mmjn

»xfaek ^

S^W

KfH

"■

WWW

/' • ^, 17

<v-

AM,

t|>#l

"*&}

-

.,.: LZMZS-

, 'WWW * “? Jn .r ’    ^ M ■    ,

MMUEr*~'    :—- -

GW plÜÄ # :. K

BlllgBBC.. v . I pÄ*

I

$iir .

MM

LAI

aSi M

qs.BWIS

_•

U& \; y <

LL

^M,

WMLZ

X™™~5~~

\..;xi 1

11/»

c "

I **w

fj

Gl^

;,i i

as

K3K

ssii*

K *. KK

,W

v;

•;

r>?v#

Hl': J

jp^

U-LMW

W: f

\.    -^'S₁ ^    „

'MM. |Eb»&

“ä

F.

&s •/ "Vj^s

s , 'd

|pteii£issi

MM

><j

rM

PK*

W-MM

R-EDW

s^'dL

t;"v

Uli

fm

WZ

LM

Biblioteka Politechniki Krakowskiej

100000295968

■

)

\ w

i

I

\

r

Md

M

V

NI

c A *    . >Vn

>,    * vyW;::vt

V

:? *

‘4 h

■

•• v<

MS-6 '

!*

-M

äfV.Ä't..

¹

3 5

M

;,r. . -

:

■v

\

M

V

\

l

(

4;y_s

:fß

Nus Natur und Geisteswelt

Sammlung wissenschaftlich-gemeinverständlicher Darstellungen

20. Bändchen

Das Lisenhüttenwesen

Von

Dr. tz. Wedding

weil. Geheimem Bergrat, vrosessor an der ehemaligen Kgl. Bergakademie und der Kgl. Technischen Hochschule )u Berlin

Zünfte Auflage

21. bis 26. Tausend Von

irrn

5. W. Wedding

Mit 22 Abbildungen

V{o_ -

XX

Verlag und Druck vonB.G.Teubner in Leipzig und Berlin 1-18

i

-3<Xt7P/

BlltlSSTEKÄ

B ft t.

ä&AKO W _\

i*

m i

Ws?»

Schuhforwel für die Bereinigten Staaten von Amerika. Copyright 1918 by B G.Teubner in Leipzig

'Nto-'Z- {Zhyfr

Nile Rechte, einschließlich des Nbersetzungsrechts, vorbehaUen

,

•4*-

'> V.

•i Z

«c. - ;r.

Oo

Vorwort zur ersten bis fünften Auslage.

Die ersten drei Ruflagen des vorliegenden Merkchens waren von meinem verstorbenen Vater versaßt, der hierin das Eisenhüttenwesen in Form gemeinverständlicher Vorträge dargestellt hatte. Die vierte Ruflage, deren Bearbeitung mir seinerzeit von der Verlagsbuchhandlung übertragen war, hatte dann eine im Sinne meines Vaters liegende vollständige Neubearbeitung erfahren müssen, weil in der Zwischenzeit auf dem Wissensgebiete große Fortschritte gemacht waren und weil die technische Vorbildung aller Kreise derart gefördert war, daß von vornherein von den Lesern des werkchens ein höheres Maß an Kenntnissen vorausgesetzt werden konnte als in früheren Jahren.

Die günstige Rufnahme, die die vierte Auflage gefunden hatte, hat mich darin bestärkt, den einmal eingeschlagenen weg in der Aus* wähl und Anordnung des Stoffes im wesentlichen beizubehalten. Der Inhalt der meisten Kapitel hat jedoch eine Bereicherung erfahren, und zwar vorwiegend auf Kosten des zweiten Kapitels, das teils gekürzt auf die übrigen Kapitel verteilt, teils gestrichen werden konnte, weil der Stoff in anderen inzwischen erschienenen Bändchen der Sammlung, z. B. in dem über Chemie, zu finden ist. Immerhin konnte der Gesamtinhalt naturgemäß nur auf das Allerwichtigste aus dem großen Wissensgebiete beschränkt bleiben. Diejenigen Leser, die ausführlicher hierüber unterrichtet fein möchten, seien auf das Werk des Verfassers: „Grundriß der Eisenhüttenkunde", Verlag Ernst & Sohn, Berlin, verwiesen, dessen vollständig neubearbeitete sechste Auflage voraussichtlich im Frühjahr 1919 erscheinen wird.

Möge das Bändchen dazu beitragen, die Kenntnis vom Eisen in die weitesten Kreise zu tragen. Das Eisen ist der unentbehrlichste metallische Stoff für den Menschen, und wir Deutsche haben dem Eisen ganz besonders viel zu danken, weil sich auf ihm eine unserer vielseitigsten und bedeutendsten Industrien aufbaut, die nicht nur sehr wesentlich zurStärkung unsererweltmachtstellung beigetragen, sondern uns auch die Möglichkeit gegeben hat, unservaterland nun schon vier Jahre hindurch siegreich gegen eine Welt von Feinden zu verteidigen.

Freisenbruch bei Steele (Ruhr), im August des Kriegsjahres 1918.

$. w. Wedding.

Inhaltsverzeichnis.

III

Vorwort zur ersten bis fünften Auflage.........

(Erstes Kapitel. Die Geschichte des Eisens........

Älteste geschichtliche Überlieferungen. Die Cisendarstellung im Altertum, im Mittelalter und in der Neuzeit. Die Eisenindustrie der wichtigsten (Eisen erzeugenden Länder, insbesondere Deutschlands. Über den ungeheuren Eisenverbrauch der Gegenwart und die Bedeutung großer Cisenerzvorräte für Deutschland in Krieg und Frieden.

14

Zweites Kapitel. Statistisches............

hohe der Eisenerzförderung in den hierfür wichtigsten Ländern. Eisenerzeinfuhr, -ausfuhr und -Versorgung Deutschlands. Wichtigkeit des Besitzes des französisch-lothringischen Eisenerzvorkommens für Deutschland, höhe der Steinkohlen- und Braunkohlenförderung sowie der Koks-, Roheisen- und Flußeisenerzeugung in den wichtigsten Ländern. Statistische Einzelangaben über Deutschlands Hochofen-, Schweißeisen-, Flußeisen- und Walzwerke sowie Eisen- und Stahlgießereien: verbrauch an Rohstoffen, Menge und wert der Erzeugnisse, Zahl der Betriebe und Arbeiter. Zahl und Löhne der in der gesamten Eisenindustrie Beschäftigten.

21

Drittes Kapitel. Var reine Eisenmetall und die Eisenkohlen

stosflegierungen................

Grundstoffe. Das reine Eisenmetall und seine wichtigsten Eigenschaften. Zusammengesetzte Stoffe. Legierungen. Allgemeines über die kristalline Struktur der technischen Eisensorten. Das Kleingefüge und feine Bedeutung. Kristallisation und Kleingefüge der Eisenkohlenftofflegierungen.

31

viertes Kapitel. Die Eigenschaften des technisch verwerteten

Eisens...................

Abhängigkeit der Eigenschaften vom Kleingefüge. Festigkeits-eigenschasten (Festigkeit, Elastizität, Zähigkeit), härte. Elektrische Leitfähigkeit. Magnetische Eigenschaften. Säurebeständigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Rost. Schmelzbarkeit. Schwindung, Lunkerung, Gasblafenbilüung, Weigerung. Schmiedbarkeit. Schweißbarkeit. Härtbarkeit.

Fünftes Kapitel. Einteilung und Benennung des technisch verwerteten Eisens................

Unterscheidungsmerkmale zwischen schmiedbarem Eisen und Roheisen, zwischen weißem und grauem Roheisen, zwischen Schmiedeisen und Stahl. Benennung einzelner Sorten nach verschiedenen Gesichtspunkten.

Sechstes Kapitel. Die Brennstoffe...........

46

Allgemeines über die Verbrennung. Natürliche Brennstoffe: I30I3,

Torf, Braunkohlen, Steinkohlen. Künstliche Brennstoffe: Holzkohle. Koks. Gründe der Ungeeignetheit der Steinkohlen als hoch-ofenbrennstoff. Kotsofen gas. Gichtgas. Vorteile der Heizung mit gasförmigen Brennstoffen. Generatorgas.

54

Siebentes Kapitel. Die für die Darstellung des Eisens wichtigsten Rohstoffe und ihre Vorbereitung für die Verhüttung. . Eisenerze: Magnet-, Rot-, Braun- und Spaleisenerze. Sonstige eisenhaltige Rohstoffe. Manganhaltige Eisenerze und Manganerze. Zuschläge. Rostung, Agglomerierung, Brikettierung, nasse und magnetische Aufbereitung.

62

Achtes Kapitel. Allgemeines über die Darstellung des technisch

verwerteten Eisens...............

Reduktion und Oxydation.

65

Neuntes Kapitel. Die Darstellung der Roheisens.....

Allgemeiner Überblick. Vorbereitung der Luft für den Hochofen-prozeß. Winderhitzer. Trocknung. Der Hochofen. Der Hochofen-prozeß. Roheisendarstellung im elektrischen Hochofen. Die Erzeugnisse des Hochofenprozesses und ihre Verwendung: Roheisen, Schlacke, Gichtgase.

Zehntes Kapitel. Die Darstellung des schmiedbaren Eisens. .    83

A.    Die Darstellung des schmiedbaren Eisens aus Roheisen.

1.    Die Darstellung des Schweißeisens: Das puddelverfahren.

2.    Die Darstellung des Flußeisens: Das Beffemer- und das Thomasverfahren (windfrischen). Das Siemens-Martin-Ver-fahren (Herdfrischen).

3.    Die Darstellung des schmiedbaren Gusses: Das Glühfrischen oder Tempern.

B.    Die Darstellung veredelten schmiedbaren Eisens.

1.    Die Darstellung des Zementstahls und die Oberflächenhärtung.

2.    Die Darstellung des Tiegelstahls.

3.    Die Darstellung des Clektrostahls.

116

Elftes Kapitel. Die Formgebung und die mechanische und thermische Behandlung des Eisens...........

Schmieden. Pressen. Walzen. Eisen- und Stahlgießerei. Sachverzeichnis.................

Verzeichnis der Abbildungen.

Mb. 1 u. 2 ($. 68 u. 69): Cowper-Winderhitzer, vertikal- und horizontalschnitt. Bus Wedding, Handbuch der Eisenhüttenkunde. 2. Bufl. Bö. III (vieweg & Sohn, Braunschweig).

B&b. 3 (S. 71): Hochofen, vertikalschnitt. Bus Geiger, Handbuch der Eisen- und Stahlgießerei Bö. I (Springer, Berlin).

Bbb. 4 u. 5 (5. 84): Einfacher Puddelofen. Längs- und horizontalschnitt.

Bbb. 6 u. 7 ($. 89): Bessemerbirne (Konverter). Seitenansicht und vertikalschnitt. Bus Wedding, Grundriß der Eisenhüttenkunde. 5. Bufl. (Ernst & Sohn, Berlin).

Bbb. 8 u. 9 (S. 98 u. 99): Siemens-Martinofen. Längs- und Quer* schnitt. Bus „Hütte", Taschenbuch für Lisenhüttenleute (Ernst Sc Sohn, Berlin).

Bbb. HO ($. 112): heroultofen. Querschnitt. Bus Wedding, Handbuch der Eisenhüttenkunde Bö. IV.

Bbb. 11 u. 12 (§. 114 u. 115): Nochli ng-Uodenhauserofen. horizontal- und vertikalschnitt. Bus Uodenhauser-Schoenawa, Clektr. Ofen in d. Eisenindustrie (Oskar Leiner, Leipzig).

Bbb. 13 (5.118): Walzvorgang. Bus Ledebur. Lehrbuch der mechanischmetallurgischen Technologie. 3. Bufl. (vieweg & Sohn, Braunschweig).

Bbb. 14 ($. 118): Glatte walze. Bus Ledebur, Technologie. 3. Bufl.

Bbb. 15 (5. 118): Kaliberwalzen.

Bbb. 16 (S. 120): Walzvorgang beim Umkehrwalzwerk.

Bbb. 17 (S. 121): Walzvorgang beim Vreiwalzwerk.

Bbb. 18 (5. 121): vreiwalzwerk. Bus Meyer, Lehrbuch der mechan. Technologie der Metalle (Dr. Max Jänecke, Hannover).

Bbb. 19 bis 21 (5.124): Kastenformerei mit Modellen. Bus Meyer, Lehrbuch der mechan. Technologie der Metalle.

Bbb. 22 (5. 125): Schablonenformerei. Bus Meyer, Lehrbuch der mechan. Technologie der Metalle.

Liftes Kapitel.

Sie Geschichte -er (Eisens.

Jahrtausende alte Eisenfunde, bildliche Darstellungen und Inschriften an Kulturdenkmälern längst untergegangener Völker geben Zeugnis davon, daß, die Nkenschen schon in grauester Vorzeit verstanden, sich das Eisen dienstbar zu machen.

In einer inneren Steinfuge der Cheopspyramide, die etwa 3000 v. Chr. gebaut wurde, hat man das Bruchstück eines eisernen Werkzeuges gefunden, das schon beim Bau hineingeraten sein must, also ein Alter von fast 5000 Jahren hat. In anderen ägyptischen Pyramiden beobachtet man bisweilen noch alte Nägel und Bolzen aus Eisen, die bei dem Bau der Pyramiden zur Befestigung der Taue dienten. In Basreliefs aus Grabstätten jener Zeit deuten die mit stahlgrauer Farbe angelegten Teile von Pflügen, Sägen, Nkei-heln, Beilen und anderen Werkzeugen darauf hin, daß jene aus schmiedbarem Eisen bestanden. In der Bibel wird das Eisen mehrfach erwähnt. So heistt es z. B. im Buch Hiob 28, 2: „Eisen bringet man aus der Erde, und aus den Steinen schmelzet man Erz." Auch der Stahl, jenes besonders harte, schmiedbare Eisen, muß damals schon bekannt gewesen fein; darauf läßt der Bibelausspruch schließen: „Klan schärft (Eisen mit dem Eisen." In Damaskus blühte seit Urzeiten ein berühmtes Stahlgewerbe (Damaszener Klingen), ebenso aus Indien und China sind uns Überlieferungen von einer seit Jahrtausenden dort ausgeübten Eisentechnik erhalten. Auch im alten Griechenland war das (Eisen allbekannt. Homer sagt bereits in der Ilias:

„hierauf stellt den Schützen der Held blauschimmerndes Eisen,

Zehn zweischneidige Axt' und zehn der Beile zum Kampfpreis".

In Italien hatten bereits die alten Etrusker eiserne Waffen und Geräte.

In Nordeuropa, besonders in den nachmaligen germanischen Ländern wurde Eisen schon neben Steinwerkzeugen in der vorgeschichtlichen Steinzeit verwertet, wie Funde aus Gräbern jener Zeit beweisen. Auch die alten Germanen waren mit der Eisen-bereitung schon vollkommen vertraut, als sie in die Weltgeschichte eintraten. Stählerne Speere, Schwerter, Messer und Äxte verstanden sie von jeher meisterhaft zu schmieden.

Der Mangel an naturwissenschaftlichen Kenntnissen der Alten brachte es mit sich, daß die Darstellung des Eisens im Altertum nur in sehr unvollkommener Weise geschah und seine Verarbeitung zu gebrauchsfertigen Gegenständen mit den denkbar einfachsten Hilfsmitteln erfolgte. Entsprechend dem geringen Bedarf an Eisen hielt sich die Eisenbereitung auch nur in ganz bescheidenen Grenzen. Geschichtliche Überlieferungen über die Verfahren zur Darstellung des Eisens im Altertum sind kaum vorhanden; wir können uns aber aus den Resten kleiner Eisenbereitungsstätten jener Zeit und der Art und Weise, wie heute noch Naturvölker das Eisen gewinnen, ein Bild davon machen, wie jene Eisenerzeugung vor sich ging. Möglichst reines und leicht schmelzbares Eisenerz wurde in kleinen, in lebhafter Glut gehaltenen Holzkohlenfeuern (Rennfeuern) niedergeschmolzen, und zwar in Gruben, auf Herden oder in niedrigen aus Steinen, Lehm und feuerfestem Ton ausgebauten Gfen (Stückösen, wolfsöfen). Dabei erzielte man nach mehrstündiger Schmelzzeit einen nur wenige Kilogramm schweren Klumpen (Luppe, Wolf, Deul, Stück) eines teigartigen Schweißeisens, das aus lose zusammenhängenden Eisen-körnern bestand, meist eine recht ungleichmäßige Zusammensetzung hatte und reichlich mit Schlacke durchsetzt war. Zur Verdichtung und Verschweißung der einzelnen Körner, zur Erhöhung der Gleichmäßigkeit und vor allem zur Entfernung eines Teils der eingeschlossenen Schlacke wurde die Luppe mit einer Zange gefaßt, mit einem Hammer ordentlich durchgeknetet und, wenn nötig, nach Zerteilung in mehrere Stücke unter nochmaliger Erhitzung weiter vergütet, um dann schließlich durch Schmiedarbeit zu Gebrauchsgegenständen wie Waffen, Werkzeugen und Ackergeräten geformt zu werden. Die Schmelzstätten errichteten die Hüttenleute mit Vorliebe auf eisenerzreichen, bewaldeten Bergkuppen oder Abhängen. Dort hatten sie nicht nur Erze und gleichzeitig Bäume, aus denen sie sich die Holzkohlen in Heilem herstellten, in der Nähe, sondern ein frischer wind unterhielt ihnen dort auch besser tas Seuer in den StücEöfeti als in den windgeschützten Tälern. Lrst später lernte matt allenthalben, die für die Rennfeuer in Drüben und Herden schon längst benutzten Blasebälge zur künstlichen Erzeugung der Windes auch für die Stücköfen zu verwenden, und machte sich so ganz unabhängig vom natürlichen Luftzuge.

3m Altertum wurden die Blasebälge noch durch Menschenkraft bewegt. 3m Mittelalter aber, als man zur Erzielung eines höheren Ausbringens allmählich dazu überging, die Stücköfen etwas größer zu bauen, und für deren Betrieb stärkere „Gebläse" gebrauchte, kam man aus den Gedanken, diese ähnlich wie die Mühlenräder durch Wasserkraft antreiben zu lassen. 3m übrigen änderte sich an der Art der Darstellung des schmiedbaren Schweiß-nsens unmittelbar aus den Erzen im Rennfeuer- und Stückofenbetrieb auch im Mittelalter nur wenig. Trotz seiner Unvollkommenheit — man gewann bei verhältnismäßig großem Aufwand in ^Brennstoff nur die Hälfte des im Erz enthaltenen Eisens )ielt sich das Verfahren das ganze Mittelalter hindurch, in einzelnen Gegenden sogar bis weit in die Neuzeit hinein. Daneben brachte das Mittelalter aber auch sehr wesentliche Fortschritte in >er Eisengewinnung mit sich. Der ständig steigende Bedarf an Eifert, die daraus sich ergebende Notwendigkeit, auch schwerer chmelzbare Eisenerze zu verhütten, sowie auch günstige Betriebs-Erfahrungen mögen die Eisenhüttenleute des Mittelalters ver-inlastt haben, die Stücköfen bald einige Meter hoch zu bauen ind entsprechend stärkere Gebläse zu verwenden. Die stärkere Vindpressung einerseits, der größere Rauminhalt der Öfen und ne damit verbundene geringere Abkühlung der Schmelzstoffe andererseits bewirkten eine so günstige Wärmeausnutzung desBrenn-toffs im (vfen, daß das Eisen nicht nur als Schweißeisen im teigigen Zustande, sondern zum Teil auch als „Roheisen" im flüssigen Zustande gewonnen wurde. Mit dem letzteren wußte man anfäng-ich gar nichts anzufangen, denn schmieden liest es sich nicht und um Gießen war es auch nicht immer ganz geeignet, wohl weil s meistens sog. weißes Roheisen war, das dickflüssig und nach tem Gusse schwer bearbeitbar war. Man gab derartiges Rohlfen daher oft nochmals in den Ofen. Lrst als man infolge noch )öherer Temperaturen im Ofen vorwiegend das dünnflüssigere,

leichter vergießbare und besser bearbeitbare graue Roheisen gewann, lernte man es bald zu verwenden, indem man es in Formen goß. 3u Rnfang des 15. Jahrhunderts konnte man bereits kleine Kanonen und Kugeln aus Roheisen gießen, ferner Rohre und allerlei Gegenstände des täglichen Gebrauchs. 3u besonders hoher Blüte gelangte im Mittelalter das Gießen künstlerisch ent--worfener Platten für Zimmeröfen. Auch die Bearbeitung des schmiedbaren Eisens zeitigte damals die schönsten Erfolge. Die Rüstungen und Waffen jener Zeit zeugen von einer bewundernswerten Vollendung der Schmiedekunst.

Im weiteren verlaufe des Mittelalters machten die Hüttenleute die bedeutsame Beobachtung, daß das Roheisen durch wiederholtes Umschmelzen in einem dem Rennfeuer ähnlichen Holzkohlenfeuer bei Zuführung eines reichlichen Luftstromes und womöglich unter Zusatz von etwas Erz und Eisenschlacke sich in ein vorzügliches schmiedbares Eisen verwandelte, und zwar ebenso wie beim Rennfeuerbetrieb in ein schlackenhaltiges Schweißeisen. Sie wußten damals natürlich noch nicht, daß diese Umwandlung auf der Einwirkung des in der Gebläseluft sowie in dem Erz und den Eisenschlacken enthaltenen Sauerstoffs beruhte, der einen Teil der im Roheisen vorhandenen Elemente, besonders des Kohlenstoffs, Siliziums und Mangans verbrannte. Jenes Verfahren zur Umwandlung des Roheisens in schmiedbares Eisen nannte man Frischen, das Feuer, in dem das Frischverfahren durchgeführt wurde, Frischfeuer und das hierin erzeugte Schweißeisen Frischeisen oder Frischfeuereisen. Die Vergütung dieses Frischfeuereisens erfolgte auf gleiche weise wie beim Rennfeuerbetrieb. Die indirekte Darstellung des schmiedbaren Eisens, öle also darin bestand, erst Roheisen herzustellen und dieses dann durch Frischen in schmiedbares Eisen zu verwandeln, fand nach und nach immer mehr Anklang, und in dem Rlaße, wie sich dieses Verfahren verbreitete, nahm das früher allein ausgeübte Verfahren zur direkten Darstellung bes Schweißeisens aus Erzen in Rennfeuern und Stücköfen, die sog. Rennarbeit, mehr und mehr ab. wegen der ausgezeichneten Eigenschaften des Erzeugnisses haben sich die Frischfeuer in einzelnen Gegenden in geringem Umfange noch bis zur Gegenwart gehalten, so z. B. in Schweden, Ungarn, Bosnien.

Die zweifache Verwendungsmöglichkeit des Roheisens, einerseits

Indirekte Lisendarstellnng. Verwendung von Kots

zum Gießen, andererseits als Ausgangsstoff für die Schweißeisendarstellung, trug derart zur Erhöhung des Bedarfs bei, daß man immer größere Ofen baute, um die Erzeugung zu steigern. 3m 16. Jahrhundert erreichten die Stücköfen bereits höhen bis zu 6 Meter und darüber. Solche C>fen können nach ihrer Form und der Art ihres Betriebes schon als Vorläufer unserer heutigen großen Hochöfen betrachtet werden. Die Leistungen jener ersten Hochöfen waren allerdings im vergleich zu denjenigen der neuzeitlichen Riefenöfen noch recht gering. So lieferte z. B. ein im Jahre 1544 zu 3lsenburg am harz errichteter Gfen gegen Ende des 16. Jahrhunderts nur annähernd 750 kg Roheisen am Tage, während die leistungsfähigsten der heutigen Hochöfen eine 500- bis 800mal so große durchschnittliche Tageserzeugung aufweisen.

Der ständig zunehmende verbrauch an holz zu den verschiedensten Zwecken brachte es mit sich, daß, sich die Wälder immer mehr lichteten, und das holz immer teurer wurde. Die Lisenhüttenleute mußten sich daher nach einem anderen Brennstoffe als Holzkohle umsehen. Es lag nahe, als Ersatz dafür Steinkohlen zu verwenden, aber diese eigneten sich mit wenigen Ausnahmen aus Gründen, die noch an anderer Stelle erörtert werden sollen, nicht für die Roheisendarstellung im Hochofen. 3n dem Bestreben, die Steinkohlen auf irgendeine weise für den Hochofenprozeß verwertbar zu machen, kam man dann bald auf den Gedanken, sie nach dem vorbilde der Holzkohlendarstellung unter Luftabschluß zu erhitzen. So erhielt man den Kots. Dieser eignete sich vorzüglich als Hochofenbrennstoff- er hatte nur den einen großen Nachteil, daß er einen der größten Feinde des Eisens enthielt, den Schwefel, der leicht ins Eisen überging und dessen Eigenschaften verschlechterte. Aber hiermit wußten die Lisenhüttenleute sich bald abzufinden, indem sie Mittel und Wege fanden, einen großen Teil des Schwefels für das Eisen unschädlich zu machen.

Die ersten, die infolge Holzmangels Kols oder geeignete Steinkohlen für das Hochofenverfahren anwenden mußten, waren die Engländer. Sie hatten hiermit schon zu Beginn des 17. Jahrhunderts versuche gemacht, aber erst vom Jahre 1735 ab wurde die Roheisenerzeugung mit Koks für die Dauer eingeführt. 3n Deutschland wurden die ersten versuche mit Koks im Jahre 1767 zu Sulzbach (Saargebiet) angestellt, der erste überhaupt für Koks-

VO

betrieb berechnete Hochofen wurde aber erst 1796 in Gleiwitz (Gberfchlesien) erbaut. Steinkohlen oder Kots auch zum Frisch-feuerbetrieb mit Erfolg zu verwenden, gelang nicht, denn hierbei kam das zu frischende Roheisen von neuem mit dem schwefelhaltigen Brennstoff in engste Berührung und nahm den Schwefel aus ihm auf, ohne daß man dies wie beim Hochofenprozeß hätte einschränken können. Doch es wurde höchste Zeit, auch die Darstellung des schmiedbaren Eisens in Unabhängigkeit von der Holzkohle zu bringen, besonders in England, wo das holz immer spärlicher und teurer wurde. Aus dieser mißlichen Lage befreite der Engländer Tort die Eisenindustrie seines Vaterlandes, indem er im Jahre 1783 ein neues Frischverfahren, das „Paddeln", erfand. Bei diesem Verfahren, das in einem Flammofen vor sich ging, konnten Steinkohlen als Brennstoff dienen, denn sie kamen mit dem Eisen nicht in unmittelbare Berührung, nur ihre heißen Feuergase strichen darüber hin. Mit dem puddelverfahren, das später noch wichtige Verbesserungen erfuhr, konnte man in gleicher Zeit mit weit geringeren Kosten zehnmal mehr schmiedbares Eisen herstellen als mit dem Frischfeuerbetrieb. Neben dem puddelverfahren wurde im 18. Jahrhundert noch eine andere wichtige Erfindung gemacht,- es war die Darstellung des Gutzstahls (jetzt Tiegelstahl genannt) durch den Engländer huntsman. Zum ersten Male war es hierbei gelungen, durch ein hüttenmännisches Verfahren, nämlich durch ein Umschmelzen von Schweißstahl in Tiegeln schmiedbares Eisen im flüssigen Zustande (Flußeisen) herzustellen und daher ein schlackenfreies Erzeugnis zu erhalten. Der Tiegelstahl kam in Deutschland im 19. Jahrhundert besonders zu Ehren durch Friedrich Krupp in Essen. Dieser verstand es, durch Zusammengießen mehrerer Tiegel einen großen Block zu schaffen, der nach sachgemäßer mechanischer und thermischer Behandlung den denkbar besten, hochwertigsten Stahl ergab. Den flüssigen Tiegelstahl ähnlich wie das Roheisen unmittelbar zum Gießen von Gebrauchsgegenständen zu verwenden, gelang erst um das Jahr 1850 in Bochum.

(Es war ein merkwürdiger Zufall, daß zu derselben Zeit, als das puddelverfahren auflam, von James Watt die Dampfmaschine erfunden wurde. Damit war eine neue große Zeit für das Eisenhüttenwesen angebrochen. Mit dem Dampf konnten die Ge-

puddelverfahren. Gußstahl. Anroenb. b. Dampfes u. sonstige Fortschr. 7

blase, die Hämmer und späterhin die Walzwerke angetrieben werden, und nun waren die Eisenhütten nicht mehr abhängig von den Flußläufen in einsamen Waldtälern. Sie konnten sich dahin ziehen, wo es Steinkohle gab, mit der sie nicht nur ihre Maschinen betreiben, sondern auch ihr Roheisen im Hochofen und ihr schmiedbares Eisen gewinnen konnten. Oie Grundlagen für eine großzügige Eisenindustrie waren hiermit zum ersten Male gegeben. Kein Land konnte hiervon einen besseren Gebrauch machen als England, das zu jener Zeit politisch und wirtschaftlich gekräftigt dastand, dessen Eisenerzlager und Steinkohlenflöze selten glücklich vereint beieinander lagen und dessen Erzeugnisse in vorteilhaftester weise abgesetzt werden konnten. So kam es, daß England gegenüber dem europäischen Festlande in jener Zeit einen immer größeren Vorsprung int Cisenhüttenwesen gewann und diesen weit bis in die zweite Hälfte des 19. Jahrhunderts hinein beibehielt. Es kann daher auch nicht wundernehmen, daß die bedeutendsten Erfindungen auf dem Gebiete des Eisenhüttenwesens int 18. und 19. Jahrhundert gerade von Engländern gemacht wurden.

waren durch die Erfindung der Dampfmaschine und durch Anwendung der Steinkohle bei der Eisengewinnung schon günstige Grundbedingungen für eine gedeihliche Entwicklung des Eisen-hüttenwesens gegeben, so kamen int Laufe des 19. Jahrhunderts noch andere Umstände hinzu, die dem Eisen zu einem glänzenden Siegeszuge über die ganze Erde verhalfen. Zunächst waren es die Fortschritte int Bau von Eisenbahnen, eisernen Schiffen und Eisenkonstruktionen aller Art sowie die ständig zunehmende Anwendung von Arbeits- und Kraftmaschinen in allen Gewerbs-zweigen, welche der Eisenindustrie neue weite Absatzgebiete verschafften. Sodann war es die metallurgische Wissenschaft, die mit großem Erfolge die durch Chemie und Physik erforschten Naturgesetze auf die Hüttenprozesse anwendete und sie dadurch forderte. Es bildete sich jetzt eine selbständige Lehre vom Eisen heraus, die Eisenhüttenkunde genannt wurde. Endlich kamen auch neue wichtige Erfindungen dem Lisenhüttenwesen sehr zugute, hierher gehört z. B. der zuerst von dem württembergischen Bergrat Faber int Jahre 1831 mit Erfolg durchgeführte versuch, die Gichtgase, die man bis dahin achtlos in die Luft entweichen ließ, zur Er-

hitzung des für den Hochofenbetrieb erforderlichen Gebläsewindes zu verwenden, wodurch der Hochofenprozeß technisch und wirtschaftlich bedeutend vervollkommnet wurde.

Die deutsche Eisenindustrie konnte damals leider aus allen diesen günstigen Entwicklungsbedingungen keine großen Vorteile ziehen. Deutschland war infolge der alten Uneinigkeit seiner Staaten wirtschaftlich unsagbar stark geschwächt. Die Zollgrenzen der Einzelstaaten bildeten ein schier unüberwindbares Hemmnis für eine gedeihliche Entwicklung von Handel und Industrie. AIs dann endlich im Jahre 1834 die Zollschranken fielen und der Deutsche Zollverein gegründet wurde, war der Vorsprung, den das englische Eisenhüttenwesen gewonnen hatte, so groß, daß Deutschland gegen den Wettbewerb Englands nicht mehr aufzukommen vermochte. Erst als im Jahre 1848 ein Schutzzoll auf Eisen eingeführt wurde, konnte sich die deutsche Eisenindustrie wenigstens einigermaßen wieder erholen.

So rückte die zweite Hälfte des 19. Jahrhunderts heran. Immer größer wurde der verbrauch an Eisen, hatte man durch das pud-delverfahren und die Unwendung des Dampfes bis dahin noch immer den Bedarf an schmiedbarem Eisen glatt decken können, so war es zum mindesten fraglich, ob dies in Zukunft mit denselben Mitteln möglich gewesen wäre. Da erfand im Jahre 1855 der Engländer Bessemer das nach ihm genannte Frischverfahren, das die Grundlage für die neuzeitliche Massenerzeügung schmied-baren Eisens bildete und die Eisenindustrie der ganzen Erde zu ungeahntem Uufschmung führte. Brauchte man bis dahin 24 Stunden, um in einem Puddelofen etwa 4000 kg schmiedbares Eisen zu erzeugen, so gelang es jetzt, in einer Bessemerbirne dieselbe Menge in 20 Minuten darzustellen. Und jenes Eisen war noch dazu ein schlackenfreies Flußeisen, das bei richtiger Behandlung in vielen Eigenschaften dem Schweißeisen weit überlegen war und außerdem viel billiger herzustellen war als dieses und erst recht als der Tiegelstahl. (Es war erklärlich, daß man an dieses Verfahren nun die allergrößten Hoffnungen knüpfte, doch sie gingen zunächst zum Teil nicht in Erfüllung, vor allem war es unmöglich, in der Bessemerbirne den Phosphor aus dem Eisen zu vertreiben, jenen neben dem Schwefel so gefürchteten Gegner wichtiger Festigkeitseigenschaften des (Eisens. Für Länder wie Eng-

Bessemer-, Thomas- und Ziemens-INarlinverfahren

land, welche reich an phosphorarmen Erzen sind und daraus ein fast phosphorfreies, für den Bessemerprozeß geeignetes Roheisen erzeugen konnten, hatte das Verfahren wohl großen Wert, aber zu diesen Ländern zählt Deutschland nicht, denn der größte Teil seiner Erze ist phosphorhaltig. Bei uns kam daher das Verfahren nur in ganz geringem Umfange zur Anwendung.

Ulan wußte bereits damals, daß die Unmöglichkeit der Entphosphorung nur an der sauren Husfütterung der Birne lag, aber erst im Jahre 1878 gelang es den Engländern Thomas und Gilchrist, ein geeignetes widerstandsfähiges Futter zu erfinden, das die Entfernung des Phosphors gestattete. Selten haben wohl bedeutende Männer ihrem vaterlande durch ihre Erfindung so geschadet wie jene beiden. Jetzt brauchte Deutschland kein phos-phorarmes Bessemerroheisen mehr aus England zu beziehen, sondern es konnte aus dem unerschöpflichen Reichtum seiner phosphorhaltigen Erze sich selbst ein Roheisen Herstellen, das sich durch den Thomasprozeß mit großem wirtschaftlichem Erfolge in schmiedbares Eisen umwandeln ließ. Deutschland wurde so auch in der Eisenindustrie unabhängig von England. 3m Laufe der Jahre wurden die Thomasbirnen immer größer, jetzt verarbeitet man in einer Birne bis zu 30 000 kg Roheisen in 20—25 Minuten zu schmiedbarem Eisen. — Seit dem Jahre 1865 hat sich auch noch ein anderes Frischverfahren zur Erzeugung von Flußeisen und Flußstahl herausgebildet, das nach seinen Erfindern, den deutschen Gebrüdern Siemens und dem Franzosen Martin, als Siemens-Martin-Verfahren bezeichnet wird. Dieses hat gegenüber dem Besse-mer- und Thomasverfahren in verschiedener Hinsicht Vorzüge und hat daher neben diesen für die Massenerzeugung schmiedbaren Eisens ständig an Bedeutung gewonnen, wie einst das puddel-verfahren das alte Frischverfahren zurückgedrängt hatte, so drückten der Thomas- und Siemens-Martin-Prozeß das puddeln jetzt ganz in den Hintergrund. 3n den Thomasbirnen und den Sie-mens-Martin-Ofen erfolgt heute allein die Massenerzeugung des schmiedbaren Eisens. Ruch das alte Tiegelverfahren, mit dem man bisher den vorzüglichsten Tjualitätsstahl hergestellt hatte, hat in den jüngsten Jahren in den Llektrostahlöfen gefährliche Nebenbuhler erhalten.

Entsprechend dem riesenhaft gestiegenen Bedarf an schmied-barem Eisen war inzwischen auch die Roheisenerzeugung immer mehr erhöht worden, nicht nur durch Vermehrung der Hochofen, sondern auch durch ständige Vergrößerung ihres Rauminhalts. Die heutigen Hochofen sind ohne das sie umgebende Gerüst und die Fördereinrichtungen 20—30 m hoch und haben eine Tageserzeugung von 60 000 bis 500 000 Roheisen und darüber. Derartig große Kfen verarbeiten naturgemäß in derselben Zeit unvergleichlich viel mehr Rohstoffe wie die früheren kleinen Kfen. In entsprechender weise mußten daher die mechanischen Einrichtungen zur Beförderung der Rohstoffe auf den Hütten und zu den Kfen selbst vergrößert und verbessert werden, ebenso wie die Vorrichtungen zur Beförderung der Fertigerzeugnisse. Diese Rufgaben hat die nicht rastende Technik glänzend gelöst. Ruch die Verwertung der Gichtgase zum Rntrieb von Kraftmaschinen und Hochofengebläsen machte immer größere Fortschritte, gleichzeitig gewann die Elektrizität als Rntriebsmittel der verschiedensten Maschinen auf den Hüttenwerken eine ungeahnte Bedeutung. Groß waren auch die Errungenschaften, die auf dem Gebiete der Weiterverarbeitung des Eisens, z. B. in den preß-, Hammer- und Walzwerken, den Eisen- und Stahlgießereien, gemacht wurden. Eine ständige Vervollkommnung erfuhren weiterhin die metallurgischen Verfahren zur Darstellung des Eisens sowohl in technischer als auch wirtschaftlicher Hinsicht, und man lernte immer besser, durch diese Verfahren sowie durch die nachfolgende mechanische und thermische Behandlung die Güte der Lnderzeugnisse zu heben, hierbei unterstützten die Fortschritte der Themie und physikalischen Chemie, insbesondere der jungen metallographischen Wissenschaft in wertvoller weise die Hüttenleute.

Rach dem siegreichen Kriege 1870/71 und der Gründung des Deutschen Reichs hatten die deutschen Staaten wieder eine feste Grundlage für eine gedeihliche Entwicklung ihrer Eisenindustrie. Doch noch einmal hatte diese eine schwere Prüfung durchzumachen. Die Rnhänger der in England damals sich so glänzend bewährenden Smithschen Freihandelstheorie glaubten, auch für Deutschland die Beseitigung der Schutzzölle ohne Schaden durchführen zu können. So wurden 1873 erst der Roheisenzoll, dann 1877 alle übrigen Eisenzölle aufgehoben. Diese Maßnahme versetzte de^ deutschen Eisenindustrie, die nach dem Kriege ungesund schnell

Sonstige Fortschritte in der 2. Hälfte des 19. Jahrhunderts l

emporgeschossen war und dann infolge der unausbleiblichen Rückwirkungen eine schwere Krisis durchmachte, fast den Todesstotz. Gegenüber der alten, wegen vieler wirtschaftlicher Vorteile viel H billiger arbeitenden englischen Eisenindustrie drohte die deutsche M ohne Schutzzoll fast zu erliegen. Da trat Bismarck als Retter der I deutschen Eisenindustrie auf, indem er in Erkenntnis ihrer mitz-| lichen Lage ihr den Schutzzoll wiedergab.

U 3m letzten viertel des vorigen Jahrhunderts traten zu den (§ übrigen Weltmächten, die sich durch eine bedeutende Eisenindustrie auszeichneten, die vereinigten Staaten von Amerika. Sie ver-f danken ihren in so kurzer Zeit erreichten wirtschaftlichen Ruf-f schwung den ungeheuren Vorräten an Eisenerzen, Kohlen und | anderen wertvollen Bodenschätzen, die ihnen fast unberührt in | ihrer ganzen Menge zur Verfügung standen, ferner der Einführung sehr hoher Schutzzölle und schließlich dem riesigen Bedarf an Eisen im Lande selbst, besonders durch die ständige schnelle Ausdehnung des Eisenbahnnetzes. Bereits im Jahre 1890 über-f holte die amerikanische Roheisenerzeugung die englische, um dann : fast ohne Ausnahme bis zur Gegenwart einen weiten Vorsprung i vor der Eisenerzeugung jedes der übrigen Länder zu behalten.

Seit Einführung des Schutzzolls im Jahre 1879 nahm nun ^ endlich auch die Eisenindustrie des jungen Deutschen Reiches einen : ungeahnten Aufschwung. Nach zwei Jahrzehnten jährlich gestei-fl, gerter Erzeugung überflügelte Deutschland in zähem Ringen (Eng«

; land zuerst im Jahre 1900 in der Stahlgewinnung und dann 1903 auch in der Roheisengewinnung. Ohne den Krieg würde Deutschland jetzt doppelt soviel Roheisen und dreimal soviel Stahl erzeugen wie England,' aber auch im Kriege ist die deutsche Erzeugung natürlich bedeutend höher als die englische.

So hat uns denn der kurze Überblick über die Geschichte des Eisens bis zur Gegenwart geführt, die man mit Recht „das eiserne Zeitalter" genannt hat. wohin wir in einem zivilisierten Lande blicken, sehen wir Eisen und wiederum Eisen. Welche Mengen des Metalls stecken allein in den Eisenbahnen und ihren Betriebsmitteln, den Schienen und Schwellen, Lokomotiven und Wagen, den Achsen und Rädern und zahllosen anderen Eisenteilen! wie ungeheuer find die Lisenmassen, aus denen unsere neuzeitlichen Riesenschiffe aufgebaut sind, aus denen die

\ anuC5 20: Wedding. Das Lifenhüttenrvesen. 5.flufl.

hundertlausende von Arbeits- und Kraftmaschinen und techni schen Apparaten aller Gewerbezweige zusammengesetzt sind! tbii viele Millionen Tonnen Eisen sind in all den Lisenkonstruktionen den eisernen Brücken, Hallen, Türmen und den Vorrichtungei zum Massentransport von Gütern enthalten, in den taufenderle eisernen Gerätschaften und Werkzeugen, die in allen Gewerbe! und in jedem Haushalt gebraucht werden. Und welche unend lichen Mengen an (Eisen und Stahl das harte Kriegshandwerl täglich verschluckt, das weiß ein jeder, der diesen größten alle: Kriege, in dem wir gegenwärtig noch stehen, miterlebt hat. wii brauchen hier nur an die vielen hunderttausend Granaten zu den ken, die täglich von Feind zu Feind hinübergeschleudert werden an die vielen Minen, Handgranaten u. dgl., an die stählernen Geschütze, Minenwerfer, Maschinen- und anderen Gewehre, die Hiebund Stoßwaffen, die Stahlschilder, Stahlhelme, die ausgedehnten verhaue von Stacheldraht und all die übrigen Angriffs- und Ab-wehrmittel. Und nicht nur beim Heere, auch bei der Flotte begegnen wir allenthalben Stahl und Eisen, mag es sich um schwer gepanzerte Großkampfschiffe, um Kreuzer und Torpedoboote oder schließlich um unsere gefürchteten Unterseeboote handeln, die uns die ersehnte ruhmreiche Entscheidung täglich um soviel näher bringen.

Die Vergangenheit hat es gelehrt, und die Zukunft wird es in noch ausgeprägterer weise zeigen, daß nur solche Staaten auf die Dauer eine wirkliche Weltmachtstellung behaupten können, die über die wichtigsten mineralischen Rohstoffe: Eisenerze und Steinkohlen, -in hinreichender Menge verfügen. Ohne genügend Eisenerze und Steinkohlen hätte unser Vaterland trotz der hervorragenden Eigenschaften seines Volkes nie und nimmer so lange Zeit hindurch einer Welt von Feinden siegreich standhalten können. Mancher zur Kriegführung wichtige Stoff läßt sich künstlich herstellen oder durch einen anderen ersetzen, aber das Eisen nicht. Großenvank sind wir daher denen schuldig, die im Kriege 1870/71 mit ihrem Schwerte oder durch ihre weise Politik die Abtretung Lothringens an Deutschland durchgesetzt haben. Denn Lothringen ist Deutschlands reichste Lisenerzkammer. Und dennoch reichen alle Eisenerze innerhalb der deutschen Zollgrenzen bei weitem nicht Hirt, um unseren Lisenbedarf zu decken, so daß wir gezwungen sind.

Groß. Eisenverbrauch. Notwendigk. d. Erwerb, d. franz.-lothr. Eisenerze t5 große Mengen hochwertiger ausländischer Eisenerze einzuführen. Ist diese Abhängigkeit rom Auslande uns im Frieden schon schädlich, weil so ein großer Teil der Einnahmen statt unserem eigenen Volke fremden Staaten zugute kommt, so kann sie im Kriege geradezu zum Verhängnis werden, weil die Erzzufuhr uns ganz oder in großem Umfange abgeschnitten werden kann, wie es gegenwärtig tatsächlich der Fall ist.

Dafür hat uns nun zu unserem Glück unser tapferes Heer einen großen Teil des Eisenerzgebiets in FranzösischLothringen erkämpft, nämlich die unmittelbar an unserer westgrenze liegenden Erzbecken von Briet), Nanzig und Longwy. die mit dem deutsch-lothringischen Erzvorkommen eine zusammenhängende Ablagerung bilden. Ohne diese französischen Erze wäre ein Durchhalten für uns in Frage gestellt gewesen. Lassen wir uns das zur ernsten Mahnung dienen und bedenken wir, daß bei weiterer Steigerung unserer Eisenerzförderung in dem bisherigen Maße unsere deutschen Eisenerzvorräte schon in 50 Jahren erschöpft sind! Dadurch würden nicht nur unzählige Menschen im Lande brotlos werden, sondern unsere Feinde würden von neuem über uns herfallen, weil sie wissen, daß wir ohne Eisen unterliegen müssen, halten wir also fest, was wir mit dem Leben nnb der Gesund^ heit vieler Tapferer erworben haben, schon um einem künftigen Kriege vorzubeugen und unserem Volke die Lasten leichter tragen zu helfen, die ihm auch nach siegreich überstandenem Kriege nicht erspart bleiben werden. Dann können unsere Nachkommen nicht den jetzigen verantwortlichen Leitern unserer Politik vorwerfen, daß sie sich aus Schwäche den wahnwitzigen Anschauungen einiger weniger kurzsichtiger Volksvertreter gefügt und dadurch das Volk um die Früchte des Sieges gebracht haben. Dann brau-chen unsere Kinder und Kindeskinder dereinst nicht aus Mangel an Eisen vor ihren Neidern zu Kreuze zu kriechen, sondern sie können den Feinden von neuem die Wahrheit der markigen Worte des alten deutschen Dichters der Freiheitskriege beweisen: „Der Gott, der Eisen wachsen ließ, der wollte keine Knechte."

Zweites Kapitel.

Statistisches.

Die beiden wichtigsten Rohstoffe für die Eisenerzeugung sind die Eisenerze und die Steinkohlen. Wie die Ersenerzförderung sich in den Eisenerz gewinnenden Ländern vor dem Kriege¹) gestaltete, zeigt die folgende Zusammenstellung. (Es förderten im letzten Zriedensjahre 1913 an Eisenerzen:

abgerundet in t zu je 1000 kg I

Der. Staaten o. Hmerita 62975000 | Rufelanb¹)

Deutsches Reich. . . . 128607913 j Schweden

Luxemburg.....I 7333372

Frankreich...... 21500000 Algier......

ffirofebtitanmen    ,    16254000 Italien......

9861000 Griechenland ^). . .

Deutschland steht also unter allen Eisenerz fördernden Ländern in (Europa an erster Stelle, auf der ganzen (Erbe an zweiter Stelle. Der wert der in Deutschland 1913 geförderten Erze betrug rund 133441000 Mark, je Tonne im Durchschnitt 3,71 Hart Die Förderung erfolgte in 412 Bergwerken mit rund 48 000 Arbeitern.

von den int Deutschen Reich und in Luxemburg int Jahre 1913 geförderten Eisenerzen stammen aus:

Spanien

abgerundet in t zu je

1000 kg

7993000 7479000 Österreich-Ungarn . .    5030000

1356000 603000 563000

Deutsch-Lothringen dem übrigen Deutschland Luxemburg ......

21135554

7472359

7333372

Beteiligung an der Ge-samtförde-rung in %

58.8

20.8

20,4

100,0

35941285

Danach wird also in Lothringen fast dreimal und in Lothringen und Luxemburg Nahezu viermal soviel Eisenerz gefordert wie im ganzen übrigen Deutschland bzw. innerhalb der deutschen Zollgrenzen. Mögen diese Mengen an geförderten Erzen auch grotz

1)    Statistische Angaben über die Zeit während des Krieges würden kein zutreffendes Bild geben und sind auch nicht durchführbar. Einen großen Teil der folgenden Zahlen verdanke ich dem verein deutscher Eisenhütten-leute in Düsseldorf.

2)    Förderung im Jahre 1912.

3) Förderung i. I. 1911.

Förderung, Einfuhr und Ausfuhr an Eisenerzen

15

erscheinen, so reichen sie doch bei weitem nicht aus, unseren Kiesenbedarf an Eisen zu decken. Abgesehen davon müssen wir aber auch darauf bedacht sein, unseren heimischen Erzvorrat zu schonen. Daher sind wir gezwungen, weitere Eisenerze in bedeutendem Umfange aus dem Auslande einzuführen. 3m Jahre 1913 hat Deutschland an Eisenerzen eingeführt aus:

. 136412 . 147148 . 121175 . 127131 . 105983 . 105893

Schweden. . Spanien . Frankreich . Algier . Rußland . . Norwegen .

4563635

3632058

3810887

481157

489382

303457

Tunis......

Griechenland . . .

Neufundland . .

Belgien.....

Österreich-Ungarn.

Sonstigen Ländern

Die Einfuhr beläuft sich danach auf 14024318 1.

Zieht man von der Summe der Gesamteinfuhr und der Forderung des deutschen Zollgebiets die Ausfuhr ab, so ergibt sich die Versorgung des Deutschen Reichs einschl. Luxemburgs mit Eisenerzen im Jahre 1913. Die betr. Ziffern enthält Spalte 1 der folgenden Tabelle:

1.

2.

3.

4.

5.

(rrzinenge

% der versorg.

Eisen-gehalt in %

Gesamt-

eiseninhalt

% der versorg.

Gesamteinfuhr . . . >>14024318 Förderung d. Zollgebiets

>35941285

vorhandene Menge . >,49965603 2613158

29,62

75,90

105,52

53,13

32,17

7450713

11562511

41,00

65,65

Ausfuhr

II

5,52

38,05

32,17

19013024

840653

104,63

4,65

Versorgung

47 352 4451 100,00

38,38

18172571 100,00

Aus dieser Tabelle, und zwar aus Spalte 3, kann man öudj ersehen, daß der Durchschnittzelsengehalt der eingeführten Erze beträchtlich hoher ist als derjenige der im Inland geforderten, so daß der Gesamteiseninhart der ersteren (Spalte 4) etwa ²/b (Spalte 5) der Versorgung ausmacht. Trotz dieser erheblichen Einfuhr werden wir, wie bereits am Schlüsse des ersten Kapitels hervorgehoben war, in spätestens 50 Jahren mit unseren eigenen Lrzvorräten am Ende sein. Welche unabsehbar schweren Folgen dieser Umstand für unser ganzes Volk, insbesondere für unsere

Arbeiterschaft haben würde, war im Anschlüsse daran unter dem Hinweis erörtert worden, daß es daher nach siegreich beendigtem Kriege eine unserer ersten Friedensbedingungen sein müßte, auf der Abtretung der von unserem Heere zum größten Teil eroberten Eisenerzbecken von Briet), Ranzig und Longwy zu bestehen, deren Erzvorrat bei einem Umfang von 61 000 Hektar auf 2l/z bis 5 Milliarden t geschätzt wird. Frankreich kann im Gegensatz zu Deutschland wegen seiner weit geringeren Kohlenvorräte doch nur einen Teil seiner Eisenerze im eigenen Lande verhütten. So gelangten z. B. irrt Jahre 1913 nur 13171200 t in Frankreich selbst zur Verhüttung, während der andere Teil in höhe von 8 328 000 t ausgeführt wurde, und zwar fast zur Hälfte nach Deutschland (f. oben). Durch Abtretung der eben genannten Erz-becken würde also die französische Eisenindustrie selbst kaum geschädigt werden. Allerdings stammten 90% aller in Frankreich 1913 geförderten Eisenerze aus jenen Erzbecken, aber das Land hat außerdem noch so ungeheure, bisher nicht erschlossene Erz-vorräte — sie werden aus mehr als 8 Milliarden t geschätzt —, daß seine Erzversorgung auch ohne die Minette-Erzbecken an unserer Ivestgrenze auf viel längere Zeiten hinaus gesichert ist wie die unsrige.

Über die höhe der Steinkohlen- und Vraunkohlensörderung sowie der Koksgewinnung int Jahre 1913 in ben Ländern mit den höchsten Erzeugungsziffern gibt folgende Zusammenstellung Aufschluß:

Steinkohlen

t

(abgerundet)

Braunkohlen

t

(abgerundet)

Kots

(abgerundet)

j Der. Staaten v. Amerika Großbritannien. . . .

Deutsches Reich....

Frankreich......

Rußland (europäisches).

Belgien.......

Österreich-Ungarn. Britisch-Indien ....

Kanada......

Spanien.......

| Niederlande.....

| Italien.......

j Schweden......

1) Gewinnung im Jahre 1912.

42002000 20971000 32178000 3060000 3816000l) 3450000 2712000

1376000

595000

364000

781000

498000

tiohlen-, Kofs-, Roheisen-, Zlußeisenerzeugung

17

Deutschland steht also von allen Ländern der Erde hinsichtlich der Höhe der Steinkohlenförderung an dritter, der Roksgewin-nung an zweiter und der Rraunkohlenförderung an erster Stelle.

Im gleichen Jahre hatte die Roheisen- und die 5luheisrner;eu-gung in den genannten Ländern folgende Ziffern erreicht:

Roheisen abgerundet in t

Flußeisen abgerundet in t

vereinigte Staaten von Amerika . . . Deutsches Reich einfchl. Luxemburg . .

Großbritannien..... .....

Frankreich.............

Rußland............

Belgien..............

Österreich-Ungarn..........

Kanada ..............

Schweden..............

Italien............

Spanien..............

32839000 18959000 7786000 4635000 4557000    4837000

2485000    2467000

2381000    2626000

1031000 !    1059000

730000 427000 425000 I

31462000

19312000

10424000

5311000

591000

933000

242000

Melche ungeheure Steigerung die Roheisengewinnuiig in den letzten Jahrzehnten in den drei wichtigsten Eisen erzeugenden Ländern erfahren hat, insbesondere in Deutschland und den vereinigten Staaten, beweisen die folgenden Zahlen:

Jahr

Deutsches Reich einschl. Luxemburg

vereinigte Staaten von Amerika 1

Großbritannien

1880

1885

1890

1895

1900

1905

1910

1913

2729038

3687433

4658450

5464501

8520541

10987623

14793325

19311670

3897340

4110600

9353020

9597449

14009870

23360258

27636617

31461762

7875545

7568842

8033052

8022006

9003046

9746221

10380723

10424480

Den größten Anteil an der Roheisenerzeugung in Deutschland hatte 1915 Rheinland-Westfalen (ohne Saarbezirk und Siegerland) mit etwa 42,5o/o, den zweitgrößten Lothringen und Luxemburg mit zusammen 33,3°/». Dann folgte in weitem Abstande das Saargebiet mit rund 7o/o. Gleiche Anteile hatten Schlesien mit 5,20/0, Mittel- und Ostdeutschland mit 5.20/0, Siegerlanü. Lahn-

bezirk und Hessen-Nassau zusammen mit 5,2%. Endlich folgten Bayern, Württemberg und Thüringen zusammen mit nur 1,6%.

von den in Deutschland und Luxemburg zusammen gewonnenen 19,3 will, t Roheisen entfielen 16763809 t auf Deutschland allein, hiervon ist nur die geringe Menge von 6834 t Holzkohlenroheisen, alles übrige aber Roksroheisen. Der Anteil der einzelnen Roheisensorten an der Gesamterzeugung und deren wert ergibt sich aus der folgenden Übersicht:

Danach wurde also 1913 in Deutschland annähernd viermal soviel Roheisen zur Umwandlung in schmiedbares Eisen rot« zum Um schmelzen in Gußeisen erzeugt. Bei der Erzeugung der

oben genannten Roheisenmengen wurden gleichzeitig 1876334 t verwertbare Schlacken im Gesamtwerte von rund 1,8 Mill. Mark

Thomasroheisen......

Vessemerroheisen......

Stahleisen, Sjnegeletfen, (Eisen* mangan, Siliziumeisen . . puddelroheisen ohne Spiegel*

eisen..........

Gießereiroheisen......

Gußrvaren I. Schmelzung . . Bruch- und Wascheisen . . .

Mengen

9867644

375348

2550698

463910

3374802

104509

26898

Insgesamt || 16763809

wert abgerundet in mtU. Mark

579,9

27,3

209,0

29,5

230,8

10,2

1,2

1087,9

gewonnen.

Die 16,7 Mill. t Roheisen wurden in 95 Betrieben mit durchschnittlich 313 (von 330 am Jahresende vorhandenen) Hochöfen gewonnen, deren Gesamtbetriebsdauer 15 300 Wochen betragen hat. Beschäftigt waren in diesen Betrieben 41 908 berufsgenossenschaftlich versicherte Personen. Rn Rohstoffen wurden zur Erzeugung der aufgeführten Roheisenmengen verbraucht:

37833604

700832

1523871

3896333

208133

3434740

19114748

8934

Eisenerze und Eisenmanganerze. .............

Manganerze (mit mehr als 30% Mangan).......

Kiesabbtänbe nnb Rückstände der chemischen Industrie. . . Schlacken und Sinter aller Rrt . . . .

Brucheisen ..............

Zuschlage (Kalkstein, phosphatkalk, Dolomit).......

Koks................. ........

Holzkohlen........................

Über die Erzeugung des schmiedbaren (Eisens in Deutschland (ohne Luxemburg) im Jahre 1913 enthalten die folgenden Zeilen die wichtigsten statistischen Angaben.

Die Erzeugung an Schweißeisen, und zwar puddeleisen und Puddelstahl, Luppen, Rohschienen, Raffinier- und Zementstahl, belief sich auf insgesamt 213149 t int Gesamtwerte von 22548 000 Mark und an verwertbaren Schlacken auf 48 409 t im werte von 792 000 Mark. Die ausgeführten Mengen von Schweißeisen und Schlacken wurden in 276 Puddelöfen, 42 Schweißöfen bzw. 8 Zementieröfen, Raffinierstahl- und Schmiedefeuern erzeugt, die sich aus 31 Betriebe mit rund 2700 berufsgenossenschaftlich versicherten Personen verteilten. Rn Rohstoffen wurden in diesen Betrieben verbraucht: 222680 t Roheisen, 19172 t Schrott und 6025 t Zuschläge wie Eisenerze u. dgl.

Die Flußeisenerzeugung im Deutschen Reiche ohne Luxemburg betrug im gleichen Jahre 16 942808 t Rohblöcke (Flußeisen und Flußstahl) im werte von 1 486 401000 Mark. Sie verteilte sich auf 106 Betriebe mit 42118 berufsgenossenschaftlich versicherten Personen. Der Anteil der einzelnen Betriebseinrichtungen an der Gesamterzeugung und der wert der in diesen hergestellten Rohblöcke geht aus der nachstehenden Zusammenstellung hervor:

Zahl der am Jahresschluß I vorhandenen I Betriebs-Einrichtungen I

Bezeichnung

der

Betriebseinrichtungen

Erzeugte Menge an Rohblöcken

wert

in

1000 Mark

109

13

382

50

116

27

Thomasbirnen . . . . Bessemerbirnen . . . . Martinöfen (basisch). . Martinöfen (sauer) . .

Tiegelöfen......

Elektrostahlöfen . . .

9225953

146831

7124004

293920

79702

72398

751138

15333

638989

28819

54131

17971

Daneben wurden in den Flußeisenwerken 204552 t Stahlform-;uß im werte von 65680000 Mark erzeugt, ferner 2 279 882 t schlacken, die zur Vermahlung zu Thomasmehl bestimmt waren, m werte von 46 560000 Mark und 1002023 t Schlacken anderer Art im werte von 5060000 Mark.

Zu der gesamten Erzeugung der aufgeführten Mengen an Rohblocken, Stahlformguß und Schlacken verbrauchten die Flußeisen-wer?e folgende Rohstoffe:

13327205 Eisenerze. .....    297001

5 578 922 Zuschläge (Kalkstein usw.) 1776 822

Roheisen Schrott

von den Leistungen der deutschen Walzwerke und der mit ihnen verbundenen Schmiede- und Preßwerke im Jahre 1913 gibt folgende Zusammenstellung ein Bild. (Es wurden erzeugt :

Menge in

wert in 10ß0 Mark

Zum Absatz bestimmte Halbfabrikate (vorgewalzte Blöcke, Knüppel, Platinen u. dgl.). . Fertigerzeugnisse, wie Eisenbahnoberbaumate-rial, Träger, Stabeisen und sonstiges Formeisen, Bandeisen, walzdraht, Grobbleche,

Feinbleche, Köhren, rollendes Eisenbahnmaterial, Schmiedestücke, Weißblech usw.....

Abfallerzeugnisse (Abfallenden, Schlacken usw.). ] 5580701

Insgesamt 119461571

2938023

269872

13142847

1907835

170256

2 347963

Die genannten Erzeugnisse wurden in 174 Betrieben hergestellt, die 128 785 berufsgenossenschaftlich versicherte Personen beschäftigten. Zur Herstellung wurden verbraucht:

16264217

3050957

183345

85978

Kohblöcke......

Flutzeisenhalbfabrikate .

Schweißeisenhalbfabrikate Abfallerzeugnisse . . .

In den Eisen- und Stahlgießereien Deutschlands belief sich im Jahre 1913 die Erzeugung an Eisen- und Stahlguß wie z. V. Maschinenguß, Hartguß, Köhrenguß, Bauguß, Geschirrguß, (vfen-guß, Temperguß usw. auf insgesamt 3 344215 t im werte von 692578 000 Mark. Die Erzeugnisse wurden hergestellt in 1574 Betrieben mit 154300 berufsgenossenschastlich versicherten Personen. In denBetrieben waren am Jahresschlüsse an Betriebsvorrichtungen vorhanden: 2979 Kupolöfen, 110 Flammofen, 102 Martinofen, 659 Temperofen, 1402 Tiegelofen, 3 Elektrostahlofen, 60 Klein* dessemerbirnen. In diesen wurden an Kohstoffen insgesamt verarbeitet: 2 755 876 t Koheisen und 893 586 t Schrott.

In den im vorhergehenden aufgeführten fünf Betriebszweigen der Cisen- und Stahlindustrie Deutschlands, also in den Hochofen-, Schweißeisen-, Flutzeisen- und Walzwerken sowie den Cisen- und Stahlgießereien, wurden im Jahre 1913 im ganzen rund 370000 berufsgenossenschaftlich versicherte Personen beschäftigt, die 558 800 000 Mark an Löhnen und Gehältern bezogen und rund 700000 Angehörige ernährten, so daß also von der eigentlichen Großeisenindustrie über eine Million Menschen lebten. Rechnet man hierzu noch die Maschinenfabriken und die Kleineisen-industrie, so erhöht sich die Zahl der in der Eisenindustrie Beschäftigten auf iy₂ Millionen (mit mehr als 2 Milliarden Mark Löhnen) und einschließlich der Angehörigen auf 4A/₂ Millionen Menschen, d. h. jeder fünfzehnte Einwohner Deutschlands konnte durch seine oder seiner Angehörigen Tätigkeit in der Eisenindustrie sein Leben fristen.

Drittes Kapitel.

Var reine LifenmetaU und die Eifenkohlenftoff-legiertingen.

Die für die Darstellung -e§ (Eisens wichtigsten Rohstoffe und ihre Vorbereitung für die Verhüttung.

Für das Herdofenfrischen ist im Gegensatz zum wind

JiSSSl

Var reine LifenmetaU und die Eifenkohlenftoff-legiertingen.

Grundstoffe. Alle uns umgebenden Stoffe, sowohl die in der Natur vorkommenden als auch die vom Menschen hergestellten, bestehen aus Grundstoffen (chemischen Elementen), die sich gegenwärtig durch keinerlei Mittel weiter in andere Stoffe zerlegen lassen. Die Grundstoffe oder chemischen Elemente teilt man seit langem in die beiden, übrigens nicht ganz scharf voneinander trennbaren Gruppen: Metalle und Nichtmetalle, denen man neuerdings noch eine dritte Gruppe, die der sog. Edelgase, angegliedert hat. von Metallen seien hier als bekanntere Beispiele genannt: Kalium, Natrium, Kalzium, Magnesium, Zink, Kupfer, Silber, (Quecksilber, Aluminium, Zinn, Blei, Wismut, Vanadium, Chrom, Molybdän, Wolfram, Eisen, Mangan, Kobalt, Nickel, Gold, Platin, von Nichtmetallen seien herausgegriffen: Wasserstoff. Chlor, Brom, Jod, Sauerstoff, Schwefel, Stickstoff, Phosphor, Arsen, Antimon, Kohlenstoff, Silizium. Edelgase (verbindungsunfähig) find Helium, Argon u. a. Die Metalle zeichnen sich im festen, zusammenhängenden Zustand, besonders wenn sie poliert sind, infolge ihres starken Aufnahme- (Absorptions-) und

22    5. Kap. Das reine CEifenmetall und dis Eisenkohlenstofslegierungen

Rückftrahlungs- (Ref(e£ions=) Vermögens gewisser Lichtstrahlen durch ihren Glanz aus. Sie sind ferner gute Leiter der Wärme und Elektrizität- ihre Verbindungen mit Nichtmetallen werden durch den elektrischen Strom stets so zerlegt, daß, sich das Metall am negativen, das Nichtmetall am positiven pol abscheidet. Die Sauerstoffverbindungen der Metalle bilden mit dem Wasser meist Vasen. Die Nichtmetalle dagegen sind schlechte Leiter von Wärme und Elektrizität, ihre Sauerstoffverbindungen bilden mit dem Wasser meist Säuren.

Dar reine Eisenmetall und seine Eigenschaften. Von allen oben genannten Metallen ist naturgemäß das Eisen für den Eisenhüttenmann das wichtigste. Zwar findet reines Eisenmetall in der Technik aus Gründen, die wir gleich kennen lernen werden, keine Verwendung. Es bildet aber den Hauptbestandteil in allen Sorten des technisch verwerteten Eisens. Das Metall Eisen (chemisches Symbol Fc vom lat. ferrum) hat das Atomgewicht 55,86. E§ tritt zwei- und dreiwertig auf. Sein spezifisches Gewicht schwankt zwischen 7,85 und 7,88. Für die Metallurgie von besonderer Bedeutung ist es, daß das Eisen, zumal in geschmolzenem Zustande, die Eigenschaft hat, mit großer Begierde andere Stoffe aus seiner Umgebung in sich aufzulösen, z. B. Kohlenstoff, Silizium, Mangan, Schwefel, Phosphor, Sauerstoff. Das ist schon einer der Gründe, die eine Darstellung reinen Eisenmetalls im großen in der Technik nahezu unmöglich machen. Der Grad der Lösungsfähigkeit des Eisens für die verschiedenen Elemente und Verbindungen ist sehr verschieden und hängt insbesondere von der jeweiligen Temperatur des Metalls ab. Der Lrstarrungs- und Schmelz-punkt des reinen Eisens, d. h. also die Temperatur, bei der es während der Abkühlung vom flüssigen in den festen bzw. während der Erhitzung vom festen in den flüssigen Zustand übergeht, liegt bei 1529°. wie die meisten anorganischen Stoffe kristallisiert auch das Eisen bei der Erstarrung, hierbei bildet es aber nicht wie viele Mineralien große, deutlich sichtbare und gut ausgebildete Kristalle, sondern -ein dichtes Haufwerk unzählig vieler, nach allen Richtungen hin durcheinander liegender Kriställchen, sog. „Kristalliten". Diese Art und weise der Kristallisation ist verständlich, wenn man bedenkt, daß die Kristallbildung innerhalb der flüssigen Schmelze an Hunderttausenden von Punkten (Kristallin

sationszentren) neben-, unter- und übereinander zu gleicher Zeit erfolgt, so daß ein Uriställchen öas andere schon im Reime an seiner Weiterentwicklung zum großen Uristall hindert. Die einzelnen Uristallindividuen lassen sich übrigens sehr gut voneinander unterscheiden, wenn man ein Probestück des erkalteten Metalls schleift, die geschliffene Fläche auf Zpiegelglanz poliert, sie mit einem geeigneten Mittel, z. B. verdünnter Salpetersäure, ätzt und dann im auffallenden Lichte unter dem Mikroskop betrachtet. Infolge der verschiedenen Lage der einzelnen Uriställchen zur Schlifffläche werden diese vom Ätzmittel verschieden stark angegriffen, werfen infolgedessen das Licht nicht in gleichem Maße zurück und erscheinen daher teils Heller, teils dunkler in verschiedenen Abstufungen.

Das Eisenmetall ist zwar zähe, aber wenig fest und sehr weich, ein weiterer Grund dafür, daß es in reinem Zustande in der Technik im allgemeinen keine Anwendung findet. Die elektrische Leitfähigkeit ist, wenn auch weit geringer als beim Kupfer, immer noch verhältnismäßig gut. Langsam abgekühltes Eisen ist bei gewöhnlichen Temperaturen bis zu mehreren hundert Grad hinauf magnetisierbar, und zwar ist es das magnetischste aller Metalle. Es verliert aber den Magnetismus zum größten Teil wieder schnell, sobald der magnetisierende Einfluß aufhört, hoch erhitztes oder aus hohen Temperaturen schnell abgekühltes Eisen ist unmagnetisierbar. Schmiedbarkeit, Hämmerbarkeit und Schweißbarkeit des reinen Eisens sind ausgezeichnet.

Zusammengesetzte Stoffe. Die meisten Stoffe sind nicht reine chemische Elemente, sondern aus zwei oder mehr Elementen zusammengesetzt. Die zusammengesetzten Stoffe teilt man in zwei große Gruppen ein, nämlich die gleichartigen (homogenen) und die ungleichartigen (inhomogenen). Zur ersten Gruppe zählt man jeden Stoff, der in keinem Punkte, auch nicht in den winzigen Teilchen, die sich auf irgendeine weise (z. B. bei Beobachtung unter einem sehr scharfen Mikroskop) noch eben erkennen lassen, Verschiedenartigkeiten zeigt. Daher gehören die chemischen Verbindungen und die physikalischen Gemische (echte Lösungen) zu den homogenen Stoffen, während eine chemische Verbindung aus ihren Elementen stets in einem ganz bestimmten unabänderlichen Mengenverhältnis zusammengesetzt ist, kann das physikalische Ge-

24    3- Kap. Das reine (Eifenmetall und die Cisenkohlensrofflegierungen

misch (die echte £öfung) die am Aufbau beteiligten Elemente innerhalb der Grenzen der gegenseitigen Mischbarkeit (Löslichkeit) in verschiedenen beliebigen Mengenverhältnissen enthalten. Die physikalischen Gemische sind nicht zu verwechseln mit den mechanischen Gemengen, die zur Gruppe der inhomogenen Stoffe ge> hören, weil die einzelnen sie aufbauenden Bestandteile verschiedenartig sind und sich daher mit Hilfe eines scharfen Mikroskops, wenn nicht schon mit bloßem Auge oder auf sonstige weise voneinander unterscheiden lassen (Beispiel: Schießpulver, das aus Kohle, Schwefel und Salpeter besteht). Die physikalischen Gemische oder echten Lösungen können ebenso wie die chemischen Elemente und Verbindungen in gasförmigem, flüssigem und festem Zustande vorkommen. Beispiele für flüssige, physikalische Gemische sind wässerige Salzlösungen, wie die Lösungen von Salmiak (NH₄C1) in Wasser. Ein Beispiel für eine feste Lösung ist Glas. Ist eine feste Lösung kristallisiert, so nennt man sie auch „Mischkristalle"

Legierungen. 5u den flüssigen echten Lösungen gehören auch die geschmolzenen Legierungen. Mit Legierungen bezeichnet man sowohl Gemische von Metallen untereinander als auch Gemische von Metallen und Nichtmetallen, sofern sie die kennzeichnenden Eigenschaften von Metallen haben, also Metallglanz, gute Leitfähigkeit für wärme und Elektrizität usw. Danach sind auch alle technisch verwerteten Eisensorlen Legierungen, denn diese sind Gemische von Eisen mit Nichtmetallen, wie z.B.K oh len st off, Silizium Phosphor, Schwefel, und mit Metallen, z.B. mit Mangan, in besonderen Fällen auch mit Nickel, Ehrom, Wolfram u. a.

Legierungen stellt man zu dem Zweck her, einem Metall ganz bestimmte, seinem Verwendungszweck angepaßte Eigenschaften zu geben, die es in reinem Zustande nicht aufweist. Jeder Legie-rungsbestandteil wirkt nämlich auf die verschiedenen Eigenschaften des Metalls mehr oder weniger stark ein, und zwar in den mannigfaltigsten Abstufungen je nach der höhe des Gehalts. So sann man durch Legieren verschiedener Mengen gewisser Stoffe mit einem Metall z. B. dessen.härte, Festigkeit, Elastizität und Zähigkeit steigern oder vermindern, die Leitfähigkeit für Elektrizität verbessern oder herabsetzen, den Schmelzpunkt erniedrigen oder erhöhen, die Schmiedbarkeit und Schweißbarkeit fördern oder be* einträchtigen usw. Auch das Eisenmetall erhält seine vielen guten Eigenschaften, die es für zahllose Verwendungszwecke geeignet machen, erst durch Legieren mit anderen Stoffen; reines Eisen hat, wie bereits erwähnt wurde, höchstens für einige wenige Sonderzwecke brauchbare Eigenschaften.

Kristallisation der technischen Lisensorten. Da alle technischen Eisensorten im geschmolzenen Zustande homogene flüssige Lösungen sind, so kristallisieren sie auch bei der Erstarrung in ganz ähnlicher Weise wie die entsprechenden wässerigen Lösungen. (Ein Unterschied besteht eigentlich nur insofern, als das Lösungsmittel der ersteren, das Eisenmetall, erst bei sehr hohen Temperaturen flüssig ist, das Lösungsmittel der letzteren, das Wasser, dagegen bei verhältnismätzig niedrigen Temperaturen. Bei der Kristallisation bilden die technischen Eisensorten ebenso wie das reine Metall ein zusammenhängendes dichtes Haufwerk von richtungslos durcheinander liegenden Kristalliten. Während das kristalline Haufwerk beim reinen Metall aber stets homogen ist, da es ja nur aus dem einen Element besteht, sind die technischen Lisensorten in der Regel inhomogene kristalline Gebilde. Denn an der Zusammensetzung der technischen Lisensorten ist eine ganze Reihe von Elementen beteiligt, die zwar im flüssigen Eisen löslich sind, aber nicht oder nur zumTeil im festen, zumal wenn es bis zu gewöhnlichen Tagestemperaturen herab abgekühlt.ist. Alle diese im festen abgekühlten Eisen nicht löslichen Elemente kristallisieren ganz oder teilweise während der Erstarrung und weiteren Abkühlung aus dem Metall aus, und zwar teils in Form van chemischen Verbindungen mit dem Metall oder untereinander, teils in elementarer Form. Daher besteht die Mehrzahl der technischen Lisensorten nach vollständiger Abkühlung aus einem inhomogenen Haufwerk von Kristalliten der verschiedensten Art, nämlich festen Lösungen, chemischen Verbindungen und Elementen. Rur in solchen besonderen Fällen, in denen infolge der chemischen Zusammensetzung oder der Art der thermischen Behandlung (z. B. infolge sehr schneller Abkühlung) eine Abscheidung der Elemente aus dem Metall gänzlich unterbunden wird, diese also sämtlich in ganzer Menge in fester Lösung mit dem Metall bleiben, ist die betr. Eisenlegierung wie im flüssigen so auch im festen erkalteten Zustande noch ein ganz homogener Stoff.

26    3- Kap. Das reine Lisenmetall und die <EifentoI)(enftoffIegiertmgen

Kfeingefüge. Durch die Beschaffenheit und die Anordnung der einzelnen Kristalliten wird bas Kleingefüge, Me Iltis rost ruf= t u r, einer technischen Eisensorte bedingt. Unter der Voraussetzung, daß ein technisches Lisen keineUnregelmäßigkeiten in derZusammen-setzung (Seigerungserscheinungen) aufweist und frei von sonstigen Fehlern (Rissen, Spannungen, Schlackeneinschlüssen, Lunkern, Gasblasen u. dgl.) ist, hängen seine sämtlichen Eigenschaften lediglich von seinem Kleingefüge ab. Daher ist es von außerordentlicher Wichtigkeit, das Kleingefüge, d. h. also die Zusammensetzung, Größe, Form und Anordnung der einzelnen Gefügebestandteile kennenzulernen. Um sich einen Einblick darein zu verschaffen, muß mansich von der betr. Legierung in ähnlicher weise, wie es oben beim reinen Eisenmetall beschrieben war, einen Schliff herstellen und ihn nach vorausgegangener geeigneter Behandlung im auffallenden Lichte unter dem Mikroskop betrachten. Dabei lassen sich die einzelnen Gefügebestandteile voneinander unterscheiden. mit der Erforschung des Kleingefüges der ITtetaUe und Legierungen beschäftigt sich die metallographie. Hauptaufgabe dieser noch sehr jungen Wissenschaft ist es, nicht nur in der oben beschriebenen Weise das fertige Kleingefüge zu untersuchen, sondern auch die ganze Entstehung desselben von der beginnenden Erstarrung an bis zur völligen Erkaltung zu verfolgen. Dies geschieht in der Hauptsache durch eine Untersuchungsmethode, die man thermische Analyse nennt. Der geringe Umfang des vorliegenden Werkchens gestattet nicht, auf die Entstehung des Kleingefüges der technischen Eisensorten näher einzugehen, auch das fertige Gefüge kann im folgenden nur in ganz großen Zügen beschrieben werden. Da der Kohlenstoff von allen in den gewöhnlichen technischen Lisensorten enthaltenen Elementen den weitaus größten Einfluß auf das Kleingefüge hat, so genügt es vollkommen, den Gefügeaufbau der reinen Eisenkohlenstofflegierungen kennenzulernen, um daraus denjenigen der technischen Eisensorten ableiten zu können, zumal ein wesentlicher Unterschied im Gefüge der ersteren und letzteren nicht besteht.

Kristallisation und Kleingefüge der Eisenkohlenstofflegierungen. In den geschmolzenen Eisenkohlenstofflegierungen ist der Kohlenstoff vollständig gelöst, aber nicht in elementarer Form, sondern als chemische Verbindung mit dem Eisen, die Eisenkarbid heißt

Kristallisation und Kieingefüge der Lisenkohlenstofslegierungen 27

und die Formel Fe₃C hat. Geschmolzenes (Eisen kann kurz vor beendigter Erstarrung nur bis zu 4,2% Kohlenstoff (C) lösen und im festen Zustande unmittelbar nach der Erstarrung sogar nur bis zu 1,7%. Bei weiterer Abkühlung nimmt die Lösungsfähigkeit dann noch mehr ab. Dicht oberhalb 710° vermag das Metall nicht mehr als 0,9% C in Lösung zu halten, um dann bei 710° jegliche Lösungsfähigkeit für Kohlenstoff zu verlieren (normale langsame Abkühlung vorausgesetzt). So erklärt es sich, dost alle Eisenkohlenstofflegierungen mit Kohlenstoffgehalten bis zu 1,7 % unmittelbar nach der Erstarrung zwar noch aus fester Lösung Mischkristallen) von Eisen und Eisenkarbid bestehen, dann aber bei weiterer Abkühlung innerhalb eines Temperaturgebis-tes, das man mit Umwandlungszone bezeichnet, noch weitere Veränderungen hinsichtlich des Gefüges erfahren. Nach einem allgemeinen Gesetz, welches für alle flüssigen und festen derartigen Lösungen gilt, deren Bestandteile bei höheren Temperaturen noch löslich ineinander find, bei niedrigeren aber nicht mehr, vollziehen sich diese Umwandlungen in folgender Weise: Die Legierung mit 0,9% C (eutektoide Legierung ^)) behält den gesamten Kohlenstoff bis herab zu 710° (Umwandlungstemperatur) unverändert in fester Lösung, um dann bei dieser Temperatur in ein inniges Gemenge (Lutektoid) von Eisen und Lisenkarbid zu zerfallen. Die Legierungen mit weniger als 0,9% C beginnen dagegen schon bei höheren Temperaturen als 710° (jede aber bei einer anderen, die desto tiefer liegt, je höher der Kohlenstoff-gehalt ist) reine Eisenkristalle auszuscheiden (Umwandlungszone) und setzen dies so lange fort, bis der Rest der festen Lösung den eutektoiden lGehalt (0,9% C) erreicht hat. Dann zerfällt dieser Rest bei 710° in das Lutektoid Eisen-Eisenkarbid. 3n entsprechender weise scheiden die Legierungen mit mehr als 0,9 bis zu 1,7% C innerhalb der Umwandlungszone (beginnend bei einer desto höheren Temperatur, je höher der Kohlenstoffgehalt) Lisenkarbidkri-stalle aus, und zwar ebenfalls so lange, bis wiederum der Rest der festen Lösung den eutektoiden Gehalt erreicht hat und dann bei 710° in das eutektoide Lisen-Lisenkarbidgemenge zerfällt.

Das eutektoide Gemenge von Eisen und Eisenkarbid erscheint bei 1) Lutektoid zum Unterschied von eutektisch (Legierung mit 4,2 % C). stlTu® 20: Wedding. Das Eisenhüttenwesen. 5. stuf!.

nicht allzu scharfer Vergrößerung im 5chliff als einheitlicher Gefügebestandteil, der in der Metallographie wegen seines perlmutterähnlichen Glanzes die Bezeichnung perlit erhalten hat. Die reinen Lisenkristalle heißen Ferrit, die Lisenkarbidkristalle Zementit oder Uarbidkohle. Danach bestehen also die Eisenkohlenstofflegierungen mit weniger als 0,9o/o C aus Ferrit und perlit, und diejenigen mit mehr als 0,9 bis zu 1,7% C aus Zementit und perlit, während die eutektoide Legierung mit 0,9% C nur aus perlit aufgebaut ist.

Die Kristallisation der Eisenkohlenstofflegierungen bis zu 1,7% C verläuft aber npr dann in der angegebenen Weise, wenn die Abkühlung möglichst langsam vor sich geht, so daß die feste Lösung die erforderliche Zeit hat, innerhalb der Umwandlungszone Ferrit bzw. Zementit abzuscheiden und dann bei der Umwandlungstemperatur (710°) in perlit zu zerfallen. Läßt man den betr. Legierungen diese Zeit nicht, sondern zwingt man sie durch Eintauchen in kaltes Wasser (Abschrecken), aus den Temperaturen oberhalb der Umwandlungszone sich sehr schnell abzukühlen, so kann man die Ferrit- bzw. Zementitabscheidung, vor allem aber den Zerfall der festen Lösung in perlit unterbinden. Die betr. Legierungen befinden sich dann in sog. unterkühltem 'Zustande. Da es nicht möglich ist, das Abschrecken so schnell durchzuführen, daß man eine vollständige Unterkühlung bei den reinen Eisenkohlenstofflegierungen erreicht, so kann man auch die feste Lösung niemals ganz unzersetzt bei gewöhnlichen Temperaturen erhalten. vielmehr ist ein Teil stets schon etwas zerfallen. Daher bestehen die oberhalb der Umwandlungszone abgeschreckten Eisenkohlenstofslegierungen auch nie aus Austenitx) allein, wie man die homogene feste Lösung von Eisenkarbid in Eisen nennt, sondern zum größten Teil aus Martensit²) oder Härtungskohle, einer schon etwas in Zerfall übergegangenen festen Lösung. Der Martensit ist stets durch sein nadliges oder spießähnliches Aussehen gekennzeichnet, während der Austenit als homogener Bestandteil mit dem reinen Eisenmetall metallographisch Ähnlichkeit hat. Leim Abschrecken aus Temperaturen innerhalb der Umwandlungs-

I) u. 2) So genannt nach bett Forschern Roberts stuften bzw. Martens, bie sich um bie Metallographie große üerbienfte erworben haben.

Abgeschreckte und angelassene Lisenkohlenstosflegierungen

29

zone ist neben dem Martensit natürlich noch Ferrit bzw. 3emen-tit vorhanden.

Durch nachträgliches „Anlassen" einer abgeschreckten Lisenkoh-lenstofflegierung, d. h. durch Erhitzen kann man den Zwangszustand der Unterkühlung nach und nach wieder aufheben^ bis der Martensit sich ganz in perlit (Zementit-Ferrit-Gemisch) umgebildet hat. Während des Anlassens findet bei Temperaturen, die zwischen etwa 200 und 600° liegen, die allmähliche Abspaltung von Zementit und Ferrit aus der festen Lösung statt, und zwar anfänglich in so feiner Verteilung, daß. man die genannten Bestandteile auch bei stärkster Vergrößerung einzeln nicht zu unterscheiden vermag. Durch die Art der Anordnung der ganz fein verteilten Ferrit- und Zementitteilchen in der festen Lösung kann man beim Anlassen mehrere metallographisch gekennzeichnete Über-gangsgefüge (Anlaßzustände) zwischen dem Austenit bzw. Martensit und dem Perlit unterscheiden. Die wichtigsten bezeichnet man nach bekannten Forschern auf diesem Gebiete mit Troostit, Gsmondit und Sorbit.'

Die Eisenkohlenstofflegierungen mit mehr als 1,7 o/o C bestehen, wie nach den früheren Ausführungen über die Lösungsfähig-keit des Eisens für Kohlenstoff erklärlich ist, unterhalb 710° ebenfalls aus Zementit und perlit. Bei diesen Legierungen kommt aber, wenn sie sehr langsam erstarren, als weiterer Gefügebestandteil noch elementarer Kohlenstoff in Form von Graphit hinzu, weil der Zementit eine große Neigung hat, nach der Gleichung FesC «= 3 Fe + C in Eisen und Kohlenstoff zu zerfallen. Auch bei nachträglichem Glühen einer schneller abgekühlten und daher nur Zementit und perlit enthaltenden Eisenkohlenstofflegierung kann der Zementit in Eisen und Kohlenstoff zerlegt werden. Dann tritt er aber nicht als blättriger Graphit, sondern als sog. Temperkohle in Form von schwarzen Knoten in der betr. Legierung

auf.

Die anderen neben dem Kohlenstoff in den technischen Eisensorten enthaltenen Elemente üben zwar, wie schon gesagt, auf die Kristallisation und damit das Gefüge der reinen Eisenkohlenstofflegierungen einen mehr oder weniger großen Einfluß aus, jedoch im allgemeinen nur in der Weise, daß die bereits aufgeführten Gefügebestandteile meist wieder zu erkennen sind. Dies

gilt ganz besonders für die gewöhnlichen technischen Eisensorten, da ja in diesen der Kohlenstoff auch die Hauptrolle spielt.

Neben der chemischen Zusammensetzung hat auch die Form, Grütze und Hnorbnung der Gefügebestandteile einen wesentlichen Linflutz aus die Eigenschaften der technischen Lisensorten. Die metallographischen Forschungen hierüber sind bei weitem noch nicht abgeschlossen und allgemeine Gesetzmäßigkeiten noch nicht festgestellt. Immerhin liegen schon umfangreiche Ergebnisse vor, insbesondere über die Größe der einzelnen Gefügebestandteile (die Korngröße). (Es sollen hier nur die schmiedbaren Eisensorten mit Kohlenstoffgehalten unterhalb 1,7°/o betrachtet werden, weil bei diesen die Korngröße eine besonders große Rolle spielt. Das gröbste Korn haben die aus Temperaturen weit oberhalb des Schmelzpunktes sehr langsam abgekühlten technischen Eisensorten. Richt zu hohe Erhitzung über den Schmelzpunkt hinaus und dann schnellere Abkühlung wirken daher verfeinernd auf das Korn. Weit günstiger beeinflußt in dieser Hinsicht aber alle langsam abgekühlten Sorten schmiedbaren (Eisens eut nach der Abkühlung besonders vorgenommenes sachgemäßes Glühen. Dieses besteht darin, daß, man das betr. Rlaterial auf Temperaturen erhitzt, die dicht oberhalb der Umwandlungszone liegen. Mit der hierbei erfolgenden Umwandlung des Perlits in die feste Lösung und der Auflösung des Ferrits bzw. Zementits in dieser Lösung ist die Entstehung eines vollständig neuen feinkörnigen Gefüges verbunden, sobald man kurz nach Erreichung der richtigen Glühtemperatur das Material wieder langsam abkühlen läßt. 3u langes Glühen bei richtiger Temperatur oder richtige Glühdauer bei zu hoher Temperatur (weit oberhalb der Umwandlungszone) führen keine Verfeinerung des Korns, eher sogar eine Vergröberung herbei. Roch feiner wird das Korn, wenn ein schmiedbares Eisen nach sachgemäßer Glühbauer und aus geeigneter Glühtemperatur abgeschreckt und dann angelassen wird. Eine Kornverfeinerung, die diejenige durch sachgemäßes Glühen allein noch weit übertrifft, erzielt man durch mechanische Behandlung, und zwar durch Warmbehandlung oberhalb der Umwandlungszone (walzen, Schmieden, Pressen bei Rotglut) und in noch höherem Grade durch Kaltbearbeitung (Kaltwalzen, Kaltziehen bei gewöhnlichen Temperaturen). Das überhaupt feinste

Korn wird durch eine Vereinigung von sachgemäßer Warmbearbeitung oberhalb der Umwandlungszone mit darauf folgendem Abschrecken und Anlassen oder anschließendem Kaltbearbeiten erzielt.

Auf die Form und Anordnung der einzelnen Kleingefügebestandteile kann hier nicht näher eingegangen werden, jedenfalls erfahren sie durch die chemische Zusammensetzung sowie die Art der mechanischen und thermischen Behandlung die mannigfaltigsten Veränderungen. So findet man z. B. in geglühten schmiedbaren Eisensorten den Ferrit und perlit bzw. den Zementit und perlit oft in Körnern gleichmäßig durch das ganze Material verteilt (Kornstruktur). In anderen Fällen legen sich Ferrit oder Zementit netzförmig um die einzelnen perlitkärner herum (Netz-struktur), oder aber die Anordnung dieser Gefügebestandteile ähnelt dem Gefüge in den Meteoriten (widmannstättensche Struktur), ©ft beobachtet man auch die sog. Zeilenstruktur, bei der die Gefügebestandteile durch die Einwirkung der mechanischen Behandlung in der Streckrichtung in parallelen Reihen angeordnet sind.

viertes Kapitel.

Die Eigenschaften der technisch verwerteten Lisenr.

Kein anderer metallischer Stoff wird auch nur in annähernd so großer Menge von den Menschen verbraucht wie das Eisen, weil es nächst dem Aluminium das verbreitetste Metall der Erde ist, verhältnismäßig einfach und billig durch berg- und hüttenmännische Arbeit gewonnen werden und so viele vorzügliche Eigenschaften erhalten kann, daß es zur Herstellung einer schier endlosen Reihe von Gegenständen zu verwenden ist, und zwar häufig gerade von solchen, die nicht nur in ungeheuren Mengen gebraucht werden, sondern auch große Einzelgewichte haben, wie Schienen, Träger u. dgl.

Die verschiedenen Eigenschaften mit ihren unzähligen Abstufungen gibt man dem Eisen, wie bereits aus dem dritten Kapitel hervorgeht, einmal dadurch, daß man es mit verschiedenen Elementen in mehr oder weniger großer Menge legiert, und weiterhin dadurch, daß man die betr. Legierungen oft noch einer mechanischen Behandlung durch Schmieden, Pressen, Walzen, Ziehen

usw. unterwirft sowie einer thermischen Behandlung durch mehr oder weniger schnelles Abkühlen, Erhitzen auf gewisse Temperaturen bestimmte Zeiten hindurch u. dgl. Jedes in der Technik verwendete Eisenmaterial von einer ganz bestimmten chemischen Zusammensetzung kann also durch die Art der mechanischen und thermischen Behandlung noch sehr weitgehende Veränderungen erfahren. Die Eigenschaften eines jeden Eisenmaterials hängen, wie schon im dritten Kapitel ausgeführt worden war, im wesentlichen lediglich vom Kleingefüge ab, also von der Zusammensetzung, $orm, Große und Anordnung der einzelnen Gefügebestandteile. Allerdings sind auch andere Faktoren auf die Eigenschaften von Einflutz, wie Seigerungen, Risse, Spannungen, Schlackeneinschlüsse, Gasblasen, Lunkern, a., die als Materialfehler anzusehen, daher zu vermeiden oder wenigstens auf ein Mindestmaß zu beschränken sind. Die chemische Zusammensetzung der verschiedenen technischen Eisensorten wird einmal durch solche Elemente bedingt, die fast stets bei der Darstellung (teilweise unbeabsichtigt) aus den verwendeten Rohstoffen oder der Umgebung hineingelangen und daher auch nahezu in allen Fällen darin enthalten sind, wie Kohlenstoff. Silizium, Mangan, Phosphor, Schwefel u. a., dann durch solche Elemente, die in Einzelfällen gewissen technischen Eisensorten zugesetzt werden, wie Nickel, Chrom, Wolfram, Vanadin, Molybdän.

3nt folgenden sollen min zunächst die für die Verwendung des technischen Eisens wichtigsten Eigenschaften (Gewerbseigenschaf-ten) kurz beschrieben werden und im Anschluß daran diejenigen, welche für die Darstellung und Verarbeitung des Eisens von Bedeutung sind (technologische oder Arbeitseigenschaften), und zwar beide Arten Eigenschaften unter gleichzeitiger Aufzählung der Einflüsse. welche die verschiedenen Elemente sowie die mechanische und thermische Behandlung auf sie ausüben.

Seftfafeitseigenfdioften (Festigkeit, Elastizität, Zähigkeit). Mit Festigkeit (Bruchfestigkeit) bezeichnet man den inneren widerstand. den ein Stoff der Trennung in einzelne Teile durch äußere Kräfte entgegengesetzt. Je nach der Art der Beanspruchung durch äußere Kräfte unterscheiden wir zwischen Zug-, Druck-, Biegungz-, Drehungs-, Scherfestigkeit u. a. 3n den meisten Fällen wird lediglich die Zug- (Zerreiß-) Festigkeit eines Materials gemessen, und

zwar wird sie ausgedrückt durch das Gewicht, mit dem das Material auf Iqmm (Querschnitt bis zum Bruch belastet werden kann. Elastizität ist derjenige innere widerstand, den ein Stoff einer bleibenden Formänderung entgegensetzt. Da die Elastizitätsgrenze in vielen Fällen schwierig festzustellen ist, begnügt man sich meist mit der Kenntnis der Fließ- oder Streckgrenze, die etwas oberhalb der Elastizitätsgrenze liegt und angibt, wann eine bleibende Formänderung bei gleichbleibender äußerer Belastung eintritt. Mit Zähigkeit bezeichnet man die Eigenschaft eines Stoffes, starke bleibende Formänderungen zu ertragen, ohne zu zerreißen. Je weiter also Elastizitäts- und Bruchgrenze auseinander liegen, desto zäher ist der Stoff. Das Gegenteil der Zähigkeit ist Sprödigkeit. Ein spröder Stoff bricht leicht schon bei schwachen vorübergehenden mechanischen Einwirkungen, wie Schlägen, Stößen, Erschütterungen, kann aber bei ruhiger Belastung unter Umständen hohe Festigkeitsgrade haben.

Bei den technischen Eisensorten ist im allgemeinen mit großer Festigkeit geringe Zähigkeit verbunden. Nur bei gewissen hervorragenden Sonderstählen sind beide Eigenschaften gleichmäßig im hohen Grade vertreten. Bei den gewöhnlichen Eisensorten hat den bedeutendsten Einfluß auf die Zugfestigkeit der Kohlenstoff, während reines Eisen eine Zugfestigkeit von nur etwa 30 kg aus 1 qmm (Querschnitt hat, nimmt diese bei gleichzeitig abnehmender Zähigkeit mit steigendem Kohlenstoffgehalt zu, um bei einem Stahl mit 1 o/o C den Höchstwert von rund 80 kg zu erreichen. Bei noch höheren Gehalten an diesem Element sinkt die Festigkeit wieder schnell. Gewöhnliche Roheisensorten haben meist nur noch Festigkeitswerte von weit weniger als 30 kg. 3m grauen Roheisen trägt besonders der zwischen den eisenhaltigen Bestandteilen abgeschiedene mürbe Graphit sehr zur Verminderung der Festiakeit bei, zumal wenn er sehr grobkristallinisch ist. Silizium und Mangan wirken im schmiedbaren Eisen in geringeren Klengen ähnlich wie Kohlenstoff auf die Festigkeitseigenschaften ein, nur in schwächerem Klaße. Sehr hohe Festigkeit rufen besonders die Elemente Nickel und Chrom einzeln und zusammen im kohlenstoffhaltigen Eisen hervor, und zwar unter gleichzeitig günstigster Beeinflussung der Zähigkeit. Nickelchromstahle finden daher u. a. Anwendung im Automobil- und Flugzeugbau, wo es auf

hochbeanspruchte Teile mit geringem tHuerschnitt ankommt. Sehr ungünstig wirkt Phosphor auf das Eisen ein- er macht es kaltbrüchig, d. h. er vermindert die Zähigkeit so, daß es im erkalteten Zustande leicht bricht.

Auf den nachteiligen Einfluß, den Seigerungen, Schlackeneinschlüsse, Lunker. Gasblasen (vgl. S. 38 ff.) und Spannungszustände, welch letztere hauptsächlich infolge ungleichmäßiger Abkühlung entstehen, auf die Festigkeitseigenschaften des technisch verwerteten Eisens haben, war bereits hingewiesen worden, von sehr großer Bedeutung für die Festigkeitseigenschaften ist die mechanische und thermische (Wärme-) Behandlung des Eisens, hierdurch werden nicht nur verschiedene der eben genannten Materialfehler der technischen Eisensorten teilweise beseitigt, sondern bei sachgemäßer Durchführung der betr. Verfahren wird auch das Kleingefüge in einer die Festigkeitseigenschaften günstig beeinflussenden weise verändert. So kann z. B. das Korn in weitgehendem Maße verfeinert werden. Kornverfeinerung ist aber gleichbedeutend mit Steigerung der Festigkeit, bis zu einer gewissen Grenze auch der Zähigkeit. Daher wirkt Marmbearbeitung bei Rotglut günstig auf Festigkeit und Zähigkeit, Kaltbearbeitung besonders auf Festigkeit. Über die Wärmebehandlung des gewöhnlichen schmiedbaren Eisens läßt sich ganz allgemein sagen, daß es im Urzustand, in dem es sich nach dem Gießen und darauf folgendem langsamem Abkühlen befindet, wegen des groben Korns geringe Festigkeit bei geringer Dehnung aufweist, nach sachgemäßem Abschrecken dagegen bei feinem Korn hohe Festigkeit und geringe Dehnung und nach dem Anlassen endlich mittlere Festigkeit und große Dehnung zeigt. Ein schmiedbares (Eisen (Stahl) von geeigneter chemischer Zusammensetzung ist jedenfalls nach richtiger mechanischer und thermischer Behandlung der festeste aller uns bekannten natürlichen und künstlichen Stoffe.

härte. Die Härte ist der widerstand, den ein Stoff dem Eindringen eines Körpers in seine Oberfläche entgegensetzt. In den gewöhnlichen technischen Eisensorten übertrifft der Kohlenstoff die übrigen, ebenfalls nur in geringer Menge vorhandenen Elemente in der härtesteigernden Wirkung. Daher soll im folgenden nur von den Gefügebestandteilen des Eisens und Kohlenstoffs die Rede fein. Die Härte ist desto größer, je mehr Harte Gefügebestandteile vorhanden sind und je feiner diese im Material verteilt sind. Der härteste Gefügebestandteil in den gewöhnlichen technischen Lisensorten ist der Zementit (Lisenkarbid Fe₃C), dann folgen Martensit und Austenit (feste Losungen von Lisenkarbid in Lisen), die desto härter sind je höher ihr Kohlenstoffgehalt ist, dann die HnlaßZustände Troostit, Gsmondit, Sorbit; noch weniger hart sind perlit (eutektischer Gemenge von Eisen und Lisenkarbid) und Ferrit (reines Lisen). Hm weichsten sind Graphit und Temperkohle. Danach muß! also die Härte in den gewöhnlichen langsam abgekühlten technischen Lisensorten mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt zunächst zunehmen, weil ja nach dem dritten Kapitel in den Lisenkohlenstofflegierungen mit weniger als 0,9o/o C der perlit gegenüber dem Ferrit zunimmt, in denen mit mehr als 0,9% der Zementit gegenüber dem perlit. Bei den höher gekohlten Sorten nimmt dann die Härte allerdings wieder ab, weil sich zum perlit und Zementit noch der weiche Graphit gesellt, weit größer muß natürlich die Härte in den abgeschreckten Sorten sein, weil diese aus Martensit oder Martensit und Zementit, also zwei sehr harten Gefügeelementen bestehen. Huch bei den kohlenstoffreicheren Sorten müssen die schneller abgekühlten härter sein als die langsam abgekühlten- denn erstere sind nur aus perlit und dem harten Zementit aufgebaut, letztere enthalten daneben aber, wie schon gesagt, den weichen Graphit. Aus dem gleichen Grunde wirkt auch ein höherer Mangan-gehalt in den kohlenstoffreicheren technischen Lisensorten härtesteigernd, ein höherer Siliziumgehalt dagegen umgekehrt, weil das Mangan den Zerfall des harten Zementits in Ferrit und Graphit verhindert, das Silizium ihn aber fördert. Die gewöhnlichen abgeschreckten Kohlenstoffstähle werden in ihrer Härte noch weit übertroffen von solchen Stählen, die mit bestimmten Gehalten an Mangan, Nickel, Chrom, Wolfram u. a. legiert sind. Derartige Stähle sind in vielen Fällen schon von Natur, ohne daßi sie abgeschreckt worden sind, härter als die abgeschreckten Kohlenstoffstähle- ihre Härte wird daher als Naturhärte bezeichnet im Gegensatz, zu der durch Abschrecken erzielten Härtungshärte.

Elektrische Leitfähigkeit. Keines Eisenmetall leitet den elektrischen Strom noch verhältnismäßig gut; mit zunehmendem Gehalt an Kohlenstoff und anderen Elementen nimmt die Leitfähigkeit jedoch mehr und mehr ab, d. h. der Leitungswiderstand wird größer. Merkwürdigerweise wird dieser Widerstand durch Kohlenstoff in Form der festen Lösung (Austenit, Martensit) viel stärker beeinflußt als durch Kohlenstoff, der in Form von Karbid oder Graphit (in nicht übermäßig großer Menge) vorhanden ist.

Magnetische Eigenschaften. Die Magnetisierbarkeit des reinen Eisens, das der magnetischste aller uns bekannten Stoffe ist, nimmt mit steigendem Gehalt an Kohlenstoff und anderen Elementen ab, während seine Fähigkeit, den einmal erteilten Magnetismus festzuhalten, hierbei zunimmt. Die Technik macht sich dies in der weise zunutze, daß sie einerseits für Dynamoanker und Transformatoren reines Eisen oder zur Vermeidung von Magnetisierungsverlusten besser noch kohlenstoffarmes, siliziumreiches Schmiedeisen verwendet, welches den Magnetismus so leicht wie möglich annimmt, ihn aber bei Aufhören der magnetisierenden Wirkung auch so schnell und leicht wie möglich wieder verliert, daß sie andererseits für Dauer- (permanente) Magnete kohlenstoffreichen Stahl (mit etwa 1 o/o C) benutzt, der den ihm einmal erteilten Magnetismus dauernd möglichst unverändert beibehält.

SSurebeständigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Rost. Die Löslichkeit des Eisens in verdünnter Schwefelsäure nimmt mit wachsendem Kohlenstoffgehalt, also mit Zunahme des harten schwerlöslichen Eisenkarbides ab, jedoch ist Form, Größe und Anordnung der einzelnen Gefügebestandteile hierbei von wesentlichem Einfluß. Gegen Einwirkung verdünnter Salpetersäure hat sich eine Legierung des Eisens mit hohen Gehalten an Throm und Nickel als besonders geeignet erwiesen, gegen Angriff konzentrierter Salpetersäure ist ein hochprozentiger Siliziumeisenguß am widerstandsfähigsten. Das Rosten (die Korrosion) des Eisens, das vorwiegend durch wasserhaltige Lust (Sauerstoff) oder lufthaltiges Wasser hervorgerufen wird, wird durch Zunahme eines Gehalts an Kohlenstoff und anderen Elementen nur unwesentlich beeinflußt. Nur ein hoher Nickelgehalt wirkt einigermaßen rostschützend. Der beste Rostschutz bleibt jedenfalls der Anstrich mit einer geeigneten Farbe oder der Überzug mit einem Metall usw.

Schmelzbarkeit. Der Schmelz- und Erstarrungspunkt des reinen Eisenmetalls, der bei 1529° liegt, wird bis zu einem gewissen Höchstgehalt durch steigenden Zusatz an Kohlenstoff in immer

tiefere Temperaturen heruntergedrückt. Gleichzeitig beeinflußt der Kohlenstoff das Metall auch in der weife, daß. die Erstarrung und Schmelzung der Eisenkohlenstofflegierungen ebenso wie bei allen anderen derartigen Lösungen nicht bei einem bestimmten Temperaturpunkt, sondern in einer ganzen Temperaturzone vor sich geht. So beginnt z. B. eine Eisenkohlenstofflegierung mit 1 °/o C bei etwa 1440" zu erstarren, beendigt ihre Erstarrung aber erst bei 1170", und umgekehrt bei der Erhitzung tritt der Beginn der Schmelzung bei 1170° ein, während der letzte Rest erst bei 1440" geschmolzen ist. Eine Legierung mit 2%C erstarrt (bzw. schmilzt) erst zwischen 1350" und 1130", eine solche mit 3»/o C sogar erst zwischen 1260° und 1130". Hm tiefsten liegt der Erstarrung?- .und Schmelzpunkt der Legierung mit 4,2o/₀ C, nämlich bei 1130". Diese ist merkwürdigerweise die einzige Eisenkohlenstoffleg ierung, die ebenso wie das reine Eisenmetall bei einem ganz bestimmten Temperaturpunkt, nicht in einer Zone erstarrt bzw. schmilzt. Da sie am längsten von allen Eisenkohlenstofflegierungen flüssig bleibt bzw. zuerst von allen schmilzt, so nennt man sie eine eutektische (gut flüssige) Legierung. Bei den Legierungen mit mehr als 4,2% C steigen die Punkte der beginnenden Erstarrung bzw. der beendigten Schmelzung mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt wieder schnell höher.

Die Erstarrungs- und Schmelzpunkte der gewöhnlichen technischen Eisensorten liegen denen der reinen Eisenkohlenstofflegierungen nahe, da die übrigen darin enthaltenen Elemente auf die Erstarrungs- und Schmelztemperaturen einen weit geringeren Einfluß haben wie der Rohlenstoff. Dementsprechend haben auch die Eisensorten mit geringeren Kohlenstoffgehalten — schmiedbare Eisensorten — viel höher liegende Schmelzpunkte, sind also viel schwerer schmelzbar wie diejenigen mit höherem Kohlenstoffgehalt, also die Roheisensorten. Bei ersteren liegen die Schmelzpunkte zwischen 1500 und 1309°, bei letzteren zwischen 1250 und 1050". Deswegen muß auch bei allen in den späteren Kapiteln beschriebenen Darstellungsverfahren des schmiedbaren Eisens aus Roheisen die Heiztemperatur im Laufe des betr. Verfahrens desto höher steigen, je mehr der Gehalt an Kohlenstoff und den übrigen Elementen in dem geschmolzenen Eisen durch Oxydation abnimmt, falls man das Rletall überhaupt im

flüssigen Zustande gewinnen will (Flußeisen) und nicht im teigigen, nur halb geschmolzenen (Schweißeisen).

Schwindung. Lunkerung, Garblasenbildung, Selgerung. Bei der Erstarrung und weiteren Bbkühlung zeigen die technischen Eisen-sorten oft die vorgenannten Eigenschaften, die die weitere Verarbeitung und spätere Verwendung mehr oder weniger stark in ungünstiger Weise beeinflussen. Schwindung nennt man die Eigenschaft des technischen Eisens, sich bei der Bbkühlung aus dem flüssigen Zustande stark zusammenzuziehen, nachdem es sich während und kurz nach der Erstarrung noch etwas ausgedehnt hatte. Infolge der Schwindung sind also die Abmessungen eines gegossenen Gegenstandes nach der völligen Abkühlung geringer als diejenigen des hohlraumes der Form, den das flüssige Metall zuerst vollständig ausgefüllt hatte. Bus diesem Grunde muß man den Formen stets um soviel größere Abmessungen geben, als die Schwindung des eingefüllten Materials beträgt. Bei Gußeisen (S. 45) hat man mit einer Schwindung jvon rund ¹/₁₀₀, bei Stahlguß sogar mit einer solchen von V₇₀ bis l/so zu rechnen. Die fast doppelt so große Schwindung beim Stahlguß hat besonders im Anfange dem unmittelbaren Gießen von Flußeisen und Flußstahl zu Gebrauchsgegenständen die größten Hindernisse in den Weg gestellt. Beim Gußeisen ist die Schwindung desto geringer, je höher der Graphitgehalt ist. Daher bewirken alle die Graphitabscheidung begünstigenden Umstände, wie hoher Silizium-und geringer Mangangehalt sowie langsame Abkühlung, einever-ringerung der Schwindung. Wichtig ist, daß die Schwindung in einem Gußstück möglichst gleichmäßig an allen Stellen erfolgt, sonst entstehen Spannungen darin, die schon bei der Abkühlung oder später im Gebrauch zum Bruch führen können.

Eine weitere sehr nachteilige Folge des Schwindens ist die Entstehung von Lunkern, d. h. von hohlräumen in einem Gußstück, die meist an der Stelle sich bilden, an der zuletzt noch flüssiges Metall vorhanden war. 3n den Lunkern sammeln sich leicht allerlei Ausscheidungen in Form von Oxyden u. dgl. an, so daß sie die Festigkeitseigenschaften auch in solchen Fällen noch ungünstig beeinflussen, in denen sie infolge mechanischer Behandlung des Materials nahezu zusammengedrückt sind. Eine andere Art von hohlräumen in den technischen Eisensorten sind die Gasblasen, die

dadurch entstehen, daß das geschmolzene «Eisen mit Vorliebe größere Mengen verschiedener «Aase wie Kohlenoxyd, Wasserstoff, Stickstoff aus der Umgebung in sich auflöst und diese dann bei der Erstarrung infolge seiner mit sinkender Temperatur abnehmenden Lösungsfähigkeit wieder abstößt, hierbei sammeln sie sich, sobald sie nicht mehr aus der schon erstarrten Masse entweichen können, in Form von Blasen im Material an.

Als letzte der hierher gehörigen unangenehmen Eigenschaften des Eisens bliebe dann noch das Seigern oder die Seigerung zu nennen, hiermit bezeichnet man einen in einer geschmolzenen oder schon erstarrenden Legierung stattfindenden Entmischungsvorgang, der zur Folge hat, bafii eine im geschmolzenen Zustande allenthalben gleichmäßig zusammengesetzte Legierung nach erfolgter Abkühlung an verschiedenen Stellen voneinander abweichende Zusammensetzung aufweist. Die Seigerungen der technischen Lisensorten sind in der Hauptsache auf die eigenartigen Krt= stallisationsvorgänge bei der Erstarrung zurückzuführen. An den Sei gerungen beteiligen sich am stärksten Phosphor und Schwefel, zwei Elemente, die schon bei gleichmäßiger Verteilung im Material dessen Eigenschaften verschlechtern, und natürlich erst recht ungünstig darauf einwirken, wenn sie infolge Seigerung an einer Stelle stark angereichert sind.

Schmiedbarkeit. Mit Schmiedbarkeit bezeichnet man die Eigenschaft gewisser technischer Eisensorten, bei mechanischer Bearbeitung durch Schmieden, Pressen, Walzen und ähnliche, bei höheren Temperaturen stattfindende „Warmreckverfahren" weitgehende Formänderungen zu ertragen. Die gewöhnlichen technischen Eisensorten sind nur bei geringen Bohlenstoffgehalten schmiedbar. Mit zunehmenden Kohlenstoffgehalten nimmt die Schmiedbarkeit ab und hört schließlich ganz auf; schon bei 1,5% C ist ein derartiges Material schwer schmiedbar. Mangan und Silizium üben einen ähnlichen Einfluß auf die Schmiedbarkeit aus wie Kohlenstoff, nur in schwächerem Maße. Außerordentlich ungünstig wirken Schwefel, Sauerstoff (in Form von Eisenoxydul, Fe O) und Zinn auf die Schmiedbarkeit ein, die ersteren beiden besonders dann, wenn nur ein geringer Mangangehalt anwesend ist. Sie machen nämlich das Eisen rotbrüchig, d. h. es geht bei der mechanischen Bearbeitung in Rotglut zu Bruche.

Don besonders großer Wichtigkeit für alle „Warmreckverfahren" ist die Wahl der geeignetsten Temperaturen. Man hat sich hierbei stets vor Augen zu halten, öafoi die bett. Verfahren stets den Doppelzweck verfolgen, nämlich das (Eisen in bestimmte Formen zu bringen und gleichzeitig, besonders durch Veränderung seines Kleingefüges, seine Eigenschaften zu verbessern. Da das Eisen desto plastischer ist, je hoher seine Temperatur ist, so lätzt sich seine mechanische Bearbeitung bei möglichst hohen Temperaturen auch mit geringerem Kraftaufwand und dementsprechend auch geringeren Kosten durchführen als bei weniger hohen. Daher ist es am vorteilhaftesten, die stärksten Formänderungen bei den zulässig höchsten Schmiedetemperaturen vorzunehmen und dann bei sinkenden Temperaturen die weitere Schmiedearbeit folgen zu lassen, die in erster Linie die Verbesserung des Gefüges (Kornverfeinerung) bezweckt. Am günstigsten ist es nach den Ausführungen im dritten Kapitel, wenn mit Erreichung der Umwandlungszone auch gerade die letzte Schmiedung abgeschlossen wird.

Auch unterhalb der Umwandlungszone können die schmiedbaren Eisensorten noch bearbeitet werden - man spricht dann von „Kaltrecken" oder „Kaltformgebung". Durch Kaltreckarbeit, die hauptsächlich bei Bearbeitung sehr dünner Bleche oder Drähte in Frage kommt, erzielt man infolge der Bildung sehr feinkörnigen Gefüges besonders hohe Festigkeitsgrade, allerdings bei gleichzeitiger Erhöhung der Sprödigkeit. Die gefährlichsten Temperaturen für die mechanische Bearbeitung gewöhnlicher schmiedbarer Eisensorten liegen bei etwa 250—350 ⁰ (sog. Blauhitze). Bei dieser kann die Sprödigkeit derart zunehmen, daß die bett. Stücke schon bei der Bearbeitung zerbrechen (Blaubruch). Unbedingt zu beachten ist, daß die Bearbeitungstemperatur sowohl beim Warm-wie beim Kaltrecken in allen bearbeiteten Teilen gleich ist, sonst treten leicht Spannungen auf, die zur Ritzbildung oder gar zum Bruch führen.

Schweißbarkeit. Zwei Stücke schmiedbaren Eisens können im hocherhitzten plastischen Zustande (in der Weißglut) unter Einwirkung äußeren mechanischen Druckes derart fest miteinander vereinigt werden, datz die zusammenhaltende Kraft an der Stelle ihrer Vereinigung (Schweißnaht) nahezu ebenso grotz ist wie die-

jenige in den beiden Stücken selbst. Diese Eigenschaft des schmiedbaren Eisens bezeichnet rnait mit Schweißbarkeit, ctm besten schweißbar ist reines Eisen. Mit zunehmendem Gehalt an Llohlen-stosf und anderen Elementen nimmt die Schweißbarkeit ab; besonders schädlich wirkt Schwefel in dieser Hinsicht. Sehr gut schweißbar ist, wie schon sein Name besagt, das Schweißeisen, und zwar aus folgendem Grunde: Zur Herbeiführung einer guten Schweißung sind reine metallische Flächen an der Schweißstelle Grundbedingung. Solche lassen sich nun beim Schweißeissn viel leichter erzielen als beim Flußeifen, weil der Schlackengehalt des ersteren die zusammenzuschweißenden Flächen mit einer dünnen Sichlackenschicht überzieht, welche das Eisen zunächst vor der bei den hohen Schweißtemperaturen schnell eintretenden Oxydation durch die Luft schützt, dann aber beim Aufeinanderpressen der betr. Stücke infolge der großen Dünnflüssigkeit nach allen Seiten hin entweicht, so daß Metall mit Metall in Berührung kommt.

Härtbarkeit. Härtbar nennt man alle diejenigen technischen Eisensorten, die nach sehr schneller Abkühlung (Abschrecken) aus höheren Temperaturen (Rotglut oder Weißglut) eine größere Härte haben als bei langsamer Abkühlung, worauf die Härtbarkeit beruht, geht bereits aus dem Abschnitt über Härte hervor. Die Härtung erfolgt meist in der weise, daß die ursprünglich langsam erkaltete, also perlitische Legierung aus Temperaturen oberhalb der Umwandlungszone bzw. -temperatur erhitzt und dann kurz darauf in Wasser oder ein anderes Rühlmittel getaucht wird. Die geeignetsten Härtetemperaturen liegen bei den gewöhnlichen Sorten schmiedbaren Eisens dicht oberhalb der Um-wandlungszone, wenn es sich um kotzlenstoffarme Sorten handelt, und dicht oberhalb der Umwandlungstemperatur, wenn kohlenstoffreichere, also zementithaltige in Betracht kommen. Einzelne Sonderlegierungen des Eisens, z. B. gewisse Mangan- und Nickelstähle verwandeln sich auch bei langsamer Abkühlung an der Luft nicht in perlit, sondern sie behalten den bei höheren Temperaturen gebildeten martensitischen oder austenitischen Zustand (feste Lösung) bei. Sie befinden sich also von selbst ohne Abschrecken in gehärtetem Zustande und heißen daher selbsthärtende Stähle.

Fünftes Kapitel.

Einteilung und Benennung -es technisch verwerteten

Eisens.

Technisch verwertetes Eisen

Die Einteilung der technischen (Eisensorten ist aus folgendem Schema ersichtlich:

Roheisen

Schmiedbares Eisen

Weißes Graues Roheisen Roheisen

Schweißeisen

Schweiß- Schweiß-(schmied)eisen stahl

Fluheisen

(schmied)eisen strahl

Die beiden Hauptgruppen des technischen (Eisens sind also: schmiedbares (Eijen und Roheisen. Unter dem Begriffe „schmiedbares Eisen" faßt man alle solchen technischen Eisensorten zusammen, die durch mechanische Behandlung bei höheren Temperaturen, wie Schmieden, Pressen, Walzen und ähnliche „warmreckverfah-ren", weitgehende Formänderungen ertragen, unter dem Begriffe „Roheisen" alle übrigen Eisensorten.

3n den gewöhnlichen technijchen Eisensorten wird die Schmiedbarkeit besonders durch den Kohlenstoff beeinflußt, und zwar in der Weise, daß sie mit steigendem Kohlenstoffgehalt immer mehr abnimmt und schließlich ganz aufhört (vgl. S. 39). Daher kann auch der Kohlenstoffgehalt als Unterscheidungsmerkmal zwischen den beiden Hauptgruppen herangezogen werden. Schmiedbares Eisen ist dann also ein Eisen mit geringeren Kohlenstoffgehalten, Roheisen dagegen ein höher gekohltes Eisen. Die Grenze zwischen beiden liegt in der Nähe eines Kohlenstoffgehalts von etroa 1,5°/o. Eine noch schärfere Grenze festzulegen, ist überflüssig, weil Eisensorten mit 1,5 bis 2,5% C in der Technik kaum verwendet werden, und ist undurchführbar, weil der Übergang von schmiedbarem zu nicht schmiedbarem (Eijen ganz allmählich stattfindet und auch jedes der übrigen, im technischen Eisen enthaltenen Elemente die Schmiedbarkeit in anderer weise beeinflußt, also die Grenze verschiebt. Da diese Elemente übrigens ebenso wie der Kohlenstoff mit zunehmender Menge die Schmiedbarkeit verrin-

gern, so müssen die schmiedbaren Lisensorten auch an diesen Elementen ärmer sein als die Roheisensorten. Lin weiteres Unterscheidungsmerkmal zwischen schmiedbarem Eisen und Roheisen besteht darin, daß das erstere bei der Erhitzung ganz allmählich vom festen über einen plastischen in den flüssigen Zustand übergeht, und zwar infolge des Auftretens der festen Losung, die sich von der flüssigen eigentlich nur durch die geringere Beweglichkeit der kleinsten Teilchen unterscheidet. Das Roheisen dagegen, in dem die feste Losung nur in untergeordneter Blenge auftritt, schmilzt bei der Erhitzung unmittelbar, ohne vorher einen plastischen Zustand durchzumachen.

Das Roheisen teilt man nach dem Aussehen der Bruchfläche wei» ter ein in weißes und graues Roheisen, weiß erscheint die Bruch» fläche, wenn der Rohlenstoff in ganzer Menge oder doch zum weitaus größten Teil in Form von Lisenkarbid (Zementit) oder fester Lösung (Martensit) vorhanden ist, grau, wenn er zum größten Teile als Graphit oder Temperkohle ausgeschieden ist.

Das schmiedbare Eisen hat zwei Unterabteilungen: Schweist-eisen und Fluß,eisen. Flußeifen wird in flüssigem Zustande gewonnen, ist daher nahezu frei von Schlacke, weil diese wegen ihres dem Eisen gegenüber geringeren spezifischen Gewichts im geschmolzenen Metall hochsteigt und sich dort an seiner Oberfläche ansammelt. Schweiß,eisen dagegen, das nur in halbgeschmolzenem, teigigem Zustande erzeugt wird, ist stets stark schlackenhaltig, weil ein Entweichen der Schlacke nicht möglich ist. Das Schweißeisen wird weiter eingeteilt in die beiden Untergruppen: Schweißschmiedeisen (für gewöhnlich abgekürzt einfach Schweißeisen genannt) und Schweißstahl, das Flußeisen in die Untergruppen: Flußschmiedeisen (abgekürzt Flußeisen) und Flußstahl. Line scharfe Grenze zwischen Schweißschmiedeisen und Schweißstahl bzw. zwischen Flußschmiedeisen und Flußstahl gibt es nicht. Der Unterschied zwischen Schmiedeisen und Stahl besteht lediglich darin, daß man mit ersterem stets weichere, weniger feste, aber zähere, mit Stahl dagegen härtere festere, jedoch sprödere Sorten schmiedbaren Eisens bezeichnet.

Früher benutzte man als Unterscheidungsmerkmal zwischen den beiden Untergruppen, soweit die gewöhnlichen Sorten schmiedbaren Eisens in Frage kamen, noch die Härtbarkeit (vgl. S. 41),

stltu<5 20: Wedding, Das Eisenhüttenwesen. 5.stuft

indem man mit Schmiedeisen alle nicht deutlich härtbaren, mit Stahl alle deutlich härtbaren Sorten bezeichnete, wegen des allmählichen Übergangs von nicht deutlicher zu deutlicher Härtbarkeit hat man diese aber jetzt als Unterscheidungsmerkmal aufgegeben. Auch einen bestimmten Kohlenstoffgehalt setzt man nicht mehr als Grenze zwischen Schmiedeisen und Stahl fest, und zwar einmal aus dem soeben angeführten Grunde und dann auch, weil noch die übrigen in den schmiedbaren Eisensorten enthaltenen Elemente neben dem Kohlenstoff von Einfluß auf diese Grenze sind. So ist z. B. ein Flußeisen mit 0,3% Kohlenstoff und 0,1 % Klan» gan unhärtbar, wäre daher als Flußschmiedeisen anzusprechen, während es bei demselben Kohlenstoffgehalt, aber mit 1% Ulan-gan ausgezeichnet härtbar ist und dementsprechend als Stahl zu bezeichnen wäre. Ganz undurchführbar ist eine Unterteilung in Schmiedeisen und Stahl auf Grund der Härtbarkeit bei den schmiedbaren Sonderlegierungen des Eisens, nicht nur aus den genannten Gründen, sondern auch, weil es unter diesen Legierungen eine ganze Reihe gibt, die eine bedeutende Härte auch bei gewöhnlicher Abkühlung an der Luft ohne Abschrecken erhalten (selbsthärtende Stähle) oder von Natur aus infolge sehr harter Gefügebestandteile große härte ausweisen (naturharte Stähle). Selbst eine bestimmte Zugfestigkeit kann nicht als einwandfreie scharfe Grenze zwischen Schmiedeisen und Stahl angenommen werden, weil das Prüfungsergebnis verschieden ausfällt, je nachdem man dünne oder dicke Stäbe des Materials beim Zerreißversuch prüft. Trotzdem hat man in vielen Fällen die Zugfestigkeit als geeignetstes Unterscheidungsmerkmal anerkannt und ist übereingekommen, mit Flußstahl alles im flüssigen Zustande gewonnene schmiedbare Eisen zu bezeichnen, das nach dem Ausglühen eine Zugfestigkeit von 50 kg und mehr je qmm (Querschnitt hat, und mit Schweißstahl alles im halbgeschmolzenen Zustande gewonnene, schlackenhaltige schmiedbare Eisen, das eine Zugfestigkeit von 42 kg und mehr auf 1 qmm (Querschnitt aufweist.

3n Ermangelung der Möglichkeit, eine scharfe Grenze zwischen Schmiedeisen und Stahl festzusetzen, bezeichnet man in Amerika, England und Frankreich alle Sorten schmiedbaren Flußeisens, gleichgültig ob sie hart oder weich, fest oder weniger fest, härtbar oder nicht härtbar, kohlenstoffreich oder kahlenstoffarm sind, mit Stahl (steel,

acier). Auch in Deutschland ist man in letzter Zeit dazu übergegangen, den Unterschied zwischen Schmiedeisen und Stahl in vielen Fällen ganz fallen zu lassen. So benennt man mit (Elektrostahl alles im elektrischen lösen erzeugte Flutzeisen, mit Stahlgutz oder Stahl-formgutz alles unmittelbar in endgültige Gebrauchsform gegossene Flußeisen, mit Sonder- oder Spezialstählen alle solchen Flußeisensorten, die eine ihrem bestimmten Sonderzweck angepaßte Zusammensetzung haben, und zwar ohne Rücksicht auf Kohlenstoff-gehalt, Härte und Härtbarkeit. Ruch wenn man die Begriffe Stahl und (Eifert ohne nähere Angaben gegenüberstellt, versteht man unter Stahl int allgemeinen alles schmiedbare (Eisen, insbesondere Flußeisen.

3n der Praxis pflegt man die technischen Eisensorlen oft auch noch nach anderen Gesichtspunkten zu benennen. Die verschiedenen Roheisensorten z. B. bezeichnet man nach denjenigen Verfahren, zur Umwandlung in schmiedbares <Eifeny für die sie sich infolge ihrer chemischen Zusammensetzung als Ausgangsstoff eignen, also mit Puddel-, Bessemer-, Thomas-, Martin-Roheisen. Stahleisen ist ein besonders phosphorarmes Roheisen für den Markinprozeß. Ein zum Gießen nach vorhergegangenem Umschmelzen geeignetes Roheisen nennt man Gießereiroheisen. Rach dem Umschmelzen heißt es Gußeisen. Hämatit ist ein phosphorarmes Gießerei-robetfetL Spiegeleisen eine manganreiche Legierung mit Roheisencharakter. Grauguß ist aus grauem Gußeisen hergestelltes Material, Temperguß solches aus weißem Gußeisen, dessen Eisenkarbid durch Glühen in Temperkohle und Eisen zerlegt ist. Über schmiedbaren Guß oder Temperstahlguß vgl. das betr. Kapitel. Das schmiedbare Eisen wird vielfach nach demjenigen Verfahren benannt, durch das es hergestellt ist: puddeleisen, Thomasstahl, Martinflußeisen, Tiegelstahl usw. Gußstahl nannte man früher den in Tiegeln erzeugten, flüssig gewonnenen Stahl; gegenwärtig benutzt man den Ausdruck bisweilen unrichtigerweise auch noch für andere Flußstahlforten, obwohl er besser ganz vermieden würde, weil er überflüssig geworden ist. Weiterhin kommen zur Bezeichnung technischer Eisensorten noch in Frage der Verwendungszweck (daher Schienenstahl, Kanonenstahl, Werkzeugstahl, Konstruktionsstahl), sodann bestimmte Legierungsbestandteile, die auf die Eigenschaften der betr. Sorten besonders große Einflüsse ausüben (daher die Hamen Kohlenstoffstahl, Nickelchromstahl, wolframstahl), endlich die äußere Form ((Huadrat-, Flach-, Band-, Hund-, Profileisen). Zum Schluß seien noch die für die Kriegszeit so besonders wichtigen, durch ihre hohen Chrom- und Wolframgehalte ausgezeichneten Schnellschnittstähle (Schnelldreh-, Schnell-arbeitsstähle) erwähnt, die ihren Hamen der großen Geschwindigkeit zu verdanken haben, mit der 'sie Gegenstände bearbeiten (abdrehen, abhobeln, durchbohren, fräsen usw.) können, ohne dadurch ihre härte zu verlieren wie andere Stähle, die infolge der durch die große Reibung entstehenden wärme eine Nnlaßwirkung erfahren und dadurch wieder weich werden.

Sechstes Kapitel.

Die Brennstoffe.

Die meisten Verfahren zur Darstellung und Weiterverarbeitung des Lisens lassen sich nur mit Hilfe von Wärme durchführen. Wärme ist eine Energieform, die auf verschiedene weise erhalten werden kann. Die gegenwärtig verbreitetste Hrt der Wärmeerzeugung besteht in der Verbrennung gewisser Stoffe, die im natürlichen Zustande hauptsächlich aus Verbindungen des Kohlenstoffs, Wasserstoffs, Sauerstoffs und Stickstoffs zusammengesetzt sind und nach ihrem Verwendungszweck als Brennstoffe bezeichnet werden. Die Verbrennung an sich ist ein chemischer Vorgang, und zwar eine bei höheren Temperaturen erfolgende Vereinigung eines Teils der in den Brennstoffen enthaltenen Elemente, insbesondere des Kohlenstoffs und Wasserstoffs, mit dem Sauerstoff der Luft zu Kohlensäure und wasserdampf. Diese Vereinigung geht wie unzählig viele andere chemische Vorgänge unter Entwicklung mehr oder weniger bedeutender Wärmemengen vor sich. Je nachdem ein Brennstoff für den einen ober anderen Zweck verwendet wird, sind die Knforde-rungen, die an seine Eigenschaften gestellt werden, auch verschieden. 3n nahezu allen Fällen wird jedoch derjenige Brennstoff als der hochwertigste anzusehen sein, der bei sonst geeigneter Beschaffenheit auch den größten Heizwert (absoluten Wärmeeffekt) hat. Der Heizwert wird in der Technik in Wärmeeinheiten (W.-E.) oder Kalorien gemessen. Eine Wärmeeinheit ist diejenige Wärmemenge, die nötig ist, um 1 kg Wasser um einen Grad Celsius zu erwärmen. Die bei der Verbrennung freiwerdende Wärmemenge ist für einen bestimmten Brennstoff stets die gleiche, ohne Unterschied, ob die Verbrennung langsam ohne oder schnell mit Licht-entwicklung erfolgt, lediglich die Temperatur ist dementsprechend verschieden hoch. Die Erreichung einer möglichst hohen Temperatur durch einen bestimmten Brennstoff ist außerdem noch abhängig von der Einrichtung der Feuerungsanlage, der Menge des zur Verbrennung erforderlichen Luftüberschusses und von sonstigen Faktoren. 3m folgenden sind die gegenwärtig für das Cisenhüttenwesen wichtigsten Brennstoffe ausgeführt.

Natürliche Brennstoffe. Ein großer Teil der für gewöhnlich mit Brennstoffen bezeichneten Stoffe kommt in der Natur vor, und zwar als holz, Torf, Braunkohle, Steinkohle (einschl. Anthrazit) im festen, als Erdöl im flüssigen und als Naturgas im gasförmigen Zustande.

holz und Torf werden in der Eisenindustrie nur für untergeordnete Zwecke, rohe Braunkohlen öfter, aber auch nur in verhältnismäßig geringem Umfange verwendet, und zwar in der Hauptsache wegen ihres auch im lufttrockenen Zustande noch hohen Wassergehaltes, der den Heizwert ganz außerordentlich herunterdrückt. Beim holz stehen der Verwendung amfy noch die hohen Preise entgegen. In Form von Briketts, die einen Heizwert von etwa 5000 W.-E. haben, werden Braunkohlen schon häufiger im Eisenhüttenwesen verwertet, besonders in solchen Gegenden, in denen sie gewonnen werden.

Steinkohlen. Dagegen spielen die Steinkohlen im Eisenhüt-tenwesen eine desto größere Rolle. Rund der dritte Teil aller gewonnenen Steinkohlen wird für die Darstellung und Weiterverarbeitung des Eisens verwendet. Die Steinkohlen sind ebenso wie Torf und Braunkohlen die Reste von Pflanzen, die vor Urzeiten auf der Erde üppig wucherten, nur sind die Steinkohlen um viele Millionen Jahre älter als jene. Die folgende kleine Übersicht gibt Aufschluß über die geologische Entstehungsperiode der wichtigsten natürlichen Brennstoffe, ihre ungefähre Zusammensetzung im reinen aschefreien Zustande und ihren Heizwert:

Bezeichnung

Geologische

Cntstehungs-

periode

Zusammensetzung der reinen wasser. und aschefreien Substanz in Gewichtsprozent.

__C_____L_H__[____0

Heizwert d. reinen brenn, baren Subft. in W.-E.

Heizwert des Rohstoffs mit Wasser u. Aschebestandteilen in W.-E.

holz

Hlluüium

50

44

4500

lufttrocken

3600

Torf

Nlluvium

Diluvium

60

34

6500

lufttrocken

3500-4500

Braun

kohle

Tertiär

65-75

29—19

6500—7000

lufttrocken bis 5000

Steinkohle

Meistens

Karbon

75—90

6-4

19-6

7700-8600

6500-8400

Anthrazit

Karbon. De-von, Silur

95

8500

7500-8000

Ulan erkennt hieraus, öafr der Kohlenstoffgehalt und mit ihm auch der Heizwert der genannten Brennstoffe im allgemeinen desto größer ist, je hoher ihr geologisches Alter ist. Auch die übn* ' gen Eigenschaften der Steinkohlen schwanken in sehr weiten Grenzen. Dies zeigt sich z. B. besonders deutlich bei der Erhitzung unter Luftabschluß, einem Vorgang, den man technisch „Verkokung" nennt und bei dem die flüchtigen Bestandteile in $otm von Gasen entweichen, während die nichtfluchtigen (insbesondere Kohlenstoff und sonstige mineralische Beimengungen) als Rückstand in dem luftdicht geschlossenen Raum zurückbleiben. Je geringer der Kohlenstoffgehalt und je höher der Sauerstoffgehalt der Rohkohle, desto größer ist im allgemeinen bei der Verkokung die entweichende Gasmenge und desto geringer die Menge des Rückstandes, des Koks. Aber nicht nur die Menge des Koks ist sehr verschieden, sondern auch seine Beschaffenheit. Auf Grund dieser Beschaffenheit des Koks und derjenigen der flüchtigen Bestandteile teilt man die Steinkohlen in verschiedene Gruppen ein.

Solche Kohlen, die bei der Verkokung das geringste Koksaus-bringen (50—60%), dafür aber die größte Menge von flüchtigen Bestandteilen Haben, sind die trockenen oder Gazslammkohlen, die mit langer, stark rauchender Zlamme verbrennen. Der als Rückstand bei der Erhitzung unter Luftabschluß! übrigbleibende Koks der vorher feingemahlenen Kohle istpulversörinig, höchstens schwach ge-frittet. Man nennt die Gasflammkohlen daher auch Sandkohlen. Ein

etwas höheres Koksausbringen (60—68 %) haben die ebenfalls mit langer Flamme verbrennenden Gaskohlen, deren Koks sintert, d. h. in seinen Teilchen oberflächlich zusammenklebt (daher auch Sinter-kohlen), bisweilen schwach schmilzt, dann aber stark zerklüftet ist. Die Gaskohlen werden hauptsächlich zur Leuchtgaserzeugung, auch als Flammofen- und Generatorkohlen verwendet. Noch günstiger ist das Koksausbringen bei der mit mittlerer Flamme und weniger Nauch verbrennenden eigentlichen Fettkohle (Schmiede--kohle) - es beträgt 68—74%. Da diese Kohlen bei der Erhitzung zusammenbacken, werden sie auch Backkohlen genannt. Der Kots ist geschmolzen, fest, mäßig gebläht,' die Fett- oder Backkohlen sind daher auch zur Koksdarstellung geeignet (s. weiter unten). Sodann folgen mit einem Koksausbringen von 74—82% die mit kurzer, nur wenig rauchender Flamme verbrennenden ebenfalls fetten, backenden Kohlen, die einen vorzüglichen, geschmolzenen, kompakten, nur wenig geblähten, sehr festen Koks ergeben. Daher werden sie hauptsächlich zur Erzeugung dieses künstlichen Brennstoffes verwertet und haben auch die Bezeichnung Kokskohlen. Die dann folgenden Magerkohlen liefern wiederum wie die Gasflammkohlen nur einen sinternden Kots; sie eignen sich gut zum Beheizen von Dampfkesseln, besonders auf Schiffen. Die Reihe der Steinkohlen wird beschlossen durch die sehr gas* armen, mit kleiner blauer Flamme fast rauchfrei verbrennenden anthrazitifchen Kohlen und Anthrazite, deren Koks wie bei den Gasflammkohlen pulverförmig oder gefrittet ist bei einer Ausbeute bis zu 90% und darüber. Sie werden als Hausbrand-, Kesselkohle u. dgl. verwendet.

Flüssige und gasförmige natürliche Brennstoffe, also Erdöl und Naturgas werden auf Hüttenwerken als Heizstoffe in größerem Umfange im allgemeinen nur in solchen Gegenden verwendet, an denen sie an Drt und Stelle in großen Mengen billig zur Verfügung stehen, also z. B. an ihren Gewinnungsstätten in Nordamerika (pennsylvanien) und Rußland (Baku).

Künstliche Brennstoffe. Die natürlichen Brennstoffe genügen dem Eisenhüttenmann iaus Gründen, die bei den einzelnen Brenn- , stoffen noch besprochen werden sollen, nicht für alle Zwecke. Er ist daher ixn vielen Fällen gezwungen, sich aus den natürlichen Brennstoffen künstliche herzustellen. Auch als Nebenerzeugnisse

werden künstliche Brennstoffe gewonnen und dann in großem Umfange nutzbar gemacht. Die künstlichen Brennstoffe werden ebenso wie die natürlichen in festem, flüssigem und gasförmigem Zustande verwertet.

Der am längsten in der Eisenindustrie verwendete künstliche feste Brennstoff ist, wie bereits aus dem ersten Kapitel hervorgeht, die Holzkohle, die früher ausschließlich in Meilern, d. h. sorgfältig geschichteten, mit Erde überdeckten Haufen, durch verkohlen von holz gewonnen wurde und zuerst als heiz- und Re-duktionsstoff zur unmittelbaren Darstellung schmiedbaren Eisens aus Erzen diente, dann auch zur Darstellung von Roheisen im Hochofen und von schmiedbarem Eisen im Frischfeuer. In der Gegenwart wird Holzkohle wegen ihres hohen Preises im größeren Umfange nur noch in kohlenarmen Eisenerzgegenden wie Schweden, Steiermark u. a. zur Eisendarstellung verwendet. In Deutschland wird Holzkohlenroheisen lediglich für gewisse Sonderzwecke noch bei Schmalkalden (Thüringer Wald), Rübeland (harz) und Landsberg (Gberfchlefien) erzeugt. Statt der Holzkohlen versuchte man später notgedrungen Steinkohlen zur Roheisendarstellung im Hochofen zu verwerten. Gewisse Sorten, wie die schottischen festen Gasflammkohlen oder die pennsplvanischen Anthrazite, lassen sich auch tatsächlich als Hochofenbrennstoff verwerten, die meisten Steinkohlen erweisen sich dafür aber als vollständig ungeeignet, weil sie meist zu weich sind, daher durch den großen Druck und die starken Reibungen beim Abwärts-sinken im Hochofen zerdrückt und zerrieben werden und dann die zum Durchgang der Gase unbedingt notwendigen Zwischenräume zwischen der Hochofenbeschickung verstopfen würden, viele Kohlensorten 'würden überdies noch untereinander oder mit den übrigen Rohstoffen infolge ihrer Neigung zum Sintern und Backen zu einer festen Masse zusammenwachsen und dadurch in noch höherem Maße das Aufsteigen der Gase verhindern, so daß schließlich der Prozeß überhaupt zum Stillstand kommen würde. Aus diesem Grunde mußte man sich in Ermangelung eines anderen geeigneten natürlichen Brennstoffs nach einem künstlichen umsehen, den man in Gestalt des aus Steinkohlen (insbesondere Fettkohlen) gewonnenen,Koks fand. Der Koks ist fest und hart, daher sehr widerstandsfähig gegen Druck und Reibung, er sintert und backt nicht zusammen, hat außerdem infolge seines hohen Kohlenstoffgehalts großen Heizwert und ist wegen seiner Porosität gut zu vergasen. Gegenüber der Holzkohle hat der Kof$ allerdings den großen Nachteil, daß er Schwefel und viel Rsche enthält, die aus den von Natur beigemengten oder bei der bergmännischen Gewinnung hineingeratenen Mineralien stammt.

Die Darstellung des Hofs erfolgt meist gleich auf den Steinkohlenbergwerken selbst in den Kofsöfert. Rus den bei der Verkokung der Steinkohlen entweichenden Gasen werden zahlreiche wichtige Stoffe gewonnen, wie z. B. Teer, Teeröle, harze, Rm-moniakwasser und Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, Xylol. Vas Rmmoniakwasser wird meist gleich an Grt und Stelle zu schwefelsaurem Rmmoniak, einem sehr begehrten landwirtschaftlichen Düngemittel, weiter verarbeitet. Teer, Rmmoniak und die Kohlenwasserstoffe der Benzolreihe sind die Rusgangzstoffe einer langen Reihe sehr wertvoller Erzeugnisse, die in besonderen chemischen Fabriken daraus hergestellt werden. Das Haupterzeugnis der Kokereien, der Koks, muß fest, hart und porös sein, steng-liges Gefüge, graue bis silberweiße $axbe haben und beim Rn-schlagen einen hell klingenden Ton geben. Er soll neben 81— 87o/o Kohlenstoff nicht mehr als 9—11% Rsche, 2—5% Wasser und 0,9 bis höchstens 1,25% Schwefel enthalten. Der Heizwert des Kokses beträgt je nach der Zusammensetzung 7000—7600 W.-E. Neben dem hochofenkokr wird im Eisenhüttenwesen hauptsächlich noch Koks zum Umschmelzen von Roheisen in Gußeisen im Kupolofen verwendet. Dieser Koks wird auf den Kokereien als sog. Gießereikoks aus dem Hochofenkoks meist herausgesucht. Er ist im allgemeinen kleinstückiger als der letztere und soll nach Möglichkeit dichter und schwefelärmer sein.

Künstliche flüssige Brennstoffe, wie Petroleum, das durch Destillation aus dem Erdöl gewonnen wird, werden ebenso wie das Erdöl selbst meist nur in solchen Gegenden auf Eisenwerken verwendet, in denen sie in großen Mengen an Grt und Stelle gewonnen werden können.

Dagegen spielen die künstlich erzeugten gasförmigen Brennstoffe allenthalben in der Eisenindustrie eine sehr bedeutende Rolle. Rls zwei besonders wichtige, als Nebenerzeugnisse gewonnene, gasförmige Brennstoffe feien das Koksofen-und das Hochofen- oder Gichtgas genannt. Das bei der Verkokung der ^Steinkohlen entstehende, von Teer, Ammoniak, Benzolkohlenwasserstoffen usw. befreite Kotsofengas besteht in der Hauptsache aus Wasserstoff und Methan. Der Heizwert beträgt je nach der Zusammensetzung 3500—5000 W.-E. je cbm. Der größere Teil der Koksofengase wird meist zur Beheizung der Koksöfen selbst gebraucht, während der Rest zur Erzeugung von Dampf, zum Antrieb von Gasmaschinen, zur Beleuchtung und neuerdings auch zur Beheizung von Martinöfen verwendet wird. Um die hochwertigen Koksofengase besser auszunutzen, ist man in letzter Zeit stellenweise schon dazu übergegangen, die Koksöfen mit Gichtgas oder minderwertigem Generatorgas zu beheizen und die Koksofengafe ganz für die übrigen Zwecke zu verwerten. Das Hochofen- oder Gichtgas entsteht bei der Darstellung des Roheisens im Hochofen, aus dessen oberstem Teil, der Gicht, es abgezogen wird. Die Zusammensetzung des Gichtgases schwankt in ziemlich weiten Grenzen, sie ist in erster Linie abhängig von der Menge des aufgegebenen Brennstoffs und der Art der verschmolzenen Erze. Der wertvollste Bestandteil der Gichtgase ist das Kohlenoxyd (bis zu 30%). Wegen des hohen Stickstoffgehaltes (etwa 60%) ist der Heizwert sehr gering. 1 cbm Gichtgas erzeugt nur 600—950 W.-E. über die Verwendung der Gichtgase ist Näheres im ächten Kapitel zu finden.

Vorteile der Heizung mit gasförmigen Brennstoffen. Generatorgas. Zur Darstellung von Flußeifen in Herdöfen (Martinöfen) sind sehr hohe Temperaturen erforderlich. Diese lassen sich nur durch Verbrennung von gasförmigen Brennstoffen erzielen, und zwar aus folgenden Gründen: Zur Durchführung einer vollkommenen Verbrennung von Brennstoffen, d. h. zur vollständigen Oxydation des darin enthaltenen Kohlenstoffs und Wasserstoffs ist stets ein gewisser Luftüberschuß nötig. Je größer dieser sein muß, desto niedriger wird auch die durch die Verbrennung des Brennstoffs erzeugte Temperatur ausfallen, weil die Luft einen Teil der entwickelten Wärmemenge zu ihrer eigenen Erwärmung verbraucht. Man wird daher die Verbrennung mit einem möglichst geringen Luftüberschuß durchzuführen trachten. Dies ist aber bei keinem Brennstoff besser möglich wie bei einem gasförmigen, weil sich die Luft mit einem solchen leicht vermischt, so daß jedes kleinste Teilchen des Gases auch den zu seiner vollständigen Verbrennung notwendigen Lust-sauerstoff unmittelbar neben sich zur Verfügung hat und dadurch viele Teilchen trotz geringer Luftzufuhr auf einmal ganz verbrennen können, weiterhin kann man die Temperatur bei Verbrennung gasförmiger Brennstoffe dadurch bedeutend erhöhen, daß man diesen sowohl als auch der zur Verbrennung erforderlichen Luft schon vor der Verbrennung durch vorwärmen einen möglichst großen Wärmevorrat mit auf den weg gibt (vgl. die Siemensfeuerung beim Martinverfahren), und zwar gleich durch die heißen Verbrennungsgase (Abgase) selbst. Neben der Erzielung hoher Temperaturen hat die Heizung mit gasförmigen Brennstoffen auch noch andere große Vorteile. So läßt sich die Temperatur im Ofen durch Veränderung der zugeführten Gas- und Luftmengen einfach regeln. Sodann geht die Verbrennung rußfrei und sehr gleichmäßig vor sich upd ist auch insofern wirtschaftlich, als die Gase an einer Zentralstelle erzeugt werden können. Schließlich ist noch von großem Werte, daß auch minderwertige Brennstoffe zur Gaserzeugung verwendet Mer.den können.

Da auf den meisten Hüttenwerken Koksofengase bei weitem nicht in genügender Menge zur Heizung der Martinöfen zur Verfügung stehen, müssen in besonderen Generatoren brennbare Gase erzeugt werden, von Gasgeneratoren ist eine sehr große Anzahl der verschiedensten Systeme in Anwendung. Sie bestehen sämtlich in der Hauptsache aus einem zylindrischen Schacht, in den von oben her durch besondere Beschickungsvorrichtungen der zu vergasende Brennstoff eingeführt wird, während von unten her Luft oder Luft und Wasserdampf eingeblasen wird. Die infolge unvollkommener Verbrennung entstandenen Gase entweichen durch ein im oberen Teil angebrachtes Bohr. Die Zusammensetzung der Gase ist in erster Linie von der Art des festen Brennstoffs und der Durchführung des ganzen Verbrennungsprozesses abhängig. Tin gutes Generatorgas enthält 26—32 Volumprozent Kohlenoxyd, 8—12% Wasserstoff, einige Prozente Methan und Kohlensäure und mehr als 50% Stickstoff. Der Heizwert der Generatorgase schwankt zwischen 1000 und 1500 W.-E.

Siebentes Kapitel.

Die für die Darstellung -e§ (Eisens wichtigsten Rohstoffe und ihre Vorbereitung für die Verhüttung.

Eisenerze. (Eifert kommt in der Natur in gediegenem Zustande, d. h. als reines Metall oder (Eisenlegierung nur ganz vereinzelt und meist nur in sehr geringen Mengen vor, jedenfalls soweit unsere Kenntnis hierüber reicht. So findet man es z. B. besonders in trockenen Polargegenden in 5orm von nickelhaltigem Meteoreisen, das von fremden Himmelskörpern stammt und beim Durchfliegen des Weltenraums von der Lrde angezogen wurde. HIs Rohstoffe für die Darstellung des (Eisens im großen sind derartige natürliche Eisenlegierungen bedeutungslos, hierfür kommen vielmehr nur einige wenige Eisenerze in Betracht. (Es sind dies insbesondere gewisse chemische Verbindungen des (Eisens mit Sauerstoff (Gryde), mit Sauerstoff und Wasserstoff (Hydroxyde) und die kohlensaure Verbindung des Metalls (Eisenkarbonat).

Die Eisenerze kommen nur ausnahmsweise in chemisch reinem Zustande in der Natur vor, fast immer findet man sie mit anderen Mineralien (Gangarten) vermengt vor. Außerdem ist ihnen meist ein mehr oder weniger großer Feuchtigkeitsgehalt (Grubenfeuchtigkeit) eigen. Bei der bergmännischen Gewinnung r) werden sie dann weiterhin oft noch durch Teile des Nebengesteins, zwischen dem sie lagerten, verunreinigt. Hus diesen Gründen erreichen die den Hüttenwerken gelieferten Erze niemals den Gehalt an Lifen, den sie in chemisch reinem Zustande haben würden. Die die Erze verunreinigenden Gangarten und Nebengesteinsstücke bedingen den Gehalt der Erze an Kalk (CaO), Kieselsäure (Si0₂), Tonerde (A1₂0₃), Magnesia (Mg 0), Phosphorsäure, Manganoxyden usw. und sind neben anderen Umständen maßgebend für den wert und die Verwertbarkeit der Erze, vollständig unverwertbar für den Eisenhüttenmann ist z. B. ein Erz, wenn es eine solche Menge an Gangarten und Nebengestein und dementsprechend so wenig Eisen enthält, daß sich eine verhüt-

1) Näheres hierüber in betn in Vorbereitung befindlichen Bändchen 467 dieser Sammlung: Wedding, Bergbau.

tung auf (Eisen mit wirtschaftlichem (Erfolge nicht mehr durchführen läßt. Der Grenzgehalt an (Eisen, unterhalb dessen die Verhüttung eines (Erzes nicht mehr lohnend ist, kann je nach den ganzen Verhältnissen sehr verschieden sein. 3m allgemeinen sind Erze mit weniger als 25 o/o Eisen nur ausnahmsweise zur Eisendarstellung zu verwerten. Auch die chemische Zusammensetzung der beigemengten Bestandteile ist von ausschlaggebender Bedeutung für die Verwertbarkeit der Erze. So können unter Umständen solche Erze, die zwar einen genügend hohen Gehalt an Eisen haben, deren Gangarten aber sehr reich an Kieselsäure sind, nicht verschmolzen werden, weil sie im Hochofen zur Verflüssigung der Schlacke eine zu bedeutende Menge an kalkigen Zuschlägen (f. S. 59) gebrauchen und dadurch den Hochofenprozeß unwirtschaftlich machen würden. Andere an Eisen genügend reiche Erze, wie Arsenkies (FeSAs) und Schwefelkies (FeS₂), endlich lassen sich nicht auf (Eisen verhütten, jedenfalls nicht ohne weiteres, weil Arsen und Schwefel in derartigen Mengen das (Eisen vollständig unbrauchbar machen würden. — Die für die Darstellung des technisch verwerteten (Eisens wichtigsten Eisenerze sind der Magnet-, Rot-, Braun- und Spateisenstein.

Magneteisenstein, Magnetit, Eisenoxydoxydul Fe₃0₄, theoretisch möglicher Höchstgehalt an (Eisen 72,4%, natürlicher Gehalt 45—70%. Das ausgedehnteste Magneteisenerzvorkommen ist das im nördlichen Schweden (Gellivara, Kirunavara und Lu-ofsavara). Der größte Teil von diesen Erzen wird in Deutschland und England verhüttet. Weitere berühmte Magneteisensteinvorkommen liegen in Mittelschweden bei Grängesberg und bei Dan« nemora. Die Erze von Dannemora sind phosphorfrei,- sie bilden die Grundlage für die Darstellung des wegen seiner Reinheit berühmten schwedischen Holzkohlenroheisens. Ferner kommt Magneteisenerz in großen Lagern vor in Norwegen, dem Ural, Ungarn und außerdem an zahlreichen Stellen außerhalb Europas, insbesondere in den vereinigten Staaten und Nordafrika. 3n Deutschland ist das bekannteste, im übrigen aber unbedeutende vorkommen das bei Schmiedeberg im Hiefengebirge.

Roteisenstein, Hämatit, Eisenoxyd Fe₂0₃, Gehalt des chemisch reinen Minerals an (Eisen 70 %, natürlicher Gehalt 40—65 %. Das Erz ist leicht erkennbar an dem roten Strich, den es beim

Reiben auf einer rauhen weißen Porzellanplatte hinterläßt. Mächtige Lager von Roteisenstein finden sich in den vereinigten Staaten von Amerika am Lake Superior (Oberer See), und zwar in den Staaten Minnesota, Michigan, Wisconsin, ferner am Atlantischen Ozean in Alabama. Das dortige Erz ist reich und liegt zum großen Teil unmittelbar an der Erdoberfläche, so daß es leicht gewonnen werden kann, weitere große Roteisensteinlager gibt es auf der Insel Kuba. In England tritt Roteisenstein hauptsächlich in West-Lumberland und Lancashire auf. von großer Bedeutung sind die Roteifenerzlager vieler Mittelmeer-•länber. AIs das berühmteste und schon int Altertum bekannte ist das der Insel Elba zu nennen, wo das Erz schön kristallisiert als sog. Eisenglanz auftritt. In Spanien findet sich das Mineral an vielen Stellen, besonders bei Bilbao und Lartagena. Ganz hervorragend reiner Roteisenstein wird auf den höhen des Atlasgebirges gefunden in Algier, Tunis und in Marokko. Aus Spanien und den nordafrikanischen Ländern wird eine große Menge Erz nach Deutschland und England ausgeführt, von sonstigen ausländischen Roteisensteinlagern ist noch dasjenige von Krivoi Rog in Rußland sehr berühmt, das seinerzeit viel Erz nach Gber-schlesien lieferte. In Deutschland tritt der Roteisenstein in größerer Menge int Lahn- und Dillgebiet neben Brauneisenstein auf. Sonstige deutsche vorkommen von geringerer Bedeutung liegen int harz, Thüringer Wald, Erzgebirge, int sächsischen Vogtlande, Westfalen (Brilon, Minden), Hannover (Osnabrück).

Brauneisenstein, Limonit, Eisenhydroxyd mit wechselndem Gehalt an Hydratwasser; Zusammensetzung schwankt zwischen 2Feä0₃ + 3H.0 und F₂0₃ + 2H₄0; höchstmöglicher Eisengehalt des reinen, getrockneten Minerals 60%, int natürlichen Zustande weit geringer, bis herunter zu 24%. Im Gegensatz zum Roteisenstein gibt das Erz auf einer rauhen Porzellan-platte einen braunen bis hellgelben Strich. Die wichtigste Abart des Brauneisensteins ist das oolithische Erz; es besteht aus Knollen und Körnern, die durch ein kieseliges, tauiges oder kalkiges Bindemittel fest verkittet sind. Das größte vorkommen ooli-thischen Brauneisensteins und zugleich die größte Eisenerzlager-stätte Europas ist das zusammenhängende Minettelager in Lothringen, Luxemburg und Frankreich mit dem Mittelpunkte

etwa bei dem lothringischen Dorfe Aumetj. Das Mnettevorkom-men bildet die wichtigste Quelle der deutschen Erzerzeugung (ogl. S. 14). Der Eisengehalt der Minette ist gering, er schwankt zwischen nur 28 und 39%, auch an Mangan ist das Erz arm, dagegen reich an Phosphor (im Mittel 0,75%). Wegen ihres sich ergänzenden Gehalts an Kall und Kieselsäure sind die verschiedenen Minetteerze bei richtiger Mischung selbstgehend (vgl. $.60). Lin zweites oolithisches Brauneisenerzvorkommen von großer Bedeutung ist dasjenige von Groß-Ilfede (Prov. Hannover). Das dortige Erz wird wegen des Auftretens von Knollen verschiedener Größe auch als Bohnerz bezeichnet. Neben viel Phosphor enthält es Mangan; beim Zusammenschmelzen mit geeigneten Erzen bedürfen auch die Ilseder Bohnerze keines Zuschlages. Son-ftige Vorkommen oolithischen Brauneisensteins finden sich am harz (Harzburg, $alzgitter), am Teutoburger Wald, im Wesergebirge, vogelsberg (Hessen), Schweizer Jura und in der Schwäbischen Alb.

Gewöhnlicher Brauneisenstein mit hohem Eisen- und Mangan-gehalt und von höchster Reinheit wird in Algier und Spanien gewonnen und nach Deutschland und England ausgeführt. Sonstige Brauneisensteinvorkommen liegen im Ural, Österreich-Ungarn. Griechenland und auf der englischen Halbinsel Wales. In Deutschland tritt das Lrz neben dem Roteisenstein im Sahn- und Dillgebiet auf, ferner in Bauern (Amberg), im Siegerland, bei Osnabrück und schließlich, durch Blei und Zink verunreinigt, auch in Qberschlesien, wo es bald erschöpft ist. AIs kleinere Vorkommen sind noch diejenigen in Thüringen (Saalfeld, Groß-Kams-dorf, Schmalkalden) zu erwähnen.

(Eine Abart des Brauneisensteins, das phosphorhaltige Raseneisenerz (Wiesen-, Sumpf-, Seeerz), welches besonders in der Norddeutschen Tiefebene an vielen Stellen abgelagert war, ist bereits zum größten Teile aufgebraucht und kommt daher für die Eisenindustrie nur noch wenig in Betracht.

Spateisenstein (Siderit, FeCO»), mit einem theoretischen Eisengehalt von 48,3 % und einem natürlichen von meist unter 40%. von außerdeutschen Spateisensteinlagerstätten ist diejenige in Steiermark in der Nähe von Leoben am berühmtesten. Die dortigen Erze, die schon von den alten Römern abgebaut und

verhüttet wurden, zeichnen sich durch seltene Reinheit aus. Neben diesem Erzvorkommen ist das in Körnten und Ungarn von Bedeutung. Das wichtigste deutsche Spatvorkommen ist das an der Sieg. Der Siegerländer Spateisenstein hat einen geringen Phosphor- und mittleren Mangangehalt (5—7°/o), dessentwegen er sich z. B. auch zur Spiegeleisendarstellung vorzüglich eignet.

Line Rbart des Spateisensteins ist der Toneisenstein (Sphöro-siderit), ein mit Ton innig gemengter Spateisenstein. Die Hauptfundstätten von Toneisenstein liegen in England (porkshire). In Deutschland findet sich ein ausgedehntes, aber noch nicht in Abbau genommenes Toneisensteinvorkommen an der holländischen Grenze in der Gegend von Bentheim- Ochtrup, Gronau, Alstätte, Ahaus, Stadtlohn. Ist das Erz noch mit Kohle gemengt wie in Schottland, so heißt es Kohlen eisen st ein (blackband). Zwei Drittel aller in England geförderten Eisenerze sirld Ton- bzw. Kohleneisensteine.

Sonstige Rohstoffe. Neben den Erzen werden noch eine Reihe verschiedener Rohstoffe wegen ihres Gehalts an Eisen oder anderen Elementen für die Darstellung der technischen Eisensorten verwertet, hierher gehören z. B. die Ktesabbränbe, wie man die bei der Darstellung von Schwefelsäure zurückbleibenden gerösteten, d. h. unter Luftzutritt erhitzten Schwefelkiese (Fe S₂) nennt, die nach der Röstung im wesentlichen aus Eisenoxyd bestehen - ferner die vorwiegend Fe₂Ö₃ enthaltenden Purpurerze (englisch purple ore), bas sind feingemahlene, chlorierend geröstete und zur Gewinnung von Kupfer ausgelaugte Kiese, vornehmlich Kupferkiese (CuFeS₂). Auch eisenreiche Schlacken, wie Rennfeuer-, Zrischfeuer-, Schweiß- und puddelschlacken, zählen hierzu. Letztere sind wegen ihres hohen Phosphorgehalts besonders wertvoll für die Darstellung von Thomasroheisen,' da sie immer seltener werden, so muß hierfür leider öfter auch ein Teil der gewonnenen Thomas- und Martinschlacken wieder verschmolzen werden. Endlich seien noch als eisenhaltige Rohstoffe der Konverterauswurf, der beim Befsemer- und Thomasverfahren aus den Birnen geschleudert wird, und gewisse Rückstände au.£ der Anilinfabrikation erwähnt.

Weiterbin sind die manganhaltigen Eisenerze und die eigentlichen Manganerze (mit mindestens 30% Mangan) ungeheuer

wichtige Rohstoffe für das Lisenhüttenwefen,- denn Mangan spielt nicht nur eine Rolle als ein in vielen technischen Eisensortett enthaltener, ihre Eigenschaften stark beeinflussender Legierungsbestandteil, sondern auch als Mittel zur Veredelung des technischen Eisens, insofern als es in Form einer Legierung mit Eisen, nämlich als Ferromangan, dem geschmolzenen Eisen zugesetzt, dieses von einem Teil des Schwefels, insbesondere aber des durch das Frischen hineingebrachten Sauerstoffs befreit (Desoxydation). An manganhaltigen Eisenerzen, insbesondere aber an eigentlichen Manganerzen ist Deutschland leider sehr arm. Die Hauptvorkommen liegen in Südrustland, und zwar die wichtigsten im Raukasus im Gouvernement Kutais. Die Erze, die durchschnittlich 50 v. fj. Mangan enthalten, werden über den Hafen Poti ausgeführt. Deutschland allein bezog im Jahre 1913 hiervon 447 000 t. Weitere Manganerzvorkommen finden sich in Britisch-Sndien und Brasilien. Aus ersterem Lande wurden 1913 insgesamt 178000t nach Deutschland ausgeführt.

Zuschläge. Die Eisenerze sind, wie oben ausgeführt wurde, durch Mineralien verschiedenster Art (Gangarten) verunreinigt, vorwiegend durch solche, die Kieselsäure, Tonerde, Kalt, Magnesia enthalten. Auch der zum verschmelzen der Erze notwendige Brennstoff (Kots) enthält stets gewisse, der Rohkohle entstammende Mineralien, die nach der Verbrennung als Asche zurückbleiben. Der größte Teil dieser mineralischen Beimengungen wird nun nicht bei den Darstellungsverfahren in Hochöfen oder in den anderen in Betracht kommenden Schmelzöfen vom Eisen aufgelöst, sondern bildet neben ihm eine Schlacke. Diese mutz, insbesondere beim Hochofenprozest, in den flüssigen Zustand übergeführt, also geschmolzen werden,- im festen Zustande ließe sie sich nicht in so einfacher Weise entfernen und verarbeiten, auch würden die chemischen Reaktionen zwischen ihr und dem Metall sich nicht so leicht in der gewünschten Weise vollziehen. 3n vielen Fällen ist nun aber die Bildung einer flüssigen Schlacke aus den Gangarten nicht ohne weiteres möglich, weil ihr Schmelzpunkt oberhalb der im Dfen herrschenden Temperaturen liegt. So haben z. B. die meisten Erze zu kieselsäure-und tonerdereiche Gangarten, die bei den ^Hochofentemperaturen nicht eine schmelzbare Schlacke zu bilden vermögen. Eine solche

aitutB 20: Wedding, Das Cisenhüttenwesen. 5.Ruft

läßt sich aber leicht dadurch erzielen, daß man dem Erz einer Stoff zusetzt, einen „Zuschlag gibt", der eine Schmelzpunktser niedrigung der schlackebildenden Bestandteile bewirkt. Für kiesel säure- und tonerdereiche (saure) Erze sind Kalt, notfalls aud Dolomit (Kalkmagnesiakarbonat) die geeignetsten Zuschläge, roei sie als „basische" Stoffe den Schmelzpunkt der sauren Beimen gungen stark Herabdrücken. ITTan schlägt übrigens den Erzen meis mehr Kalk zu, als zur Erreichung des niedrigsten Schmelzpunkt! der Schlacke erforderlich ist, weil der Kalk auch noch die wich tige Aufgabe hat, einen Teil des dem Eisen so gefährlichen Schwe fets der Rohstoffe an sich zu reißen und in die Schlacke zu über führen. In einzelnen Fällen, so z. 8. im lothringischen Minette revier und im Erzbezirk von Ilsede, liegen so günstig zusammen gesetzte kalkreiche und kieselsäurehaltige Erze beieinander, das sie, im richtigen Verhältnis miteinander vermischt, von selbs eine leicht schmelzbare Schlacke im Hochofen bilden, also feine: Zuschlages bedürfen. Derartige Erze bezeichnet man mit selbst-gehend. Die aus Kieselsäure, Tonerde, Kalk, Magnesia und fort fügen Stoffen (z. B. Manganoxyden) gebildete Schlacke ist in flüssigen Zustande als homogene Lösung verschiedener chemischer Verbindungen ineinander, insbesondere von Kalk- und Tonerde-silikaten aufzufassen.

Vorbereitung der eisenhaltigen Rohstoffe für die Verhüttung.

Die meisten Eisenerze können in dem Zustande, in dem sie durch den Bergbau gewonnen worden sind, unmittelbar im Hochofen verhüttet werden. In manchen Fällen bedürfen sie jedoch einer Vorbereitung. So werden z. B. die Spateisensteine (Eisenkarbonat FeCOs) im Siegerlande und in Steiermark zum Teil vorher einer Röstung unterworfen, d. h. sie werden bei Luftzutritt erhitzt, wobei die Kohlensäure ausgetrieben, also das Karbonat in das Gxpd übergeführt wird. Hand in Hand hiermit geht eine Austreibung von Schwefel und Wasser. Durch das Rösten, das gleich an der Eisensteingrube in besonderen Röstöfen, einfachen Schachtöfen, vorgenommen wird, erlangt man insofern einen Vorteil, als das Gewicht des Erzes um etwa 30°/o vermindert wird, so daß die Transportkosten auf den Eisengehalt der Erzes be-

zogen außerordentlich verringert werden. Ferner braucht der Hochofen nun die Röstung nicht mehr vorzunehmen, und der Heizwert des Gichtgases wird durch Kohlensäure und Wasserdampf nicht verringert.    '

3n gewissen Fällen bedürfen die Erze einer anderen Vorbereitung. Reben den grobstückigen Erzen werden den Hochofenwerken nämlich oft noch feinkörnige (mulmige) angeliefert, sei es, daß sie in dieser Form in der Natur vorgefunden werden, sei es, daß sie bei der bergmännischen Gewinnung und dem Transport aus den grobstückigen erst entstanden sind. Oie feinkörnigen Erze üben, besonders wenn sie in größerer Menge (zu mehr als 12% der Beschickung) im Hochofen verhüttet werden, sehr schädliche Einflüsse aus. Zunächst rollen sie leicht durch die Zwischenräume zwischen den größeren Stücken hindurch und werden auf diese weise zu frühzeitig geschmolzen. Oie geschmolzenen Feinerze wirken dann leicht als Bindemittel zwischen den groben Stücken, d. h. sie bilden mit jenen eine zusammenhängende Masse, die im Hochofen nicht nachrücken kann und dadurch das sog. hängenbleiben der Gichten verursacht. Ferner erschweren sie durch die Verengung der Zwischenräume zwischen den Erzen den Durchgang des Windes- schließlich werden sie von den mit großer Geschwindigkeit den Hochofen durcheilenden Gasen mitgerissen und aus dem Gfen als sog. Gichtstaub entführt. Oer Gichtstaub muß aber auf umständliche weise wieder aus den Gasen entfernt werden, weil er sie für gewisse Zwecke geradezu unbrauchbar macht. Alle diese Nachteile der Feinerze verlangen also eine Überführung in Stückform, ähnlich wie sie bei der feinen Braun- und Steinkohle vorgenommen wird. hierzu gibt es zweierlei verschiedene Wege: das Brikettieren und das Agglomerieren. Bei ersterem erhält das Feinerz eine ganz bestimmte regelmäßige Form, bei letzterem dagegen wird es zu unregelmäßigen Klumpen gestaltet. Die Herstellung der Erzbriketts erfolgt in Pressen entweder lediglich durch Anwendung sehr hohen Drucks oder bei geringem Druck nach Vermengung des Erzes mit anorganischen oder organischen Bindemitteln, falls nicht ein natürliches Bindemittel, wie in den tonigen Erzen, schon von vornherein darin enthalten ist. Solche mit natürlichen oder künstlichen Bindemitteln innig gemischten und dann gepreßten Erz-briketts mutz man ähnlich wie die Ziegelsteine nach der Pressung noch erhärten lassen. Das Agglomerieren erfolgt nach verschiedenen Verfahren. Gut bewährt haben sich u. a. lange, langsam um eine etwas schräg nach unten geneigte Achse umlaufende Trommeln, durch die, dem Wege des Erzes entgegengesetzt, heitze Brenngase streichen. 3n diesen „Drehrohröfen" sintert das Seinerz, d. h. es ballt sich unter Einflutz der Trommeldrehbewegung und der heitzen Gase zu mehr oder weniger großen Klumpen zusammen. Auch der aus den Hochofengasen abgeschiedene Gichtstaub wird oft mit Erfolg brikettiert und agglomeriert. Die Erz- bzw. Gichtstaubbriketts müssen neben großer Festigkeit, die ein Zerdrücken oder Zerreiben im Hochofen verhindert, auch eine gewisse Porosität haben, damit die Reduktionsgase im Hochofen leicht in ihr Inneres einbringen können. Ferner dürfen sie nicht Bindemittel enthalten, die den hochofenprozetz ungünstig beeinflussen.

3n einzelnen Fällen müssen die Erze vor ihrer Verwertung auf den Eisenwerken aufbereitet werden, d. h. von einem Teil der beigemengten Mineralien (Gangarten) auf mechanischem Biege befreit werden. Das geschieht entweder aus Grund des verschiedenen spezifischen Gewichts des Erzes und der Gangarten mit Hilfe eines auf- und niedergehenden und zugleich fließenden Wasserstromes oder auf Grund der verschiedenen Magnetisierbarkeit des Eisens und der übrigen Mineralien mit Hilfe eines Elektromagneten. Man unterscheidet danach zwischen nasser und zwischen magnetischer Aufbereitung.

Die Darstellung des technisch verwerteten Eisens.

Achtes Kapitel.

Allgemeiner über die Darstellung.

Die Rohstoffe für die Darstellung aller technisch verwerteten Eisensorten sind, wie aus dem vorigen Kapitel hervorgeht, chemische Verbindungen des Eisens, und zwar vorwiegend Sauerstoffverbindungen (Gxyde). Die Hauptaufgabe der Eisenhüttenwerke ist also, das Eisenmetall aus diesen Sauerstoffverbindungen zu befreien und ihm durch Legieren mit verschiedenen Mengen gewisser Elemente die jeweilig für die Weiterverarbeitung und endgültige Verwendung geeignete chemische Zusammensetzung zu geben. Die Überführung einer Metallsauerstoffverbindung in das Metall oder eine sauerstoffarmere Verbindung des Metalls heißt Reduktion. Das erste metallurgische Verfahren zur Darstellung des technisch verwerteten Eisen; muß also ein Reduktionsprozeß fein.

Rach einem allgemein gültigen Gesetz der physikalischen Chemie müßten sich alle Metalloxyde lediglich durch Wärme in das betreffende Metall und Sauerstoff zerlegen, also reduzieren lassen. Tatsächlich können auch verschiedene Metalloxyde schon durch Erhitzen bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen vom Sauerstoff befreit werden, z. B. diejenigen des Goldes, Silbers, (Quecksilbers. Für andere Oxyde — und dazu gehören auch diejenigen des Eisens — kommt dagegen eine Reduktion durch wärme allein nicht in Frage, weil die chemische Anziehungtz-kraft (chemische Verwandtschaft, Affinität) zwischen den betreffenden Metallen und Sauerstoff auch bei höheren Temperaturen sehr groß ist und eine Zerlegung erst bei derartig hohen Temperaturen (mehreren tausend Grad) stattfinden könnte, bei denen sich das Verfahren wegen technischer Schwierigkeiten überhaupt nicht mehr durchführen ließe. Eine Befreiung dieser Metalle vom Sauerstoff läßt sich dagegen dadurch herbeiführen, daß man die Metalloxyde zusammen mit sog. Reduktionsmitteln erhitzt, das sind Stoffe, die unter gleichen Verhältnissen ein größeres 'vereinigungsbestrebe» zum Sauerstoff haben wie das betreffende Metall selbst, daher den Sauerstoff der Oxyde an sich reißen und das betreffende Metall zurücklassen. Derartiger Reduktionsmittel gibt es eine ganze Reihe- von ihnen kommen aber für die im Hochofen erfolgende Reduktion des Eisens nur der Kohlenstoff (C) und das aus ihm gebildete Kohlenoxydgas (CO) in Betracht, weil diese sehr kräftig wirken, verhältnismäßig billig zur Verfügung stehen und mit dem Erzsauerstoff keine Schlak-ken, sondern Gase bilden, die überhaupt den technisch und wirtschaftlich so vollkommenen Hochofenprozeß erst ermöglichen.

Beim Hochosenprozetz reduziert der Kohlenstoff nun aus den verwendeten Rohstoffen nicht nur das Eisen, sondern auch andere Elemente, wie Silizium, Phosphor, Mangan usw., in gewissen

Mengen. Diese sowie Schwefel und auch Kohlenstoff selbst lösen sich im reduzierten Eisen auf, so daß das entstehende Enderzeug-nts ein „Roheisen" mit 4—10% verschiedenen Legierungsbestandteilen ist. Diese verhältnismäßig großen Mengen an Fremdstof-fen machen, wie wir bereits aus dem vierten Kapitel wissen, das Eisen für die meisten Verwendungszwecke ungeeignet. Um es den verschiedenen Zwecken anzupassen, muß also der Gehalt an Fremdstoffen heruntergedrückt werden. Dieses Ziel erreicht man durch Oxydation eines Teils der zu entfernenden Legierungsbestandteile des Roheisens. Die Oxydation wird dadurch herbeigeführt, daß man sauerstoffhaltige Stoffe, wie Luft, Gase, Eisenschlacken und Erze, auf das Roheisen bei höheren Temve raturen einwirken läßt, hierbei vereinigt sich der Sauerstoff der betreffenden Oxydationsmittel mit den Legierungsbestandteilen zu Gasen oder Schlacken, und ein (Eifert mit geringen Mengen an Fremdstoffen, also ein schmiedbares (Eifert, ist das End-krzeugnis. Die gegenwärtig gebräuchlichen Versähren zur Entfernung eines Teils der Legierungsbestandteile aus dem Roheisen, also zur Umwandelung von Roheisen in schmiedbares (Eifert, sog. Frischverfahren, sind da; Thomas- und Besfemerve-fahren, sowie das Siemens-Martin-Verfahren, in geringerem Umfange auch das alte puddelverfahren und das Glühfrisch- oder Temperverfahren. Durch die drei zuerst genannten Verfahren erhält man aus Roheisen das nahezu schlackenfreie Flußeisen in flüssigem Zustande, durch das Puddelverfahren das schlackenhal-tige Schweißeisen in halbgeschmolzenem Zustande und durch bas Glühfrischen den sog. schmiedbaren Guß oder Temperstahlguß im festen Zustande. Zur Erzeugung sehr hochwertigen Flußeisens dienen in Ergänzung der genannten Frischverfähren das Tiegel-stahl- und das Elektrostahlverfahren.

Diese Rrt der Darstellung des technisch verwerteten Eisens, die schon ziemlich umständlich erscheint, wird noch verwickelter durch die zu den Frischverfahren notwendigerweise hinzukommenden vesoxydations- und Kohlungsarbeiteri. Trotzdem kann man gegenwärtig auf keine einfachere Art mit einem in technischer und wirtschaftlicher Hinsicht gleich günstigen Ergebnis das Eisen darstellen.

Überblick

sO

Neuntes Kapitel.

Die Darstellung -es Roheisens.

Die Darstellung des Roheisens erfolgt in einem Hochofen (vgl. die Beschreibung auf S. 69). Der Hochofenprozeß hat im wesentlichen folgenden Verlauf: Eisenerze und Zuschläge werden abwechselnd mit einem Brennstoff (Kots, Holzkohle, 5lnthraz.it usw.) oben in den Hochofen (s. Kbb. 3) gefüllt, während unten in den Gfen erhitzte Lust, der wind, geblasen wird. Durch diesen verbrennt der Brennstoff zu Kohlenoxydgas, das in dem Gfen hochsteigt, während Erze, Zuschläge und Brennstoffe dem Ga§-strom entgegen abwärts sinken. Beim Herabsinken wird dem Erz durch Kohlenoxyd und festen Kohlenstoff der Sauerstoff entzogen, es wird also zu metallischem Eisen reduziert, das vorwiegend in der tiefsten heißesten Zone des Gfens schmilzt und dabei Kohlenstoff und andere den Rohstoffen entstammende Elemente, wie Silizium, Mangan, Phosphor, Schwefel, in sich auflöst. Das flüssige, an Zremdstoffen reiche Eisen, Roheisen genannt, sammelt sich im untersten Teile des Gfens an und wird in gewissen Zeitabständen daraus abgezogen (abgestochen), während die gleichzeitig niedergeschmolzene Schlacke, welche wegen ihres geringeren spezifischen Gewichts auf dem flüssigen Eisen schwimmt, durch eine etwas höher gelegene Öffnung in ununterbrochenem Strom abfließt. Die entstehenden sehr wertvollen Gase, die Gichtgase, werden am oberen Teil des Gfens abgefangen, um zu den verschiedensten Zwecken verwendet zu werden.

Zur Darstellung des Roheisens werden also dem Hochofen Erze, Zuschläge, Brennstoffe von oben und wind von unten zugeführt, während Roheisen und Schlacke unten und Gichtgase oben gewonnen werden. Die Vorbereitung der Erze, Zuschläge und Brennstoffe für den Hochofenprozeß ist bereits in den vorhergehenden Kapiteln beschrieben worden. Es ist hier also noch die Vorbereitung der Lust zu erörtern. Dann soll als Mittelpunkt des Interesses in diesem Kapitel eine kurze Beschreibung des Hochofens und des Hochofenprozesses selbst folgen, und zum Schluß werden die Hochofenerzeugnisse Roheisen, Schlacke und Gichtgas sowie ihre Verwendungszwecke besprochen werden.

Die Vorbereitung der tust für den Hochofenprozeh. Die Luft ist bekanntlich ein Gasgemisch, das in trockenem Zustande aus etwa 79°/o Stickstoff und 21°/o Sauerstoff (in Raumteilen) besteht. Die sonstigen Bestandteile kommen nur in ganz geringer Menge vor und sind daher ziemlich bedeutungslos für den Hochofenprozeß. 3n natürlichem Zustande enthält die Lust stets noch IDafferbnmpf, und zwar desto mehr, je wärmer sie ist. Auf 1 cbm Lust (etwa 1,3 kg) kommen, wenn sie mit wasserdampf gesättigt ist, bei — 10° etwa 3 g, bei -st 15° etwa 13 g und bei -st 30° sogar 29 g wasserdampf.

während der Sauerstoff der Luft int Hochofen wichtige Reaktionen, insbesondere den Derbrennungsvorgang bewirkt, geht der Stickstoff durch den ganzen Hochofen größtenteils unverändert hindurch. (Er nimmt int wesentlichen nur an der Erwärmung teil, gibt aber die aufgenommene Wärme ebenso wie die übrigen int Hochofen hochsteigenden Gase wieder an die entgegenrückende Beschickung ab; er wirkt also nicht so nachteilig auf den Hochofenprozeß, wie man wohl vermuten könnte. Schädlich dagegen ist der Einfluß des Wasserdampfs im Hochofen. Er erfordert erhöhten Aufwand an Brennstoff und bewirkt wegen der sehr verschiedenen Mengen, in denen er in der Luft enthalten sein kann, Unregelmäßigkeiten im tvsengang.

während die Luft, die z.B. den Verbrennungsprozeß in einem Zimmerofen unterhalten soll, einfach durch die gegenüber der Außenluft wärmere und daher spezifisch leichtere, im Schornstein hochsteigende Luftsäule in den Ofen hineingezogen wird, muß die Lustmenge, die den über 20 m hohen, mit Stoffen dicht gefüllten Hochofen durchziehen soll und hierbei naturgemäß großen widerstand findet, durch diesen hindurchgepreßt werden. Diese Arbeit geschieht durch die Gebläsemaschinen, die im Grunde nichts anderes sind als mächtige doppeltwirkende Luftpumpen mit großen, an beiden Enden mit zahlreichen Ventilen versehenen, eisernen Zylindern. 3n diesen bewegt sich ein Kolben hin und her, der bei seinem Hingange auf der einen Seite durch die Ventile Luft in den Zylinder saugt und gleichzeitig die beim vorhergehenden Hube aus der anderen Seite eingesogene Luft zusammenpreßt und in die zum Hochofen führende Rohrleitung drückt. Beim Rückgang findet der entsprechende Vorgang statt, so daß der Luftstrom ununterbrochen läuft. Man verwendet fast ausschließlich Gebläse mit liegenden Zylindern, die

durch Dampf- oder Gichtgasmaschinen angetrieben werden, was den winddruck anbelangt, so steigt dieser bei deutschen Hochöfen selten über 0,4 at. Die windmenge, die ein neuzeitlicher großer Hochofen täglich verbraucht, ist ungeheuer. Ulan kann auf 11 erzeugten Roheisens durchschnittlich rund 3000 cbm wind rechnen; bas wären für einen großen Hochofen mit 500 t Tageserzeugung in 24 Stunden 1 500 000 cbm Luft mit einem Gewicht von 1950 t, also dem vierfachen Gewicht des zur gleichen Seit erzeugten Roheisens.

Die Vorbereitung der Luft für den Hochofenprozeß beruht nun in erster Linie auf einer Vorwärmung, vereinzelt hat man neuerdings auch Vorkehrungen zur Trocknung der Luft getroffen. Durch die Vorwärmung des Windes, die mit Hilfe eines Teils der brennbaren, dem Hochofen entströmenden Gichtgase vorgenommen wird, erzielt man eine große Ersparnis an Brennstoff im Hochofen und andere den Hochofengang günstig beeinflussende Vorteile. Die Vorwärmung des Windes auf Temperaturen von 600—800° C erfolgt in den sog. Winderhitzern. Tinen fast auf allen Eisenhüttenwerken gebräuchlichen Winderhitzer, einen Cowper-Apparat, stellen die Abbildungen 1 und 2 im vertikal-und horizontalschnitt dar. Der Apparat ist ein aus starken Eisenblechen zusammengesetzter Splinder mit einem Durchmesser bis zu 6, ja sogar 8 m und mit einer höhe bis zu 35 mr Er besteht aus dem kreisrunden oder elliptischen Verbrennungsschacht, einer Kuppel und dem Gitterwerk. Die Ausmauerung sowohl als auch das Gitterwerk find aus feuerfesten Steinen aufgebaut.

Das vom Gichtstaub befreite Hochofengas läßt man in die Öffnung a (Abb. 1) einströmen, vor der es sich mit der durch den geöffneten Schieber b eindringenden Luft mischt, um im Schachte zu verbrennen. In der Kuppel breitet sich das heiße verbren-nungsgas aus und streicht abwärts durch das Gitterwerk- dieses erhitzt es auf 800—900° und geht, nachdem es seine Wärme an die Steine abgegeben hat, durch die Rauchkammer und die Öffnung c zum Schornstein. Rach einer gewissen Seit, etwa zwei Stunden, werden Gasventil, Luftschieber und die Klappe zum Schornsteinkanal geschlossen und der Kaltwind- und Heißwind-schieber geöffnet. Nun strömt der gepreßte kalte Gebläsewind bei d ein, erhitzt sich beim hochsteigen im Gitterwerk an den

/ITTTI]

wmm.

33,50

. i.

heißen Steinen auf 600—800° und mehr und verläßt den Towper-Rpparat bei der Öffnung e, um durch große Rohre in den Hochofen geleitet zu wer-1 den. (Ein Hochofen muß minde-I stens drei, besser vier oder mehr w Winderhitzer besitzen; sind vier vorhanden, so gehen, wie der tech« nische Ausdruck heißt, zwei auf Gas, während der dritte „auf wind geht" und der vierte gereinigt wird oder zur Reserve dient. Die wind-erhitzer werden von dem ein Hüttenwerk besichtigenden Laien irrtümlicherweise oft für Hochöfen gehalten, weil der zugehörige Hochofen meist durch das ihn umgebende Eisen-gerüst, die Fördereinrichtungen, Gas-reinigungsanlagen, Rohrleitungen u. dgl. derart verdeckt ist, daß er dem Beschauer nicht so deutlich in die Rügen fällt wie die in größerer Zahl vorhandenen, frei stehenden, hohen Winderhitzer.

Falls eine Vorbereitung der Luft ji    durch Trocknung erfolgen soll, so

|JF muß dies noch vor der Erhitzung '    geschehen. Bei dem Gaqleqschen

Trocknungsverfahren wird die kW. Luft auf bestimmte Temperaturen unter 0° ab» gekühlt, bei denen sie nur noch einen jp    geringen, stet; gleich-

B    mäßigen Gehalt an

Wasserdampf ausgelöst halten kann

ffff

■ 1

Mb. 1. Lowper-Winderhitzer (vertikalschnitt),

(S. 66), während der größere Teil als (Eis abgeschieden wird. Bet dem Verfahren von Ä Daubinö und Rot) wird der wind durch ßm Lhlorkalzium geleitet, das begierig Wasser mm

B3

aufsaugt und schon lange im Laboratorium |! ^.......

f.:

Rbb. 2. Cowper-Winderhitzer (Horizontalschnitt).

als Trockenmittel verwendet wird. Die beiden WtzsW> windtrocknungsverfahren sind bisher erst ver- M einzelt praktisch erprobt und bedürfen noch weiterer technischer Vervollkommnung, um bei günstigen wirtschaftlichen Ergebnissen allseitige Anwendung finden zu können.

Der Hochofen. Der Hochofen zeichnet sich, wie sein Harne schon andeutet, gegenüber anderen metallurgischen Ofen durch eine bedeutende Höhe aus (Bis zu 30 m und darüber ohne das zugehörige Eisengerüst). Er gehört zu jener Gattung von Ofen, die wegen ihres fchachtähnlichen Profils kurzweg Schachtöfen genannt werden, während die meisten Metallhochöfen das Profil eines regulären mathematischen Zylinders ausweisen, haben die Eisenhochöfen für gewöhnlich ein Profil, wie es Abb. 3 veranschaulicht. Man ersieht daraus, daß der eigentliche Hochofen aus drei Teilen besteht, dem Schacht a, der Rast b und dem Gestell c. Schacht und Rast bilden zwei abgestumpfte Regel, die mit ihren größten Grundflächen aufeinander gesetzt sind,' das sich unten anschließende Gestell ist ein Zylinder. Der Teil, welcher den oberen Rbschluß des Hochofens bildet, heißt Gicht, die Ebene, in der Schacht und Rast zusammenstoßen, Rohlensack. Der Rohlensack ist bei vielen Hochöfen zu einem dem Gestell ähnlichen Zylinder ausgebildet. Der unterste Teil des (vfens, auf dem das Gestell ruht, wird Bodenstein (d) genannt. Der Schacht ruht meist auf einem Tragkranz, der von eisernen Säulen gestützt wird. Die Rast hängt für gewöhnlich am Tragkranz. Ruf diese weise sind Rast und Gestell vom Schacht und untereinander unabhängig. Man erreicht hierdurch eine vollständige Entlastung dieser Teile, so daß sie sich beliebig unter dem Einfluß der Wärme ausdehnen können, ohne einander in Mitleidenschaft zu ziehen. In seinem oberen Teile enthält das Gestell eine Anzahl von Öffnungen, durch welche die Windformen (e) in den Gfen führen. Die Windformen bestehen aus kegelförmigen,

doppelwandigen hülsen aus Bronze oder Kupfer, die wegen der hohen Temperaturen im Gestell von ständig hindurchströmendem kaltem Wasser gekühlt werden. Der heiße gepreßte Wind gelangt aus den Winderhitzern zunächst in ein großes mit feuerfestem Material ausgemauertes Rohr (o), das rings um den (Dfen läuft, von hier aus wird er mittels des sog. Düsenstocks (i), der in den einzelnen Düsen endigt, auf die formen gleichmäßig verteilt und tritt dann durch letztere in den Gfen. Die Anzahl der Formen richtet sich im allgemeinen nach der Größe des Gestellumfangs und schwankt zwischen 4 und 16, selten mehr. Dicht unterhalb der Formenebene befinden sich eine oder mehrere Gff-- nungen (g) im Gestell, die dazu dienen, die Schlacke ununterbrochen abfließen zu lassen. Diese Öffnungen sind, um das Mauer-werk vor der glutflüssigen Schlacke zu schützen, stets mit der sog. Lürmannschen Lchlackenform ausgesetzt, einer den Windformen ähnlichen, mit Wasser gekühlten kupfernen hülse. Unmittelbar über dem Bodenstein ist das Abstichloch (f) angebracht, durch welches das sich im Gestell ansammelnde Eisen von Zeit zu Zeit abgestochen wird.

Der ganze Hochofen ist aus feuerfesten Steinen aufgebaut und wird durch starke rings um den Gfen laufende schmiedeiserne Ringe zusammengehalten. Um das Gfenmauerwerk gegen physikalische und chemische Einflüsse möglichst widerstandsfähig zu machen, niuß es ständig gekühlt werden. Der oberste Teil des Gfenschachtes, in dem man nicht allzu hohe Temperaturen beobachtet, wird einfach durch die Außenluft gekühlt. Der untere Teil des Schachtes, Rast und Gestell hingegen, wo teilweise sehr hohe Temperaturen herrschen, müssen mit großen Klengen kalten Wassers gekühlt werden, das man an einem um diese Teile gelegten Blechmantel ununterbrochen herabrieseln oder durch bronzene, in die Gfenwandungen eingelassene Kühlkästen fließen läßt.

Die beim Hochofenprozeß sich bildenden Gase, welche man früher aus Unkenntnis mit mächtiger Flamme aus der Gicht in die Luft gehen ließ, fängt man heutzutage auf, um sie in wirtschaftlicher Weise zu verwerten. Zu diesem Zwecke ist der Hochofen oben durch einen sog. Gichtverschluß abgedeckt,' die Gase ziehen dann durch ein senkrecht in der Mitte des Verschlusses

stehendes Rohr ab ober durch Rohre, die seitlich in den obersten Teilen des Schachtmauerwerks angebracht sind. Da auf der Gicht die Beschickung in    \\

den ©feit gegeben wird, [ sj \f; müssen die Gichtverschlüs- " se gleichzeitig als Ruf-gabe- und verteilungs-Vorrichtungen für die Roh- ^ stoffe eingerichtet werden.

Bis solche dürfen sie die Gase auch dann nicht an die Rutzenluft entweichen lassen, wenn die Rohstoffe gerade in den ©feit eingebracht werden. Daher sind die Gichtverschlüsse stets als eine Rrt Schleuse ausgebaut, die durch einen oberen Gicht- ^

Verschluß gegen die Rußen- | tust und durch einen unteren gegen das ©fen-innere abgedichtet ist. wenn der eine Verschluß zur Einführung der Rohstoffe geöffnet ist, muß

ftbb. 3. Hochofen (vertlkalschnitt).

a Schacht, b Raft, c (Bestell, \ d Bodenstein, e Windeintritt (Vü- Z f

fen und Form), e' Notwindform----

(nur bet Betriebsstörungen in Verwendung) , f Stichloch (Roheisen^ ^ abstich), g Schlackenform (Schlak- % kenausfluß), /r Fundamentmauer- 2' werk, i vüsenftock, h Gichtaufzug (Zchrägaufzug), i Förderkübel mit Beschickung, m Gichtverschluß, n Hochofengerüst, o Windleitung

iß

71

ot

l-

:■

llz

’jj

e'Jfr

•TL

(windkranz).

der andere gleichzeitig geschlossen feilt. (Es gibt zahlreiche verschiedene Ausführungen von doppelten Gichtverschlüssen. Bei dem in ctbb. 3 Seite 71 dargestellten Hochofen, der mit der sog. automatischen Kübelbegichtung versehen ist, besteht der Gichtoerschluß aus einem kreisförmigen Trichter, gegen den von unten durch Gewichte mittels Hebelübertragung ein kegelförmiger Verschluß gedrückt wird. Setzt sich der Kübel nun auf die Gicht, so senkt sich der lose Kübelboden, die im Kübel befindlichen Rohstoffe drücken den Kegel herunter und gleiten in den Gfen herab. Nennenswerte Gasverluste können dabei nicht entstehen, weil der Kübel durch einen Deckel verschlossen ist. Das unterhalb des Gichtverschlusses inmitten des Hochofens sichtbare Rohr sorgt für eine gleichmäßige Verteilung der Stoffe im Gfeninnern.

empor-

Um die ungeheuren Massen an Rohstoffen, die ein neuzeitlicher Gfen täglich verschluckt, zur Gicht zu schaffen, sind mächtige Transportanlagen notwendig. Bei älteren Anlagen benutzt man oft noch senkrechte, durch Dampfmaschinen angetriebene Aufzüge, welche die Beschickung in kleinen wagen bis zur Gichtbühne — d. i. die Plattform in höhe der Gicht ziehen, hier werden diese wagen dann von einzelnen Leuten vom Aufzug heruntergezogen, an den Gichttrichter gefahren und dann durch Kippen ihres Inhaltes entleert. Bei neueren Anlagen werden die wagen oft als Hängewagen an Schrägaufzügen mittels eines stetig laufenden Zugseiles hochgezogen und auf der Gichtbühne ebenfalls durch Zugseil zum Gichtverschluß gebracht oder die Beförderung der Hängewagen erfolgt durch Elektromotoren an jedem einzelnen wagen iLlektrohängebahn). Auch die Entleerung in den Trichter des Gichtverschlusses geschieht oft auf mechanischem Wege.

will man das gesamte Bedienungspersonal auf der Gichtbühne ersparen, so macht man, wie bei dem Hochofen in Abd. 3, vorteilhaft von der erwähnten automatischen Begichtung Gebrauch, bei der die in der Abbildung sichtbaren großen Kübel mit einem Lrzinhalt bis ju 10 t und darüber unten auf der Hüttensohle gefüllt, durch eine untenstehende elektrische Fördermaschine an Schrägaufzügen bis über den Gichttrichter gehoben und dann in diesen durch Kippen oder Offnen des Kübelbodens entleert werden. Die ganze Begichtung geschieht hierbei durch den einen die Fördermaschine bedienenden Maschinisten. 3n Rbb. 3 ist mir der obere Teil des Schrägaufzugs mit den daran hängenden Kübeln zu sehen.

Der hochofenprozetz. Beim Hochofenprozetz können wir einen absteigenden Strom fester und einen aufsteigenden Strom gasförmiger Stoffe im Gfen unterscheiden. Rn dem absteigenden Strome fester Stoffe sind die Erze und sonstigen eisenhaltigen Rohstoffe, ferner die Zuschläge und der Brennstoff beteiligt, die sämtlich durch den Gichtverschlutz vermittels der obenerwähnten Transxortvorrichtungen dem Hochofen zugeführt werden. Vas Erz nebst Zuschlägen, der Möller, wird abwechselnd mit dem Brennstoff in den Hochofen gegeben. Die auf einmal in den Gfen gefüllte Menge an Erz und Zuschlägen nennt man eine Erzgicht, während die darauf folgende Brennstoffmenge, sofern es sich um Koks handelt, eine Koksgicht genannt wird. Bei großen Ofen beträgt eine Lrzgicht bis zu 15 000 kg, eine Koksgicht bis zu 7000 kg. Das Mengenverhältnis zwischen Erz, Zuschlag und Kots wird an der Hand theoretischer Berechnungen und auf Grund praktischer Erfahrungen festgestellt. 3n dem Matze, wie in den untersten Zonen des Gfens der Möller schmilzt und der Kots verbrennt, rückt die gesamte Beschickung von obenher nach und unterliegt hierbei den im folgenden beschriebenen Einwirkungen der aufsteigenden Gase, die desto Heister sind, je tiefer die Gfenzone ist.

3m obersten, kältesten Teile des Dfenfchachtes wird bei Temperaturen der Gase von etwa 250—400° der Feuchtigkeitsgehalt der Rohstoffe, vor allem der Erze verdampft. Sodann setzt bald der Hauptvorgang im Hochofen, die Reduktion der Eisenerze, ein, und zwar zunächst innerhalb des Schachtes und der oberen Rast die indirekte Reduktion durch Kohlenoxydgas und dann in den heißesten Teilen des Gfens, nämlich der unteren Rast und dem Gestell, die direkte Reduktion durch den glühenden festen Kohlenstoff. Die indirekte Reduktion, die unter Umständen schon weit oben im Schacht bei Temperaturen von 300° an beginnt, nimmt mit dem Herabsinken in tiefere Zonen und damit in Bereiche immer höherer Temperaturen ständig an Umfang und Stärke zu, schon weil der Gasstrom nach unten zu immer reicher an Kohlenoxyd wird. Die Reduktion der

Erze durch Kohlenoxydgas geht nicht etwa in der Weise vor sich, daß alle Erze unmittelbar in metallisches (Eisen übergeführt werden, vielmehr wird das sauerstoffreichste Gxyd (Fe₂0₃) zuerst in das sauerstoffarmere Gxydoxydul (Fe₃OJ, dieses in Gxydul (FeO) und das Gxydul endlich in metallisches Eisen (Fe) verwandelt, etwa nach den Gleichungen:

3Fe₂Os + CO = 2Fe₃0₄ + C02 Fe₈0₄ + C0 = 3Fe0 + C0.

FeO + CO = Fe + C0₂.

3m übrigen verhalten sich die Erze und sonstigen eisenhaltigen Rohstoffe gegenüber der indirekten Reduktion sehr verschieden. Einige, wie z. B. stückige Brauneisenerze, gerösteter Spateisenstein und Riesabbrände, werden in der bei weitem größten Menge durch Kohlenoxyd reduziert, andere, wie geröstete Magneteisenerze, mulmige, d. h. feinkörnige Brauneisenerze, ungerüstete Spate, etwa nur zur Hälfte, ungeröstete Magneteisenerze, Puddel- und Schweitzschlacken so gut wie gar nicht.

Soweit diese Rohstoffe nicht durch die indirekte Reduktion in metallisches Eisen übergeführt werden können, mutz die direkte Reduktion durch Kohlenstoff diese Rufgabe in der unteren Rast und im Gestell übernehmen, hierbei wird weit mehr Brennstoff verbraucht, man wird daher darauf bedacht sein, die indirekte Reduktion nach Möglichkeit zu fördern. 3m Gegensatz zu der letzteren bildet sich bei der direkten Reduktion in der unteren Raft und im Gestell nicht Kohlensäure, sondern Kohlenoxyd, z.B. nach der Gleichung :

FeO + C = Fe + CO.

Hand in Hand mit der Reduktion, und zwar vorwiegend der indirekten, nämlich bei Temperaturen zwischen 700 und 900°, geht die Austreibung der Kohlensäure aus den ungerüsteten Spateisensteinen sowie den Kalksteinen und Dolomiten vor sich. Ruch die Kohlung des reduzierten Eisens erfolgt schon zum großen Teil in den Zonen der indirekten Reduktion, bereits von etwa 600° an aufwärts. Durch die Auflösung des Kohlenstoffs im Eisen wird,

wie aus dem vierten Kapitel hervorgeht, der Schmelzpunkt des Metalls so weit heruntergedrückt, daß es bei Temperaturen zwischen 1100 und 1200°, also in der unteren Rast und im Gestell schmilzt, wo Temperaturen bis zu 1600° herrschen, hier wird gleichzeitig auch die inzwischen entstandene Schlacke geschmolzen. Eisen und Schlacke sammeln sich im unteren Teile des Gestells an, und zwar die Schlacke infolge ihres geringeren spezifischen Gewichts über dem Eisen. Zwischen den Bestandteilen der beiden flüssigen Stoffe finden übrigens auch noch die verschiedensten Reaktionen statt.

Maren int vorhergehenden die Veränderungen beschrieben worden, welche die im Hochofen abwärts sinkenden festen Stoffe durchmachen, so sollen im folgenden die Umwandlungen der im Hochofen aufwärts steigenden Gase kurz besprochen werden. Die in den Winderhitzern vorgewärmte Luft stößt vor den Düsen der Formen, also innerhalb der Formenebene des Gestells, unmittelbar auf den glühenden Koks. Dabei verbrennt der Koks, d. h. der Kohlenstoff desselben verbindet sich mit dem Sauerstoff der Duft unter Entwicklung großer Wärmemengen und hoher Temperaturen zu Kohlenoxyd (CO). Line vollkommene Verbrennung zu der höheren (vxydationsstufe Kohlendioxyd oder Kohlensäure (C0₂) kann nicht stattfinden, weil Kohlenjäure bei den im Gestell herrschenden hohen Temperaturen nicht zu bestehen vermag ; sie würde nach der umkehrbaren Gleichung

C0₃ + C$2C0

durch den reichlich vorhandenen Kokskohlenstofs (C) wieder in Kohlenoxyd (CO) zurückverwandelt werden. Aus dem gleichen Grunde kann auch im Gestell keine indirekte Reduktion durch Kohlenoxyd unter Bildung von Kohlensäure stattfinden, sondern nur eine direkte durch Kohlenstoff unter Bildung von Kohlenoxyd (s. die Reduktionsgleichung S. 74). Das hocherhitzte Kohlenoxydgas, welches einerseits durch unvollkommene Verbrennung des Kohlenstoffs (Koks), andererseits durch direkte Reduktion der Eifensauerstoffverbindungen vornehmlich im Gestell des Hochofens entstanden ist, steigt neben dem Luftstickstofs, der übrigens wählend des Prozesses nur zum allergeringsten Teil an chemischen Reaktionen teilnimmt, int Gfen hoch und gibt ebenso wie der

fllhUB 20: Wedding, Das Liseichiutenwesen» 5. Rufi.

Stickstoff und sonstige Gase die mitgeführte Wärme an die entgegenrückende Beschickung ab, erleidet also während des Hoch-steigens einen starken Temperaturabfall. Gleichzeitig wirkt das Kohlenoxydgas stark reduzierend auf die verschiedenen Eisenoxyde ein (vgl. die Reduktionsgleichungen S. 74), so daß der Gasstrom, je höher er steigt, sich desto mehr an Kohlensäure anreichert. Diese Kohlensäure wird noch vermehrt durch diejenige, welche aus den Karbonaten, also den ungerüsteten Spateisensteinen, den Kalken und Dolomiten, austritt. Die Anreicherung des aufsteigenden Gasstromes an Kohlensäure ist übrigens nicht allein eine Folge der Reduktionsvorgänge und der Zersetzung der kohlensauren Verbindungen,' die Erscheinung würde vielmehr auch ohne dies zu beobachten sein, weil die oben bereits angeführte umkehrbare Gleichung C0₂ + C ^ 2 CO mit sinkenden Temperaturen in immer stärkerem Maße in der Richtung von rechts nach links verläuft, mit anderen Worten: das Kohlenoxyd spaltet sich in immer größerem Umfange in Kohlensäure und festen Kohlenstoff, je geringer die Temperatur ist. Der auf diese weise entstandene Kohlenstoff lagert sich in feiner Verteilung auf den Oberflächen und in den Poren der Erze u. dgl. ab und trägt in diesem Zustande in den tieferen Zonen des Ofens in hohem Maße zur direkten Reduktion bei. Trotz der ständigen Zunahme des Kohlensäure- und Abnahme des Kohlenoxydgehalts im Gas-strom muß oben aus der Gicht doch stets noch eine sehr beträchtliche Menge von Kohlenoxyd aus dem Ofen entweichen, weil auch die Reduktionsgleichungen des Eisens umkehrbar sind, also z. B. FeO -j- CO 5: Fe + C0₂. würde also ein zu hoher Gehalt an Kohlensäure und dementsprechend ein zu geringer an Kohlenoxyd im Gasstrom sein, so würde die Gleichung nicht van links nach rechts verlaufen, sondern umgekehrt, d. h. also, das Eisenoxydul würde nicht durch Kohlenoxyd zu Eisen unter Bildung von Kohlensäure reduziert werden, sondern die Kohlensäure wurde das Eisen unter Bildung von Kohlenoxyd zu Eisenoxydul oxydieren. Früher, als man das wichtige Gesetz der physikalischen Lhemie über die Umkehrbarkeit der chemischen Reaktionen und das chemische Gleichgewicht noch nicht kannte, glaubte man, das aus dem Ofen abziehende wertvolle Kohlenoxyd zur Reduktion ganz ausnützen zu müssen, und stellte zu

diesem Zwecke die kostspieligsten versuche an (3. B. Erhöhung der Öfen). Ejeutc weiß man, daß alle derartigen versuche vergeblich sein müssen, und findet sich daher damit ab, das nicht zur Reduktion ausgenutzte Kohlenoxyd außerhalb des Hochofens zu den verschiedensten Zwecken zu verwerten.

Bedeutend schwerer als das Eisen werden Rlangan, Phosphor und Silizium aus ihren Gxyden reduziert. Bei diesen erfolgt die Reduktion und Überführung in das Eisenmetall in der Hauptsache erst dann, wenn der letzte Rest des Eisens durch den festen Kokskohlenstoff reduziert ist, also erst bei den hohen Temperaturen im unteren Teil der Rast und im Gestell, vom Mangan werden nur drei viertel des Gehalts in den Erzen reduziert, während der Phosphor ganz und das Silizium je nach der Zusammensetzung des Möllers und der aufgegebenen Roksmenge meist nur in verhältnismäßig geringen Mengen reduziert wird. Der so gefährliche Schwefel wird zum Teil an den Kalk und das Mangan der Schlacke gebunden, so daß man meist dem Erze mehr Ralk zuschlägt, als dem niedrigsten Schmelzpunkt der Schlacke entsprechen würde. Trotzdem löst sich ein Teil des Schwefels immer noch als Schwefeleisen im Roheisen auf. Rupfer geht ganz ins Eisen, Blei sammelt sich wegen seines größeren spezifischen Gewichts und seiner Unlöslichkeit im Eisen unter demselben im Gestell an. Zink verdampft und bildet dann als Gxyd an den (vfenwänden unterhalb der Gicht den sog. Zinkschwamm.

Sein Hauptaugenmerk muß der Hochofenleiter darauf richten, daß der Hochofengang keine störenden Unregelmäßigkeiten aufweist. Solche sind wegen der langen Durchsetzzeit*) der Beschickung oft erst an dem veränderten Aussehen der Schlacke spät nach ihrer Entstehung bemerkbar und sind dann nicht so schnell zu beseitigen. Betriebsstörungen können durch verschiedene Ursachen hervorgerufen werden. Zu schwere Erzsätze (zuviel Erz im Verhältnis zu Zuschlag und Kots), falsche Möllerung, zu schnelles oder ungleichmäßiges Aufgeben der Gichten, Durchbruch von Kühlwasser, schlechte Beschaffenheit des Brennstoffs

1) Unter Durchsetzzeit versteht man diejenige Zeit, die die Beschickung zu ihrer Reife durch den Hochofen gebraucht, sie schwankt zwischen 9 und 30 Stunden, im Durchschnitt beträgt sie 22 Stunden

oder Erzes (Zeinerz und damit verbundenes hängenbleiben der Gichten) u. dgl. können dazu beitragen. Man erhält dann leicht statt einer hellfarbigen Schlacke eine dunkle, aus der noch nicht alles Eisen reduziert ist; man spricht dann von einem Rohgang des Hochofens im Gegensatz zum regelmäßigen Gargang. Um jenen äußerst unangenhmen Krankheitszustand des Hochofens zu beseitigen, ist es meist angebracht, ihm leichtere Rost zu geben, d. h. den Erzsatz zu. verringern; auch tut ihm in solchem Zalle oft größere Wärme gut, die durch Erhöhung des Roks-satzes und der Windtemperatur erzielt werden kann. Ruch sonstige Vorgänge, wie Durchbruch des Eisens durch das Gestell, Explosionen im Gfeninnern u. dgl., können oft erhebliche Nachteile im Gefolge haben.

hat sich genügend Eisen und Schlacke im Gestell angesammelt, so fließt die Schlacke aus der Schlackenöffnung ununterbrochen so lange heraus, bis das Eisen die höhe derselben erreicht hat, dann wird das (Eifert abgestochen, d. h. man öffnet mit großen eisernen Stangen das unten im Gestell befindliche Abstich-loch, das durch eine feuerfeste Masse verschlossen war. Nun rinnt das Eisen im glühenden Strome aus dem Hochofen heraus. Will man es gleich im flüssigen Zustande auf schmiedbares Eisen weiterverarbeiten, so wird es unmittelbar in große fahrbare Pfannen geleitet und in diesen zum Stahlwerk gebracht, andernfalls läßt man es in die sog. Masselbetten laufen, das find vielverzweigte, in Sand gegrabene flache Vertiefungen, in denen es zu Barren von gleichen Abmessungen, den sog. Masseln, erstarrt.

Roheisendarstellung im elektrischen Hochofen. Die Darstellung des Roheisens im elektrischen Hochofen ist im größeren Maßstabe naturgemäß nur in solchen eisenreichen Gegenden durchzuführen, wo elektrische Energie durch Wasserkräfte billig zu erzeugen und guter Hochofenkoks zu angemessenen Preisen nicht zu erlangen ist. 3n kleinerem Maßstabe würde sich das Verfahren nach weiterer Vervollkommnung vielleicht auch sonst zur Darstellung von Spezialroheisensorten halten können, von denen eine besonders große Reinheit verlangt wird. Bisher hat man in Schweden (Vomnarfvet, am Trolhüttan und in Gdda) mit elektrischen Hochöfen, die naturgemäß jetzt noch im Anfangsstadium eine bedeutend geringere höhe

als unsere Rokshochöfen haben, recht günstige Betriebsergebnisse erzielt.

Der knappe Raum verbietet, hier näher auf die elektrische Roheisengewinnung einzugehen- nur einige Bemerkungen seien dazu noch gemacht, wahrend beim Rokshochofen die zur Reduktion und Schmelzung notige Wärmemenge durch chemische Umsetzung (Verbrennung) entsteht, wird beim elektrischen Hochofen diese Wärme durch die auf S. 111 erwähnte elektrische Licht-bogenheizung erzeugt. Bei der elektrischen Roheisendarstellung fällt also der Kots zur Wärmeerzeugung fort, das wären etwa ²/s der gesamten im Rokshochofen erforderlichen Roksmenge, und es ist nur noch ¹/₃ zur Reduktion notwendig. Durch den hier fortfallenden Verbrennungsprozeß kann man die sonst in großem Umfange erforderliche Luftzufuhr ersparen, die kostspieligen Gebläse und Winderhitzungsanlagen sind somit überflüssig.

Die Erzeugnisse der Hochofenprozesses und ihre Verwendung.

Das Roheisen, von jeder Roheisengattung wird eine bestimmte, in gewissen Grenzen schwankende, dem Verwendungszweck entsprechende Zusammensetzung gefordert. So verlangt man z. V. in manchen Fällen ein phosphorarmes graues, in anderen ein dünnflüssiges phosphorreiches graues, in wieder anderen ein weißes, aber manganarmes Gießereiroheisen usw. Für den Bessemerprozeß gebraucht man ein hochsiliziertes, sehr Phosphor-armes, für das Thomasverfahren ein sehr phosphorreiches, für den Rkartinprozeß meist ein manganreiches Roheisen usw. Natürlich kann man nicht mit jedem Erz irgendein beliebiges Roh eisen erzielen. Indern Erze entspricht vielmehr ein bestimmtes Roheisen als das natürlichste. Immerhin kann man aber durch die Wenge des Zuschlags und des Rots, ferner durch die Wind-temperatur und -Pressung in weitgehender weise die Zusammensetzung des aus den gleichen Erzen zu erzielenden Roheisens beeinflussen. Einen allgemeinen Überblick über die wichtigsten Roheisengattungen bzw. die besonderen Legierungen mit Roheisencharakter und Beispiele ihrer Zusammensetzung gibt die folgende Zusammenstellung:

grau

weiß

grau

weiß

0,7—1,2

0,3-2,0

0,3-0,5 3,0-5,0

1.5— 5,0

1,0-2,0

0,3—1,5

1.5- 4,5 4.0-8,0 10-20 20-80 0,6—1,5 19—23

0,07—0,10 0,3-1,9

1.7- 1,9 0,07- 0,08

0,2-1,0

1,0-2,5

1.7- 2,0 0,2-0,3

0,07-0,09 0,06-0,1 0,3-0,4 0,07—0,2 0,07-0,2

Roheisengattung

vruch-

farbe

Zusammensetzung in Gewichtsprozenten

Si

Mn

Hämatit.....

Gießereiroheisen Nr I u. III . Gießereiroheisen Nr

V......

Vessemerroheisen. puddelro helfen . Thomasroheisen (kheinl.-westf.) Thomasroheisen (Lothringen) . Martinroheisen Stahleisen. . . . Spiegeleisen . . . Ferromangan . . Ferrosilizium . . Siliziumspiegel. .

3.5- 4,5 2,0-4,0

3,0-4,5 2,0-4,0

3,0—3,5 1,2-2,0 3,0—4,5 1,0—2,5 2,0-4,0 0,2—1,5

2.8- 4,0 0,4—1,5

2.8- 3,5 0,4-1,0 3,0-4,0 0,6—2,5 3,0-3,5 0,2—0.8 4,0-5,5 0,3—1,0

5.5— 7,5 0,2-1,3

0,8-3,0    8—17

1,0—1,5    12-14

Vre Schlacke. Rls zweites Hochofenerzeugnis erhalten wir die Schlacke. Diese ist schon in vielen Fällen das Schmerzenskind des Lisenhüttenmanns gewesen, denn sie bringt ihm oft nicht nur nichts ein, sondern kostet ihm meist große Summen zur Fortbeförderung und Lagerung, wenn man bedenkt, daß auf 1 t erzeugten Roheisens durchschnittlich ebensoviel Schlacke kommt, daß diese aber etwa den dreifachen Kaum einnimmt, so kann man sich berechnen, welch große Schlackenberge, Halden genannt, sich allein int Laufe eines Jahres auf einem Hochofenwerk ansammeln müssen. Gerade aber in den Industrierevieren ist der Grund und Boden besonders wertvoll und unter Umständen überhaupt nicht mehr zu erwerben, weil er schon anderweitig bebaut ist. Daher war es von jeher das Bestreben des Lisenhüttenmanns. die Schlacke irgendwie zu verwerten. Zum Teil find diese Bemühungen auch von Erfolg gekrönt worden.

Man läßt heutzutage die glutflüssige Schlacke aus dem Hochofen entweder in eiserne Töpfe fließen, läßt sie in diesen erstarren und kippt die einzelnen Klötze auf die Halde, oder aber, man körnt (granuliert) sie, d. h. man leitet sie noch in geschmolzenem Zustande unmittelbar vom Hochofen aus in bewegtes Wasser, wo-

bei sie in einen feinkörnigen Sortb zerfällt. Die in Form von Klötzen erstarrte Schlacke (Klohschlacke) kann, nachdem sie durch Zerkleinerungsmaschinen in beliebig große Stücke gebrochen ist, sehr gut als Schottermaterial für Straßen- und Dammbauten verwendet werden. Ist die Schlacke nicht allzureich an Kais und Tonerde und läßt man sie möglichst langsam in Pfannenwagen mit großem Rauminhalt abkühlen, so kann sie annähernd die Festigkeit eines Basaltgesteins erlangen. Die gekörnte Schlacke läßt sich in sandarmen Gegenden als Schüttmaterial für Fußwege und Eisenbahndämme verwenden, ferner als Bergeversatz, d. h. als Füllmaterial der RoMräume, die nach der bergmännischen Gewinnung von Mineralien in der Erdrinde zurückbleiben, dann als Füllstoff zur Betonbereitung, zur Herstellung von Bausteinen lusw.

von größter Bedeutung ist die Schlackenverwendung zur Zementbereitung. Man kann die aus Eisenhochofenschlacke gegenwärtig erzeugten Zemente in vier Gruppen einteilen: Portlandzement, Hochofenzemente, Eisenportlandzement, Schlacken- oder Puzzolanzement. Rn der Zusammensetzung dieser Zemente nehmen in erster Linie die drei Oxyde: Kalk (CaO), Kieselsäure (Si0₂) und Tonerde (A1₂0₃) teil. Portlandzement h wird dadurch hergestellt, daß man aus Kalk und Hochofenschlacke im geeigneten Mischungsverhältnis Klinker erbrennt, die dann feingemahlen werden. Die Hochofenzemente bestehen hauptsächlich aus gemahlener, rasch gekühlter glasiger Schlacke mit geringem Zusatz von gemahlenen Portlandzementklinkern. Der Eisenportlandzement wird hergestellt durch vermahlen von 70°/o Portlandzementklinkern mit 50% granulierter glasiger Schlacke. Die Fabrikation der Schlacken- oder Puzzolanzemente schließlich beruht auf inniger Vermischung feingemahlener basischer Hochofenschlacke mit pulverförmigem Kalkhydrat.

Gichtgase. Das dritte Erzeugnis des Hochofens, das Gichtgas, dessen Zusammensetzung wir bereits auf S. 52 kennengelernt haben, wird zu den verschiedensten Zwecken verwendet. Früher ließ man es achtlos in die Lust entweichen und vergeudete da-

1) Der Portlandzement wird meist nur aus natürlichen Rohstoffen hergestellt, nämlich aus einem Gemisch von Kalkstein mit Ton.

durch viele Millionen, wenn die Gichtgase auch verhältnismäßig arm an brennbaren Bestandteilen sind und daher nur eine geringe Wärmemenge liefern (durchschnittlich 800 W.-E. pro cbm), so muß man doch die außerordentlich große Menge in Betracht zichen, die täglich von einem Hochofen geliefert wird. Ruf 1 t Roheisen kommen im Durchschnitt etwa 4500 cbm Gichtgas, das wären bei einem einzigen großen Hochofen von 400 t Tagesleistung in 24 Stunden allein schon 1 800 000 cbm Gichtgas, würde man diese nicht auffangen und verwenden, so würde man also hei einem solchen Hochofen am Tage durchschnittlich 1440 Millionen W.-E. zwecklos in die Luft jagen.

Die Gichtgase werden zu heizzwecken und zu motorischen Zwecken verwendet, und zwar vornehmlich zur Heizung von Winderhitzern, ferner auch von Trockenofen, Koksofen, Röstofen, Brennofen u. a., sodann zur Dampferzeugung und endlich unmittelbar zum Antrieb von Gasmaschinen.

Die den Hochofen unter Druck und mit verhältnismäßig großer Geschwindigkeit durcheilenden Gase reißen aus der Hochofenbeschickung je nach deren Beschaffenheit eine mehr oder weniger große Menge Staub — 5 bis 20 Gramm je Kubikmeter Gas — mit sich fort, der vorwiegend aus Feinerz, Koksabrieb u. dgl. besteht. Dieser „Gichtstaub" muß aus den Gasen zum weitaus größten Teil entfernt werden, weil er deren Heizwert erniedrigt, die Heizkanäle der zu erhitzenden Rpparate usw. verstopft, dadurch öfter kostspielige Reinigungen erforderlich macht und bei Verwendung der Gase zu motorischen Zwecken schon in geringsten Mengen einen schnellen Verschleiß der Gasmaschinen berbeifübrt. Die Entfernung des gröbsten Staubes geschieht dadurch, daß man den Gasen mehrfache Richtungsänderung durch entspechende Lage der Rohrleitungen gibt und ihre Geschwindigkeit durch Einleiten in 10—20 m hohe Behälter mit besonders großem Querschnitt, sog. Staubsammler, stark vermindert. Der in den Rohrleitungen und Behältern angesammelte Staub wird von Zeit zu Zeit aus diesen abgezogen, um nach Brikettierung oder Agglomerierung wieder im Hochofen verschmolzen zu werden. Eine noch weitergehende Staubentfernung erzielt man auf nassepr Wege, indem man das trocken vorgereinigte Gas in sog. Skrubber leitet, hohe Behälter, die innen mit Holzhorden

ausgelegt sind und in denen dem hochsteigenden Gase fein verteiltes Wasser in großen Mengen entgegenrieselt. Da auch hierdurch die Staubentfernung in den meisten Fällen noch nicht gründlich genug erfolgt, unterzieht man die Gase, insbesondere wenn sie für motorische Zwecke verwendet werden sollen, noch einer Zeinreinigung. Man leitet sie dazu int allgemeinen in Zentrifugalapparate oder Ventilatoren (System Theisen u. a.), in denen der Staub nach Beschwerung mit fein verspritztem Wasser durch die Fliehkraft aus dem Gas entfernt wird. Die Staubmenge kann auf diese weise auf 0,025—0,001 Gramm je Kubikmeter Gas vermindert werden. Um den bei der nassen Reinigung ins Gas übergegangenen Wassergehalt wieder daraus zu vertreiben, läßt man dieses schließlich noch durch Zilter aus Holzwolle, Hofs, Sägemehl u. dgl. gehen. Da die Zentrifugalreiniger sehr beträchtliche wassermengen verbrauchen, nimmt man auf einigen Werken die Zeinreinigung auch auf trockenem Wege vor, indem man das Gas auf 40—80° abkühlt und dann durch Zilter drückt.

von dem erhaltenen Gichtgas verbraucht man für die Winderhitzer 35—40%, weitere 5% kommen für Leitungsverluste und Unregelmäßigkeiten in Unrechnung, so daß noch 55—65% für sonstige Zwecke zur Verwendung stehen, von diesen benötigt der Hochofenbetrieb für sich zum Antrieb aller dazu gehörigen Maschinen u. dgl. etwa 25—30%, so daß 25—40% für Zwecke außerhalb des Hochofenwerks übrigbleiben.

Zehntes Kapitel.

Die Darstellung der schmiedbaren (Eisens.

A, Die Darstellung des schmiedbaren Eisens aus Roheisen.

t. Die Darstellung der Schweißeisenr: Dar Puddelversahren.

Das Schweißeisen wird durch das Puddelverfahren dargestellt. Dieses beruht auf einem Einschmelzen geeigneten Roheisens im Puddelofen und einem Oxydieren der im Roheisen enthaltenen fremden Bestandteile durch Einrühren von Luft, von sauerstoff-und kohlensäurereichen Brenngasen sowie eisenoxydreichen Schlak-

Lum,    feit in das (Eisen«

[s    bad. Die oxydier-

JJ,    ten Bestandteile ge-

JüEL

MM

ctbb. 4. Einfacher Puddelofen (Längsaufriß).

hen entweder in die Schlacke über oder entweichen als Gase. Da die Tempe-raturhnffifen nicht hoch genug ist, um das entstehende schmiedbare (Eisen zu schmelzen, so erhält man es in Form eines teigförmigen, von Schlacke durchsetzten Erzeugnisses.

Der Puddelofen. In dem zur Gattung der Flammöfen gehörigen Puddelofen kommt das Eisen nur mit der Flamme des Brennstoffs, nicht aber mit diesem selbst wie bei dem alten Herdfrischverfahren in Berührung. (Einen Puddelofen in seiner einfachsten Ausführung stellen die Abb. 4 und 5 int Längsschnitt dar. (Er besteht aus drei hauptteilen: der Feuerung mit dem Bost r und dem Schürloch s, dem Arbeitsherd a mit der großen Einsatztür g und der kleinen Arbeitsöffnung h und endlich dem Fuchs f. Der Herd a wird von der Feuerung durch die Feuer-brücke b, vom Fluchs durch die Fuchsbrücke c getrennt. Der muldenförmige Herd setzt sich aus einer eisernen Sohlplatte und einem darauf ruhenden von Kühlwasser durchflossenen eisernen Rahmen k zusammen. Die Ausfütterung des Herdes besteht aus schwer schmelzbaren eisenoxqdreichen Schlacken, die die Sohle und

Kbb. 5. Einfacher Puddelofen (Grundriß).

Wände des Herdes vor den nachteiligen Einwirkungen des Eisenbades schützen. Die Gfenwandungen und das sie bedeckende Gewölbe bestehen aus feuerfesten Steinen. Als Brennstoff dient

vielfach Steinkohle, die auf horizontalem Rost verbrannt wird, doch können auch Braunkohle und andere Brennstoffe verwendet werden. Die heißen Feuergase streichen über den Arbeitsherd und werden durch den Fuchs und die (in der Abbildung nicht mitgezeichnete) Esse abgesogen, nachdem sie zunächst noch einen Dampfkessel geheizt haben.

Die Arbeitsweise beim Puddeln ist verschieden, je nach der Zusammensetzung des verwendeten Roheisens und der Art des herzustellenden Erzeugnisses. Will man ein weiches kohlenstoff-armes Puddeleisen mit sehnigem Gefüge darstellen, will man also „auf Sehne puddeln", so verwendet man mit Vorliebe weißes Roheisen, weil bei diesem die Oxydation der zu entfernenden Fremdstoffe schneller vor sich geht, der Abbrand daher geringer und der Brennstoffverbrauch niedriger ist als bei grauem Roheisen. Das Roheisen wird in festem Zustandein einer Menge von etwa 300—500 kg (bei einfachen Ofen) gleichzeitig mit eisenoxydreicher Schlacke durch die große Einsatztür in den Dfen gebracht, in dem meist noch ein Rest von Schlacke von dem letzten Einsatz zurückgeblieben ist. Schon nach 30—40 Minuten ist das eingesetzte Eisen unter Einwirkung der heißen Flamme des Brennstoffs geschmolzen. Bereits beim Schmelzen beginnt der mit den Brenngasen eingeführte Sauerstoff der Luft und des in der Schlacke enthaltenen Eisenoxydes auf das Roheisen einzuwirken, indem er einen Teil des Siliziums, Mangans, Eisens und Phosphors unter Wärmeentwicklung (s. S. 91) zu Kieselsäure bzw. Manganoxydul, Eisenoxydul, Phosphorsäure oxydiert und in Schlacken überführt. Auch etwas Kohlenstoff verwandelt er schon jetzt in Kohlenoxydgas. Die entstandene Schlacke bedeckt das Eisen und verhindert dadurch den Sauerstoff der Brenngase an weiterer energischer Gxydationswirkung. Der Paddler muß also dem Sauerstoff einen Weg durch die Schlacke bahnen, damit er weiter mit dem Eisen in Berührung kommen und dessen fremde Beimengungen oxydieren kann. Zu diesem Zwecke fährt er mit der Kratze, einer langen eisernen Stange, die an ihrer Spitze hakenförmig gekrümmt ist, durch die kleine Arbeitsöffnung h und durchpflügt gleichsam mit diesem Werkzeug durch hin- und herziehen das ganze Bad. 3ft die Schlacke zu dünnflüssig, schließen sich daher die im Bade von der Kratze gezogenen Furchen wieder

so schnell, daß der Sauerstoff seine Schuldigkeit nicht in hinreichendem Maße Lun kann, so hat der puddler durch Einwerfen feuchter Schlacke, Schließen der Esse u. dgl. für Temperaturerniedrigung zu sorgen, wodurch die Schlacke wieder steifer wird.

während des Rührens mit der Kratze ist infolge der Oxydation des Siliziums, Mangans usw. die Radtemperatur so gestiegen, daß nun auch der Kohlenstoff in größerer Menge zur Oxydation gebracht wird. Das dabei entstehende Kohlenoxydgas, das zum Teil aus dem Bade heraussteigt und mit blauen Flämmchen verbrennt, bringt bald das ganze Bad ins Wallen- dieses fängt an aufzuschäumen, und ein Teil der Schlacke fließt über die Rrbeits-öffnung hinaus. Je länger der Puddler nun feine Tätigkeit fortsetzt, desto anstrengender wird sie, denn das Eisen beginnt bald zu kristallisieren. Wenn der puddler jetzt mit seiner Kratze hindurchfährt, knirscht es, als ob man über hartgefrornen Schnee fährt, worauf beruht nun dieses Erstarren? Die erhitzende Flamme streicht doch nach wie vor über den Herd! Man erinnere sich hier der Ausführungen S. 36: Je geringer der Kohlenstoff-aebalt des Eisens, desto höher seine Schmelztemperatur. Der Kohlenstoff ist nun in diesem Falle durch die Oxydation bis auf eine geringe Menge herausgebracht, die Temperatur im Ofen aber ist nicht in entsprechender Weise bis zum Schmelzpunkt kohlenstoffarmen Eisens erhöht worden, das Metall muß daher zu erstarren beginnen. Weshalb es nicht möglich ist, die erforderliche Schmelztemperatur im Puddelofen durch die Verbrennung des Brennstoffs zu erreichen, geht aus den Erläuterungen auf S. 52 hervor. Daß sich andererseits die zur Schmelzung kohlenstoff-armen Eisens erforderliche Temperatur nicht durch die Oxydation der im Eisen erhaltenen Fremdstoffe ebenso wie beim Bessemerverfahren erzielen läßt, kommt daher, daß die Oxydation beim puddeln zu langsam vor sich geht.

Das Roheisen ist mm durch das Puddeln zwar in schmiedbares Eisen verwandelt, aber noch ist es nicht gleichmäßig genug entkohlt, einzelne Teile des Eisenbades sind mehr, andere weniger von der Gxydationswirkung betroffen worden. Der puddler nimmt daher eine spitze Brechstange und bricht damit die ganze erstarrte Masse auf. Er bringt dabei die unteren Teile nach oben, teilt größere Haufen auseinander und erreicht dadurch,

daß der Sauerstoff auch an die Stellen bringt, an die er vorher nicht in Hinreichender Menge gelangte. Sodann teilt er die zuletzt auf einen Haufen gebrachte ganze Lisenmenge in 4—6 Klumpen und schiebt diese zur Fuchsbrücke (Umsetzen). Darauf beginnt er mit dem Luppenmachen. (Er drückt mit dem Brecheisen die einzelnen Klumpen zusammen und formt sie durch hin- und Herrollen auf dem Herde zu kugeligen Luppen, hierbei fließt noch ein großer Teil der Schlacke aus den Eisenklumpen heraus und die im Herde vorhandenen Eisenreste schweißen mit den Luppen zusammen. Noch einmal wird bei geschlossenen Türen tüchtig 5euer gemacht, um weitere Schlackenmengen in den Luppen zum Ausfließen zu bringen, dann werden die letzteren mit Sangen aus dem Ofen geholt und unter einen kleinen Dampfhammer gebracht. Durch das hämmern wird das schwammige Eisen verdichtet und viel eingeschlossene Schlacke ausgepreßt. Anschließend hieran geht noch in derselben Hitze die Weiterverarbeitung durch Schmieden oder walzen zu Knüppeln oder Rohschienen (mit etwa 4% Schlacke) vor sich.

Bei der Darstellung eines höher .gekohlten puddeleisens (Fein-fornetfen) ober des kohlenstoffreichen Puddelstahls kommt es im Gegensatz zum „puddeln auf Sehne" darauf an, die Oxydation nicht zu energisch durchzuführen, da man ja den Kohlenstoff des Eisens nur bis zu einem gewissen Grade daraus entfernen will. Um dieses Siel zu erreichen, wendet man verschiedene Mittel an. Man wählt einen möglichst silizium- und manganreichen Einsatz, z. B. ein graues Roheisen und Spiegeleisen. Das Silizium, welches in feiner hauptmenge stets vor dem Kohlenstoff oxydiert, bewahrt diesen schon an und für sich vor zu rascher Verbrennung. Ferner entwickelt Silizium bei der Oxydation bedeutende Wärmemengen (s. $. 91), so daß beim Einschmelzen gleich eine starke Schlackendecke gebildet wird, die den Kohlenstoff ebenfalls vor zu schneller Oxydation schützt. Der hohe Mangan-gehalt des Einsatzes andererseits befördert die Dünnflüssigkeit der Schlacke, somit ein schnelles Susammenfließen der von der Kratze gezogenen Furchen und dementsprechend ebenfalls geringe Gxydationswirkung des Sauerstoffs der Brenngase. Sur Beibehaltung dünnflüssiger Schlacke wird auch die Temperatur beim puddeln auf Feinkorn nicht erniedrigt wie beim Sehnepuddeln.

IO. Kap. Die Darstellung des schmiedbaren Eisens

88

Zwecks Verhinderung einer weitgehenden Oxydation wird schließlich das Aufbrechen und Umsetzen beschleunigt, das Luppenmachen unter der Schlackendecke durchgeführt und der Zusatz stark oxydierender Eisenschlacken vermieden. Durch die langsame Oxydation wird übrigens noch erreicht, daß eine größere Menge des dem kohlenstoffreicheren Eisen besonders gefährlichen Schwefels in die Schlacke übergeht.

Vas Puddelverfahren ist seit Jahren ständig int Rückgänge begriffen und jetzt nur noch zur Herstellung von Spezialeisensorten in Anwendung. Der Grund hierfür liegt darin, daß das puddeleifen nur in kleinen Mengen und durch anstrengende, mit hohen Rosten verbundene menschliche Arbeit j) ernennen werden kann, ferner darin, daß es wegen seines Schlackengehaltes keine allzu große Festigkeit besitzt und daher für viele Zwecke nicht geeignet ist. Einige hervorragende Eigenschaften des Schweißeisens haben jedoch das puddelverfahren bisher lebensfähig gehalten, dazu gehören u. a. seine vorzügliche Schweißbarkeit und Schmiedbarkeit.

2. Die Darstellung des Zlutzeijens.

Dar vessemer- und dar Thomasverfahren (Windfrischen).

Das Bessemerverfahren. Das im Jahre 1856 von dem Engländer Henry Beffemer erfundene und nach ihm benannte Verfahren ermöglicht, geschmolzenes Roheisen mittels Durchblasen von Luft ohne Anwendung gewöhnlicher Brennstoffe in schmiedbares Eisen, das in flüssigem, schlackenfreiem Zustande gewonnen wird, umzuwandeln.

Die Bessemerbirne. Das Bessemerverfahren geht noch heute in einem Apparat vor sich, den in ganz ähnlicher Ausführung bereits -der Erfinder selbst nach mehrjährigen versuchen entworfen hat. Man nennt ihn wegen seiner birnenähnlichen Gestalt Bessemerbirne oder auch mit der englischen Bezeichnung Konverter. Die Abb. 6 und 7 stellen eine solche Birne in seitlicher Ansicht und im Ouerschnitt dar. Die Bessemerbirne ist ein an zwei drehbaren Zapfen in einem starken Eisengestell hängendes großes Gefäß. Sie besteht aus einem dicken schmiedeeisernen Mantel, der im Innern mit kieselsauren Stoffen ausgefüttert ist. Der Mantel ist mittels eines starken Tragringes

mit den Zapfen fest verbunden. Der eine dieser Zapfen hat ein Zahnrad, in das eine entsprechende Zahnstange a eingreift. Durch Ruf» und Rbwärtsbewegen der Zahnstange läßt sich die Birne kippen und in verschiedene Stellungen bringen. Der andere Tragzapfen (b) , welcher der Zuführung der Preßluft (des Windes) dient, ist hohl und ist durch ein Rohr einerseits mit einem Gebläse, andererseits mit dem unter dem Boden der Birne befindlichen Windkasten c verbunden, von dem Windkasten aus führen zahlreiche Durchbohrungen durch den Boden in die Birne. Der Loden ijt, weil das Futter dort stärker angegriffen wird als an den Seitenwandungen und daher öfter ersetzt werden muß, zum Ruswechseln eingerichtet. Der obere sich verengende Teil der

'' 1

M

mmUMM

nimm; : :.

iE

mm

■I

MM

ET

ff

iL

smt

mtm

DUM

MM

mm

Kbb. 6.

Bessemerbirne (Seitenansicht).

stbb. 7.

Bessemerbirne (vertikalschnitt).

Birne wird hals genannt, der in der Rbb. 6 rechts befindliche Teil heißt Rüden.

Beim Bessemerprozeß verwendet man flüssiges Roheisen, und zwar aus Gründen, die wir nachher noch kennen fernen werden, ein Roheisen mit hohem Siliziumgehalt (1—2%), mittlerem Mangangehalt (1%) und niedrigem Phosphor- und Schwefel-gehalt (0,1 bzw. 0,05%). Dieses entnimmt man meist dem Hochofen. Ist mit der Bessemeranlage jedoch kein Hochofenwerk verbunden, so schmilzt man es erst in sog. Kupolöfen ($. 121) ein. Das flüssige Roheisen aus hoch- ober Kupolöfen kommt meist nicht unmittelbar in die Birne, sondern man bringt es erst in ein mächtiges eisernes, mit feuerfestem Material ausgefüttertes Gefäß, den Mischer. Damit verfolgt man einen doppelten Zweck : Zunächst können die Roheisenmengen, die von verschiedenen Hochofenabstichen stammen und daher in der Zusammensetzung Abweichungen zeigen, sich darin derart vermischen, daß man einen für viele aufeinanderfolgende Bessemerchargen möglichst gleichmäßigen Rohstoff erhält' dann aber scheidet sich auch bei dem ruhigen Stehen des Eisens eine beträchtliche Menge seines größten Feindes, des Schwefels, ab. Dieser hat nämlich eine große Affinität zum Mangan, er verbindet sich daher mit diesem im Bessemerroheisen enthaltenen Element und bildet eine Schlacke, die wegen ihres geringen spezifischen Gewichts im Bade hochsteigt und dann leicht daraus zu entfernen ist. Der Mischer ist stets zum Kippen eingerichtet und oft mit Heizvorrichtung versehen. Größere Mischer fassen bis zu 1500 t Roheisen. Rus dem Mjfcher wird das Roheisen in Pfannen abgekippt und in diesen auf wagen ober an Kranen den Birnen zugeführt.

Das Arbeitsverfahren. Die von der letzten Hitze (Charge) noch glühende Birne wird so weit gekippt, daß sie wagerecht auf dem Rücken liegt. Dann wird das vom Mischer in der Pfanne herbeigefahrene flüssige Eisen in ihren hals gegossen. Ls darf natürlich nur so viel Eisen eingefüllt werden, daß es weder durch die Winddüsen in den Windkasten dringt noch aus dem halse herausfließt. Nach dem Einfüllen werden die Gebläsemaschinen angestellt. Der auf 172—2 at gepreßte kalte wind gelangt durch den hohlen Zapfen in den Windkasten und von dort durch die Düsen in die Birne. Diese wird nun aufgerichtet und das Bla-fett beginnt: Der Wind durch dringt in zahlreichen Strahlen das flüssige Eisen und fängt sofort an, seine oxydierende Wirkung auszuüben, indem er zunächst das Silizium, dann das Mangan zum größten Teil und in kürzester Zeit in ihre Sauerstoffverbindungen überführt und so in Schlacken verwandelt. Bei der Vereinigung des Siliziums und Mangans und später auch des Kohlenstoffs und Eisens mit dem Luftsauerstoff entwickeln sich ähnlich wie bei der Verbrennung des in den gewöhnlichen Brennstoffen enthaltenen Kohlenstoffs (vgl. S. 46) bedeutende Wärmemengen, ^lnd zwar in so kurzer Zeit — der ganze Prozeß ist in etwa 15 Minuten beendet —, daß das Bad eine Temperatur-steigerung um mehrere hundert Grad erfährt. Die genannten im Eisen enthaltenen Elemente und sogar das Metall selbst spielen also beim Bessemerverfahren die Rolle von Brennstoffen, die die Anwendung gewöhnlicher Brennstoffe (Kohle usw.) ganz überflüssig machen. Würde das Bad durch die Verbrennung der genannten Elemente nicht eine so bedeutende Temperaturerhöhung erfahren, so wäre das ganze Verfahren überhaupt nicht auszuführen; denn es ist ja klar, daß das Eisenbad durch die kalten Windstrahlen und die Außenluft immer mehr abgekühlt wird. Umgekehrt muß aber die Heiztemperatur mit dem abnehmenden Gehalt an Fremdstoffen, vor allem an Kohlenstoff, während des Verfahrens immer noch zunehmen, um das Bad flüssig zu erhalten; denn die Schmelztemperatur des Eisens steigt ja mit abnehmendem Gehalte an Fremdstoffen sehr bedeutend. Ist der größere Teil des Siliziums und Mangans oxydiert, so kommt der Kohlenstoff an die Reihe. Mit immer stärker werdendem Getöse tritt das entstehende Kohlenoxydgas aus dem Birnenhalse heraus und verbrennt mit mächtiger helleuchtender Flammengarbe, die an ihrem Ende in einen vorwiegend aus Oxyden des Mangans und Eisens bestehenden braunen Rauch eingehüllt ist. So heftig geht die Oxydation im Innern der Birne vor sich, daß aus dem kochenden Eisenbade ein wahrer Sprühregen von Schlackenteilchen und glitzernden Sternchen verbrennenden Eisens sich über die Umgebung ergießt, ein wundervoller Anblick besonders zur Nachtzeit. Allmählich wird die Flamme kürzer und durchsichtiger, der braune Rauch an der Spitze verstärkt sich. Schließlich jedoch zieht sich die Flamme ganz in die Birne zurück

RHiKB 20: Wedding, Das Cisenhüttenwesen. 5. Rufi.

und der Gxydationsvorgang ist beendet. Die Birne wird jetzt wieder gekippt und der Wind wird abgestellt. Klan hat ein fast kohlenstofffreies Flutzeisen erhalten.

Doch mit diesem Flußeisen ist nichts anzufangen. Leider ist nämlich bei dem Verfahren neben den im (Eisen enthaltenen Fremdstoffen auch eine gewisse Menge des Eisenmetalls selbst oxydiert worden, und zwar zu Eisenoxydul (FeO). Dieses löst sich in dem Flußeisen auf und erteilt ihm die unangenehme (Eigenschaft, rotbrüchig zu sein, -. h. bei der Bearbeitung in Rotglut, z. 6. beim Walzen, Risse zu bekommen und sogar zu zerbrechen. Man mutz also den in Form des Eisenoxyduls im (Eifert aufgelösten Sauerstoff wieder daraus entfernen, das Zluß--eisen „desoxydieren", wie man sich technisch ausdrückt. Dies geschieht, indem man ihm einfach Stoffe zusetzt, die ein größeres Vereinigungsbestreben zum Sauerstoff haben wie das Eisen selbst, die also den Sauerstoff an sich reißen und bann zum größten Teil in die Schlacke gehen. Ein solcher Stoss ist das in den Legierungen Ferromangan und Spiegeleisen enthaltene Mangan. Das Mangan verbindet sich noch der Gleichung FeO -f Mn ----- MnO + Fe mit dem Sauerstoff des Eisens. Das gebildete MnO ist schwer im Eisenbade löslich, steigt, da es spezifisch leichter ist als dieses, darin hoch und geht in die Schlacke über.

Spiegeleisen und Ferromangan enthalten neben dem hohen Mangangehalt auch noch viel Kohlenstoff. Sie haben daher auch die wichtige Rufgabe, dem nahezu kohlenstofffreien Cisenbad wieder einen gewissen erforderlichen Rohlenstoffgehalt zuzuführen, technisch ausgedrückt, es rückzukohlen. Will man kohlenstoffarmes weiches Flußeisen erhalten, so setzt man nur 0,2—2% vom Einsatzgewichte an rotglühendem odergeschmolzenemhochprozentigem Ferromangan (mit etwa 80% Mn) hinzu. Zur Erzielung von kohlenstoffreichem Flutzeisen (Stahl) würde bei einem größeren Zusatz von Ferromangan jedoch zuviel Mangan ins Bad gelangen. Ittan kohlt es daher mit dem viel manganärmeren (vgl. S. 80) Spiegeleisen (2—10% vom Linsatzgewicht). Sollte die hierdurch ins Eisen übergeführte Manganmenge immer noch den gewünschten Höchstgehalt überschreiten, so kann man auch nach Rbgietzen der Schlacke und nach erfolgter Desoxydation mit weniger Spiegeleisen mit schwefelarmem Hofs oder Graphit die

Kohlung vornehmen, während der Stahl in die Pfanne entleert wird (Darbyverfahren, Düdelingerverfahren).

Man kann zur Erzeugung von Stahl das Rückkohlen auch umgehen, indem man mit dem Blasen einfach aufhört, wenn der Kohlenstoffgehalt bis auf die gewünschte Menge herunter oxydiert worden ist. Ein geübter Fachmann kann den betr. Zeitpunkt, unter Umständen mittels eines Spektroskops, annähernd feststellen, allerdings weit schwieriger als den, in dem nahezu der ganze Kohlenstoff verbrannt ist. Daher zieht man im allgemeinen vor, die Entkohlung vollständig durchzuführen, zumal auch bei der teilweisen Kohlenstoffoerbrennung schon Sauerstoff im Lifen aufgelöst wird und daher ein Zusatz von Ferromangan bzw. Spiegeleisen doch nicht ganz zu umgehen ist.

Das Thomasverfahren. So große Erwartungen man auch auf den Bessemerprozeß gesetzt hatte, so große Enttäuschungen brachte er anfangs mit sich. vor allen Dingen hatte er den großen Nachteil, daß der Phosphor durch ihn aus dem Eisen nicht entfernt werden konnte. Da aber in Deutschland der größte Teil aller verhüttbaren Erze phosphorhaltig ist und daher phosphorreiche Röheifenforten liefert, so kannte der Bessemerprozeß bei uns nur in vereinzelten Gegenden mit phosphorfreien Erzen, wie z. B. im Siegerlande, Bedeutung gewinnen. Schon bald nach Erfindung des Verfahrens machten bedeutende Eisenhüttenleute daraus aufmerksam, daß die Rbscheidung von Phosphor gelingen müßte, sobald das kieselsaure Futter durch ein basisches ersetzt und dem Bade ein basischer Zuschlag gegeben würde. Nur basische Schlacken, wie z.B. stark kalkige, vermögen die durch Einwirkung des Luftsauerstoffs aus dem Phosphor gebildete Phosphorsäure zu binden und das Element auf diese Weise dem Eisen zu entziehen. Eine basische Schlacke löst aber noch andere Säuren, also auch Kieselsäure in sich auf. Ein aus Kieselsäure bestehendes Futter, wie es die Bessemerbirnen haben, würde daher binnen kurzem von einer basischen Schlacke aufgezehrt sein, und die Schlacke selbst würde dabei ihren basischen Charakter einbüßen. Die etwa schon gebundene Phosphorsäure würde auf diese weise wieder frei werden und der Phosphor durch Reduktion wieder ins Eisen zurückgelangen. Daher ist neben einer basischen Schlacke ein basisches Futter in den Birnen zur Phosphorabscheidung unbedingt notwendig. Bald nach Erfindung des Bessemerverfahrens wurden denn auch zahlreiche Vorschläge in dieser Rich-tung gemacht und viele Stoffe praktisch durchgeprobt, aber keiner von ihnen hatte die nötige Widerstandsfähigkeit gegen die physikalischen und chemischen nachteiligen Einflüsse des hocherhitzten flüssigen Lisenbades. Über zwanzig Jahre gingen erst ins Land nach Erfindung des Bessemerprozesfes, bis der Engländer Thomas im Jahre 1878 als Zuschlag Kalk und als basisches Futter Dolomit vorschlug, ein Gestein, das aus einem kristallinen Gemisch von Kalzium- und Magnesiumkarbonat besteht. Der zunächst bis zum Sintern gebrannte und dann fein gemahlene Dolomit wird durch vermischen mit erhitztem wasserfreien Teer bildsam gemacht. Dieses Gemisch wird dann entweder unter hohem Druck zu Steinen gepreßt, mit denen die Wandungen der Birnen ausgemauert werden, oder es wird unmittelbar von Hand auf die Wandungen aufgestampft. Der Boden wird mit Hilfe besonderer Maschinen stets gestampft.

Das Thomasverfahren zeigt kleine Abweichungen von dem Bessemerverfahren. Vor Einfüllen des Roheisens in die Birne werden in diese etwa 12—18% des Eiseneinsatzes an gebranntem Kalk geworfen, der, wie schon erwähnt, zur Bindung der entstehenden Phosphorsäure dient. Nach dem Einfüllen des flüssigen Roheisens verbrennen ähnlich wie beim Bessemerprozeß zuerst Silizium und Mangan, dann die hauptmengen des Kohlenstoffs. Erst wenn der Kohlenstoff bis auf eine ganz geringe Menge, höchstens 0,1 o/o, entfernt ist, beginnt der Phosphor zu oxydieren. Man nennt diese Periode der Phosphoroxydation, die kaum fünf Minuten in Anspruch nimmt, das Nach bl äsen. Das Ende der Phosphoroxydation läßt sich an der Flamme nicht genau erkennen. Man muß daher Schöpfproben nehmen. Am Bruchaussehen der abgekühlten geschmiedeten Probe und durch Biegen und Aufhauen derselben erkennt man leicht, ob der Phosphor entfernt ist. Ist dies nicht der Fall, so muß dies durch nochmaliges Aufrichten der Birne und weiteres Blasen geschehen. Ist der Phosphor vollständig in die Schlacke übergegangen, so gießt man diese vom Eisen ab und nimmt erst dann die Desoxydationz-und Kohlungsarbeiten vor. würde man die Schlacke vor Zusetzen der Desoxydationsmittel nicht erst entfernen, so würde durch den

Kohlenstoffgehalt dieser Legierungen der Phosphor reduziert und wieder in das Eisenbad zurückgeführt werden.

Die durch verbrennen des Phosphors im Bade hervorgerufene Temperatursteigerung ist übrigens weit größer als diejenige, welche durch die Mangan- und Kohlenstoffoxydation bewirkt wird. Dies ist von großem Vorteil für eine erfolgreiche Durchs führung des Verfahrens, nicht nur weil das Flußeisen gerade zuletzt nach Entfernung des größten Teils der Fremdstoffe einen besonders hohen Schmelzpunkt hat, sondern noch über diesen hohen Schmelzpunkt hinaus erhitzt fein muß, damit es sich gut gießen läßt. 3rt dieser Hinsicht ist das Bessemer- dem Thonras-verfahren unterlegen, weil bei ersterem die größte Temperatur-steigerung durch verbrennen des Siliziums umgekehrt zu Beginn statt gegen Ende des Verfahrens stattfindet. Das Thomas-roheisen muß also nach dem eben Gesagten stets einen hohen Phosphorgehalt haben (vgl. S. 80). Dagegen muß sich der Siliziumgehalt in niedrigen Grenzen halten, weil sonst der zur Bindung der entstehenden Kieselsäure erforderliche Kalkzuschlag und dementsprechend auch die Schlackenmenge zu groß und der Durchführung des Verfahrens hinderlich werden würde. Gleichzeitig würde auch das basische Futter durch die Kieselsäure zu stark angegriffen werden.

Die Erzeugnisse. Durch die Windfrischverfahren kann man in einer halben Stunde in einer Birne Mengen bis zu 25 000 kg Roheisen in schmiedbares Eisen umwandeln. Daher sind der Bessemer- und der Thomasprozeß zur Massendarstellung von schmiedbarem Eisen ganz besonders geeignet' die ungeheuren Mengen an Eisenmaterialien für den Bau und Betrieb der Eisenbahnen, wie Schienen, Schwellen, Laschen u. dgl., und für den Bau von Lisenkonstruktionen jeglicher Art, wie Träger, winkeleisen, Bleche usw., werden hauptsächlich aus Birnenflußeisen hergestellt. 3ti den meisten Ländern, mit Ausnahme Nordamerikas, wird der Bessemerprozeß wegen der Unmöglichkeit, durch ihn phos-phorhaltiges Roheisen zu verarbeiten, nur vereinzelt angewendet, jedenfalls zur Massendarstellung von Flußeisen; dagegen spielt der Thomasprozeß eine desto größere Rolle. Das meiste durch das Thomasverfahren erblafene schmiedbare (Eifert ist ein weiches bis mittelhartes, gut schweiß- und schmiedbares Fluß-

■i

eisen mit Kohlenstoffgehalten bis zu 0,5%. Zur Darstellung solcher Flußeisensorten ist bas Thomas- dem Bessemerverfahren überlegen. Zu diesem und den weiter oben genannten Vorzügen des Thomasverfahrens kommt noch einer von allgemeiner Bedeutung hinzu: während die Schlacken des sauren Prozesses nur ausnahmsweise Verwendung finden, spielen die Thomas-schlacken in fein gemahlenem Zustande als sog. Thomasphosphatmehl in der Landwirtschaft eine große Rolle, da sie wegen ihres hohen Phosphorsäuregehalts ein vorzügliches Düngemittel sind. Der Phosphorsäuregehalt der Thomasschlacke schwankt zwischen 16 und 24%, der Ralkgehalt beträgt 46—50%, außer» dem sind noch Kieselsäure und Magnesia darin enthalten, leider auch nicht unbeträchtliche Mengen an Eisenoxyden (8—16%) und Manganoxyden (4—12%). Diese Gxyde, besonders aber das wertvolle Manganorydul, aus der Thomasschlacke zum größten Teile fernzuhalten, wird eine der wichtigsten zukünftigen Rufgaben des Eisenhüttenwesens sein. Da den Pflanzen nicht der ganze Phosphorsäuregehalt des Thomasmehls zugute kommt, sondern nur der in Zitronensäure lösliche, so wird der wert des Düngemittels durch jenen Gehalt bedingt. Die Zitronensäurelöslichkeit kann durch einen Zusatz an Kieselsäure (Sand) und möglichst weitgehendes Mahlen zu feinem Staub gesteigert werden.

Das in der Birne hergestellte Flußeisen wird in eine große Gießpfanne ausgekippt, die meist in einem fahrbaren Gießkran (Gießwagen) hängt. Die Pfanne ist mit feuerfestem Material ausgefüttert und hat in ihrem Loden eine Öffnung, die durch einen Stopfen mit Hebevorrichtung von außen geschloffen und geöffnet werden kann und durch die man den Stahl herausfließen läßt, falls die Entleerung nicht durch Kippen der Pfanne vorgenommen werden soll.

Dar Gießen der Blöcke. Um das Flußeisen bequem weiterverarbeiten zu können, bringt man es allgemein in die Form mehr oder weniger großer prismatischer Blöcke, indem man es aus der Pfanne in sog. Kokillen (französisch coquille) fließen läßt, das sind gußeiserne hohe Kästen von quadratischem Querschnitt, die sowohl unten als oben offen sind. Zur Füllung der Kokillen gibt es zwei Gießverfahren, den direkten Guß und den steigenden

(kommunizierenden) Guß. Bei dem ersteren fließt der Stahl aus der Pfanne unmittelbar in die einzelnen auf gußeisernen Platten stehenden Kokillen von oben hinein,- bei dem letzteren dagegen fließt er aus der Pfanne zuerst in einen Eingußtrichter, der in der Mitte einer ganzen Anzahl von Kokillen auf einer gemeinsamen Gußplatte aus feuerfesten Steinen steht und mit jeder einzelnen Kokille durch je einen Kanal in der feuerfesten Steinplatte verbunden ist. vom Lingußtrichter gelangt das Flußeisen durch die einzelnen Kanäle von unten in die Kokillen und steigt in diesen hoch. Den steigenden Guß wendet man hauptsächlich dann an, wenn es auf möglichst dichtgegossene Blocke ankommt und wenn eine größere Anzahl kleiner Blocke gegossen werden soll-ein Füllen zahlreicher kleiner Kokillen von oben her würde viel zu zeitraubend sein. Durch steigenden Guß kann man Blocke ßngots) bis herab zu 80 kg gießen. Im übrigen ist die Größe der in Kokillen gegossenen Blöcke sehr verschieden, sie können ein Gewicht bis zu 5000 kg und darüber haben. Sind die Blöcke in den Kokillen erstarrt, so werden letztere mittels eines sog. Stripperkrans von den Blöcken nach oben hin abgezogen. Sollen die glühenden Blöcke dann gleich weiterverarbeitet werden, so werden sie mit großen an Kranen hängenden Zangen erfaßt und in das walz-, Preß- oder Hammerwerk geschafft.

Ziemens-lNartinverfahren (Herdfrischen).

Der schon seit Mitte des 18. Jahrhunderts hergestellte, im flüssigen Zustande gewonnene Tiegelstahl erforderte so hohe Er-zeugungskosten, daß man bereits in der ersten Hälfte des vorigen Jahrhunderts wiederholt versuchte, einen guten Flußstahl auf billigere weise im Herde eines Flammofens darzustellen. Auch als der Bessemerprozeß erfunden war, ließ man von jenem Bestreben nicht ab, ja man wurde sogar darin bestärkt, besonders weil man die zahlreichen Stahlabfälle und Ausschußstücke des Bessemerverfahrens sowie die ständig zunehmenden Mengen an Alteisen (Schrott) wieder durch Einschmelzen verwerten wollte. Doch alle darauf hinzielenden versuche scheiterten, weil es nicht gelingen wollte, eine genügend hohe Schmelztemperatur zu erzielen. Endlich hatten dann die Gebr. Martin zu Sireuil in Frankreich im Jahre 1864 den ersten praktischen Erfolg in die-

Hbb. 8. Siemens-Martinofen (Längsschnitt).

man

ser Hinsicht zu verzeichnen. Ihnen gelang es, unter Anwendung der von Friedrich Siemens für die Glasfabrikation erfundenen und von feinem Bruder (LID.Siemens für das Eisenhüttenwesen umgeänderten Regenerativgasfeuerung, im Herde eines Flammofens brauchbaren flüssigen Stahl durch Zusammenschmel. zen von Roheisen und Schmiedeeisen zu erzeugen. 5lus diesem Verfahren, das ursprünglich in der Hauptsache als ein Umschmelzverfahren gedacht war, haben sich dann im Laufe der Zeit mehrere selbständige Frischverfahren entwickelt. Die sehr hohen Temperaturen bei der Siemensfeuerung werden dadurch erreicht, daß Gas, vorwiegend Generatorgas (S. 53), verwendet wird, welches ebenso wie die zu seiner Verbrennung notwendige Luft in sog. lvärmespeichern (Regeneratoren) vorwärmt und dann in Form einer das Schmelzgut bestreichenden Stichflamme im Schmelzraume (Herd) selbst verbrennen läßt, und zwar -nur mit so viel vorgewärmter Lust, wie gerade zur vollständigen Verbrennung und zur Herbeiführung der metallurgischen Reaktionen im Herde jeweilig erforderlich ist.

aus

„)

fa

SO

h>

WWWM

mm

____________^

41

Itabni ¹    —

Der Siemens-Martinofen. Das Herdfrischverfahren geht in einem Martinofen vor sich. Martinöfen werden feststehend oder kippbar ausgeführt. Kbb. 8 und 9 stellen einen feststehenden Martinofen im Längs- und Querschnitt dar. Dieser besteht

dem Herd H mit den seitlich davon angeordneten Vrennkopfen, den zwei paar Wärmespeichern für Luft und Gas, den Umsteuerventilen für Luft und Gas und dem Ramm. Der muldenförmige Herd H wird von^. starken gußeisernen^platten getragen und ist, soweit er mit dem geschmol- I zenen Eisen und der schlacke in Be- ^ rührung kommt, bei basischen (Dfen^ mit Dolomit oder Magnesit, bei sau- 7^? reit Öfen mit C)uarz ausgefüttert, a Die basische Ausfütterung mutz von dem äußeren

Nbb. 9. Siemens-Martinofen (^verschnitt).

I aiP 1

MW

feuerfesten sauren Gfenmauerwerk durch schwer ______

schmelzbare Magnesitsteine oder Ehromeisensteine getrennt sein, da sonst ein Zusammenschmelzen der basischen und sauren Teile stattfinden würde. Der Herd wird begrenzt durch die vorderwand mit den verschließbaren Öffnungen 0 zum Einsetzen der Rofy= stoffe, durch die Rückwand mit dem Stichloch a zum Abstechen des fertigen Flußeisens und an seinen Stirnseiten durch die Brennköpfe, welche die Kanäle (Züge) für Zufuhr von Gas und Luft enthalten. Die wände in ihren oberen Teilen, das Deckengewölbe und die Brennkopfe, die sämtlich aus Silikäziegeln bestehen, sind, da sie sich in der Hitze sehr ausdehnen, durch starke Verankerungen zusammengehalten. Durch die Züge in den Brennköpfen ist der Herdraum mit den unter ihm liegenden Wärmespeichern verbunden. Diese bilden mit einem Gitterwerk feuerfester Steine ausgefüllte Kammern, von denen die beiden größeren zur Vorwärmung der Luft, die beiden kleineren zur Vorwärmung des Gases dienen. (In Übb. 8 find die beiden rechten Wärmespeicher durch die vorderwand verdeckt.) Die Wärmespeicher sind durch unterirdische Kanäle mit den Umsteuerventilen für Luft und Gas verbunden. Ebenso verbinden Kanäle die Umsteuerventile mit dem Kamin.

Das in den Generatoren erzeugte oder sonstwie erhaltene Gas (Koksofengas, Naturgas) wird meist noch in einem großen Behälter oder dergleichen gesammelt, ehe es den Martinöfen zugeführt wird.

wir wollen nun den weg des Gases und der Luft sowie den

der üerbrennungsgafe in einem einzelnen Martinofen (vgl. Ubb. 8) verfolgen. Das (Bas strömt zunächst durch bas Gasventil in den hocherhitzten wärmespeicher Gt, die Luft durch das Luftventil in den daneben liegenden, ebenfalls hocherhitzten Wärme-speicher Lv Hier erwärmen sich beide stark an den glühenden Steinen des Gitterwerks und gelangen mit hohen Temperaturen, immer noch streng voneinander getrennt, durch die Züge in den Herd, und zwar die Luft oberhalb des Gases, weil sie schwerer ist als dieses und sich so besser mit ihm vermischt. In flbb. 8 ist der Zug für die Lust auf der linken Seite des Dfens durch gestrichelte Linien angedeutet, ebenso der Gaszug auf der rechten Seite. Im Herde selbst findet dann die Verbrennung des Gases statt, bei der so hohe Temperaturen erzeugt werden, daß auch das kohlenstoffarme Flußeisen nicht nur geschmolzen bleibt, sondern auch die für das vergießen notwendige Überhitzung erfährt. Die heißen Verbrennungsgase ziehen dann weiter durch die gegenüberliegenden Züge in die wärmespeicher G₂ und L₂ (in der Abbildung verdeckt), Heizen diese und gehen schließlich zur (Esse. Nach einer gewissen Zeit sind G₂ und L₂ stark erhitzt, Gi und Lt dagegen durch das kalte Gas bzw. die kalte Lust abgekühlt. Nun werden die Ventile umgestellt, Gas und Lust gehen jetzt den entgegengesetzten weg, d. h. erst durch die rechten Kammern, in denen sie die Wärme aufnehmen, und dann in den Herd, wo die Verbrennung stattfindet, von hier ziehen die verbrannten heißen Gase durch die Züge der Brennkopfe in die linken Kammern, an die sie die Wärme abgeben, und entweichen dann durch die Esse. Das Umsteuern wird je nach Bedarf vorgenommen, meist in Zeitabständen von 20—30 Minuten.

Ebenso wie beim windfrischverfahren benutzt man auch bei dem Martinverfahren, soweit es sich um Massendarstellung von Flutzeisen und Flußstahl handelt, hauptsächlich nur basisches Futter, um den gefährlichen Phosphor aus dem Eisen entfernen zu können- vom basischen Verfahren wird hier auch nur die Hebe sein. Das heutige basische Martinverfahren ist kein so einheitlich durchgeführter Prozeß, wie z.B. bas Thomasversahren' es gibt vielmehr eine ganze Unzahl verschiedener Kusführungsarten, von denen die verbreitetsten das Schrottroheisenverfahren (kurz Schrottverfahren) und das Hoheisenerzverfahren sind.

Dar Schrottroheisenversahren. Dieses ist das älteste und ursprüngliche Martinverfahren. (Es beruht auf dem 5chmelzen und Frischen van 15—35 % Roheisen zusammen mit 85—65 o/o Schrott, d. h. altem Eisenmaterial bzw. Abfällen der Eisendarstellung und -Verarbeitung, die in allen eisenverbrauchenden Ländern in ungeheurer Menge zur Verfügung stehen. AIs Frischmittel wirken bei dem Schrottverfahren namentlich der in der Flamme enthaltene Luftsauerstoff, und zwar vorwiegend auf dem Wege über die entstehende Schlacke, ferner der Sauerstoff fester Eisenoxyde, die in Form von Erzen, Walzsinter u. dgl. zur Beschleunigung der Oxydation zugegeben werden, endlich auch der Sauerstoff des am Alteisen haftenden Rostes. Durch Oxydation oder auf sonstige weise werden durch den Martinprozeß besonders Kohlenstoff, Silizium, Mangan, Phosphor und Schwefel aus dem Eisen in mehr oder weniger großen Mengen entfernt. Rupfer, Arsen und Zinn sind nicht aus dem (Eisen herauszubringen, dürfen daher nur in unschädlichen Mengen in den Rohstoffen enthalten sein. Zur Abscheidung von Phosphor, Schwefel und Silizium ist ein Zuschlag an Half erforderlich.

Für das Herdofenfrischen ist im Gegensatz zum windfrischen ziemlich jedes Roheisen von beliebiger Zusammensetzung verwendbar, allerdings beeinflussen die darin enthaltenen Elemente mit ihrer Menge stark den Verlauf des Prozesses. Eine große Rolle spielt auch hier wieder der Kohlenstoff. Das durch die Oxydation sich bildende Rohlenaxyd steigt in Blasen aus dem Eisenbade auf und bringt dasselbe in starkes Wallen. Dies ist von großer Wichtigkeit für das Gelingen des Prozesses, denn hierdurch werden alle Teile des Bades mit der wärmegebenden oxydierenden Flamme in Berührung, gebracht, so daß überall gleichmäßig die chemischen Reaktionen durch die Einwirkung des Sauerstoffs erfolgen können. Silizium oxydiert sehr leicht, befördert wegen der dabei entstehenden großen Wärmemengen das Einschmelzen und erleichtert die Schlackenbildung. Andererseits ist in vielen Fällen ein hoher Siliziumgehalt nicht wünschenswert, weil schon an und für sich durch die Zuschläge und dergleichen genügend Rieselsäure in den Ofen gelangt. Außerdem vermindert ein zu hoher Siliziumgehalt die Wirkung der unbedingt erforderlichen basischen Zuschläge. Unerwünscht ist in den mei-ften Fällen ein Phosphorgehalt über 0,5%, weil er darüber hinaus nur schwierig zu entfernen ist ohne Anwendung einer größeren Menge von Kalt und oxydischem Eisenerz, Stoffen, welche den Wärmebedarf erhöhen und die Lhargendauer verlängern. Mangan wirkt günstig, denn es hat die sehr willkommene Eigenschaft, daß es einen großen Teil des durch Verbrennung gebildeten Eisenoxyds wieder reduziert und daß es wie im Roheisenmischer den größten Teil des Schwefels bindet und als Mangansulfid in die Schlacke geht. Sind die im Roheisen enthaltenen Fremdstoffe annähernd in der Menge darin enthalten, daß sie der oxydierenden Einwirkung der Flamme auf das Eisen die Wage halten und daß kein Erzzuschlag nötig ist, so erzielt man beim Schrottroheifenprozeß die günstigsten Betriebsergebnisse.

vor Beginn einer jeden Charge, die bei größeren Einsätzen 6—8 Stunden erfordert, wird der Ofen an den schadhaften Stellen schnell ausgebessert. Das Einsetzen der Rohstoffe geschieht bei kleineren Gfen wohl noch von Hand, bei großen mit 15—50 t Einsatz und darüber würde dies jedoch zu langwierig und kostspielig sein und auch durch die große Hitze im Dfeninnern sehr erschwert werden. Man hat daher die menschliche Arbeit hierdurch Maschinen ersetzt, die Linsetz- ober Beschickmaschinen (auch Lhargiermaschinen) genannt werden. Diese sind neuerdings meist in Form von elektrisch angetriebenen hängenden Kranen ausgeführt und fahren vor der Front der Martinöfen auf und ab. Sie packen mit einer langen Schubstange rechteckige eiserne Kästen (Mulden), in welche die Rohstoffe gelegt sind, schieben die Mulden durch die Einsatztüren in den Herd, kippen ihren Inhalt, über demselben aus und ziehen sie wieder aus dem Gsen heraus, vor dem Eisen wird der als Zuschlag notwendige Kalk in den Ofen gesetzt. Das Einschmelzen der Eisenmaterialien erfordert etwa 3—4 Stunden. Bald beginnt dann das Kochen des Bades durch das aufsteigende Kohlenoxyd. Die Kochperiode erreicht nach einer halben Stunde ihren Höhepunkt und ist nach einer weiteren halben Stunde beendigt. Durch wiederholte Schöpfproben überzeugt man sich mehrfach von der Güte des erzielten Erzeugnisses, gibt, wenn erforderlich, noch Kalk- oder Erzzuschläge oder setzt, wenn die Entkohlung bereits zu weit vorgeschritten war, zur

Anreicherung von Kohlenstoff Ferromangan oder Spiegeleisen hinzu. Um harte Flußeisensorten mit höherem Kohlenstoffgehalt, also Flußstahl, zu erzeugen, braucht die Entkohlung nicht bis zu Ende durchgeführt zu werden, sofern die Linsatzstoffe nur wenig Phosphor enthielten. Bet dem langsamen Verlauf des Prozesses kann man viel leichter als bei dem Windfrischverfahren durch probenehmen rechtzeitig den erwünschten Kohlenstoffgehalt feststellen.

Zur Desoxydation und Kohlung verwendet man wie beim windfrischen für weiche kohlenstoffarme Flußeisensorten hochprozentiges Ferromangan in Klengen von 0,5—10/0 des Einsatzes, bei härteren (Qualitäten auch noch mehr oder aber Spiegeleisen, unter Umständen auch Ferrosilizium, letzteres besonders für dichten gasfreien Stahl, hat das Erzeugnis die gewünschte Zusammensetzung und die richtige Gießhitze, so wird das Abstichloch geöffnet, und der glühende Strom des Flußeisens ergießt sich in die unter die Abstichrinne gefahrene Pfanne, mit der das Klartinflußeisen in die Kokillen gefüllt wird (vgl. S. 96).

Dar Rdheisenerzverfahren. Bei diesem Klartinverfahren setzt man flüssiges Roheisen in den Ofen ein und frischt dasselbe nicht nur durch den sauerstoffreichen Gasstrom, sondern gleichzeitig durch oxydische Eisenerze, deren Anteil etwa 18—25% des Roheiseneinsatzes beträgt. Dabei wird also das Eisen aus den Erzen reduziert und gewonnen. Das flüssige Roheisen entnimmt man meist nicht unmittelbar dem Hochofen, sondern läßt es vorher wie beim Windfrischen durch den Mischer gehen. Zuerst werden Erz und Kalkstein in den Ofen gesetzt und erhitzt, und dann wird das flüssige Roheisen darauf gegossen. Das Bad gerät infolge der heftigen Reaktionen alsbald in lebhaftes Schäumen. Allmählich senkt es sich jedoch, und nun beginnt durch die Kohlenstoffverbrennung die Kochperiode. Der weitere Verlauf ist dann ebenso wie beim Schrottverfähren. ftlit Ofen mittlerer Fassung kann man nach diesem Verfahren in 24 Stunden bei 4 Chargen etwa 100—130 t Klartinflußeisen erzeugen.

mit steigendem Phosphorgehalt des Roheisens wächst die Schwierigkeit, ein phosphorarmes Enderzeugnis zu gewinnen, weil ein Teil des Phosphors leicht wieder aus der Schlacke reduziert wird und dann in den Stahl übergeht. Diesem Übelstand

begegnet ein anderer Martinverfahren, das Bertrand-Thiel-Verfahren, bei dem der Prozeß in zwei voneinander getrennten Perioden vorgenommen wird. 3n der ersten Periode (Vorfrischen) werden hauptsächlich Silizium, Mangan und Phosphor entfernt und ein kleiner Teil des Kohlenstoffs. Die sehr wertvolle phosphorreiche Schlacke wird dann vom Stahl dadurch getrennt, daß man das Metall in einen zweiten tiefergehenden Martinofen ohne Schlacke abfließen läßt oder mittels Pfanne ohne Schlacke in einen danebenstehenden (vfen bringt, ober es schließlich nach dem hoesch verfahren nebst Schlacke in eine Pfanne absticht und es nach Abgießen der Schlacke wieder in denselben Gfen zurückbringt. Der schlackenfreie vorgefrischte Stahl wird sodann unter neuem Zusatz von Erz durch weiteres Frischen von den übrigen Verunreinigungen befreit. ₍Seit einigen Jahren hat man auch auf einzelnen Werken mit Erfolg ein Vorfrischen in großen, mit Kegeneratiogasfeuerung versehenen Mischern mit einem Fassungsvermögen bis zu 350 t vorgenommen. Es wird dabei durch Zusatz von Kalk und oxydischem Lrz ein nicht unbeträchtlicher Teil des Siliziums und Phosphors aus dem (Eisen herausgebracht, neben Mangan und Schwefel, die ja bekanntlich stets im Mischer größtenteils entfernt werden.

(Eine andere Abart des Roheisenerzverfahrens ist das besonders in den vereinigten Staaten von Amerika verbreitete Tal-botverfahren. Bei diesem geht der Prozeß in einem großen kippbaren Martinofen mit einem Fassungsvermögen von 100 bis 300 t vor sich. (Es wird immer nur ein Teil des erzeugten Flußeisens durch Kippen des Gfens abgegossen, sodann wird durch neuen Zusatz von Roheisen unter vorherigem (Einbringen von Lrzen und Kalk weitergefrischt. Die Desoxydation durch Ferromangan kann dabei immer erst in der Pfanne erfolgen, in die das fertig gefrischte Eisen abgegossen worden war. Alle übrigen Abarten des Martinverfahrens haben'entweder nur örtliche Bedeutung oder sind überhaupt nicht mehr in Anwendung. (Es gehören hierher der Wittkowitzer Duplexprozeß, bei dem in Birnen vorgefrischt wurde, das Daelen-Pfzezolka-Ver-fahren, bei dem das Vorfrischen in einer Pfanne mit heißem hochofenwind vor sich ging, das Monellverfahren mit Schlackenentfernung mitten improzeß selbst, schließlich das Surzyckiverfahren,

bei betn bas Talbotverfahren in feststehendem Ofen dadurch zur Ausführung gebracht mürbe, baß ber Gfeninhalt burch mehrere übereinanbertiegenbe Abstichöffnungen immer nur teilweise abgestochen wurde.

Durch die verschiedenen Martinverfahren werben vorwiegend weiche bis mittelharte Flußeisensorten dargestellt für Handelsreisen aller Art, Draht, Feinbleche, Resselbleche, Schiffsbleche, Träger, Eisenbahnschwellen, Laschen, Winkel und tausenderlei andere Massenerzeugnisse. Auch Flußstahl für Werkzeuge aller Art, Geschosse usw. wirb im Martinofen erzeugt, endlich werben auch Sonberlegterungen darin hergestellt, wie z. B. Nickelstahl für Turbinenteile, Geschützteile, Panzerplatten u. dgl.

3. Die Darstellung des schmiedbaren Gusses ober Temperstahlgusses: Das Glühfrischen oder Tempern?)

Die Darstellung von schmiedbarem Eisen war bei allen Verfahren, die wir bisher kennenlernten, dadurch erfolgt, daß betn Roheisen im geschmolzenen Zustande gewisse Mengen seiner Nebenbestandteile, darunter besonders des Kohlenstoffs, durch Oxydation entzogen wurden. Es gibt nun auch noch ein anderes sehr altes Frischverfahren, bei dem die Oxydation des Kohlenstoffs int festen Zustande des Roheisens bewirkt wirb. Es ist dies bas Glühfrischen. Dieses Verfahren war schon zu Anfang des 17. Jahrhunderts bekannt und ist später im Jahre 1722 von dem bekannten Physiker und Zoologen Reaumur beschrieben worden/ dessen achtzigteilige Thermometerskala wir noch jetzt in Deutschland teilweise im Gebrauch haben. Das Glühfrischen beruht darauf, daß man das zu Gußeisen umgeschmolzene Roheisen, bas bereits durch Gießen i,n Formen in die gewünschten Debrauchsgegenstände gebracht ist, in Eisensauerstoffverbinbun-zen (reine oxydische Eisenerze) einbettet und bas Ganze in besonderen Öfen auf etwa 900° erhitzt. Der Sauerstoff ber Erze verbindet sich hierbei mit einem Teil des Kohlenstoffgehalts ber

1) Die Bezeichnung Tempern für Glühfrischen und Temperstahlguß für chmiedbaren Guß wird häufig gebraucht, obwohl unter Tempern eigent-ich nur ein Glühen gußeiserner Gegenstände bei Luftabschluß ohne Gegenwart von Eisenoxyden zu verstehen ist. wobei lediglich der gebundene kohlenstoff, das Lisenkarbid. in Temperkohle übergeführt wird.

gußeisernen Gegenstände und verwandelt sie aus diese Weise in schmiedbares Eisenmaterial mit besseren Festigkeitseigenschaften. Dem Laien wird es zunächst unverständlich erscheinen, daß man dieses etwas veraltete Verfahren jetzt noch anwendet, nachdem man längst gelernt hat, Gegenstände aus schmiedbarem Eisen (Flußeisen) unmittelbar zu gießen (Stahlformguß). Dies hat aber leicht erklärliche Gründe. Hlles Flußeisen legt beim Gießen in Formen, wie wir bereits aus dem 4. Kapitel wissen, unangenehme Eigenschaften an den Tag, wie z. B. das Lunkern und Schwinden, wodurch der Stahlformguß kleiner Gegenstände mit geringen Wandstärken besonders schwierig und teuer gestaltet wird.

Das Glühfrischen geht in Ofen verschiedenster Bauart vor sich. Kleinere Sachen werden zusammen mit dem Erz in eiserne verschließbare Zylinder (Glühtopfe) gepackt und dann in die Ofen gesetzt, größere Gegenstände werden in rechteckigen Kisten oder gemauerten Behältern im Ofen untergebracht. Sodann wird der Ofen verschlossen und langsam angeheizt, bis nach etwa 24 Stunden eine Temperatur von etwa 900° erreicht worden ist. Der Sauerstoff des Erzes verbindet sich zunächst mit dem Kohlenstoff derjenigen Moleküle eines gußeisernen Gegenstandes, die an der Oberfläche desselben liegen. Dann beginnen die benachbarten weiter nach innen gelagerten Moleküle von ihrem höheren Koh-lenstoffgehält an die bereits entkohlten etwas abzugeben, und so findet eine ständige Wanderung des Kohlenstoffs von Molekül zu Molekül von innen nach außen hin statt. Dieses wandern geht sehr langsam vor sich, die Gegenstände müssen daher etwa acht Tage lang im Erz eingebettet liegen. Die beiden letzten Tage läßt man allmählich! abkühlen. Bemerkenswert ist, daß nur der gebundene, also als Eisenkarbid (Fe₃C) im Eisen enthaltene Kohlenstoff, nicht etwa der als Graphit vorhandene durch den Sauerstoff des Erzes beim Glühfrischen beeinflußt wird. Das Eisenkarbid wird durch das Glühen zuerst im Eisen (Ferrit) und Temperkohle zerlegt, dann wird die Temperkohle oxydiert. Infolgedessen eignet sich zum Glühfrischen nur ein Gußeisen, das möglichst wenig Graphit und viel gebundenen Kohlenstoff enthält. Ein solches Gußeisen darf aber nur durch schnelle Abkühlung, nicht etwa wegen hohen Mangangehalts viel gebundenen

Kohlenstoff haben, weil ja INangan die Lösungsfähigkeit des Eisens für Kohlenstoff erhöht, daher der Temperkohlebildung beim Glühfrischen entgegenwirken würde. Der Siliziumgehalt des Temperroheisens must mittelhoch fein (etwa 0,5—1 °/o). (Ein zu hoher Siliziumgehalt würde ja Graphitabscheidung im Roheisen bewirken, ein zu niedriger dagegen der Temperkohlebildung nicht genug Vorschub leisten und ferner eine zu starke Schwindung, daher Sprödigkeit der Tempergußstücke Hervorrufen.

Aus Temperstahlguß werden besonders Gegenstände mit geringer Wandstärke (möglichst zwischen 3 und 8 mm und nicht über 25 mm) hergestellt, wie z. B. Schlüssel aller Art, Schloßteile, Waggon- und Baubeschlagteile, Hebel, Kurbeln, Hufeisen, Teile von landwirtschaftlichen Maschinen, Fittings, Flanschen für Rohrleitungen usw.

B. Die Darstellung veredelten schmiedbaren Eisens.

l. Die Darstellung des Sementstahls und die Gberflächenhärtung.

Das Zementieren ist der entgegengesetzte Vorgang des Glühfrischens. während bei letzterem der Kohlenstoff aus dem festen Eisen herauswandert, zieht er beim Zementieren in dasselbe hinein. Huf diese weise kann man ein kohlenstoffärmes weiches Schmiedeeisen in kohlenstoffreichen Stahl umwandeln. Das Verfahren ist schon einige Jahrhunderte alt. Die Darstellung des Zementstahls ist weit teurer als die Stahldarstellung durch die üblichen Frischverfahren- jedoch kann man den Zementstahl in solcher Reinheit Herstellen, daß er auch heute noch u. a. ein begehrter Rohstoff für die Tiegelstahldarstellung ist.

Zur Zementstahldarstellung benutzt man meist ein reines aus phosphorarmem Roheisen durch puddeln hergestelltes Schweißeisen. Dieses wird in Form von 1—2 cm dicken Flachstäben in abwechselnden Lagen mit durchgesiebtem holzkohlenklein in etwa 3 m lange gemauerte Kisten eines Zementierofens gepackt. Es stehen meist zwei Kisten im Gfen, die je etwa 8000—15 000 kg Eisen aufzunehmen vermögen. Rach Füllung werden die Kisten zugemauert, sodann wird Feuer im Gfen angemacht und allmählich verstärkt, bis die Temperatur nach iy₂ Tagen auf etwa 1000° gestiegen ist. In dieser Hitze hält man den Gfen 7 bis

Rttit® 20: Wedding, Vas Cisenhüttenwesen. 5. Ausl.

9 Tage,- dabei wandert der Kohlenstoff aus der Holzkohle in das Eisen. Der feste Kohlenstoff hat an dieser Wanderung allerdings nur geringen Anteil, die Kohlenstoffzunahme im Eisen ist hauptsächlich auf das durch unvollkommene Verbrennung der Holzkohle entstehende Kohlenoxydgas (CO) zurückzuführen, welches in das Eisen eindringt und dabei in Kohlenstoff und Kohlensäure zerfällt nach der Gleichung: 2C0 = C + C0₂. Mehr als einen bestimmten Gehalt an Kohlenstoff nimmt das Eisen auch bei noch so langem Glühen nicht auf. Nach Beendigung der Glühzeit läßt man etwa 7 Tage hindurch langsam abkühlen. Der Prozeß erfordert also im ganzen mindestens l 5 Tage, meist drei Wochen. Der aus der Kiste kommende Nohstahl ist ungleichmäßig zusammengesetzt und enthält außerdem, wenn er aus Schweiß-eisen hergestellt wurde, viel Schlacken. Lr ist deswegen nicht unmittelbar verwendbar und wird daher meist noch, wie schon oben angedeutet wurde, in Tiegeln umgefchmolzen. 3n selteneren Fällen wird er durch Zusammenschweißen unter eingehender mechanischer Behandlung (hämmern, Pressen oder Walzen) in Gärb-oder Raffinierstahl umgewandelt, der vorzügliche Eigenschaften hat.

Eine weit größere Bedeutung wie für die Zementstahlberei-tung hat das Zementieren gegenwärtig für die Gberflächenhär-tung. Diese spielt bei der Herstellung solcher Gegenstände aus schmiedbarem Eisen eine besondere Rolle, die außen bedeutende härte, innen dagegen große Zähigkeit aufweisen sollen, wie Ambosse, Laufzapfen, Panzerplatten u. a. Derartige Gegenstände stellt man aus kohlenstoffarmem, weichem, aber zähem Flußeisen her und verwandelt die Oberfläche durch Kohlenstoffanreicherung in harten Stahl. AIs Zementationsmittel kommen die verschiedensten kohlenstoffabgebenden Stoffe in Betracht, wie Leuchtgas, Holzkohlen usw. Hand in Hand mit der Härtung muß eine sachgemäße thermische Behandlung durch Glühen und Abschrecken gehen, damit die infolge der langen Glühdauer bei hoher Temperatur überhitzten und daher grobkörnig und spröde gewordenen Teile wieder gleichmäßiges, feinkörniges und auch sonst günstiges Gefüge erhalten, das gute Eigenschaften verbürgt.

2. Die Darstellung der Tiegelstahls.

Die Tiegelstahldarstellung geht, wie der Name besagt, in Tiegeln vor sich. Dies sind mit einem Deckel verschließbare Gefäße mit einem Fassungsvermögen von 10—40 kg (Eifert und darüber. Die Tiegel müssen sehr feuerbeständig sein, sie bestehen meist aus Gemischen von Ton. Schamotte, alten gemahlenen Tiegelscherben mit einem kohlenstoffhaltigen Stoff, wie Holzkohle, Hofs, Graphit u. dgl. Das Tiegelmaterial wird, nachdem es gut durchgemischt und geknetet ist, durch Pressung in die Tiegelsorm gebracht. Nach sehr sorgsamer Trocknung, die viele Wochen beansprucht und in besonderen heizbaren Kammern vorgenommen wird, werden die Tiegel gleich mit dem eingesetzten Schmelzmaterial geglüht und dann sofort mit großen Zangen in den Schmelzofen gebracht. Die Schmelzöfen sind von sehr verschiedener Bauart. Für größere Betriebe sind meist dem Siemens-Martin-Ofen ähnliche Gfen mitwärmespeicher'n und Gasfeuerung in Anwendung. Auf dem horizontalen Herde dieser Ofen stehen dann die Tiegel meist zu 40—100 Stück.

Das in den Tiegeln umzuschmelzende schmiedbare Eisen muß sehr rein, vor allen Dingen frei von Phosphor und Schwefel sein, denn ersterer bleibt vollständig im Eisen, letzterer läßt sich nur zum geringsten Teile beseitigen, puddelstahl und Zement-stahl sind die bevorzugten Rohstoffe zur Tiegelstahlerzeugung, doch werden auch reiner Bessemer- und Martinstahl darin umgeschmolzen. Elemente wie Nickel, Chrom, Wolfram, Molybdän werden zun Erzeugung bestimmter hervorragender Sonderstahlsorten in vielen Fällen dem Einsatz im Tiegel zugefügt. Die Einsätze werden meist genau abgewogen. Das Einschmelzen dauert etwa 2—3 Stunden. Da der Einsatz stets einen geringen Sauerstoffgehalt hat, sei es durch seinen Schlackengehalt (Schweißeisen), sei es durch anhaftenden Host und Glühspan, so bildet sich zunächst eine eisenoxydreiche Schlacke. Diese oxydiert einen Teil des Kohlenstoffs, und es entsteht unter geringem Aufwallen des Stahls etwas Kohlenoxyd (Kochperiode). Den oxydierten Kohlenstoff ersetzt sich der Stahl aber bald wieder, indem er ihn aus den Tiegelwandungen aufnimmt. Je kohlenstoffreicher die Tiegel sind, desto stärker ist auch die Kohlenstosfaufnahme. Auch Man-gart im Stahl bewirkt starke Aufnahme von Kohlenstoff aus den Wandungen. Sind die Tiegel sehr kohlenstoffarm, so findet eine Ergänzung an Kohlenstoff nicht statt, und das Erzeugnis ist kohlenstoffärmer als der Einsatz.

Große Sorgfalt erfordert bas Gießen tiegelstählerner Gegenstände, falls der Inhalt mehrerer Tiegel in eine Form zusammengegossen werden soll und man sich nicht zwischendurch einer den Inhalt vieler Tiegel fassenden Gießpfanne bedienen will. 3n einem einzigen ununterbrochenen Strahle muß sich der Stahl aus den einzelnen Tiegeln in die Form ergießen. Eine Unterbrechung von Sekunden genügt, daß sich ein Gxydhäutchen an der jeweiligen Oberfläche im Gußstück bildet und eine unganze Stelle darin verursacht.

Der Tiegelstahl ist zwar sehr teuer, da insbesondere die Kosten für die reinen Rohstoffe und die Herstellung der Tiegel hoch sind und der Brennstoffbedarf groß ist. Dafür ist der Tiegelstahl neben dem Elektrostahl aber das edelste eisenhüttenmännische Erzeugnis, nicht nur weil er aus so reinen Rohstoffen gewonnen ist, sondern auch weil er bei seiner Darstellung weder mit Luft und Brenngasen noch mit großen Schlackenmengen in Berührung kommt, daher frei von Verunreinigungen aller Art ist und dichtestes Gefüge hat. Aus Tiegelstahl werden daher auch vornehmlich solche Gegenstände hergestellt, von denen man besonders gute Eigenschaften verlangt, wie hervorragende Werkzeug-stähle (Schnelldrehstähle), hochbeanspruchte Konstruktionsteile, Gewehrläufe, Geschützrohre u. a.

3. Die Darstellung des Slektrostahls.

Die Elektrizität spielt gegenwärtig eine große Rolle bei der Darstellung von Metallen. Das reinste Kupfer, ferner Aluminium, Magnesium, Kalzium, Natrium werden mit Hilfe des elektrischen Stromes gewonnen, hierbei nutzt man allerdings vorwiegend die chemischen Wirkungen des elektrischen Stromes aus (Elektrolyse)?) Auch für die Gewinnung von Eisen kann das elektrolytische Verfahren in Frage kommen. Gegenwärtig wird aber infolge der sich entgegenstellenden Schwierigkeiten technischer

1) Dgl. Arndt, Elektrochemie (stltu® Bb. 234).

und wirtschaftlicher Art Elektrolyteisen noch in verhältnismäßig geringem Umfange dargestellt. Dagegen hat man seit einer Reihe von Jahren den elektrischen Strom als Wärmequelle zur Darstellung technisch verwerteter Lisensorten (Elektrostahl) mit immer größerem Erfolge zu verwenden gelernt. Chemische Wirkungen auf das Eisen werden hierbei durch den elektrischen Strom nicht ausgeübt- diese werden vielmehr lediglich durch Luft oder sonstige oxydierende bzw. reduzierende Stoffe ähnlich wie bei den übrigen Varstellungsverfahren hervorgerufen. Theoretisch ist es natürlich möglich, den elektrischen Strom als Heizmittel für sämtliche im vorhergehenden beschriebenen Verfahren zur Darstellung technisch verwerteten Eisens, also sowohl zur Roheisendarstellung als zur Umwandlung von Roheisen in schmiedbares Eisen durch Frischen und zur Veredelung von schmiedbarem Eisen, statt der gewöhnlichen Brennstoffe zu verwenden, praktisch stehen aber einer so weitgehenden Anwendungsmöglichkeit der Elektrizität als Heizmittel in den meisten Fällen die hohen Strom-kosten entgegen. Rur in den auf S. 78 erwähnten Ausnahmefällen kommen daher elektrische Gfen als Ersatz für die bisher angewendeten Schmelzvorrichtungen in Frage. Sonst sind sie aber von großer Bedeutung zur Darstellung hochwertigen Edelstahls, wenn sie lediglich zur Ergänzung der übrigen Schmelzeinrichtungen in der Weise verwendet werden sollen, daß man ihnen nur die Schlußbehandlung des Stahls überläßt, also die Desoxydation, Entschwefelung, Kohlung, das Legieren mit den sonstigen Elementen, das Ausgarenlassen usw. hierbei geht man bisweilen vor-teilhafterweise sogar so weit, den Elektroofen mit bereits fertig behandeltem (also gefrischtem, desoxydiertem usw.) flüssigem Rlar-tinmetall zu beschicken und dieses in dem Gfen bei hohen Temperaturen nur ausgaren und abstehen zu lassen.

In den elektrischen Gfen kommen vornehmlich zwei Arten der Heizung zur Anwendung, nämlich die Lichtbogenheizung und die Induktionsheizung. Bei der ersteren wird die Wärme durch Lichtbögen erzeugt, wie sie in kleinerem Maßstabe in den elektrischen Bogenlampen h zwischen zwei Kohlenstäben (Elektroden) gebildet werden. Die verschiedenen, praktisch erprobten Lichtbogen-

1) vgl. Rotth, Grundlagen der Elektrotechnik (stHu© Bö.j591).

*o*

Hbb. 10. Ejeroultofcn (Querschnitt).

^P~Q)

-L

|W

i;

Sjj

.. I ³⁸¹

Öfen, von denen sich u. a. diejenigen von heroult, Girod, Na-thusius bewährt haben, unterscheiden sich in der Hauptsache in der Art und Anordnung der Elektroden. (Einen heroultofen zeigt Abb. 10 im Querschnitt. Dieser ähnelt einem kippbaren Martinofen, bei dem die Wärmezufuhr statt durch verbrennende Gase durch elektrische Lichtbögen von oben her erfolgt. Der Schmelzherd (H) des ©fens ist aus feuerfesten Steinen ausgebaut und in einen starken Eisenblechmantel eingepanzert. Der abgerundete Boden des Herdes ruht aus gebogenen Schienen, so daß der ©sen mit Hilfe einer einfachen Vorrichtung leicht gekippt werden kann. Das Innere des Herdes ist, soweit es mit dem Schmelzgut in Berührung kommt, mit Dolomitmasse (K) ausgestampft. Die Stromzufuhr erfolgt bei Drehstrom durch drei einzeln verstellbare, vorteilhafterweise mit Selbstreguliervorrichtung versehene Kohlen- oder Graphitelektroden, die durch das Deckengewölbe von oben her in den Schmelzraum hineinragen. In Abb. 10

ist nur die vorderste Elektrode (E) zu sehen. Die wärmegebenden Lichtbögen bilden sich zwischen den unteren Enden der Elektroden und dem zu schmelzenden oder bereits flüssigen Metall durch die entstehende oder schon vorhandene dünne Schlackendecke hindurch, wobei in der Hauptsache das Metall, nur in ganz geringem Maße die Schlacke, den Strom leitet. Die Schlackenschicht ist übrigens für das Gelingen des Prozesses unbedingt notwendig, weil ohne diese der flüssige Stahl den durch den elektrischen Strom aus den Elektroden herausgeschleuderten Kohlenstoff begierig in sich aufnehmen würde. Das fertige Erzeugnis wird durch Kippen aus dem Gfen entfernt, heroultöfen werden für Einsätze bis zu 15 t und darüber gebaut.

Der Girodofen unterscheidet sich vom heroultofen besonders dadurch, daß zwei verschiedenartige Elektrodengruppen vorhanden sind. Line derselben besteht aus Kohlenelektroden, die von oben her durch das Deckengewölbe hindurch in den Herd hineinhängen, wahrend die andere aus Elektroden aus weichem, schwer schmelzbarem Flußeisen gebildet wird, die von unten her durch den Boden in das flüssige Metall ragen. Die flußeisernen Bodenelektroden müssen, um vor zu schneller Zerstörung bewahrt zu werden, durch Wasser gekühlt werden.

Die Induktionsöfen, die aus dem Bestreben hervorgegangen sind, die Kohlenelektroden zu vermeiden, sind nichts anderes als für ihren Vestimmungszweck besonders ausgebildete Transformatoren?) Sie enthalten also sämtlich einen Eisenkern und eine oder mehrere, aus zahlreichen Windungen bestehende Primärspulen ; die Stelle der Sekundärspule nimmt das Metallbad selbst ein, das eine einzige kurzgeschlossene Windung in einer entsprechend geformten Schmelzrinne bildet, hierdurch entsteht im Metall ein niedrig gespannter, aber starker Sekundärstrom, der es hoch erhitzt. Der in Deutschland ant häufigsten in Anwendung stehende Induktionsofen ist der von Röchling-Rodenhauser,- in geringerem Umfange werden die Öfen von Kjellin, Frick u. a. benutzt.

Einen Röchling-Rodenhauser-Gfen geben die Rbb. 11 mb 12 wieder, hierin ist AA der als Rahmen (Transformätorjoch) aus-

1) vgl. öas bereits erwähnte Bändchen von Rotth (5MuG Bb. 391).

gebildete Eisenkern,- BB sind die zweimal vorhandenen Primärspulen an den beiden Schenkeln des Jochs und CC die beiden Schmelzrinnen, die in der Mitte zusammenkommen und dort einen breiten, für metallurgische Operationen besonders geeigneten str= beitsherd bilden. Kußer dem sekundären Induktionsstrom im

in i

üilHIIIlHiPlUIIJl

r»

iS*

>B.

11

li

II

W»

■■

M-wA

rill

wsmwM

uAiT/i:.

ctbb. 11. Uöchling'Rodenbauser-Gfen (horizontalschnitt).

Schmelzgut wird noch ein zweiter sekundärer Strom gebildet, und zwar in dem aus starken Rupferbändern bestehenden, den primären pHjL- B Stromkreis einschließenden Wickelungen DD. Dieser Strom wird den Polplatten BB D zugeführt, die aus weichem Eisen bestehen und in die Herdwandung eingebettet sind. Bei hohen Temperaturen wird die sonst nicht leitende Herdwandung vor den Polplatten zum Stromleiter, so daß neben dem unmittelbaren Induktionsstrom noch der aus den Sekundärspulen stammende Strom durch das Schmelzgut im Herde geht und dieses ebenfalls erhitzt.

Das Elektrostahlverfahren ist, wie bereits oben angedeutet, in den meisten Fällen nur in Ergänzung 'der Frischverfahren, also nur zur Veredelung schmiedbaren Eisens mit wirtschaftlichem Erfolge durchführbar. (Es erfüllt daher ähnliche Zwecke wie das Tiegelstahlverfahren. Diesem gegenüber hat es aber einen großen vorteil. Im Tiegel kann nur ein sehr reiner, daher teurer Rohstoff zum Umschmelzen verwertet werden, falls man ein hoch-wertiges Erzeugnis erhalten will, und zwar aus dem Grunde, ueil bei dem verfahren die Bestandteile des eingesetzten Koh-toffs nur zum Teile daraus entfernt werden können, sich da-fer auch im Enderzeugnis wiederfinden. In den Clektrostahlöfen )agegen läßt sich aus bei weitem unreinerem Ausgangsmaterial ün Erzeugnis herstellen, welches dem edelsten Tiegelstahl mindestens gleichwertig ist, ein Umstand, der gerade für Deutschland, )as arm an reinen Erzen ist und daher auch nur mit Schwierigkeiten hinreihend

reine

MW

-J

's

St

UM..

■

. mm

fHt

BD

Section e ^

j:

Rbb. 12. Nöchling-Rodenhauser-Dfen (vertikalschnitt).

Rohstoffe für )enTiegelstahl-?rozeß gewinnen kann, von zrotzer Bedeu-tung ist. Die Darstellung ehr reinenMa-erials durch >a§ Elektro-ftahlverfahren beruht vornehmlich auf )er Möglichkeit, Luft und Srenngafe dem Schmelzgut

ernzuhalten, sowie einer schnellen, starken Heizung und genauen Temperaturregelung.

Der Elektrostahl wird seiner hervorragenden Eigenschaften wegen besonders zur Herstellung von Werkzeugstählen, für Flugzeug- und Automobilteile, hochbeanspruchten Stahlformguß usw. verwendet. Große Bedeutung hat er auch für Kriegsmaterial aller Art, wie Infanterieschutzschilde, Schützenblenden, Stahlhelme u. dgl. m.

(Elftes Kapitel.

Vie Formgebung und die mechanische und thermische Behandlung des Eisens.

Um die Erzeugnisse der in den vorhergehenden Kapiteln beschriebenen Darstellungsverfahren in bestimmte, für den jeweiligen Verwendungszweck geeignete Formen zu bringen, bedürfen jene noch eingehender Formgebungsarbeiten. Die Beschreibung der letzteren und alles dessen, was damit zusammenhängt, gehört eigentlich ins Gebiet der mechanischen Technologie und fällt nicht mehr in den Rahmen des Eisenhüttenwesens. Da indessen die Formgebung stets mit einer mechanischen oder thermischen Behandlung zusammenfällt und durch diese, wie wir aus dem dritten und vierten Kapitel wissen, die Eigenschaften des Eisens in hohem Grade beeinflußt werden, sollen im folgenden die wichtigsten hierher gehörigen Verfahren kurz gestreift werden. Ls sind dies das Schmieden, Pressen und Walzen einerseits und das Gießen andererseits. Durch die zuerstgenannten drei Verfahren kann man nur das schmiedbare Eisen, durch das Gießen dagegen sowohl schmiedbares als auch Roheisen (Gußeisen) in die gewünschten Gebrauchsformen bringen.

Schmieden. Das Schmieden ist das älteste Verfahren zur Formgebung des Eisens. (Es beruht, wie ein jeder leicht in einer Dorf-schmiede beobachten kann, einfach auf Zusammendrücken des auf dem Ambos) liegenden glühenden Eisenstückes durch Hammerschläge. Fe größer das zu bearbeitende Stück ist, desto schwerer muß der Hammer sein, um die richtige Schmiedewirkung in jedem Teile des Stücks zu erzielen. So gibt es denn von dem kleinsten mit der Hand geschwungenen Hammer aufwärts alle Größen bis hinauf zu dem mächtigen Dampfhammer von 150000 kg Fallgewicht. Aber selbst mit solch ungeheuren Kolossen, die mit ihren Schlägen in der ganzen Nachbarschaft starke Erschütterungen hervorrufen, erreicht man bei sehr großen Schmiedestücken nicht die gewünschte Wirkung. Das ist leicht erklärlich, denn das zu bearbeitende Ktaterial gebraucht eine gewisse Zeit, um der Druckwirkung bis ins Innere hinein nachzugeben. Je dicker das Stück ist, desto längere Zeit beansprucht!

es naturgemäß hierfür. Ein hammerschlag ist aber von kurzer Dauer und so wirkt er mehr auf die zur Gberfläche hin liegenden Teile als aus den inneren Kern eines großen Stücks. Die Dampfhämmer, die auch sonst noch Nachteile haben, sind daher vielfach in letzter Zeit durch die Schmiedepressen verdrängt worden, vor allem da, wo es sich um die Bearbeitung sehr großer Stücke handelt.

Pressen. Die durch Wasserdruck (hydraulisch) betriebenen Schmiedepressen wirken im Gegensatz zu den kurzen wuchtigen Hammerschlägen durch langsamen und ruhigen, aber gewaltigen Druck, der bis in den innersten Kern des Schmiedestücks eindringt. Klan hat Pressen in Betrieb, die einen Druck bis zu 14 Millionen Kilogramm auszuüben vermögen. Mit einem einzigen Druck der Presse kann man die Wirkung mehrerer Schläge des Dampfhammers ersetzen und erspart daher Zeit- und Arbeitsgeräte. Zudem werden die schädlichen und die Umgebung belästigenden Erschütterungen gänzlich vermieden und die zur Abschwächung derselben erforderlichen sehr starken Fundamente können durch leichter gebaute ersetzt werden. Die Pressen werden hauptsächlich zur Verarbeitung solcher schweren Flußeisenblöcke verwendet, aus denen große Wellen, Geschützrohre u. dgl. hergestellt werden.

walzen. Das dritte Verfahren zur Formgebung und gleich--zeitigen mechanischen Bearbeitung des schmiedbaren Eisens durch Druck ist das walzen, hierbei wird das Eisen oft in vollständig gebrauchsfertige Formen gebracht. Auf den Hüttenwerken wälzt man Stabeisen (Quabmt=, Flach-, Band-, Rundeisen), ferner die verschiedenartigsten Schienen für alle Eisenbahnen (auch Straften« und Grubenbahnen), Profileisen und Träger für Bauwerke aller Art, dann Draht bis herab zu 4 mm Durchmesser, alle Arten Bleche von den feinsten unter 1 mm dünnen bis hinauf zu den 200 bis 300 und 400 mm starken. Panzerplatten, ferner zahlreiche Arten Rohre, schließlich Eisenbahnradreifen (Bandagen) u. a. m. Alle diese Erzeugnisse bezeichnet man als Fertigfabrikate. Außerdem werden auch noch die verschiedensten Halbfabrikate gewalzt, z.B. große Blöcke mit quadratischem und Brammen mit rechteckigem Tfuerschnitt, Knüppel (Stäbe von mittelgroßem Querschnitt) und Platinen (Flachstäbe).

Beim Walzvorgang wird das zu bearbeitende Stück im allge-

meinen in zwei wagerecht liegende, sich entgegengesetzt drehende zylindrische Körper (walzen) eingeführt, infolge der Reibung von diesen erfaßt und durch sie hindurchgezwängt. Dabei wird

Cf*

dar Stück unter (Huerschnitts-verminderung zusammengedrückt und gestreckt (flbb. 13). Die walzen liegen mit ihren Cs cf 1 Laufzapfen in kräftigen ei-^ fernen (bestellen, den sog.

Rbb. 13. Walzvorgang.

Walzenständern (flbb. 18), von denen mindestens je zwei ein walzgerüft bilden. (Ein walzgerüft mit den darin gelagerten walzen nennt man Walzwerk, eine Reihe von Walzwerken, die zur Darstellung eines bestimmten Fabrikats

ctbb. 14. Glatte Walze.

notwendig zufammengehö-ren, bilden eine walzen-lig ftratze. (Eine Malzanlage O in ihrer Gesamtheit bezeichnet man ebenfalls alsw alz-werk.

Die walzen haben folgende Hauptbestandteile: den Bund oder Ballen a, die Laufzapfen b und die Kupplungszapfen c (flbb. 14).

11

hi

Rbb. 15. Ualiberwalzen.

Der Ballen einer walze kann entweder wie in flbb. 14 ein glatter Zylinder fein oder er enthält wie bei den beiden walzen in flbb. 15 ringsum laufende Furchen. Die durch jene Furchen zwischen den beiden walzen gebildeten Hohlräume heißen Kaliber. Mit den glatten walzen werden plattenförmige Körper (Bleche) erzeugt, mit den Kaliberwalzen Körper mit bestimmten Profilen (Schienen, Träger u. v. a.).

AIs flusgangsprodukt der zu erzeugenden Gegenstände im Walzwerk benutzt man im allgemeinen die im Thomas- oder

Martinwerk in Kokillen gegossenen Blöcke von meist prismatischer Gestalt. Diese Blöcke kann man natürlich nicht mit einem einzigen Durchgang (Stich) durch ein Walzenpaar in die gewünschte Form, etwa in eine Eisenbahnschiene, bringen, wollte man dies gewaltsam erzwingen, so würden die Blöcke trotz ihrer großen Dehnbarkeit im erhitzten Zustande zerreißen oder die Walzen würden in Stücke zerspringen. Andererseits kann man die Blöcke im Stahlwerk nicht in Kokillen mit so geringem Querschnitt gießen, daß sie leicht mit einem einzigen Stich in das fertige Enderzeugnis gebracht werden können. Das würde auch gar keinen Zweck haben, weil das Material dann nicht hinreichend durchgearbeitet werden würde. Das Walzgut muß also unter allen Umständen unter allmählicher (yuerschnittsveränderung gestreckt werden. Dabei kühlt es sich naturgemäß mehr und mehr ab, so daß es in vielen Fällen zwischendurch mehrmals erhitzt werden muß. Um die Kosten hierfür zu sparen, muß man darauf bedacht sein, das walzen so schnell wie möglich durchzuführen, damit das Walzgut vom Rohblock bis zum Fertigerzeugnis womöglich in einer einzigen Hitze vonstatten gehen kann. Durch die Vervollkommnung der Walzvorrichtungen und der Transportmittel beim Walzwerksbetriebe hat man dieses Ziel in vielen Fällen erreicht.

Bei Massenherstellung mancher halb- und Fertigfabrikate wendet man zur Beschleunigung der walzarbeit mit großem Vorteil die kontinuierlichen Walzwerke an, bei denen in bestimmter Unordnung eine große Zahl von Walzgerüsten aufgestellt ist. 3n jedem derselben wird das Walzgut nur einmal durchgewalzt, um dann sogleich zum folgenden walzgerüst weitergegeben zu werden und dort einen geringeren (Querschnitt zu erhalten, bis schließlich die gewünschte Endform erzielt ist. Für Gegenstände, die nicht in sehr großen Mengen verwalzt werden, würde die Anlage und der Betrieb eines kontinuierlichen Walzwerks naturgemäß viel zu kostspielig werden. Deswegen bringt man das Walzgut in solchen Fällen mehrmals durch ein und dasselbe Gerüst, indem man den zwei oder drei darin befindlichen walzeu wie in Abb. 18 eine ganze Reihe von Kalibern gibt, von denen jedes einen geringeren Querschnitt als das danebenliegende hat.

Je nachdem in einem walzgerüst zwei oder drei walzen über-

Eingang

<■

Rückgang

ctbb. 16. Walzvorgang beim Umkehrwalzwerk.

einanderliegen, spricht man von Zwei- oder Duowalzwerken bzw. Drei- oder Triowalzwerken. Bei einem Zweiwalzwerk, dessen Walzen ständig nach einer Richtung liefen, müßte das Walzgut, nachdem es durch die walzen gegangen ist, immer wieder oberhalb des Walzwerkes oder neben ihm zurückgegeben werden, um von neuem hindurchgeschickt zu werden. Dies würde aber große mit Abkühlung des Materials verbundene Zeitverluste bedeuten, außerdem würde sich dies bei sehr großen Stücken, wie schweren Blöcken und Panzerplatten, nur schwierig bewerkstelligen lassen. Daher richtet man Zweiwalzwerke oft als sog. Rehr- oder Keversierwalzwerke ein, bei denen die Drehungsrichtung der Walzen nach jedem Durchgänge des Stücks durch Umsteuerung der Antriebsmaschinen umgekehrt wird (Abb. 16). will man das Umsteuern der walzen umgehen, so kann man zur Vermeidung von Zeitverlusten statt der Rehr-Zweiwalzwerke die Dreiwalzwerke anwenden. Bei diesen findet die Drehung, wie aus der Skizze Abb. 17 hervorgeht, stets nach derselben Richtung hin statt, hierbei läßt man das Walzgut zuerst durch die beiden unteren Walzen hingehen, dann durch die beiden oberen wieder zurück.

Die walzen werden durch die sog. Walzenzugmaschinen mittels Zahnradübertragung in Umdrehung versetzt. Die Betriebskraft für diese Maschinen ist Dampf oder Elektrizität. Die Abb. 18 veranschaulicht den Antrieb eines Dreiwalzwerks, hierin bezeichnet man die drei mit Winkelzähnen versehenen Zahnräder, die in einem besonderen Gerüst (m) liegen, mit Rammwalzen. Die mittelste dieser Rammwalzen wird direkt von der Walzenzugmaschine angetrieben. Sie versetzt durch Eingreifen ihrer Zähne auch die beiden übrigen Rammwalzen in Drehung. Alle drei

Kammwalzen find durch Kupplungen mit den drei Arbeitswalzen verbunden und übertragen dadurch ihre Drehbewegung auf jene.

<-

abb. 17.

Walzvorgang beim Dreiwalzwerk.

Neben den Walzwerken mit wagerecht und parallel gelagerten Walzen gibt es noch die verschieden-ten Sonderwalzwerke, wie z. B. Univer-alwalzwerke, die neben den wagerechten Valzen auch noch senkrechte haben und ur Herstellung sehr langer Blechstreifen >on rechtwinkligem Querschnitt und charf begrenzten Kanten dienen, ferner »as Drey- und das Sackwalzwerk zur Herstellung großer j—-j-Träger, dann valzwerke fürEisenbahnradreifen(Ban->agen) und Eisenbahnscheibenräder, chlietzlich solche zur Herstellung nutzloser Rohren nach dem Mannesmann-chen und Ehrhardtfchen Verfahren u. a. m.

ft

:4

Eisen- und Stahlgießerei. Bei der Eisengießerei schmilzt man die im Hochofen dargestellten Gießereiroheisensorten meist n sog. Kupolöfen, n besonderen Fällen vohlauch inFlamm-)der Tiegelöfen zu tinem Gußeisen von )er gewünschten 3u-ammensetzung um.

'' ' ¹ AsT

11

nTT

im

ctbb. 18. Vreiwalzwerk.

Ein Kupolofen ist netter nichts als ein zroßer Zylinder mit ünem Durchmesser Don ^2—1 m. Er ft aus feuerfesten Steinen aufgebaut and wird mit einem Mantel aus Eisenblech zusammengehalten. Zur Beschickung hat der Ofen im oberen Teile eine Gichtoffnung, die für gewöhnlich 4—6 m über dem Abstichloch liegt. 3m unteren Teile hat er ähnlich wie ein

Hochofen Winddüsen, jedoch meist mehr als ein solcher. Durd® diese wird der kalte Gebläsewind unter geringem Druck und ii verhältnismäßig großer Menge mittels sog. Kapselgebläse ode-Ventilatoren eingepreßt, verhältnismäßig große, wenig gepreßt Windmengen find notwendig, weil in dem Gfen ja keine Re duktion, sondern lediglich eine Umfchmelzung stattfinden uni dementsprechend im Gegensatz zum Hochofen viel Kohlensäure und wenig Kohlenoxyd aus dem Koks entwickelt werden soll ■ Unterhalb der Düsen befindet sich der Schlackenstich und am Bo -den des Dfens das Abstichloch für das geschmolzene Eisen.

Das umzuschmelzende Roheisen wird einschließlich des di« Schmelzhitze erzeugenden Koks und eines Kalkzuschlags, der der! an den Roheisenmasseln haftenden Sand sowie den Aschengehalt des Koks verschlacken und den Schwefel binden soll, oben durch die Beschickungsöffnung in den Gfen gegeben. Das umgeÄ fchmolzene Eisen (Gußeisen) wird aus dem Kupolofen in eim ^ größere tragbare oder fahrbare Gießpfanne abgestochen, flu« dieser wird es entweder unmittelbar in die Formen abgegosser oder durch Schöpfen mittels großer Gietzlöffel in die Forme, gefüllt.

Zur Herstellung der Gußwaren benutzt man im allgemeinen einmalige Gußformen, d. h. solche, die nach Beendigung des Gusses wieder zerstört werden. Rur ausnahmsweise macht man von dauernden Gußformen aus Eisen Gebrauch, z. B. bei sog. Hartguß, bei dem durch die plötzliche Abkühlung an der eisernen Form die außen gelegenen Teile des flüssigen Roheisens zu hartem weißem Eisen erstarren, während das Innere langsam zu grauem Lisen kristallisiert. An die Stoffe, aus denen die einmaligen Gußformen hergestellt werden, stellt man verschiedene Anforderungen. Sie müssen zunächst bildsam sein, damit man sie in bestimmte Gestalt bringen kann, sodann müssen sie dem Druck des eingegossenen flüssigen (Eisens standhalten können; ferner verlangt man Feuerbeständigkeit von ihnen, d. h. sie dürfen durch das glutflüssige Eisen nicht Veränderungen erleiden, durch die sie ihren Zusammenhang verlieren oder gerade umgekehrt zusammenschmelzen- schließlich müssen sie gasdurchlässig sein, damit die beim Gießen sich entwickelnden Gase nach außen entweichen können. Als Formstoffe, die diese Eigenschaften aufwei-

sen, dienen Formsande (Sande mit 5—30% Ton), ferner Lehm, d. i. ein sandiger, stark mit Eisenoxydhydrat verunreinigter Ton, schließlich die sog. Masse, eine Mischung aus gebranntem und frischem feuerfesten Ton. Den mageren (tonarmen) Formsanden wird stets Kohlenstaub zugesetzt, um beim Guß ein Zusammenfritten der einzelnen Sandkörner und ein Anbrennen derselben an das gtutftüftige Eisen zu verhindern. Die Masse wird zu demselben Zweck mit Koksmehl und Graphit gemengt. Außerdem werden die Masseformen innen zur Verhinderung des Anbren-nens an das Eisen stets mit Schwärze, einem graphitreichen mit Wasser angerührten Gemisch verschiedener Stoffe, überzogenwährend die aus mageren Formsanden hergestellten Formen in feuchtem Zustande mit dem Eisen gefüllt werden müssen (Formen aus „grünem Sand"), werden die Formen aus fettem Sande, Lehm oder Masse stets erst getrocknet, hierbei würde reiner Lehm schwinden, d. h. er würde unter Rissebildung stark zusammenschrumpfen- er muß daher vorher mit Magerungsmitteln versetzt sein, die dem Schwinden entgegenwirke^, ohne zugleich seine Bildsamkeit zu beeinträchtigen. Hm geeignetsten sind dafür Pferde- und Kuhdünger. Bei der Masse wird dgs Schwinden durch den gebrannten Ton verhindert. Zur Herstellung der Gußformen aus den genannten Formstoffen gibt es zwei Verfahren: die Modellformerei und die Schablonenformerei. Bei der Modellformerei bedient man sich im allgemeinen hölzerner Modelle und, wenn sie sehr oft gegossen werden sollen, auch metallener. Das Modell muß die Gestalt des zu gießenden Gegenstandes haben, aber um so viel größere Abmessungen erhalten, als das Schwindmaß des Eisens beträgt (vgl. S. 38).

Hm einfachsten und billigsten ist der Herdguß, der für solche Gegenstände in Betracht kommt, die auf einer Seite durch eine ebene Fläche begrenzt sind, wie z. B. Fenstergitter u. dgl. Beim Herdguß wird ein Sandbett auf der Sohle der Gießerei ausgebreitet und die Gußform einfach durch Eindrücken des Modells in den Sand hergestellt.

Gegenstände, die sich nicht durch den Herdguß anfertigen lassen, werden durch den Kastenguß ebenfalls mit Hilfe von Modellen hergestellt, hierbei geht das Einformen der Modelle in Sand oder Masse innerhalb non eisernen Rahmen (Kästen) vor

NNuG 20: Wedding, Das Lisenhüttenwesen. 5.Ruft.

sich. Die Modelle haben oftmals solche Gestalt, daß man si< aus der Form nur dann entfernen kann, wenn man sie selbst sowohl als auch die Kästen zwei- oder mehrteilig macht. Wem ein Gußstück, wie z. B. ein Rohr, eine Höhlung erhalten soll, sc erzielt man diese oft dadurch, daß man einen besonderen „Kern' von der Gestalt des Hohlraums anfertig und ihn nach Entfernung des Modells ii die Form einsetzt.

ftufern s

ED

1HH

AIs Beispiel für die Ausführung de Kastenformerei mag die Herstellung de Form für eine Stopfbüchse dienen, die burd die Abb. 19, 20, 21 veranschaulicht wird Die untere Modellhälfte a wird mit de Unterseite nach oben auf das Modell brett c gelegt und der Untertasten umge kehrt darüber gesetzt,' dann wird Formsani hineingefüllt und festgestampft (Abb. 19) Darauf wird das Ganze umgekehrt, so das das Brett nach oben zu liegen kommt uni abgenommen werden kann. Nach (Blattet der Oberfläche wird die obere Modellhälfte t §5    auf der unteren befestigt, der Oberkastei

' ^    auf den Untertasten gesetzt und mit Sani

Hbb. 19 bis 21. Koftenformerei mit Modellen.

gefüllt (Abb. 20). Dabei müssen durch Ein setzen zweier kleiner Holzmodelle d und e zwe Öffnungen ausgespart werden, von denen di« erste als Einguß für das flüssige (Eisen, di, zweite als sog. Windpfeife dient, aus der die beim Gießen sich bilden den Gase entweichen können. Nach Entfernen der Modelle für Einguf und windpfeife, wird ersterer oben etwas erweitert (Abb. 21), damit der Strahl flüssigen (Eisens nicht von der Pfanne aus unmittelbar in die Form strömt, wodurch er sie leicht beschädigen könnte. Nach Beendigung dieser Arbeiten wird der (überlasten wieder abgehoben, und aus beiden Kästen werden die Modelle vorsichtig unter Klopfen herausgezogen. Alsdann wird die Ausbesserung der beschädigten Stellen vorgenommen, die Form ausgestaubt und der Kern eingelegt. Darauf wird der Gberkasten wieder sorgfältig auf den Unterkasten gesetzt und mit einem

Eisenstück f beschwert, damit bas flüssige Eisen beim Einziehen den Gber- und Unterkasten nicht auseinandertreibt.

Das (Einformen, Ausheben und Ausbessern der Formen erfordert viel Zeit und Geschicklichkeit der Arbeiter und ist mit verhältnismäßig hohen Rosten verbunden. Um die Herstellung der Gußformen zu beschleunigen und zu verbilligen, wendet man daher bei Anfertigung größerer Mengen ein und desselben Gegenstandes vorteilhaft Modellplatten an. Eine Modellplatte ist ein Modellbrett, das mit der darauf liegenden Modellhälfte — meist sind es gleich mehrere solcher Modellhälften — fest vereinigt ist. Die Platte sowohl als die Modellhälften selbst bestehen aus Metall ((Eisen oder Bronze). Auf einer zweiten entsprechenden Modellplatte befinden sich die dazugehörigen Modellhälften, und zwar so angeordnet, daß, wenn man Gberkasten und Unterlasten nach Entfernung der Modellplatten zusammensetzt, die Formhälften genau aufeinander passen. Dadurch fällt alles zeitraubende Einpassen fort. Außerdem kann man die Modellplatte durch senkrecht an ihr oder auf dem Rasten angebrachte Stifte (Dübel), die in entsprechende Löcher des Kastens oder der Platte greifen, genau senkrecht aus der Form entfernen, so daß letztere vor Beschädigungen besser bewahrt bleibt und nicht so viele langwierige Ausbesserungen nötig sind. Um das Auseinanderziehen von Modellplatten und Formen noch sicherer und schneller zu vollziehen, bedient man sich in vorteilhaftester Weise der Form Maschinen, die oft zugleich auch das verdichten des Sandes besorgen. Die gebräuchlichsten Formmaschinen sind die Abhebe-, wendeplatten-, Durchzieh- und Rüttelformmaschinen.

abb. 22. Schablonenformerei.

Das zweite Verfahren der Formerei, die WWMW-Schablonenformerei, wird meist zur her-stellung solcher großen Körper verwendet, deren Form im Sande oder Lehm durch 4l Umdrehung einer Schablone um eine feste w Achse entstehen tarn. Bei der Schablonenformerei kommen die kostspieligen Modelle in Fortfall, sie erfordert jedoch große Geschicklichkeit der Arbeiter. Aus Abb. 22 geht hervor, wie die Schablonenformerei gehandhabt wird. Es handelt sich hier um Herstellung der Unterform eines Scheibenrades. Der Unterkasten wird zunächst auf die Eisenplatte a ge-

9*

stellt und mit dem Formstoff gefüllt. Sodann wird durch Drehe der Schablone um die Spindel, die durch die Platte a hindurch ragt, die Form aus dem Sande ausgedreht.

Bei der Stahlgießerei wird das zu vergießende fchmied bore Eisen (Flußeisen, Flußstahl) im Siemens-Martin-Gfen, i der Illeinbessemerbirne, im Tiegel- oder Elektrostahlofen erzeug Siemens-Martin-Ofen zur Darstellung von Stahlguß (Stahl formguß) haben oft saure Ausfütterung. Die Fassung eines fol chen Gfens beträgt zwischen 3 und 30 t. Siemens-Martin-Gfe sind in der Stahlgießerei nur dann wirtschaftlich, wenn sie stär big in Betrieb gehalten werden, also wenn ein möglichst großei gleichmäßiger Bedarf an Stahl vorliegt. Ist der Bedarf an Stak geringer und sehr schwankend, so eignen sich mehr die Kleir bessemerbirnen, das sind Birnen mit saurem Futter und von gi ringem Fassungsvermögen (0,5—3 t). Sie ähneln den Birne des Großbetriebes und unterscheiden sich von diesen meist nu durch die Einrichtungen für die Zuführung des Windes, der nick von unten durch den Boden, sondern seitlich eingeblasen wir! Die Tiegelstahl- und Elektrostahldarstellung wird angewende wenn Gußstücke hergestellt werden sollen, an deren Güte beso, ders hohe Anforderungen gestellt werden.

wegen der hohen Schmelztemperaturen des schmiedbare Eisens können für den Stahlguß nur widerstandsfähige Forme aus Masse benutzt werden. Der Stahlguß zeichnet sich gegenübe dem Eisenguß durch größere Festigkeit, Elastizität und Wide, standsfähigkeit gegen mechanische Abnutzung aus, so daß ei Stahlgußstück gegenüber einem solchen aus Eisenguß bei glei chen Anforderungen an die Festigkeitseigenschasten geringere Al Messungen und geringeres Gewicht haben kann.

Daelen - Pszczolka - Verfahren 104 Dampfhammer 116 Dampfmaschine 6 Darby-Verfahren 93 Desoxydation beim Beffemerprozeß 92 „ Thomasprozetz 94 „ Martinverfahren 103 Bertrand - Thiel - versah- Direkte Eisendarstellung 2 rett 104

Beschickmaschine 102 Bessemerbirne 88 Bessemerroheifen 18, 45,

Abschrecken 28, 41 lbstechen 78 lbstichloch 70, 78 lgglomerieren 61 knalyse, thermische 26 Inbrennen 123 Inlassen 29 lnlaßzustände 29, 35 knthrazit 49 krbeitseigenfchasten des Eisens 32 krfenkies 55 itzen 23

Aufbereitung (Erz-) 62 tuftenit 28, 35 kutomatifche Begichtung

72

Zackkohlen 49 Ballett (der walzen) 118 Bandagenwalzwerk 121 Basen 22

Behandlung (therm. u.

mechan.) 31, 32, 116 Bergeversatz 81

80

Besiemerverfahren 8, 88 Blackband 58 Blasebälge 3 Blaubruch 40 Blauhitze 40 Blech 117 Blei 77 Blöcke 117 Bodenstein 69 Bohnerz 57 Bramme 117 Brauneisenstein 56, 57

Sachverzeichnis.

Braunkohle 47 Braunkohlenbriketts 47 Vraunkohlenförderung 16 Brennköpfe 99 Brennstoffe 46 Briet), Erzbecken 15, 16 Brikettierung (Lrz-) 61 Bund (der walzen) 118

€Glorie s. Kalorie Chargiermaschinen 102 Chrom 32, 33, 35, 36 Converter s. Konverter Loquille s. Kokille Cowper-Apparat 67, 68

Dolomit 94 j Drehrohröfen 62 vreiwalzwerk 120 Dübel 125

vüdelinger Verfahren 92 Duowalzwerk 120 vurchsetzzeit 77 Vüsenstock 70

Ehrhardtscher Verfahren 121

Einfuhr an Eisenerzen 15 Einguß 124 Lingußtrichter 97 Einsetzmaschine 102 Eisen (Metall Fe) 22 Eisen (technisches)

Erklärung 24 Darstellung 62 Eisenerze Förderung 14 Ein- und Ausfuhr 15 Geringer Vorrat 16 Zusammensetzung 54 Vorkommen 55 ff. Eisengießerei 121 Eisenglanz 56 Eisenhüttenkunde 7 Eisenkarbid 26, 27, 106 Eisenkarbonat 54 Eisenkohlenstofflegierungen 26 ff Eisenoxyd 54 Lisenportlandzement 81 Elastizität 33 Elektrische Leitfähigkeit35 Elektrische Koheisendar-stellung 78 Elektroden 111 Elektrohängebahn 72 Elektrolyse HO Llektrostahl 110 Elemente (chemische) 21 Erdgas 49 Erdöl 49

Erstarrungspunkt 22, 36, 37

Erzbriketts 61 Erzgicht 73 Eutektisch 37 Eutektoid 27

Fe (Lisenmetall 22 Feinerze 61 Ferrit 28

Ferromangan 18, 80, 92 Ferrosilizium 18, 80 Fertigfabrikate 117 Festigkeit 32 Fettkohlen 49

Kokille 96 Kots 5, 50, 51 Koksdarstellung 51 Kokserzeugung (höhe) 16 Koksgicht 73 Kokskohlen 49 Kotsofengas 52 Kontinuierliche Walzwerke 119 Konverter 88 Körnen 80 Korngröße 30 Kornstruktur 31

Flußeisen

Geschichtliches 8 Statistik 17, 19 Erklärung 43 Darstellung 88 Formen s. Gußformen Formenebene 70 Formgebung 116 Formmaschine 125 Formsand 123 Formstoffe 122 Frischeisen 4 Frischverfahren 4, 64

Gangarten 54 Gärbstahl 108 Gargang 78 Gasblasen 38, 39 Gasflammkohlen 48 Gaskohlen 49 Gayleys Verfahren 68 Gebläse 3

Gebläsemaschine 66 Gefügebestandteile der Eisenkohlenstofflegierungen 27 ff.

Gemenge (meckan.) 24 Gemische (physikal.) 23 Generatorgas 53 Geschichte des Eisens 1 Gestell (des Hochofens) 69 Gewerbseigenschaften 32 Gicht 69 Gichtaufzüge 72 Gichtbühne 72 Gichtgas Geschichtliches 7 Zusammensetzung 52 Verwendung 81 Gichtstaub 61, 82 Gichtverschluß 70 Gietzereikoks 51 Gießereiroheisen 18, 45, 80

Gießkran 96 Gießloffel 122 Gießpfanne 96 Gießwagen 96

Girodofen 113 Gleichgewicht (chem.) 76 Gleichungen(umkehrbare) 75, 76 Glühen 30 Glühfrischen 105 Glühtöpfe 106 Granulieren 80 Graphit 29 Graues Roheisen 43 Grauguh 45 Greywalzwerk 121 Grubenseuchtigkeit 54 Grüner Sand 123 Guß (direkter und steigender) 97 Gußeisen 45, 122 Gußformen (einmalige und dauernde) 122 Gußspannungen 32, 38 Gußstahl s. Tiegelstahl

Halbfabrikate 117 Hämatit ((Eisen) 45, 80, (Erz) 55

hängen der Gichten 61 Härtbarkeit 41, 44 härte 34 Hartguß 122 härtungskohle 28 Heizwert 46 Herdfrischen 97 Herdguß 123 horoultofen 112 Hochofen 5, 10, 69 Hochofengas s. Gichtgas Hochofenkoks 51 Hochofenprozeß 73 Hochofenschlacke 59, 80 Hochofenzement 81 hoeschverfahren 104 holz 47

Holzkohle 2, 18, 50 Holzkohlenroheisen 18,50 homogene Stoffe 18

Indirekte Lisendarstel-lung 4

Induktionsheizung 111 Induktionsöfen 103 Ingols 97

Inhomogene Stoffe 23

Kaliberwalzen 118 Kalt 60. 94 Kalorie 46 Kaltbearbeitung 40 Kaltbrüchig 34 Kammwalzen 120 Kapselgebläse 122 Karbidkohle 28 Kastenguß 123 Kehrwalzwerk 120 Kern 124

Kiesabbrände 18, 58 Kieselsäure 81 Kleinbessemerbirne 126 Kleingefüge 26ff. Klotzschlacke 81 Knüppel 117 Kohlendioxyd 46, 74ff. Kohleneisenstein 58 Kohlenoxyd 53, 63, 74ff. Kohlensack 69 Kohlensäure s. Kohlendioxyd

Kohlenstoff 21, 24, 26 ff., 63, 74 ff.. 85, 86, 94, 101, 105 ff., 108, 109 Kohlung

beimvessemerprozeß92 „ Thomasprozeß 94 INartinprozeß 103

Korrosion 36 {riftailifation der Legierungen 25, 26 (riftaliiten 22 (Übelbegichtung 71, 72 (ühlkästen 70 (upolofen 90, 121 (upplungszapfen 118

aufzapfen 118 egierungen 24 etjm 123

eitfähigkeit, elektr. 35 ichtbogenheizung 111 imonit 56

öfungen (flüssige und feste) 23, 24 uft (Zusammensetzung) 66

unkerbildung 38, 106 uppe 2

uppenmachen 87 ürmannsche Schlackenform 70

lagerkohlen 49 lagerungsmiltel 123 lagneteifenstein 55 lagnet. Eigenschaften 36 lagnelil 55

langan 39, 44, 77, 91, 94, 101

langanerze 18, 59 lannesmannverfahren 121

lartensil 28 lartinofen 98 larlinroheisen 45, 80 larlinverfahren 77 lasse 123 lasselbetten 78 lechanische Behandlung 116

leiler 50 lletalle 21 letallographie 26 Metalloide 21 leteoreisen 54

Mikrostruktur 26 Minette 56, 57 Mischer 90, 104 Mischkristalle 24 Modellbreit 124 Modellformerei 123 Modellplatien 125 Möller 73 Molybdän 109 Monellverfahren 104 Mulden 102 Mulmige Erze 61

Nachblasen 94 Naturhärte 35, 44 Netzstruktur 31 Nichtmetalle 21 Nickel 32, 33, 35, 36

Oberflächenhärtung 108 Oberkasten 124 Golithisches Lrz 56 Osmondit 29 Oxydation 64

Perltt 28, 29 Phosphor 39, 77, 93,109 Phosphorsäure 93 Physikalische Gemische 23 Platinen H7 Polplatten 114 porilandzement 81 Pressen 117 Primärstrom 113 Puddelofen 84 Puddelroheisenl8,45,80 puddelschlacken 58 puddelverfahren 6, 83 Purpurerz 58 Puzzolanzement 81

Raffinierstahl 108 Raseneisenerz 57 Rast 69

Reduktion 63, 73 Regenerativgasfeuerung 98. 100

Rennfeuer 2 Reversierwalzwerk 120 Röchling - Rodenhauserofen 113, 114 Roheisen

Geschichtliches 2 Statistik 17 Erklärung 42, 43 Darstellung 65 Zusammensetzung 80 Roheisenerzverfahren 103 Roheisenmischer 90, 104 Rohgang 78 Rohstoffe 18 Rosten 36 Rösten 60 Rotbrüchig 39 Roteisenstein 55 Rückkohlen 92

Sackwalzwerk 121 Sandkohlen 48 Säurebeständigkeit 36 Schablonenformerei 123, 125

Schacht des Hochofens 69 Schlacke (Hochofen-) 59,80 Schlackenform 70 Schlackenzement 81 Schmelzbarkeit 36 Schmelzpunkt 22, 36, 37 Schmiedbarer Guß 105 Schmiedbares Eisen Geschichtliches 2, 4ff. Erklärung 42 Darstellung 83 ff. Schmiedbarkeit 39 Schmiedeeisen 43 Schmieden 116 Schnellschnittstahl 46 Schöpfprobe 94 Schrägaufzug 71, 72 Schrott 20, 97, 101 Schrollroheisenverfahren 101

Schutzzoll 8, 10 Schwärze 123 Schwefel 77, 90, 109

Schwefelkies 56 Schweißbarkeit 40 Schweißeisen Geschichtliches 2 Statistik 19 Erklärung 43 Darstellung 82 Schweißschlacke 58, 74 Schwindmaß 38, 123 Schwindung 38, 106 Seigerung 39 Sekundärstrom 113 Selbstgehende Erze 60 Selbsthärtende Stähle 41, 44

Siderit 57

Siemens - Martinverfahren 9. 97

Silizium 33, 38, 77, 85, 91, 94, 101 Siliziumspiegel 80 Sinterkohle 49 Sorbit 29

Spannungen in Gußstücken 38, 40 Spaleisenstein 57 Zphärosiderit 58 Zpiegeleisen 18, 45, 80, 92

Stabeisen 117 Stahl (Erklärung) 43 Stahleisen 18, 45, 80 Stahlformguß 45, 126 Stahlgießerei 126 Stahlguß s. Stahlformguß Statistisches 14 Staubsammler 82 Steinkohlen 5, 47 Steinkohlenförderung 16

Stripperkran 97 Stückofen 2 Sumpferz 57 Surzyckiverfahren 104

Talbotverfahren 104 Temperkohle 29, 106 Tempern 105 Temperguß 45 Temperstahlguß 105 Thermische Analyse 26 Thermische Behandlung 116

Thomasflußeisen 95 Thomasphosphatmehl 96 Thomasroheisen 18,45,80 Thomasschlacke 96 Thomasverfahren 9, 92 Tiegel 109 Tiegelstahl

Geschichtliches 6 Statistisches 19 Erklärung 45 Darstellung 109 Toneisenstein 58 Tonerde 81 Torf 47

Transformator 113 Triowalzwerk 120

Umwandlungstemperatur 27, 40, 41 Umwandlungszone 27,41 Universalwalzwerk 121 Unterkasten 124

Verbindungen (chemische) 23

Verbrennung 46

Verkokung 48 Vorfrischen im Mischer

104

Walzen 117, 118 Walzenständer 118 walzenstraße 118 Walzenzugmaschine 120 Walzgerüst 118 Walzwerk 118 Wärme 46

Wärmeeinheit (W.-K.) 47 wärmespeicher 99, 100 warmreckverfahren 39 Weißes Roheisen 43 w idmannstättensche Struktur 31 wind 55, 89 Winddruck 67 Winderhitzer 67 windformen 69 windfrischen 88 Windkasten 89 windpfeife 124 Witkowitzer Vuplexver fahren 104 Wolf 2

Wolfram 32, 35, 46

Zähigkeit 33 Zeilenstruktur 31 Zementieren 107 Zementit 28, 35 Zementstahl 107 Zentrifugalreiniger 83 Zinkschwamm 77 Zuschläge 18, 59 Zweiwalzwerk 120 f

TEUBNERS TECHNISCHE LEITFADEN

In Bänden zu 8—10 Bogen. gr. 8. Geb.

Die Leitfäden wollen dem Studierenden an Technischen Hochschulen und Universitäten in knapper, wissenschaftlich einwandfreier und zugleich übersichtlicher Form das Wesentliche des Tatsachenmaterials an die Hand geben, das ihm ln der Vorlesung vorgetragen wird, um ihm dessen Aneignung — besonders auch die Vorbereitung zum Examen — zu erleichtern und ihm die Anschaffung und Durcharbeitung umfänglicher und kostspieliger, in der Darstellung meist für diese Zwecke zu individuell gehaltener Handbücher zu ersparen. Auf klare Gliederung des Stoffes auch in der äußeren Form der Anordnung wie auf seine Veranschaulichung durch einwandfrei ausgeführte Zeichnungen wird besonderer Wert gelegt.

Auf dem Gebiete der Mathematik und des Maschinenbaus

sind bisher erschienen:

Bd.I. Analytische Geometrie. Von Dr. Bd. IV./V. Differential-und Integral-R. Fricke, Professor an der Technischen rechnung. Von Dr. L. Bieberbach, o. Hochschule zu Braunschweig Mit 96 Fig ö Professor an der Universität Frankfurt, im Text. [VI u. 135 S.] 1915. Geb.M.2.80 Bd.I: Differentialrechnung. Mit Bd. II. Elemente der darstellenden 32 Figuren im Text. [VI u. 130 S.] 1917.

Geometrie. Von Dr. M. Großmann,

Steif geh. M. 2.80. Bd. II: Integral-n    .    . , rechnung. Mit 25 Figuren im Text.

Professor an der Eidgenoss. Technischen [VI u. 142 S.] 1918. Steif geh. M. 3.40 Hochschule Zürich. Mit 134 Fig. im Text.

[IV u. 84 S.] 1917. Steif geh. . M. 2.— Bd.VI. Mechanische Technologie der Bd. III. Darstellende Geometrie. Von Maschinenbaustoffe. Von R. Es eher, Dr. M. Großmann, Professor an der Professor an der Eidgenöss. Technischen Eidgenöss. Techn. Hochschule Zürich. Hochschule Zürich. Mit 416 Fig. im Text. Mit 109Fig. [VI u. 138S.] 1915. Geb. M. 2.80 [VI u. 166 S.[ 1918: Steif geh.. . M. 3.60

Auf sämtliche Preise Teuerungszuschläge des Verlages und der Buchhandlungen

In Vorbereitung:

Höhere Mathematik. 2 Bde. Von Dr. Thermodynamik. 2 Bde.Von Geh.Hofrat Rudolf Rothe, Professor an der Technischen Hochschule Berlin.

Dr. Richard Mollier, Professor an der Technischen Hochschule Dresden. Kolbenkraftmaschinen. Von Dr.-Ing.

der Tech-

Die graphischen Methoden der Differentialrechnung. Von Dr. Gürubel Professor an der Technischen Hoch- Wasserkraftmaschinen und Kreisel-schule Berlin.

Adolf Nägel, Professor an , nischen Hochschule Dresden.

pumpen. Von Oberingenieur Dr.-Ing.

^»6^ Franz Lawaczeck, Halle.

der Elektrotechnik. 2 Bde. Von Dr. E. Orlich, Professor an der

Praktische Geometrie. Von Dr Heinrich Hohenner, Professor^ M

der Technischen Hochschule Darmstadt. Von Dr. ti. Urlich, Professor

; N Technischen Hochschule Berlin.

Maschinenelemente. 2 Bde. Von^fcfiyl Elektrische Maschinen. 3 Bde. Von Kutzbach, Professor an der Techn. xDr.-Ing. M. ’Uoß, Professor an der Hochschule Dresden.    Technischen Hochschule Berlin.

Hochschule Dresden.

VERLAG VON B. G.TEU8NER IN LEIPZIG UND BERLIN

5-96

oil

Bergbau, von Bergoffeffor $. ID. Wedding. (£UTu© Bb. 467.) Geh. BI. 1.20, geb. M. 1.50

Die Metalle, von Prof. vr. U. Scheid. 3. ftufl. Mit 116bb. (fUtu© Bb. 29.) Geh. M. 1.20, geb. M. 1.50

„Das vorliegende Sändchki, stellt eine für den Nichtfachmann geschriebene, lichtvolle Einführung in das Reich der Metalle dar und bietet dem Leser einen ausgezeichneten Überblick über dieses gro§e Gebiet." (Zeitschrift des Gberschlesischen Berg- und hüttenmännischen Vereins.)

Unsere Kohlen. von Bergassessor p. Kusus. Mit 69 Abbildungen. (RITutB Bö. 396.) Geh. ITT. 1.20, geb. IN. 1.50

„(Eine vortreffliche Darstellung alles wissenswerten über die Kohlen mit Einschluß des Torfes. ... Die Textfiguren sind vorzüglich, die Karten und die Formationsgliederung des Karbons sehr übersichtlich."    (Geologische Rundschau.)

Die Eisenindustrie, von Prof. (D. Simmersbach. INit 92 Abbildungen. Geh. IN. 7.20, geb. IN. 8.—

„... All das ist in ungemein anregender Form erörtert und knapp und übersichtlich, aber in mustergültig vollständiger weise zusammengefaßt. Die guten Abbildungen und schematischen und graphischen Darstellungen tragen nicht wenig zur besseren Veranschaulichung bei."

(Centralblatt der Hütten- und Walzwerke.)

Leitfaden der Elektrizität im Bergbau, von Prof. Dr. Wilhelm

Brüsch. mit 411 Abbildungen im Text. Geb. IN. 5.—

Der vorliegende Leitfaden sucht den Bedürfnissen der Fachschulen, sowie der bereits im Betriebe stehenden Beamten durch Berücksichtigung alles dessen Rechnung zu tragen, was im Bergbaubetriebe für die Elektrizität in Betracht kommt.

Metallbearbeitung, von Ingenieur Dr. (D. Stolzenberg. 2 Bände.

I. Arbeitsstoffe. Geb. ca. M. 6.-. II. Rohstoffe. Geb. ca. M. 10.—

Die Kraftmaschinen. Eine Einführung in die allgem. maschinenkunde. von Prof. Dr. K. Schreber. mit 56 Abb.i. T.u.auf 1 Taf. Geh.ITT.3.60, geb.ITT.4.20

Gibt eine Darstellung der wichtigsten Kraftmaschinen der Jetztzeit unter Bezugnahme auf die Ausnutzung der Lnergievorräte der Natur und auf die Kosten der gewonnenen Arbeit.

Einführung in die Elektrotechnik. Physik. Grundlagen und technische Ausführung, von Prof.K. Kinkel. Mit 445 Abb. i.T. Geh. IN. 11.20, geb. IN. 12.-

„Unter den vielen Büchern über Elektrotechnik für Nicht-Fachleute nimmt das vorliegende, von einem wirklichen Fachmanne geschriebene, eine rühmliche Stellung ein, da es nicht spielerisch unterhalten, sondern ernstere Leser belehren will und kann." (ArchivderMathematik u. Physik.)

Grundritz der Elektrotechnik für technische Lehranstalten, von Prof.

Dr. w. Brüsch. mit 248 Figuren. Geb. ITT. 3.—

Chemische Technologie. Grundlagen, Arbeitsverfahren und Erzeugnisse der chemischen Technik. Kurzgefaßtes Lehrbuch für Handels-, Gewerbe- und andere Schulen wie zum Selbstunterricht. Unter mitwirkung zahlr. Fachleute bearbeitet von Prof. Dr. K. Sachße. 2. Ruft. mit 96 Abb. i. T. Geb. ITT. 3.60

Das Holz, seine Bearbeitung und seine Verwendung, von Josef Grotzmann, Leiter der technol. Kurse für Holzbearbeitung, mit 39 Abb. im Text. (ANuG Bö. 437.) Geh. ITT. 1.20, geb. ITT. 1.50

Gewerbekunde der Holzbearbeitung. Leitfaden für Schule u. Praxis. 2 Bde. von Josef Großmann, Leiter der technol. Kurse für Holzbearbeitung.

Bö. I. Technologie des Holzes. Mit 81 Tertabb.u. 7 Tafeln mit 63 färb. Abb. Geb. M.2.—. Bö. II. Die Werkzeuge und Maschinen der Holzbearbeitung. Mit 306 Fig. Geb. M. 2.40 Auf sämtliche Preise Teuerungszuschläge des Verlages und der Buchhandlungen

Verlag von v. (5. tEeubner in Leipzig und Berlin

ANuG 20: Wedding, Das Lisenhüttenwesen. 5.Aufl.

i

k %

»

■'s

WWW

:,V

i

>

*

V

^s. oO

>

MW

H-

•e

•'.f

st

;

A

3

M

x

MH

K/H

::-!>•

- T

#

1

||

-

18MmM: - x;

*',84 V -    ■

m

H

v

Y;

■

%

i

■

'IH

: ' ,. N ' - /

»K

WHHUUH

H

.

V." v

^4J

?mm

wgp •••

s

•r- .

m -

i

> "

x:'

M

BIBLIOTEKA GLÖWNA Politechniki Krakowskiei

1-301481

KM

ML

JiSSSl

Biblioteka Politechniki Krak

owskiej

HIP

Bll

:±';:*-x.:v‘;.;r

100000295968