Titel: | Ueber Neuerungen im Eisenhüttenwesen. |
Fundstelle: | Band 252, Jahrgang 1884, S. 243 |
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Ueber Neuerungen im Eisenhüttenwesen.
Mit Abbildungen.
(Patentklasse 18. Fortsetzung des Berichtes Bd.
251 S. 483.)
Ueber Neuerungen im Eisenhüttenwesen.
Bessemerverfahren. P. v. Tunner lenkt in den
Vereinsmittheilungen, 1883 S. 99 Beilage zur Oesterreichischen Zeitschrift für Berg- und Hüttenwesen, 1883 die
Aufmerksamkeit auf drei neuere, für kleinere Betriebe
besonders wichtige Arten der Durchführung des wenig Brennmaterial und Arbeit
erfordernden Windfrischprozesses. Für gewöhnlich nimmt man an, daſs dieses bis jetzt
leistungsfähigste Verfahren zur Umwandelung des Roheisens in schmiedbares Eisen auch
nur dann vortheilhaft zur Anwendung gebracht werden könne, wenn es sich um
Massenfabrikation des Eisens im gröſsten Maſsstabe handelt. In der That sind die
Bessemerwerke immer
gröſser geworden und führt v. Tunner als Beispiele an,
daſs im J. 1882 in Nordamerika in 14 Bessemerhütten mit im Ganzen 35 Birnen
1514687t Guſsblöcke hergestellt worden seien,
während in dem zur Zeit gröſsten Bessemerwerke von Eston in England, welches erst
seit 1876 besteht und 19 Hochöfen, 2 Grieſsgruben mit je 3 Birnen von 15t Fassungsraum für den basischen, sowie 2
Gieſsgruben mit je 2 Birnen von 8t Fassungsraum
für den sauren Prozeſs besitzt, wöchentlich sogar gegen 5000t Stahl hergestellt werden. Wäre nun in der That
die Anwendung des Windfrischens unbedingt an Betriebe von solcher Groſsartigkeit
gebunden, so würden die meisten Werke in den Alpenländern und auch an manchen
anderen Orten, wo die Verhältnisse für die Massenfabrikation nicht so günstig
liegen, auf das Bessemern verzichten müssen* von der gröſsten Bedeutung für solche
kleinere Betriebe erscheinen daher die folgenden drei näher beschriebenen
Darstellungsverfahren, welche gerade bei beschränkten Productionsverhältnissen
vortheilhaft benutzt werden können.
Als die für kleine Betriebe wichtigste Verfahrungsweise beim
Bessemern ist diejenige zu bezeichnen, welche zu Avesta in Schweden schon seit dem J. 1877 mit Erfolg ausgeübt wird, obzwar
hierüber bisher nichts Näheres in die Oeffentlichkeit gedrungen war. Wie P. v. Tunner a. a. O. andeutet, ausführlicher jedoch
Prof. J. v. Ehrenwerth in einem interessanten
Reiseberichte in der Oesterreichischen Zeitschrift für Berg-
und Hüttenwesen, 1884 * S. 5, 24 und 39 mittheilt, wird in dem
Bessemerwerke zu Avesta weiches, sogar sehniges Fluſseisen
mit auſsergewöhnlich kleinen Einsätzen in der Birne, bei billiger Anlage, mit
geringen Betriebs- und Brennmaterialkosten hergestellt. Diese der
Gesellschaft Jern-Contor gehörige Hütte enthält 2
Hochöfen, die Bessemerei mit 2 Birnen (und 2 Ersatzbirnen), ferner ein Walzwerk zur
Erzeugung von Blechen, insbesondere Schiffsblechen, von Röhreneisen, Nageleisen u.
dgl. Die gesammte Betriebskraft von etwa 800 bis 900e liefert der Fluſs Dalelfven.
Die beiden Hochöfen verarbeiten ausschlieſslich die nicht besonders guten Norberger
Erze mit etwa 50 Proc. Ausbringen an Eisen. Es werden in jedem Hochofen in einer
Woche bei mäſsig warmem Winde nahezu 80000k graues
Roheisen mit 528cbm meist weicher Abfallholzkohle
erblasen (also 0cbm,66 für je 100k Eisen). Das Gebläse besitzt 3 Cylinder von je
1m,113 Durchmesser und lm,113 Hub und macht in der Minute 12 bis 18
Doppelspiele. Das gewonnene Roheisen zählt seines Phosphorgehaltes wegen zu den
geringeren schwedischen Sorten und wird auch nicht zu Qualitätsstahl, sondern
ausschlieſslich zu weichem Eisen weiter verarbeitet. Dies geschieht in der
unmittelbar an die Hochöfen angebauten Bessemerhütte. Dieselbe enthält für jeden der
beiden Hochöfen eine Birne, welche so tief angelegt ist, daſs bei wagerechter Lage
derselben das Roheisen vom Hochofen direkt einflieſsen könnte. Zur Zeit indeſs wird
das Roheisen zunächst in eine Gieſspfanne geleitet und gewogen, worauf es erst in die Birne
gelangt; aus letzterer kann das fertige Fluſseisen dann unmittelbar in die
Guſsformen gegossen werden.
Textabbildung Bd. 252, S. 245
Die Birnen sind theils mit senkrechten, theils mit seitlichen Hälsen versehen;, ihre
Höhe beträgt ungefähr 1,3 bis 1m,4, der
Durchmesser nur 1m. Diese geringe Gröſse erlaubt
es, die Birnenachse frei tragend zu lagern und die Drehung direkt durch einen Mann
mittels eines Handrades zu bewirken, dessen Getriebe in ein innen verzahntes, mit
der Birnenachse verbundenes Zahnrad eingreift. Sonst ist die Construction die
übliche, abgesehen davon, daſs die Windleitung statt in der Ebene der Drehungsachse,
normal zu derselben vorn an der Ausguſsseite in den Windkasten führt und daſs der
Deckel des letzteren nur durch einen Ueberwurfbügel mit Preſsschraube festgehalten
wird. Der Birnenboden wird in einem Stücke aus Quarzthonmasse hergestellt und
gebrannt; er enthält ungefähr 90 sehr enge (nur 3 bis
3mm,5 weite), unter einem Winkel von 45 bis
50° schief aufsteigende Düsen, welche innerhalb eines
Kreises von 200mm vertheilt sind. Die Dicke des
Bodens beträgt bei 400mm-unterem und 300mm oberem Durchmesser bloſs 200mm.
Die Guſsformen sind sämmtlich zweitheilig, theils flach, theils quadratisch mit
abgestumpften Ecken. Während des Gieſsens hängen dieselben an einem einfachen hölzernen Drehkrahne, welcher mit der Kippvorrichtung
der Birne die einzige mechanische Einrichtung der Hütte bildet. Jeder Birneneinsatz
wird auf einen bezieh. zwei Blöcke vergossen und im letzteren Falle eine
Doppelguſsform benutzt.
Entsprechend dieser einfachen Anlage kann die ganze Einrichtung einer solchen
Bessemerhütte ohne Gebläse kaum 10000 M. kosten.
Das Gebläse für den Bessemerbetrieb besteht aus zwei stehenden Cylindern von je 1m Durchmesser bei 1m Hub und wird durch eine Turbine von angeblich 250e mit wagerechter Achse und doppeltem seitlichem
Auslaufe des Wassers aus dem Laufrade betrieben. Die Windpressung beträgt 1,04k/qc.
Je nach Bedarf beschickt man die Birne mit 4 bis 18 Ctr. schwedisch gleich 170 bis
765k. Diese geringe Eisenmenge bringt es mit
sich, daſs fast ohne Unterbrechung Einsatz auf Einsatz Verblasen wird. Wenige
Minuten nach dem Ausgusse einer Füllung wird bei mittleren und kleineren Einsätzen
wieder abgestochen und aufs Neue geblasen. Nur durch das Auswechseln des Bodens oder der
ganzen Birne entstehen geringfügige Unterbrechungen, so daſs jede Vorwärmung der
Birne entbehrt werden kann, selbst beim Einsetzen eines neuen Bodens, was in der
Regel nach je 8 Hitzen nöthig wird.
Beim Beginne des Blasens zeigt sich wenig Flamme, dagegen ein sehr reichlicher, durch
einzelne dicke, schwere Funken gekennzeichneter Funkenwurf. Während der zweiten
Periode erscheint eine kräftige helle Flamme mit wenig oder gar keinem Auswurfe. Die
dritte Periode endlich, welche nur sehr kurze Dauer hat und mit sehr schwachem Winde
vollendet wird, kennzeichnet sich durch auffallende Flammenverminderung gegen das
Ende hin und fast völliges Aufhören der Flamme, ähnlich wie dies beim Thomasiren am
Schlüsse der Kohlenstoffverbrennung sich zeigt. Auch tritt in Folge des geringen
Mangangehaltes des Roheisens fast gar keine Rauchentwickelung auf. Im Allgemeinen
sind indessen die einzelnen Perioden und besonders die zweite und dritte weniger
scharf aus einander zu halten als beim gewöhnlichen Bessemerbetriebe. Nach
Beendigung des Blasens wird die Birne gekippt und 0,8 Procent des Einsatzgewichtes
an Ferromangan von 70 Proc. Mangangehalt in kleinen Stückchen kalt eingetragen und
nach dem Auflösen desselben die ganze Masse zur Erzielung gröſserer Homogenität
mittels einer Holzstange durchgerührt, dann nach einigen Minuten, langsam und ohne die Schlacke zurückzuhalten, in die Guſsform
ausgegossen. Das Metall zeigt sich genügend hitzig und die Schlacke sehr flüssig;
nach dem Gusse ist kein Steigen, vielmehr ein nicht unbeträchtliches Setzen
wahrzunehmen.
Zwei beobachtete Hitzen ergaben
folgende Zeitverhältnisse:
I
II
1. Periode
8,5
Minuten
5,5
Minuten
2. Periode
3,0
2,5
3. Periode
2,0
1,5
––––
––––
Blasezeit im Ganzen
13,5
Minuten
9,5
Minuten
Zwischenzeit bis zum Guſse
7,0
7,0
––––
––––
20,5
Minuten
16,5
Minuten.
Die Zwischenzeit bis zum nächsten Abstiche betrug, vom
fertigen Gusse ab gezählt, nahe 5 Minuten. Die Einsätze waren beide Mal verschieden,
lagen aber innerhalb der Grenzen 382 bis 510k.
Im Ganzen sind für die Arbeiten in der Hütte 6 Mann erforderlich,
nämlich:
Zur Bedienung der Birne
1 Mann
Bei der Guſsform
1
Am Krahne
1
Gebläsewärter (für beide Anlagen)
1
Für das Putzen der Guſsblöcke,
Wegschaffung der- selben und für sonstige Nebenarbeiten
2
––
Zusammen
6 Mann.
Dabei können die Arbeiter an der Guſsform und dem
Krahne gleichzeitig die Arbeiten auf der Sohle des Hochofens besorgen, so daſs für
jede Bessemeranlage nur 4 Mann zu rechnen sind, von denen der Maschinenwärter
überdies 2 Anlagen bedienen kann.
Im J. 1879 angestellte Versuche ergaben betreffs des Ausbringens
aus 100 Th. Roheisen:
Guſsblöcke
76,1
Auswurf, Schöpfe, Abfall
15,9
Abbrand
8,0
–––––
100,0.
Nach Rückrechnung des Auswurfes, der Schöpfe und
Abfälle, welche nämlich wieder zu den Hochofengichten zugeschlagen werden, ergibt
sich im Durchschnitte 87,4 Proc. Guſsblöcke und 12,6 Proc. Abbrand. Gegenwärtig
sollen aber die Resultate noch besser sein, was wohl erklärlich ist, da in Folge des
Gieſsens aus der Birne die Bildung von Schalen in der Guſspfanne vermieden wird, der
Auswurf nicht gröſser als sonst ist und, abgesehen vom Mitgieſsen der Schlacke, was
bei dem bedeutenden Hitzegrade von Fluſseisen und Schlacke keinen nachtheiligen
Einfluſs zu haben scheint, kein Grund vorhanden ist, weshalb hier der obere Theil
des Guſsblockes in gröſserem Maſse unbrauchbar sein sollte als beim gewöhnlichen
Bessemerbetriebe. Im Gegentheile scheinen alle Verhältnisse eher den ganzen Verlauf
des Prozesses zu begünstigen.
Nach Obigem kommen daher auf 87k,4 fertige Guſsblöcke 0cbm,66 Holzkohle für
den Hochofen oder auf 100k rund 0cbm,75.
In Avesta wird ausschlieſslich weiches Eisen mit in der Regel unter 0,2 und nicht über 0,25 Proc.
Kohlenstoff hergestellt, da man den Phosphorgehalt des Roheisens für
Stahlfabrikation als zu hoch erachtet. Dieses weiche
Bessemereisen ist aber von vorzüglicher Beschaffenheit, ausgezeichnet durch
hervorragende Uebereinstimmung in den Festigkeitszahlen
und insbesondere durch seinen sehnigen Bruch. Dasselbe
enthält 0,20 bis 0,25 Proc. Kohlenstoff, welcher Gehalt bei Blecheisen bis auf 0,15
Proc. herabgebracht ist, 0,05 bis 0,11 Proc. Silicium, 0,31 bis 0,34 Proc. Mangan
und 0,05 Proc. Phosphor. Nach mehrfachen von Prof. Eggertz vorgenommenen Untersuchungen enthielt das Eisen 0,05 bis 0,5 Proc.
Schlacke.
Zahlreiche Festigkeitsversuche haben für Schiffsbleche als
Grenzwerthe die absolute Festigkeit 35 bis 37k/qmm ergeben; dabei war die Verlängerung bei 200mm Markenabstand 25 bis 30 Proc., die Contraction
60 bis 68 Proc.
Prof. v. Ehrenwerth schlieſst nach alledem, daſs das zu
Avesta eingeführte Bessemerverfahren, entgegen der allgemein üblichen Annahme, nur
bei groſsen Einsätzen verlaufe der Prozeſs in der Birne vortheilhaft, beweise:
1) Daſs der zur vollkommenen Durchführung des Bessemerprozesses, selbst für Erzeugung
sehr weichen Eisens, nothwendige Hitzegrad auch bei sehr kleinen Einsätzen erreicht
werden könne und zwar mit einem Roheisen, welches sehr wenig Mangan und geringere
Mengen Silicium enthält als die bei den alpinen (nicht bei den schwedischen)
direkten Holzkohlen-Roheisen-Bessemereien benutzten Sorten (1,5 bis 2 Proc.
Silicium, 2 bis 3,5 Proc. Mangan) und das auſserdem noch weniger heiſs, jedenfalls
aber nicht heiſser in die Birne kommt als diese.
2) Daſs der Verbrauch von Ferromangan und der Gehalt des Metalles an Mangan –
letzterer allerdings nur unbedeutend – geringer sei als bei Erzeugung ähnlicher
Sorten Bessemermetall nach den in Steiermark und auch sonst ziemlich allgemein
üblichen Methoden.
3) Daſs der Bessemerprozeſs sich auch für die fortlaufende Erzeugung weichen,
sehnigen (seidensehnigen) Eisens eignet und daſs es möglich ist, durch denselben
dieses Product von groſser Gleichmäſsigkeit herzustellen.
Der Ausgleich des in Folge kleiner Einsätze gröſseren
Wärmeverlustes durch Strahlung u. dgl. trotz des geringeren Siliciumgehaltes (1,4
gegen 1,7 Proc. bei alpinen Roheisensorten) des in Avesta verhütteten Eisens ist
nach v. Ehrenwerth
insbesondere
zuzuschreiben: 1) Der Anwendung sehr enger, dafür vieler DüsenProf. J. v. Ehrenwerth ist in seinen Studien über den Thomas-Gilchrist'schen Prozeß
stets für Anwendung enger und zahlreicher Düsen eingetreten und führt auch
den unverhältniſsmäſsigen Abbrand, welchen manche Thomas-Hütten aufweisen,
zum Theile wenigstens auf unpassende Windverhältnisse bezieh. auf die
Verwendung zu weiter Düsen zurück. (und zum Theile auch der
schiefen Lage derselben), wodurch eine bessere Vertheilung des Windes stattfindet
und demgemaſs der Sauerstoff desselben vollkommener verbraucht wird als im
Gegenfalle, wo – insbesondere zu Beginn des Prozesses – je nach Umständen mehr oder
weniger Luft todt durch das Metall geht und dasselbe kühlt; 2) dem Gieſsen aus der
sehr hitzigen Birne, wodurch die Wärmeverluste durch Uebergieſsen des Metalles,
Ausstrahlung und Mittheilung in der Guſspfanne während einer viel längeren Guſszeit
vermieden werden; endlich jedoch in geringerem Maſse 3) der allgemeinen, wenigstens
im oberen Theile besseren Vorwärmung der Birne und 4) der höheren Gaspressung in der
Birne in Folge des im Verhältnisse engeren Halses.
Der geringere Verbrauch an
Ferromangan erklärt sich ebenfalls aus der besseren Windvertheilung und
Durchmischung des Bades in Folge der Anwendung sehr enger und schräg gestellter
Düsen; der in dünnen Strahlen aufsteigende Wind wird schneller aufgebraucht und
enthält daher in den oberen Schichten wenig oder gar keinen Sauerstoff, so daſs die
in tieferen Schichten gebildeten Eisenoxyde beim Aufsteigen zur Oberfläche
Gelegenheit finden, ihren Sauerstoff an den Kohlenstoff und das Mangan des Bades
wieder abzugeben, welcher Vorgang durch die lebhafte Bewegung des Bades in Folge
Schrägstellung der Düsen begünstigt wird.
Die sehnige Beschaffenheit des Eisens
erklärt sich schlieſslich aus seinem Gehalte an Schlacke, der nach Obigem zwischen
0,05 und 0,5 Proc. schwankt. Dieser Schlackengehalt ist bedingt durch das Gieſsen
von oben, wodurch die in Folge der heiſsen strahlenden Birnenwandungen dünnflüssig
bleibende Schlacke, welche regelmäſsig mit abflieſst, in geringer Menge im Eisen
vertheilt bleibt. Durch Gieſsen aus der Guſspfanne ist dieser Vortheil, auch wenn
man über den Schnabel gieſsen wollte, nicht zu erreichen, da die Schlacke sofort
zähflüssig werden würde, was auch bei gröſseren Einsätzen und entsprechend längerer
Guſszeit überhaupt der Fall sein dürfte. Demnach ergeben sich als Bedingungen für
die Bildung eines sehnigen Bessemereisens: Direkter Guß aus der Birne und kleine
Einsatzmengen.
Soll dagegen mittels eines dem in Avesta benutzten ähnlichen
Verfahrens Stahl hergestellt werden, was durchaus keine
Schwierigkeit bieten dürfte, so muſs das Mitflieſsen der Schlacke in die Guſsform
nach Möglichkeit vermieden werden. Dies würde sich z.B.
dadurch erreichen lassen, daſs man durch einen Trichter gieſst, welcher während des
Gieſsens stets gefüllt erhalten werden müſste.
Eine vergleichsweise Berechnung
ergibt an Gestehungskosten für 100k Blöcke nach
dem beschriebenen Verfahren, jedoch mit Dampfbetrieb 14,16 M., während sich diese
Kosten für die alpinen Hütten bei günstigen Betriebsverhältnissen auf 14,71 M. und
für eine englische Hütte bester Einrichtung bei scharfem Betriebe auf 7,55 M.
stellen. Der Vortheil des ununterbrochenen Betriebes mit
kleinen Einsätzen beruht besonders in der Verminderung der Auslagen für
feuerfeste Materialien, Arbeitslöhne, Amortisation und Verzinsung, sowie in der
gänzlichen Ersparniß der Kosten für das Anwärmen.
Eine eingehendere Vergleichung der Kostentabellen für die
verschiedenen Verfahren führt v. Ehrenwerth zu der
Schluſsfolgerung, daſs das auſserordentlich billige Arbeiten des englischen Werkes
nur durch billigen Brennstoff und Stetigkeit des Betriebes erreicht worden ist,
wogegen die Ergebnisse im Uebrigen die der alpinen Hütten nicht übertreffen,
vielmehr nach manchen Richtungen (z.B. beim Abbrand) hin nicht unbeträchtlich
zurückstehen. Bei dem überwiegenden Einflüsse, welchen der Preis des Roheisens und
des Brennstoffes auf die Gestehungskosten ausübt, ist es aber erklärlich, daſs die
Ergebnisse der englischen Hütte gegen jene bei den anderen so auſserordentlich
vortheilhafte sind.
Dagegen ist, von den Roheisenkosten abgesehen, der ununterbrochene Betrieb mit
kleinen Einsätzen, wie er in Avesta durchgeführt wird, der billigste unter allen,
insbesondere, wenn Wasserkraft vorhanden ist und von den Brennstoffkosten abgesehen
wird. Auſserdem gestattet diese Betriebsart möglicherweise noch die Ausnutzung der
Guſswärme der Blöcke; denn wenn 2 oder 3 Birnen vorhanden sind, läſst es sich wohl
einrichten, daſs die Blöcke entweder noch mit der Guſswärme unter Anwendung von Gjers'schen Durchweichungsgruben (vgl. S. 251 d. Bd.),
oder nach kurzem Liegen in einem Vorrollofen zu den Walzen gelangen.
Nach allen Ausführungen erscheint dieses Bessemerverfahren als der derzeit billigste
Prozeſs der indirekten Eisen- und Stahlerzeugung und wohl geeignet, das Puddel- und
Frisch verfahren in vielen Fällen zu ersetzen. Ob es mit dem Martinisiren wetteifern
kann, hängt von dem Preise des Altmetalles ab und wird zur Zeit wohl nicht der Fall
sein, zumal dann nicht, wenn der Martinofen direkt mit dem Hochofen verbunden ist
und für jenen die Gichtgase verwendet werden können. Jedenfalls verdient aber das
Avestaer Verfahren die gröſste Beachtung, zumal wegen seiner Anwendbarkeit auf
kleine und mittelgroſse Anlagen, wo das gewöhnliche Bessemer- oder das
Thomasverfahren seines Groſsbetriebes halber nicht vortheilhaft anwendbar ist.
Ueber ein zweites Arbeitsverfahren theilt v. Tunner am
angegebenen Orte mit, daſs dasselbe von einer französischen Firma ausgehe und in
Frankreich, sowie auch in Oesterreich, woselbst es von Vogel
und Nuth im Mürzthale zur Anwendung gebracht wurde, patentirt ist. Es
werden Oefen benutzt, welche den alten festen Bessemeröfen in Schweden ähnlich sind,
und kleine Einsätze verarbeitet. Eine Herabminderung der Anlagekosten ist dadurch
angestrebt, daſs bei nahezu wagerechter Lage der wenig geneigten Düsen mit geringer Windpressung gearbeitet und so das
Hochofengebläse für das Bessemern mit benutzt werden kann. Um die Windführung an der
unbeweglichen Birne nöthigenfalls unterbrechen zu können, lassen sich die Düsen
durch mittels Schrauben anzupressende Thonpfropfen verschlieſsen. Jedenfalls müssen
aber noch andere Eigenheiten des Prozesses seine Patentfähigkeit bestimmen, da alles
dies wahrscheinlich schon bei den ersten Bessemerversuchen in Schweden dagewesen
ist.
Gegenüber dem Einwände, daſs es nach diesem mit kleinen Einsätzen arbeitenden
Verfahren schwer halten werde, Stahl von bestimmten Eigenschaften zu erzeugen, wird
von den Patentinhabern betont, daſs das hiernach hergestellte Eisen ganz besonders
das Herdfrischeisen ersetzen soll.
Was nun das dritte der in Rede stehenden Verfahren betrifft, welches von seinem
Erfinder, L. D. Chapin in Chicago, als „Pneumatic process of making wrought iron“
bezeichnet ist, so besteht dasselbe in der Verbindung des Bessemerns mit dem
Luppenfrischen in einem rotirenden Ofen. Es wird nämlich das Eisen in der
Bessemerbirne nur ziemlich weit vorgefrischt und dann mittels eines fahrbaren
Kessels in einen nach Art der Danks'schen Puddelöfen mit Eisenerzen (vgl.
1873 207 172) ausgefütterten Drehofen befördert, in
welchem der Prozeſs zu Ende geführt und gleichzeitig das Eisen in Luppenform
gebracht wird. Durch die Einschaltung der Bessemerbirne wird nicht nur der
Frischprozeſs wesentlich beschleunigt, sondern vor Allem eine leichte Erhaltung des
aus Eisenerzen bestehenden Innenfutters des Drehofens ermöglicht, da das Eisen
seinen Siliciumgehalt gröſstentheils in der Birne schon abgibt. Auch wird jedenfalls
gegenüber dem gewöhnlichen Puddelverfahren an Brennmaterial und Arbeitslöhnen
wesentliche Ersparniſs eintreten können, vorausgesetzt, daſs die einzelnen
Arbeitsvorgänge stets gut in einander greifen. Desgleichen erscheint es sehr gut
möglich, auf diesem Wege ein Eisen von vorzüglicher Beschaffenheit darzustellen.
Uebrigens ist auch diese Methode wohl nur dann vortheilhaft zu verwenden, wenn nicht
Fluſseisen, sondern Schweiſseisen erzeugt werden soll; denn gegenüber einem richtig
geleiteten Fluſseisenverfahren wird der Chapin'sche
Prozeſs (Englisches Patent Nr. 3989 vom J. 1883, vgl. auch Techniker, 1884 * S. 68) jedenfalls kostspieliger ausfallen.Eine derartige Verbindung des Bessemerprozesses mit der Puddelarbeit hat
schon H. Wedding (vgl. Handbuch der Eisenhüttenkunde, 1874 Abtheilung 3 S. 462) in
Vorschlag gebracht, um Phosphor haltige Schlacke auszusaigern, ohne das
Metall in flüssigen Zustand überzuführen. Damals schon zweifelte Wedding an der ökonomischen Ausführbarkeit des
combinirten Verfahrens.
Bekanntlich darf der Siliciumgehalt des Roheisens beim Verblasen desselben in sauren
Birnen eine gewisse Höhe nicht überschreiten, da sonst die Wärmeentwickelung zu
groſs und damit auch die Haltbarkeit des Birnenfutters zu gering wird. W. R. Jones in Braddock, Penn., schlägt deshalb in
seinem amerikanischen Patente Nr. 287687 vom 30. Oktober 1883 vor, nötigenfalls Dampf in das Eisenbad zu leiten und dieses dadurch
abzukühlen. Unter diesen Umständen brauchte der Hochofenbetrieb keine Rücksicht mehr
auf den Bessemerbetrieb zu nehmen, könnte vielmehr beliebig silicirtes Roheisen
herstellen und dadurch auf einen geringen Schwefelgehalt hinzielen.
Das englische Patent * Nr. 1509 vom J. 1883 von T.
Griffiths in Abergavenny, Mon., betrifft Neuerungen
an den Verschluſsvorrichtungen der Düsen des alten feststehenden schwedischen
Bessemerofens (vgl. 1883 247 * 331). Auf eine
andere Ausführung des im Journale an gleicher Stelle erwähnten Haedicke'schen Frischkolbens bezieht sich das englische
Patent * Nr. 2514 vom J. 1883 von A. Davy in Sheffield.
Der Frischkolben läſst sich heben oder senken und dann steht die das Metallbad
enthaltende Pfanne fest, oder aber der Kolben steht fest, in welchem Falle die
Pfanne gehoben und gesenkt werden muſs.
Nach dem Engineer, 1884 Bd. 57 * S.
199 soll dieser Apparat jeden Gieſsereibesitzer in den Stand setzen, auch beliebig
groſse Mengen Stahl zu erzeugen., welcher ebenso gut ist wie Tiegelstahl. Ein
Apparat mit heb- und senkbarem Frischkolben von einer Leistungsfähigkeit von 100t in der Woche kostet mit der Gebläsemaschine 11900 M. Die
Apparate mit feststehendem Frischkolben sind entsprechend billiger.
Gjers'sche Durchweichungsgruben. Auf die früher beschriebenen Vorrichtungen (vgl.
1883 249 * 442) hat J. Gjers
inzwischen auch in Deutschland Patentschutz erlangt (vgl. * D. R. P. Nr. 25647 vom
8. September 1883).
Die Société John Cockerill in Seraing (* D. R. P. Nr.
24971 vom 22. April 1883, abhängig von Nr. 21716) schlägt vor, die auf den
Stahlwerken meistentheils vorhandenen Glüh- oder Wärmöfen
zum Durchweichen der Stahlblöcke zu benutzen. Zu diesem Zwecke werden in
den Glühraum dicke Scheidewände zur Herstellung einzelner horizontaler
Durchweichungskammern aufgeführt, auch die Decke und die Sohle der Oefen verstärkt,
um möglichst viel Material zur Aufspeicherung der Wärme zu erhalten. Im Uebrigen
bleiben die schon vorhandenen Einrichtungen an den Glühöfen, wie z.B. die Thüren der
Aufgabeöffnungen u. dgl. bestehen. In Folge dessen ändert sich auch nichts in dem
Betriebe der Oefen, was als ganz besonderer Vortheil einer derartigen Einrichtung
angegeben wird. Interessant ist es, daſs auch in Seraing Bedacht darauf genommen
wird, die Durchweichungskammern durch eine besondere
Feuerung zu heizen; da zuweilen trotz des raschen Einbringens der Blöcke
eine Erkaltung der Köpfe derselben eintreten kann, so sollen in den Zwischenwänden
des Glühraumes Oeffnungen ausgespart werden, durch welche von einem besonderen in
einer Ecke der Hütte stehenden Gasgenerator aus Heizgase in die Kammern geleitet
werden können. Hauptsächlich soll die Zuführung von Heizgasen dann erforderlich
werden, wenn die einzelnen Kammern nicht mit zwei Blöcken, sondern nur mit einem
Blocke besetzt werden, da durch den in diesem Falle entstehenden gröſseren
Zwischenraum eine leichtere Abkühlung der Oberfläche stattfindet. Es sei bemerkt,
daſs der Patentanspruch sich nur auf eine derartige Gaszuführung bezieht. (Vgl. W. Hainsworth 1883 249
443.)
Arthur Cooper in Linthorpe (* D. R. P. Nr. 25486 vom 31.
December 1882, abhängig von Nr. 21716) schlägt vor, die Durchweichung der
Stahlblöcke in einem unterirdischen Tunnel vorzunehmen,
welcher von der Gieſsgrube bis zum Walzwerke reicht. Der Tunnel ist in dicken Mauern
aus feuerfesten Steinen ausgeführt und hat eine Sohle, welche eine Neigung von 1 :
15 besitzt. An beiden Enden kann der Tunnel durch Schieber geschlossen werden;
desgleichen sind in der Decke Oeffnungen angebracht, um die Blöcke mittels der
Blockkrahne herausheben zu können; auch diese sind durch möglichst luftdicht
schlieſsende Deckel verschlieſsbar. In dem Tunnel stehen auf Schienen laufende
Wagen, deren Tragplatte durch feuerfestes Mauerwerk gegen die Wärmeausstrahlung der
Blöcke geschützt ist. Die Tragplatten ragen in Nuthen der Tunnelseitenwände hinein,
um auch die Räder zu schützen. Man kann die Blöcke direkt, nachdem die Formen von ihnen entfernt
sind, auf die Wagen setzen und letztere in den Tunnel schieben, oder man legt über
den Tunnel ein Schienengeleise, auf welchem ein fahrbarer Gieſspfannenwagen steht.
Dieser nimmt die gefüllte Gieſspfanne vom Gieſskrahne auf. Es werden nun die auf den
Wagen in dem Tunnel stehenden Formen vollgegossen und, nachdem die Blöcke genügend
erkaltet, die Guſsschalen abgezogen. Es werden dann die Blöcke sofort in den
abschlieſsbaren Theil des Durchweichungstunnels gefahren und hier sich selbst
überlassen. Haben sie eine gleichmäſsige Temperatur erreicht, so werden sie aus dem
Tunnel gehoben und zwischen die Walzen geführt. Für starken Betrieb müssen mehrere
Tunnele vorhanden sein, von welchen der eine die vollen Wagen aufnimmt, der andere
die leeren Wagen zur Gieſsgrube zurückführt.
Ueber die praktische Verwendung der Gjers'schen Durchweichungsgruben gibt ein Brief von W. W. Scranton Aufschluſs, welcher im Engineering and Mining Journal, 1883 Bd. 36 S. 194
veröffentlicht ist. Danach sind auf der Scranton Steel
Company die Gjers'schen Durchweichungsgruben
seit dem 3. September in Gebrauch und werden in denselben 80 bis 85 Proc.
sämmtlicher Stahlblöcke auf eine gleichmäſsige Temperatur gebracht und dann ohne
weitere Vorwärmung verwalzt und zwar zu 36m,6
langen Vignoles-Schienen, wovon 1m Länge 35k wiegt.
Hierzu bemerkt Gjers im Engineering, 1883 Bd. 36 S. 429, daſs die genannte Gesellschaft das erste
Werk sei, welches Schienen von 4facher Länge direkt in einer Hitze auswalze.
Ueber die Verbreitung des Gjers'schen
Prozesses ist demselben Schreiben zu entnehmen, daſs in Amerika ferner noch die Cambria-, sowie die Edgar
Thomson-Werke im Begriffe sind, denselben einzuführen. Den Besuchern der
Herbstversammlung des Iron and Steel Institute war
Gelegenheit geboten, sich auf den Werken der Darlington
Steel Company von dem sicheren und keine Schwierigkeiten mehr bietenden
Betriebe bei dem direkten Auswalzen von doppelköpfigen Schienen zu überzeugen. Der
zu leichten Walzenstraſse halber kann man dort allerdings nur einfache Längen
walzen; doch hat neben den oben erwähnten Scranton-Werken die Mossbay Iron and Steel Company die Anwendbarkeit des
Verfahrens auf gröſsere Längen dargethan. Auf den West
Cumberland Steel Works hat Snelus die
Erfindung bald nach ihrem Auftauchen eingeführt und bereits über 75000t die Durchweichungsgruben durchlaufen lassen. In
Middlesborough hat die North Eastern Steel Company sich
von der Vortheilhaftigkeit des Verfahrens überzeugt und ist im Begriffe, dasselbe
einzuführen.
In Belgien benutzt das Cockerill'sche
Werk den neuen Prozeſs im regelmäſsigen Betriebe bei etwa 96 Procent seiner
Erzeugung beim Vorwalzen; de Wendel wird auf seinen
französischen Werken die Durchweichungsgruben bald fertig gestellt haben, ebenso
zwei Werke in Deutschland. In Oesterreich verwendet Kupelwieser die Durchweichungsgruben, um seine für Bleche bestimmten
Blöcke aus weichem Fluſseisen vorzuwalzen, während eine neue Walzenstraſse im Bau
begriffen ist, welche zur direkten Verarbeitung der Blöcke in einer Hitze dienen
soll. Die Steel Company of Scotland wird den Prozeſs
binnen kurzem zur Blechfabrikation aus Siemens-Martin-Blöcken anwenden. Die stetige Zunahme des Verfahrens ist somit
unverkennbar; auch hat sich überall eine merkliche Ersparniſs geltend gemacht. Die
Höhe derselben ist natürlich je nach den vorhandenen Bedingungen verschieden und
mögen zu ihrer Schätzung nachfolgende Angaben dienen.
Die Kohlen für die Wärmöfen kommen selbstverständlich überall in
Wegfall. Was den Abbrand anbelangt, so hat sich aus früheren Versuchen, welche
zuletzt durch Greiner in Seraing bestätigt wurden,
ergeben, daſs der Gewichtsverlust der Blöcke von ihrer Entnahme aus den Guſsformen
bis zu ihrem letzten Austritte aus den Blockwalzen 0,5 Proc. beträgt, wenn die
Blöcke die Durchweichungsgruben durchlaufen hatten. Da in den Fertigwalzen ein
weiterer Verlust von annähernd 0,5 Proc. entsteht, so erleidet man bis zur fertig
gewalzten Schiene einen Verlust von 1 Proc. Wendet man indessen Wärmöfen an, so
beträgt der dabei entstehende Verlust beim Vorwalzen 2,5 Proc. und beim direkten
Fertigwalzen aus einer Hitze nicht viel weniger als 3 Proc., so daſs die Anwendung
der Durchweichungsgruben mit einer Ersparniſs von 2 Proc. verbunden ist.
Ueber die Arbeitslöhne theilt Scranton in seinem Schreiben mit, daſs 6 Gruben
vollständig zur Durchweichung von 150t in 12
Stunden genügen; zum Betriebe derselben für dieses Gewicht an Blöcken und
wahrscheinlich noch 30 Proc. mehr, sind erforderlich:
1 Vorarbeiter
zu
5 M.
=
5
M.
3 gewöhnliche Arbeiter
„
4
=
12
1 Knabe
„
2
=
2
–––––––
Zusammen
19
M.
oder nicht ganz 13 Pf. auf lt. Hierzu kommen noch die
Ausbesserungskosten der Gruben im Vergleiche zu denen der Oefen; auf Grund des 13
monatlichen Betriebes der Darlington Steel Works, in
welcher Zeit mehr als 60000t, d. s. ungefähr
120000 Stück Blöcke durch die Gruben gingen, versichert Gjers, daſs die Ausbesserungen bis zur Zeit verschwindend klein gewesen
sind, da sie sich ausschlieſslich auf die Ausfüllung einzelner entstandener Risse
oder Löcher durch Klumpen feuerfesten Thones beschränkt hätten.
Textabbildung Bd. 252, S. 253
Im Anschlusse an obige Mittheilungen ist noch auf eine an G.
J. Snelus in Workington unter Nr. 980 vom J. 1883 in England patentirte
Verbesserung der Gjers'schen Durchweichungsgruben
aufmerksam zu machen. Snelus scheint gefunden zu haben,
daſs die Ausgleichung der Wärme durch das Mauerwerk sich nicht schnell genug
vollzieht, und schlägt deshalb vor, die Gruben mit einem aus Siemens- oder
Bessemerstahl von geringem Kohlenstoffgehalte gegossenen Gehäuse auszufüttern. In
beistehender Figur bedeutet B die Kasten aus Stahl und
D ein schweres, mit den notwendigen viereckigen
Oeffnungen versehenes Guſsstück, während E die äuſsere
Platte bezeichnet, welche die zweiten Deckel in sich aufnimmt. Ob der Vorschlag
wirklich eine Verbesserung in sich begreift, bleibt abzuwarten.