3) durch Einblasen von Luft in das geschmolzene Roheisen (nach dem
Verfahren von =Bessemer=)
wird beim Stahl beschrieben werden.
[Sidenote: Herdfrischung.]
[Illustration: Fig. 8.]
[Illustration: Fig. 9.]
Bei dem =Frischprocess= wird das weisse Roheisen (oder, wenn graues
Roheisen, vorher gefeintes und dadurch in die weisse Modification --
=Feineisen=, =Feinmetall= -- übergeführtes Roheisen) in Platten von 1-1,3
Meter Länge, 27 Centim. Breite und 4-9 Centim. Stärke in dem vertieften
vierseitigen Feuerraum _a_ des Herdes _b_ (Fig. 8) so eingeschmolzen,
dass das schmelzende Roheisen erst im flüssigen Zustande dem Winde des
Gebläses ausgesetzt ist. Diese Vertiefung ist mit eisernen Platten
ausgelegt und erhält durch die Düse _c_ die nöthige Gebläseluft
zugeführt. Zuerst füllt man den Feuerraum mit glühenden Holzkohlen, lässt
das Gebläse an und bringt das Roheisen in Gänzen auf den Herd _b_, das in
dem Maasse in die Herdvertiefung geschoben wird, als es an der vorderen
Seite abschmilzt. Durch die Gebläseluft wird fortwährend Kohlenstoff aus
dem Roheisen zu Kohlensäure verbrannt und das Roheisen entkohlt. Der den
Gänzen anhängende Sand, die durch Oxydation des Siliciums des Roheisens
entstandene, sowie die durch die Holzkohlenasche in die Masse gelangte
Kieselerde kommen ebenfalls bei dem Frischen in Betracht; diese Körper
verbinden sich nämlich mit dem gleichzeitig entstehenden Eisenoxydul zu
basisch kieselsaurem Eisenoxydul, zu der sogenannten =Rohschlacke= (in
100 Theilen 68,84 Eisenoxydul und 31,16 Kieselsäure)[3], die über dem
geschmolzenen Eisen steht und während des Einschmelzens von Zeit zu Zeit
abgelassen wird, ohne das Eisen jedoch gänzlich von der Schlacke zu
entblössen. Diese Schlacke wird zu der nächsten Schmelzung mit
Eisenhammerschlag (Oxydul-Oxyd) gemengt gegeben, um die Entkohlung des
Eisens zu bewirken. Wenn man nämlich Roheisen (Kohleneisen) mit
Eisenoxyduloxyd und basisch kieselsaurem Eisenoxydul glüht, so giebt das
Eisenoxyduloxyd an den Kohlenstoff des Roheisens Sauerstoff ab, und es
bilden sich Kohlenoxyd und Stabeisen. Bei der Frischung werden auch alle
anderen in dem Roheisen enthaltenen Stoffe, wie Aluminium, Phosphor,
Mangan u. s. w., als Thonerde, Phosphorsäure, Manganoxydul in die
Schlacke getrieben. -- Nach dem Einschmelzen des Eisens werden die
Schlacken abgelassen und die Eisenstücke unter häufigem Wenden dem Wind
des Gebläses ausgesetzt; das Eisen wird, indem es immer mehr und mehr
seinen Kohlenstoff verliert, dünnflüssiger und schmilzt ab. Dieser
Process (das =Rohaufbrechen=) wird so lange fortgesetzt, bis das Eisen
gar ist. Die sich nach dem Rohaufbrechen bildende Schlacke wird um so
reicher an Eisenoxydul, je mehr sich das Eisen der Gare nähert, wodurch
sie endlich zur =Garschlacke= (ungefähr SiO_{4}Fe_{2}) wird, welche
ebenso wie die mit Hammerschlag versetzte Rohschlacke als Zusatz zur
Beförderung der Entkohlung des Eisens benutzt wird. Die Garschlacke ist
niemals krystallinisch, sondern stets dicht und von grösserem spec.
Gewicht als die Rohschlacke. Nach dem Rohaufbrechen nimmt der Frischer
das =Garaufbrechen= vor, das darin besteht, die ganze Eisenmasse durch
verstärkte Hitze halbflüssig zu machen, damit sich die Schlacke
abscheide. Nach beendigtem Gareinschmelzen hebt man die gefrischte
Eisenmasse (=Deul=, =Luppe=, =Klump=, =Wolf=) aus dem Feuer heraus und
bringt sie noch glühend unter den =Aufwerfhammer= _a_ (Fig. 9), welcher
durch eine Welle und durch Daumen in Bewegung gesetzt wird. Durch die
Schläge des Hammers werden alle Schlackentheile ausgepresst. Der Deul
wird darauf in Stücke (Schirbel) zerschnitten und diese werden dann zu
Stäben ausgeschmiedet. Aus 100 Theilen Roheisen erhält man im
Durchschnitt 70-75 Theile Stabeisen.
[2] Von den neuerdings aufgetauchten Verfahren der directen Darstellung
von Eisen und Stahl aus den Erzen von =Chenot=, =Uchatius= u. A.
wird beim Stahl die Rede sein.
[3] =Mitscherlich=, =Hausmann=, =Bothe= u. A. haben gezeigt, dass die
nicht selten krystallisirt vorkommende Rohschlacke die
Zusammensetzung und die Krystallform des Olivins besitzt.
[Sidenote: Schwedischer Frischprocess.]
Der =schwedische Frischprocess= (die Wallonenschmiede) unterscheidet
sich von der deutschen Frischung dadurch, dass nur geringe Mengen des
Eisens auf einmal in Arbeit kommen und dass man keine Schlacke zusetzt.
Die Entkohlung geht aber nur durch den Sauerstoff der Luft vor sich.
Dieses Verfahren erfordert viel Brennmaterial, auch oxydirt sich ein
nicht unbedeutender Theil des Eisens; das erhaltene Eisen enthält aber
keine Schlacke und ist daher dichter.
[Sidenote: Puddelprocess.]
[Sidenote: Puddelöfen.]
[Illustration: Fig. 10.]
[Illustration: Fig. 11.]
Der =Puddelprocess= (oder das Frischen im Flammenofen). In Ländern, in
denen die Holzkohlen wegen ihres hohen Preises zum Frischen des Roheisens
nicht angewendet werden können, benutzt man die Steinkohlen. Später wurde
die Steinkohle anstatt der Holzkohle auch auf dem Continent beim Frischen
angewendet, welche eine grössere Produktion ermöglicht, und obgleich die
Qualität des so erhaltenen Eisens eine untergeordnete ist, doch auch
ökonomisch sich als praktisch erweist. Da wegen des Schwefelgehaltes der
Steinkohlen eine unmittelbare Berührung derselben mit dem Eisen vermieden
werden muss, so wendet man zum Entkohlen des Roheisens Flammenöfen
(Puddelöfen) an. Fig. 10 zeigt einen Puddelofen im Vertikaldurchschnitt,
Fig. 11 im Horizontaldurchschnitt. _F_ ist der Rost, _A_ der Puddelherd
und _C_ der Canal, durch welchen die Gase in den Schornstein gelangen.
Der Puddelherd _A_ besteht aus einem viereckigen eisernen Kasten, in
welchen atmosphärische Luft ungehindert durch den Rost eintreten kann.
Auf diesen Herd bringt man eine Decke von Frischschlacken, zu welchen man
Hammerschlag gesetzt hat, und erhitzt die Masse, bis ihre Oberfläche
weich geworden ist. Das zu entkohlende Roheisen (am besten weisses
Roheisen) wird in Quantitäten von 300-350 Pfd. bis zum Erweichen
erhitzt, sodann mittelst einer Krücke über die Herdsohle des Ofens
ausgebreitet und unter fortwährendem Erhitzen umgerührt (=gepuddelt=).
_D_ und _E_ sind Arbeitsöffnungen, die leicht geschlossen und geöffnet
werden können. Auf dem breiigen Eisen zeigen sich blaue Flämmchen von
brennendem Kohlenoxydgase und das Eisen wird zäher und steifer. Der
grösste Theil der beim Puddelprocess sich bildenden Schlacke fliesst vorn
im Ofen von dem Eisen über die schiefe Ebene _B_ ab, und wird, von Zeit
zu Zeit durch eine Oeffnung _o_ abgelassen. Nach beendigtem Puddeln
vereinigt man das auf der Herdsohle ausgebreitete Eisen zu Bällen und
befreit es unter dem =Stirnhammer= oder durch ein =Quetschwerk= von der
Schlacke. Wo graues oder halbirtes Roheisen zum Puddeln angewendet werden
muss, wird dasselbe, wie oben bereits erwähnt, vor dem eigentlichen
Puddeln durch Einschmelzen im Flammenofen durch das Feinmachen in weisses
Roheisen, in =Feineisen= (Feinmetall) verwandelt.
Die =Theorie des Eisenpuddelns= ist folgende: Beim Zuströmen von Luft
zu dem auf dem Herde des Flammenofens eingeschmolzenen Roheisen bildet
sich eine nicht unbedeutende Menge von Eisenoxydul-Oxyd, dessen
Sauerstoff den Kohlenstoff des Roheisens in Gestalt von Kohlenoxydgas
entfernt, das in mit bläulicher Flamme verbrennenden Bläschen
entweicht. Mit der fortschreitenden Entkohlung wird die Masse immer
strengflüssiger und es bilden sich in ihrem Innern feste Körper von
Schmiedeeisen, deren Menge zunimmt und welche mit dem Rühreisen
zusammengehäuft und lose aneinander geschweisst werden. Dadurch trennt
sich das noch kohlehaltige Eisen und wird durch fortgesetztes Umrühren
völlig entkohlt. In der Praxis ist jedoch dieser Process nicht so
einfach, dies hat darin seinen Grund, dass es 1) nicht wohl möglich
ist, alles Eisenoxydul-Oxyd mit dem Kohleeisen in Berührung zu bringen,
weshalb leicht Oxyd in dem Eisen bleibt, wodurch der Zusammenhang der
einzelnen Theile aufgehoben wird. Dieses überschüssige Oxyd sucht man
durch Zusatz von Rohschlacke zu entfernen, welche dadurch in
Garschlacke übergeht. Durch die Abscheidung des Eisenoxydul-Oxydes wird
ein Eisenverlust von 4-5 Proc. herbeigeführt, zu dem noch durch das
Verbrennen des Kohlenstoffs etwa 5 Proc. kommen. Ein anderer Grund
liegt 2) in einem Gehalte des Roheisens an Hochofenschlacke und
mechanisch anhängender Kieselerde etc. Während des Puddelns vereinigt
sich die freie Kieselerde mit der Hochofenschlacke; kommt nun in dem
letzteren Stadium des Processes diese kieselerdereiche Schlacke mit dem
Eisenoxydul bei mangelndem Kohlenstoff in Berührung, so giebt sie ihre
Kieselerde theilweise an das Eisenoxydul ab und bildet mit demselben
Garschlacke, welche an den Wänden und der Sohle des Ofens adhärirt, und
eine basische, strengflüssige Hochofenschlacke, welche mit dem Eisen
gemengt bleibt. Diese Schlacke zu entfernen, ist der Puddelprocess nach
seinem gegenwärtigen Stande durchaus unfähig. Der Faulbruch eines
Eisens, von welchem diese Schlacke zwei oder mehrere Procente ausmacht,
erklärt sich dadurch auf eine ganz ungezwungene Weise.
[Sidenote: Mit Gas.]
In neuerer Zeit wendet man häufig, anstatt den Flammenofen mittelst
Steinkohlen und atmosphärischer Luft zu heizen, als Brennmaterial
=Gicht=- oder =Hochofengase= an, oder auch =Generatorgase=. So nennt
man die in einer schachtförmigen Vorrichtung -- dem Generator -- durch
unvollständige Verbrennung von Brennmaterial (gewöhnlich solchem, das
wie Holzabfälle, Holzkohlen und Braunkohlenklein, Torf etc. als festes
Brennmaterial nicht anwendbar ist) erzeugten brennbare Gase von
ähnlicher Zusammensetzung wie die Gichtgase, jedoch mit vorwaltendem
Kohlenoxydgas. Der Generator ist unmittelbar bei dem Flammenofen
angelegt, sodass die darin erzeugten Gase fast ebenso heiss zur
Verbrennung gelangen, als sie aus dem Generator entweichen. Seit
einigen Jahren wendet man hierbei die =Siemens='sche
Regenerationsfeuerung an, welche den höchsten Effect giebt. Das ihr zu
Grunde liegende Princip hat den Grundgedanken mit der calorischen
Maschine gemein. So wie nämlich dort seiner Zeit Drahtgeflechte zur
Anwendung kamen, um die verlorene Hitze von der austretenden auf die
zutretende Luft zu übertragen, so werden bei den =Siemens='schen
=Regeneratoren mit Gasfeuerung= lose mit feuerfesten Ziegeln angefüllte
Kammern dazu verwendet, um die in dem verbrauchten, dem Schornstein
zuströmenden Gase enthaltene Wärme aufzufangen und nutzbar in den Herd
der Verbrennung zurückzuführen. Sind zwei solcher Kammern vorhanden, so
wird durch eine wechselseitige Wärmeaufnahme und Abgabe der Kammern
Zweierlei erreicht: zunächst eine grosse Menge Wärme, die sonst zu
Verlust gegangen wäre, zu Gute gemacht, dann das Feuer mit heisser Luft
gespeist und mithin die Verbrennungstemperatur gesteigert. Dabei bleibt
die =Siemens='sche Einrichtung aber keineswegs stehen, denn zwei andere
Kammern wärmen auch das Brennmaterial vor, welches zu dem Behufe stets
in einem Generator zuvor in Gas verwandelt wird. Diesem Heizgas
entsprechen ebenso wie der dem Feuer zuziehenden Luft zwei Heizkammern,
welche abwechselnd Wärme aufspeichern und abgeben. Eisen, welches zu
viel Phosphor enthält, wird davon befreit, indem man während des
Puddelns in das geschmolzene Eisen das sogenannte =Schafhäutl='sche
Mittel, ein Gemenge von Braunstein, Kochsalz und Thon einträgt. Nach
=Richter= trägt Bleiglätte besser zur Oxydation des Schwefels des
Roheisens bei als Braunstein. Auch Wasserdämpfe im überhitzten Zustande
hat man zur Entfernung des Schwefels anzuwenden vorgeschlagen.
[Sidenote: Verfeinerung des Stabeisens.]
[Illustration: Fig. 12.]
[Sidenote: Walzwerk.]
[Illustration: Fig. 13.]
Man verarbeitet das =Stab=- oder =Schmiedeeisen=, das durch den
Stirnhammer, durch Quetschwerke oder Walzwerke von den Schlacken befreit
worden ist, auf den =Walzwerken= zu =Grobeisen=. Ein Walzwerk (Fig. 12)
hat wesentlich folgende Einrichtung. _BB'_ und _AA'_ sind cannelirte,
gusseiserne Walzenpaare, von denen _AA'_ zum Walzen von Flachstäben,
_BB'_ zum Walzen von Quadratstäben bestimmt sind. Durch die Schrauben
_oo_ können die oberen Cylinder den unteren beliebig genähert werden. Aus
den Röhren _ii_ fliesst Wasser auf die sich erhitzenden Theile des
Walzwerks. Die Vorrichtung _MN_ dient dazu, das Walzwerk ausser
Verbindung mit der bewegenden Kraft zu setzen. Die Räder _F_ und _c_
übertragen die Bewegung auf die Räder _F'_ und _c'_, die an den oberen
Walzen _A'_ und _B'_ sitzen und bewirken eine Umdrehung derselben in
entgegengesetzter Richtung. Die durch den Hammer in die geeignete Form
versetzten glühenden Eisenstücke passiren immer kleinere Oeffnungen des
Walzwerkes und werden so verdünnt und gestreckt. Sehr dünne Stäbe
schneidet man auf den =Schneidewerken=, welche (Fig. 13) aus abwechselnd
grösseren und kleineren verstählten Scheiben, die auf eisernen Wellen
fest eingekeilt sind, bestehen. Man unterscheidet das Stabeisen als
=Quadrateisen= mit quadratischem Durchschnitte, =Flacheisen=, dessen
Querschnitt ein Rechteck ist, mit verschiedenem Verhältnisse von Breite
und Dicke, =Rundeisen= mit kreisförmigem Durchschnitte. Die dünnste Sorte
des Flacheisens heisst =Band=- oder =Reifeisen=; unter =Zaineisen= oder
=Krauseisen= versteht man nicht glatt geschmiedetes Quadrateisen mit
eingekerbten Flächen (Eindrücke des Hammers); dünne vierkantige Sorten
des Stabeisens sind =Nageleisen=. Ausserdem unterscheidet man noch
=Façoneisen= von dem verschiedensten Querschnitt (Eisenbahnschienen).
[Sidenote: Blechfabrikation.]
Das zur =Blechfabrikation= angewendete Eisen muss weich und zähe sein,
damit dasselbe die Bearbeitung bei abnehmender Temperatur am längsten
aushalte, ohne spröde zu werden. Man unterscheidet grössere und
kleinere Bleche. Da die letzteren gewöhnlich verzinnt werden, nennt man
auch diese =Weissbleche=, die grösseren =Schwarzbleche=. Bei der
Anfertigung des Schwarzbleches wird das Stabeisen (Flacheisen) glühend,
so wie es aus den Walzen herauskommt, vermittelst der Blechscheere in
kleinere Platten (=Stürze=) zerschnitten und diese nach dem Erhitzen in
einem Flammenofen zwischen glatten Walzen (Blechwalzwerke) gestreckt.
Die Stürze gehen viermal durch die Walzen, wobei nach jedesmaligem
Durchgange die Walzen enger zusammengeschraubt werden. Bevor die Stürze
unter die Walze kommen, muss das Oxyd (der Glühspan) abgeschlagen
werden, damit er sich nicht eindrücke. Früher und auch noch jetzt
stellt man in einigen Gegenden das Eisenblech durch Hämmern dar
(geschlagenes Blech); obwol auf diese Weise die Bleche nicht
vollkommen gleichmässig hergestellt werden können, so zieht man sie
dennoch zu gewissen Zwecken, wie z. B. zu Dampfkesseln, den gewalzten
Blechen vor. Die Anfertigung des Weissbleches und des galvanisirten
(mit Zink überzogenen) Bleches ist der des Schwarzbleches ähnlich. Von
der Verzinnung des Weissbleches wird bei dem Zinn die Rede sein.
[Sidenote: Drahtfabrikation.]
[Illustration: Fig. 14.]
[Illustration: Fig. 15.]
Zur =Drahtfabrikation= benutzt man ein zähes, festes, im Bruche fadiges
Eisen. Ehedem benutzte man Zangen, mit deren Hülfe man des Eisen durch
Löcher zu Draht zog; jetzt wendet man für die gröberen Sorten
=Walzwerke=, für die feineren Sorten =Ziehscheiben= an. Die Anwendung
des Walzwerkes erstreckt sich nur auf die dickeren Sorten Eisendraht
bis etwa zu 1/4 Zoll herab. Ein hierzu anwendbares Walzwerk besteht aus
drei Walzen mit correspondirenden runden Rinnen, die bei ihrer
Umdrehung die zwischen sie gesteckten Eisenstangen fassen, und in die
Form jener Rinnen pressen. Die Walzen des Walzwerkes werden mit solcher
Geschwindigkeit in Bewegung gesetzt, dass sie 240 Umläufe in einer
Minute machen. Da ihr Durchmesser 8 Zoll beträgt, so ist die
Umfangsgeschwindigkeit = 8,37 Fuss in einer Secunde oder 8 Fuss 4-1/2
Zoll Draht kommen in einer Secunde aus den Walzen hervor. Der feinere
Draht wird verfertigt, indem man gröberen Draht durch zweckmässig
gestaltete, unbewegliche Oeffnungen in harten Körpern zieht, und dieses
Durchziehen in fortschreitend kleineren Löchern wiederholt, bis die
erforderliche Feinheit des Drahtes erfolgt ist. Der ausgeglühte Draht,
der bis zu 4-1/2 Linie im Durchmesser ausgewalzt worden ist, wird auf
die Haspel _A_ (Fig. 14) gelegt. Das eine vorn etwas zugespitzte Ende
des Drahtes steckt man durch das Loch des =Zieheisens= _B_, dessen
Durchmesser etwas kleiner als der des Drahtes ist, befestigt ihn an den
Haken _c_ (Fig. 15) der =konisch geformten Trommel= (=Ziehscheibe=,
Leier, Bobine) _C_, welche durch die horizontale Betriebswelle _D_
(Fig. 14) und durch ineinander eingreifende konische Räder in Bewegung
gesetzt wird. Durch eine mechanische Ausrückung kann die Ziehscheibe in
Ruhe oder Bewegung gesetzt werden. Der Fig. 15 abgebildete Durchschnitt
derselben, sowie die Zeichnung Fig. 14 macht jede weitere Beschreibung
unnöthig. Die Gestalt der =Ziehlöcher= ist für den Erfolg des
Drahtziehens von grosser Bedeutung. Zur Erzielung von rundem und
gleichmässigem Draht müssen die Ziehlöcher völlig kreisförmig und
möglichst glatt sein. Wären die Löcher durch die ganze Dicke der
Ziehplatte cylindrisch, d. h. von gleichbleibendem Durchmesser, so
würde in den meisten Fällen der durchzuziehende Draht eher abreissen,
als sich plötzlich verdünnen lassen. Aus diesem Grunde macht man im
Allgemeinen die Löcher trichterförmig. Die Zieheisen bestehen aus
Stahl; zum Ziehen feiner Drähte setzt man auch gebohrte Edelsteine an
die Stelle der Zieheisen. Der Eisendraht lässt sich kaum öfter als
drei- bis fünfmal ziehen, ohne des Glühens bedürftig zu sein. Wird der
Draht in nicht ganz verschlossenen Gefässen geglüht, so bildet sich auf
der Oberfläche Oxyd, welches vor dem wiederholten Ziehen durch Beizen
mit verdünnter Schwefelsäure sorgfältig entfernt werden muss. Man hat
gefunden, dass, wenn in der Säure etwas Kupfervitriol aufgelöst wird,
die auf dem Eisen sich niederschlagende, äusserst dünne Kupferhaut das
nachherige Ziehen, durch Verminderung der Reibung im Ziehloche,
erleichtert. Der dünnste Eisendraht, welcher im Handel vorkommt, hat
einen Durchmesser von 1/166 Zoll, man nennt ihn =Bleidraht=. Durch
Verzinken wird der Draht häufig vor Oxydation geschützt. Dass der Draht
beim Ausglühen etwas von seiner Sprödigkeit verliert, ist bekannt. Wird
ja der käufliche Eisendraht, der zum Ueberstricken von Töpfen etc.
dient, vorher geglüht, damit er nicht so leicht bricht. Die
vielfältigen Benutzungen des Eisendrahtes sind allgemein bekannt. Eine
neue und besonders für das Berg- und Salinenwesen, für die Drahtseil-
oder Kettenschifffahrt (Touage), ferner für unterseeische
Telegraphenleitungen sehr wichtige Anwendung des Drahtes ist die
Vorfertigung der =Drahtseile=, welche aus Eisendrähten ebenso gebildet
werden, wie die gewöhnlichen Taue aus Hanffäden, und gegen die
Hanfseile und eisernen Ketten, an deren Stelle sie bei der Erzförderung
jetzt ziemlich allgemein getreten sind, sowol vermehrte Sicherheit als
bedeutende Kostenersparniss gewähren.
[Sidenote: Eigenschaften des Stabeisens.]
Das =Stabeisen=, =Frischeisen=, =Schmiedeeisen=, =geschmeidige Eisen= ist
ein Aggregat von Fasern, welche nach =Fuchs= durch Aneinanderreihung von
höchst kleinen Krystallen gebildet sind. Durch starke Erschütterungen,
Stösse etc., aber auch durch Erhitzen und Ablöschen in Wasser wird der
Zusammenhang zwischen den kleinsten Theilchen aufgehoben und die faserige
Textur geht in die körnige über; es wird in diesen Fällen minder fest,
wie die Erfahrungen an Eisenbahnwagenaxen und Kettenseilen beweisen. Es
ist von hellgrauer Farbe, körnigem oder zackigem Bruche; sein
specifisches Gewicht ist von 7,60-7,90 (der des chemisch reinen Eisens
ist 7,844). Der Kohlenstoffgehalt beträgt 0,24-0,84 Proc., von welchem
nur Spuren von Kohlenstoff mechanisch beigemengt sind. Das Stabeisen ist
demnach ein Gemenge von Eisen mit etwas Kohleeisen.
Die chemische Untersuchung einiger Stabeisensorten gab folgende
Resultate: 1) Englisches Stabeisen aus Süd-Wales; 2) weiches Stabeisen
von Mägdesprung am Harz; 3) Schwedisches Dannemora-Eisen.
1. 2. 3.
Eisen 98,904 98,963 98,775
Kohlenstoff 0,411 0,400 0,843
Silicium 0,084 0,014 0,118
Mangan 0,043 0,303 0,054
Kupfer -- 0,320 0,068
Phosphor 0,041 -- --
Es ist eigenthümlich für das Schmiedeeisen, dass es im glühenden
Zustande in kaltes Wasser getaucht nicht spröde wird und noch
schmiedbar ist. Es ist weit weicher als das weisse und hellgraue
Gusseisen und lässt sich leicht feilen, mit Meissel, Hobelmaschine etc.
bearbeiten. Das Schmiedeeisen schmilzt weit schwerer als das Roheisen;
in der Weissglühhitze wird es weich, so dass zwei Stücke durch
Hammerschläge, durch Walzen oder Pressen zu einem einzigen vereinigt
werden können. Diese Eigenschaft, welche man die =Schweissbarkeit=
nennt, theilt das Eisen mit dem Platin, Palladium, Kalium und Natrium.
-- Das durch die Herdfrischung oder durch Puddeln erhaltene Stabeisen
ist mehr oder weniger mit fremden Substanzen verunreinigt. Wenn es
Schwefel, Arsen oder Kupfer enthält, so zerbröckelt es, wenn es
rothglühend gehämmert wird, man nennt dann das Eisen =rothbrüchig=;
durch Silicium wird das Eisen hart und mürbe (=faulbrüchig=), durch
Phosphor =kaltbrüchig=, d. h. es lässt sich zwar glühend verarbeiten,
bricht aber beim Erkalten schon beim Biegen. Calcium macht das
Stabeisen =hadrig=, d. h. es hört auf, schweissbar zu sein. Was die
Anwendbarkeit der verschiedenen Stabeisensorten für praktische Zwecke
betrifft, so ist hartes krystallinisches Eisen überall dort
vorzuziehen, wo der Reibung zu widerstehen ist, wie z. B. zu den
äussersten Theilen der Tyres, zu den Köpfen der Eisenbahnschienen,
ferner zu Gegenständen, welche eine dauernde Politur erhalten sollen.
Zähes fadiges Eisen eignet sich dagegen am besten für Maschinenteile,
den Fuss von Eisenbahnschienen, für Ketten und Anker, überhaupt für
Gegenstände, bei welchen Widerstandsfähigkeit gegen Last und Schlag
Haupterforderniss ist.
[Greek: g]) Der Stahl.
[Sidenote: Stahl.]
Der Stahl unterscheidet sich vom Roh- und Stabeisen durch seinen
Kohlenstoffgehalt, vom Roheisen durch seine Schweissbarkeit, vom
Stabeisen durch seine Schmelzbarkeit. In Bezug auf den Kohlenstoffgehalt
liegt er in der Mitte zwischen Roheisen und Stabeisen. Ob der
Stickstoffgehalt, der neuerdings in vielen Stahlsorten wahrgenommen
worden ist, wesentlich ist für den Begriff Stahl, lässt sich nach dem
gegenwärtigen Stande der Frage über die Constitution des Stahls nicht mit
Bestimmtheit beantworten. Man kann den Stahl gewinnen
a) direct aus Eisenerzen als =Rennstahl=:
1) durch Reduction der Erze im Holzkohlenfeuer eines Gebläseherdes
(durch Rennarbeit), wobei der Stahl als ungeschmolzener Klumpen zum
Vorschein kommt (natürlicher Stahl);
2) durch Glühen der Erze mit Kohle ohne Schmelzung (Cementstahl aus
Erzen);
3) durch Schmelzen der Erze mit Kohle in Tiegeln, wobei der Stahl als
flüssige Masse erhalten wird (Gussstahl aus Erzen);
b) durch theilweise Entkohlung von Roheisen als =Frischstahl=:
4) durch Frischen in Herden mittelst Holzkohlenfeuerung
(Herdfrischstahl);
5) durch Frischen in Flammenöfen bei Steinkohlen- oder Gasfeuerung
(Puddelstahl oder Flammenofenfrischstahl);