XXXIV. Vergleichung des Bessemerprocesses mit dem Martin'schen Verfahren der Stahlerzeugung. Ueber das Martin'sche Verfahren der Stahlerzeugung im Vergleich mit dem Bessemerprocesse. Während es zur Einführung des Bessemerprocesses einer Reihe von Jahren bedurfte, hat sich das neue Stahlbereitungsverfahren von Martin (beschrieben im polytechn. Journal Bd. CLXXXVIII S. 46, erstes Aprilheft 1868) sofort Eingang verschafft. Hauptsächlich im Interesse der Alpenländer hat Herr Professor F. Kupelwieser in Leoben in Nr. 26 der österreichischen Zeitschrift für Berg- und Hüttenwesen nachstehende Parallele zwischen beiden Processen gezogen. Beide Processe eignen sich gleich gut, um Roheisen in alle Zwischenproducte, vom härtesten Stahl angefangen bis zum weichsten Eisen umzuwandeln, indem bei beiden Processen die Entkohlung des Eisens beliebig weit getrieben werden kann. Ebenso kann man das vollkommen flüssig erhaltene Product in beliebig große Blöcke gießen, daher bei Erzeugung großer Stücke, die sonst beinahe unvermeidliche Fehlerquelle, das Zusammenschweißen, vermeiden. Beide Processe gehen meist bis zur Erzeugung des weichen Eisens und kohlen dann durch Zusatz von kohlenstoffreichem Roheisen zurück; nur sind der Weg, welchen die beiden Processe zur Entkohlung einschlagen, sowie die Mittel zur Erzeugung der erforderlichen Temperatur verschieden. Während Bessemer die Abscheidung des Kohlenstoffes, so wie theilweise die der fremden Bestandtheile durch ein wirkliches Frischen mit Wind bewerkstelligt und durch Verbrennung des Kohlenstoffes, Siliciums, Eisens, Mangans etc. die nöthige Temperatur erzeugt, verarbeitet Martin ein Gemenge von Roheisen und von (auf irgend eine Weise) gefrischtem Eisen, welchem mitunter oxydirende Zuschläge, wie rohe oder geröstete Erze, eisenreiche Schlacken, Hammerschlag etc. zugesetzt werden. Die zur Durchführung des Processes erforderliche Temperatur wird immer durch Wärmezuführung von außen hergestellt. Man wird in beiden Fällen nur dann eine gute Qualität des Productes erzielen können, wenn man ein vorzügliches Roheisen verwendet. Da jedoch einzelne Bestandtheile aus dem Roheisen vollständiger durch den Puddlingsproceß ausgeschieden werden als durch den Bessemerproceß, so wird das Schlußproduct bei Anwendung gleicher Materialien beim Martin'schen Processe um so besser, d. h. reiner seyn können, je mehr früher gefrischtes Eisen im Verhältnisse zum Roheisen zugesetzt wurde, so daß man bei gleicher Qualität des verwendeten Roheisens mit Hülfe des Martin'schen Processes ein wenigstens eben so gutes, meist ein besseres Product erhält als beim Bessemern. Besonders in die Waagschale fallend ist dieser Vortheil, wenn man Roheisensorten mit etwas größerem Schwefel- und Phosphorgehalt zu verarbeiten hat, da beim Bessemern die Abscheidung des Schwefels nur theilweise, die des Phosphors aber noch unvollkommener erfolgt. Da die Dauer der Charge beim Martin'schen Verfahren überdieß viel länger (7–8 Stunden) ist, so wird zur Abscheidung der fremden Bestandtheile mehr Zeit und Gelegenheit vorhanden seyn, diese daher viel vollständiger erfolgen. Uebrigens wird auch selbst die Anwendung von Zuschlägen etc. wesentlich erleichtert. Eben so ist es der langsam vorwärts schreitenden Entkohlung oder beliebig geleiteten Rückkohlung halber viel leichter, den verlangten Härtegrad des Schlußproductes durch Zusatz von Stabeisenabfällen, Erzen etc. einerseits, von Roheisen andererseits genauer einzuhalten als dieß beim Bessemerproceß möglich ist. Unerläßlich für das Gelingen des Processes ist es jedoch, einen Ofen zur Verfügung zu haben, in welchem eine entsprechend hohe Temperatur erzeugt, bei welchem der Einfluß der Flamme auf seine reducirende und oxydirende Wirkung vollkommen regulirt werden kann. Wenn man auch im gewöhnlichen Flammofen, etwas besser im Gasofen, die erforderliche Temperatur zur Noth erzeugen kann, so eignen sich doch vor Allen die Siemens'schen Oefen vorzüglich zur Durchführung dieses Processes. Im Voraus könnte man leicht versucht seyn, zu behaupten, der Martin'sche Proceß müsse nothwendigerweise viel mehr Brennmaterial verbrauchen, weil derselbe so lange dauere, weil ein Theil des Roheisens früher gepuddelt werden müsse, während der Bessemerproceß nur zum Umschmelzen des Roheisens, zum Ofen- und Pfannenanwärmen eines Brennstoffes bedarf. In dieser Richtung wollen wir etwas näher auf den Gegenstand eingehen und, um erschöpfend zu seyn, mit der Roheisenerzeugung beginnen, damit der gesammte Brennstoffaufwand in Rechnung gezogen werden kann, welcher bei beiden Fabricationsmethoden in der That verwendet wird. Um für beide Processe gleiche Verhältnisse zu haben, wollen wir annehmen, daß das Roheisen umgeschmolzen werden muß, obwohl es keinem Anstande unterliegt (meines Wissens ist es zwar noch nirgends durchgeführt), das Roheisen in den Martin'schen Ofen eben so vom Hohofen weg einzugießen, wie in den Bessemerofen. Um den Brennstoffaufwand für beide Processe festzustellen, muß ich noch einige Daten anführen. Der Martin'sche Ofen bedarf keines Gebläses, höchstens bei Anwendung eines Lundin'schen Condensators oder bei sehr schlechten Brennmaterialien eines Ventilators, zu dessen Betrieb in jeder Hütte leicht und billig die erforderliche Kraft gefunden werden kann. Ganz anders verhält es sich aber beim Bessemerproceß, welcher zum Betriebe seines Gebläses, wenn auch nur für kurze Zeit, eine so bedeutende Kraft beansprucht, daß man in den seltensten Fällen Wasser als Betriebskraft zur Verfügung haben wird. Eben so wenig wird man auf einer Hütte über eine entsprechende Ueberhitze verfügen können, um die erforderliche Dampfmenge zu erzeugen, weßhalb immer Separatheizungen angewendet werden müssen. Die dafür erforderlichen Brennstoffmengen sind nicht unbedeutend und betragen dort, wo Holz zur Dampferzeugung verwendet wird, per Centner erzeugten Inguß 4½ bis 5 Kubikfuß; wenn Braunkohle, wie z. B. in Graz verwendet wird, etwa 110 Pfd., da für Umschmelzen des Roheisens und für Kesselheizen 174 Pfd. verbraucht werden (berg- und hüttenmännisches Jahrbuch, Bd. XV S. 311). Was hingegen den directen Brennmaterialaufwand beim Martin'schen Proceß anbelangt, so gibt Hr. Hofrath Tunner denselben in Nr. 4 der österreichischen Zeitschrift vom Jahre 1868 (polytechn. Journal Bd. CLXXXVIII S. 49) mit 100 Pfd. auf 100 Pfd. Erzeugung an. Nach anderen Angaben soll derselbe jedoch 130 Pfd. guter Schwarzkohle betragen oder, wenn wir dieß auf unsere alpinen Verhältnisse auf gute Braunkohle übertragen, so könnte man, um reichlich zu rechnen, vielleicht 150 bis 160 Pfd. annehmen. Dazu ist allerdings noch ein indirecter Brennstoffaufwand hinzuzuzählen, da in dem Martin'schen Ofen meist mehr als die Hälfte der Charge aus Rohschienen, Schmiedeeisen-Abfällen etc. besteht. Wir wollen nun den ungünstigen Fall rechnen, daß nämlich keine Abfälle vorhanden sind, daher besonders erzeugte Rohschienen verwendet werden müssen. Um 100 Pfd. Rohschienen zu erzeugen, sind 100–120 Pfd. guter Braunkohle erforderlich, wobei der Calo im Durchschnitt circa 8 Proc. beträgt. Es unterliegt keinem Zweifel, daß bei Anwendung von reinem Roheisen ganz gut für Erzeugung niederer Sorten Stahls und Homogen-Eisens anstatt der Rohschienen auch Gußstahl verwendet werden kann, welcher in vielen Fällen billiger geliefert werden kann. Dieser directe und indirecte Brennstoffaufwand entfällt beim Bessemerproceß vollkommen. Das Ofen- und Pfannenwärmen kostet an Brennstoff beim Bessemern mehr als man im ersten Augenblicke vermuthen sollte. Im großen Durchschnitte sind an Holzkohle 2 bis 3 Kubikfuß, an Kohks 15 bis 20 Pfd. erforderlich, je nachdem man auf ein besseres Vorwärmen der Oefen mehr oder weniger Gewicht legt, je nachdem die Chargen in kürzeren Intervallen hintereinander durchgeführt werden. Beim Martin'schen Proceß muß nur eine Pfanne und höchstens eine kurze Rinne angewärmt werde , wozu per Charge einige Kubikfuß Holzkohle, somit per Centner Erzeugung 0,2–0,3 Kubikfuß erforderlich seyn dürften. Den wesentlichsten Vortheil gewährt aber das Martin'sche Verfahren dadurch, daß die Anwendung von weißem statt grauem Roheisen möglich ist; dieser Unterschied ist in den Alpenländern, wo gegenwärtig einzig und allein Holzkohlenroheisen erzeugt wird, nicht zu unterschätzen, denn abgesehen von den bedeutend höheren Gestehungskosten des grauen Roheisens, wird bei der beschränkten Menge der zur Verfügung stehenden Holzmengen die Productionsfähigkeit des Landes an Roheisen wesentlich herabgedrückt. Diese Differenz bezüglich des Brennstoffaufwandes beträgt beispielsweise in Eisenerz bei gutem Betriebe und im allgemeinen günstigen Verhältnissen im Minimum 4 Kubikf., wobei die Wochenproduction per Hohofen von 1700 auf 1200, ja selbst auf 1100 Cntr. herabgegangen ist. Bei anderen Hohöfen, welche unter weniger günstigen Verhältnissen arbeiten, ist der Brennstoffaufwand von 12 auf 19 Kubikf. und selbst darüber hinaufgegangen. Diese Differenz wird dadurch um so größer, daß nicht 100, sondern mehr Pfunde Roheisen erforderlich werden, um 100 Pfd. Ingüsse zu erzeugen. Was den Calo anbelangt, so beträgt derselbe beim Bessemern, wenn das Roheisen umgeschmolzen werden muß, circa 14 Proc., wenn vom Hohofen weg gearbeitet wird, bei 12 Proc. An Abfällen, Schalen etc. fallen 4 bis 8 Proc. weg, so daß im Durchschnitte etwa 82 Proc. an Gußblöcken ausgebracht werden. Es sind daher für 100 Pfd. Gußblöcke 122 Pfd. graues Roheisen erforderlich, oder, da die Abfälle höchstens als Roheisen für den Proceß zu verwerthen sind, nach Abzug derselben noch 118 Pfd. Roheisen erübrigen. Ganz anders verhält es sich beim Martin'schen Proceß, bei welchem der directe Calo 9–10 Proc. beträgt, der indirecte aber noch hinzuzurechnen und je nach der Menge der zugesetzten Rohschienen verschieden ist. Der wenige Abfall der vorkommt und höchstens 2 bis 3 Proc. betragen soll, kann im Werthe von Rohschienen bei dem Processe verwendet werden und wurde deßhalb ganz unberücksichtigt gelassen. Wir wollen uns bei der Berechnung an die früher citirten Daten (von Tunner) halten, wornach zu 4 Chargen verwendet wurden: an Roheisen 7100 Pfd. an Stahlabfällen 106 Pfd. an Puddlingsstahl 2000 Pfd. an Puddlingseisen 3200 Pfd. an Erzen 378 Pfd. –––––––––––––––––– Zusammen 12784 Pfd. Daraus erzeugt 11236 Pfd. Ingüsse mit 11700 Pfd. guter Steinkohle oder etwa 15000 Pfd. guter Braunkohle. Nach diesen Angaben stellt sich der Brennstoffaufwand, unter Voraussetzung des Umschmelzens des Roheisens, wie folgt: A. Für 100 Pfd. Bessemermetall: an Holzkohle: an Braunkohle: Für 118 Pfd. graues Roheisen, erblasen mit 14–19 Kubikf. Holzkohle von 16,5 Kbf. – 22,4 Kbf. zum Aufwärmen der Pfannen des Ofens etc. von 2 Kbf. – 3 Kbf. zum Umschmelzen und Kesselheizen von — — 175 Pfd. ––––––––––––––––––––––– Zusammen von 18,5 Kbf. – 25,4 Kbf. 175 Pfd. B. Für 100 Pfd. Ingüsse nach Martin: an Holzkohle: an Braunkohle: 63 Pfd. weißes Roheisen, erblasen mit 10–12 Kbf. Holzkohle von 6,3 Kbf. – 7,6 Kbf. 47,7 Pfd. Rohschienen, wozu erforderlich an Roheisen 51,5 Pfd., somit von 5,2 Kbf. – 6,2 Kbf. und zum Puddeln Braunkohle — — 60 Pfd. zum Pfannenwärmen von 0,2 Kbf. – 0,2 Kbf. directer Brennstoffaufwand — — 133–160 Pfd. –––––––––––––––––––– Summe 11,8 Kbf. – 14,0 Kbf. 193–210 Pfd. Man ersieht daraus, daß, abgesehen von dem Aufwande an Braunkohlen, der vielleicht etwas zu gering erscheinen dürfte, beim Martin'schen Processe gegenüber dem Bessemern 6,7 bis 10,2, somit im Durchschnitte 8,9 Kubikf. Holzkohle per Centner fertigen Inguß erspart werden können, womit bei Anwendung von großen Hohöfen wieder je ¾ bis 1 Ctr. weißes Roheisen erzeugt werden kann, gewiß ein Unterschied, der vom nationalökonomischen Standpunkte aus um so weniger außer Acht zu lassen ist, als die Qualität des Productes eine wenigstens ebenso gute, in der Regel aber eine viel bessere seyn wird. Was den Arbeitslohn anbelangt, so scheint zwischen beiden Processen nicht ein Unterschied vorhanden zu seyn. Beim Bessemern beträgt derselbe, wenn alle Nebenarbeiten berücksichtigt werden, zwischen 0,30 bis 0,40 fl. österreich. W., beim Martin'schen Verfahren hingegen nach französischen Angaben 17 bis 90 Francs für die Tonne, somit etwa 0,38 bis 0,42 fl. per Centner Inguß. Sehr häufig wird die Ansicht ausgesprochen, der Martin'sche Proceß eigne sich mehr für kleine Productionen, während der Bessemerproceß besser für große Hütten anwendbar sey. Ich möchte hingegen behaupten, der Martin'sche Proceß gestatte einen kleineren Betrieb, worin ebenfalls ein wesentlicher Vortheil gegenüber dem Bessemern zu suchen sey, ohne deßhalb einen großartigen Betrieb auszuschließen, ja er lasse sogar eine allmähliche, den wachsenden Anforderungen entsprechende Erweiterung des Betriebes leichter zu als der Bessemerproceß. Um dieß zu erläutern, will ich etwas über die Productionsfähigkeit hinzufügen und für beide Fälle eine Chargengröße von 70 Ctr. annehmen. Eine Bessemerhütte mit 2 Retorten kostet, wenn die Anlage einfach und billig gebaut wird, nahezu 80,000 fl. österr. W. Bei gutem Betriebe können täglich 5 Chargen zu 70 Ctr. Einsatz gemacht werden. Um dieselbe Production zu erreichen, müßte man ununterbrochen zwei Martin'sche Oefen mit dem gleichen Einsatze in Betrieb haben, welche bei einer Chargendauer von 8 Stunden und der erforderlichen Zeit zur Reparatur der Böden etc. etwa 5 Chargen in 24 Stunden machen dürften. Soll der Betrieb ein continuirlicher seyn, so müßten, da ein Ofen nur 25 bis 30 Chargen aushält, 4 Oefen vorhanden seyn. Ein derartiger Ofen dürfte (es fehlen bis jetzt allerdings noch Erfahrungsdaten darüber) 8000 bis 10,000 fl. kosten, somit eine dieser Erzeugung entsprechende Anlage um etwa 50,000 fl. herzustellen seyn. Wenn dabei auch manches Erforderliche übersehen ist, so genügen diese Angaben doch, daraus zu entnehmen, daß die Anlagekosten bei gleicher Productionsmenge für den Martin'schen Proceß gewiß nicht größer, voraussichtlich bedeutend geringer seyn werden, wobei noch der Vortheil nicht übersehen werden darf, daß man eben auch mit einem Ofen, somit mit einem geringen Betriebscapital beginnen kann, was bei Anlage einer Bessemerhütte vollkommen unmöglich ist. All dieß eben Erwähnte kurz zusammengefaßt, scheint der Martin'sche Proceß für unsere Verhältnisse folgende Hauptvortheile gegenüber dem Bessemerprocesse zu gewähren: 1) Die Verwendbarkeit des weißen Roheisens statt grauen und der dadurch thunlichen Ersparung an Holzkohle. 2) Der langsamere Verlauf des Processes und die damit verbundene Möglichkeit der genauen Einhaltung einer verlangten Härtenummer des Productes. 3) Geringeres Anlagecapital und beliebige Erweiterung des Betriebes. 4) Bessere Verwerthung aller Abfallproducte des eigenen wie anderer Hüttenprocesse, sobald dieselben Eisen und nicht Schlacke sind. Demzufolge hat die Anwendbarkeit des Martin'schen Processes besonders für die Alpenländer sehr Vieles für sich, und scheint der Bessemerproceß einen gewaltigen Concurrenten in demselben erhalten zu haben, sobald die Schwierigkeiten beseitigt sind, welche die für jeden einzelnen Theil dieses combinirten Processes berechtigten Patentbesitzer wegen Ueberlassung derselben erheben.