Titel: Neuerungen im Eisenhüttenbetriebe.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1895, Band 306 (S. 6–9)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj306/ar306002

Neuerungen im Eisenhüttenbetriebe.

Von Dr. Weeren in Charlottenburg.

(Fortsetzung des Berichtes Bd. 304 S. 131.)

Mit Abbildungen.

Die Reinigungspfanne für flüssiges Roheisen von Joseph Wilmotte in Chênée, Belgien (Fig. 1), ist eine fahrbare, um die Zapfen Z kippbare Pfanne, in die von oben ein mit mehreren Winddüsen 1 versehener feuerfester Block B gesenkt werden kann. An der Windleitung G befindet sich das Zweigrohr E, in dem ein zweites Rohr F mitsammt dem Windkasten A und Block B verschoben werden kann. Durch mehr oder weniger tiefes Eintauchen des Blockest in die Giesspfanne D soll der Frischprocess mehr oder weniger schnell durchgeführt und durch gänzliches Herausheben vollständig unterbrochen werden können. Ausserdem bringt der durch die schrägen, kreisförmig angeordneten Winddüsen I von oben einströmende Wind eine rotirende Bewegung des flüssigen Eisens hervor, wodurch eine wesentliche Beschleunigung des Frischprocesses erreicht wird.

Textabbildung Bd. 306, S. 6

Der Apparat erinnert in mancher Beziehung an die ersten Vorrichtungen, mit denen Bessemer das Frischen von Roheisen mittels Luftstrahlen versuchte (vgl. Berg- und Hüttenmännische Zeitung, 1889 S. 454).

Ueber das amerikanische Bessemern berichtet J. Lagerwall in den Jern-Kont. Ann., 1894. Auf kleineren Werken wird das Roheisen gewöhnlich in Cupolöfen umgeschmolzen, auf den grösseren meistens direct vom Hochofen unter Einschaltung eines Mischers zur Birne geführt. In diese kommt es auf eine der folgenden vier Arten: 1) durch Kellenwagen, welche auf mit den Birnenwagen parallelen Bahnen laufen und in der ungefähren Höhe derselben liegen; das Entleeren der Kellen in die Birne oder in dieselbe führende Rinnen erfolgt in der Regel mittels Hand, gelegentlich auch durch maschinelle Vorrichtungen. Die Rinnen liegen auf Rädern und können in den Birnenmund vorgeschoben werden. 2) Durch Rinnen direct von den Cupolöfen. 3) Mittels Kellen, welche durch Wasserkrahne von den Oefen nach der Birne befördert werden. 4) Durch Kellen, die auf dem Werkboden ankommen und zu den Rinnen emporgehoben werden. Letztere Einrichtung besitzt den Vortheil, dass die Kelle während des Entleerens beliebig gehoben oder gesenkt werden kann, wodurch kein Roheisen durch schlechtes Giessen verloren geht.

Textabbildung Bd. 306, S. 6

Der Flusstahl wird in Coquillen abgestochen, die an der Peripherie einer Giessgrube oder aber paarweise auf Wagen stehen. Zum Abzapfen ist eine Plattform in der ungefähren Höhe des oberen Coquillenendes angebracht. Zapft man den Stahl in Coquillen in der Giessgrube, so trennt man die Blöcke von denselben mittels dazu bestimmter Krahne, hebt sie auf Wagen und transportirt sie zu den Schweissöfen oder Wärmeausgleichgruben. Wird hingegen mit Wagencoquillen gearbeitet, so schafft man diese zu den Coquillenabziehern, die in der Nähe der Schweissöfen und Wärmeausgleichgruben stehen. Ein solcher Abzieher (Fig. 2 bis 3) besteht aus einem hydraulischen Hebecylinder, der das Triebwasser durch drei Röhren a, b und c zugeführt bekommt. Rohr a geht über den Kolben A, b unter den Kolben B und Rohr c mittels Rohr d zu dem Raume zwischen den Kolben B und A. Zunächst wird durch Rohr b und c Wasser eingelassen und durch a abgelassen, in Folge dessen die beiden Kolben |7| A und B hochgehen und die an D befestigten Zangenschenkel sich öffnen. Nach Abschluss des Rohres c lässt man durch b Wasser abfliessen, wodurch beide Kolben in ihrer gegenseitigen Stellung sinken, bis die geöffneten Schenkel in passende Lage zu den Ohren der untergestellten Coquille kommen. Lässt man nun auch durch c Wasser ab, so sinkt die Kolbenstange 0, bis ihr Kopf den Eisenblock trifft, gleichzeitig legen sich die beiden Zangenschenkel unter die Coquillenzapfen. Jetzt wird Rohr a geschlossen, hingegen Rohr b geöffnet. Dadurch hebt sich der Kolben B mitsammt der Coquille, während die stillstehende Kolbenstange C den Block auf dem Coquillenwagen niederhält. Die leere Coquille wird auf einen anderen Wagen gesetzt und der Block zu seinem Bestimmungsort gebracht. Coquillen, die in dieser Weise nicht abgezogen werden können, kommen zu einem grösseren hydraulischen Apparate, welcher den Block aus der festliegenden Coquille herausdrückt.

An der den Birnen am nächsten befindlichen Grubenseite befinden sich gewöhnliche Vertiefungen mit Seitenbalken, welche für die tiefste Lage des Stahlkrahnes passen, so dass die Kelle in ihrem Wagen zum Auswechseln über eine solche Grube gehoben werden kann. Diese Gruben sind zur Aufnahme der Kellenschlacke mit Gusseisenkästen versehen.

Beim Bessemern auf Schienen werden durchschnittlich 87,5 bis 88 Proc. Blöcke, 0,15 bis 0,20 Proc. Roheisenabfall, 2,25 bis 2,45 Proc. Stahlabfall und 9,60 bis 9,85 Proc. Abbrand erhalten.

Lagerwall rühmt die ausserordentliche Uebung und Fertigkeit der amerikanischen Arbeiter, sowie die Vorzüglichkeit der Maschinen und Apparate, welchen beiden Umständen die amerikanischen Bessemer-Werke ihre hohe Production verdankten.

Verfahren zur Herstellung von Bessemer-Flacheisen von Joseph Longhaye in Berlin. Um dem Thomas-Stahl die dem Bessemer-Stahleigenthümlichen Eigenschaften zu geben, wird Thomas-Roheisen zunächst im basisch ausgekleideten Converter entphosphort, darauf unter Zurückhaltung der Schlacke in einen Converter mit saurem Futter übergeführt und hier mit flüssigen phosphorarmen Roheisensorten, wie Bessemer-Roheisen, Ferrosilicium, Ferromangan oder Spiegeleisen gemischt, um dem Metallbade den zur Durchführung des Bessemer-Processes erforderlichen Gehalt an Silicium, Mangan und Kohlenstoff zu geben. Diese Mischung wird dann wie eine gewöhnliche Bessemer-Charge weiter verarbeitet und in Formen vergossen (D. R. P. Nr. 82737).

Textabbildung Bd. 306, S. 7

Bessemer-Birne für den basischen Process von der Société Anonyme d'Ougrée in Ougrée. Zur Vermeidung von Verengungen im Birnenhalse durch Ansätze in Folge unvollkommener Verbrennung der Birnen gase wird während des Blasens zwischen der Oberfläche des Metallbades und dem Birnenhalse durch mehrere Oeffnungen Pressluft in das Innere der Birne eingeblasen (Fig. 4). Dieselbe wird zweckmässig dem Windkasten b entnommen und durch ein Rohr c in einen zweiten Windkasten d geführt, aus dem sie in die Birne eintritt und eine vollständige Verbrennung der Birnengase und demzufolge auch eine erheblich stärkere Erhitzung des Birnenhalses bewirkt (D. R. P. Nr. 77727).

Grassmann theilt in Stahl und Eisen, 1896 S. 57 u. ff., Beobachtungen über den Abbrand beim Thomas-Process mit. Nach seiner Meinung wird diese Frage noch nicht genügend gewürdigt, obgleich die durch den Abbrand verursachten Verluste erheblich genug seien. Der Abbrand schwanke zwischen 11 bis 17 Proc. Ein Herunterdrücken desselben von 16 Proc. auf 11 Proc. bedeute bei einer jährlichen Erzeugung von 200000 t Flusseisen eine Mehrerzeugung von etwa 10000 t oder einen Gewinn von etwa 700000 M. Der Abbrand beim Thomas-Process setzt sich nach Grassmann zusammen:

I. aus dem Verlust, welcher durch die Ausscheidung der fremden Stoffe (Phosphor, Mangan, Silicium, Kohlenstoff) entsteht,

II. aus dem Verlust, welcher durch die Oxydation von Eisen bewirkt wird,

III. aus dem Verlust, welcher durch das Blasen selbst verursacht wird (mechanisches Mitreissen von Eisen).

Der unter I. bezeichnete Verlust muss unter allen Umständen eintreten; derselbe beträgt indessen bei einer Durchschnittszusammensetzung des Thomas-Roheisens von

Phosphor 1,90 bis 2,70 Proc.
Mangan 1,10 2,00
Silicium 0,20 0,50
Kohlenstoff 3,20 3,60
–––––––––––––––––––––––
nur 6,40 bis 8,80 Proc.

Der unter II. genannte Verlust (gleichzeitige Oxydation von Eisen mit den anderen Elementen) wechselt mit den einzelnen Chargen und ist hauptsächlich von der Temperatur beim Processe selbst und der Basicität der entstehenden Schlacke abhängig. Diese Verschlackung des Eisens findet nur während des Nachblasens statt und beläuft sich auf etwa 1,5 bis 3,5 Proc. Derselbe kann durch Zusatz von Eisenoxyd während des Nachblasens vermindert werden, wie folgende Betriebsanalysen zeigen:


Einsatz

k
Zusatz
an Erz

k
Aus-
bringen
an Stahl
k
Verlust
in
Proc.
Gehalt der
Schlacke an

Gang der Charge
P2O5 Fe
12000 kein 10350 13,75 24,60 10,53 heiss, wenig Auswurf
12600 kein 11030 12,46 23,45 9,85 warm, „ „
11500 200 10350 10,00 21,91 8,06 „ „ „
11500 250 10150 11,74 22,87 12,26 heiss, massiger „
13000 250 11650 10,38 24,51 10,28 „ wenig „
13800 250 12450 9,77 n. best. n. best, warm, „ „
13000 250 11575 10,96 n. best. n. best. „ „ „
11500 400 10450 9,13 22,9 12,60 heiss, kein „
11500 400 10500 8,88 23,8 7,62 warm, „ „
11100 500 10142 8,63 23,6 10,7 „ „ „
11600 400 10500 9,48 25,1 6,9 heiss, massiger „
12500 400 11390 8,88 24,7 7,8 warm, kein „
13000 400 11980 7,84 24,3 4,2 sehr ruhig, kein „
12100 400 11060 8,59 22,4 11,3 „ „ „ „
12950 400 11950 7,72 24,1 8,8 „ „ „ „
12800 400 11800 7,81 25,1 8,6 „ „ „ „
14000 kein 12300 12,14 21,4 9,76 „ „ „ „
12300 kein 10640 13,49 20,9 11,45 ruhig, wenig „

Der unter III. angeführte, meistens durch unruhigen |8| Gang der Charge entstehende Verlust berechnet sich durch Abzug des rechnerisch festzustellenden Verlustes I. und II.

Verlust I 6,40 bis 8,80 Proc.
II 1,50 3,50
––––––––––––––––––––––––
Summa 7,90 bis 12,30 Proc.
Gesammtverlust I, II, III 13,00 17,00
––––––––––––––––––––––––
Demnach Verlust III 5,10 bis 4,70 Proc.

Durch mechanischen Auswurf gehen somit durchschnittlich 5 Proc. Eisen der Charge verloren.

Für diesen Verlust führt Grassmann zwei hauptsächliche Ursachen an:

1) die Gestalt und die Grösse des Converters,

2) die chemische Zusammensetzung des Roheisens.

Der Heftigkeit der sich beim Blasen in der Birne abspielenden chemischen Processe entsprechend, darf die Birne nicht zu klein gewählt werden. Während man vordem den nutzbaren Birneninhalt mit nur etwa 0,65 cbm für die Tonne Eisen bemaass, gibt man jetzt für die Tonne eingesetztes Eisen mindestens 0,9 bis 1 cbm bei 3 m Durchmesser. Hüttenwerke, welche diesen Verhältnissen keine Rechnung getragen haben, leiden fast durchweg an grossem Auswurf.

Einen wesentlichen Einfluss auf die Grösse des Auswurfes hat ferner die Dünnflüssigkeit des Eisens, da ja bekanntlich Luft durch einen dünnflüssigen Körper viel leichter durchzudringen vermag. Die Dünnflüssigkeit wird durch die Temperatur und die chemische Zusammensetzung des Eisens bedingt. Für letztere kommen vor allem Silicium, Mangan und Phosphor in Betracht.

Das Silicium macht zwar das Eisen dünnflüssig, erhöht aber auch die Schmelztemperatur desselben. Die Erfahrung zeigt, dass ein Siliciumgehalt des Eisens über eine gewisse Grenze (0,5 Proc.) den Thomas-Process stürmisch macht und den Auswurf stark vermehrt.

Mangan übt einen günstigeren Einfluss aus; es macht das Eisen in erheblich stärkerem Grade dünnflüssig als das Silicium. Man sollte deshalb für Thomas-Eisen einen Mindestgehalt an Mangan von 1,10 Proc. verlangen. Ueberdies ist ein manganhaltiges Eisen meistens schwefelärmer.

Phosphor macht gleichfalls das Eisen dünnflüssig und setzt seinen Schmelzpunkt herab, übt demzufolge auf den ruhigen Verlauf des Processes, zumal er zuletzt verbrannt wird, wo demnach der Schmelzpunkt des Eisens bereits erheblich gestiegen ist, den allergünstigsten Einfluss aus. Fast alle Werke, die ein phosphorarmes Eisen Verblasen, leiden unter sehr grossem Auswurf. In welchem Grade der Phosphorgehalt den Auswurf herabmindert, zeigt folgende Tabelle:


Nr.
Gehalt des Eisens an Ab-
brand
in Proc.

Nr.
Gehalt des Eisens an Ab-
brand
in Proc.
Si Mn P Si Mn P
1 0,31 1,10 3,23 10,9 16 0,53 1,25 2,84 14,8
2 0,60 1,70 3,22 11,8 17 0,60 1,63 2,79 13,9
3 0,53 1,47 3,15 11,9 18 0,47 1,40 2,75 13,7
4 0,57 1,37 3,15 12,4 19 0,30 1,09 2,73 13,6
5 0,45 1,20 3,06 11,5 20 0,45 1,39 2,73 14,6
6 0,50 1,40 3,01 12,0 21 0,50 1,52 2,68 14,8
7 0,55 1,30 3,01 12,5 22 0,58 1,54 2,56 15,4
8 0,60 1,59 3,00 12,8 23 0,40 1,38 2,56 13,4
9 0,50 1,30 3,00 12,9 24 0,65 1,20 2,50 16,8
10 0,45 1,44 2,92 12,0 25 0,44 1,25 2,40 16,0
11 0,48 1,25 2,90 12,3 26 0,55 1,25 2,40 16,9
12 0,50 1,28 2,90 12,8 27 0,60 1,66 2,36 17,8
13 0,52 1,52 2,86 13,2 28 0,51 1,49 2,29 17,8
14 0,48 1,31 2,86 13,2 29 0,64 1,30 2,29 20,4
15 0,45 1,24 2,84 13,6 30 0,59 1,30 2,12 20,5

Eine graphische Darstellung dieser Resultate würde zeigen, dass die Abbrandlinie sowohl mit der Phosphorlinie als auch mit der Siliciumlinie identisch verläuft. Im Interesse der Thomas-Werke liegt es deshalb, ein möglichst hochprocentiges phosphorreiches Eisen mit möglichst geringem Gehalt an Silicium zu verarbeiten. Die Unbequemlichkeiten, welche ein derartiges Eisen durch zu heissen Gang hervorruft, sind leicht zu überwinden.

Verfahren zur Bestimmung der zweckmässigsten Nachblasezeit beim Entphosphoren von Eisen von Hermann Wild in Peine. Bislang bestimmte man die Nachblasezeit, d.h. die zur zuletzt eintretenden Oxydation des Phosphors nöthige Zeit nach Schmiedeproben, verbunden mit einem Tourenzahlen der Gebläsemaschine. Diese Mittel sind indessen zu wenig zuverlässig, um nicht selbst bei grosser Erfahrung zu falschen Schlüssen führen zu können. Wild schlägt für bezieh. in Verbindung mit diesem Verfahren vor, den Eisengehalt jeder Schlacke zu bestimmen und danach die Nachblasezeit so weit zu verkürzen, dass bei genügend weit erfolgter Entphosphorung der Eisengehalt der Schlacke möglichst gering bleibt. Da die Bestimmung des Eisengehaltes der Schlacke nach den heutigen Methoden nur noch etwa 20 Minuten Zeit in Anspruch nimmt, so kann bereits das Ergebniss der Untersuchung bei der Bestimmung der zweckmässigsten Zeitdauer für die Nachblasezeit der unmittelbar folgenden Charge Verwendung finden.

Durch das Verfahren soll sich der Eisenabbrand im Converter um 2½ Proc. und mehr verringern, und die Thomas-Schlacke phosphorsäurereicher, dagegen viel ärmer an Eisenoxyden werden, wodurch sich wiederum die Gefahr der Rückphosphorung vermindert. Der Verbrauch an Kalk, Dolomit, Ferromangan, Spiegeleisen u.s.w. sinkt beträchtlich, und die Haltbarkeit der Böden und Futter der Converter wird erhöht. Die Stahlblöcke sollen erheblich dichter sein, wodurch in den Walzwerken das Ausbringen an fertiger Waare steigt und die Abfälle erheblich zurückgehen (D. R. P. Nr. 72875).

Das Verfahren ist vorübergehend auf dem Peiner Hütten- und Walzwerke, woselbst Wild Director des Walzwerkes war, ausgeübt, indessen zur Zeit wieder aufgegeben worden. Eine eingehende theoretisch-praktische Begründung des Verfahrens hat A. Brovot in Stahl und Eisen, 1896 S. 50 bis 57 versucht.

Ueber die Auskleidung der Thomas-Converter, besonders in Deutschland, berichtet Ljungren in der Oesterreichischen Zeitschrift für Berg- und Hüttenwesen, 1895 S. 453 u. ff.

Verfahren zur Darstellung phosphatreicher Schlacken beim Thomas-Process von E. Dietz in Rotterdam. Um direct durch den Thomas-Process eine an bodenlöslichen Phosphaten (Phosphaten, welche nicht wasserlöslich, wohl aber für Pflanzen leicht assimilirbar sind) reiche und grosse Schlackenmenge zu erzielen, wird der Phosphorgehalt der Schlacke über den aus dem Eisen erhältlichen dadurch erhöht, dass an Stelle des üblichen rein basischen Zuschlags bezieh. als Zugabe zu letzterem natürliche oder künstliche Phosphate benutzt werden. Als solche können kalkreiche Phosphatschlacken dienen. Sie dürfen nicht alkalihaltig sein, können hingegen Eisen, Thonerde und Kieselsäure enthalten. Selbstverständlich ist das Kalkphosphat derart und in solchem Verhältniss zuzusetzen, dass die, für die gewünschte Entphosphorung benöthigte Menge freien Kalkes vorhanden ist. Die Kunstphosphate (Martin-Schlacken) |9| werden zweckmässig glühend auf das Eisenbad gebracht. Die Naturphosphate verwendet man roh oder gebrannt. Sind sie, wie vielfach der Fall, nicht hinreichend massig, so wandelt man sie nach dem Brennen in genügend grosse Stücke um, damit sie beim Blasen im Converter nicht mit fortgerissen werden. Es empfiehlt sich, die Phosphate in zwei Chargen zuzusetzen und dabei die erste Charge reicher an Phosphaten als die zweite, die hinwiederum viel freien Kalk zu enthalten hat, zu wählen (D. R. P. Nr. 77665).

(Fortsetzung folgt.)

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