CXXVII. Notizen über das Bessemerwerk zu Seraing (Actiengesellschaft John Cockerill), mit besonderer Berücksichtigung einer späteren Verwendung des fabricirten Stahles; von Dr. E. F. Dürre in Berlin.Aus der „preußischen Zeitschrift für Berg-, Hütten- und Salinenwesen“ vom Verfasser mitgetheilt. Dürre, über das Bessemerwerk zu Seraing, mit Berücksichtigung der Verwendung des fabricirten Stahles. Die fortschreitende Tendenz, welche die Verwaltung zu Seraing stets ausgezeichnet hat, und der große Bedarf an Stahlstücken zu den ausgedehnten Constructionsaufgaben des Maschinen-, Brücken- und Schiffbaues waren Ursache, daß bald nach dem Inslebentreten des Bessemerprocesses als ausgebildeter Manipulation ein Stahlwerk in Seraing erbaut und mit Hülfe von Ingenieuren die bei Bessemer gearbeitet hatten, sowie in Verbindung mit letzterem in Betrieb gesetzt wurde. Bis jetzt, wo man mit Erweiterung der Anlage beschäftigt ist, waren nur zwei Converter vorhanden, deren Gehaltsfähigkeit zwischen 5 und 7 Tonnen (100 bis 140 Ctr.) schwankte, die aber in der Regel nur mit 80 bis 100 Ctr. besetzt werden. Die ganze Anlage ist geräumig und bequem, zeichnet sich aber durch besondere Einrichtungen nicht aus. Die eine Langhälfte der oblongen Gießhalle enthält auf hoher Terrasse die Schmelzöfen, während die andere Langhälfte die Gießgruben einschließt. Die letzteren sind etwas mehr als Halbkreise, so daß die Converter ziemlich nahe an der für alle Zwecke höchst bequemen Längspassage liegen, die eine besondere Terrasse zwischen der Abeitssohle der Oefen und der Arbeitssohle um die Gießgrube bilden. Es kann mittelst dieses mit Schienen versehenen Durchganges alles im Gießraum Ueberflüssige oder Entbehrliche mit der größten Leichtigkeit evacuirt werden. Die Ventiltische stehen an der einen Langseite genau den Mitten der Gießgruben gegenüber, so daß sich im ganzen Raume zwei Gruppen gleicher Apparate unterscheiden lassen, welche in der Specialanordnung sich von den älteren Anlagen in Hörde und Bochum, der in Königin Marienhütte bei Cainsdorf und der von Pönsgen-Giesbers in Düsseldorf nicht unterscheiden. Eine andere Combination von zwei und mehr Convertern scheint nicht die räumlichen Vortheile der einfachen Gegenüberstellung der Converter zu bieten: weder die zu Königshütte in Oberschlesien beliebte Anordnung, wo die Bewegungsebenen der Converter parallel sind, noch die auf dem neuen Werk von Hörde, wo sich die Mittelebenen der Converter unter spitzen Winkeln (45 bis 60 Grad) schneiden und wo noch dazu drei Converter zu einer Gruppe vereinigt sind. Die neueste von Bessemer vorgeschlagene AnordnungPolytechn. Journal, 1870, Bd. CXCV S. 246. mit einzelnen Convertern in je einer Gießgrube, einem kleinen Krahn dazu, der die Pfannen auf seiner Achse trägt, und verstellbarem Gießtisch mit den Ingotformen, scheint ganz besonders gegen die zu weit gehende Complication vieler Apparate zu reagiren. Zum Umschmelzen des Materiales wurden anfänglich Staffordshire-Flammöfen, d.h. solche mit nach der Feuerbrücke zu liegendem vertieftem Herd, angewandt und erst nach dem Vorgehen von Hörde, Düsseldorf und anderen Hüttenwerken, als es sich zudem um die Erweiterung der Anlage handelte und man einer besonderen Ofenform endgültig den Vorzug geben wollte, etablirte man versuchsweise einen Kupolofen mit einfach cylindrischem Schacht, drei Düsen in einem Niveau und denselben Dimensionen wie sie in der Gießerei des Werkes den Schachtöfen gewöhnlich gegeben wurden. Nach den Mittheilungen der Ingenieure des Werkes, besonders nach denen des jetzigen Chefs der Bessemerhütte, Adolph Greiner, war man im Unklaren über die Einwirkung des Schachtofenschmelzens auf die Roheisenqualität und unternahm gleich nach der Inbetriebsetzung des Kupolofens eine Reihe Analysen oder Bestimmungen einzelner Bestandtheile des Roheisens, deren Vorhandenseyn von größerem oder geringerem Einfluß ist. Die öffentliche Mittheilung dieser Analysen ist wohl in nächster Zeit zu erwarten und verdienen die Bestimmungen derselben vollstes Vertrauen, da sie von dem in solchen Arbeiten unaufhörlich geübten Chemiker des Werkes ausgeführt, resp. geleitet werden. Von anderer Seite sind dem Verfasser indessen nachstehende Resultate mitgetheilt worden: a) Hämatiteisen von England enthielt vordem Schmelzen nachim Kupolofen: Silicium       2,38 Proc.          2,42 Proc. Schwefel 0,054  „ 0,08   „ b) Spiegeleisen von Rheinland-Westphalen zeigte vordem Schmelzen nachim Kupolofen: Mangan        8,80 Proc.       6,60 Proc. Schwefel 0,02   „ 0,02   „ Man vermuthet, daß in diesem Fall der Einfluß des Mangans die Constanz des Schwefelgehaltes hervorgerufen habe. c) Eine Mischung englischer Marken ergab beim Flammofenschmelzen vor nach dem Schmelzen: Silicium 2,51 Proc. 2,21 Proc. Schwefel 0,075  „ 0,07   „ Daraus geht hervor, daß sich der Zunahme an Schwefel, die indeß, ein gutartiges Material und Kohks aus gut gewaschenen Kohlen vorausgesetzt, sich weit unter der Grenze des nachtheiligen Einflusses hält, eine Zunahme des Siliciumgehaltes gegenüberstellt – einem geringen Nachtheil also ein gewisser bei der Behandlung im Converter wirksamer Vortheil entspricht. Dieser Sachlage bei der Anwendung des Kupolofens steht eine durchaus andere bei der Anwendung des Flammofens gegenüber; hier ist offenbar durch die Verschlackung des Siliciums ein Nachtheil hervorgerufen, der nur zu geringem Theil durch eine Verminderung des Schwefelgehaltes balancirt wird. Nach der Erbauung des ersten Kupolofens schritt man zu einem zweiten derartigen Apparat, griff aber, um einen anderen Weg zu versuchen, zu dem Woodward'schen Ofen,Beschrieben im polytechn. Journal, 1866, Bd. CLXXIX S. 150. bei welchem der erforderliche Zug durch einen Dampfstrahl hervorgerufen wird. Man vermuthet eine weniger energische Wirkung der Brennstoffe auf das Roheisen, namentlich eine weniger hoch gehende Temperatur des Ofeninneren, verursacht durch eine geringere Spannung der Gase im Ofenschacht; bei diesen Vermuthungen bleibt man indessen ebenso wenig stehen, wie in der Ofenfrage überhaupt, sondern geht auf dem Wege der chemischen Analyse vor, um den Einfluß des einen wie des anderen Ofens zu vergleichen. Da in Belgien überhaupt, besonders aber im Bassin von Lüttich die Kupolöfen sehr günstig arbeiten, tritt zu den oben erwähnten Vorzügen des Kupolofenschmelzens noch der für Belgien so sehr wichtige ökonomische Vortheil – der Vortheil der hauptsächlich in der günstigeren Ausnutzung des Brennstoffes in dem Schachtofen seinen Grund hat, abgesehen von den geringeren Unterhaltungskosten des Ofens selbst. Ob dieses in gleichem Maaße für den Woodward'schen Ofen, wie für den gewöhnlichen belgischen Kupolofen zutreffen wird, ist vorerst abzuwarten. Competente Personen haben nachgewiesen, daß die Arbeit des Dampfes im zuggebenden Strahl theurer ist, als im Ventilator, die Anlage und Unterhaltung des letzteren natürlich eingerechnet. Bei einer Bessemeranlage ist, falls eine große Kesselanlage für das Bessemergebläse vorhanden ist, der Dampf in den Pausen der Stahlfabrication nicht so theuer, als wenn die Kesselanlage den Kupolofen allein belastete, es ist aber die Frage, wie sich der Hochdruckdampf zum Betrieb des Woodward'schen Kupolofens qualificirt. Das werden die Arbeiten in Seraing wohl am ehesten ergeben. Die übrigen Einrichtungen der Bessemerhütte sind nicht besonders erwähnenswerth; Krahne, Gießpfannen, die Converter selbst unterscheiden sich nicht von den bekannten Constructionsformen und es ist der Betrieb selbst, der einiges Bemerkenswerthe bietet. Das Material zur Stahlfabrication ist vorwiegend englisches Roheisen aus Cumberländer Hämatit und als Zusatz deutsches Spiegeleisen. Man beschafft sich nur die allerbesten Marken englischen Hämatitroheisens, z.B. Cleator-Harrington-Millom, welche vor der Verwendung analysirt und classificirt werden, um genügende Sicherheit in der Verwendung zu geben. Man bestimmt hierbei nur den Silicium-, Schwefel-, Phosphor-, Mangan- und Kohlenstoffgehalt und gattirt die Chargen hiernach. Den Grund, warum kein eigenes Roheisen verwendet wird, kann man einerseits in dessen ungenügender Durchschnittsqualität, andererseits darin suchen, daß Ausnahmequalitäten so theuer herzustellen seyn würden, daß entweder das Hohofenconto oder das Conto des Stahlwerkes zu sehr belastet würde, je nachdem der Marktpreis oder ein Ausnahmepreis zwischen beiden Werksbranchen verabredet werden sollte. Da die Durchschnittsqualität der fonte d'affinage für die Herstellung von Eisenbahnschienen hinreichende Garantien bietet und die dazu vorzugsweise verwendeten fontes de crasse, d.h. Schlackenroheisen, 2 1/2 bis 4 Frcs. per 100 Kilogrm. kosten, die Bahnschienen aber mit 16 bis 17 Frcs. pro 100 Kilogrm. verkauft werden, so kann die Verwaltung ihre Hohöfen nicht besser verwerthen, als zur Darstellung von Schlackenroheisen und ordinären Eisenbahnschienen. Abgesehen davon, sind aber hinreichend phosphorfreie Erze in Belgien zu selten, um darauf allein einen ausdauernden Hohofenbetrieb mit Sicherheit etabliren zu können. Die englischen Roheisensorten kommen dagegen via Antwerpen so wohlfeil zu stehen, daß die Stahlfabrication immer noch gute Geschäfte macht im Vergleich zu vielen deutschen Stahlwerken. Die Qualität der in größeren Mengen angekauften englischen Marken von Lancashire und Cumberland ist der Aussage nach stabil genug, um mit Hülfe des Umschmelzprocesses und kleiner Zusätze anderer Sorten eine gleichmäßige Behandlung im Converter zu ermöglichen. Zudem gibt bei der Darstellung von den in Seraing vorzugsweise verlangten zähen Stahlsorten das Spectroskop so sichere Anhaltspunkte, daß auch bei abweichendem Verhalten im Converter man niemals unbrauchbare Producte und schlechte Resultate erhalten wird. Das Spiegeleisen, vorwiegend aus dem Siegerland bezogen, wird in einem Flammofen eingeschmolzen und dann der Charge rechtzeitig zugesetzt. Versuche, das Spiegeleisen in festem Zustande und etwas vorgewärmt in die Birne zu geben, mißriethen insofern, als der Stahl sich späterhin nicht so gut verarbeiten ließ, als wenn das Spiegeleisen vorher geschmolzen worden war. Auch mit Surrogaten des Spiegeleisens sind Versuche angestellt worden; probirt wurden u.a. das Henderson'sche Eisenmangan, das Eisenmangan von Prieger, sowie ein auf dem Werke selbst nach einem besonderen Verfahren dargestelltes manganreiches Eisen. Bis jetzt sind aber sämmtliche Surrogate des Spiegeleisens theurer als dieses selbst und nicht immer von gleicher Reinheit, so daß bei dem versuchsweisen Ersatz desselben durch derartige Surrogate keinerlei Vortheile zu verspüren waren, wiewohl technisch nichts dagegen einzuwenden war. Was schließlich die Verwendung von Betriebsabfällen im Converter anbetrifft, so nimmt man in Seraing gänzlich Abstand davon, weil den gemachten Erfahrungen zufolge sich die Abfälle nie vollständig im Bessemermetall auflösen und dasselbe in Folge dessen unhomogen machen. Für die Verwendung des Stahles zu widerstandsfähigen Constructions- und Maschinentheilen ist es dagegen erforderlich, die größte Homogeneität des Materiales zu erzielen, und man vermeidet deßhalb beim Bessemerbetrieb Alles, was dem entgegen seyn könne. Die Resultate, die man mit dem Stahl von Seraing erzielt, rechtfertigen den Ausschluß aller Verarbeitung von Abfällen, welche man übrigens in anderer Weise zu Gute macht und in verkäufliche Form bringt. Der Verlauf der Charge ist wesentlich derselbe, wie man ihn anderwärts beobachtet, wo mit Cumberländer Eisen gearbeitet wird. Man hat gefunden, daß das Spectroskop, welches, beiläufig gesagt, nach steirischem Muster gearbeitet ist, ausgezeichnete Dienste leistet, sobald der Stahl einen wesentlich zähen Charakter besitzen soll. Es stimmt dieß mit den Erfahrungen von Lielleg und Anderen gewissermaßen überein, welche besonders für den Verlauf der Frischperiode die Deutlichkeit der spectralen Erscheinungen hervorhoben – eine Deutlichkeit die namentlich am Ende der erwähnten Periode im Verschwinden der hellen und dunklen Streifen culminirt. Die Menge des Spiegeleisens, welche nun zugesetzt wird, bestimmt den Härtegrad des Stahles, und da die Zusammensetzung des Spiegeleisens durch häufige Analysen genau ermittelt wird, so geht man bei dieser Methode ebenso sicher, als wenn man nach der Erfahrung die Arbeit vor der vollständigen Entkohlung unterbrechen und je nach dem Ausfall einer Probe, nach Zusatz des Spiegeleisens noch einige Minuten blasen wollte. In Seraing wird nach dem Einlaß des Spiegeleisens nicht mehr geblasen, sondern die Mischung nur durch das nachherige Ausgießen bewirkt, ohne daß man bis jetzt Veranlassung gehabt hätte, an der Homogeneität der Ingots zu zweifeln. Beim Ausgießen des Stahles verfährt man in Seraing anders, als auf den meisten deutschen Bessemerhütten. Man gießt nämlich den Stahl nicht von oben in die Form ein, sondern von unten her und erreicht damit eine weit geringere Blasenbildung, als sonst, und eine bedeutendere Homogeneität. Alle Unreinigkeiten bleiben dabei auf dem Eingußtrichter stehen und die Oberfläche des Stahles in der Form ist vollkommen rein und glatt. Die Erfolge dieser Methode sprechen sich u.a. in der Erscheinung aus, daß die Dichtigkeit des Stahles alsdann um 7 bis 8 Proc. die des gewöhnlichen blasigen Ingotstahles übertrifft. Alle die angezeigten Vorsichtsmaßregeln haben als Folge ergeben, daß die Mischung homogen genug ist, um den Stahl einer Charge als gleichartig annehmen zu können. Verschiedene Versuchsproben desselben Gußblockes zeigten im Kohlenstoffgehalt nie mehr als 0,02 Proc. Unterschied, also nicht mehr als die bei der Kohlenstoffbestimmung an sich zulässige Schwankung in den Resultaten. Neuere Versuche haben indeß ergeben, daß bei anderen Bestandtheilen des Stahles die gleichmäßige Vertheilung geringer ist, doch sind die Versuche noch nicht zum Abschluß gediehen. Von Interesse ist die Weiterverwendung des Stahles in Seraing, welche nach vielen mühevollen Untersuchungen anderer Stahlproducte in jeder Beziehung gelungen ist. Dieser Erfolg ist wesentlich dem von Anfang an eingehaltenen Bestreben zu verdanken, eine möglichst sichere Classification der Converterproducte nach ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften herzustellen. Die von Tunner für die steirische Arbeit aufgestellte Scala, welche mit den Mustereinrichtungen der steirischen Bessemerwerke auch auf anderen Werken Eingang fand und lediglich auf dem Kohlenstoffgehalt beruhte, erschien nicht hinreichend praktisch, auch zu vielgliederig, und man suchte außer dem Kohlenstoffgehalt auch noch die Cohäsionskraft des Productes bei der Unterscheidung zu benutzen. Man unterscheidet hiernach hauptsächlich drei Gruppen Stahlarten in Seraing, von denen zwei wiederum nach dem Härtegrade in je zwei Unterabtheilungen zerfallen. Das Tableau stellt sich ungefähr folgendermaßen zusammen: I. Absolute Festigkeit:48 bis 56 Kilogrm. proQuadratmillimeter. a) Kohlenstoffgehalt:unter 0,25 bis 0,35 Proc. Bezeichnung:Extra weich. Permanente Ausdehnung:20 bis 25 Proc.Härtet sich nicht, ist aber schweißbar. Verwendung:Waffen, Kanonen, feine und Kesselbleche,Niete, Saiten etc. II. Absolute Festigkeit:56 bis 69 Kilogrm. pro b) Kohlenstoffgehalt:0,35 bis 0,45 Proc. Bezeichnung:Weich. Quadratmillimeter.Permanente Ausdehnung:10 bis 20 Proc. Verwendung:Maschinentheile, Achsen, Bandagen, Schienen etc. Härtet sich schlecht und schweißtebenso schlecht. c) Kohlenstoffgehalt:0,45 bis 0,55 Proc. Bezeichnung:Halbweichoder halbhart. Verwendung:Bandagen, Schienen, Kolbenstangen, Gleitstückeund andere Reibungselemente. d) Kohlenstoffgehalt:0,55 bis 0,65 Proc. Bezeichnung:Hart. III. Absolute Festigkeit:69 bis 105 Kilogrm. proQuadratmillimeter.Permanente Ausdehnung:5 bis 10 ProcHärtet sich gut, schweißt aber nicht. Verwendung:Federn aller Art, schneidende Werkzeuge, Feilen,Sägeblätter, Bohrstähle und anderesGrubengezähe. e) Kohlenstoffgehalt:0,65 Proc. und darüber. Bezeichnung:Sehr hart. Verwendung:Feinere Federn, feine Werkzeuge, Theile fürSpinnmaschinen (Spindeln etc.). Diese einfache Scala genügt in der Praxis vollkommen; ebenso einfach sind auch die Mittel, um jedem Guß, d.h. jeder Charge, ihre Stelle anzuweisen. Den Versuchsingot, welcher in der Mitte des ganzen Ausgusses gefüllt wird, unterwirft man den nachstehenden Proben und Untersuchungen: 1) Die bloß physikalische Probe des Musteringot besteht in der Beurtheilung des Bruches. In der That vermag jedes nur ein wenig geübte Auge einen harten Stahl von einem weichen nach der Beschaffenheit der Textur zu unterscheiden. Bei einiger Erfahrung ist es sogar nicht schwer, irgend einen vorliegenden Stahl in einer der 5 Classen unterzubringen, ohne etwas Anderes als die Beschaffenheit des Kornes zu Grunde zu legen. Jede, auch die geringste Unschlüssigkeit verschwindet aber, sobald man sich des Härtens bedient und diesem Proceß das zu untersuchende Stahlstück unterwirft. Das Gefüge zweier Stahlsorten ist nach dem Härten derselben so sehr verschieden, daß es auffällig wird. 2) Weitere Charaktere liefert die mechanische Prüfung der bereits unter dem Hammer bearbeiteten Probe. Je nach dem Härtegrad derselben widersteht eine Probebarre der Prüfung durch den Stoß oder Schlag in verschiedener Weise; während z.B. nach den in Seraing gemachten Erfahrungen der mit a bezeichnete Stahl durch Schlag und Stoß sich U-förmig biegen läßt, ohne zu brechen, und es selbst gestattet, durch wiederholte Hammerschläge die beiden Enden zusammenzubringen, ohne daß eine Zerstörung des Zusammenhanges irgendwo sichtbar würde, bricht eine Stahlstange von der mit e bezeichneten Classe, sobald der Biegungswinkel kleiner wird als 145 bis 130 Grad. Zwischen diesen beiden Grenzen finden die Stahlsorten der anderen Classen Platz und man kann, nach Greiner, fast behaupten, daß der Bruchwinkel proportional der Härte des Stahles sey. In Seraing, wie in allen gut organisirten Stahlwerken, wird diese tägliche mechanische Prüfung der Producte noch von Zeit zu Zeit durch eine Zugprobe vervollständigt, wobei sich dann folgendes Verhalten ergibt: Je härter eine Stahlsorte ist, um so größer ist ihr Widerstand gegen das Zerreißen, um so geringer jedoch der Coefficient permanenter Ausdehnung; deßwegen wendet man für Constructionstheile die beiden härtesten Stahlsorten nur in dem Falle an, in welchem die betreffenden Stücke voraussichtlich keine Stöße oder Schläge auszuhalten haben. Sonst zieht man es in der Regel vor, eine größere Widerstandsfähigkeit einem bedeutenderen Dehnungsvermögen zu opfern und wendet somit lieber weichere, selbst die weichsten Stahlsorten an, deren Zugwiderstand ja noch immer um fast 10 Proc. größer ist, als die Leistungsfähigkeit der besten Schmiedeeisensorten. 3) Die chemische Untersuchung oder die Bestimmung des Kohlenstoffgehaltes ist so rasch und genau, daß sie fast genügen würde um sich in einer currenten Fabrication aus gleich bleibenden Rohmaterialien zu orientiren. Die Methode welche in Seraing ausgeführt wird, gestattet in nicht ganz 2 Stunden die Ergebnisse der Abstiche des vorigen Tages mit einer Schwankung von + 0,03 Proc. zu analysiren; ursprünglich den Vorschriften von Eggertz vollkommen entsprechend, gestaltete sich das Untersuchungsverfahren nach und nach anders, und wurde namentlich in der Dauer abgekürzt. Man löst ungefähr 2 Proben desselben, durch Bohren resp. Feilen dargestellten Stahlstaubes, je 0,2 Grm. wiegend, in Probegläsern, die circa 20 Kubikcentimeter Salpetersäure von 1,2 spec. Gew. enthalten und behandelt sie bei 80° C. im Wasserbade. Gleichzeitig aber unterwirft man zwei andere Proben von bekanntem aber verschiedenem Kohlenstoffgehalt derselben Procedur und stellt sich auf diese Weise täglich Probeflüssigkeiten her, deren Genauigkeit hauptsächlich in der Congruenz ihrer Darstellung mit der Behandlung der zu untersuchenden Substanz besteht – analog, wie man z.B. beim Gaarmachen des Schwarzkupfers in der deutschen Kupferprobe stets gleichzeitig Gaarkupfer denselben Umständen unterwirft, und die Verluste desselben dem eigentlichen Untersuchungsproceß gut rechnet. Man wählt zur Herstellung der Probeflüssigkeiten Stahl von 0,61 und 0,63 Proc. Kohlenstoffgehalt – d.h. einen ziemlich kohlenstoffreicen, der letzten Classe der Bessemerproducte des Werkes entsprechenden Stahl – und bringt alle Lösungen in gleich weiten Gläsern auf eine Farbennuance. Die Volumina, welche proportional der Kohlenstoffmenge sind, geben die zum Ansatz der Rechnung nothwendigen Daten, wobei natürlich constatirt wird, ob die Differenz der erhaltenen Resultate nicht größer als 0,03 Proc. ist. Im letzteren Falle zieht man das arithmetische Mittel, wogegen eine Wiederholung des Verfahrens stattzufinden hätte, sobald der Unterschied die erfahrungsmäßigen Grenzen überschreitet. Die bessere Classification der Bessemerproducte zu Seraing hat viel dazu beigetragen, die Anwendung derselben zu erweitern, vornehmlich wegen der größeren Sicherheit welche dem Betriebe selbst gegeben wurde. Man arbeitet jetzt mit bestimmtem Progamm und was, wie die Qualität der Producte, früher eine Sache des Zufalles war, ist jetzt ein bestimmtes Ziel, auf das bei jeder Charge mit allen technischen Mitteln hingearbeitet werden kann. Die folgenden Zusammenstellungen Greiner's über die Anwendung des Bessemerstahles beruhen auf den Erfahrungen zu Seraing und bieten eine directe Illustration des dortigen Betriebes. Es handelt sich hierbei wesentlich um die Anwendung des Stahles: A. zu Locomotiventheilen, B. zu Bohrmaschinen (perforateurs), C. zu Gebläsen, D. zu Schiffsmaschinen, E. zu Feuerwaffen. A. Anwendung des Stahles beim Bau von Locomotiven. Rechnet man die Kesselschmiedearbeit an einer Locomotive ab und betrachtet den Rest der Construction, so erreicht das Gewicht des in der Locomotive wie im Tender angewandten Stahles nahezu den dritten Theil des Gesammtgewichtes der geschmiedeten Theile. Es sind vor Allem alle schwereren Stücke, also Achsen, Bandagen, Kurbeln etc., in denen man das Schmiedeeisen durch den Stahl zu ersetzen sucht. So ergaben z.B. die letzten in Seraing für Italien construirten Maschinen: in der Locomotive 9632 Kilogrm. Eisen, 3985 Kilogrm. Stahl, also zusammen 13617 Kilogrm. im Tender 4916     „ „ 1992     „    „       „       „   6808       1) Achsen. Der zur Achsendarstellung am meisten convenirende Stahl ist der sehr weiche, mit etwa 0,30 Proc. Kohlenstoffgehalt, eine Minimalgrenze die man stets einhält, wenn nicht seitens der Besteller besondere Vorschriften gemacht werden. Obwohl bis jetzt noch keine Erfahrungen im Verbrauch an Schmiermitteln vorliegen, scheint es nicht rationell, einer zu großen Weichheit den Charakter einer bestimmten Härte aufzuopfern, wie sie für reibende Flächen angemessen ist. Unter diesen Verhältnissen hält jede Waggonachse, welche 1,2 Meter frei aufliegt, den Schlag eines Rammbäres von 1100 Kilogrm. aus, der 4 Meter hoch auf die Mitte des freischwebenden Theiles fällt. Stärkere Proben, wie sie in Seraing von Seiten der französischen Eisenbahncompagnien vorgeschrieben worden sind, vermag nur ein viel weicherer, kohlenärmerer Stahl auszuhalten, der natürlich in Bezug auf die Reibung sich ungünstiger verhält, als der Stahl mit wenigstens 0,30 Proc. Kohlenstoff. Man muß sich aber fragen, ob die übertriebenen Festigkeitsproben bessere Gewißheit über die Natur des Stahles in den Achsen geben, als die einfache Schlag- oder Fallprobe, von der die Rede gewesen ist. Die belgische Staatsbahn begnügt sich mit der angedeuteten Prüfung der Achsen und ist sehr zufrieden mit den Resultaten der Anwendung, während die belgischen und französischen Gesellschaften sich noch in dem Stadium der Versuche befinden. Oft ist der höhere Preis der Stahlachsen schuld an der verzögerten Einführung, doch wird, in Belgien und Nordfrankreich wenigstens, dieses Hinderniß nach und nach mit der Preiszunahme der guten eisernen Achsen schwinden und die schließliche Preisdifferenz hinreichend durch die vorzüglicheren Eigenschaften des Bessemerstahles compensirt werden. Dazu kommt, daß ein wesentliches Moment der Vertheuerung des Stahles – die Patentgebühr an H. Bessemer – im Frühjahr 1870 weggefallen ist, und daß Verbesserungen in der Fabrication mehr und mehr zu erwarten stehen, welche ebenfalls auf eine Reduction der Preise einwirken. Die Vorzüge einer Achse aus Bessemerstahl vor einer geschweißten Achse bestehen vor Allem in der größeren Homogeneität eines dazu noch zäheren und sichereren Materiales, als es das Eisen ist – weniger Verbrauch an Schmiermitteln wegen der größeren Glätte der Oberfläche, und keinerlei Erhitzung in den Lagern durch zurücktretende Schweißfurchen und Riefen auf der Lauffläche der Theile. Ganz besonders vortheilhaft erscheint aber die Verwendung von Bessemerstahl bei der Darstellung von gekröpften Wellen, da nichts schwerer ist, als eine brauchbare Kropf- oder Kurbelwelle für Locomotiven darzustellen. Die früheren Herstellungsmethoden dieser Stücke haben niemals den Erfolg vollkommen gesichert und der Erfahrung nach zerbrachen die Kurbelachsen gewöhnlich, ehe sie noch ihren garantirten Lauf von 200000 Kilometer vollendet hatten. Dabei erschienen die Brüche selbst und die Lage derselben unter sich so verschieden, daß sich keinerlei Vergleich zwischen den einzelnen Fällen ziehen ließ. In Folge dessen zog man immer die Locomotiven mit äußerem Cylinder als eine in allen Einzeltheilen haltbarere Combination vor. Die Arbeit bei der Darstellung von gekröpften Wellen in Bessemerstahl ist eine sehr einfache. Sie werden aus einem gegossenen Ingot ohne alle Schweißung ausgeschmiedet; die Bearbeitung geschieht bei einer dunklen Rothgluth, so daß sowohl ein geringer Abbrand, als ein geringer Brennstoffverbrauch stattfindet. Der Selbstkostenpreis ist nicht größer, als der bei eisernen Achsen, und die Garantie, welche man übernimmt, eine viel sicherere. In den öffentlichen Submissionen der belgischen Staatsbahn wird dem Lieferanten die Wahl des Materiales für die Wellen frei gestellt und nur eine bestimmte Garantiezeit festgehalten; im Allgemeinen zieht er es vor, Stahl zu wählen, und findet seine Wahl durch die Erfahrung berechtigt, da der Ausschuß, d.h. die Summe der nicht garantiefähigen Stücke, an Kropfwellen aus Stahl sehr gering ist. 2) Bandagen. Nachdem seit mehreren Jahren die Darstellung von geschweißten Bandagen von Eisen sehr abgenommen und fast ganz aufgehört hat, sowohl wegen der mittelmäßigen Qualität der Producte, als auch wegen des hohen Preises derselben, streiten sich nunmehr der Tiegelgußstahl und der Bessemerstahl um das Vorrecht dieser Anwendung. Erschwert wird dieselbe für jedes neue Material durch die Proben, welche die Eisenbahnverwaltungen für die Abnahme von gelieferten Bandagen aufstellen. Ganz besonders erschwert wurde die Annahme von Bessemerstahl, da die Anwendung des Gußstahles vorhergegangen war und man in dem zunächst verwendeten Bessemerstahl nicht die gleiche Homogeneität voraussetzen zu dürfen glaubte. In Folge davon steigerte man die Ansprüche in unmäßiger Weise, obgleich man sich fragen mußte, ob es rationell sey, Bandagen, welche, sofern sie am dem Rade gut aufgezogen sind und überall anliegen, nur Reibung und dadurch Abnutzung auszuhalten haben, durch Schlagproben zu prüfen. Früher unterwarf man auf der Centralbetriebsstation Mecheln die eisernen Bandagen einer Schlagprobe von 1100 Kilogrm., welche in Gestalt einer Kugel 4 Meter hoch auf die Peripherie des aufrecht auf einer gußeisernen Grundplatte aufgestellten Radreifens herabfielen. Als es sich nun um die Prüfung der stählernen Reifen handelte, ging man seitens derselben Behörde von der Ansicht aus, daß der Stahl ein widerstandsfähigeres Material sey, als das Eisen, und steigerte die Probe anfänglich auf 6 Meter Fallhöhe. Nur wenige Radreifen hielten indeß diesen Stoß aus und man verminderte die Fallhöhe allmählich bis auf 2 1/2 Meter, ja selbst (für Bandagen von über 1 1/2 Meter Durchmesser) auf 2 Meter. Außerdem verlangte man noch eine Dauergarantie von 3 1/2 Jahren und eine Leistung von 100000 Kilometer durchlaufener Betriebsstrecke – neben der oben erwähnten Schlagprobe, so daß der Fabrikant stählerner Bandagen zwei mit einander schwer vereinbare Eigenschaften des Stahles bei der Fabrication der Bandagen im Auge behalten und in dem Fabricat zur Wirkung bringen muß: einmal eine gewisse Zähigkeit, um die Schlagprobe auszuhalten, dann eine bedeutende Härte, um der Abnutzung zu widerstehen und die Bedingungen der Zeitgarantie zu erfüllen. Die Fabrication der Bandagen wird deßhalb in Seraing mit größter Sorgfalt betrieben, und auch hierbei hat das möglichst kalte Bearbeiten eines halbharten oder selbst weichen Stahles, verbunden mit sorgfältigem Auskühlen der fertigen Reifen, gute Früchte getragen. Die maschinellen Vorrichtungen sind sehr vollständig und von bedeutender Stärke, insofern 3 Walzwerke für geschlossene Reifen, nach verschiedenen Systemen gebaut, bestehen. Gestützt auf die guten Resultate der Radreifenfabrication hat Greiner eine andere mechanische Prüfung bei der Abnahme der Bandagen vorgeschlagen, welche im Interesse der Stahlproducenten eine besondere Erwähnung verdient. Zunächst schlug er vor, die Bandagen durch Pressung zu prüfen, und behauptet daß, alle anderen Elemente des Versuches gleich vorausgesetzt, die ohne bleibende Ovalisation ausgehaltene Pressung mit dem Coefficienten der Härte des Materiales wachsen müsse und daß man daraus von vornherein die Abnutzung, also auch die Betriebsdauer fixiren könne. Die Bandagen für Tender macht man meist aus weichem Stahl, weil sie zu sehr der Einwirkung der Bremsen ausgesetzt sind und sich ein harter Stahl hierbei nur schlecht verhalten würde. Sie nutzen sich natürlich stärker ab, als die härteren Locomotivbandagen; es gibt indeß der doppelten Inanspruchnahme gegenüber keinen Ausweg, die Sache zu mildern. Es kann hier die beiläufige Bemerkung noch Platz finden, daß die Krupp'sche Fabrik in Essen keine Dauergarantie für Tenderbandagen übernahm, bis in neuester Zeit die Kilometer- oder Meilengarantie auch für diese, wie für die Locomotivbandagen, allmählich Verbreitung fand. Was die Waggonbandagen anbetrifft, so fangen sie in Belgien an mehr angewandt zu werden; der hohe Preis ist noch ein Hinderniß ihrer Verbreitung und man müßte sie schwächer machen, als die Eisenbandagen, um die Differenz zu compensiren. 3) Räder. Obwohl die Scheibenräder aus Gußstahl in Westphalen mit bedeutendem Erfolg dargestellt werden, und im Gebrauch viele Vorzüge besitzen, so sind sie noch zu theuer und werden leicht zu hart auf der Lauffläche, um anders als mit Schleifsteinen abgedreht werden zu können. Der gegossene Stahl hat zwar eine 2 bis 3 mal größere Festigkeit, als das Gußeisen, doch hängt dieser Vorzug sehr von der Dichtheit und Compactheit des Gusses ab. Durch Hämmern lassen sich wohl diese letztgenannten Eigenschaften erzielen und sichern, doch ist dieses Verfahren der Bearbeitung bei den Scheibenrädern nicht gut anwendbar und man muß durch ein langsames und vorsichtiges Tempern den Guß verstärken und elastischer machen. In Rive-de-Gier hat man Räder unter einem Druck von 300 Atmosphären gegossen, um ihre Dichtheit zu sichern, doch ist diese Methode noch nicht in die Praxis übergegangen. Die vollen Stahlräder besitzen mehrere Vorzüge beim Betrieb der Bahnen: sie gehen sehr ruhig und verursachen keine solche Staubwirbel, wie die Speichenräder nach anderen Systemen. Alle diese Gründe und Erfahrungen haben das Stahlwerk zu Seraing bis jetzt verhindert, Räder zu fabriciren; doch ist nicht zu zweifeln, daß eine Erweiterung der Anstalt und die gesteigerte Nachfrage der Eisenbahnen auch die Einführung dieser Betriebsbranche zur Folge haben wird. 4) Kurbelzapfen. Man wendet dazu in Seraing den ganz weichen Stahl von 0,25 bis 0,35 Proc. Kohlenstoff an, da die Kurbelzapfen besonders auf Abbrechen und Schlag in Anspruch genommen werden. Ihre oberflächliche Abnutzung ist dagegen so gering, daß es unnöthig ist, sie nach dem Abdrehen zu härten, wie es wohl mit den eisernen Kurbelzapfen geschieht; dieses Härten würde vielmehr an diesem Orte gefährlich seyn. 5) Federn. In Seraing hat die Darstellung von Waggonfedern aus Bessemerstahl viel Erfolg gehabt und namentlich in einer Beziehung die gleiche Anwendung des Gußstahles überflügelt. Man nimmt zum Federstahl die halbharten oder die harten Sorten der Classificationsscala, welche 0,45 und mehr Proc. Kohlenstoff enthalten. Die Erfahrung hat zum Theil die Grundlosigkeit der Vorwürfe nachgewiesen, welche dem Bessemerstahl gemacht worden sind; er zeigte sich dem Tiegelgußstahl zu gleichem Zwecke mindestens äquivalent in der Elasticität und im Widerstande, in Betreff der Homogeneität aber entschieden überlegen. In der Praxis zeigt sich die zuletzt erwähnte Eigenschaft in einem geringeren Ausschuß beim Härten; es brechen dabei weniger Platten und es spricht sich dieses auch in dem Gedingelohn, d.h. dem Ablieferungspreise der Federschmiede aus. In Seraing z.B. verarbeitet der Gedingenehmer viel lieber Bessemerstahl, als Tiegelgußstahl, obwohl pro 100 Kilogrm. 0,50 Frcs. Unterschied im Lieferpreis zu Gunsten des Tiegelgußstahles stipulirt sind. 6) Kurbeln, Gleitstücke. Stangen etc. für Locomotiven. Während die Kurbeln aus dem weichsten Stahl bestehen, muß zu den Gleitstücken halbharter Stahl genommen werden; die Kolbenstangen sind dagegen wiederum mehr den Stößen ausgesetzt, als der durch Reibung erzeugten Abnutzung, und werden deßwegen vorwiegend aus weichem Stahl gearbeitet. Zu diesen, wie auch zu den übrigen Aufgaben der Stahlverwendung ist eine größere Anzahl von Dampfhämmern in allen Größen thätig, sowie mehrere Walzwerke 7) Stahlbleche zu Kesseln. Für den Bau der Locomotiven in Belgien und anderwärts ist es noch nicht vollständig gelungen, die englischen Bleche von Low Moor und anderen Productionsorten durch stählerne Bleche zu verdrängen. Als Grund dafür gibt man in Seraing hauptsächlich die durchaus abweichende und sehr sorgfältige Behandlung an, welche die Stahlbleche wegen der körnigen und dichten Natur des Materiales vorzugsweise verlangen und welche ihre bedeutenden Schwierigkeiten hat. Man muß nämlich, so viel als irgend möglich, die Ausdehnung und Zusammenziehung eines in der Darstellung begriffenen Stahlbleches gleichmäßig vertheilen, indem man dasselbe in großen Flammöfen und nicht in Herden erhitzt und bedeutende Oberflächen gleichzeitig auswärmt. Ebenso muß man das Blech allmählich und auf große Ausdehnung hin biegen, indem man nach und nach den Biegungswinkel verkleinert. Beim Lochen der Bleche ist es ferner vorzuziehen, die Löcher für die Niete durchzubohren, nicht einfach durchzustoßen; im letzteren Fall entstehen zu leicht Sprünge und dieselben nehmen beim Gebrauch des Kessels leicht zu. Nach allen diesen Vorsichtsmaßregeln ist ein gutes Auswärmen vor der Montage der Bleche nothwendig. Das Material ist natürlich der weichste und kohlenstoffärmste Bessemerstahl, den man auch zur Fabrication der Niete verwenden kann, wiewohl man die eisernen Niete stets vorzieht, die sich besser wärmen und leichter bearbeiten lassen. Die meisten Bessemerstahlbleche wurden bis jetzt in Neuberg gemacht und doch fanden sie anfänglich sehr schwer Eingang beim Locomotivenbau; es fanden vielfach Enttäuschungen in Bezug auf ihre Eigenschaften statt, doch konnte man dieses dem Umstande zuschreiben, daß die Routine es sich in den Kopf gesetzt hatte, die Behandlung des Eisenbleches der des Stahlbleches zu Grunde zu legen. Die Fabrication der Stahlbleche ist in Seraing erst versucht worden und noch zu keiner besonderen Ausdehnung gelangt, indem die Constructeure sich erst in letzter Zeit gewöhnt haben, die Verwendung des Stahles noch mehr auszudehnen. B. Von dem Stahl in den Bohrwerkzeugen. In Seraing werden bekanntlich mehrfach Bohrmaschinen zum Bergwerksbetriebe nach dem Sommeiller'schen Princip gebaut und auch hierbei gelangte der Bessemerstahl zur Anwendung, indem nahezu 50 Proc. der geschmiedeten Stücke aus Stahl bestehen. Dabei war eine durchschnittliche Querschnittsverminderung von 10 : 7 möglich geworden, ohne die Haltbarkeit und Dauer im Mindesten zu gefährden. Daraus ergibt sich eine nicht unbedeutende Gewichtsverminderung des Apparates, welche denselben für seine verschiedenen Anwendungen geschickter macht. Die Gewichtsverminderung richtet sich indeß nicht ganz allein nach dem Verhältniß der respectiven Querschnitte, da der Bessemerstahl in geschmiedetem Zustande ein specifisches Gewicht von 8,2, das Schmiedeeisen ein solches von 7,8 besitzt. Das Verhältniß von 10 : 7 reducirt sich daher auf 10 : 7,35. C. Von dem Stahl in den Gebläsen. Einen besonders bevorzugten Artikel der Constructionsateliers von Seraing bilden die Gebläse; nach dem Typus der in Paris 1867 ausgestellten sind etwa 60 Stück erbaut worden, und seit 4 Jahren bereits hat man den Stahl mehr und mehr in die beweglichen Theile dieser Mustermaschinen gebracht. Zur Zeit bestehen die auf eine Maschine gerechneten 9441 Kilogrm. Schmiedestücke aus: 3700 Kilogrm. Stahl und 5741 „ Schmiedeeisen. Hierbei tritt außer den früher schon berührten Vorzügen des Stahles noch eine große Politurfähigkeit und sein intensiver Glanz hervor, Eigenschaften die den aus Stahl angefertigten Theilen den Charakter besonderer Sorgfalt und Feinheit geben. Da der Preisunterschied zwischen den Materialien bei solchen Stücken keine solche Rolle spielen kann, wie bei currenteren Fabricationsformen, so liegt es im Interesse der Anstalt, alle gesehenen Theile aus Stahl zu machen, um der ganzen Maschine ein günstiges Aeußere zu geben. D. Vom Stahl in den Schiffsmaschinen. Im Jahre 1870 baute Seraing fünf große Dampfer für den Passagierdienst von Ostende nach Dover, die auf den der Gesellschaft gehörigen Werften zu Antwerpen montirt wurden. Hierbei wurde von vornherein dem Bessemerstahl eine große Rolle eingeräumt, denn von 25309 Kilogrm. Schmiedestücken bestehen 19903 Kilogrm. aus Stahl, 5406 „ „ Schmiedeeisen. Die große gekröpfte Welle (von 12 1/2 Zoll engl. Durchmesser und 12 1/2 Fuß engl. Baulänge), ebenso wie die großen Räderwellen (von 13 Zoll Durchmesser und 11 1/2 Fuß Länge), sowie die 4 massiven Kurbeln sind aus dem weichsten Stahl geschmiedet und stellen für sich allein den größten Theil dieses Gewichtes dar. E. Vom Stahl in den Feuerwaffen. Diese Anwendung des Bessemerstahles zeigt am besten, wie leicht er die Concurrenz des Tiegelgußstahles überwinden kann, sobald nur mit besonderer Sorgfalt gearbeitet wird. Allerdings tritt gerade bei der Anfertigung der Feuerwaffen die Concurrenz des Tiegelgusses in solcher Macht aus, daß trotz ausgezeichneter Leistungen der Bessemerwerke noch einige Zeit vergehen dürfte, ehe die maßgebenden Stimmen der betreffenden Specialität für den Bessemerstahl gewonnen seyn werden. Nachdem Neuberg 1867 bereits Waffen aus Bessemerstahl in Paris ausgestellt hatte und auch die Firma Petin-Gaudet in Rive-de-Gier dergleichen, allerdings, ohne es einzugestehen, fabricirt, begann Seraing im nächsten Jahre, den Bessemerstahl zu gleichem Zweck darzustellen und anzuwenden. Die Grundsätze, welche der Bessemerstahlfabrication zu Seraing eigen sind, treten ganz besonders bei der Waffenfabrication in den Vordergrund. Reinheit des Stahles, Homogeneität desselben und Sicherheit in der Qualität, d.h. in der Classe des Productes – das sind die Functionen welche zum Gelingen der Waffenfabrication nothwendiger sind, als zu irgend einer anderen Anwendung. Das Material zu den Geschützen und Gewehren ist stets ganz weicher und zäher Stahl von 0,25 bis 0,35 Proc. Kohlenstoffgehalt und einer durchschnittlichen Festigkeit von 48 bis 56 Kilogrm. pro Quadratmillimeter. Am meisten wurden bis jetzt Gewehrläufe, dann aber auch, nach dem Princip der Bandagen ohne Schweißung, Stahlgürtel für zusammengesetzte Kanonenrohre hergestellt. Bei den Schießversuchen auf der belgischen Artillerieversuchsstation Braesschaet soll eine gußeiserne, mit Stahlgürteln versehene Kanone nach dem System Neuens günstigere Eigenschaften als eine gleich construirte Krupp'sche Gußstahlkanone ergeben haben, und ähnliche Versuche in Frankreich sollen ebenso ausgefallen seyn. Die Details der Bearbeitung entziehen sich natürlich der öffentlichen Besprechung und können auch, da sie auf eine bestimmte Form von Artikeln jedesmal eingerichtet sind, Anderen wenig nützen. Es erübrigt nur noch, einige Notizen über den Umfang des Stahlwerkes nach erfolgter Vollendung zu geben. Nach ziemlich genauen Mittheilungen beschäftigte dasselbe, welches die siebente Division des Werkes ausmacht, 660 Personen, 43 Maschinen mit 1100 Pferdekräften und bedient sich künftig 4 Bessemerretorten zu 5 bis 7 Tonnen Inhalt, 15 Schmelzöfen, 28 Schweiß- und Wärmöfen. Unter den Betriebsvorrichtungen zeichnen sich außerdem 20 Dampfhämmer von 1/2 bis 15 Tonnen Fallgewicht (10 bis 300 Ctr.), ein sehr starkes Platten- und Stabwalzwerk, sowie 2 hydraulische Bandagenwalzwerke aus, welche rasch und bequem arbeiten. Die Jahresproduction an diversen Stahlwaaren beträgt 8,000000 Kilogrm. = 160000 Ctr., also nicht viel mehr, als die Production in Hörde oder Cainsdorf. Aus Allem, was über die geschehene Weiterverwendung des Stahles hier gesagt worden ist, geht zur Genüge hervor, daß der Bessemerstahl sich ebenso wie der Gußstahl aus Tiegeln verwenden läßt, sobald eine sorgfältige Kenntniß des Rohmateriales vor und nach dem Einschmelzen, sowie eine genaue Leitung des Processes selbst, eine innerhalb enger Grenzen constante Qualität garantiren, und sobald bei der Weiterverarbeitung der Ingots die jeder Stahlsorte entsprechenden Vorsichtsmaßregeln angewandt werden, um die Stahlqualität nicht zu alteriren. Diese für den Käufer des Stahles wichtige Garantie derselben Qualität in allen gleichartigen Stahlwaaren ist der einzige Grund, der bisher zu einem ungünstigen Vorurtheile gegen die Producte des Bessemerprocesses berechtigte und der auch bei vielen Bessemerwerken nicht genügend gewürdigt worden ist. Eine verständige, aus nur wenigen Abtheilungen bestehende, übersichtlich angeordnete Classification thut auch wesentliche Dienste, sobald ihre Stufen sich auf einzelne typische Anwendungen, nicht bloß auf theoretische Ermittelungen, als Kohlenstoffgehalt, Festigkeit etc. gründen. Dadurch aber, daß diese letzteren durch Analysen und Versuchs-Charaktere stets controllirt und mit aufgeführt werden, sinkt die Classification nie zu einer bloß empirischen herab und hat einen allgemeinen Werth. Nach alledem ist es nicht zweifelhaft, daß, wenn alle Bessemerwerke in gleicher Weise vorgehen, der Tiegelgußstahl als überaus theureres Product in allen Anwendungen nach und nach verdrängt und durch den Bessemerstahl ersetzt werden wird.