LXXVIII. Danks' Puddelofen als Ergänzung des Bessemer-Processes; von P. Tunner. Aus der österreichischen Zeitschrift für Berg- und Hüttenwesen, 1872, Nr. 18. Tunner, über Danks' Puddelofen als Ergänzung des Bessemerprocesses. Wiederholt ist die Ansicht ausgesprochen worden, daß es gegenüber den allseitigen Fortschritten auf dem industriellen Gebiete, wodurch das laufende Jahrhundert sich auszeichnet, sehr befremdend sey, daß eine rein mechanische und in so hohem Grade anstrengende Arbeit, wie es das Puddeln ist, noch immer und fast ausschließlich durch Menschenhände verrichtet werde. Die Speculation und der Drang nach Erwerb haben es sogar dahin gebracht, daß den Puddlern die Arbeit in neuester Zeit, gegen früher, noch bedeutend erschwert worden ist, indem beispielsweise in Steiermark bei einem einfachen Puddelofen das Gewicht der Roheisen-Charge von anfänglichen 300 Pfund bis zu 600 Pfund gesteigert, in nahe demselben Verhältnisse das Gewicht der Arbeits-Krücken und Stangen erhöht, und überdieß die Chargenzahl in der zwölfstündigen Arbeitsdauer von 8–9 auf 10–13 vermehrt worden ist. Große Befriedigung gewährt die Thatsache, daß das Bessemern in allen eisenproducirenden Ländern mit jedem Jahre mehr Boden gewinnt, bei welchem Proceß der wissenschaftliche Einfluß, die umsichtige Leitung allein maaßgebend für den Erfolg ist, während die mechanische Arbeit einer Dampfmaschine von ein paar hundert Pferdekräften übertragen ist. Aber leider sind nach dem bisherigen Stande für das Bessemern nur gewisse, hauptsächlich von der Beschaffenheit der Erze abhängige Roheisensorten tauglich, daher die größere Menge von dem jährlich zu verfrischenden Roheisen noch dem Puddeln überlassen bleiben muß. Bekanntlich ist ein Roheisen mit einem Phosphorgehalte von einigen Zehnteln eines Procentes zum Bessemern nicht mehr gut zu verwenden. Welcher große Werth auf ein zum Bessemern taugliches Roheisen gelegt wird, erhellt am besten aus dem Umstande, daß die Preise des nach den Erzen sogenannten Hämatit-Roheisens in England, welches nur einige Hunderttheile eines Procentes von Phosphor enthält, in den letzten zwei Jahren nahezu auf das Doppelte gestiegen sind. Es hat seit zwei Jahren nicht an Versuchen gefehlt, die mechanische Arbeit des Puddlers aus den Händen der Arbeiter so viel als möglich auf Maschinenkräfte zu übertragen. Dabei sind zwei wesentlich verschiedene Wege eingeschlagen worden. Bei dem vorerst erwählten und am öftersten betretenen Wege wurde die Gestalt des Puddelofens nahezu un geändert belassen und nur die Hauptbewegung der Rührkrücken durch mechanische Vorrichtungen bewerkstelligt. Theilweise wurden hierbei die Krücken hohl gemacht und durch dieselben zugleich entweder entsprechend gepreßte Luft, oder Dampf in und durch das Eisenbad geleitet. Die Bewegung der Krücken erfolgte hierbei entweder, ähnlich wie durch die Hände des Puddlers, in vorwiegend horizontaler Richtung, oder aber vornehmlich durch eine rasche Rotation. – Eine wesentliche Ersparung an Menschenkraft war und ist auf diesem Wege nicht zu erreichen, weil alle diese Rührvorrichtungen nur in so lange anwendbar sind, als das Eisen noch ziemlich dünnflüssig ist, in welchem Zustande auch für den Puddler die Arbeit nicht am schwersten fällt. Deßwegen ist diese Methode nur in jenen Localitäten längere Zeit beibehalten worden, wo ein sehr schwer frischendes Roheisen verpuddelt wird, bei dem die Rührperiode von längerer Dauer ist; aber, wie bemerkt, eine wesentliche Ersparung an Menschenkraft ist damit auch bei diesen Localverhältnissen nicht zu erreichen. Auf dem zweiten, etwas später, aber gleichfalls schon vor mehreren Jahren betretenen Wege wurde die Gestalt des Puddelofens wesentlich verändert, indem anstatt der Bewegung mit den Rührkrücken der Puddelherd selbst beweglich hergestellt und dessen Bewegung durch Maschinenkraft vermittelt worden ist. Es leuchtet sogar ein, daß auf diesem Wege mehr und Vollständigeres erreicht werden kann, indem die ganze Puddelarbeit, d. i. einschließlich des Umsetzens und Luppenmachens, durch die Maschinenkraft, u. z. in einer sehr vollkommenen Weise ausgeführt wird. – Der Erste, welcher diesen Weg betreten hat, ist meines Wissens Hr. A. Oestlund in Schweden, dessen Apparat der Hauptsache nach aus einem großen, innen mit Eisenschlacke bekleideten Topf (Grapen) besteht, welchem eine beliebig geneigte Stellung und zugleich eine nach Bedarf zu regulirende Rotation um seine Achse ertheilt werden kann. Die Erhitzung dieses Ofens erfolgte durch eine Gasflamme) welche aus einer beweglichen, brennbares Gas und Verbrennungsluft führenden Leitung, von der Mündung des Topfes aus, in diesen gelangte und seitlich wieder aus demselben entweichen konnte. Eine nähere Beschreibung davon ist in Jern Kontorets Annaler von 1859, erstes Heft, sowie in dem berg- und hüttenmännischen Jahrbuch der k. k. Bergakademien Przibram und Leoben und der kgl. ung. Bergakademie zu Schemnitz von 1860, Seite 162–172, enthalten. Die ersten Berichte über die bei der Arbeit dieses Puddelapparates erzielten Resultate lauteten der Art, daß sie zu den besten Hoffnungen berechtigten. Es scheint daher, daß die Versuche mit demselben nicht mit der nöthigen Beharrlichkeit fortgesetzt worden sind. Beinahe gleichzeitig mit dem Oestlund'schen Apparat ward eine von Herrn Anthony Bessemer in London erfundene und demselben patentirte Vorrichtung (mit einem beweglichen cylindrischen bis eiförmigen, zwischen dem Feuerroste und der fixen Esse gelegenen Puddelherde) durch das polytechn. Journal Bd. CLIII S. 138 und andere technische Zeitschriften bekannt; auch in dem erwähnten berg- und hüttenmännischen Jahrbuche von 1860, Seite 173–175, ist eine Notiz darüber nach der Patentbeschreibung in dem Mining Journal No. 1238 vom Jahre 1859 enthalten. Aus der unklaren und in mancher Beziehung zweifelhaften Beschreibung dieses Patentes darf gefolgert werden, daß dazumal dieser Apparat in der Praxis noch nicht versucht war; aber jedenfalls ist derselbe als die Grundlage anzusehen, aus der sich Danks' Puddelofen herausgebildet hat. Schon im Jahre 1862 und später wieder im Jahre 1871 fand ich auf dem bekannten Eisenwerke zu Dowlais in Südwales eine ähnliche Vorrichtung, jedoch außer Verwendung stehen. Die Versuche mit diesem Apparate wurden von dem als Eisenhüttenmann rühmlichst bekannten Director von Dowlais, Hrn. Menelaus, durchgeführt, und nach dessen Erklärung nur deßhalb eingestellt, weil es nicht gelingen wollte, eine haltbare innere Bekleidung des Eisenmantels herzustellen, indem jedes dazu verwendete Material von der Puddelschlacke rasch zerstört wurde. Durch eine hauptsächlich aus reichem und reinem Eisenerze bestehende Bekleidung des rotirenden Herdes ist es dem Amerikaner Samuel Danks im letztverflossenen Jahre gelungen, derselben einerseits eine etwas längere Dauer, und andererseits eine solche Einwirkung auf das zu verpuddelnde Roheisen zu ertheilen, daß durch ein vermehrtes Ausbringen an gepuddeltem Eisen die im Vergleich mit einem gewöhnlichen Puddelofen noch immer häufigen Reparaturen der Bekleidung und dadurch verursachten Mehrkosten reichlich aufgewogen werden. Zugleich hat Hr. Danks durch einen leicht beweglichen, rechtwinkelig abgebogenen Fuchscanal, welcher die Verbindung zwischen dem rotirenden Herde und der Esse herstellt, die Nachsicht, Zukömmlichkeit und die wenigen noch für den Arbeiter übrig bleibenden Verrichtungen, namentlich das Chargiren und Entleeren des Herdes, wesentlich erleichtert. Der Bericht, welchen die vom Iron and Steel Institute of Great Britain nach Amerika abgeordnete Commission von Fachmännern über Danks' Puddelofen erstattete,Mitgetheilt im polytechn. Journal Bd. CCIII S. 279 (zweites Februarheft 1872). lautete empfehlend, und sind solche Maschinenpuddelöfen auch in England bereits mit gutem Erfolg im Betriebe. Ein besonderes Interesse bieten die Verhandlungen, welche in den Versammlungen des Iron and Steel Institute vom 19. bis 21. März d. J. zu London über diesen Gegenstand stattgefunden haben. Es ist aus diesen Verhandlungen laut der darüber in der Iron and Coal Trades Review vom 27. März enthaltenen Mittheilung zu entnehmen, daß das Danks'sche Maschinenpuddeln namentlich für die Abscheidung des Siliciums und besonders des Phosphors entschieden besser, vollständiger wirkt, als dieß in einem gewöhnlichen Puddelofen der Fall ist.Man sehe den Bericht von G. Snelus über die chemischen Vorgänge beim Puddeln im Danks'schen Ofen, mitgetheilt in diesem Bande des polytechn. Journals S. 216 (erstes Maiheft 1872). A. d. Red. Hr. Danks führt an, daß er in Chattanooga (Amerika) Roheisen zu verpuddeln hatte, welches viel Silicium und bei zwei Procent Phosphor enthielt, im gewöhnlichen Puddelofen die Schlackensohle sehr stark angegriffen, dabei aber immer noch ein sehr kaltbrüchiges Puddeleisen geliefert hat; während dasselbe Roheisen in seinem Maschinen-Puddelofen ein vermehrtes Ausbringen und eine vorzügliche Qualität von gepuddeltem Eisen gab. Diese beiden sonst so gefürchteten Verunreinigungen des zu verpuddelnden Roheisens erscheinen daher in Danks' patentirtem Ofen nicht nur unschädlich, sondern sogar als nützlich, obgleich Hr. Danks gesteht, daß er den chemischen Grund für diese Thatsache anzugeben nicht im Stande sey. Außer Danks' Puddelofen ist in dieser Versammlung noch der rotirende Puddelherd von Hrn. Adam Spencer zur Sprache gekommen, welcher auf dem Puddel- und Walzwerke von West Hartlepool (England) errichtet worden ist.Man s. die Mittheilung über Spencer's mechanischen Puddelofen in diesem Bande des polytechn. Journals S. 257 (erstes Maiheft 1872). Auch von diesem wurde mehrseitig constatirt, daß aus einem bei zwei Procent Phosphor enthaltenden Roheisen ein sehr gutes Stabeisen dargestellt wird, indem die Abscheidung des Phosphors hierbei gleichfalls sehr vollkommen erfolgt. – Besonderen Werth lege ich hierbei auf das günstige Urtheil, welches Hr. Menelaus in der Versammlung über diese beiden mechanischen Puddelöfen öffentlich ausgesprochen hat, indem sich dieser Eisenhüttenmann, wie bereits bemerkt, schon vor Jahren praktisch mit diesem Gegenstande befaßt hat. Wenn nach Allem dem durch den rotirenden Puddelherd nicht nur ein rascheres, vollkommeneres und billigeres Puddeln als in den Handpuddelöfen erfolgt, sondern hierbei insbesondere die Abscheidung des Phosphors viel vollständiger geschieht, der sich als der Hauptfeind des Bessemerns erweist, so muß die Aufschrift des vorliegenden Artikels als gerechtfertigt anerkannt werden. Während der Bessemer-Converter bei den phosphorreineren Roheisensorten die wirklich unmenschliche Anstrengung des Handpuddelns völlig entbehrlich macht, scheint in dem mechanischen Puddelofen wenigstens annähernd derselbe Dienst für die phosphorhaltigen Roheisensorten geboten zu seyn. Schließlich erlaube ich mir, gleichsam zur Bekräftigung der angeführten Thatsache, daß in dem Danks'schen Puddelofen die Abscheidung des Phosphors besser als bei dem gewöhnlichen Puddelofen erfolgt, den wissenschaftlichen Grund anzuführen, welcher meines Erachtens in der Ausfütterung des Ofens mit reichen, reinen Eisenerzen zu suchen ist. – Bei jeder 600 Pfund Roheisen betragenden Charge werden 650 bis 670 Pfund gepuddeltes Eisen ausgebracht. Es mußten also aus den Erzen des Ofenfutters mindestens 80 bis 100 Pfund Eisen ausreducirt worden seyn. Nach Hrn. Danks' Angabe soll von den verwendeten reinen Erzen nahe an 50 Procent des darin enthaltenen Eisens gewonnen werden. Es folgt daraus also, daß bei jeder solchen Charge ungefähr 100 Pfund Eisen aus den Erzen in die Schlacke geführt werden, und es muß diese Eisenmenge, da die Erze selbst nur wenige Procente Kieselerde enthalten dürfen, und aus dem Roheisen gleichfalls nur wenige Procente Kieselsäure resultiren können, eine sehr basische, eisenreiche Schlacke geben. Die Zusammensetzung dieser Schlacke wird allerdings durch die vielen anderweitigen Zusätze an Zänge- und Puddelschlacke wesentlich geändert; allein die Oberfläche des Futters im Ofen, mit welcher das Eisen fortwährend in frische Berührung gebracht wird, bietet demselben beständig die vorwaltenden Eisenoxydate dar. – Der abzuscheidende Phosphor kann nur als Phosphorsäure in die Schlacke übergehen, indem er theilweise reducirend auf die Eisenoxydate wirkt, um sich sofort als Säure mit einem anderen Theile des Eisenoxyduls zu verbinden. Offenbar muß diese Reaction um so kräftiger auftreten, je mehr die Eisenoxydate mit dem phosphorhaltigen Eisen in Berührung kommen, je mehr davon in der Schlacke vorhanden sind, und je weniger von Phosphorsäure schon früher in der Schlacke enthalten war. Daß der Uebertritt des Phosphorgehaltes in die Schlacke nur bei Anwesenheit einer sehr eisenreichen Schlacke erfolgt, haben nicht allein die neueren Untersuchungen der Producte des gewöhnlichen Puddelprocesses gezeigt, sondern ist aus den Resultaten des Betriebes der Stücköfen und der Rennfeuer, gegenüber dem Resultate des Hohofenbetriebes, schon seit längerer Zeit bekannt. Es würde schwer halten, und jedenfalls sehr kostspielig seyn, in einer anderen Art und in gleich wirksamer Weise dem abzuscheidenden Phosphor und Silicium so vieles und so reines Eisenoxydat darzubieten, als es in der Ausfütterung des Danks'schen Puddelofens der Fall ist. Aus diesem Grunde erscheint der Danks'sche Puddelofen zur Abscheidung des Phosphors und Siliciums vorzugsweise geeignet, und erweisen sich diese beiden Verunreinigungen hierbei sogar als nützlich, indem sie zur Vermehrung des Ausbringens an Puddeleisen beitragen.