Titel: Neuerungen in der Eisenerzeugung.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1880, Band 235 (S. 432–437)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj235/ar235179

Ueber Neuerungen in der Eisenerzeugung.

(Fortsetzung des Berichtes S. 369 dieses Bandes.)

Mit Abbildungen auf Tafel 38 und 43.

Vereinigter Flamm- und Bessemerofen. Derselbe soll nach F. Krupp in Essen (* D. R. P. Nr. 2356 vom 28. December 1878 und Zusatz * Nr. 3295 vom 29. März 1878) dazu dienen, das Bessemern solcher Eisensorten zu ermöglichen, welche in der gewöhnlichen Birne zu kalt gehen, namentlich das billigere weiſse und das nach der Krupp'schen Methode (* 1879 233 43) gereinigte Eisen. Es soll ferner möglich sein, beim Bessemern dieser kalt gehenden Eisensorten beliebig groſse Mengen von Stahl- und Eisenabfällen zuzusetzen und durch Nachheizung den erzeugten Stahl zur Ruhe kommen zu lassen und so zu verbessern. Dies soll dadurch erreicht werden, daſs der Apparat so eingerichtet wird, das eingebrachte Metall in beliebiger Abwechslung zu heizen, oder Wind durch dasselbe zu blasen. Das geschmolzene Roheisen wird durch die Schnauze in den Apparat eingelassen, hier zunächst überhitzt, dann im umgestellten Apparat gebessemert. Unter Zusatz von beliebigen Abfallmengen wird dann im wieder umgestellten Apparat nachgeheizt und durch die während dieses Nachheizens eintretende Beruhigung des Metalles sowie durch passende Zuschläge das Product entsprechend gebessert.

Der in Fig. 13 bis 15 Taf. 38 dargestellte Ofen ist dadurch entstanden, daſs der eigentliche Ofenkörper eines Flamm Schmelzofens um seine Längsachse drehbar gemacht und auf der einen schmalen Seite seines ovalen Querschnittes mit Bessemerdüsen versehen ist. Hat der Apparat die Stellung von Fig. 15, so treten die Heizgase abwechselnd von der einen Seite des Ofens aus den Kanälen a der Regeneratorkammern c in die Oeffnungen b des eigentlichen Apparates und gehen |433| aus den entsprechenden Oeffnungen der gegenüber liegenden Seite wieder fort. Wird der Apparat dagegen in die durch die Fig. 13 und 14 veranschaulichte Stellung gedreht, so öffnet sich durch ein Excenter d selbstthätig das Windventil e und läſst durch das Rohr f Bessemerwind in die Düsengehäuse g und von diesen durch die Düsen h in das flüssige Metall treten. Der drehbare Ofenkörper ruht mit den Kränzen i, i1 auf den Rollen k, von denen ein Paar gleichzeitig die Zahnräder zum Drehen des Ofens bildet. Die Achse der Zahnradrolle k trägt auf einer Seite das Schneckenrad l, welches durch die Schnecke m gedreht wird.

Das Füllen und Ausleeren des Apparates erfolgt durch die Schnauzen, welche während des Heizens durch eine in der Zeichnung weggelassene Thür geschlossen ist. Um den eigentlichen Apparat zur Reparatur gegen einen anderen auswechseln zu können, ohne daſs die Feuerung auſser Betrieb kommt, steht derselbe auf einem ausfahrbaren Wagen. Das Heizen der Beschickung erfolgt in vortheilhafter Weise auf einem ganz flachen Herde, der beim Entleeren durch die Schnauze das Zurückbleiben eines Theiles des Metalles trotzdem nicht zuläſst, wie es bei einem sehr flachen feststehenden Herde mit Abstichentleerung unvermeidlich ist. Das Bessemern im aufgerichteten Apparat erfolgt ohne Gefahr für die Regeneratorkammern, da diese während dieser Zeit durch die aufgehobene Verbindung der Oeffnungen a und b von dem eigentlichen Ofenraum abgesperrt sind.

Die in Fig. 16 Taf. 43 dargestellte Form besteht aus einer gewöhnlichen, nur flach gedrückten Bessemerbirne mit breiter Schnauze, durch welche der Apparat mittels einer Crampton'schen Kohleneinspritzfeuerung a geheizt wird. Statt dieser kann auch die Siemens'sche Feuerung (vgl. Fig. 1 Taf. 38) genommen werden. Die Drehung und Windsteuerung der Birne erfolgt wie gewöhnlich. Der Wind tritt durch das Rohr b in eine über die ganze Breite der Birne gehende Reihe von Düsengehäusen c und von diesen in die Bessemerpfeifen d.

Die in Fig. 17 Taf. 43 dargestellte Form unterscheidet sich von der vorigen nur durch die schmale Schnauze und den Doppelboden. Die beiden Böden werden während des Bessemerns getrennt, durch beide Zapfen a in der gewöhnlichen Weise mit Wind versehen, während beim Drehen des Apparates in die liegende Stellung zum Heizen selbstthätig der Wind in dem unteren Boden b durch Leuchtgas ersetzt wird, welches durch etwas Dampf mit Druck eingeführt wird, während die Feuergase durch den Kanal d abgehen. Der obere Boden c behält den zur Verbrennung des Leuchtgases nöthigen Wind.

Eine andere Form des Ofens wird auf Taf. 43 durch Fig. 18 bis 20 während des Bessemerns, durch Fig. 21 bis 23 während des Heizens dargestellt. Der Ofenkörper a trägt an seinen beiden Kopfenden die Zapfen b und c, welche auf den Reibungsrollen d ruhen. Die Drehung |434| erfolgt mittels des Vorgeleges e durch eine Dampfmaschine, deren Kurbelachse bei f zu sehen ist und welche auf dem Schwungrad g eine Bremse trägt. Die Heizgase treten durch die Oeffnungen l ein, welche während des Bessemerns durch Klappen verschlossen sind, während der Apparat durch die Oeffnung m beschickt und entleert wird; doch kann die Entleerung, um alle Schlacke zurückzuhalten, auch durch eine in Fig. 19 punktirt angegebene Abstichöffnung z erfolgen. Der Wind tritt durch den Zapfen c aus dem selbsttätigen Ventil h durch die Rohre i in die Düsen k. Die Heizgase gehen durch die Oeffnungen o der Zustellungsköpfe n der Gasgenerativfeuerung von l aus in den Ofen. Während des Bessemerns werden diese Oeffnungen o nach Abstellung der Gasfeuerung durch die Thüren p geschlossen. Der Ofen kann auch als Doppelofen mit gemeinsamer Gasfeuerung angeordnet werden, indem man den Ofenkörper a zur Linie XY (Fig. 20) symmetrisch bei a1 noch einmal aufstellt und den Heizköpfen n bei o1 dieselben verschlieſsbaren Oeffnungen gibt, als bei o.

A. Schuchart in Wetter (* D. R. P. Nr. 2122 vom 15. November 1877) hat für Puddel- und Schweifsöfen einen Rost construirt, welcher mittels Hebel vorn heruntergelassen werden kann. Bei Verwendung einer backenden Kohle soll das glühende Brennmaterial ein Gewölbe bilden, so daſs der vorn gesenkte Rost abgeschlackt werden kann, ohne daſs das Feuer herunterfällt. Der Rost soll durch Wässerdampf mittels Unterwindgebläses gekühlt werden – eine Einrichtung, welche nicht besonders empfehlenswerth erscheint.

Beitrag zur Kenntniſs des Martinstahles. Ein Siemens-Martinstahlwerk hatte im Anfang ihres Betriebes Schienen hergestellt, welche trotz des zur Fabrikation verwendeten ziemlich gleichmäſsigen Materials bei den Proben ein höchst abweichendes Verhalten zeigten. A. v. Kerpely (Zeitschrift des berg- und hüttenmännischen Vereines für Steiermark und Körnten, 1880 S. 1) hat 10 dieser Schienen untersucht; dieselben enthielten in 100 Theilen:

Nummer a b c d
I II III IV V VI VII VIII IX X
Kohlenstoff 0,298 0,273 0,298 0,336 0,480 0,370 0,290 0,389 0,313 0,450
Phosphor 0,193 0,162 0,152 0,130 0,144 0,138 ? 0,174 0,144 0,112
Schwefel 0,077 0,077 0,118 0,043 0,067 0,132 0,043 0,005 0,036 0,146
Kupfer 0,090 0,010 0,010 0,010 0,009 0,010 ? 0,008 0,049 0,008
Silicium 0,005 Spur 0,028 Spur 0,005 0,005 0,005 Spur 0,028 0,028
Mangan 0,145 0,145 0,130 0,100 0,116 0,145 0,160 0,290 0,232 0,145

Kobalt, Nikel, Antimon und Arsen starke Spurer.

Die Schienen stammen aus 4 verschiedenen Beschickungen a, b, c und d, wie dies in der Tabelle zusammengezogen erscheint und über welche folgende Angaben gemacht werden:

|435|
Beschickung Dauer der
Schmelzung
Eingesetzt Ferromangan Gewicht der
Beschickung
Ausgebracht Verlust
Graues
Roheisen
Spiegeleisen Zusammen
Roheisen
Stahl-
schienen-
Enden
Eisenabfälle Alte Eisen-
schienen
Zusammen
schmied-
bares Eisen
Guſsblöcke Abfall Zusammen
Std. k k k k k k k k k k k k Proc.
a 700 300 1000 2200 800 3000 85 4085 3747 180 3927 3,8
b 1000 300 1300 700 800 1500 3000 170 4470 3969 80 4049 9,4
c 6⅓ 1000 300 1300 700 800 1500 3000 150 4450 4012 140 4152 6,7
d 61/12 700 300 1000 2200 800 3000 85 4085 3514 120 3634 11,4

Die bedeutende Abweichung in der chemischen Zusammensetzung der von ein und derselben Beschickung herrührenden Schienen erklärt sich daraus, daſs beim Guſs das Abstechen direct in die Metallformen mittels eines längs des Ofens fahrbaren Coquillenwagens erfolgte, während man sonst auf deutschen und österreichischen Hütten das Fluſsmetall nach dem Umrühren zuerst in eine Guſspfanne und aus dieser in die Formen flieſsen läſst. Dieses Verfahren ist aber für Stahlhütten, welche Eisen von wechselnder Zusammensetzung verarbeiten und wegen seines Phosphorgehaltes weichen Stahl erzeugen, durchaus unerläſslich. Bei der üblichen Form des Stahlherdes bildet nämlich das Metallbad auf der Stichseite eine viel dickere Schicht und ist mehr gegen die Einwirkung des bei der Arbeitsthür einströmenden Sauerstoffes geschützt als das bei der Arbeitsthür befindliche viel weniger tiefe Metallbad. Hier scheint namentlich der Phosphor durch das Eisen wieder reducirt und neuerdings aufgenommen zu werden.

Bei den Schlagproben mit einem Fallblocke von 500k Gewicht und 7m,5 Fallhöhe zerbrachen die Schienen I und IV beim ersten Schlage, während die Schienen II und III Durchbiegungen von 73 und 54mm beim ersten Schlage zeigten und auch den zweiten Schlag ohne Schaden ertrugen. Dieses Verhalten entspricht der chemischen Zusammensetzung. Schiene I hat den verhältniſsmäſsig höchsten Phosphorgehalt und einen mit diesem unverträglich hohen Kohlenstoffgehalt; bei IV ist der Phosphorgehalt zwar am geringsten, aber der Kohlenstoffgehalt um so gröſser und die für beide zulässige Grenze ist wieder überschritten, um so mehr, als auch der Mangangehalt der geringste in der Gruppe ist, wo doch dieser bekanntlich auf die Verträglichkeit der beiden anderen Elemente vermittelnd einwirkt. II enthält am wenigsten Kohlenstoff; auch die Summe von Kohlenstoff und Phosphor ist in derselben niedriger als in den übrigen drei Proben. III enthält zwar am wenigsten Phosphor, aber wieder mehr Kohlenstoff als II und zudem 0,118 Proc. Schwefel, wodurch das weniger gute Verhalten gegenüber II erklärt erscheint. Ferner zerbrach die Schiene V beim ersten Schlage, während VI 65mm Durchbiegung gab und auch den zweiten Schlag ertrug. Schiene VII gab beim ersten Schlag 71mm Durchbiegung und litt auch vom zweiten Schlage keinen Schaden, |436| während VIII beim ersten Schlage sich 53mm durchbog und beim zweiten zerbrach. IX ertrug nach 70mm Durchbiegung auch den zweiten Schlag, X zerbrach aber beim ersten Schlage.

Daſs die Proben II, III, VI, VII und IX trotz des verhältniſsmäſsig hohen Phosphor- und Kohlenstoffgehaltes die Schlagprobe gut bestanden haben, kann nur die Folge einer bei entsprechender Schweifshitze erfolgten guten mechanischen Bearbeitung sein; doch scheint auch die Molecularbeschaffenheit des Stahles und der Verbindungszustand des Phosphors von Einfluſs zu sein. Beim Behandeln der Proben mit verdünnter Salpetersäure zeigte sich nämlich, daſs das Probepulver der Schienen II, VI, VII und IX sich leicht löste, das der übrigen aber schwer. Ein bei mehrstündiger Behandlung der Proben IV, V und X erhaltener ungelöster Rückstand bestand aus einer fast reinen, an Phosphor sehr reichen Eisenverbindung.

Diese die Bruchfestigkeit des Stahles augenscheinlich verringernde Phosphorverbindung scheint erst im Stahlofen gebildet zu sein. Der Umstand, daſs dieselbe bei ein und derselben Beschickung in dem an Kohlenstoff reicheren Theile des Metallbades in schädlicher Menge auftritt, läſst vermuthen, daſs Abkühlungen und oxydirende Einflüsse, z.B. in der Nähe der Arbeitsthür, ihrer Entstehung entgegenwirken, oder die etwa schon vorhandene zerstören.

Dieses eigentümliche Verhalten des Phosphor haltigen Martin-Fluſsstahles gibt nun ein einfaches Mittel zur Prüfung des Stahles auf die besprochenen, für seine Bruchfestigkeit entscheidenden Eigenschaften, indem man 0,2 bis 0g,5 Drehspäne mit 10 bis 20cc zur Hälfte mit Wasser verdünnter Salpetersäure erhitzt. Ob ein wechselnder Gehalt an Mangan und Silicium auf Bildung und Verhalten der Phosphoreisen-Verbindung von Einfluſs ist, müssen weitere Beobachtungen lehren.

Die verschiedene chemische Beschaffenheit der einzelnen Schienen wird theilweise auch durch die wechselnde Zusammensetzung des Alteisens bedingt sein. Man sollte natürlich, um die Qualität des Productes ganz in seiner Gewalt zu haben, die chemische Beschaffenheit aller zur Verwendung kommenden Materialien genau kennen. Dies ist aber bei Altmaterial, selbst wenn dessen Ursprung wie bei Schienen meistens auch bekannt ist, fast nicht möglich, da man nicht jedes Stück Alteisen der Analyse unterwerfen kann. Aber zahlreiche Stichproben, mindestens auf Phosphor und, wenn Verdachtsgründe dafür sprechen, auch auf andere land- oder districtläufige Beimengungen zu untersuchen, ist bei den Ansprüchen, die man heutzutage an das Eisenhüttenwesen stellt, und im Interesse des guten Rufes jeder Stahlhütte unerläſslich. Auf Grund solcher Stichproben muſs man sich dann Anhaltspunkte für die Bruchbeschaffenheit des Eisens schaffen und dieses, sowie bei gut organisirten Puddelhütten das Luppeneisen, nach dem Bruchansehen genau nach Klassen sortiren. Aber auch der Betrieb muſs ungeachtet dessen fortwährend |437| durch analytische Untersuchungen controlirt werden, um Fehler der oben geschilderten Art sogleich zu erkennen und ihre Folgen im Keime zu ersticken.

Schlieſslich sei wiederholt auf die Bezeichnungsweise der Eisenarten hingewiesen. Nachdem die von einer internationalen Commission i. J. 1876 zu Philadelphia vorgeschlagene Nomenclatur des Eisens (vgl. 1877 223 326) in Deutschland allgemeinen Eingang gefunden hat und auch in dem deutschen Zolltarif, sowie in der deutschen Statistik berücksichtigt worden ist, empfiehlt das kais. Patentamt, die Bezeichnungen der Eisenarten auch in den Beschreibungen der neuen Erfindungen, welche mit den Patentgesuchen eingereicht werden, möglichst genau danach zu wählen.

Im Anschluſs hieran möge auf einige neue Bücher aufmerksam gemacht werden.

A. v. Kerpely gibt einen ausführlichen Bericht über die Eisenhütten Frankreichs, bespricht dann die Fortschritte in der Eisen- und Stahlindustrie, namentlich aber die Herstellung von Schmiedeisen und Stahl. (A. v. Kerpely: Eisen und Stahl auf der Weltausstellung in Paris i. J. 1878. Bericht an das k. Ungarische Finanzministerium. 200 S. in 4. Mit Textabbildungen und 11 lithographirten Tafeln. Leipzig 1879. Arthur Felix.)

B. Kerl bespricht, unter Angabe der wichtigsten Literatur, die Eigenschaften der Metalle und ihrer hüttenmännisch wichtigen Verbindungen, die Hüttenprocesse, die Hüttenmaterialien, die Hüttenapparate und Geräthschaften und endlich die Hüttenproducte. (B. Kerl: Grundriſs der allgemeinen Hüttenkunde. 2. Auflage 423 S. gr. 8. Mit 322 Textfiguren. Leipzig 1880. Arthur Felix.)

Erfreulich ist ferner das Erscheinen einer kurz gefaſsten Anleitung zur docimastischen Untersuchung von Erzen, Hütten- und anderen Kunstproducten auf trockenem und nassem Wege, ebenfalls mit Literaturangaben. (B. Kerl: Probirbuch. 150 S. in 8. Mit 69 Textfiguren. Leipzig 1880. A. Felix.)

F.

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