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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 (Siemens-Martin-Prozeß).

schieden wird, in gebundenen Kohlenstoff übergeht (Feineisenbildung); es entsteht dabei eine saure Schlacke mit 45-52 Proz. Kieselsäure. Diese erste Periode (Fein- oder Schlackenbildungsperiode) ist beendigt, wenn sich an der Halsmündung eine kleine zugespitzte Flamme von orangegelber Farbe mit einigen blauen Streifen und weißem Saum bei geringer Leuchtkraft zeigt. Jetzt beginnt in der zweiten Periode (Rohfrisch-, Koch-, Eruptions- oder Stahlbildungsperiode) eine starke Oxydation des Eisens unter Bildung von Eisenoxyduloxyd, welches den amorphen Kohlenstoff unter starkem Aufkochen des Bades durch Kohlenoxydgasbildung oxydiert. Es findet ein lebhafter Auswurf von Schlacken und Eisenteilchen aus dem Birnenhals statt, und es zeigt sich eine helle, dichte, stark leuchtende, stoßweise austretende Flamme, mit Eisenfunken, Sternchen und Eisenkügelchen untermischt. Sobald sich das Metallbad wieder beruhigt hat und dann ein stahlartiges Produkt erzeugt ist, setzt man in der nun folgenden Garfrischperiode die Entkohlung durch neugebildetes Eisenoxyduloxyd weiter fort, bis sich ein sauerstoffhaltiges Produkt (überblasenes E.) gebildet hat. Die Flamme zeigt dann reichliche Funken von E., und ein gänzliches Aufhören derselben deutet das Ende des Prozesses an. Das Spektroskop bietet bei Beobachtung der dem Birnenhals entsteigenden Flamme ein ausgezeichnetes Hilfsmittel, um die einzelnen Stadien und den Schluß der Entkohlung zu erkennen. Ist die Entkohlung vollendet, so schreitet man zum Rückkohlen, neigt zu dem Ende die Birne, läßt in einem Kupolofen oder Flammofen M eingeschmolzenes Spiegeleisen durch den Hals einlaufen oder setzt glühendes Ferromangan oder Siliciumeisen zu, richtet die Birne nochmals auf, bläst, wenn erforderlich, noch 2-3 Sekunden und läßt dann bei abgestelltem Wind 5-10 Minuten ruhig stehen, damit absorbierte, blasige Güsse erzeugende Gase entweichen können. Hierauf wird die Birne A, wie in Fig. 25 auf Tafel III angedeutet, geneigt und ihr Inhalt in eine mit feuerfester Masse ausgekleidete Gießpfanne N entleert, welche sich am Ende des Balanciers O eines hydraulischen Kolbens P befindet, der gehoben und gesenkt werden kann. Q ist ein verschiebbares Gegengewicht am andern Ende des Balanciers, welches je nach dem Inhalt, somit dem Gewicht der Gießpfanne N. vor- oder zurückgeschoben wird. Zur Füllung der im Halbkreis um den Kran stehenden eisernen Formen wird ein Stopfen h aus einer Öffnung im Boden der Pfanne gezogen und diese mittels Bewegung des Balanciers im Halbkreis über die Formen geführt, indem der Arbeiter durch eine Einrückvorrichtung bei i das Getriebe k in das Zahnrad l eingreifen läßt. Das Kippen der Gießpfanne N behufs ihrer Reinigung geschieht mittels der Stange m durch Drehung bei n; o Blechwand zum Schutz des die Kurbelscheiben i und n drehenden Arbeiters; p p' Lager für die Preßcylinder der hydraulischen Maschine, welche zur Bewegung der Kippvorrichtung dient. Die großartigsten Leistungen weisen in der Neuzeit die Bessemerwerke in den Vereinigten Staaten von Nordamerika auf, wo z. B. auf Edgar Thompsons Werk in Pittsburg ein Paar Birnen in 24 Stunden 53 Güsse machten und 352½ Ton. à 1016 kg Stahlbarren (Ingots) und das Schienenwalzwerk 221½ T. Schienen lieferten. Diese großartige Produktion wird ermöglicht durch Vergrößerung der Apparate (Birnen zu 6-7 T. = 5080-7112 kg, mit rasch auswechselbaren Böden), durch zweckmäßige Konstruktion der maschinellen Vorrichtungen zum Bewegen der Birne, zur Handhabung der Gießpfanne, zur Verarbeitung der Stahlgüsse etc., durch passende Anordnung der Schmelzvorrichtungen (die Konverter stehen z. B. an 3 m über der Hüttensohle, die Gießformen auf derselben, wodurch der Transport derselben erleichtert und der Gießer mehr vor der Hitze geschützt ist als in der Gießgrube), durch Erzeugung von stets nur einem und demselben Fabrikat, z. B. Schienen, wo dann der Arbeiter große Fertigkeit erlangt, u. dgl. Die Stahlgüsse werden vor der weitern Verarbeitung auf Schienen, Achsen etc. in noch glühendem Zustand meist vorgeschmiedet oder vorgewalzt, und nur selten werden kleine Blöcke direkt fertig gewalzt oder profiliert gegossen.

β) Der basische Prozeß gewinnt immer mehr an Wichtigkeit; in Deutschland bestehen gegenwärtig auf 13 Eisenhütten 41 Birnen mit basischem Futter. Das phosphorhaltige Roheisen (Thomaseisen) muß 1,5-3 Proz. Phosphor, 2,5-3,5 Proz. Kohlenstoff, bis 2,5 Proz. Mangan, weniger als 1 Proz. Silicium und 0,1 Proz. Schwefel enthalten. Das basische Futter wird neuerdings meist dargestellt, indem man zerkleinerten Dolomit (Magnesiumcalciumcarbonat) bei hoher Temperatur im Kupolofen brennt und darauf den gebrannten, gemahlenen Dolomit mit ca. 7 Proz. Teer zu einer plastischen Masse verarbeitet, welche in die Bessemerbirne gestampft wird. Zum geschmolzenen Roheisen werden ca. 20 Proz. eines basischen Zuschlags (gebrannter Kalkstein, Dolomit, Gemenge von Dolomit mit Roteisenerz etc.) gegeben, um die Erzeugung einer stark basischen Schlacke (Thomasschlacke) zu ermöglichen, aus welcher die Phosphorsäure durch Kieselsäure nicht wieder ausgeschieden werden kann. Im übrigen wird der basische Prozeß in derselben Weise und in denselben Apparaten wie der saure Prozeß ausgeführt.

c) Erzeugung von Flußstahl durch Zusammenschmelzen von Roheisen mit Schmiedeeisen (Siemens-Martin-Prozeß, Martin-Prozeß). Man benutzte früher bei diesem schon seit dem Anfang des 18. Jahrh. bekannten Verfahren Tiegel aus feuerfestem Thon oder Graphit. In neuerer Zeit ist die Tiegelschmelzerei nur noch vereinzelt in Gebrauch (z. B. wenn es sich um die Erzeugung eines vorzüglichen Flußstahls handelt), weil die Produktion zu gering ist. Die Stelle des Tiegels vertritt jetzt der überwölbte, mit Quarzsand ausgekleidete Herd eines mit Regenerativfeuerung (nach Siemens'; Ponsards oder Richeroux' System) versehenen Flammofens. 1865 versah zuerst Martin den Flammofen mit Siemensscher Regenerativfeuerung in nachstehender Weise (Fig. 26 u. 27 auf Tafel III). A Flammofenherd, auf einer mit Thonbrei überzogenen Eisenplattenunterlage mit sehr feuerfestem Sand muldenförmig ausgeschlagen, mit Neigung nach der einen Breitseite zu dem mit einer Rinne b kommunizierenden Stich hin. a Arbeitsöffnungen. Unterhalb des Herdes liegen zwei Paar mit feuerfesten Steinen in Lücken ausgesetzte Regeneratoren, von denen die beiden innern L und L' von der Verbrennungsluft, die beiden äußern G und G' von brennbaren, in einem Generator erzeugten Gasen (Kohlenoxydgas) durchstrichen werden. Bei passender Stellung der (hier nicht gezeichneten) Wechselventile treten in den Regeneratoren erhitzte Gase und Luft durch die miteinander abwechselnden vertikalen Kanäle g und l auf den Schmelzherd, verbrennen hier, erhitzen das Schmelzgut und entweichen am entgegengesetzten Ende durch die Kanäle g' und l' nach unten in die betreffenden Regeneratoren für Gas- und Lufterhitzung. Sind diese heiß genug