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Meyers Konversationslexikon

Autorenkollektiv, Verlag des Bibliographischen Instituts, Leipzig und Wien, Vierte Auflage, 1885-1892

Schlagworte auf dieser Seite: Eisen

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Eisen (Schweißeisen).

dert aber die Schweißbarkeit des Eisens. Der Siliciumgehalt kann ohne nachteiligen Einfluß um so höher sein, je kohlenstoffärmer und je manganreicher das E. ist. Bei zu hohem Siliciumgehalt wird das E. faulbrüchig, d. h. spröde in der Kälte und Wärme; ein solches E. ist dunkelfadig und körnig, mit unganzen Stellen auf dem Bruch. 0,1-0,3 Proz. Silicium sind nicht merklich schädlich. Von wesentlichem Einfluß auf die Festigkeit des Schmiedeeisens ist noch die Art der Darstellung und der mechanischen Bearbeitung. Durch ungleichmäßiges Frischen des Roheisens wird Rohbruch herbeigeführt, zu erkennen an dem Zusammenvorkommen von gröberm Stabeisenkorn mit feinerm Stahlkorn auf dem Bruch. Ist infolge schlechter Schweißung oder Schmiedung Schlacke oder Hammerschlag in das E. eingeschlossen, so zeigt dasselbe auf dem Bruch Trennungsflächen sowie schwarze, glänzende Partien, und man nennt dasselbe "hadrig" oder "schulfrig". Von der Qualität eines Eisenstabes gibt Kenntnis das Ansehen der Oberfläche und des Bruches, eine Wurf- oder Biegungsprobe und das Verhalten beim Schweißen.

Die Darstellung des Schmiedeeisens durch direkte Reduktion von Erzen (die sogen. Rennarbeit) wird meist nur noch in unkultivierten Gegenden, wo Brennmaterial billig ist und reiche und reine Erze zu Gebote stehen, bei sehr unvollkommenem Eisenausbringen in kastenförmigen Vertiefungen (Rennfeuern, Luppenherden) in der Weise ausgeführt, daß man den aus Eisenplatten gebildeten Kasten mit Kohle ausfüllt, die letztere durch zugeführte Gebläseluft verbrennt und das Erz (meist poröse, leicht reduzierbare Braun- und Spateisensteine) allmählich ins Feuer einführt, wobei sich ein Teil des Eisens reduziert und zu einem Klumpen (Luppe, Wolf, Stück) zusammenschweißt, während ein großer Teil des Eisens sich verschlackt. Die Luppe wird dann ausgehoben, zum Ausquetschen der eingeschlossenen Schlacke starken Hammerschlägen ausgesetzt ("gezängt"), darauf in mehrere Stücke geteilt, diese schweißwarm gemacht und ausgereckt. Man erhält zwar bei reinen Erzen ein vorzügliches E., aber mit bedeutendem Aufwand an Brennstoff und großem Eisenverlust, welche Nachteile in manchen Hütten durch Erhöhung der Herde zu kleinen Schachtöfen von 1,3-3,8 m Höhe (Stücköfen, Wolfsöfen) verringert wurden. Aus den Stücköfen entwickelten sich dann allmählich die noch zur Zeit gebräuchlichen Hochöfen. - Die neuern Versuche, aus den Erzen direkt schmiedbares E. zu erzeugen, sind bisher noch ohne praktischen Erfolg geblieben.

Bei allen gegenwärtig gebräuchlichen Methoden zur Herstellung von schmiedbarem E. wird dem Roheisen durch einen Oxydationsprozeß (Frischprozeß) Kohlenstoff entzogen. Als Oxydationsmittel benutzt man in der Regel den Sauerstoff der Luft, zuweilen aber auch den in Oxyden (Eisenoxyd, Eisenoxydoxydul) enthaltenen Sauerstoff. Der Frischprozeß wird bei der Darstellung von Schweißeisen entweder in offenen Gebläseherden (Frischherden) unter Anwendung von Holzkohlen (Herdfrischprozeß) oder in Flammöfen (Puddelöfen) unter Anwendung von Steinkohlen oder Gasfeuerung ausgeführt (Puddelofenprozeß). Bei der Darstellung von Flußeisen wird in einem hängenden, birnförmigen Gefäß (Bessemerbirne) Luft in feiner Zerteilung durch ein Roheisenbad gepreßt (Bessemerprozeß), oder man benutzt Flammöfen mit Gasfeuerung und steigert dabei die Temperatur bis zum Schmelzen des schmiedbaren Eisens (Martinprozeß). Der Herdfrischprozeß ist der älteste aller Frischprozesse und liefert ein sehr reines, weiches und dehnbares E., erfordert aber als Brennstoff Holzkohlen und ist deshalb nur noch in holzreichen Gegenden im Gebrauch. Auch der Puddelofenprozeß, welcher bis vor kurzem noch in voller Blüte stand, wird gegenwärtig durch die weitere Entwickelung des Bessemer- und Martinprozesses immer mehr verdrängt; eine wesentliche Rolle spielt dabei das Streben nach Massenproduktion, z. B. werden 5000 kg Roheisen durch Herdfrischen in ca. 1½ Woche, durch Puddeln in 1½ Tag und durch Bessemern in 20 Minuten in schmiedbares E. verwandelt.

1) Darstellung von Schweißeisen.

Reines Weißeisen (garschmelziges E.) kann ohne weiteres, siliciumreiches Weißeisen und graues Roheisen (roh schmelziges E.) dagegen erst nach einer vorbereitenden Arbeit (dem sogen. Feinen, Raffinieren oder Läutern) dem Herdfrischen oder Puddeln unterworfen werden. Das Feinen besteht in einem Einschmelzen des Roheisens unter Luftzutritt in besondern Apparaten; dabei oxydiert sich zunächst das Silicium zu Kieselsäure, welche mit dem gleichzeitig entstehenden Eisenoxydul eine Schlacke (Rohschlacke) bildet. In dem Maß, als sich das Silicium abscheidet, geht der Graphit in gebundenen Kohlenstoff über, ohne sich zu oxydieren; man erhält dann schließlich Weißeisen (Feineisen). Die Operation des Feinens (Hartzerrennens) führt man gewöhnlich in einem sogen. Feineisenfeuer (Fig. 7 auf Tafel II) aus. Dasselbe besteht aus einem kastenförmigen Raum f mit dem Schornstein a, an drei Seiten von Wasserbehältern c, an der Vorderseite durch eine Eisenplatte mit Stichöffnung geschlossen und mit einer Sand- oder Schlackensohle versehen. Vor den Kasten c, welche aus b mit Wasser gespeist werden, befinden sich Wasser enthaltende Troge d zum Kühlen der Werkzeuge. Durch vier oder sechs stark geneigte Formen an zwei Seiten wird viel Wind zugeführt. Man füllt den Herd f mit Koks, setzt die Roheisencharge (2000-2500 kg) über die Formen, schmelzt dieselbe tropfenweise nieder und läßt den Gebläsewind auf das flüssig gewordene E. wirken. Man sticht das gefeinte Produkt (Feineisen) nach etwa 3-4 Stunden in Formen ab und begießt dasselbe noch mit Wasser. Auf 100 kg Feineisen braucht man etwa 20-30 kg Koks und hat 13-15 Proz. Eisenabgang. Da bei diesem Verfahren das Feineisen durch die Asche des Brennmaterials, z. B. durch den Schwefelgehalt der Koks, verunreinigt werden kann, so führt man den Feinprozeß auch wohl in Gasflammöfen (Weißöfen) aus (Oberschlesien). Zuweilen wird das Feinen von Graueisen auch direkt im Frischherd vorgenommen. In einigen Fällen genügt als Vorbereitung des Graueisens ein bloßes Übergießen des erstarrenden Eisens mit Wasser ("abschrecken") oder Einleiten des flüssigen Produkts in kalte Eisenformen oder Glühen zwischen Kohlen ("braten"). Das reine Weißeisen oder das gefeinte Graueisen wird nun im Herb- oder Flammofen dem eigentlichen Frischprozeß unterworfen. Bei Einwirkung der Luft auf das geschmolzene E. findet eine lebhafte Oxydation des Eisens statt (Rohfrischperiode); es entsteht eine eisenreiche Schlacke, welche gebildetes Eisenoxyduloxyd auflöst, und dieses wirkt im gelösten Zustand energisch oxydierend auf den gebundenen Kohlenstoff unter Erzeugung von Kohlenoxydgas, welches in reichlicher Menge in Gestalt blauer Flämmchen entweicht und die Masse zum Aufschäumen (Kochen) bringt. Ist dieselbe wieder ruhig geworden, so ist ein Produkt mit dem Kohlenstoffgehalt von Stahl