LXXX. Ueber die Eisenfabrication, insbesondere den Hohofenbetrieb in Großbritannien. Auszug des Werkes von dem Ingenieur W. Truran: The Iron Manufacture of Great Britain, theoretically and practically considered. London 1855. Ueber die Eisenfabrication, insbesondere den Hohofenbetrieb in Großbritannien. Eisenerze in Großbritannien. – Die die Steinkohlenformation begleitenden Eisenerze sind je nach ihrem verschiedenen Vorkommen in den Kohlenflötzen in Beschaffenheit und Eisengehalt sehr verschieden. Aus den Thoneisensteinen (argilaceous ores) werden jetzt die besten Eisensorten fabricirt. Sie finden sich besonders häufig in den Südwaleser Steinkohlendistricten, kommen aber auch in den meisten übrigen vor. Der mit ihnen vermengte Thon beträgt jedoch nicht so viel als die Sandmenge, und in manchen Erzen dieser Art findet sich nicht über ein Procent Thon. Das Kohleneisenerz, aus welchem in Schottland das meiste Roheisen producirt wird, ist eine neuere Entdeckung; das black band – die schwarze Schicht – in der sie vorkommen, blieb unberücksichtigt, bis Mushet auf ihren Werth aufmerksam machte. Der Kohleneisenstein findet sich in den untersten Schichten der Steinkohlenformation, liegt zum Theil auf dem Bergtalkstein, und ist mit demselben vermengt. Das Erz enthält fast soviel Kalk, daß derselbe zur Schlackenbildung im Hohofen hinreicht; es läßt sich auch leicht zu Gute machen, obgleich es nicht so reich ist als der Thoneisenstein und auch nicht das beste Eisen gibt. – Der rothe Glaskopf in Lancashire und Cumberland bildet das reichste Eisenerz in Britannien, und Hr. Truran ist der Meinung, daß wenn man dasselbe erst besser zu behandeln gelernt hat, es sich als das schätzbarste Material erweisen wird; jetzt wird dasselbe nur mit ärmeren Eisensteinen zusammen verschmolzen. – Die Kieseleisensteine, von denen neuerlich in Northampton und in Yorkshire bedeutende Lagerstätten entdeckt wurden, sind bisher noch nicht viel benutzt worden, auch ist das daraus dargestellte Eisen von geringer Beschaffenheit. Die große Leichtigkeit aber, mit der diese Erze gewonnen werden können und ihr großer Eisengehalt, begründet die Annahme, daß sie in der Folge sehr werthvolle Ergänzungen der Materialien zur englischen Eisenfabrication bilden werden. Rösten der Eisenerze. – Der erste Proceß, welchem die Eisenerze unterworfen werden, besteht bekanntlich im Rösten. Auf den besten Eisenwerken wird er in hierzu construirten Oefen ausgeführt, sehr häufig aber auch noch in der freien Luft (in offenen Oefen). Bei dem letztern Verfahren werden zwar Anlagekosten erspart, der Proceß selbst ist aber sehr unvollkommen, und Hr. Truran zeigt, daß sowohl in Beziehung auf Brennmaterial als auf Arbeitslöhne, die Anwendung von Oefen entschieden vortheilhafter ist. Die Ofenröstung kostet auf die Tonne (20 Cntr.) Erz 6 Pence (5 Sgr.) weniger als die Haufenröstung. Eine Ersparung von 6 Pence per Tonne bei der Vorbereitung eines 32 Proc. Eisen haltigen Erzes entspricht nahezu 1 Shilling 7 Pence (15 2/3 Sgr.) auf die Tonne Roheisen. Außerdem sind die Oefen wirksamer und das in solchen geröstete Erz erfordert bei seiner Verschmelzung im Hohofen weniger Brennmaterial und das erzeugte Roheisen ist besser. Hr. Truran (welcher bloß praktischer Hüttenmann ist, daher sein Werk in wissenschaftlicher Hinsicht sehr viel zu wünschen übrig läßt) beschreibt die Construcion der Hohöfen und ihrer Nebenapparate sehr genau, und eben so genügend sind die verschiedenen Verfahrungsarten beim Aufgeben der Brennmaterialien, Zuschläge und Erze beschrieben. Anblasen der Hohöfen. – Das Anblasen ist ein sehr schwieriger Proceß, welcher große Aufmerksamkeit und viel Zeit beansprucht, indem alle Versuche ihn abzukürzen fehlgeschlagen sind. Hr. Truran sagt über diesen wichtigen Proceß und die Folgen einer Uebereilung Folgendes: „Nachdem Alles zum Einlassen des Windes durch die Formen in den Ofen vorbereitet ist, wird derselbe angeblasen (blown-in). Anfänglich haben die Düsenöffnungen einen geringen Durchmesser, jedoch können hierüber keine allgemeinen Regeln gegeben werden, und man findet hinsichtlich der Düsenweite bei den Hohöfen eines und desselben Werks nicht unwesentliche Verschiedenheiten. Bei Anwendung ähnlicher Erze und Brennmaterialien, die in Oefen mit denselben inneren Dimensionen verschmolzen werden, sollte jedoch der Durchmesser der zuerst eingesetzten Formen und der das Ende der Windleitungen bildenden Düsen in einem gewissen Verhältniß zu denjenigen stehen, die beim vollen Betriebe des Ofens benutzt werden. Wir haben den Versuch gemacht, zu einem bestimmten Verhältniß zu gelangen, und aus den Dimensionen der Düsen die zum Anblasen von eilf Hohöfen angewendet wurden, fanden wir, daß der Querschnitt der Düsen, durch welche der Wind in der ersten Betriebsperiode in den Ofen geführt wird, ein Fünftel von dem Querschnitt der zuletzt angewendeten Düsen beträgt. Bei einem solchen Verhältniß wird ein schlechter Erfolg und eine spätere Beschädigung des Ofens vermieden. Bei einem Hohöfen, dessen innere Räumlichkeit 275 Kubikyards (1 Yard = 3 Fuß) beträgt und der mit 4zölligen Düsen betrieben werden soll, erhalten die zuerst eingesetzten Düsen eine Oeffnung von 1 3/4 Zoll. Nachdem damit etwa 30 Stunden geblasen worden ist, werden sie durch 2 1/4 Zoll weite ersetzt, die am Schluß des dritten Tages mit Düsen von 2 3/4 Zoll vertauscht werden. Nach zehn Tagen kann man Düsen von 3 1/4 und nach drei Wochen vom ersten Blasen an, solche von 3 5/8 Zoll Weite einsetzen. Die volle Weite wendet man erst nach vier oder fünf Wochen an. Beim Anblasen sowohl der mit Kohks als der mit rohen Steinkohlen betriebenen Hohöfen werden stets Kohks angewendet; man kann jedoch in dem letztern Falle rohe Kohlen nehmen, sobald das Gebläse angegangen ist. Die anfänglichen Erz- und Kalksteinsätze müssen etwa zehn Tage lang unverändert gelassen werden, in welcher Zeit der Ofen von 400 auf 450 Gichten per Woche gelangt. Dann kann man jede Gicht um 6 Cntr. geröstetes Erz und um 2 1/8 Cntr. Kalkstein erhöhen und auf ein gleiches Gewicht Kohlen setzen. Mit diesen Sätzen gehen in der ersten Woche nach der Steigerung etwa 400 Gichten, die aber in der dritten und vierten Woche bis auf 650 oder 700 steigen. Soll der Ofen auf Frischroheisen betrieben werden, so darf man mit dem Erzsatz nicht eher steigen, als nachdem er drei oder vier Wochen auf graues Gießereiroheisen mit gutem Erfolge gearbeitet hat. Nachdem Wind eingelassen worden ist, schreitet der Hohöfner zum Ausarbeiten des Herdes unterhalb der Formen, welcher die Schlacken aufzunehmen hat. Letztere erscheinen etwa 12 Stunden nach dem Anblasen. Nach 24 Stunden wird der Herd bis zu der Ebene des Einschnittes in der Wallsteinplatte angefüllt seyn, und nach drei Tagen werden sie durch diese Oeffnung in die Kasten abfließen, mittelst deren sie aus der Hütte geschafft werden. Das Roheisen wird etwa 10 Stunden nach den Schlacken erscheinen und sich im Herde zum Belang von 3 bis 3 1/2 Tonnen (à 20 Cntr.) in 60 Stunden nach dem Anblasen sammeln, worauf es abgestochen wird. Etwa 18 Stunden später erfolgt ein anderer Abstich von etwa 2 Tonnen, und von dieser Zeit ab wird in den gewöhnlichen Perioden, d.h. alle 12 Stunden oder öfter abgestochen. Die Menge des Roheisens bei jedem Abstich steigt von den erwähnten 2 Tonnen, beim zweiten Abstich bis auf etwa 5 Tonnen in der vierten Woche. Die erste Wochenproduction nach dem Anblasen beträgt etwa 22 Tonnen, die zweite 38 Ton., die dritte 55 Ton., während in der vierten nicht viel weniger als 80 Tonnen fallen werden. Bei vollem Satz und wenn das Gebläse in vollem Betriebe ist, d.h. 10 oder 12 Wochen nach dem Anblasen, wird die durchschnittliche Production 110 Tonnen (? 200 Cntr.) betragen. Eine größere Roheisenmenge kann bei Oefen der erwähnten Größe, aus den gewöhnlichen Thoneisensteinen, besonders wenn graues Gießereiroheisen erblasen werden soll, gegenwärtig nicht erlangt werden. Das Steigern der Production eines Hohofens kann nur sehr nachtheilig für die nachfolgende Betriebszeit seyn, und es werden auf diese Weise jetzt viele Hohöfen sehr bald zu Grunde gerichtet; die Gewinnsucht überwiegt alle Rücksicht auf die unvermeidliche Zerstörung der Rast und des Herdes. Das Blasen erfolgt mit weiten Düsen, der Ofen wird mit weichen oder gerösteten Erzen, nebst Schweißofen- oder Feineisenherdschlacken besetzt. Man erhält daher nothwendig weißes Frischroheisen und dunkle, fressende Schlacken. Einige Wochen lang ist die Production bedeutend dann aber läßt sie nach und es wird sehr schwierig, den Betrieb in einem guten Gange zu erhalten. Man macht nun Veränderungen in den Gichtsätzen, die Windmenge wird vermindert und der forcirte Betrieb eine Zeit lang nothwendig aufgehoben, um die Nachtheile zu verbessern, welche ein mäßigerer Betrieb gänzlich verhindert haben würde. Nachdem der veränderte Betrieb einige Wochen lang geführt worden ist, hat sich der Zustand des Ofens wieder verbessert, und obgleich er wesentlich beschädigt worden ist, so kann er doch noch lange im Betriebe erhalten werden. Gewöhnlich wird aber der übersetzte Betrieb so lange fortgeführt; bis die Rast gänzlich zerstört ist, der Herd auch sehr gelitten hat und die Ziegelsteinmauern rings um den Formen so dünn geworden sind, daß die Außenseiten ganz rothglühend erscheinen. Die Brust erscheint dann als eine Masse rothglühender Ziegelsteine, und durch dieselbe, so wie neben den Formen hindurch, bricht häufig die Flamme und beweist die Zerstörung des Gestelles. Die Ziegelsteine sind in der Schlacke kaum zu erkennen, und nach der Menge von Ziegeln welche mit den Schlacken herausgezogen werden, kann man den Grad der Zerstörung bemessen. Der Herdboden kann durch den Vorherd mit feuerfestem Thon reparirt werden, aber zu andern Theilen des Herdes oder zu der Rast kann man während des Betriebes nicht gelangen. Diese Umstände sollten wohl erwogen werden, wenn man einen neu angeblasenen Ofen zu einer hohen wöchentlichen Production nöthigen will. Dann tritt sehr leicht der Fall ein, daß sich die Production sehr bedeutend vermindert und das dargestellte Roheisen sehr schlecht wird; der Brennmaterialverbrauch per Tonne Roheisen steigt im umgekehrten Verhältniß zu der Productionsmenge, das Ausbringen aus dem Erz wird vermindert und eine dichte schwarze Schlacke fließt langsam aus dem Herde. Nach wenigen Wochen steigen die Productionskosten so bedeutend, daß das Ausblasen des Hohofens und das Einbringen eines neuen Gestelles das einzige Abhülfsmittel bleibt. Ein bemerkenswerthes Beispiel von einem solchen Beschleunigungssysteme ereignete sich vor einigen Jahren auf der Hütte zu Abersychan (in Wales). Es wurden gleich nach dem Anblasen so bedeutende Windmengen in den Ofen geblasen und der Erzsatz so hoch geführt, daß schon nach 14 Stunden ein Abstich von mehreren Tonnen Roheisen gemacht werden konnte. In der ersten Betriebswoche wurden 200 Tonnen producirt und dieß dauerte 14 Tage oder drei Wochen, als ein Rückgang der Art eintrat, daß nur 19 Tonnen in einer Woche erfolgten. Um dem Uebel abzuhelfen, brachte man die wöchentliche Production wieder auf 26 und nach und nach auf 100 Tonnen, jedoch mit einem weit geringeren Ausbringen, als dieß bei den anderen Oefen der Fall war. Das Einblasen von stark gepreßtem und vielem Wind zu Anfang des Betriebes, muß eine sehr nachtheilige Wirkung auf das Gestell- und Schachtmauerwerk eines Ofens haben. Bei einem großen Volum – ähnlich dem zu Abersychan angewendeten, wo nach wenigen Minuten die Hitze des schmelzenden Roheisens erreicht wurde, so daß dasselbe sehr bald im Herde erschien – und auch die Materialien in der Zone der Rast bald eine sehr hohe Temperatur erreichten, ist eine Zerstörung des Gestelles und der Rast unvermeidlich. Ziegelsteinmauerwerk kann einer so plötzlichen Wärmesteigerung nicht widerstehen und auch feuerfeste Steine bleiben dabei nicht unangegriffen. Wenn die Ziegelsteine sorgfältig angefertigt und gelegt worden sind, so wird die hohe Temperatur der aufsteigenden Gase die Steine aus ihrer Lage auflockern, und indem nun die niedergehenden Gichten an die hervorgetretenen Steine stoßen, werden dieselben noch mehr aus ihrer Lage gebracht und endlich gänzlich herausgerissen und mit in das Gestell und den Herd geführt. Diese Zerstörung der Schacht- und Gestellwände wird noch beschleunigt, wenn die Erze reich sind und es am Zuschlag fehlt. Bekanntlich geben die gewöhnlich in einem Ofen erzeugten Schlacken, wenn sie über Ziegelsteine fließen, denselben eine Glasur, wodurch sie sehr gegen die nachtheiligen Einwirkungen des Metalles geschützt werden. Dieses Glasiren wird aber sehr befördert, wenn man anfänglich nur wenig Wind in den Ofen bringt und eine zweckmäßige Beschickung anwendet) bei vielem Winde und hohem Erzsatz sind dagegen die Schlacken hitzig und fressend, enthalten viel Eisen, und das Mauerwerk bekommt eine so hohe Temperatur, daß die Glasirung nicht festhält und die Steine durch das Roheisen angegriffen werden. Die fressende Wirkung des flüssigen Metalles auf das ungeschützte Mauerwerk zeigt sich sehr deutlich durch die schnelle Zerstörung einzelner Theile des Herdes und des Gestelles gut betriebener Hohöfen. Die inneren Wände derselben unter und über der Ebene auf welche das Roheisen reicht, ehe es abgestochen wird, müssen alle sechs oder acht Tage mit feuerfestem Thone, der in die Löcher fest eingestampft wird, ausgebessert werden. Dieser frische Thon kann in den wenigen Stunden, die er von dem Eisen unbedeckt bleibt, nicht mit Glasur überzogen werden, und wird daher um so leichter zerstört, um wieder von Neuem reparirt werden.“ Anwendung erhitzter Gebläseluft. – Hr. Truran behauptet, daß dieselbe die ihr im Allgemeinen zugeschriebenen Wirkungen nicht hervorbringe; er sagt: „Die Wirkungen der erhitzten Gebläseluft sind ohne Zweifel sehr übertrieben worden, und die große Verminderung im Kohlenverbrauch, welche ihr zugeschrieben wurde, rührt gewiß großentheils von anderen Verbesserungen der Hohofenconstruction und des Hohofenbetriebes her. Auf der Dowlaishütte (in Südwales) wurde z.B. im Jahre 1791 die Tonne Roheisen mit nachstehenden Materialmengen erblasen: Steinkohlen zur Verkohkung   6 Ton.   6 Ctr.       Dampfmaschinenkohlen. 1 Ton. 15 Ctr. Gerösteter Eisenstein 2   „ 18   „ Kalkstein 1   „   8   „ Vierzig Jahre später wurde auf derselben Hütte, ebenfalls noch mit Anwendung von kalter Gebläseluft, 1 Tonne Gießereiroheisen mit folgenden Materialien erzeugt: Steinkohlen 2 Ton. 16     Ctr.       Kohlen für die Röstöfen. 0 Ton.   6 1/2 Ctr. Maschinenkohlen   0   „ 10 1/2 „ Kalkstein 0   „ 18         „ Da diese Resultate im Allgemeinen schon vor der Einführung der erhitzten Gebläseluft erlangt wurden, so muß man folgern, daß die ungeheure Brennmaterialersparung, welche in der neuesten Zeit stattgefunden hat, von andern Ursachen herrührt.“ Letztere sind nach Hrn. Truran z.B. die Anwendung des Kohleneisensteins, der in einer geringern Temperatur schmilzt; ferner die durch Erweiterung der Gichtöffnung erlangte zweckmäßigere Hohofenconstruction; endlich die erfolgreiche Ersetzung der Kohks durch rohe Steinkohlen. – Unter den Vortheilen der erhitzten Gebläseluft wurde auch geltend gemacht, daß man seit deren Einführung die anthracitartigen Steinkohlen zum Hohofenbetrieb verwenden konnte; Hr. Truran behauptet jedoch, daß solche Kohlen schon lange vorher zu diesem Zweck in Südwales mit Erfolg verwendet wurden. Hr. Truran schreibt die Vortheile der erhitzten Gebläseluft, welche er anerkennt, folgenden Ursachen zu: 1) die mit dem Wind in den Ofen strömende Wärme gestattet die Kohlenmenge in letzterm entsprechend zu vermindern und das Windvolum verhältnißmäßig zu reduciren; 2) das reducirte Windvolum und die bedeutende Wärmemenge welche es in den Ofen führt, veranlassen einen geringern Kohlenverbrauch in den oberen Theilen des Schachtes. Der Erfolg, behauptet Hr. Truran, ist nur eine Vergrößerung der Production, keineswegs eine Brennmaterial-Ersparung. Die Productionserhöhung erklärt er durch die Thatsache, daß jede Verminderung des Kohlensatzes eine gesteigerte Production zur Folge hat, mag nun die eingeblasene Luft heiß oder kalt seyn; man kann aber nicht kalt mit einer sehr verminderten Kohlenmenge blasen, ohne die Qualität des Roheisens (in Folge verminderten Kohlenstoffgehalts) zu benachtheiligen. Daraus folgert er, daß wenn das Eisenerz nicht von solcher Beschaffenheit ist, daß es die erforderliche Kohle selbst liefert, das mit heißer Gebläseluft erzeugte Eisen von geringerer Güte seyn muß. Die Kohleneisensteine in Schottland und einige Thoneisensteine sind so kohlehaltig, daß die heiße Gebläseluft ohne allen Nachtheil für die Güte des producirten Eisens angewendet werden kann; bei allen anderen Erzen ist hingegen das Blasen mit erhitzter Luft schädlich. Benutzung der Hohofengase. – Die Verwendung der aus den Hohöfen entweichenden Gase ist in Belgien lange ein Lieblingsproject gewesen und nach Ueberwindung mancher Schwierigkeiten haben die anscheinenden Vortheile dieses Verfahrens auch mehrere Waleser Hüttenbesitzer zu dessen Annahme veranlaßt; die entweichenden Gase wurden nämlich aufgefangenDie in Belgien und in Südwales hiezu benutzten Apparate sind im polytechn. Journal, 1850, Bd. CXVI S. 363 und 368 beschrieben. und entweder zur Feuerung der Gebläseerhitzungsapparate oder der Dampfkessel benutzt. Das System scheint hinsichtlich des Hüttenhaushaltes solche Vortheile zu gewähren, daß ein minder Erfahrener sich nur wundern muß, daß es nicht allgemein angewendet wird. Hr. Truran beweist jedoch, nach einer genauen Untersuchung der Vortheile und Nachtheile dieses Systems, daß der dabei zu erlangende Gewinn für die Kosten nicht entschädigt. Aus einem zweckmäßig mit Kohks betriebenen Hohofen sollten in der That nur wenig oder gar keine Gase entweichen, die als Ueberhitze verwendbar sind. Puddeln mit Anwendung von Wasserdämpfen. – In der letzten Zeit wurde die Anwendung der Wasserdämpfe beim Puddeln als eine wesentliche Verbesserung bezüglich der Qualität und Quantität des Products empfohlen.Man s. polytechn. Journal Bd. CXXXVI S. 349. Nach ausgedehnten Versuchen, welche Hr. Truran auf der Dowlais-Hütte anstellte, fand er aber, daß die mittelst Wasserdämpfen erlangten Resultate nicht im Verhältniß mit den Betriebs- und Unterhaltungskosten des Dampfapparates standen. Triebkräfte für die Eisenfabrication. – Die bei den verschiedenen Zweigen des Eisenhüttenbetriebes in Großbritannien aufgewendeten Triebkräfte sind ungeheuer, und Hr. Truran war bemüht, sie annähernd zu bestimmen. (Das Ergebniß dieser Untersuchungen wurde bereits im polytechn. Journal Bd. CXXXVIII S. 200 aus seinem Werke mitgetheilt.)