bespricht insbesondere einige für den Howson'schen Apparat als günstig hervorgehobene Punkte; zunächst theilt er aus den Erfahrungen mit seinem eigenen Ofen in Woolwich mit, daſs die Anschlüsse, hauptsächlich aus wassergekühlten Stahlringen bestehend, sich vollkommen haltbar erwiesen hätten (?), obwohl sie fast immer mit geschmolzenem Metall bedeckt, d.h. überflössen würden, und daſs diese Haltbarkeit hauptsächlich von dem regelmäſsigen |140| Gang des Ofens herrührt (dessen Bewegung nach Crampton wie die einer Drehbank geht). Ein anderer Punkt, den Crampton berührt, ist die Verminderung des Phosphorgehaltes, nachdem hervorgehoben, daſs schon vor 4 Jahren der Crampton-Ofen Roheisen von 1,3 Proc. in Stabeisen von 0,02 Proc. verwandelt habe, als Webb von Crewe, der die Sache bezweifelt, eigenes Material und eigene Arbeiter nach Woolwich gesendet. Der Guſsstahl, den Vickers in Sheffield daraus gemacht, habe 0,02 Proc. Schwefel und nur Spuren von Phosphor enthalten. – Schlief such wendet sich Crampton gegen die Feuerungsanlage und sagt, daſs seiner Absicht nach die Gasfeuerung, sobald sie besondere Generatoren verlange, niemals einen so guten Effect geben könne, als wenn das Gas im Ofen selbst so nah als möglich an dem Heizraume erzeugt würde. Sein Ideal wäre deshalb ein genau horizontal gelagerter Drehpuddelöfen mit innerer Gaserzeugung. Der von Howson angewendete heiſse Wind führe zwar einen Theil der Abhitze wieder in das eigentliche Centrum des Processes zurück, verlange aber wiederum die Anlage voluminöser Apparate von Stein oder Roheisen, welche natürlich entsprechend Wärme absorbirten. Durch alle solche Weiterungen der Anlage würde die auf die Erhitzung des Apparates entfaltende Quote der Wärmeproduction im Verhältniſs zu den anderen Verbrauchsposten gesteigert und naturgemäſs ein Mehraufwand von Brennstoff überhaupt herbeigeführt.5)

In der Beantwortung der mannigfachen sonst noch gemachten Einwürfe hebt Howson nochmals hervor:

1) daſs der Zeitaufwand für das Luppenmachen und Ausheizen 15 bis 25 Minuten dauere, aber nicht gut weiter getrieben werden könne, da sonst die Wirkung des metallischen Eisens auf den Phosphorgehalt der Schlacke, durch die wachsende Temperatur veranlaſst, eintreten könnte;

2) daſs die Einführung des Fettling auch vor dem Zulaſs des Eisens beim Anheizen des Apparates geschehen könne, daſs er aber das früher geschilderte Einstreuen vorziehe, weil dadurch die principiell als nothwendig erkannte Mäſsigung der Temperatur eher zu erreichen sei;

3) daſs die Entphosphorung von der Menge des angewendeten phosphorfreien Fettling abhänge und daſs, indem er ein bestimmtes Quantum Fettling genannt, es selbstverständlich sei, daſs man auch mehr zersetzen könne, um noch geringeren Phosphorgehalt zu bekommen.

4) daſs der bei seinen Versuchen hie und da nachgewiesene Rothbruch nicht in den Schwefelgehalt des Roheisens, sondern in dem der angewendeten Kohlen begründet sei, weshalb schwefelreichere Kohlen beim Betrieb der Generatoren zu vermeiden seien.

5) daſs die angewendeten Chargen aus einer Mischung grauer und weiſser Gänze bestanden hätten, wobei sich dann für das weiſse Cleveland-Roheisen eine leichtere Bearbeitbarkeit herausgestellt.

Auſserdem betonte Howson noch die Möglichkeit, Stahl mit oder ohne Roheisen nur aus Rohschienen, doch mit Zusätzen von Ferromangan in dem Drehofen herzustellen. Das Stahlpuddeln dagegen ist nicht mit gleichem Erfolg ausgeführt worden. – Das Futter des Topfes besteht aus einer Mischung vom besten Walzsinter (tap-mill), gepulvert, und Portland- bezieh. Romancement. Man schmilzt den Sinter zu Blöcken und klebt sie in dem Ofen mittels der obigen Mischung (4/5 Sinter gepulvert und 1/5 Cement) als Mörtel zusammen. Nach vollständigem Trocknen und Hartwerden beansprucht das Futter keine weitere Aufmerksamkeit mehr.

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Die Verhandlungen in der Herbst-Generalversammlung des Iron and Steel Institute ergaben doch den Eindruck des Interesses an der neuen Construction, wenn auch Einzelne, z.B. Edward Williams, den Puddelproceſs als mit einem Fuſs bereits im Grabe stehend ansahen und dies auch unverhohlen aussprachen. Für diese ist der Howson'sche Drehtopf nur ein Entphosphorungsapparat, in welchem man das Roheisen auf seinem Weg vom Hohofen nach der Bessemerbirne einer Wäsche durch natürliches oder künstliches Fettling aussetzt. Man mag ihn betrachten, von welchem Standpunkt man will, so ist daran doch, abgesehen von den ökonomisch günstig aussehenden Resultaten, zweierlei von entschiedener Wichtigkeit für das Eisenhüttenwesen – einmal die nachgewiesene Möglichkeit, eine Brennerconstruction wie die des Knallgasgebläses auch in groſsem Maſsstab gebrauchen zu können, dann die Erfahrung, daſs auch bei mäſsiger Temperatur und ohne eigentliches Aufkochen des Bades eine Entphosphorung im Verhältniſs des zugesetzten Eisenoxyduls eintritt. Es scheint dies auf den ersten Blick der allgemeinen Erfahrung zu widersprechen, wonach zur möglichsten Reinigung des angewendeten Materials das Eisenbad kochen muſs; indessen klärt sich bei näherer Betrachtung die Sache auf, namentlich, sobald man die Wandlungen des Phosphorgehaltes im Puddelproceſs verfolgt. Es ist die Oxydation des Phosphors einerseits, die mögliche Reduction der Phosphorsäure durch metallisches Eisen andererseits ins Auge zu fassen.

Die Oxydation des Phosphorgehaltes im Roheisen findet bei niedriger Temperatur und um so besser statt, je reiner und säurefreier die Eisenoxyde sind, die das Frischen des Roheisens bewirken. Ist der Phosphor zu Phosphorsäure oxydirt, so kommt es darauf an, das Eisenoxyd-reiche Oxydulphosphat der Einwirkung des metallischen Eisens zu entziehen. Dies geschieht durch Entfernung der Schlacken und schlieſslich durch Aussaigern der in den Luppen noch steckenden Schlackenreste, wobei ein etwaiger Mangangehalt durch Herabstimmen des Schmelzpunktes gute Dienste leistet. Je Silicium-ärmer das Roheisen ist und je Kohlenstoff- und Mangan-haltiger, desto mehr wird es sich, wie dies auch Howson's Erfahrungen beweisen, für den geschilderten Proceſs eignen. Roheisen, erblasen aus kalkigen und phosphorreichen Erzen, wie es die Clevelanderze und einige Hauptvarietäten der Minette sind, müssen sich gerade im Howson'schen Ofen gut verarbeiten lassen.

Die Schlacke ist sehr gar, d.h. eisenreich, strengflüssig, hält jedenfalls den Phosphor viel mehr zurück, auch bei der höheren Temperatur des Luppenmachens, so daſs man sich die eigenthümliche Erfahrung Howson's aus den theoretisch feststehenden Relationen zwischen Phosphor, Sauerstoff und Eisen erklären kann.6)

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Die gewöhnliche Praxis, die von Anfang an mit einer gröſseren Menge Kieselerde arbeitet, puddelt mit flüssiger Schlacke, deren Aggregatzusand an sich jeder chemischen Wirkung auf einen nicht gleich schweren, aber ebenfalls flüssigen Körper, das Roheisen, ungünstiger ist, als wenn eine krümlige Mischung mit stark entwickelter Contactfläche vorhanden wäre. Dieser Umstand ist jedenfalls von bedeutendem Einfluſs, doch nur bei der eigenartigen Heizung des Howson'schen Ofens voll auszunutzen, weil sich hierbei die Temperatur sehr genau und rasch reguliren läſst.

Was nun schlieſslich die praktische Bedeutung von Howson's Ofen anlangt, so ist anzuführen, daſs Lowthian Bell im Augenblick einen Howson'schen Apparat zur directen Fluſsstahlerzeugung aus Clevelandeisen in Betrieb setzt und daſs hierbei der Dampfhammer vollständig ausgeschlossen sein wird. Terrenoire und andere Werke des Loire-Beckens haben mit Howson Verträge zur Einführung des Verfahrens abgeschlossen und weitere Schritte sind in Aussicht.

Wir können am Schluſs nur den Wunsch aussprechen, daſs die deutsche Eisenindustrie von dieser Neuerung im Puddelproceſs Besitz nimmt und mit Hilfe ihrer guten Gaskohlen, sowie der vorhandenen Fettling-Materialien endlich die Bahn der Entphosphorung praktisch beschreitet, die vielleicht zu einem billigeren Hohofenproduct und zu einem daraus trotzdem hervorgehenden werthvolleren Qualitätsfabrikat Veranlassung gibt. Hätte Deutschland, wenigstens Rheinland-Westphalen einen Stahl- und Eisenverein von technisch-wirthschaftlicher Bedeutung, so würde sich eine commissarische Prüfung des Verfahrens wohl eher lohnen, als es s. Z. bei den englischen und belgischen Commissionen für den Danks-Ofen in der Folge sich herausstellte. Praktische Vorschläge zu machen oder gar technische Winke und Rathschläge zu geben, ist indessen nicht Sache der Professoren; dieselben thun genug, wenn sie das Sachverhältniſs selbst theoretisch prüfen und zu erklären suchen. Die ausführende, für Erfolg oder Nichterfolg verantwortlich eintretende Praxis hat das Weitere zu beschlieſsen.

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Wenn man annimmt, daſs zur Darstellung von 1t Rohschienen 1t,25 Roheisen nothwendig sind und diese mit 10 Proc. Kokes umgeschmolzen werden können, so stehen den obigen 254k Kohlen 127k Kokesbedarf gegenüber, die einer Ausbeute von 50 Proc. entsprechen.

D.

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Dieser Ansicht vermögen wir nicht beizustimmen, da die Concurrenz kleiner Cylindergebläse und aller Arten Windräder überall, wo es nicht auf hohen Druck ankam, zu Gunsten der letzteren stets entschieden hat. Auch im vorliegenden Fall, wo eine Spannung im Apparat, welcher den Wind zugeführt erhält, kaum vorhanden ist, dürfte die Benutzung von hinreichend groſsen Ventilatoren oder Kapselrädern vortheilhafter sein als die eines knappen Cylindergeblases.

D.

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Es ist keinem Erfinder übel zu nehmen, wenn er nur die guten Seiten seines Gegenstandes in das rechte Licht setzt; die Kritik muſs aber anders verfahren. Im Punkt des Roheiseneinschmelzens scheint es uns für die ganze Eigenthümlichkeit des Howson'schen Verfahrens unmöglich zu sein, das Roheisen im Rotator selbst einzuschmelzen, da alsdann der ganze Proceſs schon viel zu heiſs anfängt.

D.

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Am besten bewirkt man dieses Verzögern durch langsames Drehen oder durch zeitweiliges Unterbrechen.

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Die Bemerkungen Crampton's, der seine Staubstromfeuerung natürlich für vorwiegend praktisch und zweckmäſsig hält, gehen zu weit; es setzen sich die Selbstkosten eines Processes ja nicht allein aus den Rohmaterialaufwänden zusammen, sondern daneben aus den Zinsen und Amortisation der Anlage, und es will uns bedünken, daſs die für den groſsen Betrieb nach Crampton'scher Art nothwendig werdenden Kohlenwäschen, Kohlenmühlen, Ventilatoren und Leitungen in den Zinsen mehr betragen dürften, als die für die Generatoren und Winderwärmungsapparate der Howson'schen Anlagen nothwendigen Wärmeausgaben.

D.

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Vgl. Wedding: Schmiedbares Eisen, 1. Lieferung S. 18, wo in einfacher, klarer Weise der Vorgang der Phosphoroxydation dargestellt ist.

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