CXXXIV. AristideBérard's neues Verfahren zur Stahlfabrication. Aus dem Engineer, April 1871, S. 231. Mit Abbildungen auf Tab. VIII. Bérard's Verfahren zur Stahlfabrication. Die nachstehenden Mittheilungen sind die Uebertragung einer Abhandlung von Aristide Bérard, in welcher ein auf den Werken zu Givors in Frankreich eingeführtes neues Verfahren zur directen Erzeugung von Stahl aus Roheisen beschrieben wird. Durch die HHrn. Whitley zu Leeds ist dieses Verfahren in England eingeführt worden. Bérard bewirkt 1) die unmittelbare Umwandlung von Roheisen in Stahl durch die Anwendung von Gas, welches gleichzeitig als Wärmeerzeuger und als Reagens zur Reinigung des Eisens wirkt, indem es nämlich eine theilweise Reinigung bewerkstelligt, bevor die schädlichen Beimengungen, wie Schwefel, Phosphor, Arsen etc. entfernt werden; 2) gestattet dieses Verfahren aus Roheisen von geringerer Qualität, für gewisse Zwecke z.B. Schienen, Radbandagen etc. sehr gut geeignete Stahlsorten darzustellen; 3) wird durch die Anwendung eines Gemisches von Luft und Gas, welches abwechselnd als Oxydations- und als Reductionsmittel benutzt werden kann, der Abbrand auf ein Minimum reducirt, während der Stahlfabrikant es in seiner Gewalt hat, durch Entkohlung und Wiederkohlung mit Sicherheit und nach Belieben verschiedenartige Producte zu erzeugen; 4) wird ein System von Apparaten angewendet, welches dem Producenten unter den in ökonomischer Beziehung günstigsten Umständen zu arbeiten gestattet. Wir wollen nun untersuchen, wie die verschiedenen Schwierigkeiten, welche sich der Ausführung dieses Verfahrens entgegenstellten, überwunden worden sind, und wie der Erfinder sein Ziel erreicht hat. Der Ausgangspunkt ist die Anwendung von Gas als Brennmaterial und es ist von vorn herein einleuchtend, daß man nur durch Anwendung von vergasten Brennstoffen eine genügend starke Hitze erzeugen und deren Wirkungen mit der erforderlichen Genauigkeit reguliren kann. Es ist daher zunächst erforderlich, den besten bekannten Gasgenerator zu wählen. Zwischen den Gasgeneratoren mit natürlichem Luftzuge und den mit gepreßtem Winde betriebenen konnte die Wahl nicht zweifelhaft seyn, ungeachtet des Uebelstandes der durch das erforderliche Gebläse bedingten Complication der letzteren Apparate. Dieser Uebelstand wird aber durch die Zuverlässigkeit der zu erzielenden Resultate und die Leichtigkeit, womit die Zuführung der Luft nach Bedürfniß gesteigert oder vermindert werden kann, weit aufgewogen. Die Stärke der Brennmaterialschicht, welche ein Luftstrom durchdringen soll, ist nothwendig durch den natürlichen Zug begrenzt, und dieser ist zur vollständigen Sättigung des Sauerstoffes der Luft und zu dessen Umwandlung in Kohlenoxyd fast immer unzulänglich. Es entsteht eine beträchtliche Menge Kohlensäure, welche bekanntlich nicht brennbar ist. Es bilden sich in der Brennstoffschicht Gewölbe oder Höhlungen, in denen die Kohlen in Folge unvollständiger Verbrennung destillirt werden. Bei Anwendung eines Stromes von gepreßter Luft kann hingegen ohne Anstand eine Kohlenschicht von solcher Stärke gewählt werden, daß die in den unteren Zonen anfänglich gebildete Kohlensäure beim Hindurchstreichen durch die oberen Zonen wieder zu Kohlenoxydgas reducirt wird – eine unerläßliche Bedingung für die Gewinnung eines Gases von guter Qualität. Das Hinderniß der schwierigen Reinigung, welches bei den Gasgeneratoren mit gepreßtem Winde sich früher darbot, ist durch die Anwendung von beweglichen Sohlen, welche ein bequemes und rasches Reinigen der Generatoren gestatten, glücklich überwunden worden. Bei jedem System erleidet jedoch die Steinkohle, sobald sie in den geeigneten Theil des Generators gelangt, eine anfängliche Destillation; Oel und Theer werden in großer Menge unzersetzt verflüchtigt und in der Gasleitung condensirt, wenn der Gaserzeuger sich in gewisser Entfernung von dem Punkte befindet, wo die Gase zur Benutzung kommen. Bei Anwendung von feuchtem Brennmaterial mischt sich dem erzeugten Gase eine gewisse Menge Wasserdampf bei, welcher der Entwickelung der erforderlichen hohen Temperatur nachtheilig ist. Es stellt sich daher als höchst wünschenswerth heraus, daß der Theer vollständig zu Kohlenwasserstoffen zerlegt, der beigemischte Wasserdampf zersetzt und das Gasgemisch im Momente seiner Anwendung auf der möglichst hohen Temperatur erhalten bleibt. Diese wesentlichen Bedingungen eines guten Gaserzeugers hat Bérard dadurch realisirt, daß er die Gase bei hoher Temperatur durch eine Schicht glühender Kohl's leitet; dadurch werden Theer und Wasserdampf vollständig zersetzt, von Kohlensäure bleibt im Gasgemisch keine Spur zurück, und dasselbe besitzt eine sehr hohe Temperatur, ohne daß es wieder erhitzt zu werden braucht. Hierbei findet eine wirkliche Regeneration statt, wogegen bei dem Siemens'schen System das Regenerativprincip nur in der Anwendung eines einfachen Erhitzungsapparates besteht, in welchem Nichts regenerirt wird. Um die Production reinen Gases und insbesondere von Wasserstoff zu erhöhen, während das relative Verhältniß des Stickstoffes, eines neutralen, nicht brennbaren Gases vermindert wird, leitet man in den Generator einen Strom von überhitztem Dampf, welcher gleichzeitig den Abzug der Gase befördert. Bei diesem Generatorsystem kann das Gas unter Druck beliebig vertheilt und ohne Schwierigkeit auf weite Entfernungen fortgeleitet werden. Das erhaltene Gas ist stets von ausgezeichneter Qualität und frei von Kohlensäure, Wasserdampf und Theer; es ist reich an Wasserstoff und Kohlenwasserstoff, und enthält nur ein Minimum von Stickstoff. Der vollständige Apparat besteht hierbei aus dem eigentlichen Generator A, Figur 1, welcher mit Steinkohle beschickt wird, und aus einem mit demselben verbundenen Ergänzungsapparat B, welcher die Gaserzeugung zu einer vollkommenen macht, indem in ihm alles etwa übergegangene unreine Gas regenerirt wird. Die Gaserzeugung nach diesem System ist eine sehr ökonomische. Die Productionskosten des Gases lassen sich per Kubikmeter in folgender Weise annähernd berechnen: Zur Erzeugung von 10,000 Kubikmeter Gas, welche ein Doppelgenerator binnen 10 Betriebsstunden zu liefern vermag, sind 4600 Kilogram. Steinkohle, à 100 Kilogram, zu 20 Francs, erforderlich – 32 Fr., ferner 300 Kilogram. Kohks zu 30 Fr. = 9 Fr.; Gebläse, Reparaturen, Arbeitslöhne etc. 25 Fr.; im Ganzen 66 Fr.; also kommt der Kubikmeter auf 0,006 Fr. – wir wollen annehmen auf 0,007 Fr., somit höchstens auf sieben Zehntel eines Centime am Productionsplatze zu stehen. Diese so vollständige Lösung der Gaserzeugungsfrage ist nicht nur für die Verwendung des Gases zu metallurgischen Operationen, wie Umschmelzen des Roheisens zum Feinen, Umschmelzen des gefeinten Roheisens zum Puddeln, Anwärmen der Luppen und Deule u.s.w., sondern auch für zahlreiche industrielle und hauswirthschaftliche Anwendungen desselben von großer Wichtigkeit. Die im Folgenden zu besprechende Anwendung ist die zur directen Umwandlung des Roheisens in Stahl, bei welcher das Gas eine so bedeutende Rolle zu spielen berufen ist, und wobei es vor Allem darauf ankommt, ein möglichst reines und reiches Gas verwenden zu können, welches die höchst mögliche Temperatur mit den möglich geringsten Kosten hervorzubringen vermag. Wir wollen nun untersuchen, auf welche Weise diese wichtige Aufgabe gelöst worden ist. Da das Roheisen bekanntlich eine Verbindung von Eisen mit Kohlenstoff, Silicium, Mangan, Schwefel, Phosphor etc. ist, so muß es von allen diesen fremdartigen Bestandtheilen befreit werden, so daß in ihm – der Qualität des zu erzeugenden Stahles entsprechend – nur 1/2 bis 1 Procent Kohlenstoff zurückbleibt. Dieses Resultat wurde bisher zum Theil durch die Einwirkung von Luft oder durch den Zuschlag von Metalloxyden erreicht; dasselbe ist dann aber selten ein vollkommenes und das Verfahren selbst ist mit verschiedenen Uebelständen behaftet. Die vereinte Anwendung von Luft und reducirend wirkendem gekohltem Gase gestattet hingegen eine vollständigere Beseitigung aller fremden Körper durch Vermittelung des Wasserstoffes; durch eine beliebig ausführbare Verzögerung oder Beschleunigung der Entkohlung hat man die Leitung des Processes ganz in seiner Gewalt. Die Theorie dieses Systemes ist in einer Brochüre auseinandergesetzt, welche kürzlich unter dem Titel erschien: „Considérations sur le rôle de la combustion intermoléculaire des corps renfermés dans la fonte et sur l'influence de l'hydrogène dans la fabrication de l'acier fondu.“ Wir werden – allerdings sehr kurz – den technischen Theil dieser Schrift recapituliren. Um das Eisen in flüssigem Zustande unter den vortheilhaftesten Umständen zu verarbeiten, bietet die Anwendung von mit Gas geheizten Flammöfen unverkennbare Vortheile dar. Der Proceß läßt sich durch seine verschiedenen Stadien mit größter Leichtigkeit verfolgen. Man kann die Hitze jederzeit steigern, da die Intensität des Gasstromes vollständig unter Controlle ist. Es blieb jedoch immer noch eine praktische Schwierigkeit zu über winden: die plötzliche Veränderung der Sohle C des Ofens (Fig. 1). Diese Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß man diesen wichtigen Ofentheil beweglich construirte, so daß derselbe während der Operation sofort ausgewechselt und der Herd (Sumpf) mit kohlenden Substanzen gefüllt werden kann, deren Wirkung eine sehr vortheilhafte ist. Auf dieser Sohle C muß, wie wir sogleich bemerken wollen, die Umwandlung des Roheisens in Stahl bewerkstelligt werden. Seitlich von C, in dem heißen Gasstrome gelegen, befindet sich ein anderes Bett D von geringerem Inhalt, zum Einschmelzen von Spiegeleisen bestimmt, welches gegen Ende des Processes zugesetzt werden kann; neben dieser zweiten Sohle liegt eine dritte E, zur Aufnahme des beim Betriebe gebildeten Brucheisens dienend, in welcher dasselbe, bevor es in den Herd C kommt, zum Weihglühen erhitzt werden kann. In einiger Entfernung von dem Ofen sind die Apparate F angeordnet, welche zum Erhitzen der zur Verbrennung der Gase erforderlichen Luft dienen, wenn der Ofen geheizt wird; die neben F befindlichen Apparate G sind zum Erhitzen der gereinigten Gase bestimmt, welche in das Metallbad injicirt werden sollen. In dieser Weise kommt die Ueberhitze des Ofens vollständig zur Verwerthung. Das geschmolzene Roheisen wird auf die bewegliche Sohle des Umwandlungsofens abgestochen, entweder direct aus dem Hohofen, oder nach dem zweiten Einschmelzen aus dem Kupolofen. Wenn zur Erzeugung besonderer Stahlsorten Gemenge verschiedener Eisensorten verwendet werden, so ist es von Wichtigkeit, daß das flüssige Eisen reich an Kohlenstoff ist, da bei der gewöhnlichen Methode das zweite Schmelzen die Wirkung hat, den ursprünglichen Kohlenstoffgehalt theilweise zu verbrennen. Vermittelst eines stets im Betriebe erhaltenen besonderen Gasofens werden höchst vortheilhafte Resultate erzielt, indem der ursprüngliche Kohlenstoffgehalt des Roheisens nicht vermindert, ja sogar etwas vermehrt wird. Die Quantität des Eisens, womit der Umwandlungsofen beschickt wird, kann von 3000 bis zu 5000 Kilogrm. betragen. Der erste Antheil dieser Eisenmasse ist hauptsächlich zur Reinigung, d.h. zur Befreiung von allen fremdartigen Körpern, wie Schwefel, Phosphor, Arsen etc. bestimmt, wobei die Temperatur zur möglichsten Höhe gesteigert wird. Zu diesem Zwecke sind zwei geneigt liegende Gebläseformen H, H¹, an jeder Seite des Ofens eine, angebracht, welche in divergirender Richtung in das flüssige Metall hineinreichen und demselben eine rotirende Bewegung ertheilen, so daß alle Theile des Metalles mit dem Gasstrome in Berührung gebracht werden, wodurch ein heftiges Aufkochen hervorgerufen und dadurch ein natürliches mechanisches Puddeln herbeigeführt wird, welches alle Handarbeit erspart. Eine sehr einfache Anordnung gestattet das Verhältniß von Luft und vorher gereinigtem Gase, welches mittelst starken Druckes in das Bad injicirt wird, während der Operation abzuändern. Waltet Luft vor, so ist die Wirkung eine oxydirende; wird die Menge des Gases über eine bestimmte Grenze hinaus vermehrt, so findet Reduction statt; zwischen beiden Endpunkten ist die Wirkung eine neutrale. Während der Oxydationsperiode wird die Temperatur in Folge der Verbrennung des im Roheisen enthaltenen Kohlenstoffes, Siliciums und Mangans und einer geringen Menge von Eisen bedeutend gesteigert; der Schwefel und Phosphor werden in Schwefelsäure und Phosphorsäure umgewandelt, welche sich theils verflüchtigen, theils in die Schlacken gehen. Während der Reductionsperiode wird nur das Eisenoxyd reducirt; die Kieselsäure verbindet sich mit dem Manganoxydul und den übrigen Basen zu Silicaten, welche die Schlacken des Bades bilden. Die Metalloide, Schwefel, Phosphor etc. bilden mit dem Wasserstoff flüchtige Verbindungen, welche nicht gebunden werden; der Wasserstoff spielt hier eine doppelte Rolle von großer Wichtigkeit. Auf diese Weise wird das Eisen von schädlichen Beimengungen, welche die Qualität des aus ihm dargestellten Stahles benachtheiligen würden, befreit und der Abgang stellt sich um nur wenig höher, als der Verlust fremder Körper durch Verbrennung beträgt – auf bloß 7 bis 8 Procent. Der Proceß beansprucht, je nach der Beschaffenheit des verarbeiteten Eisens, eine bis anderthalb Stunden. Die Resultate der gegen Ende der Operation häufig zu ziehenden Proben bestimmen den Entkohlungsgrad des Metalles und den Zeitpunkt wo die Entkohlung, um die angestrebte Qualität des Stahles zu erhalten, unterbrochen werden muß; die Formen werden dann weggenommen und das flüssige Metall wird für die wenigen Minuten, welche die Vorbereitungen zum Abstechen beanspruchen, sich selbst überlassen. Die mit dem Arbeiten mit Gebläseformen verknüpften praktischen Schwierigkeiten sind glücklich überwunden worden und zwar durch ein einfaches und ökonomisches Verfahren, bei dessen Anwendung man auf Zuverlässigkeit der Resultate und vollkommene Regelmäßigkeit des Betriebes rechnen kann, welche Nichts zu wünschen übrig lassen. Auch das Verfahren beim Abstechen ist von Wichtigkeit und muß gewissen nothwendigen Bedingungen entsprechen; vor Allem muß diese Operation möglichst rasch ausgeführt werden, gleichviel ob man Zaine oder geformte Gußstücke gießt. Ferner muß der Gasluftstrom der Beschaffenheit und den Dimensionen der Güsse entsprechend geregelt werden können. Die Temperatur des Metalles im Augenblicke des Abstechens muß natürlich die für die zu producirenden Artikel geeignetste seyn. Um diesen verschiedenen Bedingungen zu genügen, müsse): die Meßformen für den Gußstahl (Zainformen sowohl wie Stückformen) rasch unter den Strom des abgestochenen flüssigen Metalles gebracht werden können, und da die Formen, den Dimensionen der zu gießenden Stücke entsprechend, verschieden hoch sind, so müssen Einrichtungen getroffen seyn, mittelst deren die Bühne, auf welcher die Gießform ruht, beliebig gehoben oder gesenkt werden kann. Dazu dient eine hydraulische Presse. Die Qualität des erzeugten Stahles entspricht stets mehr oder weniger der Reinheit des angewendeten Eisens. Mittelst des im Vorstehenden beschriebenen Verfahrens läßt sich gewöhnlicher Stahl aus Eisen erzeugen, welches solchen mittelst der bisher befolgten Methoden nicht liefern würde, und der so erzeugte Stahl läßt sich zu zahlreichen Zwecken verwenden, wie Schienen, Radbandagen, großen Schmiedestücken u.s.w. Nimmt man Eisen von besserer Qualität, so erhält man einen ausgezeichneten Stahl, welcher sich dem besten Werkzeugstahle zur Seite stellen darf, und zwar mit dem wichtigen Unterschiede, daß die Productionskosten des ersteren weit niedriger ausfallen, als die des letzteren, wie wir sogleich sehen werden. Aber in allen Fällen ist das Product ein wirklicher Stahl, welcher sich sehr gut Härten und leicht schmieden läßt, eine große Festigkeit besitzt und durch die wiederholten Hitzen, die er behufs der Formgebung erhalten muß, durchaus nicht leidet – ein Verhalten welches ihm, sobald er auf dem Markte erscheinen wird, den Erfolg sichert. Diese Resultate werden ohne den Zusatz fremder, oft sehr kostspieliger Körper erzielt; es ist nur die Anwendung eines hinlänglich gekohlten Roheisens erforderlich, dessen Erzeugung stets eine leichte Aufgabe ist. Graues Roheisen Nr. I entspricht dem Zwecke sehr gut. Wir besitzen nun die nöthigen Daten zur Aufstellung der Productionskosten des direct aus Roheisen dargestellten Stahles und müssen bei derselben zwei Fälle unterscheiden, nämlich den Fall wo das Roheisen direct aus dem Hohofen abgestochen, und denjenigen wo es durch Umschmelzen eines Gemenges verschiedener Roheisensorten dargestellt wird. Das erstere Verfahren ist besonders dann anwendbar, wenn das zu verwendende Rohmaterial nur von untergeordneter Qualität zu seyn braucht. Das zweite Verfahren dient speciell zur Erzeugung verschiedenartiger Producte von besserer und bester Qualität. Bei der Berechnung der Productionskosten des Stahles nach dem ersteren Verfahren sind zu berücksichtigen: 1) der Werth des Eisens und der Abbrand; 2) das verbrauchte Brennmaterial; 3) die Arbeitslöhne; 4) Reparaturen und Unterhaltung der Betriebseinrichtungen und des Betriebsmateriales; 5) das Gebläse. – Wir wollen diese verschiedenen Hauptkosten gesondert untersuchen. 1. Der Werth des Eisens und der Abbrand. – Der Werth des zur directen Umwandlung in Stahl verwendeten Roheisens ist an den verschiedenen Productionsplätzen außerordentlich verschieden. An manchen Orten ist es zu 7 bis 8 Frcs. per 100 Kilogr. zu haben; an anderen kostet es, namentlich Holzkohlenroheisen, 10 bis 12 Frcs. Da wir aber hier nur Eisen von untergeordneter Qualität, welches mit Kohks erblasen werden kann, zu berücksichtigen haben, so wollen wir 9 Frcs. per 100 Kilogrm. rechnen. Der Abbrand, welcher bei Anwendung von Eisen vom zweiten Schmelzen stattfindet, schwankte bei der Umwandlungsoperation von 7 bis 8 Procent. Nehmen wir bei der Selbstkostenberechnung rund 10 Proc. an. Aus der Thatsache, daß die Schlacken kaum Spuren von Eisen enthalten, ist ersichtlich daß kein Metallverlust stattfindet und daß der Abbrand auf ein Minimum reducirt ist. Somit werden zur Erzeugung von 100 Kilogrm. Stahl in Zainen im Maximum 111 Kilogrm. flüssiges Eisen zu verwenden seyn, welche, die 100 Kilogrm. zu 9 Frcs. gerechnet, auf 9,99 Frcs., in runder Summe auf 10 Frcs. zu stehen kommen. In gewissen Fällen ist es zu empfehlen, etwa 10 Proc. Spiegeleisen zuzusetzen; dann stellen sich die Selbstkosten folgendermaßen: 100 Kilogrm. direct aus den Erzen dargestelltes Roheisen = 9 Frcs.; 11 Kilogrm. Spiegeleisen = 1,65 Frcs.; also im Ganzen für Eisen und Abbrand: 10,65 Frcs. 2. Das verwendete Brennmaterial. – Diese Ausgabe besteht in den Kosten a) des zum Heizen des Ofens verwendeten Gases, dessen Preis wir bereits kennen, und b) des zum Injiciren in das Metallbad benutzten Gases, zu dessen Preise noch die Kosten der Reinigung hinzuzurechnen sind, welche wir bei Anwendung unseres Verfahrens zu 0,5 Centime per Kubikmeter annehmen können. Es stellt sich dann der Preis von einem Kubikmeter des zur Injection verwendeten Gases auf 0,7 Cent. + 0,50 Cent. = 1,20 Cent. Rechnen wir 1,50 Cent., so daß wir ein an Kohlenwasserstoff reicheres Gas benutzen können. Die Kosten des Gases zur Verarbeitung einer Charge von 5000 Kilogrm. Eisen – welche mindestens 4500 Kilogrm. Zainstahl geben soll, deren Production im Maximum zwei Stunden Zeit beansprucht, – würden nach Obigem betragen: – Gas zum Heizen des Umwandlungsofens, 2000 Kubikmeter, à 0,007 Cent.; Gas zur Injection, 200 Kubikmet., à 1,50 Cent.; in Summa für das bei einer Operation verbrauchte Gas: 17,00 Frcs. Dieser Summe sind noch einige Nebenausgaben, so für das auf dem Hülfsherde des Ofens und für das zum Anheizen verbrauchte Brennmaterial hinzuzurechnen; wenn wir dafür 0,50 Cent. per Operation rechnen, so greifen wir schon hoch. Rechnen wir für alle Nebenausgaben im Ganzen 1 Frc., so erhöhen sich die Kosten für Brennmaterial auf 18 Frcs.; vertheilen wir diese Summe auf ein Ausbringen von 4500 Kilogrm. Stahl, so erhalten wir für je 100 Kilogrm. 18/45 = 0,40 Frcs. Diese Zahl kann als Maximum gelten. 3. Arbeitslöhne. – Die Arbeitslöhne betragen per Arbeitstag: vier Mann zur Besorgung des Ofens, à 3 Frcs.; vier Mann welche beim Abstechen beschäftigt sind, à 3 Frcs.; ein Ofenmeister oder Schmelzer, 10 Frcs.; zwei Hülfsarbeiter à 2,50 Frcs.; Dampfkrahn 10 Frcs.; im Ganzen 49,00, oder in runder Summe 50 Frcs. per Tag. Diese Ausgaben entsprechen einer Tagesproduction von 20000 Kilogrm, daher die Arbeitskosten per 100 Kilogrm. auf 50/200 = 0,25 Cent. zu stehen kommen. Wir wollen 0,30 Cent. annehmen. 4. Reparaturen und Unterhaltung des Betriebsmateriales. – Dieser Ausgabeposten begreift hauptsächlich die Reparaturen des Umwandlungsofens, der beweglichen Sohlen, der Formen, Gießcanäle, Gießkellen u.s.w.; die Unterhaltungskosten des Gaserzeugers haben wir schon bei der Berechnung des Gaspreises in Rechnung gezogen. Die Ausgaben für Reparaturen des Umwandlungsofens (Stahlofens) können wir zu 130 Frcs. per Woche = 120/12 = 10 Frcs. per Arbeitstag von 12 Stunden rechnen. Die Wiederherstellung einer beweglichen Sohle kostet ungefähr 45 Frcs., der Dauer eines Arbeitstages entsprechend. An Formen zur Gasinjection werden per Arbeitstag höchstens zehn Stück verbraucht, deren jedes wir zu 4 Frcs. rechnen wollen. Für Unterhaltung der Gießcanäle und andere Extraausgaben setzen wir 10 Frcs. an. Dieß macht für Reparaturen und Unterhaltung des Betriebsmateriales per Tag 105 Frcs. Da das Ausbringen an Stahlzainen per Arbeitstag von zwölf Stunden 20000 Kilogrm. beträgt, so belaufen sich die Kosten von je 100 Kilogrm. auf 105/200 = 0,525 oder 0,53 Cent. 5. Das Gebläse. – Die Erfahrung hat gelehrt, daß bei geeigneter Ausnutzung der verlorenen Hitze die ganze für eine Niederdruck-Gebläsemaschine erforderliche Dampfmenge mit Leichtigkeit vom Gasgenerator und vom Umwandlungsofen erhalten werden kann; ebenso der Dampf für die beiden Hochdruckmaschinen, welche erforderlich sind. Wir wollen jedoch noch 50 Frcs. per Arbeitstag für diesen Ausgabeposten rechnen, was per 100 Kilogrm. Stahlzaine 0,25 Cent. ausmacht. Es ist nun nach dem Vorstehenden leicht, die Productionskosten des Gußstahles zu fixiren; wir brauchen hierzu nur die verschiedenen, so eben näher erörterten Ausgabeposten zu addiren, es stellt sich dann eine Totalsumme von 12,20 Frcs. für 100 Kilogrm. Stahlzaine heraus (wobei allerdings die Generalkosten nicht mit einbegriffen sind). In vielen Fällen und bei vollem Betriebe kann sich diese Summe auf 10 bis 11 Frcs. vermindern, da wir für alle Positionen die höchste Ziffer angenommen haben. – Wir wollen nun die Productionskosten von Stahlzainen bester Qualität berechnen, welche aus einer geeigneten Gattirung von ausgewählten Roheisensorten dargestellt werden. 1) Werth des Roheisens und Abbrand. – Die Preise des zur Production dieser besseren Stahlsorten zu verwendenden Roheisens sind sehr verschieden, sie wechseln von 10 bis 16 und 17 Frcs.; wir können jedoch, mit Einschluß des benutzten Spiegeleisens, als hochgegriffenen Durchschnittspreis 15 Frcs. annehmen. Der beim Schmelzen in einem in ununterbrochenem Betriebe stehenden Gasofen stattfindende Abbrand beträgt höchstens 3 Proc.; man muß daher, um 100 Kilogrm. flüssiges Eisen zu erhalten, gegen 103 Kilogrm. Roheisen verwenden, – 15,96 Frcs. Wir nehmen 16 Frcs. an. Da der Abbrand bei der Umwandlung in Stahl im Maximum 8 Proc. beträgt, so müssen zur Erzeugung von 100 Kilogrm. Zainen 108,07 Kilogrm. flüssiges Eisen verwendet werden; dieß gibt, die 100 Kilogrm. des letzteren zu 16 Frcs. gerechnet, 17,39 Frcs. Wir nehmen 17,40 Frcs. an. Da die übrigen vier Elemente der Kostenberechnung offenbar dieselben bleiben, so erhalten wir als Totalsumme der Selbstkosten von 100 Kilogrm. Zainen feinen Stahles: – Werth des Roheisens, Abbrand und Schmelzkosten, 17,40 Frcs.; Brennmaterial zum Stahlungsprocesse, 0,40 Frcs.; Arbeitslöhne, 0,30 Frcs.; Reparaturen und Unterhaltung des Betriebsmateriales, 0,60 Frcs.; Gebläsemaschine, 0,25 Frcs. In Summa Productionskosten von 100 Kilogrm. feiner Stahlzaine: 18,95 Frcs. Wir wollen in runder Zahl 19 Frcs. annehmen. Unter gewöhnlichen Umständen können sich diese Erzeugungskosten leicht auf 18 Frcs. erniedrigen. – Die Darstellung des Stahles ist immer eine delicate Operation, bei welcher für fehlerhafte Producte und Unsicherheit bezüglich der Resultate stets Kosten in Anschlag gebracht werden müssen. Ungeachtet der Vollkommenheit des neuen Systemes wird die angedeutete Ursache von Verlust und Ausgaben doch nicht gänzlich vermieden, sie stellt sich aber stets geringer heraus, als bei Anwendung anderer Methoden, und zwar in Folge der Leichtigkeit, womit der Proceß geleitet werden kann und der Zuverlässigkeit, womit man auf Erzielung der angestrebten Resultate rechnen darf. Deßhalb kommen fehlerhafte Erzeugnisse nur äußerst selten vor, können jedoch, ohne weitere Kosten, auf demselben Wege wie die Abfälle bei späteren Schmelzungen verwerthet werden. Aus diesen Betrachtungen ergibt sich, daß die Selbstkosten der Stahlaine durch fehlerhafte Producte und Abfälle kaum um 0,50 Frcs. bis 1,00 Frcs. per 100 Kilogrm. erhöht werden, wogegen beim Bessemerprocesse nicht unter 3 Frcs. bis 4 Frcs. per 100 Kilogrm. gerechnet werden dürfen. Da der Verkaufspreis der Gußstahlzaine nach ihrer Qualität bestimmt wird, so müssen wir die Kosten der verschiedenen Operationen ermitteln, durch welche der erzeugte Stahl in Fabriksartikel umgewandelt wird, deren Handelswerth bekannt ist. Bevor wir aber hierzu schreiten, wollen wir einige Bemerkungen über die jetzt üblichen Methoden der weiteren Verarbeitung der Stahlgüsse und über die Art machen, wie dieselbe nach unserer Ansicht ausgeführt werden sollte. Es fragt sich nämlich, ob es, nachdem ein Zain von den für die weitere Verarbeitung erforderlichen Dimensionen gegossen worden, besser ist, denselben erst erkalten zu lassen und dann wieder anzuwärmen, oder seine ursprüngliche Hitze zu benutzen und mit ihm unmittelbar die verschiedenen Operationen vorzunehmen, denen er unterworfen werden muß. Die Antwort ergibt sich von selbst; bei unmittelbarer weiterer Bearbeitung ersparen wir nicht allein die Kosten des Anwärmens, sondern verwerthen auch die Thatsache, daß die Hitze in der Mitte des Zaines am größten ist und einen Einfluß ausübt, welcher sich nicht wieder hervorbringen läßt, nachdem man die erste Hitze verloren gehen ließ. Da beim Anwärmen das Innere des Zaines kaum jemals auf derselben Temperatur ist wie die Oberfläche, so entstehen bei der Verarbeitung Differenzen in der Ausdehnung und Zusammenziehung, welche zwar auf Eisen keine merkliche Wirkung haben, beim Stahl aber dessen Festigkeit stets mehr oder weniger benachtheiligen. Somit wird durch Vermeidung des Anwärmens der Zaine ein bedeutender Vortheil durch Brennmaterialersparniß und bessere Qualität des Productes erzielt. Es läßt sich aber fragen, ob es in großen, sehr beschäftigten Werken möglich ist, die Zaine zur weiteren Verarbeitung zu bringen, sobald sie aus den Formen genommen werden, und sie nicht erkalten zu lassen, bis sie fertig geschmiedet werden? Hierauf antworte ich bejahend mit dem Vorbehalt daß sie auf kurze Zeit in einen Glühofen gebracht werden, in welchem sie bis zum Ausschmieden bleiben. Die Kosten der Heizung eines solchen Ofens mit Gas sind sehr gering, weit geringer als die durch das Anwärmen der Zaine verursachten; überdieß wird die Qualität des Stahles in Folge der durch das Glühen in einem solchen Ofen vermittelten Zunahme seiner Festigkeit noch verbessert werden. Diese Verbesserungen der gewöhnlichen Methoden lassen sich mittelst der beschriebenen Gasgeneratoren leicht realisiren. – Mit Zuhülfenahme der oben aufgestellten Berechnungen, und ohne die angedeuteten größeren Verbesserungen zu berücksichtigen, ist es leicht, die Erzeugungskosten und den Handelswerth der zu fabricirenden Hauptartikel festzustellen. Stahlschienen. – Werth der Zaine, 13,00 Frcs.; Bearbeitung unter dem Hammer, zwischen den Walzen etc. mit Einschluß des Abbrandes, 4,00 Frcs.; Generalkosten, 2,50 Frcs.; somit Gesammtkosten der Production von 100 Kilogram. – 19,50 Frcs. Dazu kommt nun noch die Abgabe an den Patentträger. Der Handelswerth von Bessemerschienen ist gegenwärtig 27 Frcs. Bei diesen Preisen ist die äußerste Grenze erreicht. Wo nicht höhere Preise zu erzielen sind, würde der im vorliegenden Falle zu realisirende Gewinn sich auf 6,0 Frcs. bis 6,50 Frcs. per Kilogramm belaufen, ohne alle Rücksicht auf die bessere Qualität des Productes; bei der von den Eisenbahngesellschaften verlangten größeren Dauerhaftigkeit der Schienen ist aber die Frage der Qualität hier von großer Wichtigkeit. Radbandagen. – Die zur Anfertigung von Schienen verwendete Stahlsorte wird auch zur Fabrication von Radkränzen oder Bandagen benutzt; es ist jedoch vorzuziehen, ihre Qualität etwas zu verbessern. Wir erhalten in diesem Falle: Werth der Zaine, 14,01 Frcs.; Fabricationskosten, mit Einschluß des Abbrandes und Abfalles, 7,00 Frcs.; Generalkosten, 3 Frcs.; somit Gesammt-Productionskosten von 100 Kilogrm. Bandagen 24,00. Dazu kommt noch die Abgabe an den Patentträger. Eiserne Radkränze kosten jetzt 45 bis 46 Frcs., aus Bessemerstahl bestehende 50 bis 60 Frcs.; solche aus Tiegelgußstahl 80 bis 90 Frcs.; wir wollen im Durchschnitt 60 Frcs. rechnen. Der Gewinn bei diesem Fabricationszweige wäre ein sehr bedeutender, trotz der von den Eisenbahngesellschaften verlangten Garantie für die Haltbarkeit des Fabricates. Ordinäre Stahlbleche und Platten. – Wenn man zu diesem Zweck Zaine zu 14 Frcs. verwendet, so stellen sich die Productionskosten in folgender Weise heraus: Werth des Materiales, 14,00 Frcs.; Bearbeitung unter dem Hammer, zwischen den Walzen etc., 6,00 Frcs.; Generalkosten, 3 Frcs.; gesammte Selbstkosten von 100 Kilogram., 23,00 Frcs.; dazu kommt noch die Patentabgabe. Da Eisenbleche und Platten 28 bis 30 Frcs. kosten, so kommen wir, wenn wir für Stahlbleche und Platten 10 bis 12 Frcs. mehr in Ansatz bringen, auf den gegenwärtigen allerniedrigsten Handelswerth, welcher für Bessemerstahl 55 Frcs., für Tiegelstahl 100 bis 120 Frcs. ist; ein Gewinn von 12 bis 15 Frcs. per 100 Kilogram, dürfte aber vollständig genügen. Feine Stahlbleche oder Platten. – Zur Erzeugung von Blechen und Platten vorzüglicher Qualität müssen ausgesuchte Zaine der besten Sorte verwendet werden. In diesem Falle werden die Productionskosten betragen: – Werth der Zaine, zum Maximalpreise gerechnet, 20,00 Frcs.; Fabricationskosten und Abbrand, 7,00 Frcs.; Generalkosten, 3,00 Frcs.; in Summa Selbstkosten von 100 Kilogrm. – 30 Frcs.; dazu kommt noch die Abgabe an den Patentträger. Feine Stahlplatten oder Bleche kosten auf dem Markte nicht unter 100 bis 120 Frcs.; sonnt bleibt ein bedeutender Gewinn. Werkzeugstahl. – Die Erzeugungskosten des zur Anfertigung von Werkzeugen speciell geeigneten Stahles sind sehr verschieden, entsprechend den verschiedenen Stahlsorten und den Zwecken für welche die anzufertigenden Werkzeuge bestimmt sind. Wir können jedoch die Grenzen der Preisdifferenzen zu 28 Frcs. und zu 32 Frcs., im Mittel also den Werth von solchem Stahle zu 30 Frcs. per 100 Kilogram. annehmen. Der Handelswerth der entsprechenden Stahlsorten würde sich zwischen 70 Frcs. und 150 Frcs. stellen. Aus diesen Anschlägen ist ersichtlich, wie bedeutend die Differenzen zwischen den Productionskosten und dem Handelswerthe der hier nur flüchtig betrachteten Erzeugnisse sind. Wir dürfen indessen nicht außer Acht lassen, daß es, um eine ausgedehntere Verwendung des Stahles herheizuführen und die Benutzung desselben an Stelle des Eisens in möglichst zahlreichen Fällen zu befördern, nothwendig seyn wird, die jetzigen Verkaufspreise des Stahles beträchtlich niedriger zu stellen, so daß nur noch ein durchschnittlicher Reingewinn von 10 Frcs. per 100 Kilogram, für den Fabrikanten bleibt. Dabei ist zu berücksichtigen, daß der nach dem neuen Verfahren dargestellte Stahl dem Tiegelgußstahle gleich kommt und denselben Zwecken entspricht; es wurden aus demselben bereits vortreffliche Feilen, Sicheln und verschiedene andere Werkzeuge angefertigt. Annähernde Berechnung der Kosten für die Betriebseinrichtungen zur Erzeugung von 40 bis 50 Tonnen Stahlzainen in 24 Stunden. – A, Figur 2, Converter oder Umwandlungsofen, 20000 Frcs. B, B' doppelter Gasgenerator zum Betriebe des Ofens A, nebst Windformen, 10000 Frcs. D Gießsohle mit beweglicher Bühne, 15000 Frcs. E, E' zwei Hochdruck-Gebläsemaschinen für Luft und Gas, 15000 Frcs. F Niederdruck Gebläsemaschine, 12,000 Frcs. G Ofen zum Einschmelzen des Roheisens mit dem aus den Generatoren entnommenen Gase, 25000 Frcs. H, H' zwei Trockenkammern für die Anfertigung der beweglichen Sohlen, 6000 Frcs. Ein Generator für das zu injicirende Gas, 5000 Frcs. K, K', K'' Reinigungsapparat, Raffinirfeuer, Gasometer etc., 12000 Frcs. L Pumpen für die hydraulischen Pressen, 3000 Frcs. M Accumulator, 5000 Frcs. N Aufzug, 3000 Frcs. O, O, O... Schienenwege und Drehscheiben, 10000 Frcs. Hölzernes Gerüst für die Gasgeneratoren, 5000 Frcs. Bewegliche Sohlen als Reserve, 3000 Frcs. Gas- und Windleitungsröhren, 10000 Frcs. Gezähe, Gerätschaften etc., 10000 Frcs. Gebäulichkeiten, 20000 Frcs. Beweglicher Krahn und Dampfhammer, 8000 Frcs. Kosten für unvorhergesehene Fälle, 3000 Frcs. In Summa ca. 200000 Frcs. (53333 1/3 Rthlr.)