CXVI. Ueber Erzeugung und Verwendung körnigen Stabeisens, insbesondere zur Darstellung von Eisenbahnschienen mit harten Köpfen; vom Director P. Tunner zu Leoben. Aus dem berg- und hüttenmännischen Jahrbuche, Bd. VIII S. 164, durch Hartmann's allgemeine berg- und hüttenmännische Zeitung, 1859, Nr. 22. Tunner, über Erzeugung und Verwendung körnigen Stabeisens, insbesondere zur Darstellung von Eisenbahnschienen mit halten Köpfen. Die Darstellung der Schienen mit körnigen, d.h. dichten und harten Köpfen, wird auf den Hütten in der Mehrzahl so schlecht durchgeführt, daß bei einer genauem Untersuchung vielleicht die Minderzahl derselben mit körnigen Köpfen erscheint; und die sich mit solchen darstellen, sind in der Regel doch nur von geringer Härte und Festigkeit. Der Grund hiefür ist darin gelegen, daß beim Puddeln nicht eigens, nicht mit Sicherheit auf körniges Eisen hingearbeitet, sondern bloß nach einem etwas rohen Gange im Herde getrachtet wird, und die erhaltenen Luppen, wenn sie etwas roher aussehen, auf Kopfschienen verarbeitet werden. Wahrscheinlich scheut man die etwas größeren Kosten, welche mit der eigentlichen gesicherten Arbeit auf körniges Eisen verbunden sind. Um mit Sicherheit körniges Eisen zu erzeugen, sind folgende Rücksichten zu nehmen: 1) Der Puddlingsofen soll ein einfacher, nicht sogenannter Doppelofen seyn, welche namentlich in Innerösterreich, der Brennmaterial-Ersparung wegen, sehr gewöhnlich zu treffen sind. Im einfachen Ofen hat man den ganzen Puddlingsproceß besser in der Gewalt, und die Chargendauer, welche bei der Darstellung des körnigen Eisens ohnedieß verlängert wird, fällt kürzer aus, was namentlich im letzten Stadium der Charge sehr wichtig ist. Bei der kürzeren Chargendauer leidet der Boden von der vielen flüssigen Schlacke weniger, welche bei Erzeugung des körnigen Eisens nothwendig vorhanden seyn muß. Bei der ungeändert belassenen Größe der gewöhnlichen Herdfläche eines einfachen Puddlingsofens soll die Gewölbshöhe über dem Herde um circa 4 Zoll vermehrt werden u. z. dergestalt, daß um 2 Zoll die beiden Brücken wie die Arbeitsplatte höher zu liegen kommen, damit mehr Schlacke im Ofen behalten werden könne, und ingleichen das Gewölbe über der Arbeitsplatte und den beiden Brücken um 2 Zoll höher liegt, damit der atmosphärische Sauerstoff weniger energisch auf die Entkohlung einwirken könne. Im Falle als Gasöfen gebraucht werden sollen, darf der Oberwind (oder Verbrennungswind, die Windbatterie) nicht, wie gewöhnlich, auf das Metallbad stechend gerichtet seyn, sondern er muß darüber weg, also mehr parallel dem Gewölbe, oder aber, nach Art der schwedischen Schweißöfen, vor der Feuerbrücke nahe lothrecht nieder, also dem Gasstrom entgegen gerichtet seyn. Die Ursache dieser Windführung, wie leicht einzusehen, ist in der nothwendigen Verminderung der zu energischen Einwirkung des atmosphärischen Sauerstoffs gelegen. Daß der unvermeidliche Zutritt der äußern Luft durch die Arbeitsund Schüröffnung auf ein Kleinstes gebracht werden soll, bedarf kaum der Erwähnung, sowie auch, daß bei einem Zugofen der Essentemper und die Esse selbst in gutem Stande erhalten werden sollen, obschon in dieser Beziehung eine so strenge Anforderung wie bei einem Stahlpuddlingsofen nicht nothwendig ist. 2) Eine richtige Wahl in dem zu verpuddelnden Roheisen trägt wesentlich zum Gelingen des Processes bei. Es soll ein kohlenreiches schwerfrischendes, also ein weißes, strahliges bis spieglichtes Roheisen verwendet werden. Spieglichtes Roheisen für sich allein verwendet, würde jedoch einen zu rohen Gang verursachen. Vom Spiegeleisen wird demnach nur 1/4–1/2 mit anderem leichtfrischenden Roheisen vermengt. Strahliges und halbirtes Roheisen können für sich allein, graues in Mengung mit weißem verpuddelt werden. Wo möglich soll getrachtet werden, einen solchen Grab der langsamen Gaarung durch die Wahl des Roheisens zu erzielen, daß durchschnittlich mit 6 Krücken gerührt werden muß. Bei einer geringeren Krückenzahl erfolgt das Gaaren zu rasch, in Folge dessen statt körnigem sehniges Eisen erhalten wird; bei einer größeren Krückenzahl dauert die Charge zu lange, wodurch die Procedur zu kostspielig wird. Was in dieser Beziehung durch das Roheisen nicht zu erlangen ist, muß in der Manipulation durch Schlacke und Hitze nachgeholfen werden. Wie aus meinem Berichte über die Pariser Industrie-Ausstellung Seite 73 und 74 zu entnehmen, wird auf dem bekannten großen Eisenwerke zu Creusot für die Rails sonderheitlich ein weißes bis stark halbirtes Kohksroheisen erblasen, während dasselbe für gewöhnliches Stabeisen grau bis höchstens schwach halbirt ist. In Schlesien verwendet man für die Railsköpfe meist das aus Niederschlesien kommende, aus Raseneisensteinen erblasene kaltbrüchige Eisen. Für gewöhnliches Stangeneisen würden dich unreinen weißen Roheisensorten schlecht seyn, für Rails hingegen, namentlich zur Darstellung der Kopfschienen, wo ein geringer Grab von Kaltbruch weniger empfunden wird, ist dasselbe am ersten noch zu verwenden. Besser jedoch ist ein reines weißes Roheisen, ähnlich dem, welches zur Erzeugung des Puddlingsstahles verwendet wird. 3) Die Hitze, in welcher der Puddlingsproceß durchgeführt wird, verglichen mit dem gewöhnlichen Verfahren zur Erzeugung des sehnigen Eisens, ist in den ersten Stadien beim Einschmelzen und Rühren etwas höher, in den letzten Stadien aber etwas niederer. Diese Abnahme in der Temperatur darf jedoch nicht durch minderes Schüren, sondern soll mit dem Essentemper bezweckt werden, weil gerade in der letzten Periode der Zutritt des atmosphärischen Sauerstoffes möglichst hintangehalten werden muß; aber jedenfalls muß der Temper so viel geöffnet bleiben, daß die Temperatur schließlich nicht zu tief sinkt, und die letzten Luppen noch gehörig ganz gemacht und gedrückt werden können. Durch die höhere Temperatur in der ersten Periode wird der Proceß verlängert und der Vergleichungsweise dünnflüssige Zustand der Masse gestattet ein gleichförmiges, längeres Durchrühren. Daß sechs Krücken als Normalmaaß für die zweckmäßigste Dauer der Rührperiode anzusehen seyen, ist bereits bei der Wahl des Roheisens angeführt worden. Das lange und fleißige Durchrühren trägt wesentlich bei zur Erzeugung eines gleichförmigen Productes. 4) Von großer Wichtigkeit für das Gelingen des Processes ist die Menge, wie die Beschaffenheit der zugesetzten Schlacke. Im Vergleiche mit dem Vorgang bei der Darstellung des sehnigen Eisens muß stets mehr und namentlich gegen Ende des Processes rohere Schlacke vorhanden seyn. Man verwendet zunächst die Schlacken von der eigenen Arbeit, die an und für sich schon roher als gewöhnliche Puddlingsschlacken sind, und welche durch den Einfluß des kohlenreichen Roheisens noch roher gemacht werden müssen. Zur allenfallsigen Regulirung in dem Grad der Gaare dient einerseits der Walzensinter und andererseits die Schweißofenschlacke. Der größte Theil der Schlacke wird zum Beginn der Charge vor dem Eintragen des Roheisens, hauptsächlich nach beiden Brücken hin, in den Ofen geworfen; der übrige Theil aber wird während der Rührperiode nach Bedarf nachgetragen, gefüttert. Es treten bezüglich der Qualität und Quantität der Schlacke alle die Rücksichten ein, wie beim Stahlpuddeln, nur wird das Ganze bei der Darstellung des körnigen Eisens nicht so genau genommen. Auf mehreren Orten im In- wie im Auslande, wo man Puddlingsstahl zu erzeugen beabsichtigt, ist man zunächst nur bis zu dem körnigen Eisen gekommen und auf einigen dieser Orte auch dabei stehen geblieben, indem man gefunden hat, daß dieses körnige Eisen für viele Verwendungen ein ganz vorzügliches Product sey, zu dem man also nur unerwartet gekommen ist. Man hat hie und da von vorne herein sich eines Zuschlages von Braunstein, Kochsalz und Thon bedient, wie dieß auf mehreren Stahlpuddlingswerken üblich ist, und sodann diesen Zuschlag auch für die Darstellung des körnigen Eisens beibehalten. Solche mehr oder weniger kostspielige Zuschläge können für das Stahlpuddeln, besonders wenn das dazu verwendete Roheisen nicht von vorzüglicher Beschaffenheit ist, allerdings angezeigt seyn; indessen zur Erzeugung des körnigen Eisens kann man sie füglich entbehren, es wäre denn, daß man aus geringeren Roheisensorten ein möglichst reines körniges Stabeisen, wie z.B. Gewehreisen, Drahteisen u. dgl., darzustellen beabsichtigt. 5) Bezüglich der Manipulation wurde ein Unterschied, nämlich das vermehrte Rühren, bereits angeführt. Nachdem bei der Darstellung des sehnigen Eisens, wenn anders nach einer guten Qualität getrachtet wird, in der Regel 4–5 Krücken gerührt werden, und bei der Darstellung des körnigen Eisens die Dauer der Rührperiode ebenfalls nicht zu sehr ausgedehnt werden soll, so kann man sagen, daß bei letzterem durchschnittlich um 1–2 Krücken oder beiläufig 1/4 Stunde länger gerührt werden müsse. Nach beendetem Rühren wird in der Regel nur einmal, selten zweimal u. z. sehr behend in möglichst kleinen Partien umgesetzt, während bei sehnigem Eisen zwei- bis dreimal umgesetzt wird. Nach vollbrachtem Umsetzen wird ebenso rasch zum Luppenmachen geschritten, und die fertigen Luppen sogleich aus dem Ofen zum Hammer geschafft. Die längere Rührperiode wird demnach durch das abgekürzte Umsetzen und Luppenmachen, wenn nicht ganz, so dock nahezu wieder hereingebracht. Auf Piela-Hütte in Ober-Schlesien, wo die Darstellung des körnigen Eisens, wie die des sehnigen, sehr vollkommen betrieben wird, findet in der That wenig Unterschieb in den Chargendauern bei ein und der andern Sorte Stabeisens statt; in 12 Stunden wurden bei nicht vorgewärmtem Roheisen meist 6 Chargen à 400 Pfund mit 9–10 Procent Calo gemacht. Auf Laura-Hütte hingegen, wo der Proceß durch die Wahl des Roheisens weniger begünstigt werden konnte, und für sehniges Eisen der Proceß durch kühleres Arbeiten und Füttern mit Gaarschlacke beschleunigt wurde, war die Chargendauer für körniges Eisen um nahe 1/2 Stunde länger und der Calo um 1–2 Procent größer, als beim sehnigen Eisen. Bei letzterem erfolgten durchschnittlich 7, bei ersterem nicht viel über 5 Chargen per Schicht. Von dem Stahlpuddeln, wenigstens wie dasselbe zu Eibiswald in Untersteier durchgeführt wird, unterscheidet sich die Arbeit auf körniges Eisen durch einen um 50 Pfd. schwereren Roheiseneinsatz und durch das Umsetzen und Luppenmachen. Während beim Stahl kurz vor oder nach beendetem Rühren der Temper völlig geschlossen, der Arbeitsraum ganz von einer rauchenden Flamme erfüllt und das Metall setzen gelassen wird, bleibt beim körnigen Eisen der Temper halb geöffnet, so zwar, daß man immer noch im Herde zur Noth Alles sehen kann. Beim Stahl wird ohne Umsetzen sofort zum Luppenmachen geschritten und jede Luppe sogleich aus dem Herde genommen; beim körnigen Eisen hingegen wird rasch umgesetzt, und werden alle Luppen gemacht, bevor die erste aus dem Ofen kommt. Die Manipulation für das körnige Eisen ist sonach ein wahres Mittelding zwischen der für sehniges Eisen und für Stahl. Bei dem körnigen Eisen schreitet das Metall nach beendetem Rühren weiter in der Gaare vor, bis die Luppen vollendet sind, während beim Stahl dieses Vorschreiten nach Möglichkeit unterdrückt werden muß. 6) Die Behandlung der fertigen Luppen ist insoferne von dem üblichen Verfahren für sehniges Eisen abweichend, daß das Drücken unter dem Hammer mit mehr Vorsicht und etwas weiter getrieben wird, und hiernach das Auswalzen bei Anfangs mehr geöffneten Kalibern, mit 2–3 vermehrten Durchgängen geschehen muß. Für den Fall, daß eine Luppe nach der Behandlung unter dem Hammer schon zu kalt geworden wäre, was ausnahmsweise bei den letzteren einer Charge vorkommt, so werden dieselben sogleich in den Puddlingsofen zur Wiedererhitzung zurückgegeben, und sodann erst ausgewalzt, wodurch die Chargendauer um beiläufig 1/4 Stunde verlängert wird. Wesentlich aber ist, daß von den erhaltenen Rohschienen die letzten einer jeden Charge im kalten Zustande gebrochen werden, um sich von der körnigen Textur die Ueberzeugung zu verschaffen, und nöthigenfalls eine Sortirung nach der mehr oder weniger erzielten körnigen Textur vornehmen zu können. Wenn die solchergestalt erhaltenen Rohschienen in noch glühendem Zustande ins Wasser geworfen werden, erhalten dieselben zum Unterschiede vom Puddlingsstahl nur eine geringe Härte. Zum Abbrechen dieser Schienen sind viel stärkere Schläge erforderlich als beim sehnigen Eisen; sie biegen sich nur wenig und brechen endlich mit einem klingenden Tone. Wenn die Darstellung des körnigen Eisens mit den angeführten Rücksichten durchgeführt wird, dann kann man überzeugt seyn, daß nach der ersten Packetirung die körnige Textur in den dargestellten Waaren erhalten bleibt, und um so vollkommener, wenn das Schweißpacket nicht überhitzt und allenfalls vorerst noch unter dem Hammer ganz gemacht und nach abermaliger gelinder Erhitzung ausgewalzt wird, wie dieß für Maschineneisen üblich ist. Im Vergleich mit dem gewöhnlichen sehnigen Eisen kann allerdings der Centner derartiges körniges Eisen in den Gestehungskosten um ungefähr 1 Gulden höher kommen; allein wenn davon nur der vierte oder fünfte Theil in das schließliche Schweißpacket gegeben wird, wie dieses z.B. bei Erzeugung der Rails mit harten Köpfen der Fall ist, so stellt sich hiedurch das fertige Product per Centner doch nur um 1/4 oder 1/5 Gulden, d. i. um circa 4–5 Procent höher, als das ordinäre Fabricat, während es in der Anwendung eine ungleich längere Dauer hat. – Für die Erzeugung der Rails begnügt man sich in der Regel damit, daß zu den Kopfschienen bloß die einzelnen rohen Luppen von den verschiedenen Chargen ausgehalten werden, wobei eine bestimmte einzuhaltende Gränze nicht aufgestellt werden kann, und überdieß die einzelnen rohen Luppen nothwendig in sich selbst sehr ungleich seyn müssen. Wenn diese ausgehaltenen rohen Luppen weiters vorerst nur unter dem Hammer zu flachen prismatischen Stücken gedrückt, und dann zwei über einander gelegt in den Schweißofen, aus diesem wieder unter den Hammer gebracht und sofort erst nach abermaliger gelinder Erhitzung zu den Kopfschienen ausgewalzt werden, so ist damit zwar ein dichteres Eisen, aber immer noch keine entsprechende Gleichförmigkeit und keine Sicherheit in der körnigen Textur erreicht. In Oesterreich, besonders in Innerösterreich, thut man sich sehr viel darauf zu Gute, daß die Stahl- und Stabeisen-Qualität eine vorzügliche sey. Wenn sich dieser Vorzug aber lediglich auf die Beschaffenheit der Erze und sofort der besondern Qualität des Roheisens stützt, so kann derselbe weder für alle Fälle zureichend groß seyn, noch ist darin irgend eine Befriedigung für einen denkenden Hüttenmann gelegen. Die vorzüglichste Qualität des innerösterreichischen Roheisens soll für die betreffenden Besitzer und Hüttenleute eine Aufforderung seyn, daraus wirklich, den verschiedenen Anforderungen entsprechend sortirt, die beste Qualität darzustellen. Leider mußte ich, um ein Beispiel anzuführen, bei der Münchner Industrie-Ausstellung zugestehen, daß von andern Fabricaten, aus geringeren Roheisensorten erzeugt, viel bessere Eisenbahnschienen ausgestellt waren, als von Oesterreich. Die Roheisenqualität allein reicht also nicht aus, es muß auch die Verarbeitung desselben für die verschiedenen Anwendungen eine entsprechende seyn. Ist das Letztere aber der Fall, dann allerdings hat Innerösterreich durch die Güte seines Roheisens vor beinahe allen anderen Ländern und Staaten einen bedeutenden Vorsprung. So lange ohnedieß alles erzeugte Stabeisen zu lohnenden Preisen Absatz findet, und eine vorzüglichere, zugleich theurere Sorte nicht verlangt und nicht bezahlt wird, ist allerdings directe wenig Aufforderung vorhanden, sich scheinbar unnöthig Mühe und Kosten mit der Darstellung einer bessern Stabeisensorte zu machen; allein in Zeiten der Roth sind derartige Fortschritte noch schwieriger durchzuführen, obschon am Ende nichts anderes übrig bleibt, um nicht von anderen Seiten ganz überflügelt zu werden. Ein umsichtiger Eisenfabrikant weiß seinen bessern Producten schließlich immer die gebührende Anerkennung zu verschaffen, wenn gleich von vorne herein mit einigen Opfern. Diese anfänglichen Opfer und unvermeidlichen Lehrgelder sind viel leichter in guten als in schlechten Zeiten zu verschmerzen, so wie man beim Bergbau dann am meisten Hoffnungsschläge betreiben soll, wenn die vorhandenen reichen Mittel am meisten Ausbeute geben. Wie leicht könnte auf einer großen Puddlingshütte wenigstens 1 Ofen für die Erzeugung des körnigen Stabeisens eingerichtet, und dafür in Betrieb erhalten werden. In der vermehrten Anwendung schwerer Hämmer, in der Darstellung von Cement- und Puddlingsstahl, in den verbesserten Herdfrischmethoden, theilweise selbst in der Erzeugung des Gußstahles hat Innerösterreich in den letzten Jahren für ein vollständigeres Sortiment in seinen Erzeugnissen Erhebliches geleistet. Möchte die geregelte und gesicherte Darstellung des körnigen Puddeleisens bald folgen! Bei der fortschreitenden Abnahme der Herdfrischerei erscheint dieß um so Wünschenswerther, weil das körnige Puddlingseisen mit die Bestimmung hat, die Vorzüge des guten Herdfrischeisens in sich aufzunehmen. So wie Innerösterreich, bevortheilt durch sein vortreffliches Roheisen, vor allen anderen Ländern in der Stahlerzeugung das Meiste zu leisten berufen ist, in ganz gleicher Weise ist dasselbe für die Production des körnigen Stabeisens vor allen anderen begünstigt. Daß das körnige Eisen, in jeder Beziehung ein Mittelding zwischen sehnigem Stabeisen und Stahl, ein großes, vielleicht das größte Feld in der Verwendung finden werde, ist meines Erachtens nicht einen Augenblick zu bezweifeln. Die Anwendung desselben zu den Köpfen der Eisenbahnschienen ist nur ein einziges Beispiel, wovon bloß für das Maschinenwesen allein eine große Anzahl aufgeführt werden könnte.