Titel: Ueber Neuerungen im Eisenhüttenwesen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1886, Band 261 (S. 296–311)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj261/ar261103

Ueber Neuerungen im Eisenhüttenwesen.

(Patentklasse 18. Fortsetzung des Berichtes Bd. 260 S. 270.)

Mit Abbildungen.

Prof. J. v. Ehrenwerth beschreibt in der Oesterreichischen Zeitschrift für Berg- und Hüttenwesen, 1885 * S. 585 ein von G. A. Forsberg in Skutskär angegebenes Frischfeuer mit drei Herden, welches in Verbindung mit einem neuen Gasgenerator steht, „dreiformiger oder schwedischer Herd“ genannt ist und im Allgemeinen einem schwedischen Lancashire-Feuer ähnelt, sich jedoch von diesem unterscheidet durch die geschlossene Brust, durch den Fülltrichter zum Gichten der Kohle, in welchem auch die Trocknung derselben erfolgt, und durch die hohlen guſseisernen Seiten wände über dem eigentlichen Herde, welche als Windwärmapparate ausgenützt werden.

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Der obere Theil der Brust der Herde a ist, wie aus den Abbildungen Fig. 1 bis 5 auf S. 300 hervorgeht, mit einer ausgekleideten und mittels des in Fig. 5 ersichtlichen Aufzuges zu bedienenden Hebelthür geschlossen. Im oberen Theile dieser Thür befindet sich eine mit Schieber verschlieſsbare Oeffnung 2, hauptsächlich zum Zwecke, durch sie das Hereinziehen des Roheisens aus dem Vorwärmer in den Frischherd vorzunehmen. Den unteren Brustverschluſs bildet eine mit mehreren (hier 3) Arbeitsöffnungen versehene Guſsplatte, welche in an der Seitenverankerung befindliche Haken eingehängt, oder gleich einer Thür in Angeln beweglich ist, also nach Bedarf entfernt oder geöffnet werden kann.

Was den Fülltrichter 3 betrifft, so ist der Schieber desselben mit ein Paar Löchern versehen, um der Flamme Zutritt zu den im Trichter befindlichen Kohlen zu schaffen und dieselben solcherart zum Theile durch die Wärme der Gase, zum Theile, nach Forsberg's Absicht, durch Verbrennen eines Theiles der Kohle zu trocknen und vorzuwärmen.

Die hohlen Seitenwände 4 (Fig. 4) sind durch Schieber in Kanäle getheilt, um den durchströmenden Wind den passend scheinenden Weg zu leiten. Bei dem dargestellten Feuer tritt der Wind durch 5 (Fig. 3) ein und bei 6 zur Düsenleitung. Die Leitung 7 führt den Verbrennungswind in einen Schmelzherd b, in welchem das zu verfrischende Roheisen geschmolzen werden soll. Das Einschmelzen des Roheisens in einem gesonderten Herde ist, so weit bekannt, bisher nur beim Vorschlage geblieben und wird die Abhitze der Feuer in gewöhnlicher Art zum Vorwärmen des Roheisens benutzt, oder kann sonst in irgend einer Weise nutzbar gemacht werden. In solchen Fällen entfällt selbstverständlich der in der Zeichnung an die zwei Feuer angeschlossene Generator. Wenn übrigens das Einschmelzen des Roheisens in der gedachten Weise erfolgen würde, so sollte dasselbe nach Forsberg's Ansicht durch in der Zeichnung ersichtliche Rinnen in die Frischherde geleitet werden.

Ein einmonatlicher Versuchsbetrieb mit einem zu Skutskär neben gewöhnlichen schwedischen Lancashire-Herden aufgestellten Feuer gab Erfolge, welche sehr zu Gunsten der Neuerung sprechen. Während die Wochenerzeugung eines Zweiformherdes 11300k betrug, war die des neuen Herdes 15600k, somit um 33 Proc. gröſser, und ausschlieſslich sogen. Prima-Qualität. Andererseits wurde der Aufwand an Holzkohle auf 100k Product von 0cbm,500 im ersten Falle auf 0cbm,411 im zweiten, also auf 82 Proc. abgemindert. Der Abbrand blieb in beiden Fällen nahe derselbe: 12,93 Proc., entsprechend einer Vorwage von 11485.

Ungeachtet der nahe 40 procentigen Erhöhung der Leistung beim Dreiformherde ist doch gegenüber den Zweiformherden keine Vermehrung des Arbeitspersonales nothwendig; aber es ist selbstverständlich, daſs flinke Leute verwendet werden müssen, um dem rascheren Gange des Feuers, welcher durch die vermehrte Verbrennung der Kohlen herbeigeführt wird, zu folgen. Ganz besonders aber muſs betont werden, daſs |298| bei Verwendung reinen Roheisens das ganze im Dreiformherde erzeugte Product der besten Sorte angehörte und daſs minder geübte Arbeiter im Dreiformherde leichter ein gutes Product erzeugen können als im Zweiformer, daſs also der neue Herd weniger geschickte Arbeiter und weniger Umsicht erfordert, um gleiche Waare wie der alte zu liefern. Bisher erwies sich stets die Luppe von durchaus gleicher Beschaffenheit und deren obere Seite, in Schweden die Frischseite genannt, war ebenso gut als die übrigen Theile, was bekanntlich bei anderen Herden gewöhnlich nicht der Fall ist.

Der beschriebene Forsberg'sche Frischfeuerherd hat nun nach dem Jerncontorets Annaler 1885, wie Prof. J. v. Ehrenwerth in Stahl und Eisen, 1886 * S. 313 weiter berichtet, eine Verbesserung erfahren, indem der Boden in senkrechter Richtung mittels einer Schraube verstellbar gemacht wurde. Dieser schwedische Herd mit Bodenschraube ist in Fig. 9 und 10 S. 301 veranschaulicht; doch ist dabei die Verschluſsthür des oberen Herdtheiles, eine mit feuerfestem Material ausgekleidete Hängethür, weggelassen. Im oberen Theile dieser Thür befindet sich eine mit Deckel verschlieſsbare Oeffnung, welche dazu dient, bei Beginn der Arbeit das Roheisen vom Vorwärmer in den Herd zu ziehen. Der Schieber des Kohlentrichters f ist wie früher mit einigen Bohrungen versehen, durch welche ein geringer Theil der Gase austritt, im Trichter verbrennt und so die Trocknung der Kohlen bewirkt, deren Gichtung durch Oeffnen des Schiebers erfolgt. Der untere Theil der Brust ist durch eine mit mehreren (hier drei) rechteckigen Arbeitslöchern versehene Platte, welche in der Verankerung eingehängt wird, geschlossen. Die Seitenwände des Herdes sind hohl und werden zur Vorwärmung des Windes benutzt. Die Windleitung in die Seitenwände und aus diesen in ein den Herd auf drei Seiten umgebendes Rohr, aus welchen die Formen d abzweigen, ist aus Fig. 9 zu entnehmen; diese Anordnung ist jedoch nicht wesentlich. Man erzielt durch diese Seiten wände als Wind Wärmapparat eine Windtemperatur von etwa 90 bis 110°, wie sie eben für den Frischprozeſs in Schweden ziemlich allgemein in Anwendung kommt.

Das Feuer ist im vorderen Theile breit, so daſs hierdurch die beiden gegenüber liegenden Seitenformen d sehr nach hinten gerückt erscheinen, was auffallen mag. Doch dürfte dies darin seinen Grund haben, daſs die in der Rückwand angebrachte dritte Form dem gewöhnlichen Ausbrechen der Luppe hinderlich sein dürfte und diese Arbeit daher nach vorn erfolgen muſs, wozu in diesem Theile des Feuers entsprechend Raum erforderlich ist.

Der Boden, welcher zwischen den vier Seiten entsprechend Spielraum hat, ist an der Vorderseite in die Höhe gezogen und daselbst mit dem Sinterloche versehen, wie dies die Fig. 9 zeigt. Der Boden liegt auf dem vierarmigen Träger t und ist mit diesem im Mittelpunkte durch |299| einen Schwalbenschwanz verbunden. Der Träger t nimmt übrigens auch den Kühlwasserbehälter v auf, zu welchem die Zuleitung des Kühlwassers durch das mit dem Trichter k versehene Rohr erfolgt. Die Verstellung des Bodens wird vom Handrade h auf der Achse w aus bewirkt und durch die Zahnräder z vermittelt, deren zweites die Mutter zur Bodenschraube s trägt, welche in den Querträger drehbar gelagert ist. Die Schraube s ist in dem Träger t befestigt und, da letzterer wieder mit dem von den vier Seitenzacken umgebenen Boden verbunden ist, vor Drehung gehindert.

Der verstellbare Boden bezieh. die Bodenschraube bezweckt, das Feuer jeder Zeit in jene Bedingungen zu versetzen, welche dem Verlaufe am zuträglichsten sind, mit anderen Worten, das Frischen zu fördern und die Gleichmäſsigkeit desselben zu erhöhen. Dem entsprechend wird daher der Boden zu Beginn der Hitze gehoben, während derselbe während des Aufbrechens und Einschmelzens zur Luppe seine gewöhnliche Lage einnimmt, Daſs solche Feuer mit Bodenschraube bei sonst gleichen Umständen, insbesondere in ökonomischer Richtung die besten Erfolge geben müssen, liegt klar am Tage und wird überdies bewiesen durch die Ergebnisse der beiden Feuer zu Hult, welche die aller übrigen Feuer in beachtenswerthem Maſse übertreffen. Die Thatsache, daſs solche Feuer mit Bodenschraube zu Hult in dauerndem Betriebe stehen, beweist zugleich, daſs mechanische Schwierigkeiten, welche vielleicht von manchem als mit dem Systeme verbunden angenommen werden mögen, falls sie überhaupt vorkommen sollten, bedeutungslos sind.

Abgesehen von dieser letzten Neuerung bezweckt Forsberg mit seinen Feuern: 1) Erhöhung der Güte des Productes bezieh. Verminderung der Empfindlichkeit des Frischprozesses und 2) ökonomischeren Betrieb mit Bezug auf Materialaufwand und Arbeit.

Was den ersten Punkt betrifft, so ist die Empfindlichkeit des Frischfeuers vor Allem darin begründet, daſs Temperatur und Frischwirkung in innigem Zusammenhange stehen, die Temperatur selbst in den heiſsesten Theilen des Feuers jener nahe liegt, bei welcher der Prozeſs überhaupt noch durchführbar ist, während sie an anderen Stellen nicht unbeträchtlich unter dieser Grenze bleibt. Dies macht es auch erklärlich, daſs die Eisengüte bei den bisherigen Feuern so sehr von der Eignung, dem Fleiſse und der Kraft des Arbeiters abhängt, in dessen Hand es liegt, alle Theile des Einsatzes denselben Bedingungen zu unterwerfen, und daſs man, um die Güte nicht zu gefährden, so sehr am einmal Erprobten und Eingeübten festhält.

In richtiger Erkenntniſs der Thatsachen strebt daher Forsberg Erhöhung der Temperatur im Allgemeinen und gröſsere Gleichmäſsigkeit derselben im ganzen Feuerraum an. Entgegen dem sonst üblichen und in Schweden in besonders auffallendem Maſse angewendeten Nässen der Kohlen und Wässern des Feuers trocknet er dieselben und schlieſst, um deren Verbrennung zu verhindern und die Ausstrahlung von Wärme zu mindern, das Feuer, welches er überdies, wie übrigens auch sonst in Schweden, hoch mit Kohlen gefüllt hält.

Obgleich hieraus ein wirklicher Wärmegewinn gegenüber früherer Einrichtung und Betriebsweise entsteht, der besonders dann zum Ausdrucke kommen muſs, wenn die Frischfeuergase in beiden Fällen, so weit möglich, ausgenutzt werden, und obgleich die Folge in der That höhere und auch gleichmäſsigere Temperatur im ganzen Feuer sein muſs, liegt das Hauptmittel zur Erreichung beider Zwecke doch in der Anwendung mehrerer Formen.

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Fig. 1., Bd. 261, S. 300
Fig. 2., Bd. 261, S. 300
Fig. 3., Bd. 261, S. 300
Fig. 4., Bd. 261, S. 300
Fig. 5., Bd. 261, S. 300
Fig. 6., Bd. 261, S. 300
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Fig. 7., Bd. 261, S. 301
Fig. 8., Bd. 261, S. 301
Fig. 9., Bd. 261, S. 301
Fig. 10., Bd. 261, S. 301

Der von Forsberg in Verbindung mit dem Frischfeuer gebrachte und in den Fig. 1 bis 3 auf Seite 300 mit ersichtliche Generator c ist von den üblichen Schachtgeneratoren mit Rost nicht sehr abweichend. An Stelle des sonst vorhandenen Rostes ist ein um eine Achse drehbarer Rost angebracht, welcher aus in ein Guſsstück eingekeilten Roststäben besteht und mittels eines Handhebels bewegt werden kann. Die Drehung des Rostes hat nur den Zweck, das Rostputzen oder vielmehr das Ausräumen der über dem Roste angesammelten Asche bezieh. Schlacken zu erleichtern. Das den Rost tragende, guſseiserne Bogenstück |302| schlieſst an die schmiedeiserne Bodenplatte so weit an, daſs noch ungestört gedreht werden kann. Als unterer Gichtverschluſs ist eine Halbkugelschale angewendet, welche mittels eines Hebels um ihre Achse drehbar ist. Forsberg bemerkt als Vortheil dieses Verschlusses gegenüber Schieber- oder Kegelverschluſs, daſs das Einklemmen von Brennstoffstücken zwischen Sitz und Verschluſsstück vermieden und so auch ein besserer Verschluſs erzielt wird.

Der Generator ist übrigens von viereckigem Querschnitte und wird mit Rücksicht auf die Erhaltung des Bodentheiles und Rostes mit kaltem Unter wind betrieben.

Aus dem Gesagten ergibt sich, daſs sich bezüglich der Gasgüte hier kaum Vortheile gegenüber anderen Generatoren ergeben werden. Der eigentliche Unterschied dieses Generators von anderen besteht in der Ableitung der Gase und Führung derselben zum Ofenherde. Wie die Zeichnung zeigt, ist durch Einsetzen einer Scheidewand ein senkrecht aufsteigender Abströmkanal gebildet; dieser geht dann in einen absteigenden Kanal über, welcher in die verhältniſsmäſsig groſse Aschenkammer mündet, die das Absetzen mitgerissener Aschentheile fördert und so den vortheilhaftest wirksamen Bestandtheil dieser Construction bildet.

Forsberg's Schweiſsofen, bei welchem dieser Generator ebenfalls angewendet wurde, ist in Fig. 6 auf S. 300 und Fig. 7 und 8 auf S. 301 abgebildet und danach ganz ähnlich dem Ekman'schen gebaut, nur daſs zum Theile die Verankerung zugleich als Windwärmapparat dient. Der Wind strömt durch das senkrechte Rohr 9 in den ersten, aus Guſsrohren gebildeten Rahmen, von da durch ein unter dem Boden des Vorwärmers liegendes elliptisches Rohr 10 in den zweiten, von diesem durch zwei seitlich am Boden liegende Röhren 11 in den dritten Rahmen, dessen unteres Rohr 12 die Feuerbrücke trägt, und von hier endlich in den Windkasten, von welchem er, ähnlich wie bei Ekman's Ofen, durch senkrechte Düsen in den Gasstrom aus dem Generator 14 eintritt.

Forsberg berichtet, daſs zu Skutskär mit diesem Ofen gegenüber früher bestehenden wesentliche Fortschritte erzielt wurden. Der Abbrand ist bei Verwendung des Ofens als Schmiedeofen von früheren 14,35 auf 9,89, also um 4,46 Proc., oder um fast ⅓ gesunken. Desgleichen wurden die Bodenausbesserungen in Folge Kühlung des Bodens bedeutend vermindert. Der erste Vortheil ist jedenfalls groſsentheils die Folge der Anwendung der Aschenkammer, durch welche die Flugasche, welche verschlackend auf das Eisen wirkt, zurückgehalten wird. Bei einem in ⅓ Gröſse ausgeführten, nur für Schmiederei verwendeten Ofen ergab sich die Windtemperatur mit 140 bis 150°. Dies verdient insofern Beachtung, als es immerhin die Mitverwendung eines ähnlichen Wind Wärmapparates mit anderen durch die Ueberhitze geheizten empfiehlt.

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Mit Bezug auf den Wind Wärmapparat ist Forsberg's Ofen ein Seitenstück zu Bicheroux's Construction (vgl. 1876 219 * 220) und seine Anwendbarkeit fällt auch im Ganzen auf dasselbe Gebiet, welches durch Benutzung der Ueberhitze für besondere Zwecke, wie z.B. Dampferzeugung, und Verwendung guter Brennstoffe, welche verhältniſsmäſsig heiſse Gase geben, charakterisirt ist. Forsberg empfiehlt übrigens, ähnlich construirte Generatoren paarweise anzuwenden und abwechselnd zu betreiben, um während des Ganges des einen Generators den Brennstoff im zweiten zu trocknen, was unter Umständen vortheilhaft sein mag; dann ist der Gaskanal jedes Generators für sich abschlieſsbar.

Windfrischprozeſs für Roheisen mit mittlerem Gehalte an Silicium und Phosphor. Für den Thomasprozeſs können nur solche Roheisensorten verwendet werden, welche arm an Silicium und reich an Phosphor sind. Da solches Roheisen aber nicht immer, selbst bei Erzen mit reichem Phosphorgehalte, in der erforderlichen Zusammensetzung erblasen werden kann, so ist man an manchen Orten gezwungen, den Gehalt an Phosphor beim Hochofenprozesse durch geeignete Zuschläge zu erhöhen und den Gehalt an Silicium zu vermindern. Dadurch werden aber die Gestehungskosten des Roheisens erhöht und damit das Fluſseisen vertheuert. Es ist daher natürlich, daſs gerade an jenen Orten, an welchen die Beschaffenheit des Roheisens zu den eben angedeuteten Schwierigkeiten Veranlassung gibt, das Bestreben hervortritt, Abänderungen des Prozesses in Anwendung zu bringen, um auch diese Roheisensorten, ohne Erhöhung der Erzeugungskosten verarbeiten zu können.

Derartige Bestrebungen treten beispielsweise in Luxemburg hervor, wo man beim Hochofenprozesse den Minette-Erzen Mangan haltige Brauneisensteine von Nassau zuzusetzen gezwungen ist, um ein für den Thomasprozeſs taugliches Roheisen zu erhalten. Wenn der Zusatz dieser etwa 15 bis 17 Proc. Mangan haltenden Erze auch nur 5 bis 10 Procent der Beschickung beträgt, um den verlangten Gehalt an Mangan im Roheisen zu erreichen, so werden dadurch die Gestehungskosten des Roheisens doch nicht unbeträchtlich erhöht. Man verlangt in Luxemburg, daſs das für den Thomasprozeſs verwendete Roheisen, wenn es als tauglich befunden werden soll, annäherungsweise 1,5 Proc. Mangan, 1,5 bis 2,0 Proc. Phosphor und 0,8 bis höchstens 1,2 Proc. Silicium enthalte. Man zieht aber Roheisensorten mit weniger als 1 Proc. Silicium vor.

Die gewöhnlichen, nur aus Minette erblasenen Roheisensorten Luxemburgs haben aber meist 0,3 bis 0,4 Proc. Mangan, 1,5 bis 2,0 Proc. Phosphor und 1,5 bis 2,0 Proc. Silicium. Um nun solches Roheisen auf Fluſseisen verarbeiten zu können, wurden Versuche auf dem bei Luxemburg gelegenen Eisenwerke zu Hollerich ausgeführt. Das in Anwendung gebrachte Verfahren des Uebergieſsens (Procédé de transvasement) ist nun, wie Prof. Franz Kupelwieser in der Oesterreichischen Zeitschrift für Berg- und Hüttenwesen, 1885 S. 681 berichtet, ein Windfrischprozeſs und besteht |304| der Hauptsache nach darin, daſs Roheisen mit nahezu 1,5 Proc. Silicium und 2 Proc. Phosphor in einer mit sauren feuerfesten Materialien ausgefütterten Birne entsilicirt und entkohlt wird, worauf dieses Zwischenproduct in einer zweiten, tiefer stehenden, mit basischen feuerfesten Materialien ausgefütterten Birne entphosphort wird.

Dieses Verfahren des Uebergieſsens ist an und für sich nicht neu (vgl. Osann 1878 230 511. Parmet 1879 234 312. Harmet 1880 238 422); schon Thomas versuchte dasselbe und es wurde früher auch in Witkowitz (vgl. 1879 234 401) versuchsweise ausgeführt. Da die Einrichtungen damals nur vorübergehend getroffen waren, gab das Umgieſsen zu manchen Unannehmlichkeiten Veranlassung und man zog es vor, Roheisensorten, welche ärmer an Silicium und reicher an Phosphor waren, zu erzeugen und zu verarbeiten.

In Hollerich bedient man sich zweier Windfrischöfen nach dem Systeme Walrand, welche auf zwei verschieden hoch gelegenen Hüttensohlen aufgestellt sind, um das Umgieſsen aus der höher gelegenen, mit saurem Futter zugestellten Birne in die tiefer liegende, mit basischem Futter ausgefütterte Birne bewerkstelligen zu können. Man muſs sich jedoch zur Vermittlung des Umgieſsens einer zwischen beiden Birnen eingeschalteten, mit Bodenventil versehenen Gieſspfanne bedienen, um das Uebergieſsen von sauren Schlacken in die basische Birne möglichst zu verhindern.

Bei der im Baue begriffenen neuen Einrichtung soll die sauer zugestellte Birne mit einer Stichöffhung versehen werden, um die Einschaltung der Gieſspfanne zu umgehen und die sauere Schlacke nach Abfluſs des entkohlten und entsilicirten Metalles in der Birne, aus welchem sie dann besonders ausgegossen werden kann, zurückzuhalten. Das Abstechen des entkohlten und entsilicirten Zwischenproductes hat in diesem Falle nicht die unangenehmen Folgen, welche sich z.B. bei den alten schwedischen Oefen bemerkbar machten, weil ein zu zeitiger oder zu später Abstich des Zwischenproductes keinen nennenswerthen Einfluſs auf die Beschaffenheit des Endproductes auszuüben vermag.

Da man bei dieser Anordnung möglichst wenig Zeit und Wärme verliert, hofft man Roheisensorten, welche nur einen mittleren Gehalt an Silicium und Phosphor besitzen, leicht aufarbeiten zu können. Für die bei den durchgeführten Versuchen verwendete Einrichtung wählte man Birnen nach dem Systeme Ch. Walrand mit seitlich angebrachter Windeinströmung, weil diese Anordnung sich zu Stenay (Departement des Ardennes) besser als jene von Clapp-Griffiths bewährte und ebenso die Anwendung eines weniger stark gepreſsten Windes ermöglicht.

Die Birnen haben bei 86cm Durchmesser einen Fassungsraum für 2000k Roheisen und die erste Birne ist mit gewöhnlichen feuerfesten Ziegeln, die zweite Birne mit Magnesitmasse aus sehr reinem, gut gebranntem Magnesit aus Steiermark zugestellt. Die Thondüsen werden |305| 20cm über dem Boden eingelegt. Die Windpressung schwankt nach der Zusammensetzung des Roheisens zwischen 30 bis 35cm Quecksilber und erreicht nur selten 50cm.

Nachdem die Birnen entsprechend vorgewärmt sind und das flüssige Roheisen eingefüllt ist, verschwindet die Flamme bei der saueren Birne nach etwa 10 Minuten Blasezeit. Da das Roheisen einen ziemlich hohen Gehalt an Silicium hat, so ist das Metallbad stets sehr heiſs. Das Umgieſsen in die basische Birne geht, ungeachtet eine Pfanne verwendet wurde, ziemlich rasch und muſs das Ueberflieſsen der saueren Schlacke in die basische Birne thunlichst vermieden werden. Die Menge des erforderlichen Kalkzuschlages ist ebenfalls eine bedeutend geringere, da ja ein von Silicium nahezu freies Metall in die zweite Birne eingegossen wird. Das Entphosphoren dauert 5 bis 6 Minuten, worauf in gewöhnlicher Weise unter Zusatz von etwas Ferromangan gegossen wird. Bei der angegebenen Gröſse der Birnen und der Einsätze konnte das Kippen derselben, das Bewegen der Gieſspfannen leicht von Hand bewerkstellgt werden, so daſs die Einrichtung einer solchen Anlage auſserordentlich billig ist. Mit zwei Paaren zusammengehöriger Birnen kann man bequem über 30 Hitzen in 24 Stunden machen und somit die Tageserzeugung eines ziemlich groſsen Hochofens aufarbeiten.

Bei den durchgeführten Versuchen zeigte sich, daſs die Dauer der Zustellungsmaterialien bei sorgfältiger Trennung der sauren Schlacken von dem überzugieſsenden Metalle auch in den basisch zugestellten Birnen eine entsprechend lange ist, so daſs der Prozeſs auch in dieser Richtung ein ökonomisch günstiger zu werden verspricht.

Die Güte der erhaltenen Producte ist eine vorzügliche und waren den ausgestellten Proben folgende Analysen beigegeben:

Roheisen Fluſseisen daraus
halbirt grau
Kohlenstoff 3,467 3,504 0,218 0,158
Silicium 0,915 1,563 0,050 0,065
Schwefel 0,099 0,083 0,063 0,058
Phosphor 1,994 1,514 0,014 0,007
Mangan 0,354 0,366 0,248 0,269

Im Laboratorium der Hütte von Couillet wurden mehrere Proben untersucht, welche folgende Zusammensetzung hatten:

Roheisen Fluſseisen daraus
Nr. 3 Nr. 5 halbirt
Si 2,500 1,600 0,900 0,110 0,130 0,120
P 1,800 1,900 1,990 Spur Spur Spur
S 0,070 0,080 0,099 0,080 0,008 0,017
Mn Spur Spur Spur 0,040 0,050 0,055

Den ausgestellten Festigkeitsproben mit Probestangen von 200mm konnten folgende Zahlen entnommen werden:

Elasticitäts-
grenze
Bruch-
grenze

Dehnung
Querschnitts-
abnahme
Schienen 29,0k/qmm
29,0
45,8k/qmm
47,5
15,5%
17,5
58,6%
61,4
|306|
Elasticitäts-
grenze
Bruch-
grenze

Dehnung
Querschnitts-
abnahme
Flachstahl 24,6k/qmm 42,3k/qmm 34,0% 58,8%

Blech parallel zur Walz-
richtung
1
2
3
4
28,5
27,6
22,0
27,7
41,4
39,6
44,1
43,3
20,0
13,0
13,5
10,5
?
?
39,6
40,0
Blech senkrecht zur Walz-
richtung
1
2
26,5
26,3
42,34
41,6
24,0
20,5
48,2
36,7

Aus den bis jetzt durchgeführten Versuchen und den dabei erhaltenen Zahlen kann man allerdings noch keinen verläſslichen Schluſs auf die ökonomischen Erfolge ziehen. Erweisen sich dieselben jedoch als vortheilhaft, wie dies in Hollerich mit Sicherheit erwartet wird, so ist dadurch die Möglichkeit geschaffen, noch eine bis jetzt nicht verwendete sehr billige Sorte von Roheisen, welche nahezu in beliebig groſsen Mengen erzeugt werden kann, auf Fluſseisen zu verarbeiten.

Ein eigenthümlicher Vorschlag wurde kürzlich von der Société des Aciéries de Longwy in Longwy (D. R. P. Nr. 33316 vom 28. November 1884) gemacht; er bezieht sich auf ein Verfahren zur Darstellung blasenfreien Fluſseisens durch die Verbindung des Bessemerprozesses mit einem Herdflammverfahren. Bekanntlich enthält das in der Birne hergestellte Fluſseisen Gase, welche aus Wasserstoff, Stickstoff, Kohlenoxyd und wenig Kohlensäure bestehen (vgl. 1884 251 83). Nach Versuchen in Longwy überwiegt beim basischen Fluſseisen der Wasserstoff, beim sauren Fluſseisen aber das Kohlenoxyd. Den Grund sucht man darin, daſs bei ersterem die Ausscheidung des Wasserstoffes und Stickstoffes aus seinen Verbindungen mit Eisen durch das in groſsen Mengen im Bade gelöste Eisenoxyd stattfindet. Der freie Wasserstoff und Stickstoff werden dann von dem in groſsen Mengen entweichenden Kohlenoxyde mechanisch mitgerissen. Demgemäſs muſs man es zu ermöglichen versuchen, Wasserstoff und Stickstoff beim Nachblasen durch das Eisenoxyd auszutreiben und das Kohlenoxyd abzuscheiden. In Longwy erreicht man diesen doppelten Zweck dadurch, daſs man mit einer Gruppe von sauren oder basischen Birnen eine derselben parallele Gruppe von Flammöfen mit saurem Herd verbindet. Man erzeugt in der Birne ein Eisen, welches hinreichend überoxydirt ist, um in einer entnommenen Probe augenscheinlich den rothbrüchigen Charakter eines Eisenoxyd in genügender Menge aufgelöst enthaltenden Eisens zu zeigen. Bei saurem Futter muſs das Verfahren bis über die Entkohlung hinaus fortgesetzt werden, ohne daſs man jedoch dabei das Futter zu sehr angreifen läſst, und bei basischem Futter verlängert man das Nachblasen bis über die völlige Entphosphorung hinaus. In beiden Fällen muſs man an den Proben erkennen, daſs das Eisenbad eine genügende Menge von Eisenoxyd in Lösung enthält, durch welches nun der Wasserstoff und Stickstoff aus dem Metallbade ausgetrieben wird, indem es die weniger widerstandsfähigen Wasserstoff und Stickstoffverbindungen zersetzt. Wasserstoff |307| und Stickstoff finden sich dann gegen Ende des Verfahrens nur noch in sehr geringen Mengen vor im Vergleiche zu der beträchtlichen Menge, welche vor der Bildung der Oxyde während der Entkohlung vorhanden war.

Für jedes Roheisen ergibt die Praxis die geringste Dauer für das Blasen, um in jedem Falle in dem flüssigen Eisen die erforderliche Menge Oxyd zu lösen und die Mengen der Verbindungen des Eisens mit Wasserstoff und Sauerstoff möglichst herab zu ziehen. Das dergestalt überoxydirte und von Wasserstoff und Stickstoff befreite Eisen bringt man nun aus der Birne in den Flammofen mit saurem Futter. In diesem Ofen muſs die erreichbar höchste Temperatur entwickelt werden und es muſs derselbe eine angemessene Menge flüssiger, an Silicium sehr reicher Eisenschlacke enthalten, welche genügend sauer ist, um einen Theil der in der flüssigen Masse enthaltenen Oxyde oder die Kalk haltigen Schlacken zu zersetzen, die beim Einbringen des flüssigen Eisens in den Ofen mit übergeführt wurden. Man bedient sich am besten hierzu einer Gieſspfanne, um nach Belieben das Ueberführen der Schlacke aus der Birne in den Ofen mit saurem Futter unterbrechen zu können. Diese Vorsichtsmaſsregel ist bei der Erzeugung von basischem Eisen wegen der sonst eintretenden Wiedereinführung des Phosphors zu beachten: sie ist bei dem sauren Bessemerprozesse weniger wichtig.

Das ganze Verfahren muſs auf alle Fälle so schnell wie möglich ausgeführt werden, damit die in der Birne erhaltene Temperatur des flüssigen Eisens nicht wesentlich sinkt und damit es nur möglichst kurze Zeit mit der stets mit mehr oder weniger Wasserdampf erfüllten atmosphärischen Luft in Berührung bleibt. Befindet sich das Eisen erst im Ofen, so ist es gegen Kohlenwasserstoffe und die Flamme durch die Silicium haltige flüssige Schlackendecke geschützt und die Erfahrung lehrt, daſs unter diesen Umständen eine nennenswerthe Aufnahme von Wasserstoff und Stickstoff nicht eintritt. Während oder nach der Rückkohlung des Eisens im Ofen mit saurem Futter ist wahrscheinlich eine solche Aufnahme auch nicht zu befürchten. Die Rückkohlung geschieht in der bekannten Weise durch ein Silicium und Kohlenstoff enthaltendes Roheisen, so lange Oxyd im Metallbade in Lösung verbleibt; man vollendet dann die Entkohlung durch Einführen von Spiegeleisen oder Ferromangan. Unumgänglich nöthig ist es, daſs sich im Anfange Kohlenoxyd bildet, so daſs die ganze Masse durchgearbeitet wird und die saure Schlacke das ganze Bad durchdringen kann, alle sonst schwer löslichen Kalk haltigen Schlacken zersetzt werden und das Entweichen des noch verbliebenen Wasserstoffes und Stickstoffes mechanisch befördert wird. Endlich setzt man Spiegeleisen oder Ferromangan zu, um dadurch die bekannten Erleichterungen für das Walzen u. dgl. zu schaffen.

Nach diesem Verfahren soll man Fluſseisenblöcke erhalten, welche, selbst wenn sie in die kleinsten Formen eingegossen worden, völlig |308| blasenfrei sind. Man muſs zu diesem Zwecke für den Guſs nur den Augenblick benutzen, wo das leicht beim Entweichen des Kohlenoxydgases sich abkühlende Bad völlig ruhig geworden ist und nicht mehr aufwallt. In solchem Falle verbleibt das Eisen auch in der Form ruhig. Der Patentanspruch lautet: Das Verfahren, ein – durch Ueberblasen ohne Zuschläge – von Wasserstoff und Stickstoff mittels Einwirkung der gebildeten Eisenoxyde befreites Eisen in einem Flammofen mit hoher Temperatur unter Anwendung einer sauren Schlacke zu behandeln.

E. Baumann in Eberswalde (D. R. P. Nr. 34032 vom 23. December 1884) wendet für feuerfeste, basische Steine gebrannten Magnesit, Dolomit u. dgl. an. Das Bindemittel für diese Steine wird hergestellt, indem Thonerdesilicate (z.B. Thon) mit einer dem Kieselsäuregehalte entsprechenden Menge eines Fluormetalles, z.B. Fluſsspath, gemischt und bei Luftzutritt erhitzt werden. Hierbei kann man sowohl Platten des Gemisches unmittelbar bei mäſsigerer Temperatur, oder dasselbe in offenen Tiegeln oder Oefen erhitzen, oder aber Apparate verwenden, in denen Luft wie beim Bessemerprocesse durch die geschmolzene Masse geblasen wird. Bei genügend andauerndem Erhitzen erhält man dann Producte, welche angeblich völlig frei von Fluor sind. Gleichzeitig wird durch die Einwirkung des Fluors eine entsprechende Menge Kieselsäure zersetzt bezieh. als Fluorsilicium verflüchtigt. Das Verhältniſs der anzuwendenden Fluorverbindungen regelt man nach dem Kieselsäuregehalte des Silicates und verfährt so, daſs an Kieselsäure arme oder nahezu freie Producte entstehen. Dieselben enthalten dann vorwiegend Aluminate und leisten als Sintermittel, zu den genannten Rohstoffen hinzugefügt, gute Dienste. Zur Herstellung der Steine wird das gepulverte Sintermittel in wechselnden Mengen, in der Regel nicht über 5 Proc., dem gebrannten und gepulverten Magnesit, Dolomit u.s.w. zugesetzt. Das Gemisch wird dann mit so viel Wasser versetzt, daſs eine knetbare Masse entsteht, welche geformt und gebrannt wird. Die so gewonnenen Steine sollen im frischen Zustande durch Wasser nicht angegriffen werden und eine ziemlich lange Dauer haben.

In Stahl und Eisen, 1885 S. 775 findet sich ein Bericht von R. M. Daclen über den Betrieb der Gjers'schen Durchweichungsgruben (vgl. 1886 260 * 272) in den Darlington Steel Works in Darlington.

Danach hat das Stahlwerk 2 Birnen mit einem Fassungsraume von je 6t (Hämatit-) Roheisen. Dasselbe wird in 2 Kupolöfen niedergeschmolzen. Die Birne wird in eine Pfanne entleert, welche an einem Drehkrahne in Ketten hängt und ihren Inhalt durch Umkippen an eine auf einem Gieſskrahne stehende Pfanne abgibt. Aus dieser wird das Metall ohne Benutzung von Trichtern von oben in die Formen abgelassen; jede Post ergibt 8 bis 14 Blöcke von 280mm oder 320mm unterer Seitenlänge und 1220mm Höhe. Die Zahl der Posten beträgt 24 in 12 Stunden und wird zeitweise auf 28 bis 29 gesteigert, so daſs die Zahl der Blöcke 200 bis 400 beträgt bei einer Erzeugung von 150 bis 170t in der Schicht. Zwei kräftige Blockkrahne bestreichen die Gieſsgrube und geben die heiſsen Blöcke an zwei kleinere Erahne ab, durch welche dieselben einzeln auf Handwagen geladen werden. Jede Post wird halb unter |309| dem einen und halb unter dem anderen Blockkrahne vergossen, so daſs das Ausheben der ersten Hälfte der Blöcke etwa mit dem Gieſsen der zweiten beginnt und in Folge der gemeinschaftlichen Thätigkeit der Krahne diese Arbeit in möglichst kurzer Zeit beendet ist. Dieses Verfahren bietet für die Ausgleichungsgruben den groſsen Vortheil, daſs alle Blöcke mit fast gleicher Temperatur an diese abgegeben werden. Man sieht dabei weder heiſse Blöcke in der Nähe der Gieſsgrube lagern, noch Formen, welche in Folge zu langer Dauer zwischen dem Gieſsen und dem Abstreifen rothwarm geworden wären. Dieselben werden zu je zwei abgehoben, sobald die äuſsere Erstarrung genügende Tiefe erreicht hat, worauf dann sofort das Aufladen der Blöcke erfolgt. Auf diese Weise wird nicht nur die Verwerthung eines möglichst groſsen Theiles der inneren Wärme zur Verarbeitung der Blöcke erzielt, sondern auch die Belästigung der Arbeiter durch die ausstrahlende Wärme möglichst vermindert.

Um das Abheben der Formen möglichst zu beschleunigen, wird besonders darauf geachtet, daſs nur Formen mit ganz ebenen Flächen in Verwendung sind. Die Abnahme der Stärke des Blockes beträgt 30mm auf 1m Länge. Bis zu 360mm Seitenlänge wird das Gewicht einer Form so bemessen, daſs dasjenige des Blockes nicht überschritten wird. Die Entfernung zwischen dem Gieſsraume und den Ausgleichungsgruben beträgt etwa 50m. Bei diesen angelangt, bringt der Arbeiter den Block durch Aufrichten der Stange des Handwagens in eine geneigte Stellung, so daſs derselbe sofort, nach dem Angreifen der am Krahne hängenden Zange in die senkrechte Stellung gelangt und nach erfolgter Schwenkung in die Grube gelassen werden kann. Der Deckel derselben war vorher mittels eines auf zwei Rädern ruhenden Hebels abgehoben worden; der Verschluſs wird in gleicher Weise bewirkt.

Die Erfahrung hat gelehrt, daſs weiches Material länger in den Formen verbleiben muſs als härteres, wogegen bei ersterem die Dauer des Ausgleichens in den Gruben möglichst beschränkt wird. Am meisten wird der Betrieb bei dem unmittelbaren Auswalzen von Blöcken von 320mm Seitenlänge zu Schienen beschleunigt, wobei gewöhnlich die erste Hälfte der Blöcke bereits an die Gruben abgeliefert ist, wenn der letzte Block gegossen wird, während bei der Erzeugung von Drahtknüppeln dann erst das Ausheben beginnt. Für letztere ergab eine Post von 0,12 Proc. Kohlenstoffgehalt nachstehende Zeiteintheilung:

Das Entleeren der Birne, Zusetzen von Ferromangan, Um-
kippen der ersten Pfanne dauerte zusammen

4,5 Minuten.
Das Gieſsen von 13 Blöcken von 280mm Seitenlänge dauerte 9,5 „
Jeder Block blieb in der Form etwa 8 „
in der Ausgleichungsgrube 8 bis 12 Min.

Die Zeit vom Beginne des Gieſsens des ersten Blockes bis zur Entnahme desselben aus der Ausgleichungsgrube betrug 18,5 und dieselbe für den letzten Block 27 Minuten, so daſs nach 30 Minuten das Auswalzen der ganzen Post zu Knüppeln von 50mm Seitenlänge beendet war.

Es sind 22 Ausgleichungsgruben von 480mm Seitenlänge vorhanden, welche sich jedoch selten sämmtlich in Betrieb befinden, weil dieser auf eine möglichst geringe Zahl beschränkt wird. Meistens werden nur 16 benutzt; wenn indessen schwere Blöcke eines Materials von hohem Kohlenstoffgehalte verarbeitet werden, z.B. zur Herstellung von doppelköpfigen Schienen doppelter Länge, so sind alle Gruben in Thätigkeit. Eisen mit 0,5 Proc. Kohlenstoff erhärtet auſsen schnell, bleibt aber innen lange flüssig, so daſs ein längeres Verweilen der Blöcke in den Gruben erforderlich ist, um eine gleichmäſsige Erstarrung zu erzielen. Bei sehr angestrengtem Betriebe wird hierdurch eine so groſse Wärmemenge an die Wandungen der Gruben abgeliefert, daſs der Aufenthalt in letzterer verlängert werden muſs. In solchen Fällen hat man, um sich zu helfen, bereits mit offenen Gruben arbeiten müssen; dies ist indessen ebenso wenig zu empfehlen, als das Einsetzen der Blöcke zu verzögern; es ist vielmehr dann eine Vermehrung der Zahl der Gruben geboten, denn es soll die Ausgleichung vollkommener stattfinden und, je heiſser die Blöcke an die Gruben abgeliefert werden, desto sicherer wird dies erzielt.

Die Zahl der Arbeiter zur Bedienung dieser Gruben beträgt 4, wovon der erste den Block mittels Karren aufkippt, der zweite die Zange anlegt und den |310| Krahn schwingt, der dritte den Deckel mittels eines auf 2 Rädern ruhenden Hebels hebt und der vierte, ein Junge, den hydraulischen Krahn steuert. Durch mechanische Vorrichtungen zum Schwingen des Krahnes und zum Abheben der Deckel, wie solche in England bereits mehrfach in Betrieb sind, kann diese Zahl auf 2 bis höchstens 3 Arbeiter vermindert werden.

In Darlington läſst man den Block beim Einsetzen etwa 450mm hoch frei herunterfallen, indem sich die Hebel der Zange auf den Rand der Grube aufsetzen. Dies ist bei Blöcken bis zu 800k zulässig; bei gröſserem Gewichte sollten indeſs Zangen verwendet werden, welche sich erst beim Aufsetzen des Blockes auf den Boden lösen, denn sonst wird dieser zu stark beschädigt. Die in den Gruben sich bildende Schlacke wird mittels eines eisernen Löffels herausgehoben und der Boden bleibt durch den Zusatz von Koke oder Kohle auf der richtigen Höhe erhalten. Niemals darf ein Block in einer Grube, welche Schlacke enthält, erkalten, da diese nach dem Erstarren an demselben haften und beim Herausziehen die Wandungen beschädigen würde.

Das Verschlieſsen der Formen nach dem Gieſsen muſs bei den für die Gruben bestimmten Blöcken stets mittels Sand geschehen, welcher vor dem Einsetzen sorgfältig abgefegt wird. Die in den Wandungen der Gruben sich bildenden Aushöhlungen werden sobald als möglich mit feuerfestem Thon ausgefüllt und zwar geschieht dies in heiſsem Zustande der Gruben.

Die Inbetriebsetzung geschieht in der Weise, daſs zunächst durch Einsetzen von dunkelroth warmen Blöcken in die offen bleibenden Gruben das Mauerwerk ausgetrocknet wird. Hierauf werden heiſsere Blöcke eingesetzt, die Deckel aufgelegt und es wird dieses Verfahren durch Auswechseln der bis zur Rothglut erkalteten Blöcke fortgesetzt, bis die Wandungen die Temperatur der hellen Rothglut angenommen haben, worauf der Betrieb beginnt. Das Austrocknen nimmt mehrere Tage in Anspruch und das Anheizen ist erst dann als beendet zu betrachten, wenn das ganze Mauerwerk eine hohe Temperatur angenommen hat; ein gleichförmiges Ausgleichen ohne Entziehung zu vieler Wärme ist vorher nicht möglich.

Vor einer Betriebsunterbrechung von 1 bis 2 Tagen werden die leeren Gruben verschlossen und mit einer Schicht Asche bedeckt, welche 120 bis 150mm stark die Ränder der Gruben um etwa 500mm überragt und vor dem Wiederbeginne der Arbeit entfernt wird. Die Platten und Deckel sind dann ebenso wie das Innere der Gruben rothglühend und es können bereits die ersten Blöcke unmittelbar verwalzt werden, wenn sie möglichst warm eingesetzt und rechtzeitig herausgezogen werden. In Darlington wird in dieser Weise am Ende der Woche nach 30 stündiger Pause verfahren und in einigen Fällen hat dieselbe sogar 3 Tage gedauert, ohne daſs eine Aenderung des Verfahrens erforderlich war.

Zum Auswalzen der Blöcke sind 2 Walzenstraſsen vorhanden; die Blockwalze besteht aus einem Dreiwalzengerüste, der Ballendurchmesser beträgt 700mm, die Umdrehungszahl 80 in der Minute und die Kaliberzahl 8. Durch einen hinter den Walzen angebrachten Hebetisch wird die Behandlung des Blockes so erleichtert, daſs für dieselbe 2 Walzen genügen. Beim Verlassen dieser Walze wird der Block mittels eines hydraulischen Krahnes auf die zur Vorwalze führenden Leitrollen befördert, welche, mit der Fertigwalze in einer Straſse liegend, durch eine Umkehr-Zwillingsmaschine mit unmittelbarem Angriffe betrieben wird. Der Ballen hat 650mm Durchmesser, die Umdrehungszahl beträgt bis zu 140 in der Minute. Für Knüppel von 50mm Seitenlänge beträgt die Zahl der Kaliber auf der Vorwalze 7, auf der Fertigwalze 8. An der Vorwalze sind 2, an der Fertigwalze 4 bis 6 Arbeiter beschäftigt, deren Antrengung nicht sehr erheblich ist, weil die Zuführung mechanisch geschieht. In der Regel wird auf der Vor- und der Fertigwalze gleichzeitig gewalzt, indem der kürzere Stab auf ersterer nach jedem Durchgange zurückgehalten wird, bis der längere auf letzterer durchgewalzt ist; in Folge der groſsen Geschwindigkeit ist die Verzögerung nicht erheblich. Der Durchmesser der Dampfcylinder ist 1m,270, der Kolbenhub 1m,370; die Maschine ist von Davy Brothers in London geliefert und soll bis zu 200 Umdrehungen minutlich machen können.

Zum Nachwärmen derjenigen Blöcke, welche sich nach dem Vorwalzen |311| etwa zu kalt erweisen sollten, sowie für vorgewalzte Blöcke, welche dem Lager entnommen werden, sind zwei Wärmöfen in Betrieb, in welche jedoch niemals ein roher Block eingesetzt wird. Das Tagesausbringen an Schienen und Knüppeln beträgt 250t, wovon etwa 20 Proc. durch Nachwärmen erzielt werden.

Der durch Abbrand herbeigeführte Verlust der Gesammterzeugung von 3 Monaten, während welcher etwa 70 Proc. Schienen, 20 Proc. Knüppel und 10 Proc. verschiedene Profile gewalzt wurden, betrug 1,2 Proc. Unter Berücksichtigung des gröſseren Antheiles der nachgewärmten Blöcke bleibt hiervon für die unmittelbar ausgewalzten Eisensorten ein Verlust von 1 Proc. Weitere Ermittelungen haben ergeben, daſs derselbe für die durch Ausgleichen und Vorwalzen in der Blockwalze erzielten Halbfabrikate nur 0,5 Proc. beträgt.

Bei der Vorarbeitung schwerer Blöcke durch Wärmeausgleichung ist der Verlust durch Abbrand noch wesentlich geringer, wie aus Angaben über den Betrieb der Stahl-Werke in Blochairn hervorgeht, welche früher bei der Herstellung von Brammen zu Blechen aus Blöcken von 1,5 bis 3t Gewicht 2,5 bis 2,75 Proc. Verlust hatten und diesen durch Ausgleichen der Wärme anstatt Wärmen in Oefen auf 0,02 Proc. vermindert haben. Es ist indessen unzweifelhaft, daſs die Ausgleichung auch mit Blöcken mittlerer Gröſse von 280 bis 300mm Seitenlänge, welche auf den kleinen Querschnitt von 50mm Seitenlänge heruntergewalzt werden, erfolgreich betrieben werden kann. Die hierbei erzielten Stangen haben eine Länge von etwa 40m und werden warm in Stücke von 1,5 bis 2m zerschnitten, was wegen der hoch bleibenden Temperatur ohne Schwierigkeit ausgeführt wird.

Die Vortheile des Wärmeausgleichungsbetriebes bestehen in der Verminderung des Verlustes an Abbrand, des Kohlenverbrauches, der Löhne und des Materialverbrauches gegenüber dem Ofenbetriebe, sowie des Verschleiſses an Formen und sind namentlich mit Rücksicht auf den heutigen geringen Verkaufspreis so bedeutend, daſs die Einführung derselben dadurch wohl begründet ist.

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