Titel: | Ueber homogenes Eisen und den Grad der Homogenität des Eisens, welcher durch die Verschiedenen Puddelsysteme erreichbar ist; von Henry Kirk. |
Fundstelle: | Band 226, Jahrgang 1877, S. 56 |
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Ueber homogenes Eisen und den
Grad der Homogenität des Eisens, welcher durch die Verschiedenen
Puddelsysteme erreichbar ist; von Henry Kirk.Nach einem in
der Institution of Mechanical Engineers
gehaltenen und im Engineer, Mai 1877 S. 229
veröffentlichten Vortrag.
Mit Abbildungen.
Kirk, über homogenes Eisen.
Wenn hier von homogenem Eisen die Rede ist, so soll darunter ein
Product verstanden werden, welches durch seine ganze Masse von
gleicher Beschaffenheit ist; vor ungefähr 20 Jahren bezeichnete
man mit diesem Namen ein in Formen gegossenes Eisen,
welches weniger Kohlenstoff enthielt als der Stahl; man brachte
es auch wohl unter dem Namen Stahl in den Handel, obgleich diese
Bezeichnung ihm weniger leichten Eingang verschaffte. Der Stahl
ist wegen seiner Härte, und weil zu seiner Verarbeitung ein
größerer Hitzegrad erforderlich ist, dem Constructeur weniger
angenehm als das minder kohlenstoffhaltige Eisen. Sogar die
krystallinische Beschaffenheit der Bruchfläche des homogenen
Eisens schreckte Manchen vor seiner Verwendung ab, wenn auch die
ihm anhaftenden sonstigen Eigenschaften es mehr als jedes andere
Eisen zu Constructionszwecken befähigten.
Eisen kann mit Kohlenstoff, Schwefel, Phosphor, Mangan, u.s.w.
chemisch verbunden sein, ohne seine Homogenität zu verlieren;
die Gegenwart von Schlacke dagegen beeinträchtigt dieselbe
stets, weil letztere sich nicht mit dem Eisen verbindet, sondern
sich nur trennend zwischen die einzelnen Eisentheilchen
einschiebt. Gegossenes homogenes Eisen nannte man erst dann
Stahl, wenn es mehr als 0,3 Proc. Kohlenstoff enthielt; es gibt
dagegen gute Sorten Schmiedeisen, welche diesen Procentsatz
bedeutend übersteigen (eine Analyse von schwedischem Eisen ergab
nach Percy 0,386 Proc.
Kohlenstoff).
Das homogene Eisen – auch weicher Stahl genannt –
zeichnete sich vor dem Puddeleisen (nach gewöhnlicher Methode
gepuddeltem Eisen) durch Stärke und Dehnbarkeit aus, wie dies
die weiter unten in Tabelle I dargestellten Versuchsresultate
darthun. Wird hierbei berücksichtigt, daß man zum Vergleich der
einzelnen Eisensorten unter einander, behufs ihrer
Verwendbarkeit zu Constructionszwecken, die Producte aus
Bruchbelastung in Ausdehnung auf die Längeneinheit bilden muß,
so ergibt sich im Durchschnitt für das homogene Eisen ein
viermal größerer Werth als für das gepuddelte Eisen. Nebenbei
aber finden wir, daß der Unterschied zwischen der besten und
schlechtesten der untersuchten 20 Nummern beim gewöhnlichen
Eisen etwa 5 1/2 Mal größer ist als beim homogenen Eisen, was
also sehr zu Gunsten des letztern spricht.
Die Tabelle II enthält die Ergebnisse von Versuchen, welche mit
Fargesta-Stahl – ebenfalls in Formen gegossenem homogenem
Eisen – im J. 1873 durch Kirkaldy angestellt worden sind. Es mag wohl viele
Beispiele von Schmiedeisen geben, welche eine größere
Bruchbelastung zeigen, auch wohl einzelne, welche bei gleicher
Querschnittsverminderung dieselbe Verlängerung erfahren, allein
beides vereint findet sich wohl doch nur bei ersterem.
In letzterer Zeit wendet man die Bezeichnung homogenes Eisen auch
auf gewisse Sorten Puddeleisen an, obgleich der Puddelproceß seiner
ganzen Natur nach zur Herstellung eines solchen Eisens wenig
geeignet erscheint. Es ist der Zweck dieser Abhandlung,
diejenigen Bedingungen zu erörtern, unter welchen im Puddelofen
homogenes Eisen erzeugt werden kann. Die anfänglich durchweg
übliche Methode, gefeintes Eisen zu verpuddeln, wodurch schon an
und für sich ein besseres Product erzielt wurde, soll hier außer
Betracht bleiben.
Mit dem Namen Puddeln bezeichnet man den Proceß, durch welchen
Roheisen, mit einem Gehalte von 3 bis 10 Proc. fremder
Bestandtheile, in Schmiedeisen verwandelt wird, welches deren
nur noch 0,5 bis 3 Proc. enthält. Die Austreibung der fremden
Bestandtheile geschieht durch Oxydation, und den hierzu
erforderlichen Sauerstoff liefert zum größten Theil das zum
Füttern (Besetzen) des Puddelofens verwendete Eisenoxyd.
Der Puddelofen besteht der Hauptsache nach aus dem Rost, dem
Herd, dem Fuchs und dem Schornstein. Da, wo Eisen vorzüglicher
Qualität gepuddelt werden soll, macht man den Rost tiefer als in
andern Puddelöfen, um zu verhindern, daß Kohlen- oder
Aschentheilchen in den Herd hinübergetragen werden. Den Herd
bilden eiserne Platten, die durch ein System von Canälen, in
welchen Wasser oder Luft circulirt, gekühlt werden, um sie vor
dem Verbrennen bezieh. Schmelzen zu bewahren. Außerdem wird der
Herd mit einer Schicht Eisenoxyd bedeckt gehalten, welche man
von Zeit zu Zeit erneuert.
Das Gewicht einer Charge Roheisen beträgt gewöhnlich 200k. Diese wird unter Zusatz
von etwas Hammer- oder Walzenschlacke eingesetzt. Sobald das
Eisen zu schmelzen beginnt, nimmt da, wo das flüssige Eisen mit
dem Eisenoxyd in Berührung kommt, diejenige chemische Einwirkung
ihren Anfang, welche durch den Puddelproceß bezweckt wird. Das
Eisenoxyd ist an den Wandungen so hoch aufgesetzt, daß es das
Eisenbad überall um mehrere Centimeter überragt. Es folgt
hieraus zunächst, daß das zuerst flüssig werdende Eisen eine
bessere Reinigung erfährt, als das später schmelzende. Der
Puddler bewegt nun mit seinem Rührapparat (einem eisernen Haken
mit langem Schaft) das flüssige Eisen abwechselnd von vorn nach
hinten und von rechts nach links, so daß dasselbe außer dem
Boten auch die Seidenwände des Herdes in allen Theilen bespült.
Diejenigen Eisentheilchen, welche mit dem Eisenoxyd in Berührung
kommen, werden dick und bekommen eine teigige Consistenz. Ein
Theil des Eisenoxydes vermischt sich nämlich in mehr oder
weniger flüssigem Zustand mit dem Eisen. Der Puddler kratzt nun
die dick gewordenen Partien in die Mitte, um sie mit dem übrigen
Eisen zu vermischen und setzt dadurch wieder andere Theilchen
des dünnflüssigen Eisens der Einwirkung des Eisenoxydes aus.
Diese Arbeit setzt er fort, bis eine möglichst
gleichmäßige Mischung der geschmolzenen Schlacke, des
geschmolzenen Eisenoxydes und des Eisens zu Wege gebracht ist.
Um diese Zeit beginnt die ganze Masse aufzukochen, der im
Roheisen enthaltene Kohlenstoff entweicht als Kohlenoxydgas.
Sobald diese Erscheinung eintritt, wird die Zugklappe, welche
von dem Moment des völligen Einschmelzens ab geschlossen war,
wieder geöffnet. Die zuerst frischenden – vom Kohlenstoff
befreiten – Eisentheilchen fallen zu Boden und werden
durch des Puddlers Werkzeug wieder gehoben, um sie in möglichst
lange und innige Berührung mit der übrigen Masse zu bringen. So
lange das Kochen anhält, setzt der Puddler mit Aufbietung aller
Kräfte das abwechselnde Heben und Rühren fort, bis die ganze
Masse in einen: dicken teigigen Zustand auf dem Boden liegt.
Da der Boden des Herdes gekühlt wird, und die Flamme das Eisen
nur von oben bestreicht, so ist die Wirkung der Hitze im
Puddelofen eine höchst einseitige. Der Puddler dreht nun zwar
das gefrischte Eisen um, bricht es in kleine Theile, um diese
von allen Seiten der Einwirkung der Flamme auszusetzen; allein
er mag hierbei auch noch so behende und geschickt zu Werke
gehen, das Resultat seiner Arbeit wird immer mehr oder weniger
unvollkommen sein. Das Gleiche gilt vom Luppenmachen –
der letzten Operation, welche der Puddler vornimmt. Möglichste
Schnelligkeit in der Ausführung und selbst das Bestreben, die.
am besten vorbereiteten Eisentheilchen zuerst zu ballen,
scheitern oft an der physischen Unvollkommenheit des
Arbeitenden. Hierzu kommen häufig noch unvorhergesehene Unfälle
(wie z.B. das Zusammenschmelzen des Fuchses), welche eine ganze
Charge verderben können. Kurz, es geht aus dem Gesagten hervor,
daß der Handpuddelproceß, von der physischen Seite betrachtet,
so viele Unvollkommenheiten bietet, daß er unmöglich ein
durchaus homogenes Product liefern kann.
Gehen wir nun zum chemischen Theil über. Reines Eisen ist weich
und dehnbar, allein stark wird das Eisen erst durch den
Kohlenstoff. Alle andern Elemente, vielleicht mit der einzigen
Ausnahme des Mangans, verschlechtern durch ihre Anwesenheit die
Qualität des Eisens. Dies ist durch unzählige Versuche
festgestellt. Beim Verpuddeln des Roheisens tritt nun eine
eigenthümliche Erscheinung ein. Phosphor, Silicium und die
Mehrzahl der übrigen Elemente, mit denen das Roheisen
verunreinigt zu sein pflegt, verursachen nämlich, daß letzteres
bei niedrigerer Temperatur schmilzt und länger flüssig bleibt,
als wenn es diese Stoffe nicht enthält. Hieraus entsteht die
Möglichkeit, in unreinem Roheisen den Kohlenstoffgehalt durch
das Puddeln bis auf Spuren zu entfernen und so ein weiches,
dehnbares, sehniges, gut schweißendes Eisen
herzustellen, welches indessen keine genügende Festigkeit
besitzt. Enthält dagegen das Roheisen nur sehr geringe
Quantitäten Phosphor und Silicium, so entsteht ein Product,
welches bei verhältnißmäßig hohem Kohlenstoffgehalt alle
diejenigen Eigenschaften zeigt, die es zu Constructionszwecken
vorzüglich geeignet machen. Dasselbe ist stark, zieht sich bei
directer Belastung an der Bruchfläche bedeutend zusammen und
erträgt eine große Längenausdehnung. Auf dem Ambos kurz
abgehauen, erscheint die Bruchfläche krystallinisch; wird das
Eisen dagegen vor dem Abhauen umgebogen und mit weniger heftigen
Schlägen bearbeitet, so ist der Bruch nicht selten durchaus
sehnig. Man trifft häufig Eisensorten an, welche eine ganz
ähnliche Sehnenbildung zeigen, die indessen im Puddelofen
künstlich dadurch erzeugt worden ist, daß man das Eisen mit
strengflüssiger Schlacke und gegen das Ende der Charge bei
verminderter Temperatur verarbeitete. Wird solches Eisen bei der
spätern Behandlung im Schmiedefeuer nur im geringsten überhitzt,
so wird es stets brüchig. In Nachstehendem werden verschiedene
Versuche mitgetheilt, welche mit Eisen aus Hämatit angestellt
worden sind und sich besonders dazu eignen, zu zeigen, welchen
Einfluß die Anwesenheit der fremden Beimengungen auf die
Festigkeit des Eisens hat. Die Luppen, welche zu diesen
Versuchen dienten, wurden, mit Ausnahme von vier Fällen, die in
den Tabellen V und VI aufgeführt sind, in einer Hitze zu Stäben
ausgewalzt, diese packetirt und in einer zweiten Hitze zu
Fertigeisen verarbeitet.
Tabelle III zeigt die Versuche mit 4 Stäben Marron-Eisen von
verschiedenem Querschnitt, hergestellt aus 4 Luppenstäben
derselben Charge. Auffallend ist hierbei der Unterschied
zwischen den Eigenschaften des ersten und vierten dieser Stäbe.
a und b
in Tabelle VI geben ihre Analysen.
Die 4 ersten Nummern der Tabelle IV zeigen Beispiele von zwei
Luppenstäben derselben Charge. Sowohl von jedem Ende, als aus
der Mitte eines jeden fertigen Stabes wurden Proben gemacht.
Tabelle V und die letzten 5 Nummern der Tabelle VI zeigen die
interessantesten Versuche, weil sie von einer ganzen Charge
sowohl das Verhalten in Bezug auf Festigkeit, als auch die
vollständigen Analysen wiedergeben. Zudem erleichtert der
gleiche Querschnitt sämmtlicher Stäbe den Vergleich derselben
unter einander. Bei dieser Charge wurde absichtlich auf
möglichste Entfernung des Kohlenstoffes hingearbeitet, während
der Phosphor- und Siliciumgehalt verhältnißmäßig hoch sind. Bei
Durchsicht der betreffenden Analysen, finden wir, daß mit
Ausnahme von W.S, welches anders
behandelt wurde als die übrigen Luppenstäbe, der
Kohlenstoffgehalt genau in derselben Reihenfolge abnimmt, wie
die Summe von Phosphor- und Siliciumgehalt im Eisen zunimmt. Es
enthielten nämlich:
Kohlenstoff
Phosphor
undSilicium
W.R 3
0,180
Proc.
0,093
Proc.
W.T.W
0,150
„
0,260
„
W.5
0,115
„
0,310
„
W.R.5
0090
„
0,345
„
Es ist wahrscheinlich, daß diese
Schwankungen des Kohlenstoffgehaltes einerseits und des
Phosphor- und Siliciumgehaltes anderseits keine zufälligen,
sondern Ursache und Wirkung sind. Es kommt oft vor, daß eine
beträchtliche Menge Kohlenstoff in theilweise gepuddeltem Eisen,
nachdem es teigig geworden, zurückbleibt, und daß die Höhlungen
desselben mit Schlacke ausgefüllt sind, welche gewöhnlich viel
Phosphorsäure und Kieselsäure enthält. Es ist nun
wahrscheinlich, daß diese Schlacke einen Theil des zur
Verbrennung des Kohlenstoffes dienenden Sauerstoffes liefert,
wodurch Phosphor und Silicium frei werden und sich mit dem Eisen
verbinden. Diese Annahme wird bestärkt durch das Verhalten der
Luppen unter dem Hammer. Man sieht häufig auf der Luppe, wenn
sie den Puddelofen verläßt, kleine Flämmchen; wird nun durch die
Hammerschläge die in derselben enthaltene Schlacke in innigere
Berührung mit dem Eisen gebracht, so bedeckt sich die ganze
Oberfläche mit heftig, unter zischendem Geräusch bald hier, bald
da hervorschießenden, langen, blauen Flammen von Kohlenoxydgas.
Bleibt eine Luppe zu lange im Ofen, so verschlechtert sich ihre
Qualität. Dies ist eine bekannte Erscheinung, welche sich auf
den Einfluß der der Luppe anhaftenden Schlacke zurückführen
läßt. Die beim Hämmern aus der Luppe entweichende Schlacks ist
stets ärmer an Eisen und reicher an Phosphor und Silicium als
die im Puddelofen zurückbleibende.
Aus der Zusammenstellung der in den Tabellen III bis VI
enthaltenen Versuchsresultate ergibt sich ferner folgende
interessante Thatsache. Berücksichtigt man, daß die absolute
Festigkeit eines Eisenstabes gleich ist der Bruchbelastung,
bezogen auf den an der Bruchfläche reducirten Querschnitt, so
läßt sich nachstehende Reihe bilden:
Kohlenstoff
Bruchbelastung
UrsprünglicherQuerschnitt
0,090
6,51
2,85
0,115
6,63
2,85
0,120
6,64
2,85
0,150
6,67
2,85
0,165
7,23
1,64
0,170
7,14
5,06
0,180
7,27
2,85
0,190
7,92
1,71,
woraus ersichtlich ist, daß mit
zunehmendem Kohlenstoffgehalt die absolute Festigkeit steigt.
Das kohlenstoffreichste Eisen ist also das beste. Die scheinbare
Ausnahme bei dem sechsten, sowie die große Differenz in der
Bruchbelastung zwischen dem vorletzten und letzten Posten der
Reihe lassen sich zurückführen auf Unregelmäßigkeiten, welche
bei Verarbeitung des Eisens vorgekommen sind.
Nach dem Vorgetragenen unterliegt es wohl keinem Zweifel, daß der
größtmögliche Grad von Homogenität, also auch das beste Product
beim Puddeln des Eisens dann erzielt wird, wenn man darauf
hinarbeitet, unter möglichster Beseitigung aller
Verunreinigungen eine Luppe mit hohem Kohlenstoffgehalt
herzustellen. Mögen sich die Ingenieure deshalb nicht durch das
Aussehen der Bruchfläche irreleiten lassen und den
Eisenfabrikanten dasselbe Recht einräumen, welches man den
Stahlproducenten als selbstverständlich zugesteht –
nämlich dasjenige, die Bruchflächen ihrer Waare krystallinisch
herzustellen. Mögen sie wohl bedenken, daß die Bezeichnung
„dirt“
(Schmutz, Ausschuß), welche ihre Vorfahren vor etwa 30 Jahren
noch für Sehne gebrauchten, nicht ganz ohne Berechtigung
war.
Nachdem wir nun den Puddelproceß, wie er gewöhnlich praktisch zur
Ausführung kommt, besprochen haben, wollen wir etwas näher auf
die verschiedenen Methoden desselben, welche im Laufe der Zeit
Platz gegriffen haben, eingehen. Die beste von allen ist das
Yorkshire-System, wie es auf den Low Moor-Eisenwerken ausgeführt
wird. Homogenes Eisen läßt sich wohl nirgends besser herstellen
als dort. Man verwendet nur das beste Material. Sämmtliches
Eisen wird vorher gefrischt und in Chargen von nur 170k eingesetzt. Die besten
Arbeiter sind dort zu finden und sie werden auf das
sorgfältigste überwacht. Man bezahlt sie nach der Qualität der
Luppen, und die Methode, nach der sie arbeiten, kann mit vollem
Recht als diejenige gelten, bei welcher der größtmögliche Grad
von Homogenität erreicht wird. Man arbeitet daselbst auch mit
mechanischen Rührapparaten in Doppelöfen, welche auf zwei
gegenüberliegenden Seiten mit Thüren versehen sind. Die
Construction dieser Oefen ist aus Fig.
2 S. 62 ersichtlich. Dieselben sind indessen noch mit
mehreren Uebelständen behaftet. Bei den gewöhnlichen Puddelöfen
ist das Gewölbe über der Thür am höchsten, wie dies in Figur 1 bei A dargestellt ist. Der Zweck hiervon besteht darin, der
durch die Thür und ihre Umrahmung eindringenden kalten Luft
entgegenzuarbeiten, dadurch daß man die Hauptflamme über der
Thür concentrirt. Bei den Doppelöfen dagegen ist das Gewölbe in
der Mitte am höchsten, wie in B Figur 2, wodurch die Flamme das
Gewölbe in weniger günstigem Sinne
bestreicht.
Fig. 1., Bd. 226, S. 62
Fig. 2., Bd. 226, S. 62
Die Tiefe des Herdes unter der Platte, auf
welcher die Thür ruht, ist größer als bei den gewöhnlichen
Puddelöfen, damit während des Rührens Eisen und Schlacke nicht
herausgespritzt werden. Dieser Umstand veranlaßt, daß dem
Puddler die Arbeit erschwert wird, weil die Maschine nur die
wenigste Zeit arbeitet und das meiste noch immer durch
Handbetrieb erreicht werden muß. Da die doppelten Oefen keine
Rückwand haben, so erfordern sie natürlich auch weniger
Mauerwerk und weniger Besatz als die gewöhnlichen. Hieraus
entstehen indessen wieder zwei Uebelstände. Durch das
verminderte Mauerwerk verkleinert sich auch der Wärmevorrath des
Ofens, und jede Temperaturabnahme wird dadurch weniger schnell
wieder ersetzt. Dies benachtheiligt namentlich das Verpuddeln
solcher Eisensorten, welche ein häufiges Schließen der Klappe
benöthigen. Was ferner den Besatz angeht, so wird die hierin
erzielte Ersparniß häufig doppelt wieder aufgewogen durch
vermehrten Zusatz von Walzenschlacken und Eisenabfällen.
Zuweilen gehen die Doppelöfen an einer Seite wärmer als an der
andern. Da nun aber nur ein Fuchs und eine Klappe vorhanden ist,
so entsteht, wenn man auf der einen Seite die Hitze dämpfen
will, auf der andern eine zu große Abkühlung. Es kommt auch vor,
daß durch die eine der beiden Thüren der Wind hereinbläst, was
dem vor der andern Thür arbeitenden Puddler Unbequemlichkeiten
verursacht. Kurz, von dem Maschinenpuddeln an und für sich in
diesen Oefen ist in Bezug auf das Erreichen einer größern
Homogenität kein günstigeres Resultat zu erwarten als in
gewöhnlichen Puddelöfen. Das einzige Verdienst, welches man
ihnen nicht absprechen kann, ist ein verminderter Aufwand von
Brennmaterial.
Der Casson-Dormoy-Ofen, mit Casson's
Gaserzeuger, auf den Round Oak Works in Dudley (dessen
Beschreibung Referent nachtragen wird) hat einen Rost, der viel
größer ist als der Herd; letzterer ist kreisförmig, und der Ofen
scheint ziemlich gut durch die Flamme ausgefüllt zu werden. Es
wurde darin eine Charge von 500k gepuddelt, aus welcher
462k starkes, körniges
Eisen von ziemlich gleichmäßigem Bruch ausgebracht wurden. Die
Puddler arbeiteten gut, doch die Gestalt der Maschine schien dem
Ofen nicht vollständig angepaßt zu sein.
Der Maudslay-Pernot-Ofen (1873 213* 126. 1875 217 426) zeichnet
sich vor dem vorhergehenden aus, weil er das Eisen, welches sich
auf einem geneigten, rotirenden Herd befindet, abwechselnd der
Schlacke und der Flamme aussetzt. Derselbe hat indessen noch den
Nachtheil des kälteren Bodens und des Aufbrechens und
Luppenmachens durch Handarbeit. Das Eisen sollte in diesen Oefen
nur flüssig eingesetzt werden, weil andernfalls eine größere
Quantität Besatz als in gewöhnlichen Oefen erforderlich wird,
was den Betrieb benachtheiligt. Flüssiges Eisen kann in diesen
Oefen viel besser verarbeitet werden als in jedem andern. Erst
während der letzten Hälfte der Operation, wenn das Eisen teigig
geworden ist, entsteht die Schwierigkeit des Aufbrechens,
welches in jedem gewöhnlichen Puddelofen durch einen guten
Puddler viel besser besorgt werden kann.
Die über Dank's-Ofen (1872 203 277) 204 46 * 281)
veröffentlichten Berichte versprechen nicht viel zu Gunsten der
Homogenität, weil hier gewöhnlich ein größeres Quantum
dickflüssiger Schlacke zugegen ist, welches sich schlecht
austreiben läßt.
Der Spencer-Ofen (1872 204 257) liefert beträchtlich bessere Resultate als der
vorhergehende. In Folge der dünnen Wandungen desselben scheint
es jedoch schwierig, in einer Hitze die Schlacke aus dem Eisen
auszutreiben, was namentlich bei Gegenwart von sehr unreiner
Schlacke mißlich ist. Ob in diesem oder im Danks-Ofen weniger Besatz gebraucht wird, ist bis jetzt
nicht erwiesen. Die Schwierigkeiten in ersterem scheinen
hauptsächlich mechanischer Natur zu sein.
Der Crampton-Ofen (*1871 200 358) scheint in Bezug auf Homogenität des Productes
ziemlich viel zu versprechen. Es herrscht in ihm eine gute
Vertheilung der Hitze, und man hat ihn vollständig in der
Gewalt. Obgleich viel Besatz gebraucht wird, so reinigt sich
doch das Eisen in außergewöhnlichem Maße. Bei passendem
Brennmaterial wird die Schlacke durch den Kieselsäuregehalt der
Asche dünnflüssig und läßt sich leicht austreiben. Zur
Herstellung von krystallinischem Eisen eignet sich dieser Ofen
vorzüglich. Schließlich kann das Verfahren, die Luppen in Stäben
auszuwalzen, diese in kurze Stücke zu brechen, zu packetiren, zu
erhitzen und wieder zu verwalzen, als vorzüglich geeignet
betrachtet werden zur Erreichung eines möglichst hohen Grades
von Homogenität. Die in den Luppenstäben vorkommenden
Unregelmäßigkeiten werden dadurch vertheilt. Durch den Aufwand
vermehrter Arbeitskraft und dadurch, daß es größerm Druck
ausgesetzt wird, erhält das Product eine bessere Consistenz und
mehr Festigkeit. Bei dem Auswalzen der Luppenstäbe entstehen
immer Partien an der Oberfläche, welche mehr oder weniger
Erhabenheiten und Vertiefungen zeigen; ebenso fallen Stücke von
sehr verschiedener Gestalt und Oberflächenbeschaffenheit ab.
Werden diese nun zusammen packetirt, so sammelt sich in den
Höhlungen des Packetes, welche durch die erwähnten Unebenheiten
gebildet werden, die aus dem Eisen ausschwitzende Schlacke und
dient im hohen Grade zur Reinigung des erstern; denn diese
Schlacke enthält viel weniger verunreinigende Bestandtheile als
die im Puddelofen zurückbleibende. Endlich tritt durch das
Theilen der Luppenstäbe in kurze Enden überall die Bruchfläche
zu Tage, und die einzelnen Stücke können deshalb, je nachdem sie
zu dem beabsichtigten Zwecke tauglich erscheinen oder nicht,
sortirt werden.
Tabelle I. Versuche mit Reifeisen und weichem
Stahl (Pearson and Knowles' Coaland Iron Company in
Warrington).
Weicher Stahl
Eisen
Nr.
Bruchbelastung
Ausdehnung
Nr.
Bruchbelastung
Ausdehnung
1 2 3 4 5 6 7 8 91011121314151617181920
k19781724193918601860190516782016166920091724
1950,51814
2154,5190516781687173017101678
Proc.11,5013,2513,0013,5011,00 9,5012,0010,5014,25 8,7515,0010,5011,7512,2513,00 9,5014,7515,0010,2512,50
1 2 3 4 5 6 7 8 91011121314151617181920
k
1206,51098114510891124 9071043 90711591043
1265,5 99810891002130210891202113410891077
Proc.9,004,509,251,254,003,002,504,009,253,509,752,007,503,008,003,253,509,751,504,50
Durchschnitt
1833
12,08
Durchschnitt
1083
5,15
Tabelle II. Versuche mit Stäben aus
Fagersta-Stahl.
Durchmesser
Querschnitt
Bruchbelastungauf 1qc
Die Bruchflächewar reducirt
auf
Längenausdehnung
Aussehen
derBruchfläche
Der Probestäbe
mm 9,115,725,635,143,050,6
qc 0,65 1,94 5,16 9,6714,5119,35
k4,273,844,074,044,033,72
Proc.72,069,756,051,831,457,8
Proc.22,227,827,328,620,231,1
Ganz
glatt. „
„ „
„95 Proc. glatt.Ganz körnig.Ganz
glatt.
Durchschnitt
4,00
56,45
26,2
Tabelle III. Versuche mit Stäben aus
Marron-Eisen, ausgeführt durch D. Kirkaldy am 3. Juli 1876. (Meistens aus Moßbay
Hämatiten.)
UrsprünglicherQuerschnitt
Bruchbelastungauf 1qc
desursprünglichenQuerschnittes
Die Bruchflächewar
reducirt auf
Bruchbelastungauf 1qc
derreducirtenBruchfläche
Längenausdehnung
AussehenderBruchfläche
qc1,642,133,671,71
k4,313,923,863,77
Proc.40,342,940,052,4
k7,226,876,437,92
Proc.22,123,024,222,9
Sehnig.„„„
Tabelle IV. Versuche mit Stäben von
Marron-Eisen, ausgeführt durch D. Kirkaldy am 24. Juli 1876. (Meistens aus
Moßbay-Hämatiten.)
UrsprünglicherQuerschnitt
Bruchbelastung auf1qc
desursprünglichenQuerschnittes
Die Bruchflächewar
reducirt auf
Bruchbelastungauf 1qc
derreducirtenBruchfläche
Längenausdehnung
AussehenderBruchfläche
qc6,245,066,24
k4,193,803,69
Proc.37,146,744,7
k6,667,146,69
Proc.23,326,125,8
Sehnig.„„
Tabelle V. Versuche mit Stäben aus
Marron-Eisen, ausgeführt durch D. Kirkaldy am 3 Mai 1876. (Meistens aus
Moßbay-Hämatiten.)
Bezeichnungdes
Eisens.
UrsprünglicherQuerschnitt.
Bruchbelastungauf 1qc
desursprünglichenQuerschnittes.
Die Bruchflächewar
reducirt auf
Bruchbelastungauf 1qc
derreducirtenBruchfläche.
Längenausdehnung.
Aussehen
derBruchfläche.
W.S.W.T.W.W.5.W.R.5.W.R.3.
qc2,85„„„„
k3,923,913,873,853,64
Proc.40,941,341,640,850,0
k6,646,676,636,517,27
Proc.23,323,022,123,225,8
Sehnig.„Sehnig, 5 Pro.
krystallin.Sehnig„
Tabelle VI. Analysen von Stäben aus
Marron-Eisen, ausgeführt durch G. F. Downar in Workington. (Meistens aus Moßbay-Hämatiten.)
Bezeichnung.
Eisen.
Kohlenstoff.
Silicium.
Schwefel.
Phosphor.
Mangan.
Total.
a b –W.S.W.T.W.W.5.W.R.5.W.R.3.
99,53399,53099,53399,49899,32699,50099,49899,704
0,1650,1900,1700,1200,1500,1150,0900,180
0,0670,0740,0470,1160,1280,1490,1630,019
0,0110,0100,0110,0150,0120,0110,0220,014
0,0750,0910,0450,0910,1320,1610,1820,074
Spuren.
99,85199,89599,80699,84099,74899,93699,95599,991
Der Inhalt der vorliegenden Abhandlung wird hoffentlich dazu
beitragen, dem Constructeur einerseits eine erweiterte Einsicht
zu gewähren in die Mittel, welche dem Fabrikanten zur
Herstellung eines bestimmten Productes zur Verfügung stehen, und
andrerseits ihn genauer zu unterrichten über den Maßstab,
welchen er bei Auswahl der zu seinen Zwecken erforderlichen
Waare anzulegen hat.