Ueber Neuerungen im Eisenhüttenwesen. (Fortsetzung des Berichtes S. 251 d. Bd.) Mit Abbildung. Ueber Neuerungen im Eisenhüttenwesen. Eisen- und Stahlguſs. Der auf der Herbst-Versammlung des Iron and Steel Institut im J. 1886 gehaltene Vortrag Gautier's „Ueber das Silicium im Gieſserei-Roheisen“ hat in Stahl und Eisen, 1887 S. 562 eine Besprechung durch Dr. H. Wedding in Berlin erfahren, welcher der folgende Auszug entnommen ist. Wedding weist vor Allem, und zwar mit Recht, darauf hin, daſs die von Gautier aufgestellten, angeblich neuen Gesetze den Metallurgen schon längst bekannt gewesen seien, daſs aber trotzdem Gautier das Verdienst gebühre, diese Gesetze den Gieſserei-Technikern wiederum ins Gedächtniſs zurückgerufen und neue Wege gezeigt zu haben, dieselben praktisch zu verwerthen. Bekanntlich war bisher schottisches Silicium reiches Roheisen für die Gieſsereien fast unentbehrlich. Gautier versuchte deshalb mit Erfolg, dasselbe durch 10 Proc. Silicium haltendes Siliciumeisen zu ersetzen. Letzteres bezog Gautier anfänglich von Govan in Glasgow, später aus Terre-Noir und enthielt 9 bis 10 Proc. Silicium. Zum Umschmelzen benutzte Gautier Bruchstücke von groſsen Guſswaaren (Dampfmaschinen-Rahmen, Cylinder u.s.w.) mit 1,5 Proc. Silicium, Bruchstücke kleiner Guſswaaren mit 1 Proc. Silicium, Drehspäne von Guſswaaren mit 1 bis 1,5 Proc. Silicium, welche aber in Folge Rostung mehr als Silicium freies Eisen betrachtet werden konnten, weiſses Roheisen mit 0,5 Proc. Silicium und verbranntes Roheisen (Roststäbe, Gasretorten u.s.w.). Um hieraus gute Guſsstücke herzustellen, war es nothwendig, so viel Siliciumeisen mit 10 Proc. Silicium hinzuzusetzen, daſs die Mischung davon 2 bis 2,5 Proc. enthielt. Die auf diese Weise erzeugten Guſsstücke sind selbst bei dünnem Guſs lichtgrau, haben ein sehr dichtes Korn, einen gleichmäſsig in der ganzen Masse vertheilten Graphitgehalt und sind auffallend weich und leicht bearbeitbar. Das Siliciumeisen wird in Stücke gebrochen und dann mit dem Brucheisen in den in regelmäſsigem (also heiſsen) Gange befindlichen Kupolofen geworfen. Letzterer besitzt zweckmäſsig behufs guter Mischung der Roheisen-Sorten einen Sammelherd. Ein Mangangehalt wirkt dem Silicium entgegen, ist aber zur Herstellung von Hartguſs nothwendig. Ist das Brucheisen stark verrostet, so muſs man natürlich mehr (20 statt 5 Proc.) Siliciumeisen zuschlagen, weil das Eisenoxyd einen Theil des Siliciums nach der Formel: Si + Fe2O3 = Fe + FeSiO3 verschlackt. Nach Gautier soll das Silicium auch auf die Dichte der Gusse gerade wie beim Fluſseisen hinwirken, indem es die Blasenbildung verhindert. Der Verbrauch an schottischem Roheisen soll durch die Verwendung von Siliciumeisen in 1 Jahre von 200000t auf 20000t gefallen sein. Der Preis des Siliciumeisens stellt sich einstweilen noch auf:   97,50 M. bei 10 Proc. Silicium 103,25 „ „ 11 „ „ 120,25 „ „ 12 „ „ 132,25 „ „ 13 „ „ 145,50 „ „ 14 „ „ 157,50 „ „ 15 „ „ Im Hinblick auf diesen verhältniſsmäſsig hohen Preis erscheint es noch sehr fraglich, ob sich die Verwendung desselben hier in Deutschland empfiehlt. Ohne Zweifel ist es aber billiger, gewöhnliches Silicium haltiges Roheisen zur Reduction von verbranntem oder mit Rost und Hammerschlag bedecktem Eisen zu benutzen, als Siliciumeisen. Aus diesem Grunde scheint auch der in Deutschland bereits angewandte Zuschlag des Siliciumeisens im Sammelherd zweckmäſsiger zu sein, als dasselbe mit dem Brucheisen durch den Kupolofen hindurchgehen zu lassen. Zur Herstellung des Siliciumeisens hält Wedding den Flammofen für geeigneter als den Hochofen, in welchem eine fortdauernde Erblasung des Siliciumeisens praktisch kaum ausführbar ist, weil im Flammofen das Metall vor der Einwirkung des Kohlenoxydes geschützt werden kann. Der Meinung Wedding's, daſs das Siliciumeisen nicht berufen erscheint, das gewöhnliche Silicium haltige graue Roheisen aus den deutschen Gieſsereien zu verdrängen, wird in einem Bericht in der Zeitschrift des Oberschlesischen Berg- und Hüttenmännischen Vereins (vgl. auch Eisen-Zeitung, 1887 S. 644) beigetreten. Die deutschen Hochöfen und besonders die schlesischen können ein Eisen liefern, welches sogar das schottische Roheisen aus Deutschland zu verdrängen geeignet ist. Das im Hände bekannte schlesische Eisen enthält 2,5 bis 3,5 Proc. Silicium, kann aber auf Verlangen der Consumenten ohne Preissteigerung auch bis auf über 5 Proc. Silicium gebracht werden, weil die verhütteten Erze die Herstellung gerade dieser Sorte begünstigen. Die Ergebnisse von 3 Versuchsreihen weisen darauf hin, daſs mit Zuschlag von 4 Proc. Silicium haltigem schlesischen Gieſserei-Roheisen mindestens ebenso billig gearbeitet werden kann, wie mit Siliciumeisen bei gleichem Siliciumgehalt des Endproductes. Bei den 3 Versuchen stellten sich die Preise von 100k Einsatz bei Verwendung von schlesischem Eisen um 1 bis 10 Proc. billiger als bei Zusatz des Siliciumeisens. Bekanntlich beruht auch die Herstellung des französischen Geschützstahles auf einem Zusatz von Siliciumeisen zum Stahle. Diese Methode hat sich in Schweden und Frankreich deshalb eingebürgert, weil sie ungleich einfacher zum Ziele führt, als das wiederholte Schmieden der groſsen Stahlblöcke behufs Dichtung derselben, wie es in ausgedehntestem Maſse in Deutschland bei Krupp geschieht. Mit der gröſseren Einfachheit scheint aber auch eine geringere Sicherheit Hand in Hand zu gehen, wie die verhältniſsmäſsig zahlreichen Unglücksfälle, welche durch das Bersten französischer Geschütze schon hervorgerufen worden sind, zu beweisen scheinen. Ein Satz des Martin-Ofens besteht gewöhnlich aus 26 Proc. Roheisen aus besten Erzen, 6 Proc. Spiegeleisen mit 12 Proc. Mangan, 63 Proc. kleinen Schmiedeeisenabfällen und 5 Proc. Silicium-Manganeisen. Die Rohre (sowohl das Kern- als auch das Mantelrohr) werden in guſseiserne Formen gegossen, welche mit einem Gemenge aus feinem Formsand und feuerfestem Thon ausgekleidet sind. Die Mündung der Kernrohre liegt oben und trägt einen starken verlorenen Kopf. Dagegen wird das Mantelrohr, welches die Schildzapfen trägt, mit dem Verschluſsstück nach oben gegossen. Ueber die Frage, ob man Rohre mit über 15cm Kaliber hohl oder massiv gieſst, ist man sich noch nicht einig. Ist die Schmelzung regelmäſsig verlaufen, so ist der Guſs vollständig blasenfrei, hat eine krystallinische Textur und ein sehr glänzendes Aussehen. In Folge des verhältniſsmäſsig hohen Kohlenstoffgehaltes (0,3 bis 0,4 Proc.) ist das Product hart und besitzt eine bedeutende Elasticität und Festigkeit. Dieselbe wird etwas gemindert durch ein gutes Ausglühen der Blöcke, was auch die Guſsspannungen aufheben soll. Ist dieses beendet, so bettet man den glühenden Block in Kohlenstaub und läſst ihn in diesem vollständig erkalten. Proben des Blockes werden dann auf Elasticität, Zugfestigkeit und besonders auf Dehnung untersucht. Entsprechen die Proben den Anforderungen, so wird der Block abgedreht und ausgebohrt, wonach man ihn wiederum glüht und in Oel härtet. Die Härtespannungen werden dann durch ein schwaches Glühen wieder entfernt. Der fertige Stahl hat ein specifisches Gewicht von 7,82 bis 7,84 und dieselben Eigenschaften wie bester mäſsig gehärteter Tiegelstahl (vgl. Comptes rendus de la Société de l'industrie minérale, 1885 S. 154). Zur Herstellung von Nickelstahl schmilzt die Société anonyme le Ferro-Nickel in Paris (D. R. P. Kl. 18 Nr. 37376 vom 6. December 1885) 950 Th. Schmiedeeisen, 50 Th. Nickel, 10 Th. Mangan, 0,5 Th. Aluminium, 0,75 Th. Wolfram und 5 Th. Kaliumeisencyanür in einem Tiegel zusammen, und zwar setzt man die einzelnen Bestandtheile in der angegebenen Reihenfolge unter fortwährendem Umrühren der Mischung zu, sobald dieselbe geschmolzen ist. Die Gieſsform soll mit einem dünnen Ueberzug von Wasser freiem Steinkohlentheer versehen sein. Der Stahl ist sehr spröde und darf nur in der Kirschrothgluth bearbeitet werden. Die Härtung erfolgt durch Schlag oder Stoſs, Manganstahl der Firma Hardfield und Co. hatte nach in den Woolwicher Werkstätten angestellten Proben bei einer Zusammensetzung von 0,72 Proc. Kohlenstoff, 0,37 Proc. Silicium, 0,06 Proc. Schwefel, 0,08 Proc. Phosphor und 9,83 Proc. Mangan nach der Härtung eine Zugfestigkeit bis zu 82,6k auf 1qmm bei einer Dehnung von 28,90 Proc. Letztere stieg auffallender Weise mit der Festigkeit. Der Probestab hatte einen Durchmesser von 19mm und die Körnerentfernung betrug 203mm (vgl. Transactions of the American Institute of Mining Engineers, Vol. XV und Oesterreichische Zeitschrift für Berg- und Hüttenwesen, 1886 S. 61). Der Mitis-Guſs, von welchem seit Jahresfrist so viel geredet wird, tat nichts Weiteres als ein durch einen Aluminiumzusatz dünnflüssig gemachter Stahlguſs. Der Stahl oder das Schmiedeeisen wird in Tiegeln bis zur Schmelztemperatur erhitzt. Man setzt dann 0,1 bis 0,5 Proc. Aluminium zu und erniedrigt dadurch die Temperatur, welche die Mischung zu ihrer Schmelzung bedarf, um etwa 200°, was bei der bereits vorhandenen hohen Temperatur eine groſse Leichtflüssigkeit der Mischung zur Folge hat. Die durch Petroleum geheizten Tiegelöfen haben einen ununterbrochenen Betrieb, welcher in der Weise erzielt wird, daſs die 16 bis 20 Tiegel in dem Maſse der Feuerung näher gerückt werden, als welche herausgenommen werden, was wieder ein Einsetzen neu gefüllter Tiegel bedingt. Jeder Tiegel enthält 33k Schmiedeeisen-Schnitzel und es gehen in 12 Stunden 16 bis 20 Tiegel durch den Ofen. Die Deckel der Tiegel haben je eine Oeffnung, welche unter einem Loch des Ofengewölbes zu stehen kommt, so daſs der Aluminiumzuschlag leicht eingeführt werden kann. Letzterer ist eine 7 bis 8 Proc. Aluminium haltende Eisenlegirung. Dieselbe wird von der Webster Aluminium Crown Metal-Company in Birmingham zu 130 M. für 1k geliefert. Die Formen für den Guſs bestehen aus fein gemahlenem, gutem, feuerfestem Thon, welcher mit Melasse angemacht ist. Die Güsse sind vollständig rein und bedürfen eines Ausglühens nicht. Zur Herstellung von Massenguſs wird das Eisen in der Gieſspfanne durch einen Strom sehr heiſser Gase (Luft?) flüssig erhalten, während die durch Wasser gekühlten Formen auf einem Drehtisch stehend unter dem Ausguſs der Pfannen vorbei gedreht werden. Das Eisen läuft in die feinsten Formkanäle aus, entläſst aber hierbei und auch vorher die gasförmigen Einschlüsse, so daſs es auch dichter als gewöhnlicher Guſs ist. Seine Bruchfestigkeit soll 65k auf 1qmm betragen. In Folge dessen kann der Mitis-Guſs zum Gieſsen von Maschinentheilen sehr gut benutzt werden und läſst dem Constructeur eine groſse Wahl bezüglich der Formverhältnisse derselben. Der Prozeſs gewinnt in Amerika, wo die Cowles Electric-Smelting-Company in Lockport das Aluminiumeisen liefert, in England und in Schweden eine immer gröſser werdende Ausdehnung. Auch in Deutschland sind bereits erfolgreiche Versuche gemacht worden, so daſs dem schmiedbaren Guſs und auch der Herstellung gewöhnlichen Façongusses aus zähem Guſseisen eine schwerwiegende Concurrenz zu entstehen scheint. Erwähnt sei noch, daſs der Mitis-Guſs auch schweiſsbar ist. Welche complicirten Verhältnisse beim Tiegel-Stahlschmelzen obwalten, läſst eine verdienstvolle Arbeit von Dr. Friedrich C. G. Müller (vgl. Stahl und Eisen, 1886 S. 695) erkennen. Ohne näher auf die einzelnen zur Klarstellung des Prozesses angestellten Versuche hier einzugehen, sei nur Folgendes hervorgehoben: Die Zusammensetzung der Tiegel ist von wesentlichem Einfluſs auf den Schmelzprozeſs. Die Graphit reichen Tiegel sind bei erheblicher Siliciumreduction durch Kohlenstoff gegen einen Mangangehalt des Eisens bis zu 1,5 Proc. indifferent. Die Graphit armen Tiegel (z.B. von Duisburg) widerstehen dem Mangan nicht, während der Kohlenstoff nur schwach auf die Tiegelmasse wirkt. Auf reine Thontiegel wirkt der Kohlenstoff des Eisens nur sehr wenig, so daſs nur Spuren von Silicium von letzterem aufgenommen werden. Das Product ist aber ungahr und porös, wenn die Schmelzdauer nicht sehr lange währt. Ein Mangangehalt greift die Thontiegel, selbst wenn nur wenig davon vorhanden ist, auf das Lebhafteste an. Alle diese Reactionen beruhen wesentlich auf einem Austausch von Sauerstoff aus der Tiegel wand in den Inhalt desselben. Als Sauerstoff abgebende Körper treten vor Allem die freie und dann die gebundene Kieselsäure auf, nicht aber die Thonerde (Al2O3), denn im Product findet man kein Aluminium. Der Sauerstoff kann an das Eisen, den Kohlenstoff und das Mangan gehen. Von diesen ist aber ersteres nebensächlich, wie der geringe Gehalt an Eisenoxyd der Schlacken beweist. Der Kohlenstoff tritt in 2 Formen als Reductionsmittel auf: als Bestandtheil des Eisens und der Tiegelwand. Das Mangan kann nach der Formel 2Mn + 3SiO2 = Si + 2SiO3Mn direkt die Kieselsäure reduciren und wirkt um so stärker, je Graphit ärmer der Tiegel ist. Das Einschmelzen einer Mangan reichen Legirung kann deshalb sehr wohl zur Prüfung eines Tiegels auf seine Feuerbeständigkeit angesehen werden. Man soll deshalb bei der Herstellung von Manganstahl das Manganeisen oder das Spiegeleisen erst nach dem Flüssigwerden des Rohstahles oder des Stabeisens zusetzen. Neben diesen Reactionen tritt noch ein Frischen auf, wenn dem Einsatz Eisenoxyde beigemengt sind. Diese gehen mit der Kieselsäure Verbindungen ein, können aber direkt das Silicium und bei Weiſsglut den Kohlenstoff oxydiren. Silicium wird also, wenn der Tiegel nicht aus basischem Material besteht, vom Eisen immer aufgenommen (englische Guſsstahlsorten enthalten davon bis 0,5 Proc.), so daſs es als der eigentliche Träger des Tiegel-Schmelzprozesses anzusehen ist. Ob die Reduction des Siliciums am zweckmäſsigsten durch Kohlenstoff oder durch Mangan geschieht, Wehtet sich nach den lokalen Verhältnissen, welche die Rohmaterialien für den Tiegel bestimmen. Wo man Mangan arme gefrischte oder cementirte Rohstahle in Graphit reichen Tiegeln einschmilzt, ist die Manganfrage ohne praktische Bedeutung. Schmilzt man aber schwedisches Roheisen mit Stabeisen zu Werkzeugstahl zusammen, so erscheint die Reduction der Kieselsäure durch Mangan günstiger, weil sie ohne Kohlenstoffverlust und Gasentbindung gahrend wirkt, und weil ein etwaiger Ueberschuſs an Mangan aus dem Product entfernt wird. Der Einfluſs des Mangans ist aber um so wesentlicher, je Graphit bezieh. Koks ärmer der Tiegelofen ist, denn dann reicht der Kohlenstoff zur Reduction des Siliciums nicht aus, man muſs deshalb dem Stahl Mangan zusetzen, wenn dasselbe dem ersteren fehlt. Thatsächlich enthalten englische Werkzeugstahle bis 0,35 Proc. Mangan, welches bei Verwendung von cementirtem schwedischem Stabeisen als Einsatz und durch Zuschlag von Manganlegirungen oder reducirbarer Mangan Verbindungen in den Stahl gelangt sein kann. In den folgenden 3 Patenten sind Neuerungen an Schacht-Schmelzöfen enthalten. Werthlos ist das Deutsche Patent * Nr. 36990 vom 15. Januar 1886 von Antonin Montupet in Paris, welches sich auf die Anbringung eines durchbrochenen Gewölbes über dem Herde des Ofens bezieht, welches eine Schmelzung der auf dem Gewölbe aufgeschichteten Eisenmassen durch seitlich in den Ofen eingeleitete und durch Einblasen von Luftströmen verbrannte Gase bezweckt. Theoretisch richtig ist die dem Oesterreichischen Privilegium vom 15. Oktober 1886 von J. Prausek, Ingenieur in Wien, zu Grunde liegende Betrachtung. Um nämlich ein vollständig gleichmäſsiges Feuer in der Schmelzzone eines Kupolofens erzeugen zu können, ist es vor Allem nothwendig, allen Düsen Wind von genau gleichem Druck zuzuführen. Dies ist aber bei der Verbindung jeder Düse mit dem Windrohr durch eine besondere Zweigleitung unmöglich, selbst wenn das um den Ofen laufende Windrohr den gebräuchlichen Inhalt hat. Prausek vergröſsert deshalb denselben ganz erheblich und ordnet dasselbe, um keine Belästigungen beim Betrieb hervorzurufen, als doppelten Mantel in der ganzen Höhe des Ofens an. Der einen Ringraum bildende Druckregler steht oben mit der Windleitung und unten mit den Düsen in Verbindung. Gegen diese Einrichtung lieſse sich gewiſs nichts einwenden, besonders da sie noch den Nutzen der Windanwärmung und der Ofenfutter-Kühlung für sich hat, wenn nicht der Hauptvortheil, das ist die Druckregelung des Windes, durch viele innere Aenderungen des Ofens in Frage gestellt würde. Eine Versetzung der Düsen bewirkt, daſs das Feuer sich nach derselben Seite hinzieht, also an der anderen Seite stärker wird, was wiederum einen ungleichen Angriff auf das Ofenfutter zur Folge hat. Ist letzterer aber einmal erfolgt, so helfen alle Druckregler nichts, mögen sie auch noch so inhaltsvoll sein. Um sehr schwer verbrennliche Kohle, selbst Graphit zum Schmelzen von Eisen benutzen zu können, schlagen J. E. Bott, S. J. Hackney und W. Craven in Manchester (vgl. Englisches Patent * Nr. 16523 vom 16. December 1886) einen Kupolofen vor, welcher unten seitlich mit einer besonderen, von demselben trennbaren Hilfsfeuerung und auf der gegenüber liegenden Seite mit einem leicht zu ersetzenden Sammelraum verbunden ist. Der Ofenschacht besitzt 2 Reihen Düsen und wird oben von einem mit einer kleinen Oeffnung versehenen Deckel geschlossen. Behufs Inbetriebsetzung füllt man den Ofen bis über die obersten Düsen mit Kohle, zündet dann die seitliche Feuerung an und bringt mittels dieser die schwer verbrennliche Kohle im Ofen auf Rothglut. Ist dies geschehen, so fährt man die Hilfsfeuerung vom Ofen fort, schlieſst die Verbindungsöffnung und bläst Druckwind in die Kohle. Diese wird hierbei weiſsglühend, wonach Schmiedeeisen, Stahlabfälle und Roheisen oder Spiegeleisen aufgegeben werden. Diese schmelzen durch die Kohle und flieſsen in den Sammelraum. Als Kohle sollen die Graphit reichen Krusten der Gas- und Oelretorten angewendet werden. In The Engineer, 1886 * S. 72 sind 4 Gieſspfannen der Firma Stevenson und Co. in Treston beschrieben. Dieselben dienen besonders zum Transport des Eisens (bis zu 15t) vom Hochofen zum Bessemer- oder Martin-Ofen, sind aber auch für andere Zwecke verwendbar. Die Pfannen, deren Herstellung die Firma als Specialität betreibt, sind auf einem fahrbaren Gestell gelagert, welches direkt durch Locomotiven oder von Hand oder durch Rädervorgelege von Hand bewegt wird. Das Kippen der Pfannen erfolgt durchweg durch ein Schneckenrad-Vorgelege von Hand. Die schönen perspectivischen Zeichnungen der Pfannen in The Engineer gestatten kein näheres Eingehen auf die Construction derselben an dieser Stelle. In der Revue industrielle, 1887 S. 95 ist eine selbstthätige Gieſspfanne erläutert, deren Wirkung darauf beruht, daſs die Tragzapfen derselben in von Federn unterstützten Ständern gelagert sind, während eine an der Pfanne befestigte Handhabe vom Gieſser während des Gieſsens festgehalten wird. Die Pfanne wird demgemäſs bis an die Form herangefahren und dann von Hand geneigt, bis eine genügende Strahlstärke erreicht ist. Ist dies der Fall, so soll man die Handhabe nur in ein und derselben Stellung festhalten, um trotzdem einen fortdauernd gleichmäſsigen Strahl zu erhalten, weil, wie der Erfinder J. Burrow meint, sich die Pfanne um so mehr hebt, je leichter sie durch Ausfluſs von Eisen wird. Je höher sie aber unter dem Federdruck steigt, um so stärker neigt sie sich, weil die Handhabe vom Gieſser festgehalten wird. Hiernach scheint der Werth der Erfindung noch sehr fraglich, trotzdem angeblich schon viele Gieſsereien Englands die Einrichtung benutzen und dieselbe sich bewährt haben soll. Ein Arbeiter soll mit der Pfanne 300 bis 350k leichter handhaben können, als 3 Mann eine gewöhnliche Pfanne mit 100 bis 150k, was eine immerhin gröſsere Nutzleistung von etwa 800 Proc. ausmachen würde, ein Umstand, welcher sicherlich zur Einbürgerung der Pfanne führen wird, im Falle die angeblichen Vorzüge derselben sich als thatsächliche herausstellen sollten. Um metallurgische Schmelzöfen abzustechen, schlägt F. Weeren in Berlin (* D. R. P. Kl. 18 Nr. 39302 vom 7. Oktober 1886) folgende Einrichtung vor. An der Abstechstange a (s. Figur) ist am vorderen Ende eine Scheibe b befestigt, über welche sich ein Ganz- oder Halbcylinder c schieben läſst. Derselbe wird in der gezeichneten Stellung mit Stopfmaterial e (Lehm u.s.w.) gefüllt, so daſs letzteres eine aus c hervortretende Spitze bildet. Diese wird beim Schluſs des Abstiches in diesen hineingestoſsen, wobei der Cylinder c von dem den Abstich umgebenden Mauerwerk zurückgehalten wird und den Stopfen e freigibt, so daſs derselbe beim Zurücknehmen der Stange a im Abstich stecken bleibt. Textabbildung Bd. 266, S. 310