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zusammengehalten wird, daß das schließlich erzielte Produkt sich selbst bei nahezu vollständiger Entkoh- lung im flüssigen Zustand befindet und sich daher gießen läßt. Die Konstruktion der Bessemerbir- nen ist auf Taf. II durch [* 1] Fig. 9 und 11 veranschau- licht. Die Birne ist aus Eisenblech hergestellt und mit feuerfester Masse (Kieselsäure mit etwas Thon) ausgefüttert. Die Windzuführung erfolgt stets durch eine der hohlen Achsen (3 in [* 1] Fig. 11). Die an den entgegengesetzten vollen Zapfen [* 2] angreifende mcchan.
Kippvorrichtung besteht der Regel nach in einer ein Getriebe [* 3] umdrehenden Zahnstange. Zur Erzeugung des erforderlichen Windstroms dient eine Gcbläse- maschine von 200 bis 250 Pferdestärken. Falls die Vesfemerhütte mit einer Hochofen- anlage verbunden ist, kann das übergare Roheisen direkt aus dem Hochofen in die Konverter geleitet werden; ist diese Verbindung nicht vorhanden, so wird das Roheisen in Flamm- oder Kupolöfen ge- schmolzen. Der Konverter muß vor Beginn des Prozesses durch KoksheiZuug gut vorgewärmt und hierauf entleert worden siün.
Durch Ingangsetzung des seine Achse bewegenden Mechanismus wird der- selbe so geneigt, daß die Konvertermündung in der Horizontalebcne der Achsen steht; hierauf wird das Zuleitungsgerinne angeschoben, der Schmelzofen [* 4] ab- gestochen, und das Roheifcn fließt in den Konver- ter. Nach dem Zurückziehen des Zuleitungsgerinnes hebt fich der Konverter und zugleich wird Wind ge- geben, damit keine Verstopfung der im Boden des Konverters befindlichen Winddüsen eintreten kann.
Der hochgepreßte Wind durchdringt das flüssige Roheisen, und die glühenden Gase [* 5] entströmen der Konverteröffnung, untermischt mit Funken, aber ohne eigentliche Flamme. [* 6] Man nennt diese Periode die oes Feinens oder der Schlackenbildung', durch dieOxydation bildet sich aus Silicium, Mangan und Eisen [* 7] eineFerromanganosilicat-Echlacke. Nach etwa 5-6Minuten steht man eine leuchtendeFlamme. Das aus dem Eisen entweichende Kohlenoxyd be- dingt ein noch vermehrtes Wallen der Masse; der Funken- und Schlackenauswurf wird lebhafter, die Flamme allmählich lichter und länger, auch das Geräusch des durchströmenden Windes stärker; im Spektrum der Flamme zeigen sich grüne Streifen.
Diese Periode (Koch- oder Eruptionsperiode) hat meist die längste Dauer, etwa 15 Minuten. Das Robfrischcn geht in die Garfrifchperiode über; die Flamme wird bläulichweih und viel kürzer. Bei Beginn dieser Periode schleudert ein kräftiger Arbeiter Abfälle von Bessemereisen in den Konver- ter, die in wenigen Sekunden dem weihflüssigen Me- tall beigemengt sind. Die kurze, fast durchsichtig werdende Flamme und noch sicherer die Beobach- tung des Manganoxyd-Spoktrums zeigt dem leiten- den Ingenieur die Beendigung der Entkohlung an. Der Konverter macht dann wieder die Drehung, das Gebläse [* 8] ruht einige Sekunden, die Rinne wird in die Mündung eingerückt und bringt die zur teil- weisen Kohlung und somit zur Veredelung des Pro- dukts erforderliche Menge geschmolzenen Spiegel- eisens; der Konverter nimmt dieselbe auf und er- hebt sich unter gleichzeitiger Zuführung des Windes wieder, um nach einigen Sekunden abermals zu sinken, da alsdann der Prozeß beendet ist. Der hy- draulische Kran [* 9] ^ (Taf. II, [* 1] Fig. 9) bringt die Pfanne N, gleichfalls gut vorgewärmt, zum Kon- verter; der letztere wird weiter gedreht und entleert den weißheißen, dünnflüssigen Inhalt in die Pfanne.
Man läßt hierauf die wie kochend erscheinende, blasenwerfende Masse etwas zur Ruhe kommen, läßt sodann den Kran fich heben und führt die Pfanne über die erste der im Kreise [* 10] aufgestellten eisernen Formen (Coquillen), in die durch Heben des im Boden der Pfanne angebrachten konischen Pfropfens der Inhalt derselben fließt. Die Coquillen werden der Reihe nach gefüllt, bis die Schlacke, die man an einer mehr rotgelben Farbe erkennt, aus- zufliehen beginnt, worauf man diese in die Grube laufen läßt.
Die Taf. II, [* 1] Fig. 10 zeigt die Einrich- tung einer Bessemerbütte. Ein dem Bessemerprozeß anhaftender großer Übelstand war früher der, daß durch denselben der Phosphorgehalt der Erze nicht genügend entfernt werden konnte, wodurch bei dem Mangel an ge- nügenden Mengen phosphorfreier Erze die Aus- dehnung des Verfahrens gehindert wurde. Erst durch das 1879 von T h 0 m a s erfundene Entph 0 s - pH orungsv erfahren ist es möglich geworden, auch sehr phosphorhaltiges Eisen in den Bessemer- birnen zu verarbeiten.
Der Schwerpunkt [* 11] des Ver- fahrens liegt in der Herstellung basischer Konver- terfutter. Die hierzu dienenden Ziegel werden er- halten durch starkes Glühen von Dolomit oder Magnesit, der mit Steinkohlenteer, Wasserglas oder Thon vermengt wird. Der Phosphor oxydiert sich erst am Schluß des Prozesses nach der Entkohlung uud findet sich dann in den abfallenden Schlacken (Thomas schlacken), die wegen ihres Phosphor- säuregehalts als Düngemittel verwertet werden. V. Erzeugung von Schmiedeeisen durch Glühen von Gußeisen in oxydierenden Pulvern.
Dieses Verfahren, das sog. Glüh- frischen oder Tempern, gründet sich auf die Ent- kohlung des festen Roheisens in der Glühhitze und wird bei Gußwaren angewendet, um ihnen ohne wesentliche Formveränderungen die Eigenschaften des schmiedbaren Eisens zu verleihen. Die Herstellung schmiedbaren Eisengusses scheint sehr alt zu sein, da sich beispielsweise an den großen Thüren der Kirche von Notre-Dame in Pa- ris und der Kathedrale von Amiens [* 12] derartige Be- schläge finden, die allem Vermuten nach aus dem 14. Jahrh, stammen. Im 15., 16. und 17. Jahrh, wurden zahlreiche Arbeiten in schmiedbarem Guß- eisen ausgeführt, doch ging die Kenntnis der Her- stellungsweise derselben mehrfach verloren und wurde in der Folge von neuem erfunden. 1829 wurde dasselbe zuerst in Traisen bei Lilienfeld in Österreich [* 13] wieder eingeführt.
Gegenwärtig werden auf zahlreichen Werten Deutschlands, [* 14] Englands und Frankreichs schmiedbare Gußwaren angefertigt. Bei der Herstellung wird als Glühmittel haupt- sächlich pulverisierter und möglichst quarzfreier Rot- eisenstein verwendet; das Glühen selbst erfolgt in Glühtöpfen, in denen die Gußwaren in einem Ofen langsam bis zur Kirschrotglut erhitzt werden. Selbst- verständlich ist die Dauer dieses Prozesses je nach der Größe der betreffenden Gußwaren verschieden. Schmiedbares Gußeisen fällt namentlich für kom- pliziertere Formen viel wohlfeiler als eigentliches Schmiedeeisen aus. Andererseits stellt man aus schmiedbarem Gußeisen auch die einfachsten Handels- waren her, wie Nägel, [* 15] Haken, Handwerkszeug, Ge- schirre, Öfen, [* 16] Wagenbeschläge und andere Gegen- stände, an denen man leicht einzelne Teile durch Bearbeitung unter dem Hammer [* 17] nachträglich in der Form verändern kann. ¶
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0. Darstellung von Erzstahl durch Zu- sammenschmelzen vonRoheisenmit Eisen- erz oder Eisenoxyd. Obwohl dieses Verfahren schon längere Zeit bekannt war, gelangte es erst 1855 durch Uchatius zur fabrikmäßigen Aufnahme; dasselbe ist noch heute, weun auch nur in geringem Maß, in Anwendung, z. B. auf dem schwed. Werke Wikmanshyttan. Während Uchatius 100 Teile Roheisen, 24 Teile gerösteten Spateifenstein uud 1 ^2 Teile Braunstein zusammenschmolz, verwendete Breant an Stelle des Erzes durch Glühen oxydierte Schmiedeeisenspäne.
III. Erzeugung von Stahl aus Schmiedeeisen. ^. Kohlung des Schmiedeeisens durch Glühen mit Kohle. Wenngleich bei allen früher besprochenen Frischprozessen die Möglichkeit gegeben ist, durch rechtzeitige Unterbrechung der Entkohlung ein schmiedbares Eisen von beliebig hohem Kohlen- stoffgehalt herzustellen, so ist es doch einesteils zu schwierig,den richtigen Zeitpunkt zu erkennen, andern- teils tritt hierbei der Übelstand auf, daß es bei der Er- zeugung kohlenstoffreichen Eisens bei weitem nicht so gut'gelmgt, schädliche Bestandteile, namentlich Phos- phor und Schwefel, abzuscheiden, als wenn die Ent- kohlung bis nahezu zur Vollständigkeit fortgeführt wird.
Man hat daher schon früh angefangen, in Fällen, wo ein kohlenstosfreiches Eisen gewünscht wurde, zunächst ein kohlenstoffarmes Produkt her- zustellen und diesem den erforderlichen Kohlenstoff- gehalt hinzuzufügen. Zu diesem Zweck wird Schmiede- eisen in Pulvern geglüht, die an dasselbe Kohlen- stoff abgeben. Hierher gehört die Erzeugung von Cementstahl und das Einsetzen. Der Cement- stahl wird durch Glühen schmiedeeiserner Flachstäde (reines Feinkorneisen) in Holzkohle hergestellt; die Dauer des Glühens beträgt bei einem Größenver- hältnis der Stäbe von etwa 78X20 mm 9-10 Tage.
Der so erhaltene Stahl zeigt an seiner Ober- fläche kleinere oder größere Blasen (Blasen stahl) und wird durch Umschmelzen oder Auswalzen ge- dichtet. Das Einsetzen ist dem Wesen nach nichts anderes als ein Cementieren fertiger Schmiedeeisen- stücke auf eine gewisse Tiefe. Feinkorneisen und be- sonders adoucierter Guß (s. Adoucieren) cementiert hierbei leichter als sehniges Schmiedeeisen. L. Kohlung des Schmiedeeisens durch Iusammenschmelzung mit Roheisen.
Von größerer Wichtigkeit als das vorbeschriebene Ver- fahren ist die Stahlbildung aus Schmiedeeisen durch Verfchmelzcn mit Kohle oder mit Roheisen. In Indien wird aus dem durch Rennarbeit gewonne- nen Schmiedeeisen mit Beigabe von Holzspänen und Blättern in kleinen Tiegeln ein Stahl erzeugt, der unter dem Namen Wootz (s. d.) berühmt ist. Da die Schmelzung eine unvollkommene ist und nach derselben noch ein anhaltendes Glühen des Stahls stattfindet, zeigt sich das Produkt als ein Gemenge verschieden stark gekohlten Eisens, das, zu Messern u. s. w. ausgeschmiedet und geätzt, oft sehr hübsche Zeichnungen aufweist (s. Damascieren). Künstlicher Damast stahl wird dargestellt durch Zusammenschmelzen von weichem Eisen mit Kohle, Wolfram-, Nickel-und Manganverbindungen; auch durch Schmelzen von Schmiedeeisen mit 2 Proz. Kohle wird ein Damaststahl erhalten. - Der Parrystahl wird durch Schmelzen von Schmiede- eisenabfällen im Kupolofen [* 19] und hierauf folgendes Bessemern erhalten.
Wenn man Schmiedeeisen mit reinem Roheisen in entsprechenden Mengenverhält- Vrockhaus' Konversations-Loxikon. 14. Aufl.. V. nissen zusammenschmilzt, erhält man Stahl. Nicht selten werden hierbei, um den richtigen Kohlungs- grad zu erreichen, oxydierende Zusätze, als Hammer- schlag, geröstete Erze u. s. w., mit verwendet; der Prozeß ist dann der Erzstahlbereitung ähnlich. Hier- her gehört die von Mushet eingeführte Kohlung des Bessemerstußeisens durch Spiegeleisenzusatz.
Erfolgt das Zufammenschmelzen von Roh- und Schmiede- eisen in Tiegeln, so heißt das Produkt Tiegel- Flußstahl; geschieht dasselbe in Flammöfen (Siemensschen Regenerativöfen), so erhält man Flammofen-Flußstahl oder Martin-Stahl. Martin gebührt das Verdienst, den Siemensschen Regenerativofen zum Zweck des Zusammenschmel- zens von Roh- und Schmiedeeisen zuerst benutzt und dadurch die Stahlerzeugung im Flammofen eigentlich erst ermöglicht zu haben, weshalb der ganze Prozeh auch Siemens-Martin-Prozeß genannt wird.
Bei demselben arbeiten gewöhnlich zwei Siemenssche Regenerativöfen zusammen. In dem ersten Ofen schmilzt man etwa 500 k^ Roh- eisen ein; im zweiten wird das Schmiedeeisen nahe zur Weißglut gebracht und dann in Mengen von etwa 200 kg in Zwischenräumen von 30 Minuten in den ersten übertragen, bis der Gesamtzusatz an Schmiedeeisen (bis 2400 kß) im Roheisenbao gelöst ist. Statt des Schmiedeeifenzusatzes kann auch Stahl genommen werden, in welchem Fall die Menge des einzuschmelzenden Roheisens eine geringere wird.
Man führt den Prozeß gewöhnlich so, daß durch den Schmiedeeisenzusatz sowie durch die oxydierenden Einflüsse der Flamme ein kohlenstoffärmeres Pro- dukt, als hergestellt werden soll, entsteht, und kohlt dasselbe dann durch Zusatz von Spiegeleisen oder Manganeisen (s. d.) entsprechend auf, worauf ab- gestochen wird. Der Siemens-Martin-Prozeh ge- währt bei wohlfeiler Anlage den wichtigen Vorteil, daß mit ihm bedeutende Mengen alten Materials, z. B. alte Eisenbahnschienen, gleichviel ob Stahl oder Eisen, aufgearbeitet werden können; dabei ist das Produkt dieses Prozesses wenig teurer als das Vessemereisen und kann leichter von bestimmter Be- schaffenheit erhalten werden. Je nach der Art und Beschaffenheit der verwendeten Materialien wird der Prozeß in mannigfacher Weise abgeändert.
Durch Anwendung eines basischen Futters hat man in neuester Zeit, entsprechend dem basischen Verfahren beim Bessemerprozeß, auch phosphorreichesRoheifeu resp. Erz im Martinofen zu einem gut schweißbaren Fmßeisen resp. -Stahl zu verarbeiten gelernt. Einen Martinofen mit Regenerativgasfeuerung zeigen Taf. III, [* 18] Fig. 1 u. 2. Der Herd ^ ist nach dem Stichloch 3 zu etwas geneigt. Die Kammern NN liegen unter dem Herd und werden in der üblichen Weise abwechselnd mit den vom Herd abziehenden Verbrennungsgasen und der Verbrennungsluft einerseits und den Generatorgasen andererseits durch die Wechselklappen ^V verbunden.
Gas und Luft treffen in der Höhe der Herdsohle zusammen und bilden eine sich über den ganzen Herd ergießende Flamme, die das Eisenbad auf die uötige hohe Tem- peratur briugt. Durch die Arbeitsöffnung 0 wird dasselbe umgerührt. Der Abstich erfolgt dann, wenn die entnommene Probe die gewünschten Eigenschaf- ten hat. Das flüssige Produkt läuft durch die Rinne in die betreffenden auf dem Wagen vorgefahrenen Gußformen [* 20] oder in eine größere Gießpfanne, [* 21] die mittels Kran nach den einzelnen Formen bewegt wird. Der im Arsenal zu Woolwich befindliche 59 ¶