Titel: | Ueber Neuerungen im Hüttenwesen. |
Fundstelle: | Band 261, Jahrgang 1886, S. 174 |
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Ueber Neuerungen im Hüttenwesen.
(Patentklasse 40. Fortsetzung des Berichtes Bd.
260 S. 319 und 378.)
Ueber Neuerungen im Hüttenwesen.
Nach Bourbouze (Comptes rendus, 1886 Bd. 102 S. 1317)
erhält man eine empfehlenswerte Aluminiumlegirung durch
Zusammenschmelzen von 100 Th. Aluminium und 10 Th. Zinn; dieselbe hat eine weiſsere Farbe, ist widerstandsfähiger gegen die
meisten Einflüsse und läſst sich leichter bearbeiten als das reine Aluminium.
Mehner besprach im Verein zur
Beförderung des Gewerbfleifes (Sitzungsbericht, 1886 S. 140) die Herstellung von Aluminiumbronze nach dem Verfahren von
Cowles (1886 260 * 378).
Danach wird ein Gemenge von Corund, Holzkohle und kleinen Kupferstäben der Wirkung
der Elektricität ausgesetzt. Die verwendete Maschine gibt mit 125 Pferd bei 907
Umdrehungen 1575 Ampère und 47 Volt. Damit kein Kurzschluſs erfolgt, müssen anfangs
groſse Widerstände eingeschaltet werden. Nach etwa einer Stunde ist die Reduction
beendet. Die Aluminiumbronze am Boden des Ofens enthält 15 bis 35 Proc. Aluminium,
in der Kohlenschicht darüber soll sich eine Legirung von Aluminium mit Kohlenstoff
finden. Die Aluminiumbronze soll zur Herstellung von Kanonen, Panzerplatten, Kesselblech, Lagern u. dgl. verwendet werden.
Angeblich soll eine Maschine von 100 elektrischen Pferdestärken in 20 Stunden 150k 10 procentige Aluminiumbronze liefern. Eine
Gesellschaft hat in Lockport eine Wasserkraft von 1000 Pferd gekauft und hofft die
Aluminiumlegirungen so billig herstellen zu können, daſs darin 1k Aluminium nur 3,50 M. kostet, eine Angabe,
welche wenig Glauben verdient (vgl. 1883 249 86). Noch
zweifelhafter ist die Behauptung, daſs in dieser Weise auch reines Aluminium hergestellt werden könne zu einem Preise von 4 bis 5
M.
Zur Erklärung des Prozesses wird angeführt, daſs durch die Hitze des elektrischen
Lichtbogens eine Dissociation der Thonerde eintrete, daſs dann aber der frei
gewordene Kohlenstoff sich mit dem Sauerstoffe verbinde (vgl. 1884 251 423). Mehner meint
schlieſslich, dieses Verfahren werde in der Bronzefabrikation einen ähnlichen
Umschwung hervorrufen als s. Z. der Bessemerprozeſs in der Eisenindustrie; ja er
sieht schon ein neues und höheres Bronzezeitalter kommen.
Martius (daselbst S. 148) bezweifelt, daſs es möglich
sei, nach diesem Verfahren reines Aluminium herzustellen. Die Herstellung von Aluminiumlegirungen ist aber auch jetzt schon nach dem
alten Verfahren keineswegs so schwierig oder theuer, daſs sie nicht in der Technik
schon längst hätte eingeführt werden können (vgl. 1877 223 323). Sämmtliche Aluminiumlegirungen haben aber den Fehler, daſs deren
Oberflächen sehr rasch einer leichten Oxydation ausgesetzt sind. Ueber die
Eigenschaften der Aluminiumbronze und deren Bedeutung für die Technik brauchen wir
nicht mehr von den Amerikanern belehrt zu werden; diese sind von Deville, Wähler, Mourey, Christofle u.a. ausführlich
beschrieben. Es sind mehrere Hundert von Legirungen genauer studirt und Deville hatte im Auftrage seiner Regierung in Nanterre
bei Paris und dann in Salgudres mit groſsen Mitteln gearbeitet und alles Mögliche
versucht, um dem Aluminium und der Aluminiumbronze Eingang in die Technik zu
verschaffen. Die Versuche und Bestrebungen scheiterten nicht an dem hohen Preise des
Aluminiums, sondern an den Eigenschaften (vgl. 1856 141 447). Reines Aluminium oxydirt rascher als Zink und
erscheint daher weniger werthvoll als dieses. Martins
glaubt, daſs man mit dem bisher angewendeten alten Verfahren billiger Aluminium
herstellen könne als mit dem Cowles'schen. Der
bisherige hohe Preis des Aluminiums komme lediglich daher, daſs bisher keine Nachfrage dafür vorliege.
Nach W. Siemens (daselbst S. 152) hat das Aluminium die
werthvolle Eigenschaft, daſs sich sofort auf der Oberfläche eine festhaftende
durchsichtige Haut von Thonerde bildet, welche nun das Metall schützt. Auch ein
frisch polirtes Stück Aluminiumbronze nimmt sogleich einen goldigen Hauch an in
Folge der dünnen Schicht von Aluminiumoxyd, die sich auf ihr ablagert. Dieses
goldähnliche Ansehen und der Schutz gegen fortschreitende Oxydation, welchen die
Thonhaut gewährt, geben der Aluminiumbronze neben ihrer groſsen Festigkeit und
Dichtigkeit besonderen Werth.
Es liegt in der Thonerdeschicht in der That ein groſses Schutzmittel gegen
fortschreitende Oxydation, namentlich wenn keine häufige Putzung stattfindet. Putzt
man nicht oft, so ist der Thonerdeüberzug ein viel besseres und edleres Schutzmittel
gegen Oxydation, als ein Zink- oder Zinnüberzug. Aluminium sieht besser aus als
dieser und hält sich auch in feuchter Luft, wenn man den Ueberzug nicht zu häufig
beschädigt, während Nickel in feuchter Luft ziemlich rasch oxydirt.
Ein früheres Verfahren zur Herstellung von Aluminiumbronze bestand darin, daſs man
Thonerde mit Kohlenpulver und gekörntem Kupfer in einem Tiegel einer sehr hohen
Hitze aussetzt. Es trat dann eine Verbindung zwischen Kupfer und Aluminium ein, es
entstand also Aluminiumbronze. Ohne Gegenwart von Kupfer reducirte die Kohle die
Thonerde nicht. Siemens glaubt daher auch, Cowles wird nicht reines Aluminium herstellen können;
denn es ist zur Reduction die Doppelverwandtschaft Kupfer-Aluminium und
Kohle-Sauerstoff erforderlich, so daſs diese drei Stoffe zusammen gehören und die
Herstellung von reinem Aluminium mit diesem Verfahren unwahrscheinlich ist.
Für die Herstellung würde der Siemens'sche Schmelzofen
(1882 246 * 462) besser sein als der von Cowles. (Vgl. G. A. Pichon
1854 131 * 415. F. Fischer
1884 251 423.)
Kosmann (daselbst S. 132) empfiehlt das Verfahren von
Saltery (1885 257 119)
zur Herstellung von Kohlen- und Erzsteinen mittels Melasse. Hiernach genügen 1 bis 1,5 Proc. Melasse, um
staubförmige Kohlen zu Steinen formen zu können. In dieser Weise aus mageren
oberschlesischen Kohlen hergestellte Steine lieferten feste Koke. Ferner sollen sich
derartige Kohlensteine vortheilhaft zur Herstellung von
Leuchtgas verwenden lassen. Unter den Erzen sind es vorzugsweise die
mulmigen weicheren Erze, wie Magneteisenerze und Kiesabbrände, welche wegen des
höheren Metallwerthes die Kosten der Verfestigung zu tragen vermögen; ferner die
feinen Schlieche und Schlämme aus der Aufbereitung der Bleierze, die
Flugstaubproducte, deren Verfrischung durch das feste Einbinden in günstigster Weise
ermöglicht wird.
Zur unmittelbaren Herstellung von Eisen und Stahl aus mit
Melasse geformten pulverigen Eisenerzen sollen Ofenkammern verwendet
werden, welche abwechselnd denjenigen eines Kokesofens eingereiht werden, so daſs
zur Seite jeder Reductionskammer sich mehrere Verkokungskammern befinden, deren
reducirende Gase in die Erzbeschickung hineingeleitet werden. Da die Kokeskammer,
z.B. eines Coppée'schen Ofens, 3t Kohlenbeschickung faſst, so kann dieselbe 5 mal
kleiner sein, um dieselbe Menge Eisenerz aufzunehmen; bei einem Metallgehalte der
Kiesabbrände oder Magneteisenerze von 65 bis 70 Proc. liefert die Beschickung von
3t Erz etwa 2t Eisen. Da bei der leicht erfolgenden Reduction die Ladung in 4 Stunden
mit Einsetzen und Ausdrücken erledigt wird, so erfolgen in 24 Stunden 6 Ladungen mit
12t Ausbringen, so daſs 3 solcher Kammern eine
Tagesleistung geben würden, welche derjenigen eines oberschlesischen Hochofens
gleichkommt. Die aus der Reductionskammer herausgezogene Eisenluppe bedarf nur des
Ausdrückens und Ausschmiedens unter dem Hammer zur Entfernung der Schlacken, worauf
die Luppe, abermals erwärmt, zu Rohschienen gestreckt werden kann, um dann für den
Zusatz im Siemens-Martin-Ofen oder im Tiegel ein
ausgezeichnetes Material für Stahlbereitung zu
gewähren, wie Kosmann meint.
Bei der hüttenmännischen Verwerthung der Schwefelkiesabbrände ist namentlich auf die Beseitigung des Zinkes zu achten, weil durch die Verflüchtigung desselben
viel Wärme gebunden wird, so daſs Rohgang eintreten kann und andererseits der
Zinkstaub die Verwerthung der Hochofengase erschwert. Die Schwefelkiese des Siegener
Landes (Grevenbrück und Meggen) sowie die Oberschlesiens können nach Kosmann (Chemikerzeitung, 1886 S. 673 und 762) bei der
Aufbereitung nicht ganz von ihrem Zinkgehalte befreit werden. Wesentlich dasselbe
gilt von den Schwefelkiesen der Aachener Blei- und Zinkformation, Breinigerberg,
Diepenlinchen, Welckenrädt, nur daſs die Beschaffenheit der Blende dort eine bessere Trennung von
den Kiesen ermöglicht. Im Uebrigen sind die Siegener Kiese Pyrite, diejenigen
Oberschlesiens und der Aachener Erzlager Markasite. Für die Abnahmen der
oberschlesischen Kiese von der Ida- und Marienhütte bei Saarau gilt ein Zinkgehalt
von 14 Proc. als der höchst erlaubte, bei welchem der Schwefelgehalt des
Schwefelkieses voll bezahlt wird; über den Zinkgehalt von 14 Proc. hinaus wird für
jedes Procent Zink 1 Proc. Schwefel in Gegenrechnung und Abzug gebracht.
Es ist nun bekannt, daſs die Zinkblende für die Abröstung in ruhender Post das
ungünstigste Material abgibt. Nicht nur, daſs selbst bei Kirschrothglut Zinksulfat
nicht zersetzt wird, welches beträchtliche Schwefel mengen zurückhält, so ist es
noch mehr das basische Zinksulfat, welches in sogen. Kilns oder Maletra'schen Oefen jeder Zersetzung widersteht. Die
Halden bedecken sich nach einiger Zeit mit weiſsen Krusten aus basischem Zinksulfat
nebst zurückgebildeter Zinkblende. Dieses mehr oder weniger fein durch die Masse der
Abbrände vertheilte Zinksulfid ist es, welches die Ausgewinnung des Zinkes sowohl
durch einfache Auslaugung, als auch durch die Behandlung mit Ammoniumcarbonat
vereitelt. Einigermaſsen wird die Auslaugung befördert, wenn die mit Wasser
übergossenen Abbrände längere Zeit erwärmt werden, was im Groſsen durch Einleiten
von Dampf zu bewirken ist. In Folge der Erwärmung wird neben der Abscheidung von
Gyps das Ferridsulfat zersetzt, Eisenoxydhydrat ausgeschieden und eine äquivalente
Menge von Schwefelsäure frei. Es hängt von dem Grade der Abröstung ab, inwieweit auf
diese Weise freie Schwefelsäure entstehen kann, welche nun auf Zinksulfid lösend zu
wirken im Stande ist. Indessen dürfte diese Art der Zinkgewinnung, so einfach sie
erscheint, wegen der damit verbundenen Zinkverluste und weil sie für die Darstellung
reinerer Zinkpräparate die vorausgehende Reinigung von Eisen verlangt, nicht eben
die vortheilhafteste sein.
Bei der Behandlung mit neutralem Ammoniumcarbonat wird das basische Zinksulfat völlig
zersetzt und gelöst, nicht aber das Schwefelzink. Da aber hierbei Ammoniumsulfat
gebildet wird, so müſste vor der Entzinkung mit neutralem Ammoniumcarbonat eine
abermalige Abröstung der Abbrände im Flammofen, mit oder ohne Zusatz von
Kohlenpulver vorausgehen. In der reichlichen Gegenwart von Eisenoxyd würde eine
völlige Zersetzung des basischen Zinksulfates und die Austreibung der Schwefelsäure,
ebenso wie eine Abröstung noch vorhandenen Zinksulfides erzielt werden. Es würde
sich dann allerdings noch immer fragen, ob der Gehalt von 12 bis 14 Proc. Zink
hinreichend sei, um dieses Verfahren zur Anwendung bringen zu können, gegenüber den
groſsen Massen von Eisenoxyd, welche dem Aussüſsen der ammoniakalischen Lösung und
dem Ausdämpfen zur Gewinnung des zurückbleibenden Ammoniaks erhebliche
Schwierigkeiten und Kosten entgegensetzen würden.
Von den deutschen Eisenhütten ist bis jetzt nur auf der Königshütte in Oberschlesien
eine Laugereianlage zur Verwerthung auch der Zink haltigen Abbrände (neben
denjenigen von Abbränden der Riotinto-Kiese) ausgeführt worden. Daselbst werden die
Abbrände einer chlorirenden Röstung durch Zusatz von Kochsalz unterworfen, wodurch
Natriumsulfat entsteht, da man vor allen Dingen sucht, von Schwefel freie Rückstände
des Eisens zu erhalten. Das in der Sulfatlauge enthaltene Zinksulfat wird durch
Auskrystallisiren als Vitriol gewonnen, wie auch das Natriumsulfat nach genügender
Anreicherung der Laugen zur Verwerthung gelangt. Ob dieses Verfahren der
Verarbeitung der Kiesabbrände in der That vortheilhaft sich erweist, ist bisher
nicht bekannt geworden.
Kosmann untersuchte ferner Rohzink, welches durch Zusammenschmelzen von Zinkabfällen erhalten war.
Dasselbe hatte folgende Zusammensetzung:
Thallium
1,40 Proc.
Blei
7,32
Cadmium
0,99
Arsen
7,19
Eisen
2,00
Mangan
0,27
Aluminium
0,86
Zink
73,83
R. Conley in Brooklyn (Nordamerikanisches Patent Nr.
314113) will pulverige Eisenerze mit 5 Proc. Pech heiſs
zu Ziegeln pressen, um sie dann zu reduciren.
Zur Verhinderung des Steigens beim Umschmelzen des
Garkupfers mischt W. R. Walton in Ansonia (D.
R. P. Nr. 35945 vom 19. August 1885) 4k Zink als
Carbonat oder Oxyd mit 36l Kohlenpulver und stellt
daraus 24 Kugeln her. Diese Kugeln sollen nun auf das geschmolzene Kupfer geworfen
werden, damit dieselben aus einander fallen und den atmosphärischen Sauerstoff von
der Oberfläche des Kupfers abhalten.