Titel: | Neuerungen im Eisenhüttenwesen. |
Autor: | St. |
Fundstelle: | Band 239, Jahrgang 1881, S. 132 |
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Neuerungen im Eisenhüttenwesen.
(Patentklasse 18. Fortsetzung des Berichtes S. 316
Bd. 238.)
Mit Abbildungen auf Tafel 14.
Neuerungen im Eisenhüttenwesen.
J. M. Hartmann befaſst sich in einem Vortrag im American Institute of Mining Engineers zu New-York
(vgl. Zeitschrift des berg- und hüttenmännischen Vereines
für Steiermark 1880 S. 161) mit der Gestalt des Hochofens und kommt zu dem
Schlüsse, daſs es falsch sei, die Rast nach unten hin zu verengen. Eisenstäbe,
welche er von der Gicht aus in das Innere verschiedener Hochöfen einführte,
schmolzen bis zu einem ganz bestimmten Punkte, welcher 2m,29 über den Formen lag, ab; ferner fand sich bei einem eingefrorenen
Ofen, während des Ausräumens, in gleicher Höhe über den Formen eine gesinterte Decke
von 0m,38 Dicke. Hartmann glaubt danach, daſs die Schmelzzone scharf nach oben begrenzt
sei, so daſs bei einer conisch zulaufenden Rast ein Klemmen und Hängenbleiben der
direct über der Schmelzzone liegenden gesinterten Schichten hervorgerufen würde. Um
dies zu vermeiden, gibt er der Rast eine cylindrische Gestalt (vgl. Fig. 7 Taf.
14), wodurch die Gesammthöhe des Ofens um etwa 10 Proc., bis zu 25m, vergröſsert wird.
Einige Angaben über das Anblasen eines Hochofens auf den Edgar Thomson Steel Works gibt Jul Kennedy im
Engineer, 1880 Bd. 49 S. 269. Die Winderhitzung bei
demselben erfolgte durch 3 Siemens-Cowper-Cochrane'sche Apparate von 4m,57 Durchmesser und 15m,24 Höhe. Nachdem während 4 Monaten das Gemäuer
des Ofens und der Apparate auf das sorgfältigste durch Feuern mit Reisigbündel und
Kohlen ausgetrocknet worden war, wurden in das Gestell zwei senkrechte Lagen Reisigbündel eingebracht
und die Wände hierüber gegen die herunter stürzenden Kokes durch noch zwei einfache
Lagen Reisigbündel geschützt. Es folgten dann 3000k Kokes mit 15 Proc. Kalkstein ohne Schlacken, 7 Beschickungen zu je
1575k Kokes und 750k Erz, 6 Beschickungen zu 1575k Kokes und 1050k Erz, 10 Beschickungen zu 1575k Kokes,
1050k Erz und 1200k Kalkstein, um eine Schlacke zu erhalten von 33 Proc. SiO2, 45 Proc. CaO, 5 Proc. MgO und ein Eisen mit 3,5
Proc. Silicium Gehalt. Hiermit war der Ofen beinahe bis zur Begichtungslinie gefüllt
und wurde er Morgens den 5. Januar 1880 durch Einbringung von brennenden Kohlen
angezündet und sofort durch eine Düse Wind gegeben. In 2 Stunden hatte das Feuer das
Holz durchdrungen und wurde Wind durch sämmtliche 6 Düsen von 102mm Durchmesser mit einer Temperatur von 94°
eingeblasen. Die Beschickung stieg auf 1500k Erz.
Während einer Stunde wurde bei offener Gicht geblasen, dann geschlossen und wurden
die Gase durch die Winderhitzungsapparate geleitet. Nachdem das Holz verbrannt,
machte die Gebläsemaschine (Dampfcylinder 813mm
Durchmesser, Windcylinder 2m,13 Durchmesser, 1m,22 Hub) 20 Umdrehungen. Die Temperatur des
Windes stieg stündlich um etwa 22°. Am 6. Januar Morgens erschien die erste Schlacke
am Abstich und am 7. Januar Morgens das Eisen am Schlackenloch. Es wurde abgestochen
und ergab 22t Eisenmasseln Nr. 1. Am 8. Januar
stieg die Beschickung auf 2110k, am 15. Januar auf
2730k und zuletzt auf 2880k Erz. Dabei war die Windtemperatur 600°, die
Windpressung an der Maschine betrug 41cm, an den
Düsen 33cm,5 Quecksilbersäule. Die Gichtgase
hatten eine Zusammensetzung von etwa 12 Proc. Kohlensäure und 27 Proc.
Kohlenoxyd.
Wie in Deutschland so ist man auch in England eifrigst bemüht,
ein Mittel zu finden, um die Hochofenschlacke zu verwerthen. Fr. Ransome in England erhielt vor einigen Jahren ein englisches Patent
auf die Herstellung eines hydraulischen Mörtels aus Hochofenschlacke und wird
hiernach die Fabrikation desselben auf den Tees Iron
Works in Middlesbrough folgendermaſsen beschrieben (vgl. Engineering, 1880 Bd. 29 S. 301).
Schlackensand des erwähnten Werkes wird mit dem weiſsen Kalkstein von Essex im
Verhältniſs von 4 : 7 gemischt und daraufhin in einem gewöhnlichen Cementofen
gebrannt. Die Zusammensetzung der Schlacke war:
SiO2 = 38,25
CaO = 31,56
CaS = 2,95
Al2O3 =
22,19
MgO = 4,14
Fe2O3 =
0,91.
Der aus dieser Mischung zusammengesetzte Mörtel hatte in 3
Tagen eine gröſsere Festigkeit als Portlandcement von 7 Tagen, ein 7tägiger war
stärker als jener von 3 Monaten und in 28 Tagen war er stärker als jener in 7
Jahren.
Stead besprach auf der Londoner Versammlung des Iron and Steel Institute (vgl. Engineer, 1880 Bd. 49 S. 329) folgenden Apparat zum Analysiren der
Hochofengase. Die Meſsröhre A (Fig. 8 Taf.
14) in 270mm getheilt, hat 7mm im Durchmesser, steht in einem Kühlrohr, ist
oben und unten ausgezogen, besitzt oben die Absperrhähne G und E und steht unten einerseits mit einem
ebenfalls von einem Kühlrohr umgebenen, aber offenen Cylinder B, andererseits durch einen Kautschukschlauch mit dem
in der Höhenlage verstellbaren Quecksilberbehälter C in
Verbindung. Im oberen Theile von A sind 2 Platindrähte
zum Durchschlagen des elektrischen Funkens eingeschmolzen. Der linke Strang des
oberen Theiles der ausgezogenen Röhre A ist umgebogen
und taucht mit seinem zu einem Cylinder erweiterten Rohre D in ein Gefäſs mit Kalilauge. Um den Stand der Flüssigkeiten in den
Röhren A und B ablesen zu
können, befindet sich am Ständer eine Wasserwage und ein Kathetometer F.
Es wird nun das Rohr A und B durch Oeffnen von Hahn E und Heben von C mit Quecksilber gefüllt; sodann wird durch Senken von
C eine gewisse Menge des zu analysirenden Gases
angesaugt, E geschlossen und C so lange gehoben, bis A und B gleichen Stand haben. Durch Heben von C und Oeffnen von Hahn Q
drängt man das Gas nach dem Gefäſs D, wo die
Kohlensäure von der Kalilauge absorbirt wird. Das Gas wird hierauf wieder nach A zurückgesaugt. Hiernach saugt man durch den rechten
Rohrstrang Sauerstoff an, mischt die Gase durch mehrmaliges Uebertretenlassen nach
D, läſst den elektrischen Funken durchschlagen und
bestimmt die gebildete Kohlensäure in bekannter Weise (vgl. 1880 237 * 387).
Bei dem Puddelofen, System Lukens
(Revue industrielle, 1880 S. 165), welcher in den
Werken von Schuykill in Pennsylvanien seit einem Jahre
in Betrieb steht, tritt Unter wind direct unter den Rost oder durch die Oeffnung N (Fig. 9 und
10 Taf. 14), kühlt die Sohle M und strömt
theilweise, wie beim gewöhnlichen Puddelofen durch den Rost J, theilweise tritt er durch die im Gemäuer befindlichen Kanäle h in den Raum P, um von
hier vorgewärmt, durch die Düsen i mit den Feuergasen
zusammenzutreffen und eine kräftige Stichflamme zu erzeugen. Neben dem Vortheil der
Schonung des Gemäuers sollen diese Oefen in oben erwähntem Werke eine
Brennmaterialersparniſs von 20 bis 40 Proc. aufweisen.
R S. Ripley in New-Inn, England (* D. R. P. Nr. 6420 vom
21. Januar 1879) beschreibt einen Puddelofen mit Gasfeuerung, dessen Einrichtung im
Wesentlichen aus zwei über dem Herdgewölbe angebrachten Regeneratoren besteht mit
Gaskanälen, durch welche die abgehenden Feuergase streichen, diese erhitzen und
dadurch eine Vorwärmung der Luft bezieh. der Gase, welche die Kanäle umspülen,
bewirken. An den
äuſsersten Enden der beiden neben einander liegenden Herde eines Doppelpuddelofens
sind die Gasbrenner angebracht, deren Düsen senkrecht nach dem Innern des Ofens
gerichtet sind; durch diese wird Gas und Luft eingeführt und in den beiden Herden
unter Erzeugung einer starken Stichflamme verbrannt.
Bei dem in Fig. 11 und
12 Taf. 14 dargestellten mechanischen Puddelofen von Ed. Daelen in Düsseldorf (* D. R. P. Nr. 4686 vom 4.
August 1878) hat der eigentliche Herd k nach einer
Cylinderoberfläche gekrümmte Wandungen, läuft mit den halbkreisförmigen Flanschen
e auf Führungsrollen f
und wird durch Zahnradgetriebe D innerhalb des
entsprechend geformten Gewölbes r mittels des Armes h in Bewegung gesetzt. Feuerbrücke n, Fuchs q, Sohle und
Wände des Herdes k werden gekühlt, und zwar befindet
sich das Wasserzufluſs- und Abfluſsrohr bei n bezieh.
q im Centrum des von dem Kreuzkopf der Zahnstange
i beschriebenen Kreises, so daſs eine fortwährende
Verbindung des Herdes mit dem Wasserbehälter möglich ist. Um dem Herde verschiedene
Winkelgeschwindigkeiten ertheilen zu können, wird der Bewegungsmechanismus durch
eine Stufenscheibe getrieben. Das Umsetzen des die hin- und hergehende Bewegung der
Zahnstange bewirkenden Steuerhebels erfolgt selbstthätig durch zwei Mitnehmer,
welche an einer besonderen Hilfszahnstange angebracht sind und ein Aus- und
Einkuppeln der beiden betreffenden Räder bewerkstelligen. Je nach der Stellung der
Mitnehmer hat man es in der Hand, dem Herd eine Neigung von 0 bis 25° zu geben.
Die Gase der Rostfeuerung A mit Unterwind treten über
den Fuchs und fallen durch zwei an den beiden Seiten desselben gelegene Oeffnungen
in den Rauchkanal c, um von hier aus zur Esse geleitet
zu werden. Die Eintrageöffnungen s und t befinden sich an zwei Seiten des Ofens, die
Austrageöffnung dagegen an der der Feuerung gegenüber liegenden Seite. Da nämlich
durch die schwingende Bewegung des quadratischen Herdes beim Zusammenschweiſsen der
Eisenkörner eine walzenförmige Luppe C (Fig. 11)
erhalten wird und ein Verarbeiten derselben in dieser Gestalt unthunlich ist, so
wird dieselbe durch eben erwähnte Oeffnung geschoben und je nach Bedarf durch eine
hydraulische Schere E in beliebig groſse Stücke, wie
sie zum Zangen passend sind, geschnitten.
M. D. Henvaux Vater und Leon Henvaux in Lüttich (* D. R.
P. Nr. 7123 vom 12. November 1878) lassen den Herd eines Puddelofens um seine
Längsachse oscilliren, indem sie an der Drehachse einen langen Hebelarm mit
Zahnbogen anbringen. Letzterer undnnd damit der Ofen wird von einem Arbeiter mittels eines Kurbelgetriebes in
Bewegung gesetzt.
Um die Drehung rotirender Puddelöfen je nach Bedarf verlangsamen
bezieh. beschleunigen zu können, construirten S.
Godfrey und R. Howson in Middlesbrough (* D.
R. P. Nr. 5345 vom 23. October 1877) einen Apparat, bei welchem die durch eine
dreicylindrige Dampfmaschine in Bewegung gesetzte Welle ihre Umdrehung entweder
direct durch Stirnräder, oder durch Schnecke, Schneckenrad und Kegelräder auf eine
mit einem Getriebe versehene Welle überträgt. Dieses Getriebe steht mit dem am Herd
angebrachten Zahnkranz in Eingriff.
Otto Klatte in Luxemburg (* D. R. P. Nr. 8078 vom 21.
März 1879) will die Materialien im Puddelherde selbst vorwärmen. Er gieſst in Folge
dessen die Masseln vom Hochofen in besondere Formen von rechteckiger Gestalt, mit
einem conischen Loche in der Mitte. Diese Masseln werden an einer durch das Gewölbe
des Herdes gehenden Kette aufgehängt. Nach 10 Minuten soll schon eine Schmelzung
eintreten.
Edm. Weber in Siegburg (* D. R. P. Nr. 5923 vom 7.
Januar 1879) sucht durch die abgehende Hitze der Schweiſsöfen die Pakete in der
Weise vorzuwärmen, daſs er den Fuchs seitwärts der Achsenrichtung des Ofens legt und
die Ofensohle über den Fuchs hinaus verlängert; es wird dadurch ein sowohl vom Herd,
als vom Fuchs abzuschlieſsender Raum geschaffen, der die Pakete auf einem kleinen
Wagen aufzunehmen vermag, um sie nach Maſsgabe der abgehenden Pakete allmählich der
Feuerbrücke näher rücken zu können. Um die Kohlen vorzuwärmen, ist an der Kopfseite
des Ofens ein Fülltrichter angebracht, von wo aus die Kohlen durch Schüröffnungen
auf den Rost gelangen. Abgesehen von der dadurch bewirkten directen Berührung mit
dem heiſsen Ofengemäuer, soll eine Erwärmung der Kohlen noch dadurch eintreten, daſs
das Innere der luftgekühlten Herd wände durch Röhren mit jenem Fülltrichter in
Verbindung steht.
Gieſsen des Stahles unter Druck, Die verchiedensten
Vorschläge und Versuche sind gemacht worden, um die Blasenbildungen beim Gieſsen der
weichen Stahlsorten zu vermeiden; es scheint jedoch, als ob noch kein einziger einen
durchschlagenden Erfolg gehabt hätte.
D. K. Tchernoff (vgl. Revue
universelle des Mines, 1880 Bd. 7 S. 129) schlägt vor, den Stahl möglichst
heiſs zu gieſsen, oder ihm vor dem Gieſsen Silicium in Gestalt von an Silicium
reichem Ferromangan zuzusetzen; dabei wird das bei der Berührung mit der Luft sich
bildende Kohlenoxyd reducirt und eine leichtflüssige nach oben steigende Schlacke
durch die Verbindung von Kieselsäure mit den Mangan- und Eisenoxyden erzeugt. Das
Verhältniſs des zuzusetzenden Siliciums zu dem vorhandenen Mangan muſs gleich den
beiderseitigen Moieculargewichten sein, d. i. wie 3 : 4,5 sich verhalten, so daſs im
fertigen Stahl noch 0,2
bis 0,3 Proc. Silicium vorhanden sind. Hierbei genügt es, einen verlorenen Kopf
aufzusetzen, um dichte Güsse zu erhalten, wie dies z.B. in Terre-noire ausgeführt
wird.
Als ein weiteres Mittel Stahlgüsse zu dichten, schlägt Tchernoff vor, die eisernen Guſsformen (Coquillen) während des Guſses in
eine schnelle Umdrehung um ihre Achse, unter häufiger plötzlicher Umkehrung der
Drehungsrichtung, zu versetzen. Es soll dadurch einestheils einer Krystallbildung,
welche beim ruhigen Erkalten eintritt, vorgebeugt und damit eine Wiederauflösung der
gebildeten Kohlenoxydblasen in der noch weichen Stahlmasse befördert werden. Um
letztere möglichst lange flüssig zu erhalten, werden die Guſsformen innen mit
schlechten Wärmeleitern ausgekleidet.
Whitworth setzt die nach seiner Methode gegossenen
Stahlblöcke unter hydraulischen Druck (vgl. 1877 225 * 423). Der in seiner Fabrik
verwendete Apparat hat nach dem Engineer, 1880 Bd. 50
S. 113 einen hydraulischen Kolben von 1m,25
Durchmesser, kann einem Druck von 650at ausgesetzt
werden und einen Druck von 10000t auf den
Preſskolben übertragen. Der Druck muſs so lange anhalten, bis der ganze Stahlblock
erstarrt ist, damit einerseits die während des Flüssigseins sich noch bildenden Gase
sofort wieder gelöst werden können, andererseits aber der Druck dem durch die
Erkaltung sich zusammenziehenden Metall folgen kann. Whitworth'sche Stahlblöcke von 0m,32
Durchmesser und 0m,90 Höhe zeigen keine Blasen.
Jedoch ist dieses Verdichtungsverfahren so kostspielig, daſs es sich nur auf jenes
Werk beschränkt hat.
Im Iron, 1880 Bd. 16 S. 116 und Engineer, 1880 Bd. 50 S. 99 wird ein Verfahren beschrieben, bei welchem
die Stahlblöcke durch Anwendung hochgespannter Dämpfe verdichtet werden (vgl. H. R. Jones 1879 234 * 457). Dasselbe ist in den Barrow Haematite Steel Works und bei Bolkow, Vaughan und Comp. eingeführt und wurde den
Werken von Edgar Thompson in Pittsburg entnommen. In
letzteren strömt hochgepreſster Dampf von einem Kessel in einen neben dem Krahn
stehenden Behälter, welcher mit einer Reihe von Hähnen entsprechend der Anzahl der
Guſsformen versehen ist; letztere und die Hähne sind durch starke Kautschukröhren
mit einander verbunden. Das Metall flieſst von der Gieſspfanne in einen kleinen
losen Trichter, welcher auf einem conischen Sitz auf der oberen Fläche der Guſsform
ruht und dazu dient, dieselbe zur Aufnahme des Deckels vor Guſsansätzen zu bewahren.
Sobald der Guſs beendigt, wird der Trichter entfernt, ein mit der Dampfröhre schon
verbundener Deckel aufgesetzt und mit Schlieſskeil befestigt. Der Dampfhahn bleibt
so lange geöffnet, bis der Stahl sich vollständig gesetzt hat. Dadurch können die
Stahlblöcke viel kürzer hergestellt werden, bis zu 38 bis 63mm auf 1,5 bis 1m,8 Länge.
In Barrow stehen die Guſsformen in einer Reihe in einer Grube, an welcher die
fahrbare Gieſspfanne entlang läuft. Jede Form hat einen dampfdichten Deckel mit
einer schmiedeisernen Dampfzuleitungsröhre und Abschluſshahn. Die Verbindung
derselben mit dem Hauptdampfrohr geschieht durch Stopfbüchsen.
Der Dampfkessel hat 1m,07
Durchmesser, 2m,74 Höhe und geht auf etwa 14at, welcher Druck bei Anwendung von Perkins'schen
Kesseln bis auf 130at gesteigert werden kann.
Statt des Dampfes kann man auch gepreſste Luft verwenden, welche einer eben so hohen
Spannung ausgesetzt werden kann, wie die verschiedenen Pläne der
Straſsenbahnlocomotiven und die Torpedoversuche in Woolwich gezeigt haben.
Nach einer weiteren Notiz im Engineer, 1880 Bd. 50 S.
123 ist dagegen die Dichtung zwischen Form und Deckel eine so mangelhafte, daſs
nicht mehr als 5 bis 5at,5 in der Guſsform zur
Wirkung kamen, während 13at,5 im Kessel vorhanden
waren. Es wird Asbest oder Kupferringe als Dichtungsmaterial zwischen Deckel und
Form vorgeschlagen.
Ein weiteres Mittel, um Druck zu erzeugen, besteht in der Einbringung einer durch
Versuche zu bestimmenden Menge von irgend einem in der Hitze Gas erzeugenden Salze
oder Wasser nach dem Guſs des Blockes und sofortigen Verschluſs der Form durch einen
Deckel. (Um Explosionen zu vermeiden, sollen an den Deckeln Sicherheitsventile
angebracht werden.) Ein solches Salz ist z.B. salpetersaures Natron, welches behufs
langsamer Gasabgabe mit Thon gemengt werden kann. Kohle würde dieselben Dienste
thun. Es würden z.B. bei der Temperatur des geschmolzenen Stahles die erzeugten Gase
1500mal den Raum der Kohle einnehmen, demnach 16cc
Kohle genügen, um einen Druck von etwa 20at zu
erzeugen.
Ein anderer Vorschlag ist, nach dem Guſs des Blockes der Guſsform eine plötzliche
Bewegung zu ertheilen, sie z.B. von einer Höhe von etwa 10 bis 15cm herunterfallen zu lassen, um hierdurch eine
plötzliche Gasabgabe vor der Erstarrung zu bewirken.
Wie groſs die Gasmengen in den Blasenräumen von nicht
verdichtetem Stahl sind, beweist die Thatsache, daſs, nachdem W. Richards (vgl. Engineer
1880 Bd. 50 S. 100) in einen solchen Block unter Wasser ein Loch von 57mm Durchmesser und 108mm Tiefe bohrte, er nicht weniger als 294cc Gas sammelte, welches eine Zusammensetzung von 78,6 Proc. Wasserstoff,
20,4 Stickstoff, 0,2 Kohlensäure, 0,8 Kohlenoxyd zeigte. – C. W. Siemens glaubt, entweder vermindert der Druck das Volumen des Gases,
oder es wird durch denselben in seine frühere Verbindung mit dem Metall
zurückgeführt, gerade wie die Kohlensäure des Sodawassers aufhört, sich zu
entwickeln, wenn der Pfropfen in die Flasche getrieben wird.
Um die Blöcke bei der Fluſs- und Schweiſsstahlerzeugung in
derselben Hitze nach dem Guſse sofort schmieden und walzen zu können, legen B. E. Cammell in Sheffield und J. Duffield in Dronfield, England (* D. R. P. Nr. 2186 vom 7. December
1877) dieselben nach der Entfernung aus der Guſsform in eiserne Kästen, deren
Wandungen mit Chamotte bekleidet und die mit gepulverter Holzkohle gefüllt sind. Es
findet dadurch eine gleichmäſsige Vertheilung der Wärme durch die ganze Masse des
Guſsblockes statt, indem der noch flüssige Kern seine Wärme an die am Umfange
befindlichen schon mehr erkalteten Schichten abgibt. Die betreffenden Kästen können
entweder fest, oder fahrbar sein.
Die Société Française des Aciers in
Paris (* D. R. P. Nr. 7911 vom 14. Mai 1879) lieſs sich einen höchst complicirten
Apparat zur Cement- und Guſsstahlerzeugung patentiren. Das auf irgend eine Weise
erzeugte Kohlenoxydgas und die gepreſste Luft bespülen, nachdem sie in Kanälen
vorgewärmt worden sind, die Decke bezieh. den Boden eines Herdofens, vereinigen sich
an einem Ende und werden hier entzündet. Sie verbrennen im Schmelzherd und werden
die von hier abgehenden Gase zur Heizung der Cementirkästen und der darüber
stehenden Vorbereitungskästen verwendet, um endlich eine eiserne Retorte zur
Darstellung von Stickstoff zu erwärmen und von hier zur Esse zu gehen. Die
Vorbereitungskästen dienen zum Reinigen des Rohmaterials, des Bessemereisens, indem
dasselbe in Form von Stangen auf eine Schicht von Kalksteinstücken mit 2 bis 3 Proc.
Steinkohlengrus gelegt wird. Unter Einleitung von Kohlenwasserstoffgas soll sich bei
einer Temperatur von 550 bis 600° freier Kohlenstoff und Wasserstoff bilden.
Letzterer soll sich mit den im Eisen befindlichen Metalloiden verbinden und
dieselben als Gase fortführen. Diese Operation dauert 8 Stunden.
Das hiernach gereinigte Bessemereisen wird nun in die Cementirkästen gebracht und
hier während 10 bis 12 Stunden dem Einflüsse einer Mischung von 4 Th. verkohltem
Torf, 1 Th. fetter kleiner Steinkohle mit 2 Proc. Kalkstein unterworfen. Je nach der
Härte des Stahles verwendet man obige Mischung zur Darstellung weichen Stahles, den
Zusatz von 1 Th. dünner Steinkohle für härteren Stahl, ⅓ Theil dünner Steinkohle für
ganz harten Stahl mit muscheligem Bruch. Die Cementirung geschieht in einer
Atmosphäre von Stickstoff und Wasserstoff, welche hergestellt werden soll durch
Einwirkung erwärmter feuchter Luft auf Eisen- und Kupferspäne in der oben erwähnten
Retorte. Die auf diese Weise erzeugten Cementstahlstäbe werden in dem Herdofen
verschmolzen und in Formen gegossen.
Directe Eisenerzeugung. Von J.
M. Hamilton in St. Louis (* D. R. P. Nr. 2125 vom 9. December 1877) wird
eine Einrichtung und das hierzu gehörige Verfahren beschrieben, um in der
Bessemerbirne Eisen nach dem directen Processe aus Erzen herzustellen. Zu dem Zwecke kann man der Birne
entweder eine Mischung von Kohlenoxydgas und Luft, ersteres allein, oder letztere
allein zuführen und dadurch eine schmelzende, reducirende oder oxydirende Wirkung
erzielen. Zur Ausführung des directen Processes bringt man auf den Boden der Birne
eine dünne Brennmaterialschicht und hierüber eine Lage Erz. Letzteres wird durch
Einleiten eines Kohlenoxyd- und Luftstromes geschmolzen und hiernach durch Einführen
von Kohlenoxyd reducirt. Nach dem Abgieſsen der Schlacke wird das Metall auf den
gewünschten Kohlungsgrad gebracht. Auf gleiche Weise kann man Stahlabfälle und
Roheisen vorerst schmelzen und dann beliebig kohlen oder entkohlen.
Nach Holley (vgl. Zeitschrift des berg- und hüttenmännischen Vereines für
Steiermark, 1880 S. 140) ist die directe Eisenerzeugung nach Siemens, d. i. die Verarbeitung von Erz mit Kohle in
einem Siemens'schen Rotator (vgl. 1880 235 * 369), zur Herstellung von Schmiedeisen
weniggeeignet, weil bei der vollständigen Entfernung der Schlacke die Hälfte des
reducirten Eisens wieder verbrennt. Wohl ist sie dagegen ein ausgezeichnetes Mittel,
um ein Material zur Ausführung des Herd-Processes zu gewinnen, wenn es sich darum
handelt, ausgezeichnete Stahlsorten aus schlechten Erzen zu gewinnen. Schlägt man
die nach Siemens'scher Methode gewonnenen Luppen beim Herdproceſs zu, so schmilzt
das Eisen und trennt sich von der Schlacke nach Maſsgabe der specifischen Gewichte.
Nach dieser Methode sind in Landore vorzügliche Stahlsorten aus Erzen mit 2 Proc.
Phosphor gewonnen worden. Die Schlacke, welche beim Proceſs fällt, enthält bis zu 6
Proc. Phosphorsäure und 1 bis 2 Proc. Schwefel, während die aus den Luppen
gehämmerten Stangen 0,08 bis 0,019 Proc. Phosphor enthalten. Auf der Tyrone-Hütte in
Pennsylvanien hat der Drehofen eine Länge und einen Durchmesser von 3m,35. Die Versuchsresultate eines einwöchentlichen
Betriebes mit an Silicium sehr reichen Erzen bei 50 Proc. Eisengehalt waren
folgende:
ReduktionskohleKalksteinSchlacke, Walzsinter
300 bis 350k125400
= 80 bis 85 Proc.
des Eisen-gehaltes der Erze.
Gewonnene Luppen
800 bis 850
In der Woche wurden 19 Beschickungen mit einer Production von
14t Luppen gemacht. Die Gestehungskosten sind
etwa 25 Dollars für 1t. Eine Anlage von 4 Drehöfen
mit Maschinen und Hilfsapparaten einschlieſslich Gebäuden kostet 40000 Dollars, bei
einer Production von wöchentlich 125t. Noch
bessere Resultate sind zu erwarten, wenn die Erze geröstet und noch glühend in den
Drehofen gebracht werden.
Prof. v. Ehrenwerth befürwortet in gleicher Weise in der
Zeitschrift des berg- und hüttenmännischen
Vereines, 1880 S. 297 die Verwendung der Ellershausen'schen Erzluppen bei der
Fluſsstahlerzeugung. Bekanntlich bestehen dieselben aus einem innigen Gemenge von
Roheisen und Erz, welche durch Erhitzen und nachherige Bearbeitung in der Weise auf
einander wirken sollen, daſs einerseits das Roheisen gefrischt, andererseits ein
Theil des Erzes reducirt wird. Die Materialkosten des Martinprocesses, die
Verhältnisse in Vordernberg als Beispiel genommen, würden sein: beim gewöhnlichen
Betrieb 146,96 M., beim Betrieb mit Erzluppen 124,24 M. für 1t fertigen Materials.
Welch groſsen Vortheil das Tempern von weichen
Bessemerstahlplatten hat, welche für Dampfkessel bestimmt sind, mögen folgende in
der Chemical News, 1880 Bd. 41 S. 178 veröffentlichte
Daten beweisen: Die 6 Proben waren quer zur Walzrichtung den Platten entnommen.
Letztere wurden aus Blöcken hergestellt, welche vor dem Walzen vorgeschmiedet waren.
Sie hatten folgende chemische Zusammensetzung:
Kohlenstoff
0,155 Proc.
Mangan
0,450
Schwefel
0,020
Phosphor
0,010
Silicium
0,025
Die Proben hatten ungetempert
eine durchschnittliche Bruchfestigkeit von 45k,3
für 1qmm und zeigten eine Verlängerung von 21,45
Proc; getempert fiel die Festigkeit auf 38k,74 für 1qmm
jedoch stieg die Verlängerung auf 30,8 Proc.
Versuche, welche Jul. Kollmann (Verhandlungen des Vereines zur Beförderung des
Gewerbefleiſses, 1880 S. 92) über die Festigkeit des erhitzten Eisens
machte, ergaben, daſs die Bruchfestigkeit:
bei 20°
bei 1080°
von weichem sehnigem Schmiedeisen
37,51k
1,20k
„ Feinkorneisen
40
2,3
„ Bessemerfluſseisen
58,91
3,6
betrug. Die nachstehenden Diagramme zeigen die Uebergänge des
Bruchmoduls für Zug bei den zwischenliegenden Temperaturen. Die Elasticitätsgrenze
bei sehnigem Eisen wurde gefunden:
zu
3,2k
für
1qmm
bei
750°
2,0
„
„
„
800°
1,5
„
„
„
850°.
Weiches Schweiſseisen.
Textabbildung Bd. 239, S. 141
Abscissenachse; Ordinatenachse; k
auf qmm; mm; Schmelzpunkt
Mittelweiches Bessemerfluſseisen.
Textabbildung Bd. 239, S. 142
Abscissenachse; Ordinatenachse; k
auf qmm; mm; Schmelzpunkt
Mittelweiches Feinkorneisen.
Textabbildung Bd. 239, S. 142
Abscissenachse; Ordinatenachse; k
auf qmm; mm; Schmelzpunkt
Zur directen Bestimmung der auftretenden Verlängerungen bediente sich Kollmann eines Apparates in Gestalt einer Zange, deren
kürzere Schenkel mit Gabeln versehen sind, welche mittels Druckschrauben auf dem
Probestabe befestigt werden; der eine der 10mal längeren Schenkel trägt dagegen
einen Gradbogen, an welchem man die eintretenden Dehnungen sofort ablesen kann.
Bei den Versuchen über den Druck der Walzen beim Walzen von Eisenstäben in
Temperaturen von 1325° fand sich, daſs derselbe bei weitem nicht so hoch ist, als
gewöhnlich in der Praxis angenommen wird.
In Bezug auf Bessemerschienenblöcke zieht Kollmann das
Vorschmieden dem Vorwalzen vor, da durch das Schmieden „gewissermaſsen ein Löthen
der metallischen Flächen der Blasen“ stattfindet, ein stärkeres Verdichten
des Materials und damit eine Zunahme des specifischen Gewichtes im Gegensatz zur
Walzarbeit vor sich geht.
Kollmann zeigt endlich durch Aetzproben, daſs das
Spitzbogenkaliber der Vorwalzen zu Gunsten des Flachkalibers zu verwerfen sei;
erstere strecken das Material an den einzelnen Stellen ganz verschieden und
zerreiſsen die Fasern in der Längsrichtung.
St.