Document ID: /fineweb-2-swissfilter-quality_10-filterrobots/filtered/03634.jsonl.gz/2688

forlaufend
neuesten Fortschritte im Eisenhüttenwesen sind die angegebenen Grenzen und die Merkmale zum Teil stark verwischt worden. Schmiedeeisen z. B. wird in großen Massen in flüssigem Zustande erhalten und erscheint dann auf dem Bruche stahlartig. Die alte Einteilung genügte nicht mehr. Bei Gelegenheit der Weltausstellung in Philadelphia 1876 ist die umstehende Einteilung der Handelssorten des Eisens getroffen und seither allgemein angenommen worden. - Roheisen. - Darstellung. - Das Roheisen wird durch den Hohofenprozeß aus den Eisenerzen erzeugt.
Die wichtigsten Eisenerze sind: Magneteisenstein, hauptsächlich aus Oxyd und Oxydul bestehend, liefert im reinen Zustande 72% des besten Eisens. Von ihm stammt hauptsächlich das geschätzte schwedische E. her. Verbreiteter ist der Hämatit, Eisenoxyd, 70% Metall enthaltend, der bald als Eisenglanz, bald als Roteisenstein auftritt. Hauptfundorte für Eisenglanz sind Schweden, Lappland und die Insel Elba. Der Roteisenstein ist am meisten in Deutschland, Frankreich und England verbreitet; Bezeichnungen: roter Glaskopf und, bei Beimengungen von Thon, thoniger Roteisenstein.
Brauneisenstein ist dasselbe Oxyd, aber als Hydrat, mit chemisch gebundenem Wasser, darum nur 50-60 Gewichtsprozente Metall gebend. Bohnerz ist thoniger Brauneisentein ^[richtig: Brauneisenstein], der sich in Körnern von Erbsen- bis Bohnengröße in Süddeutschland, am Harz, der Schweiz, Südfrankreich abgelagert findet. Zu den Oxyden tritt auch ein Salz des Eisens, das kohlensaure Oxydul, das zwar nur bis 48% Metall ergibt, aber wegen seiner leichten Verhüttung doch gern verwendet wird. Es erscheint als Spateisenstein und in Form von Kugeln und Nieren als Sphärosiderit.
Hierher gehören in erster Linie der thonige Eisenstein und der Kohleneisenstein, welche für England die wichtigsten Erze bilden und fast 90% der ganzen Eisenproduktion ergeben. Der Letztere, bekannt unter dem Namen Blackband, läßt sich des bedeutenden Kohlengehaltes wegen leicht verhütten. Er enthält zwar nur 35-40% Eisen. Da aber beim Rösten des Erzes gewöhnlich das Gewicht auf die Hälfte herabsinkt, so entsteht doch ein sehr eisenreiches Erz. Ein andres aus Oxydhydrat bestehendes Erz ist das Sumpferz oder der Raseneisenstein, dasjenige Eisen, welches die Natur nicht nur wachsen ließ, sondern fortgehend noch läßt.
Wenn Quellen sich auf ihrem unterirdischen Laufe mit Kohlensäure sättigen oder durch Verwesung organischer Substanzen entstandene Säuren aufnehmen, so sind sie dadurch befähigt, von den kleinen Eisenerzpartikeln, welche überall im Boden verbreitet sind, etwas aufzulösen. Zu Tage getreten, lassen diese schwachen Eisenwässer das Lösungsmittel verdampfen und demzufolge das Eisen als roten Oxydschlamm ausfallen, der allmälig Steinhärte annimmt. Hauptvorkommen des Raseneisensteins: beinahe auf der ganzen norddeutschen Tiefebene, in der Lausitz, Schlesien, Bruchberg im Harz, in Holland, Dänemark, Rußland.
Die Eisenerze sind niemals rein, d. h. nur allein Verbindungen von Eisen mit Sauerstoff etc. Ganz abgesehen von den fast immer vorhandenen verschiednen Gesteinsarten, die durch die Verhüttung entfernt werden, finden sich meist noch Beimengungen von andern Metallverbindungen (von Mangan, Kupfer, Nickel etc.) oder von Silicium- oder Phosphorverbindungen, welche in einzelnen Fällen dazu dienen können, ein bestimmtes Produkt, ein Eisen von bestimmter Beschaffenheit, entstehen zu lassen, welche aber auch, wenn sie in das Eisen übergehen, eine Verminderung der Qualität bis zur völligen Unbrauchbarkeit herbeiführen können.
Das Ausbringen des in den Erzen verlarvten Eisens im Hochofen geschieht, nachdem die Erze zuvor möglichst vom tauben Gestein geschieden, geröstet oder gewaschen worden, zwar im ganzen in einerlei Weise, doch modifiziert durch Beschaffenheit der zu verarbeitenden Erze und verschiedne andre Umstände. Nach dem Gehalt der Erze an fremden Stoffen bestimmen und bemessen sich die fast immer nötigen Zuschläge an Kalk, Flußspat etc., welche als Flußmittel dienen, nicht für das Metall selbst, sondern für die Schlacken, die immer aus den fremden Stoffen der Erze, aus der Asche des Brennmateriales und allerdings auch aus nicht geringen Mengen Eisenoxyden sich nebenbei als eine Art unreiner Glasflüsse bilden.
Eine angemessene Schlackenbildung gehört aber zur Sache; bildet das erste Reinigungsbad des Metalles. Das Ausbringen geschieht heutzutage mit wenig Ausnahmen in Hochöfen durch Kohks, Steinkohlen und Anthracit, selten Torf, denn die seit Anbeginn verwendete Holzkohle, welche das reinste E. ergibt, ist nachgerade selten geworden und nur noch in waldreichen Ländern wie Schweden und Norwegen in vollem Gebrauch. Die Benennung Holzkohleneisen dient daher einer Ware als sehr gute Empfehlung.
Das nächstgute Brennmaterial ist Kohks, durch Feuer bereits gereinigte Steinkohle, dann Steinkohlen. Der Hochofen ist ein dicker runder Turm, dessen Hohlraum etwas unter der Mitte am weitesten ist; er wird oben durch einen eisernen mit Abführung für die Verbrennungsgase versehenen Hut geschlossen. Erze mit ihren Zuschlägen und Brennmaterial in abwechselnden Schichten füllen den Ofen bis nahe zur oberen Mündung (Gicht) und werden durch Nachschütten beständig ergänzt, sowie der Satz zusammensinkt.
Beständig arbeitende Gebläse führen erhitzte Luft ein, welche an der engsten Stelle nahe über dem tiefsten Punkt des Innern eintritt. Dort findet die größte Wärmeentwicklung statt. Die Umsetzungen, die durch die gewaltige Hitze erregt und unterhalten werden, laufen in der Hauptsache darauf hinaus, daß die Kohle des Brennstoffes dem Eisenerz den Sauerstoff entreißt, während das nunmehr gediegene Metall seinerseits Kohlenstoff aufnimmt und dadurch zu flüssigem Roheisen wird, das aber aus den Erzen, den Zuschlägen, den Steinkohlen immer noch andre Elemente, Schwefel, Phosphor, Silicium, Mangan etc. aufnimmt. Die Arbeit eines Hochofens dauert, wenn nicht politische oder geschäftliche Konjunkturen ihn zum Erlöschen bringen, ununterbrochen fort, bis eine Hauptreparatur sich nötig macht, was nach einem Jahre, oder auch erst nach einer längeren Reihe ¶
forlaufend
von Jahren eintreten kann. Während dem gibt der Ofen beständig Eisen, welches zu kleinem Teile gleich in Formen gegossen wird; es geschieht dies für große Maschinenteile und andre Stücke, die aus gröberer Masse bestehen können (Hochofenguß). Abgesehen hiervon erzeugen die Hochöfen verkäufliches Roheisen. Das im Eisenkasten des Hochofens sich sammelnde flüssige E. wird 2-3 mal des Tages abgestochen, d. h. durch das an tiefster Stelle befindliche Stichloch abgezogen, und fließt in flache eiserne oder in Sand hergestellte Formen.
Die erstarrten Blöcke führen die Bezeichnung Flossen und Gänze; die erstem sind muldenförmig, die andern 1-1,3 m lange, armstarke Barren. Das Roheisen selbst fällt je nach Umständen verschieden aus und bildet zwei Hauptkategorien, weißes und graues. Das erstere entsteht bei mäßiger Hitze und kommt dickflüssig aus dem Ofen. Seine weiße Farbe zeigt an, daß aller aufgenommene Kohlenstoff in der Masse chemisch gebunden ist. Graues dünnflüssiges Roheisen bildet sich stets bei großer Ofenhitze. Es ist bedeutend weicher als das weiße Roheisen.
Der Kohlenstoff scheidet sich beim Erstarren zum Teil in Form feiner Graphitschüppchen aus, wodurch die graue Färbung entsteht. Durch rasches Abkühlen des Gusses wird die Gelegenheit zu dieser Ausscheidung abgeschnitten und das graue E. erscheint dann mit weißer Kruste und ist äußerlich so hart wie jenes. Man benutzt dies Verhalten bei dem sog. Hart- oder Schalengusse zur Erzeugung harter Blechwalzen, Reifen für Eisenbahnräder, Schienenkreuzungen, Geschosse für Artillerie etc. Solche Güsse werden in metallenen Formen ausgeführt, welche das Eisen außen rasch erstarren lassen. - Schweiß- und Flußeisen. - Herstellung. - Dies E. wird entweder direkt aus den Erzen oder aus dem Roheisen durch Entziehung von Kohlenstoff hergestellt.
Die direkte Verarbeitung der Erze auf Schmiedeisen ist vielfach versucht, aber wenig in dauernde Anwendung genommen worden, weil nur reine, reiche und leichtflüssige Erze brauchbar sind, weil der Brennmaterialaufwand und der Verlust an E. durch Verschlackung ein sehr großer war. Dennoch liefert dieser Weg ein vorzügliches, zähes E. In neurer Zeit hat Siemens ein Verfahren angegeben, welches günstigere Betriebsresultate aufweist. Das Eisenerz wird in einem rotierenden, einem liegenden Faß ähnlichen Ofen eingeschmolzen; die Zuschläge sind so gewählt, daß eine basische Schlacke entsteht. Die Reduktion der Erze - d. h. die Verbrennung des Sauerstoffes derselben, erfolgt durch Zufügung von Steinkohle. Das gebildete E. ist sehr rein, da die Verunreinigungen in die Schlacke gehen. - Die Umwandlung des Roheisens in Schmiedeisen (das Frischen) erfolgt entweder im Herd oder im Puddelofen (Herdfrischen und Puddelfrischen oder Puddeln).
Weiße Roheisensorten stehen hierzu fast ausschließlich in Verwendung. Bei dem Herdfrischen wird das Roheisen mittels Holzkohlen- oder Holzfeuer unter scharfem Gebläsewind niedergeschmolzen, wobei ein Teil des Eisens oxydiert und der Kohlenstoff nach und nach verbrennt. Dadurch, daß man das E. wiederholt der höchsten Glut und dem Winde aussetzt, entsteht ein Klumpen (Luppe) Schmiedeeisen von teigartiger Beschaffenheit, den man sofort unter Hämmern behufs Verdichtung und Entfernung der Schlacke zu Stangen oder Schienen ausschmiedet.
Das durch Herdfrischen erzeugte E. ist hart, körnig, zähe und dicht; letzteres namentlich, weil es mit wenig Schlacke in Berührung kam. Zur Herstellung muß ein sehr reines Roheisen verwendet werden, weil bei dem Prozeß namentlich Phosphor und Schwefel nur zu ganz geringen Teilen ausscheiden. Durch Herdfrischen kann man nur kleine Eisenmengen gewinnen; die Herstellungskosten fallen des teuren Brennmaterials wegen ebenfalls hoch aus. Aus diesen Gründen ist von den meisten Orten seit langer Zeit schon das Puddeln betrieben worden, wobei die Verwendung geringerwertiger Brennmaterialien und die Erzeugung größerer Massen E., allerdings nicht von gleicher Güte, möglich ist.
Das Roheisen wird durch glühende Gase und darüber streichende Flammen in einem mit flacher muldenförmiger Vertiefung versehenen Ofen eingeschmolzen und mit viel Schlacke, welche reich mit Eisenoxydoxydul durchsetzt ist, bedeckt. Der Sauerstoff des Letzteren verbrennt den Kohlenstoff des Roheisens. Beständiges Umrühren der geschmolzenen Masse ist notwendig, um die Entkohlung gleichmäßig zu machen. Das E. ballt sich allmählich zu kleinen Brocken und Körnern zusammen, die man durch Rollen und Walzen zu größeren Luppen, welche ein schwammartiges Aussehen zeigen, vereinigt.
Diese werden sofort unter besondren Maschinen oder unter Dampfhämmern verdichtet, wodurch die in großen Mengen vorhandene Schlacke ausgepreßt wird, und unter Walzen zu Rohschienen ausgereckt. Die erpuddelten Rohschienen sind nie so dicht und ganz als die durch Herdfrischen gewonnenen. Die große Menge Schlacke läßt sich nicht mit einem Male so vollkommen entfernen. Erst durch wiederholtes Zusammenschweißen, Überschmieden oder Auswalzen der Rohschienen entsteht ein brauchbares Schmiedeisen. - Das Puddeln (Durchrühren) ist eine sehr schwere Arbeit; viele Versuche sind gemacht worden, dieselbe auf mechanischem Wege zu verrichten (Rührvorrichtungen, rotierende Puddelöfen). - Das Puddeln hat gegenwärtig lange nicht mehr die Bedeutung, wie noch vor 10 und 20 Jahren.
Seitdem Bessemer gezeigt hat, wie Stahl und nach den neuesten Erfahrungen auch Flußeisen in großen Massen billig hergestellt werden kann, sind tausende der Puddelöfen zum Stillstand gekommen. An dieser Stelle muß auch das schmiedbare (getemperte, adouzierte) Gußeisen einen Platz finden. Wenn man Gegenstände, die aus halbiertem Gußeisen mit Schmiedeisenzusatz gegossen sind, mit Sauerstoff abgebenden Substanzen (Hammerschlag, gepulverter Roteisenstein) andauernd glüht, so wird dem Gußeisen allmälig der Kohlenstoff entzogen. Es geht durch Stahl über in weiches, nicht härtbares Schmiedeisen, welches zähe und biegsam ist, sich sehr leicht bearbeiten, bei bester Qualität auch schweißen läßt. Das Tempern eignet ¶