Titel: Stead, über das Vorkommen von Phosphor in Eisen.
Autor: Stead, J. E.
Fundstelle: 1878, Band 230 (S. 274–280)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj230/ar230069

Ueber das Vorkommen von Phosphor im Cleveland-Eisenstein und in dem daraus erzeugten Eisen; von J. E. Stead in Middlesborough.

Schon zu Ende des vorigen Jahrhunderts beschäftigten sich unsere Analytiker mit den Verbindungen von Eisen und Phosphor. Man wuſste, daſs Phosphor-haltiges Eisen brüchig und leichter schmelzbar ist als Phosphorfreies Eisen. Später wurde festgestellt, daſs der als Phosphorsäure im Eisenstein vorkommende Phosphor beim Schmelzproceſs im Hohofen sämmtlich reducirt und an das Eisen gebunden wird. Heute bleibt es noch unsere Aufgabe, nach einem Mittel zu suchen, um den im Eisenstein enthaltenen Phosphor vor der Verhüttung zu entfernen, ohne dadurch das Product zu sehr zu vertheuern.

Nachstehende Analysen (in Procent) geben ein genaues Bild von dem Charakter des Hauptlagers unseres Cleveland-Eisensteins. Von oben nach unten wurden nach je 305mm Proben genommen und untersucht:

Eisen Kiesel-
saure
Phosphor-
saure
Feuchtig-
keit
Verlust
beim Rosten
Eisen im ge-
rösteten Stein
1) 26,53 18,30 1,44 8,50 27,39 36,50
2) 29,54 10,90 1,13 9,10 29,80 42,08
3) 29,14 10,68 1,13 9,50 29,80 41,50
4) 28,41 11,98 1,41 9,80 28,80 39,92
5) 29,97 9,00 1,17 10,00 30,83 43,31
6) 30,42 8,82 0,89 10,00 31,51 44,40
7) 29,70 9,00 0,80 10,10 31,78 43,53
8) 29,85 9,29 0,91 9,80 30,90 43,20
9) 30,30 12,01 1,16 9,00 28,50 42,40.

Dieser Eisenstein enthält in allen Schichten ziemlich viel Phosphorsäure, welche ausschlieſslich an Kalk gebunden ist. Man findet nämlich, daſs Schwefelammonium, welches phosphorsaure Eisenverbindungen zersetzt, auf diesen Stein nicht reagirt, daſs schweflige Säure seine Phosphor-haltigen Bestandtheile sehr rasch löst und zersetzt, während sie diese Reaction wohl bei Kalkphosphaten, nicht aber bei Eisenphosphaten zeigt, und daſs endlich Kochsalz, mit dem Erz zusammengeschmolzen, keine Zersetzung bewirkt, während sich bei Gegenwart von phosphorsaurem Eisenoxydul phosphorsaures Natron bildet.

Man hat früher geglaubt, daſs der Phosphorgehalt dieses Erzes von den Cadavern Phosphor-haltiger Thierchen herrühre. Dem widerspricht indeſsen einmal die Thatsache, daſs in einem Theil des Erzlagers keine Fossilien vorkommen, und dann der Umstand, daſs die Analysen von versteinertem Holz, welches sich dort vorfindet, ebenfalls bedeutende Mengen phosphorsauren Kalk nachweisen. Es bleibt deshalb nur die eine Möglichkeit offen, daſs der phosphorsaure Kalk einst in irgend einem Mittel gelöst vorkam, vielleicht in Kohlensäure, aus welchem er sich später niederschlug. Unsere Forschungen über diesen Gegenstand sind noch zu lückenhaft, um denselben heute weiter verfolgen zu können.

Analyse von versteinertem Holz, vorgefunden in Cleveland-Eisenstein:

Kalk 27,60
Phosphorsäure 20,80
Magnesia 1,12
Eisenoxydul 10,02
Eisen 5,20
Kobalt und Nickel 1,65
Oxyde von Kobalt und Nickel 3,70
Thonerde 8,25
Manganoxydul Spuren
––––––
78,34
|275|
Uebertrag 78,34
Schwefel 7,56
Schwefelsäure 0,60
Kohlensäure 0,75
Kieselsäure 0,50
Kohlenstoffhaltige Substanzen 9,60
Wasser 3,00
–––––––
100,35.

Zur Entfernung des Phosphors aus dem Eisenstein sind bis jetzt verschiedene Methoden in Anwendung gekommen. Die beachtenswerteste derselben ist die von dem Hüttendirector J. Jacobi in Kladno (vgl. 1871 201 245) erfundene, welche auf der Anwendung von schwefliger Säure beruht. Das zerkleinerte Erz wird in einen groſsen Wasserbehälter gebracht und dort mit aus Pyrit dargestellter schwefliger Säure behandelt, wodurch der phosphorsaure Kalk zersetzt wird. Ungefähr 90 Proc. des Phosphors treten in Lösung und können mit dem Wasser abgelassen werden. Aus letzterem läſst sich die überschüssige schweflige Säure durch Kochen wieder gewinnen, wodurch gleichzeitig das Phosphat niedergeschlagen wird und als Dünger verwerthet werden kann. Dieses Verfahren wurde auf Cleveland-Eisenstein, den man vorher geröstet und gepulvert hatte, angewendet. Man benutzte dazu eine 10 proc. schweflige Säure, vom 30 fachen Gewichte des Erzes, welche man 24 Stunden einwirken lieſs. Die Analysen des abfiltrirten Erzes ergaben Procent Phosphorsäure:

Probe Im Erze Entfernt Zurückgeblieben
1 1,73 1,64 0,09
2 1,80 1,71 0,09
3 1,34 1,16 0,18
4 1,14 0,97 0,17.

Es wurden also ungefähr 90 Procent der Phosphorsäure entfernt. Da nun aber der Eisenstein in groſsen Stücken in unsern Hohöfen zur Verwendung kommt, so galt es, zu untersuchen, ob dieses Verfahren auch auf solche anwendbar sei. Ein Stück von 16cc Inhalt, 3 Tage lang der Einwirkung schwefliger Säure ausgesetzt, verlor nur 15 Proc. seines Phosphorgehaltes. Gröſsere Stücke brauchten verhältniſsmäſsig mehr Zeit, mit geringerem Erfolg, und so stellte sich denn heraus, daſs die beschriebene Methode für unsere Zwecke unbrauchbar ist.

Ein anderes Verfahren zur Entfernung des Phosphors ist von Forles eingeführt worden. Es beruht auf der Anwendung des Kochsalzes. Da wir es jedoch hier mit phosphorsaurem Kalk zu thun haben, so ist dasselbe für den vorliegenden Fall, wie schon erwähnt, nicht anwendbar. Als letzte Methode führen wir das Zusammenschmelzen des Erzes mit kohlensaurem Natron an. Hierbei bildet sich lösliches phosphorsaures Natron. Allein die Anwendbarkeit scheiterte wieder an dem Umstände, daſs das stückige Erz nicht in genügendem Maſse von der Lösung des kohlensauren Natrons durchdrungen werden konnte. – Aus allen vorgenommenen Versuchen schien die Unmöglichkeit hervorzugehen, den zum Hohofenbetrieb bestimmten Eisenstein in zweckentsprechender Weise seines Phosphorgehaltes zu entledigen.

Es ist bekannt, daſs der phosphorsaure Kalk, mit Kohle und Oxyden oder metallischem Eisen einer sehr hohen Temperatur ausgesetzt, zersetzt wird und seinen Phosphorgehalt an das Eisen abgibt. Es darf uns deshalb nicht wundern, wenn wir beim Hohofenbetrieb sämmtlichen in der Beschickung vorhanden gewesenen Phosphor im Roheisen wiederfinden. Nur bei ganz kaltem Ofengang, wenn auch das Eisen nur unvollständig reducirt wird, finden wir Phosphor in der Schlacke. Es ist viel über den Einfluſs von Fluſsspath auf die Ausscheidung des Phosphors im Hohofen geschrieben worden. Nachstehende Versuche mögen uns jedoch davon überzeugen, daſs die genannte Substanz durchaus keine Wirkung in dieser Richtung übt. Eine Sorte Eisenstein, welche 1,8 Proc. Phosphor ins Roheisen liefert, wurde mit 25 Proc. Fluſsspath in einem Tiegel zusammengeschmolzen. Der entstandene Eisenkönig |276| enthielt 1,8 Proc. Phosphor. Zu einem zweiten Versuche wurden zwei gleich groſse Portionen gerösteten Cleveland-Eisensteins in je einem Tiegel mit 100 Proc. Fluſsspath bezieh. mit Kalkstein, wie gewöhnlich, zusammengeschmolzen. Das mit Fluſsspath geschmolzene Erz enthielt 1,630, das mit Kalk zusammengeschmolzene Erz 1,627 Proc. Phosphor. Durch directes Zusammenschmelzen von Phosphor mit Eisen kann man Verbindungen herstellen, welche bis 27 Proc. Phosphor enthalten.

Der Phosphor macht, wie schon oben angeführt, das Eisen sehr leichtflüssig. Dies ist jedoch nur der Fall bis zu einem Gehalt von etwa 12 Procent. Hierbei schmilzt die Verbindung schon in Hellrothglühhitze. Bei höherem Phosphorgehalt nimmt die Schmelzbarkeit wieder ab. Der Grad der Zu- und Abnahme der Schmelzbarkeit, in den angedeuteten Grenzen, wechselt mit dem Phosphorgehalt. Alle Phosphorverbindungen des Eisens sind auſserordentlich brüchig. Der Grad der Brüchigkeit wächst in directem Verhältniſs mit dem Phosphorgehalt. Eisen mit 25 Proc. Phosphor läſst sich wie Sandstein im Mörser zu Pulver verreiben. Wenn Cleveland-Roheisen im Puddelofen theilweise eingeschmolzen ist, so hat es den Anschein, als ob gewisse Theilchen des Metalles leichter schmelzbar wären als andere. Nimmt man ein theilweise geschmolzenes Stück dieses Eisens aus dem Puddelofen heraus und bricht es durch, so scheinen auch auf der Bruchfläche einzelne Theilchen geschmolzen zu sein, während dies bei andern noch nicht der Fall ist. Nachstehender Versuch belehrt uns hierüber des Näheren. Ungefähr 45k flüssiges Cleveland-Eisen wurde in eine Form gegossen und, nachdem das Metall teigig geworden war, dem Druck einer hydraulischen Presse ausgesetzt. Der noch flüssige Theil der Masse, welcher herausquoll, wurde analysirt und mit der Zusammensetzung des zu dem Versuche gebrauchten Roheisens verglichen:

Roheisen Herausgepreſstes Eisen
Eisen 93,125 90,122
Kohlenstoff 3,000 1,750
Mangan 0,355 0,288
Silicium 1,630 0,790
Schwefel 0,120 0,060
Phosphor 1,530 6,840
Titan 0,240 0,150
–––––––––––––––––––––––––––––
100,000 100,000.

Man kann das herausgepreſste Eisen als eine Verbindung von Phosphoreisen mit gewöhnlichem Roheisen betrachten. Unter der Annahme, daſs der Siliciumgehalt der herausgepreſsten Masse das Verhältniſs des unveränderten Metalles repräsentirt, haben wir 100 × 0,79 : 1,63 = 48,5 von diesem Metall und 100 – 48,5 = 51,5 Phosphoreisen. Durch Rechnung finden wir, daſs jeder dieser Theile in Procent zusammengesetzt ist, wie folgt:

Unverändertes Metall Phosphoreisen
Eisen 45,167 44,955
Kohlenstoff 1,455 0,295
Mangan 0,172 0,116
Silicium 0,790
Schwefel 0,058 0,002
Phosphor 0,742 6,098
Titan 0,116 0,034
––––––– ––––––––
48,500 51,500.

Da, wie wir aus der Analyse des Phosphoreisens ersehen, die Menge der übrigen beigemengten Substanzen verschwindend klein ist, so finden wir ein Verhältniſs von Eisen zu Phosphor wie 88,05 zu 11,95. Theilt man jede dieser Zahlen durch das Atomgewicht des betreffenden Körpers, so ergibt sich das Verhältniſs 88,05 : 28 = 3,14 zu 11,95 : 31 = 0,385 oder die chemische Formel Fe8P.

6 Monate später wurde derselbe Versuch wiederholt und ergab das gleiche Resultat. Hieraus folgt unzweifelhaft, daſs in dem Roheisen Phosphoreisen als besondere Verbindung vorhanden und durch die ganze Masse des ersteren |277| vertheilt ist. Behandelt man Schmiedeisen mit Schwefelsäure, so bleibt stets ein unlöslicher schwarzer Rückstand von Phosphoreisen verschiedener Zusammensetzung: Fe3 P4, Fe3 P2 u.a. wurden festgestellt. Welchen Einflüssen diese verschiedenen Verbindungen von Phosphor mit Eisen ihre Entstehung verdanken, muſs späteren Forschungen vorbehalten bleiben.

Roheisen, welches mehr als 5 Proc. Silicium enthält, zeigt eine glasirte Bruchfläche, wenn in dem Eisen beträchtliche Mengen Phosphor enthalten sind. Ist letzteres nicht der Fall, wie bei dem Bessemereisen, so kann der Siliciumgehalt bedeutend höher sein, ohne daſs die genannte Erscheinung eintritt. Dies erklärt sich so, daſs durch den groſsen Phosphorgehalt des Cleveland-Eisens weniger Eisen zur Aufnahme von Silicium übrig bleibt.

Der Schwefelgehalt des Roheisens verhindert die Ausscheidung des Kohlenstoffes als Graphit; denn, wenn man in geschmolzenes graues Roheisen Schwefelstückchen wirft, so erscheint die Bruchfläche nach dem Erkalten stets melirt oder weiſs. Um den Einfluſs des Phosphors auf das Verhalten des Kohlenstoffes zu prüfen, wurde auf dem Boden einer Form, in welche graues Roheisen gegossen werden sollte, ein Stückchen Phosphor gelegt. Die Bruchfläche des Eisens, auf welchem der Phosphor verbrannt worden war, blieb grau, und die vorgenommenen Analysen ergaben in Procent:

Roheisen ohne
Phosphorzusatz
Roheisen mit
Phosphorzusatz
Gebundener Kohlenstoff 0,60 0,73
Phosphor 0,46 1,71.

Durch die Vermehrung des Phosphorgehaltes um 0,25 Proc. sind also 0,13 Proc. Kohlenstoff verhindert worden, in Graphit überzugehen. Der Einfluſs des Phosphors in dieser Beziehung, namentlich im Vergleich mit demjenigen des Schwefels, ist demnach, wie wir sehen, ziemlich unbedeutend.

Unter allen Stoffen, welche bis jetzt zur Entfernung des Phosphors aus dem Roheisen in Anwendung gekommen sind, verdient das Eisenoxyd zuerst genannt zu werden. Man ist vielfach der Ansicht gewesen, daſs die Entwicklung der Körperthätigkeit des Puddlers und beim mechanischen Puddelbetrieb das heftige Arbeiten der Rührapparate an und für sich zur Entfernung des Phosphors aus dem Roheisen beitragen; berücksichtigt man dagegen, daſs durch die heftigere Bewegung der einzelnen Theilchen der geschmolzenen Massen auch eine intensivere Gegenwirkung zwischen Eisen und Schlacken bezieh. Futter entsteht, so ist es immer nur die Wirkung des in dem Puddelofen vorhandenen Eisenoxydes, welche die Entfernung des Phosphors zu Wege bringt. Durch folgende Versuchsresultate wird ersichtlich, daſs mehr Phosphor in dem gepuddelten Eisen zurückbleibt, wenn der Puddelproceſs bei verhältniſsmäſsig niedriger Temperatur durchgeführt wird, und wenn man die Puddelschlacke früh abläſst, als wenn dies nicht der Fall ist. Es ist erwiesen, daſs die Qualität des Luppeneisens um so besser ist, je höher die Temperatur im Puddelofen war; denn je höher die Temperatur, um so dünnflüssiger und wirksamer ist die Schlacke. Daſs der Phosphorgehalt im Eisen verhältniſsmäſsig hoch bleibt, wenn die Schlacke zu früh abgelassen wird, bedarf keiner weiteren Erläuterung. Zur Beleuchtung der angeführten Thatsachen mögen die nachstehend in Procent aufgeführten Versuchsresultate dienen:


Phosphorgehalt
Eingesetztes
Roheisen
Eisenproben,
gezogen vor
dem Kochen
Gepuddeltes
Eisen
des in einem gewöhnlichen Ofen
und unter normalen Verhält-
nissen gepuddelten Eisens


1,54


0,73


0,306
eines bei sehr niedriger Tem-
peratur gepuddelten Eisens

1,54


0,520
des gepuddelten Eisens bei zu früh-
zeitigem Ablassen der Schlacke

1,54

0,65

0,448
eines bei sehr hoher Temperatur
gepuddelten Eisens

1,54

0,18

0,090.
|278|

Eine nach Beendigung des letztgenannten Versuches, aus dem Puddelofen gezogene Schlackenprobe enthielt 4,2 Proc. Phosphorsäure. Eine im Danks-Puddelofen auf den Werken von Hopkins, Gilkes und Comp. ausgeführte Eisenprobe ergab folgendes Resultat:


Phosphorgehalt
Eingesetztes
Roheisen
Eisenproben,
gezogen vor
dem Kochen
Gepuddeltes
Eisen
des bei sehr hoher Temperatur
gepuddelten Eisens

1,80

0,21

0,17.

Die in dem Puddelofen zurückgebliebene Schlacke enthielt 10 Proc. Phosphorsäure.

Nachstehende von E. Williams ausgeführte Versuche zeigen gleichfalls die kräftige Wirkung des flüssigen Eisenoxydes. Flüssiges Cleveland-Eisen wurde in Tiegel gegossen, welche ebenfalls flüssige Schlacke enthielten. Nachdem die Tiegel bedeckt worden waren, wurden sie ungefähr ¼ Minute heftig geschüttelt. Das gefeinte Eisen wurde nach dem Erkalten analysirt und zeigte folgende procentige Zusammensetzung:


Zusatz bestand nur aus Walzenschlacke
Zusatz bestand aus
⅘ Walzenschlacke
und ⅕ Sand
Nr. 1 Nr. 2 Nr. 3
Kohlenstoff 1,80 2,40 3,00
Silicium 0,04 Spuren Spuren
Phosphor 0,13 0,13 0,04.

Es ist einleuchtend, daſs hier die durch die heftige Bewegung der geschmolzenen Massen bewirkte innige Berührung der einzelnen Schlacken- und Eisentheilchen die Entfernung des Phosphors aus dem Eisen veranlaſst hat.

Wir haben aus den vorstehend aufgeführten Versuchen ersehen, daſs bei den im Paddelofen erreichbaren Temperaturgraden die Verwandtschaft des Phosphors zum Sauerstoff gröſser ist als zum Eisen. Bei beträchtlich höherer Temperatur, wie solche in der Bessemerbirne erzeugt werden kann, ist dies nicht mehr der Fall. Zum Beweis dafür dient nachstehendes Beispiel. Eine Roheisencharge von 6t im Gewicht wurde 15 Minuten lang in der Birne durchgeblasen, wobei sich viel Eisenoxyd bildete. Das nicht oxydirte Eisen betrug nur wenige Procent der Masse, und aus Analogie mit den Resultaten des Puddelofenbetriebes hätte man schlieſsen sollen, daſs nun aller Phosphor in der oxydirten Masse zu finden sei. Die mit letzterer vorgenommene Analyse ergab dagegen grade das Gegentheil, nämlich:

Eisenoxydul 47,68
Eisenoxyd 6,87
Manganoxydul 3,47
Kalk 0,52
Magnesia 1,05
Kieselsäure 39,00
Schwefel 0,09
Phosphorsäure
Thonerde 1,30
––––––
99,98.

Dieselbe Schlacke wurde später, bei niedrigerer Temperatur, mit geschmolzenem Cleveland-Roheisen zusammengerührt und entzog diesem 50 Procent seines Phosphorgehaltes. Dies ist der schlagende Beweis, daſs nur die in der Bessemerbirne herrschende hohe Temperatur die Entfernung des Phosphors aus dem Eisen verhindert.

Verhalten des Eisens beim Erhitzen mit Phosphorsäure. Reines Eisen zersetzt bei Rothglühhitze Phosphorsäure nicht, wohl aber im geschmolzenen Zustand. Bei einem Versuch, wo reines Eisen in einem Schmelztiegel mit Phosphorsäure zusammengeschmolzen wurde, entstand ein Regulus von Phosphoreisen, welcher 85 Proc. Eisen und 15 Proc. Phosphor enthielt. Dies beweist deutlich, daſs Phosphorsäure durch Eisen in Phosphoreisen und Eisenoxyd |279| verwandelt wird. Bei einem anderen Versuche wurde reines Eisen mit Puddelschlacke zusammengeschmolzen, welche ungefähr 4 Proc. Phosphorsäure enthielt. Der entstandene Regulus zeigte 2,12 Proc. Phosphor. Ein wiederholter Versuch ergab dasselbe. Die Eisenkönige verloren in beiden Fällen während der Behandlung ungefähr 20 Procent an Gewicht, was also beweist, daſs reducirende Stoffe gänzlich fehlten. Reines Eisen, mit phosphorsäurem Eisenoxydul zusammengeschmolzen, lieferte ein Product mit 2,68 Proc. Phosphor.

Cleveland-Roheisen, welches 3,5 Proc. Kohlenstoff, 2,8 Proc. Silicium und 1,5 Proc. Phosphor enthielt, lieferte, nachdem es fein gepulvert mit reinem Eisenoxyd vermischt und einer Temperatur ausgesetzt worden war, bei welcher die Masse zusammenfloſs, ein Metall mit nur Spuren von Kohlenstoff und Silicium und 1,28 Proc. Phosphor. Es ist anzunehmen, daſs beim Beginn der Schmelzung, als die Temperatur noch verhältniſsmäſsig gering war, eine theilweise Austreibung des Phosphors stattfand, während derselbe später bei stärkerer Hitze durch die reducirende Wirkung des Eisens theilweise aus der Schlacke wieder aufgenommen wurde. Die bei diesen Versuchen erzeugten Schlacken waren sämmtlich fast mit Kieselsäure gesättigt. Man kann also annehmen, daſs die Resultate der vereinigten Wirkung von Eisenphosphat und Kieselsäure auf das reine Eisen zuzuschreiben sind.

Es ist bekannt, daſs Kieselsäure, wenn sie mit phosphorsauren Verbindungen zusammengeschmolzen wird, die Phosphorsäure austreibt, und es ist wahrscheinlich, daſs die Kieselsäure, welche in die Schlacke überging, die Phosphorsäure frei machte und daſs diese durch das Eisen zersetzt wurde. Um nun die Wirkung der phosphorsauren Eisenverbindungen auf reines Eisen bei Abwesenheit von Kieselsäure zu erfahren, wurde das Ende eines Stückes Eisendraht mit Eisenphosphat bestrichen und in einem Strome von Sauerstoff geschmolzen. Ein groſser Theil des Eisens wurde hierbei verbrannt, und das kleine zurückbleibende Kügelchen, welches nicht mehr als 0g,1 wog, zeigte bei der Analyse deutliche Spuren von Phosphor.

Um das Verhalten von Eisenoxyd zu Phosphoreisen kennen zu lernen und um zu prüfen, ob die hierbei eintretende Einwirkung eine rein physikalische oder eine chemische ist, wurden 2g Phosphoreisen unter einer dicken Lage von Eisenoxyd, vermischt mit Eisenoxydul, ungefähr 1 Stunde lang geschmolzen. Wäre hierbei die Wirkung nur eine physikalische gewesen, wobei also das Phosphoreisen lediglich von der Schlacke aufgenommen wird, so hätte der Eisenkönig bei der Schmelzung an Gewicht verlieren müssen. Es fand jedoch im Gegentheil eine Gewichtszunahme statt. Die Könige wogen 2g,3 oder 15 Proc. mehr als vordem und hatten folgende Zusammensetzung:

Vor der Schmelzung Nach der Schmelzung
Eisen 1,768 2,162
Phosphor 0,232 0,138
–––––– –––––––
2,000 2,300.

Der Phosphorgehalt hatte also um 0g,094 abgenommen, während der Eisengehalt um 0g,394 zunahm, oder mit anderen Worten: 0,094 Th. Phosphor hatten den Sauerstoff von 0,394 Th. Eisen, welches als Oxyd in der Schlacke enthalten war, aufgenommen, um sich in Phosphorsäure zu verwandeln. Jedes Atom Phosphor hatte demnach 4,2 Atome Eisen gefällt, während nach der Theorie (P2 + 5FeO = P2O5 + 5Fe) 4,5 Atome Eisen hätten gefällt werden müssen.

Phosphor im Stabeisen. Sämmtliches aus Phosphor-haltigem Roheisen hergestellte Stabeisen enthält Phosphor in zwei verschiedenen Formen; einmal in Verbindung mit dem Eisen selbst, wodurch bei Vorhandensein gröſserer Mengen Kaltbruch entsteht, und ferner als Phosphorsäure in der Schlacke, welche von den einzelnen Eisenpartikelchen umhüllt ist; letztere übt auf die Eigenschaften des Eisens keine schädliche Wirkung aus.

Es hat den Chemikern anfänglich viele Schwierigkeiten verursacht, quantitativ zu bestimmen, in welcher der beiden Formen der Phosphor im Eisen auftritt. Durch die ausgeführten Analysen erfuhr man, daſs der Gehalt an Phosphor in dem aus Cleveland-Roheisen hergestellten Luppeneisen 0,3 bis |280| 0,4 Proc. oder 20 bis 25 Proc. vom Phosphorgehalt des verwendeten Roheisens beträgt. Das Verhältniſs des als Phosphorsäure in der Schlacke enthaltenen Phosphors stellt sich, je nachdem die Stäbe mehr oder weniger Schlacke enthalten, auf 0,05 bis 0,15 Proc.

Nimmt man an, daſs in vier verschiedenen Stäben, welche 2,5 Procent Phosphor enthalten, 2, 3, 4, bezieh. 5 Proc. Schlacke enthalten sind, so enthält letztere 0,05, 0,075, 0,10 bezieh. 0,125 Proc. Phosphor in unschädlichem Zustand, welcher durch Hämmern, Schweiſsen und Walzen ausgetrieben werden kann. Ein aus Cleveland-Roheisen hergestellter Luppenstab, welcher gröſstentheils krystallinisch und hart war, wurde nach wiederholtem Hämmern und Auswalzen sehnig und weich.

Folgende mit drei verschiedenen Luppenstäben vorgenommene Analysen zeigen, wie bedeutend der als Phosphorsäure in der Schlacke enthaltene Phosphor, welcher durch wiederholtes Hämmern und Auswalzen entfernt werden kann, zuweilen ist:

In Verbindung
mit dem Eisen
Phosphor in
der Schlacke
Gesammt-
Phosphorgehalt
0,243 Proc. 0,087 Proc. 0,33 Proc.
0,130 0,110 0,24
0,071 0,149 0,22

In dem Danks-Puddelofen bei Hopkins, Gilkes und Comp. wurde aus dem bekanntlich sehr phosphorreichen Cleveland-Roheisen Luppeneisen erzeugt, das last vollständig frei an Phosphor ist, wie dies nachstehende 3 Analysen zeigen:

Kohlenstoff 0,080 0,110 0,160 Proc.
Silicium 0,092 0,046 0,040
Schwefel 0,012 0,016 0,012
Phosphor 0,110 0,060 0,073

In den vorliegenden Fallen war der Phosphor folgendermaſsen vertheilt:

Verbunden mit
dem Eisen
In der
Schlacke
Gesammt-
Phosphorgehalt
a) 0,057 Proc. 0,063 Proc. 0,110 Proc.
b) 0,023 0,037 0,069
c) 0,034 0,039 0,073

Man muſs zugeben, daſs besseres Eisen, als vorstehendes, schwer zu finden ist. (Nach Iron, 1877 Bd. 10 S. 553. 586. 651.)

–r.

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