Titel: | Ch. M. Du Puy's directe Eisenerzeugung aus Erzen, Puddel-, Schweiss- und Hammerschlacken. |
Autor: | St. |
Fundstelle: | Band 242, Jahrgang 1881, S. 290 |
Download: | XML |
Ch. M. Du Puy's directe Eisenerzeugung aus Erzen,
Puddel-, Schweiſs- und Hammerschlacken.
Du Puy's directe Eisenerzeugung.
Das von Ch.
M. Du Puy angewendete Verfahren (vgl. 1878 230 181, 506 und Journal of the
Franklin Institute, 1881 Bd. 112 S. 1) besteht in
einer Vermengung von Erz oder Schlacke mit an Kohlenstoff reichen Substanzen und
Fluſsmitteln, welches Gemisch in dünne Eisenblechkasten gefüllt und in Flammöfen
während 3 bis 4 Stunden einer nach und nach sich steigernden Temperatur ausgesetzt
wird. Ist die Reduction des Eisenoxydes vor sich gegangen, so werden verschiedene
der Kasten sofort zusammengeschlagen, gezängt und in ein und derselben Hitze zu
Rohschienen ausgewalzt. Die mehr oder weniger angegriffenen Blechumhüllungen werden
dabei nicht entfernt. Versuche, welche mit auf diesem Wege in einer Menge von 50 bis
60t dargestelltem Stahl gemacht wurden,
zeigten ihn dem besten schwedischen und amerikanischen Stahl gewachsen.
Während bei den ersten Versuchen nur Holzkohle als Reductionsmittel verwendet wurde,
benutzte man später mit ebenso gutem Erfolge gewöhnliche Steinkohle, Anthracit und
Kohlenstaub. Nachdem das Product in Tiegeln umgeschmolzen und zu Werkzeugen
verarbeitet worden war, zeigten diese sich zur Bearbeitung von Hartguſs
geeignet.
Um das Verfahren für die Praxis ökonomisch verwerthbar zu machen, verwarf Du Puy die theueren Blechumhüllungen und formte das
Erzgemenge in die Gestalt von Ringen oder Röhrenabschnitten, die sich getrocknet
sowohl kalt, als in der Hitze des Flammofens selbst trugen und in groſser Anzahl auf
dem Herde des letzteren aufgestappelt, der durchstreichenden Flamme eine groſse
Oberfläche zur Abgabe ihrer Wärme boten. Die Röhren werden am zweckmäſsigsten
ähnlich den Drainirröhren hergestellt und haben eine Höhe von etwa 40 bis 48cm, einen Durchmesser von 22cm und eine Dicke von 7cm, Für den Herdboden des Flammofens hat sich Sand
nicht bewährt, wohl aber Schlacke, welche sich mit dem Erz nicht verbindet.
Die Festigkeit der Röhren muſs so groſs sein, daſs sie, ohne zu zerbrechen,
gehandhabt werden können; das Material aber muſs ein solches sein, daſs die Röhren
im Ofen nicht teigig werden und sich nicht über den Herd ausbreiten. Beides wird am
besten durch eine Vermischung von Kalk, Thon, pulverisirtem Erz und Kohle in den
richtigen Verhältnissen erzielt; letztere richten sich natürlich nach der
Zusammensetzung des zu reducirenden Erzes. Auſserdem können noch Zuschläge, wie
Chlornatrium, Mangan u.s.w. zur Entfernung von Phosphor und anderen Unreinigkeiten
zugesetzt werden. Um jedoch den Proceſs mit Vortheil durchführen zu können, ist eine
nicht flieſsende, sondern nur teigige Schlacke, welche das zu reducirende Gemenge an
der Oberfläche glasurartig umgibt, unumgänglich nothwendig; denn, da es wichtig ist,
die Hitze im Anfange des Processes sehr hoch zu halten, so muſs kräftiger Unterwind
angewendet werden; dies bedingt jedoch eine oxydirende Flamme, die, in die offenen
Poren des Gemenges eindringend, schnell das eben reducirte Erz wieder in den
Oxydzustand zurückführen würde. Dieses soll durch einen glasigen, den Austritt von
im Innern des Gemenges erzeugten Gasen gestattenden, den Eintritt von äuſseren Gasen
verhindernden Ueberzug umgangen werden. Durch eine richtige Auswahl der basischen
Elemente des Gemenges kann endlich eine Entphosphorung und Entschwefelung befördert
werden.
Beginnt man nun den Proceſs bei einer sehr kräftigen Flamme, so tritt in den Röhren
bald eine so heftige Einwirkung der Kohle auf das Erz ein, daſs zahlreiche
Kohlenoxydflammen aus ihrer Oberfläche hervorschlagen, die sofort mit dem
überschüssigen Sauerstoff der Ofengase zu Kohlensäure verbrennen und zu einer
wesentlichen Steigerung der Temperatur beitragen. Mit demselben Erfolg kann man das Erz theilweise oder
ganz durch Puddelschlacke, welche 50 bis 58 Proc. metallisches Eisen, 16 bis 18
Proc. Kieselsäure und 1 bis 3 Proc. Phosphor enthält, ersetzen. Dasselbe ist der
Fall bei Verwendung von Schweiſsofenschlacke, Walzsinter, Hammerschlag u.s.w. Du Puy hat auf diese Weise aus 3t durch Steinkohle oder Anthracit reducirter
Puddelschlacke 1t Rohschienen hergestellt und zwar
in Beschickungsmengen von 250 bis 500k, je nach
der Gröſse des Flammofens. Nachdem das Product gewalzt, zerschnitten, paketirt,
geschmiedet und zu Draht ausgewalzt worden, konnte man letzteren bis zu einer Dicke
von Nr. 16 (1mm,6) ausziehen. Die Schlacke, von
welcher dieses Eisen stammte, enthielt mehr wie 2 Proc. Phosphor, welcher Gehalt im
fertigen Product auf 0,38 Proc. heruntergedrückt worden war.
Auf den Werken der Phoenix Iron Company wurden während 3
Monaten 13 715k Puddelschlacke, 3675k Champlain-Erz und 1200k Hammerschlag, mit Steinkohle und
Verschlackungsmaterial vermengt, nach diesem Verfahren verhüttet. Die einzelnen
Beschickungen wurden in einen gewöhnlichen Doppelpuddelofen eingesetzt und bestanden
theils aus Schlacke allein, theils aus Schlacke und Erz, theils aus Schlacke und
Hammerschlag. Die Röhren hatten die früher angegebene Gröſse und waren dabei zur
noch besseren Umspülung der Flamme mit Queröffnungen versehen. Die durchschnittliche
Gangdauer betrug 3 Stunden, das Ausbringen 32 Procent des Gewichtes des eingesetzten
Oxydes. Die das Ausgangsproduct bildende Schlacke hatte folgende
Zusammensetzung:
Kieselsäure
17,710 Proc.
Eisen
54,290
Phosphor
1,960
Schwefel
0,280
Das Champlain-Erz besaſs einen hohen Phosphorgehalt. Die 7 verschiedenen
Beschickungen ergaben folgende Resultate:
Einsatzk
Ausbringen anRohschienenk
Gehalt der Rohschienen anKieselsäure und
PhosphorProc.
Nr. 1)
Schlacke 3000
845
0,48
0,40
Nr. 2)
Schlacke 2000Erz 1000
822
0,45
0,37
Nr. 3)
Schlacke 3000(mit anderen Zuschlägen vermengt wie Nr.
1)
926
0,35
0,38
Nr. 4)
Schlacke 2400Erz 600
921
0,55
0,55
Nr. 5)
Schlacke 2400Hammerschlag 600
1092
0,29
0,36
Nr. 6)
Erz 2337
718
0,62
0,16
Nr. 7)
Schlacke 944(mit versch. Zuschlägen)
268
0,26
0,38
Durch dieses Verfahren umgeht man also nach Ansicht Du Puy's das oftmals nothwendige Rösten der Erze, den
ganzen Hochofenproceſs mit seinen Kokesöfen und Gieſsbetten, spart an Zeit und Geld und gewinnt endlich
ein besseres Metall als durch den Puddelproceſs, wobei man es in der Hand hat, das
Product in jedem beliebigen Grade zu kohlen.
Du Puy hat leider bei seinem ganzen Verfahren nicht
näher angegeben, wie er die Schlacke von dem Eisenschwamm vollständig trennt. Eine
Vereinigung bezieh. Schweiſsung der einzelnen reducirten Eisenmolecüle kann nur dann
erfolgen, wenn die zwischen ihnen eingeschlossene Schlacke so flüssig ist, daſs sie
beim Zangen und Hämmern herausgequetscht werden kann, um behufs Schweiſsung reine
metallische Oberflächen einander gegenüber zu stellen. Diese Bedingung einer guten
„saftigen“ Schweiſsung wird jedoch bei nur teigiger Beschaffenheit der
Schlacke nicht erfüllt, besonders, wenn man bedenkt, daſs der teigige Zustand
derselben nur so weit gehen kann, daſs die Haltbarkeit der Röhren bei groſser Hitze
nicht gefährdet wird. Die eingeschlossenen Schlacken dürften dann sehr unangenehm
werden, wenn das Product nicht umgeschmolzen, sondern nur paketirt und geschmiedet
wird.
St.