Stahl und Eisen, Jg. 38, Nr. 52

Leiter des wirtschaftlichen Teiles

Generalsekretär Dr. W. B e u m e r, Gesdiältsfllhrer der Nordwestlichen Gruppe des Vereins deutsdier Eisen- und Stahl-

industrieller

Leiter des lechnischen Teiles 2 > r . - J n j . 0. P e te r s e n

Geschäftsführer d a Vereins deutscher

Eisenhüttenlente.

Z E I T S C H R I F T

FÜR DAS DEUTSCHE EISEN H Ü TTEN W ES EN

26. Dezem ber 1918, 38. Jahrgang.

D i e E r z e u g u n g v o n G e w e h r - u n d H a n d g r a n a t e n i n A m e r i k a

Von C ar] I r r e s b e r g e r in Salzburg.

U nm ittelbar nach der K riegserklärung anD eutscli- D ie 4,6 m m starken W andungen der Gewehrgranaten land wurden in Amerika um fangreiche Ver- sind in den R iefen a u f 3 m m geschw ächt. D ie Ge­

suche zur E rm ittlung der besten Form und der ge- w elirgrauate w iegt 453

die H andgranate 425

eignetsten Eisensorte fü r Granaten aller A rt ange- G ew ichtsab-

ste llt. Sie führten für Gewehr-, und H andgranaten w eichungen i—— ;--— --- —-- ^ zur W ahl des „black-lieart“-Tem pergusses, eines in der • sind bis zu

m it A usnabm edesböhercn K oh-

lenstoffgehaltes dem Sclunied- •

A b b ild u n g 3 . P r o b e s t ä b e v o n H a n d ­ g r a n a te is e n . ( D ie g e b o g e n e n S t ü c k e

w u r d e n k a l t g e h ä m m e r t.)

A b b ild u n g 1.

G e w e h r g r a n a t e d e s 'a m e r i k a . n is o b e n H e e r e s .

A b b ild u n g 2 . H a n d g r a n a te d e s a m e r ik a ­

n is c h e n H e e r e s .

A b b ild u n g 4 . K a lt g e h ä m m e r te r P r o b e ­ s t a b v o n G e w o h r g r a n a te ise n .

eisen ziem lich nahe kom m enden Eisens. E s ergab die besten Sprengw irkungen und verhältnism äßig leichte Geschosse. W ährend G raugußgeschosse die Tscigung hatten, zu kleinen, tvenig w irksam en S p littern zu zerschellen, Stahlgeschosse aber zu nur wenigen großen Stücken zersprangen, ergaben black-heart- Granatcn die w irkungsvollsten B ruchstücke. D ie Zertrüm m erung lä ß t sich durch R iffelung der Ge­

schoßw ände fördern. Man versieh t zu dem Zwecke die G ew elirgranäten (Abb. I 1)) a n : den Innenflächen und die H andgranaten (Abb. 2 2) ) ’an der A ußenseite m it einem H etzwerk rillenförm iger Vertiefungen.

J) N ao h F o u n d ry 1918, F e b r., S. 47/56.

2) N aoh A. M. Jo n es, F o u n d ry 1918, A pril, S. 177/82.) I T I .SS

+ 6 % zu lässig, doch w ar es den W erken leich t m öglich, m it ± 2 % zurechtzukom m en. E in e durch regelrechte Sprengung zertrüm m erte G ranate muß in etw a 150 gleich m äß ige S tü ck e zersplittern, w eiterm ü ssen nach der Sprengung m indestens 90 % des A bgusses durch W ägung feststellbar sein. D erartige W irkungen lassen sich nur m it E isen Von hoher F estigk eit und verhältnis­

m äßig guter D ehnung erreichen. E s scheinen aber keine genauen Festigkeitsw erte vorgeschrieben zu sein, da die diesbezüglichen A ngaben verschiedener W erke recht beträchtlich voneinander abweiehen.

So erzielt die täglieh m indestens 25 000 Gewehr­

granaten herstellende W estinghouse E lectric and Mfg. Co. in P ittsb u rgh E isen m it 29,9 k g/q m m

159

1198 S ta h l u n d E isen. D ie Erzeugung von Gewehr- u n d H andgranaten in A m erika. 38. J a h rg . N r. C2.

Z ugfestigkeit, während die täglich etw a 18 000 H andgranaten liefernde Federal M alleable Co. in W est A llis, W ise., ein E isen m it 33,7 bis 36,8 k g/q m m Z ugfestigkeit und 11,5 biß 12,5 %

D ehnung erzeugt. M öglicherw eisebe­

stehen für Gewehr- und für H and­

granaten verschiedene F estigk eits-

A b b ild u n g S .

H a n d g r a n a te .

A b b ild u n g 6 . M it z e r tr ü m m e r te

Vorschriften, w as aber bei der G leichartigkeit der A b ­ g ü sse und der erstrebten W irkungen kaum anzuneh­

m en ist. W ie die im k alten Zustande gebogenen Probe- Btäbe (Abb. 3 und 4) erkennen lassen, b esitzt das g e ­ g lü h te E isen in beiden F ällen gu te Schm iegsam keit.

Abb. 5 zeigt die Schnittflächen zweier zersägter H and­

granaten, während die Abb. 6 zwei durch längere B ehandlung m it schw eren Häm m ern m ühsam zer­

trüm m erte G ew ehrgranaten veranschaulicht. In Abb. 6 oben is t deutlich der kennzeichnende von einem w eißen B an d e über eine hellgraue Z wischen­

sch ich t in den gräuschwarzen Kern übergehende Bruch des B lackheart-Tem pereisens zu erkennen.

D ie Form verfahren beider G ranatarten w eichen in folge der verschieden angebrachten B iefelu n g in m anchen P unkten voneinander ab. D ie in der H au p t­

sach e außen g la t t zylindrischen G e w e h r g r a n a t e n (Abb. 1) w erden s t e h e n d geform t, m it Kernen ver­

sehen und abgegossen. D er schw ierigere T eil der Formerei lie g t in der K em arbeit. Zur B ew ältigung einer T ageserzeugung von 25 000 Stü ck arbeiten bei der W estinghouse E lectric and Mfg. Co. in P itts ­ burgh 21 Osborn-Preßluftform m aschinen, die m it doppelseitigen A lum inium form platten m it je ach t M odellen a u sg esta ttet sind. Abb. 7 z eig t eine solche M aschine und lä ß t zugleich die Anordnung der M odelle au f der P la tte und die m it den H auptsträngen im Oberteile und m it den zu den Form en abzweigenden A n sch n itten im H nterteil angebrachten E ingüsse

erkennen. D er m it A bezeichnete D rah t dient zum E n tlü ften der K eine. D ie einzelne E n tlü ftu n g jedes Kernes nach irgendeinem gebräuchlichen Verfahren w äre um ständlich und zeitraubend, w es­

halb die gem einsam e - E n tlü ftu n g v o n je vier Kernen au f eine recht einfache und zuverlässige W eise vorgesehen wurde. D ie D räh te A (Abb. 7 und 8) w erden zu dem Zwecke so durch entsprechende Oeffnun- gen des Oberteilform kastens — es wird m it A bschlagform kasten gearbeitet — g e ­ zogen, daß sie die obere Marke aller in einer B e ih e . hintereinander liegenden Kerne treffen, und so fü r je vier K erne einen ge­

m einsam en, seitlich m ündenden E n tlü ftu n g sk a n a l entstehen las- D ie ganze Form arbeit is t ä u fs äußerste vereinfacht, w as in der hohen A rbeitsleistung — je Mann und M aschine in der Sch ich t bis zu 200 Form kasten = 1600 A b gü sse— zum Ausdruck kom m t.

. Zur H erstellu n g des Kern­

bedarfes sind fü r jede Form ­ m aschine zwei A rbeitskräfte er­

forderlich. D em entsprechend sind in der ausschließlich m it w eib­

lich en A rbeitskräften besetzten Kernm acherei 42 Kernm acherin­

nen tätig. Abb. 9 gew ährt , einen E inblick in diese denkbar einfach angeordnete W erkstatt. Sie is t durch einen breiten, zw ischen den A rbeitstischen ihre ganze L änge durch­

ziehenden Gang gekennzeichnet., der den fahrbaren K em gestellen regelm äßigen Verkehr erm öglicht. In

s o h w e r e n H ä m m e r n G e w e h r g r a n a te n .

A b b ild u n g 7 . O s b o r n -P r e ß lu ftfo r m m a s c h in e , a u s g e r ü s te t z u m E o r m e n v o n G e w e h r g r a n a te n .

der A bbildung is t im H intergründe ein solches G estell

erkennbar. E ine genauere die m eisten E inzelheiten

w iedergebende D arstellung dieser G estelle is t der

Abb. 10 zu entnehm en, die zugleich eine trefflicheVor-

richtung zur H andhabung der K erne veranschaulicht.

26. D ezem ber 1918. D ie E rzeugung von Gewehr- und -Handgranaten i n A m erika. S ta h l u n d E isen. 1199

W enn bei U ebernabm e der K erne jedes S tü ck einzeln in die H and genom m en w erden m ü ß te, wäre ein sehr erheblicher 'Bruch ganz unverm eidlich. U m dem zu begegnen, arbeitet m an nach folgendem Ver­

fahren: D ie K erne werden in B ü ch sen m it je fü n f Form en angefertigt und a u f schm alen P lä ttch en zu je fü n f im T rockengestelle untergebracht. H ach dem Trocknen n im m t m an die P lä ttch en v om G estelle

u n d s c h i e b t s i e d i c h t a n e i n - A b b ild u n g 9 . B lic k in d ie K e r n m a c h e r e i d e r W e s t in g h o u s e E le c t r io a n d M fg . C o.

a n d e r i n d e n s i e b e n S t ü c k U n d e r M itte d e s H in te r g r u n d e s i s t e in fa h r b a r e s K e r n g e s te ll e r s ic h tlic h .) f a s s e n d e n R a h m e n d e r

W endevorrichtung. D ie P lä ttch en sind in der Quer- arb eitet m it eisernen, je drei Form en um fassen- richtung m it zwei Bohrungen versehen und können den Kernbüchsen. Jede Kernm acherin liefert so m ittels eines durch den R ahm en geschobenen tä g lich m indestens 1000 Kerne, während die U -förm igen D rahtes untereinander und m it dem bisher erreichte H öch stleistu n g 1300 K erne be- R ahm en fest verbunden werden,

um beim W enden vor jeder V er­

schiebung bewahrt zu sein. Hach A uflegung eines hölzernen Trag­

brettes (der Mann in Abb. 10 ist eben im B egriffe, es zu tun) wird die V orrichtung geschlossen (Abb.

11), gew endet, der R ahm en m it den leeren Trockenrähm chen 'zu­

rü ck gek lap p t (Abb. 12) und T ragbrett m it den K ernen abge­

hoben. E s braucht nur noch der D ra h t A ausgezogen zu werden, u m die sieben T rockenplättchen ausheben und neuerdings be­

nutzen zu können. e

D ie H a n d g r a n a t e n m üssen in fo lg e ihrer äußeren R iffelung liegen d eingeform t werden. Im B etriebe der Federäl M alleable Co. in W est A llis, W isc., werden m it z w ö lf selbstgebauten P reß ­

lu ft - Form m aschinen täglich

18 000 S tü ck erzeugt. Abb. 13

z eig t die w ichtigsten E inzelheiten der For­

m ereieinrichtung. A u f doppelseitigen A lum ini- um form platteu sind je zehn g eteilte M odelle untergebracht. D er E inguß b efindet sich vollstän d ig im Oberteil. D ie durchschnitt­

lich e T agesleistung einer M aschine b eträgt 160 Form kasten, die seitherige H öch stleistu n g 176 K asten, doch h offt m an, über diese L ei­

stungen noch beträchtlich hinauskom m en zu können.

Zwanzig M ädchen liefern leich t die erfor­

derlichen Kerne, trotzdem a lle fü r die K ern­

arbeit erst angelernt werden m ußten. Man

A b b ild u n g 8 . N a c h d e m K e m e in le g e n g e s c h lo s s e n e F o r m m it n o c h u n a u s g e z o g e n e n E n t lü f tu n g s d x ä h te n A .

1200 S ta h l u n d E isen. D ie Erzeugung von Gewehr- u n i H andgranaten in A m erika. I 38. J a h rg . N r. 62.

A b b ild u n g 1 1 .

K e r n w e n d o v o r r ie h tu n g , z u s a m m e n - g e k la p p t .

A U D iiuu n g r o r m e i n r ic n tu n g lu r J tla n d g r a n a tc n .

12 .

K e r n w e n d o v o r r ie h tu n g m i t a b h e h e - b e r o ite m , g e f ü ll t e m K e r n b r o tt.

da aber hier die Kernm acherei in einem eigenen von der Gießerei

räum lich g e ­ trennten Baue

untergebracht ist, und eine Gleisverbindung n ich t angängig w ar, m ußte für die Beförderung der trockenen K erne besondere V orsorge g etro f­

fen werden,

"Nach verschie­

denen w eniger g u t geglückten Versuchen w ußte m an sich in aller­

dings etw as pri- m itiverW eisem it federnden S ch ie­

bekarren zu h el­

fen. D a ein Kar-

richtung erm öglicht es, die ganze Tageserzeugung m it nur zwei Schm irgelscheiben innerhalb der g e ­ w öhnlichen Sch ich tzeit aufzuarbeiten.

ren nur 100 K erne fa ß t und täglich 18 000 Kerne zu befördern sind, haben zwei Mann in zehnstün­

diger S ch ich t stü n d lich je zehn K arrenladungen zu befördern.

W ie fa st aller Tem perguß werden auch die G ranaten zw eim al gep u tzt. Wach der E ntnahm e aus der Gießform trom m elt m an Bie in gew öhnlichen

A b b ild u n g 1 4 . P u t z t r o m m e l m it S a n d s lr a h ld ü s c n fü r g e t e m p e r t e G r a n a te n .

D as G lühen der A bgüsse beansprucht insgesam t 96 st, 12 s t bis zur E rreichung der G lühw änne von etw a 900 °, 60 s t eigentliche Glühdauer und 24 s t zur A bkühlung bis zur E ntnahm e aus den G lüktüpfen. D iese G liihzeitcn und die Glühwärme von etw a 9 0 0 0 reichen aus, um das Eisenkarbid in E isen und T em perkohle zu zerlegen, belassen trägt. D ie K ernm asse b esteh t aus einer Mi­

schung von F lußsand (scharfem K ieselsand) und B anksand und bedarf im vorliegenden F a lle keiner besonderen E n tlü ftu n g. D ie K erne dürften w ohl in ähnlicher W eise w ie bei der W cstinghouse E lectric

and M fg. Co. g e ­ trock n et werden,

Scheuerfässern, wobei sowohl der außen anhaftende Sand w ie aller Kernsand frei wird. Vor dem Schmir­

geln werden die A bgüsse erstm als einer genauen U nter­

suchung unterworfen. D ie gutbefundenen S tü ck e

werden der R eihe nach au f den Dorn einer drehbaren

S p annstiitze geschoben und m it H ilfe eines HebelB

gegen eine Schm irgelscheibe gedrückt. D iese E in-

26. D ezem ber 1918. Heber leuer/este B austojje, insbesondere S ilikasteine. S ta h l u n d E isen. 1201

c

1 5 -t-O fe n d e r W e s t in g h o u s e E le c t r ic a n d M fg . C o.

aber die Tem perkohle im A bgusse und bewirken nur an der äußersten Ober­

fläche eine leich te E ntkohlung. D iese geringe Beeinflussung erklärt das kenn­

zeichnende von einer dünnen, weißen R andzone über eine graue Zwischen­

schicht in einen schwarzen Kern über­

gehende B ruchbild des Blaekheart- Tem pergusses. D azu bedarf es auch keiner sauerstoffabgebendenPackm ittel;

es genügen zum S chutze gegen die L u ft und gegen d ie lle iz g a se der K ohlen­

feuerung neutrale PackstoiTe w ie Sand oder feuerfester Ton. D ie G lühöfen sin d ,gew öh n lich er Bauart; bem erkens­

w ert is t dabei ein e-m it D am pf betrie­

bene E insetzm aschine.

“ N ach dem G lühen erfolgt das zw eite P u tzen in einer m it Sandstrahldüsen a u sgestatteten und m it S tah lsch rott an S telle von Sand arbeitenden Trom­

m el (Abb. 14). I s t die inzw ischen vorgenom m ene Sprengprobe, zu der eine m it norm aler Sprengladung g efü llte G ranate in eine m it Sand g efü llte und ausreichend beschw erte Trom m el ge­

p a c k t wird, die in einem g u t gesicher­

ten Gehäuse aus starken B ohlen unter­

gebracht ist, das sich in einem au s­

schließlich diesem Zwecke gew idm eten B aue befindet, zur B efriedigung aus­

g efa llen , so kann die en d gü ltige A bnahm e der W are erfolgen.

D as flüssige E isen wird ausschließlich in Flam m ­ öfen gewonnen. D ie Abb. 15 zeigt einen bei der W estinghouse E lectric and M g . Co. betriebenen 15-t-Ofen, der aber schon w iederholt Schm elzungen bis zu 1 9 )4 * geliefert hat. E r lie g t inm itten der G ießhalle, wodurch die W ege für das flüssige E isen nach M öglichkeit verkürzt werden. U eber den B e-

U e b e r f e u e r f e s t e B a u s t o f f e ,

I n der während des Krieges erschienenen englischen und am erikanischen F achliteratur b efaßt sich eine große Zahl vonV eröffentliehungen m it der E rzeugung und den E igenschaften von feuerfesten Baustoffen aller A rt. D ie a m e r i k a n i s c h e L i t e r a t u r is t teil­

w eise recht erschöpfend, fa ß t die bestehenden Fragen, besonders bezüglich der A usw ahl der R ohstoffe, des Einflusses der A ufbereitungs- u n d H erstellungsarten au f die Feuerfestigkeit und der U ntersuchungs­

m ethoden in der Tiefe und behandelt sie in plan­

m äßiger W eise und häufig m it w issenschaftlicher G ründlichkeit. W enn m an hierbei auch im m er wieder au f die E rgebnisse deutscher Forschungsarbeiten stö ß t, so feh lt es doch n ich t an eigenen U ntersuchun­

gen ; besonders die B edeutung der physikalischen P rüfung der feuerfesten B austoffe gegenüber der rein

trieb des Ofens liegen nähere A ngaben nich t vor;

es dürfte kaum von dem allgem ein bekannten V er­

fahren abw cichen, um so weniger, als es sich seiner­

ze it darum handelte, gewisserm aßen über N ach t betriebsfertig zu werden. D ie W estinghouse E lectric and Mfg. Co. z. B. m ußte sich erst v ö llig neu für Tem perguß einrichten und brachte es fertig, die ersten Granaten schon 83 T age nach dem ersten Spatenstich zu gießen.

i n s b e s o n d e r e S i l i k a s t e i n e .

chem ischen tr itt stark hervor und h at zur A us­

arbeitung einer R eihe von Prüfungsarten geführt, von denen die wuchtigsten im folgenden wiedergegeben sind. H ingegen sp iegelt Bich in den e n g l i s c h e n V e r ö f f e n t l i c h u n g e n fa st durchweg eine gew isse H ilflosigkeit w ider, in w elche die Erzeuger und V er­

braucher feuerfester B austoffe in E n gland in folge des K rieges gekom m en sind, besonders seitdem die B esetzu n g v o n B elgien und der durch unsere U -B oote bew irkte F rachtraum m angel die Zufuhr überseeischer R ohstoffe und auch von Fertigerzeugnissen stark ein­

geschränkt hat. E s wird auf verschiedenen Sitzungen offen ausgesprochen, daß in E n gland die Industrie feuerfester B austoffe überw iegend nur n ach über­

kom m enen Erfahrungen und Faustregeln gearbeitet

h a t und es an w issenschaftlicher Schulung durchaus

1202 S ta h l u n d E isen. Ueber feuerfeste B auslo fe, insbesondere Silikasteine. 38. J a h rg . N r . . 62.

fehlte. A ls m an p lö tzlich vor die N otw endigkeit der V erw endung anderer R oh stoffe g e s te llt w ar, ver­

sagten die a lten Erfahrungen. So führte das A u s­

bleiben von C eylon-G raphit zur T iegelherstellung, von M agnesitm aterial und der vielfach für saure Ofen­

herde und K onverterauskleidung benutzten belgischen Sande zu b eträchtlichen Schw ierigkeiten. E s wird offen zugegeben, daß deutsche feuerfeste M aterialien den englischen an H altb ark eit bedeutend überlegen seien, u n d daß die deutsche V orm ach tstellu n g in der Stah lerzeu gu n g n ic h t zu letzt auf der höher ent­

w ickelten In d u strie’ der feuerfesten S to ffe beruhe.

D er entstandenen Schw ierigkeiten su ch t m an in E n g ­ land durch großzügige Organisationen H err zu werden.

D as ganze L and w ird von einer K om m ission von Geologen u n d F ach leu ten bereist, die a lle in B etrach t kom m enden L ager fü r R oh stoffe p rü ft u n d den E r ­ zeugern der feuerfesten M aterialien m it R a t über zw eckm äßige A ufbereitung u n d V erarbeitung zur H and geht. A ußerdem w urden ein e gan ze R eih e von Fachversam m lungen abgehalten, in denen w issen­

sch aftlich e und technische A ufklärung gegeben w urde und zw ischen Erzeugern u n d Verbrauchern eingehen­

der E rfahrungsaustausch sta ttfa n d . 'O b m an durch diese A rt der V erbreitung von Sachkenntnis die w issenschaftliche Schulung unserer F ach leu te und system atisch e Erforschung des F achgebietes w ird er­

setzen können, kann m it R uhe ab gew artet werden.

Im m erhin verdient der bei jeder G elegenheit wieder­

h olte H in w eis, d a ß e r s p r i e ß l i c h e E r f o l g e n u r a u s e n g s t e r Z u s a m m e n a r b e i t z w i s c h e n E r ­ z e u g e r n u n d V e r b r a u c h e r n f e u e r f e s t e r B a u ­ s t o f f e e r w a c h s e n k ö n n e n , auch bei uns B each ­ tung. D er große E in flu ß , den der Verbrauch an feuer­

festen B austoffen auf die H ö h e der S elb stk osten in unseren H ü ttenbetrieben h at, s o llte zu einer sorgfäl­

tigeren A usw ahl der verw endeten M aterialien führen.

D er V erbraucher m uß sich genaueste K larh eit darüber verschaffen, w elch en chem ischen und physikalischen Beanspruchungen das M aterial an den V erw endungs­

ste lle n au sg esetzt ist, und dies dem Erzeuger m itteilen, der in der A usw ahl der R ohstoffe, der A ufbereitung und H erstellu n g , A rt und D auer des B rennens usw.

a lle M öglichkeiten hat, sich den g estellten Anforde­

rungen aufs engste anzupassen. U m gekehrt m üssen M öglichkeiten geschaffen werden, durch geeign ete Untersuchungsverfahren nachzuprüfen, w ie w eit das gelieferte M aterial den bei der B estellu n g angegebenen Anforderungen g e n ü g t L e id e r l i e g t b e s o n d e r s d ie m e c h a n i s c h e P r ü f u n g d e r f e u e r f e s t e n M a ­ t e r i a l i e n , z u m a l u n t e r B e d i n g u n g e n , d i e d e r W i r k l i c h k k e i t e n t s p r e c h e n , n o c h s e h r im a r g e n . In der am erikanischen L iteratur finden sich hierüber eine R eihe von V orschlägen, die im folgenden w iedergegeben sind. D u rch Zusam m enarbeit zw i­

schen E rzeugern und Verbrauchern m üssen e i n ­ h e i t l i c h e P r ü f u n g s v e r f a h r e n au sgearb eitet wer­

den, w obei g leich zeitig eine e i n h e i t l i c h e K l a s s i r f i z ie r u n g d e r B a u s t o f f e n ich t a lle in nach der chem ischen A n alyse, sondern.nach G esichtspunkten der Beanspruchung ins A uge zu fassen wäre..

Im folgenden sind aus den en glischen und am eri­

kanischen V eröffentlichungen, die vielfach B ekanntes en thalten, die w esentlichen neueren A ngaben wieder­

gegeben.

U eber die B edingungen, unter denen die verschie­

denen K ieselsäure-M odifikationen,

und ß- Quarz, -T ridym it und -C hristobalit, Vorkommen, bzw. über deren E xistenzbereiche und U m w andlungspunkte g ib t F e n n e r 1) eine Z usam m enstellung, w elch e die bis­

herigen von verschiedenen V erfassern m itgeteilten U ntersuchungsergebnisse, vor allem aber seine eigenen V ersuche über die E xistenzbedingungen des Tridy- m its, darstellt:

8 7 0 ,° + 1Ö"°: Q u a rz T r id y m it , 1 4 7 0 ° + 1 0 ° : T r i d y m it y ^ 'flh r is t n b ä lit .

5 7 5 °: a -Q u a r z

. —>

—>

117 a - T r id y m it —> ß ,-T r id y m it ; 16 3

^ - T r i d y m i t —> {¡.¡-T rid ym it, U m ­ w a n d lu n g b e i d er A b k ü h lu n g u n ­ s c h a r f,

2 7 4 ,6 0 — 2 1 9 ,7 °: a -C h r is to b a lit —> ß - C h r isto b a lit, 2 4 0 , 5 0 — 198 ,1 °: ß -C h r is to b a lit

—>

Bei gew öhnlicher T em peratur b esteh t jede Modi­

fikation nur in der a-P hasC und g eh t bei Tem peratur­

steigerung in den angegebenen Grenzen in die ß-Phase über. D iese Phasenum w andlungen verlaufen sch n ell, w ährend die U m w andlung von einer M odifikation in die andere Zeit erfordert.

Fenner h a t schon in einer früheren A rbeit2) die E xistenzbedingungen für T ridym it, der sich nur in G egenw art von M ineralisatoren b ildet, aufgeklärt.

W enn K ieselsäureanhydrid in irgendeiner Form bei G egenw art eines M ineralisators genügend la n g e u nter­

halb 8 7 0 0 erh itzt w ird, b ild et sich im m er Quarz, zw ischen 8 7 0 0 u n d 1470 0 T ridym it, u n d darüber hinaus bis zum S chm elzpunkt der K ieselsäure C hristobalit. B ei A bw esenheit von M ineralisatoren erfolgt unm ittelbar die U m w andlung der Quarz­

in die C hristobalit-M odifikation, w obei die T em ­ peratur der beginnenden U m w andlung 1 2 5 0 0 b eträgt.

U eber den E influß der B eschaffenheit, insbeson­

dere de3 Zerldeinerungsgrades des quarzigen Materials auf die U m w andlungspunkte fand Fenner folgende W erte:

t Fein gepulverter Quarz wurde ohne M ineralisator erhitzt:

1 8 0 s t a u f 1 2 5 0 0 e r h i t z t : n u r s e h r g e r in g e U m w a n d ­ lu n g i n C h r is to b a lit , 9 0 , , „ 1 3 6 0 0 ,, z w e i D r i t t e l d e s M a te r ia ls

w a r e n i n C h r is to b a lit v e r ­ w a n d e lt ,

1 „ „ .1570 0 , , n a h e z u v o llk o m m e n e U m ­ w a n d l u n g i n C h r is to b a lit.

D urch diese’ ,W erte w erden die E rgebnisse von E n d e i l und R ie c k e * ) b estä tig t.

U A m e r ic a n J o u r n a l o f S c ie n c e , S er. 4 , B d . 3 6 , 1 9 1 3 , S . 3 8 3 .

2) J o u r n a l o f t h o W a s h in g t o n A c a d e m ie o f S c ie n c e s 1 9 1 2 , B d . I I , S . 4 7 1 /8 0 ; s ie h e a u c h S t . u . E . 1 9 1 3 . 1 6 . Q k t ., S . 1 7 4 4 .

3) Z e i ts c h r if t fü r a n o r g a n is c h e C h e m ie 1 9 1 2 . 2 4 . D o z ., S . 2 3 9 /5 9 .

20. D ezem ber 1918. Ueber feuerfeste B austoffe, insbesondere Silikasteine. S ta h l u n d E isen. 1203

E ine Zusam m enstellung der E xistenzbereiche und G leichgew ichtszustände der verschiedenen K iesel­

säurem odifikationen g ib t J. S p o t t s M c D o w e l l 1), die in Abb. 1 w iedergegeben ist.

U eber die D i c h t e von Quarz, T ridym it und C hristobalit g ib t Zahlentafel 1 A uskunft, in der die W erte verschiedener Forscher zusam m engestellt sind.

fat/rzy/as stobt/

3 S ? O 0

7 3 3 °

//"dhr/stoba/// sto b t/

^ to/rysam e t/mwy/idto/ry

p d /tr/sto b a /t/ vnstobt/

P¿~/r/dymtY stab//

P y /r/d y m /f uns/abt/

sehr tonysam e

¿/mu/and/i/tty¡

rascbet/muvtidh/tiy

p fir /d y /n it unstabil I V rosche t/m w and/um ? e K r/r/d ym r/ a n sto b t7

¡ seh r to n y sa m e ¿/mtvand/ary F

p -ûaarz aastoâ/7

f — -

p -t/u o rz s to i//

è

ai -tfi/Crrz

.s to b /Z

/3-Ôhr/stobal//

anstob/7

72SC°

S7S°

27S°

ąY30

K ie s e lB ä u r e m o d if ik a tio n e n .

W ä r m e a u s d o h n u n g . D as Ergebnis von aus­

führlichen U ntersuchungen von L e C h a t e l i e r 2) ist in Abb. 2 wiedergegeben.

F ür Quarz sind w eiterhin W erte a u fg e ste llt von D a y , S o s m a n und H o s t e t t e r 3), die m it denen von Le C hatelier g u te U ebereinstim m ung zei­

gen und in Abb. 3 d argestellt sind.

L e C hatelier g ib t d iem ittlerelin ea re A usdehnung von Quarzglas für 1 0 zu 0,000 0007 an, I l a y e 4) g ib t die folgenden W erte:

O b is 3 0 0 ... 0 ,0 0 0 0 0 0 4 2 3 0 „ 10 0 0 ... 0 ,0 0 0 0 0 0 5 3 1 0 0 „ 5 0 0 ° 0 ,0 0 0 0 0 0 5 8 5 0 0 „ 9 0 0 0 0 ,0 0 0 0 0 0 5 0 9 0 0 „ 1 0 0 0 0 0 ,0 0 0 0 0 0 8 0

t

o.vro 1 <?

§ . ¡¡3 9 0 0,380

Z a h le n ta f c l 1 .^ Z u s a m m e n s t e l l u n g d e r D i o h t o - b o s t i m m u n g e n .

Modifikation Dichte Forscher

Q u a rz . . . 2 ,6 5 T r i d y m it . 2 ,2 7 0

2 ,2 8 2 ,3 2

K ü n s t lic h e r T r i d y m it , F e n n e r . N a tü r lic h e r „ M a lla rd E n d e ll

C h r is to b a lit 2 ,3 3 3 2 ,3 4 2 ,3 3

K ü n s t lic h e r C h r is to b a lit , F e n n e r N a tü r lic h e r „ M a lla r d E n d e ll

Q uU rzglas . 2 ,2 1 2 ,1 9 4

D a n a , E n d e ll S c h w a r z

I

Ofi

1 !

* L-rtlit —- - Q u a rz

'

V « O j y

w /

l - V r

Qttara q /ffd ... ^.

700 8 0 0 3 0 0 W O m 600 700 600 ß o o 7000f T e m p e r a t u r

A b b ü d u n g 2 . E r g e b n is s e d e r U n t e r s u c h u n g ü b er d ie W ä r m e a u s d e h n u n g v o n L e C h a te lie r .

B ezüglich der Id en tifik ation der verschiedenen M odifikationen der K ieselsäure stü tz t sich die am eri­

kanische L iteratur fa st durchw eg auf die deutschen V eröffentlichungen von R i e c k e und E n d e l l 1).

D ie E i g e n s c h a f t e n v o n S i l i k a s t e i n e n finden eingehende B eachtung. M e l l o r 2) besch äftigt sich

û f r f . i

% *

r — d o r / t v - 307,2°

- ß .- O u

r~

• C03 u.PjO

\S 7 7 *

800 600 800 7000

T e om p e r a t a r 1200

20

7S ^

Ï ' Î

1

7700 '

A b b ü d u n g 3 . W ä r m e a u s d e h n u n g v o n Q u a rz.

D er A usdehnungskoeffizient von ß-Christobalit ist nahezu der gleiche w ie von Quarzglas.

x) B u lle t in o f t h e A m e r ic a n I n s t i t u t e o i M in in g E n g in e e r s 1 9 1 6 , N o v ., S . 2 0 0 3 .

2) R e v u e U n iv e r s e lle d e s M in e s 1 9 1 3 , S er. 5 , B d . 1, S . 9 0 .

3) A m e r ic a n J o u r n a l o f S c ie n c e 1 9 1 4 , S er. 4 , B d . 3 7 , S . D / 3 9 .

4) P h ilo s o p h ic a l M a g a z in e 1 9 1 0 , O k t ., S . 7 1 8 /2 8 .

m it dem E influß der K orngröße au f die H öhe des Erw eichungspunktes u nter dem G esichtspunkte, daß die Erw eichung als eine F olge von Verschlackung um so leichter vor sich g eh t, je größer die B erüh­

rungsfläche zwischen den einzelnen reagierenden B e­

standteilen des S teines is t. Planm äßige U nter­

x) S il ik a t - Z e it s c h r if t 1 9 1 3 , A p r ii, S . 6 7 u n d 85 .

*) T h e I r o n a n d C o a l T r a d e s R e v ie w 1 9 1 6 , 10. N o v ., . 5 7 2 .

1204 S ta h l u n d E isen. Ueber feuerfeste B a u sto ffe , insbesondere Silikasteine. 38. J a h rg . N r. 52.

suchungen über den E influß der K orngröße und des bei der H erstellung angew endeten D ruckes auf die E igenschaften der S teine haben N e s b i t t und B e l l 1) an gestellt. G uter gebrannter und gem ahlener penn- s\Ira n isch er Ganister wurde in drei Korngrößen verw endet, entsprechend einem V erhältnis der Ma­

schenw eiten des Siebes von 12 : 8 : 4. 2 % K alk wurden boigem ischt und so v ie l W asser, daß die G esam tfeuchtigkeit 9 % ausm achte. V on jeder K orn­

größe wurden N orm alsteine geform t, jew eils unter D rücken von 13 bis 176 k g/q cm . D ie nach den später zu beschreibenden M ethoden untersuchten S tein e zeigten die in Z ahlentafel 2 bis 4 zusam m en­

g estellten E rgebnisse.

Zahlentafel 2 zeigt, daß die E igenschaften durch große D rucksteigerung nur w enig verändert werden.

A u8 Z ahlentafel 3 g eh t der E influß der Korngröße hervor. D ie F estig k eit is t am größten beim fein­

körnigen M aterial, jedoch ste ig t die „S p litteru n g“

m it der F einkörnigkeit (Zahlentafel 4). Bei sorgfältiger P rü fu n g verschiedener großer Ladungen dieser Steine zeigte sich , daß im D u rch sch n itt 20 % der Steine m angelhaft waren. D ie U ntersuchung von sechs L a­

dungen von Steinen ergab, daß 60 % der M ängel auf Form fehler, 30 % auf beim Brennen entstandene R isse und 10 % auf sonstige F ehler zurückzuführen waren.

D iese Fehler ließen sich fa st durchweg durch größere Sorgfalt bei der H erstellung und Behandlung ver­

m eiden.

D ie D i c h t e v o n S i l i k a s t e i n e n wird zu m eist nach der pyknom etrischen M ethode bestim m t; hierbei zeigen sich h äufig große U nstim m igkeiten in den W erten, die S p o t t s M c D o w e l l 2) auf diejenigen Porenräum e und R isse zurückführt, in w elche die F lü ssig k eit n ich t eindringen kann. W enn G das Gew icht des Probekörpers in g , V das G esam t­

volum en desselben in ccm , V , das V olum en der Porenräum e, V 0 das V olum en der offenen Poren­

räum e,

das V olum en der geschlossenen Poren­

räum e is t, so is t

V P = V 0 + Vg

V = V g + V p = V„ + V 0 + V g.

F ü r das spezifische G ew icht kann es drei W erte geben:

1. S g d a s g e s a m t s p e z . G ow . =

2 . S w d a s w a h r e s p e z . G ew . =

3 . S s d a s s c h e in b a r e s p e z . G ow . — , - V s + V g

Sind' keine geschlossenen Poren vorhanden, also

Y g

= 0 , so is t

Sg — S s.

B ei B estim m ung der P o r o s i t ä t m uß ebenso unterschieden werden zwischen

G G

V V s + V o + Vg G

v T ’ G

>) M e ta llu r g ic a l a n d C h e m ic a l E n g in e e r in g 1 9 1 7 , 15 . A u g ., S . 1 8 2 /3 .

s) B u l l e t i n o f t h e A m e r ic a n I n s t i t u t e o f M in in g E n g in e e r s 1 9 1 6 , N o v ., S . 2 0 1 6 .

Z a h l e n t a f e l 2 . E i g e n s c h a f t e n v o n S i l i k a ­ s t e i n e n , d i e u n t e r r e r s c h i e d o n e m D r u c k

h e r g e s t e l l t w u r d e n .

H e r s t « ! - . lu n g s - d r u c k in k g /q c m •}

S c h e in - b a re s

spez.

G e w ic h t A b - i p l i t - te ru n g "

in %')

" W id e r s ta n d s fä h ig k e it g e g e n S c h la c k e q c m 9)

L in e a r e A u s ­ d e h n u n g

l n % M u r t ln o f e n -

A S c h la c k e

S c h w e lß o fc n - 8 c b la c k e

1 3 ,2 1 ,5 0 4 5 ,5 2 2 ,5 1 4 ,7 1 ,3 0

3 5 1 ,5 8 4 8 ,3 2 3 ,8 1 5 ,6 1 ,3 0

5 2 ,5 1 ,5 9 5 3 ,2 2 3 ,4 1 5 ,5 1 ,3 2

7 0 1 ,6 3 5 1 ,4 2 4 ,4 1 5 ,6 1 ,3 3

8 7 ,5 1 ,6 5 4 7 ,9 2 3 ,6 1 6 ,1 1 ,3 0

1 0 5 1 ,6 6 4 3 ,6 2 4 ,7 1 6 ,1 1 ,3 3

1 4 0 1 ,6 7 4 4 , S 2 3 ,5 1 5 ,8 1 ,3 2

1 7 5 1 ,6 8 4 2 ,0 2 4 ,0 1 6 ,1 1 ,3 3

Z a h l e n t a f e l 3 . E i g e n s c h a f t e n v o n S i l i k a ­ s t e i n e n .

V e r h ä lt ­ n is d e r M a s c h e n ­

w e lt e n S c h e in ­

b a re s spez.

G e w ic h t A b ­ s p lit­

te r u n g in %*)

■ W id e rs ta n d s fä h ig k e it

g e g e n S c h la c k e q c m 2) L in e a r e A u s ­ d e h n u n g

i n % M a r t in o f e n -

S c h la c k e

S c h w e lß o fe n - S c h l& c k e

4 8 12

1 ,6 6 1 ,6 2 1 ,5 8

3 0 ,4 4 7 .6 6 3 ,2

2 5 ,3 2 3 ,7 2 2 ,2

1 7 ,0 1 5 ,6 1 4 ,S

1 ,3 0 1 .3 2 1 .3 2

Z a h le n ta f e l 4 . V e r l u s t d u r c h A b s p l i t t e r u n g ( a u s g e d r ü c k t i n P r o z e n t .

V e r h ä l t ­ n is d e r M a s c h e n ­

w e ite n

D r u c k , u n t e r d e m d ie S te in e h e r g e s te llt w u r d e n , i n k g /q c m

1 3 ,2 3 5 5 2 ,5 7 0 8 7 ,5 1 0 5 1 4 0 1 7 5

4 2 1 ,9 3 4 .9 3 7 ,9 3 8 .7 3 1 ,4 3 0 ,4 1 9 ,1 2 9 .1 1 8 5 1 ,6 4 5 ,9 6 2 ,6 5 1 ,0 4 3 ,3 3 4 ,8 3 8 ,3 4 3 ,3 12 6 2 ,9 6 4 .0 5 9 ,2 0 4 ,4 6 9 ,1 6 5 ,8 6 7 ,0 5 3 ,6

1. dem G esam tporenraum im V erhältnis zum R aum des Steines

i ^ V p ^ o o l ^ ,

V b w

P s = -

2. dem offenen Porenxaum

P o J ä | g f _ 1 0 0 _L - S g

Ss

D a die P orosität diejenige E igen sch aft is t, die bei B estim m ung der W ärm eleitfähigkeit ausschlaggebende B edeutung h at, m ü ß te beim V ergleich der W ärm e­

leitfäh igk eit verschiedener M aterialien die genaue Be­

stim m u n g der P orosität besondere Berücksichtigung finden. E s erscheint n ich t ausgeschlossen, daß die von verschiedenen Forschern für der A nalyse und dem spezifischen G ew icht nach anscheinend über­

einstim m ende M aterialien gefundenen abw eichenden W erte für'die W ä r m e l e i t f ä h i g k e i t 3) au f eine n ich t klare Trennung zw ischen offenen und geschlossenen Porenräum en zurückzuführen sind.

*) u n d ä) B e s c h r e i b u n g d e r V e r s u c h e s i e h e u n t e n . 3) V g l. S t . u . E . 1 9 1 7 , 18. J a n ., S . 6 1 .

20. D ezem ber 1918. Ueber feuerfeste B a ust of je, insbesondere S ilikasteine. S ta h l u n d E ison. 1205

S c h m e l z p u n k t v o n S i l i k a s t e i n e n . D erselbe wird von verschiedenen Forschern1) w ie folgt an­

gegeben:

H a v a r d ...

H a n o l t ...

I m allgem einen wird 1740 bis 1775 0 angenomm en.

D a gew öhnlich der Schm elzpunkt m it dem P u n k t der beginnenden E rw eichung identifiziert wird, lieg t eine U nsicherheit in der B estim m ung vor allem , be­

züglich der Form des Probekörpers, der Schnellig­

k eit der E rhitzung und der B elastu n g vor.

F ü r die s p e z i f i s c h e W ä r m e von Silikasteinen werden von verschiedenen Forschern die in Zahlen­

tä fel 5 zusam m engestellten W erte angegeben.

W ä r m e l e i t f ä h i g k e i t . E s wurde bereits an dieser S te lle 2) auf die starke A bw eichung der von verschiedenen Forschern m itgeteilten W erte hin­

gew iesen. Zur Ergänzung seien die in Zahlentafel G zusam m engestellten W erte m itgeteilt. K bedeutet den W ärm edurchgang in W E in der Sekunde auf eine F läch e von 1 qcm bei 1 cm D icke.

Im allgem einen wird die Erfahrung b estätigt3), daß die W ärm eleitfähigkeit m it steigender Tem ­ peratur w ächst; sie wird fü r in Am erika übliche Stein­

sorten innerhalb der Tem peraturgrenzen von 1000 bis .1 0 5 0 ° w ie fo lg t angegeben:

1. K = 0 ,0 0 1 5 + 0 ,0 0 0 0 0 1 0 ( t x + t , ) , 2 . K = 0 ,0 0 1 9 + 0 ,0 0 0 0 0 0 8 (tj + t 2), 3 . K = = 0 ,0 0 2 0 + 0 ,0 0 0 0 0 1 1 ( t t + t ,) .

F ü r M agnesitm aterial ste llte E z e r G r i f f i t h s ' 1) fest, daß die W ärm eleitfähigkeit m it steigender Tem ­ peratur stark abnim m t, und gib t folgende W erte an5):

T e m p e r a t u r l e t S h ™ k e lt

3 0 0 ° . ... 0 ,0 1 8 7 5 0 0 ° ... 0 ,0 1 4 0 7 0 0 ° ...0 ,0 1 0 7 9 0 0 ° ... 0 ,0 0 8 9

D agegen fand B o y d D u d l e y , daß bei am erikani­

schem M agnesit die W ärm eleitfähigkeit zwischen 445 u nd 830 0 nahezu konstant war.

D ie W ärm eleitfähigkeit von I s o l i e r m a t e r i a l i e n wurde von E z e r G r i f f i t h s 6) untersucht.

1. S teine aus Infusorienerde und K ieselgur m it 92 % S iO ,, m it Ton gebunden, gaben eine D ich te von ~ 0,64 g /ccm und eine D ruckfestig­

k eit von ~ 30 k g /q cm und hatten folgende W ärm eleitfähigkeit:

1 0 5 ° ... 0 ,0 0 0 3 1 0 5 0 2 » ... 0 ,0 0 0 4 6 1 .

Z a h le n ta f e l 5 . S p e z i f i s c h e W ä r m e v o n S i l i k a s t e i n e n .

t»

H e y n S te g e r N o r t o n

W ir k li c h e

■pez. W ä r m e b e i t©

M it t le r e s p ez. W ä r m e

zw ta c h c n 2 0 ° u n d t °

M it t le r e ip e z .W H r m e

zw is c h e n 0 ° u n d t °

M i t t le r e s p e z .W ä r m e

zw is c h e n 20© u n d t©

0 » C 0 ,2 0 0 0 ,2 0 0 ^{___ ___}

2 0 0 ° C 0 ,2 3 7 0 ,2 1 9 0 ,2 0 5 ^—

4 0 0 » C 0 ,2 7 0 0 ,2 3 7 ^{— —}

6 0 0 » C 0 ,2 8 2 0 ,2 5 0 ^— 0 ,2 2 5

8 0 0 ° C 0 ,2 8 5 0 ,2 6 1 ^— 0 ,2 3 6

1 0 0 0 ° C 0 ,2 9 8 0 ,2 6 2 — —

1 1 0 0 » C ^— — ^— 0 ,2 5 5

1 2 0 0 ° C 0 ,2 9 1 0 ,2 6 6 .— — .

Z a h le n ta f e l 6 . W ä r m e l e i t f ä h i g k e i t .

W ä r m e le it f ä h ig k e it

S te in a r t T e m p e r a tu r M itt le r e s K zw is c h e n t i u n d ta

F o r s c h e r

ti ta

S ilik a s te in , 9 5 , 9 % S i 0 2 1 0

0 1 0 0 1 0 0 0

0 ,0 0 2 1 0 ,0 0 3 1

B e re c h n e t n a c h U n ­ te rs u c h u n g e n v o n B o y d D u d le y

S c h a m o t t s t e in 5 2 ,9 % S i 0 „ / 4 2 ,7 „ A12 0 3\

0 0

1 0 0 1 0 0 0

0 ,0 0 1 6 0 ,0 0 2 5

T r a n s a c tio n s o f the A m e r ic a n F d e c tro - O h e m lc a l tio c ie ty 1 9 1 5 , S. 036

„ Q u a r z it s t e in “ 7 3 .9 % S i 0 2 / 2 2 . 9 „ A lj 0 3\

0 0

1 0 0 1 0 0 0

0 ,0 0 2 0 0 ,0 0 2 7

!__ _

S ilik a s te in

,

%

0 1 0 0 1 0 0 0

0 ,0 0 2 8 0 ,0 0 3 1

G o e re n s u n d G ille s ,

„ F e r r u m “ , O k t . u n d N o v . 1914

S c h a m o t t s t e in 5 3 , 9 % S i 0 2 / 4 0 , 2 „ A12 0 3\

0 0

1 0 0 1 0 0 0

CG!>CGCGo o° °. ö' © ⁿ

x) U . S . B u r e a u o f S t a n d a r d s . T e c h n o lo g ie P a p e r 1 0 (1 9 1 2 ). — V g l. S t . u . E . 1 9 1 3 , 6 . N o v ., S . 18 5 6 .

s ) S t . u . E . 1 9 1 6 , 3. A u g ., S . 7 5 5 .

a ) T r a n s a c tio n s o f t h e A m e r ic a n C eram io S o c ie t y 1 9 1 4 , S . 3 8 2 / 5 ; M e t a llu r g ic a l a n d C h e m ic a l E n g in e e r in g 1 9 1 4 , E e b r ., S . 7 4 .

4) I r o n a n d C o a l T r a d e s R e v ie w 1 9 1 6 ,1 7 . N o v ., S . 6 0 7 .

*) V g l. h ie r z u a u c h d i e W e r t e S t . u . E . 1 9 1 6 , 3. A u g ., S . 7 5 4 .

e) W ie u n te r

*).

2. Versuchskörper aus Schlackenw olle (48 % CaO , 4 3 % S i 0 2) von 0,24 g/ccm D ich te h atten folgende W ärm eleitfähigkeit:

2 6 0 » 0 ,0 0 0 2 1 2 ,

4 7 0 « ... 0 ,0 0 0 3 4 1 ,

eine andere Sorte:

1 9 4 » ... 0 ,0 0 0 1 9 1 , 4 0 3 » ... 0 ,0 0 0 3 2 1 .

3. W eiße M agnesia, zur Isolierung von Kohr­

leitungen in Körper gepreßt, W ärm eleitfähigkeit

z w is c h e n 2 6 u n d 3 5 0 ° ~ 0 ,0 0 0 1 5 .

Sobald dies M aterial jedoch au f über 3 5 0 ° erhitzt wurde, stieg die W ärm eleitfähigkeit um 100 %.

W ä r m e a u s d e h n u n g . D ie U ntersuchungen von C r a m e r 1) werden ergänzt von H a v a r d , der bei 1 4 0 0 0 eine lineare A usdehnung von 1,7 % feststellte, w ovon 0 ,4 % bleibende und 1,3 % vorübergehende A usdehnung war. S t o c k m a n und F o o t e 2) geben für die vorübergehende W ärm eausdehnung bei zwei Silikasteinsorten I und I I w ie fo lg t an:

i) S t . u . E . 1 9 0 1 , 1 5 . J u li , S . 7 7 2 .

*) M a s s a c h u s e t ts I n s t i t u t e o f T e c h n o lo g y M in in g D e p a r t m e n t 1 9 0 2 , T h e s is 2 2 6 .

160

1206 S ta h l u n d E isen. üeber feuerfeste B a u sto ffe, insbesondere Silika stein e. 38. J a h rg . N r. 62.

G e s a m t e l i n e a r e A u s d e h n u n g i n

%

3 0 0 » 6 0 0 » 9 0 0 » 1 2 0 0 »

I ... 0 ,9 1.5 1.9 —

I I ... — 0 ,7 0 ,9 1 ,1

Probeateine auf eine in der K lassifizierung fest­

gesetzte Tem peratur erhitzt werden, und hierbei ihre_

lineare K ontraktion bestim m t wird. So so ll z. B.

ein S cham ottstein erster Q ualität bei E rhitzung auf Segerkegel 14 n ich t mehr als 2 % linear schw inden, S tein Nr. I I bei Segerkegel 12 n ich t m ehr als 2 %, Stein N r. I I I bei Segerkegel 8 n ich t m ehr a ls 2 % usw.

D ie am m eisten ausgeführte P rü fu n g is t die auf S c h m e l z - u n d E r w e i c h u n g s p u n k t . H ierbei wird zunächst eine klarere U nterscheidung zw ischen Schm elz- und Erw eichungspunkt und genauere F est­

legu n g des Tem peraturabstandes zw ischen beiden gefordert. B ei vergleichenden U ntersuchungen is t

A b b ild u n g 6 . S t e in n a c h d e r D r u c k p r o b e b e i h o h e r T e m p e r a t u r ; m a n g e lh a f t e T e u e r fe s tig k e it .

W ert auf G leichm äßigkeit der Erhitzungsdauer bzw.

T em peratursteigerung bei der Probe zu legen, da ein und dasselbeM aterial verschieden hohenE rw eichungs- p u n k t zeigt, j e nachdem dasselbe sch n ell oder lang­

sam auf die Prüfungstem peratur erhitzt wurde. Auch w ird au f die N atu r der A tm osphäre, in w elcher die P rüfung erfolgt, W ert gelegt. B ei B enutzung von K ohle-W iderstandsöfen, die reduzierende Atm osphäre geben, zeigen sich leich t A bw eichungen, besonders bei P rüfung eisenhaltiger M aterialien. F ie l d n e r u n d H a ll1) haben g u te E rfahrung m it W olfram -W ider­

standsöfen gem acht, bei w elchen in einem W asser­

stoff- und D am pfstrom gearbeitet wurde.

. Jedoch h a t die einfache F eststellu n g des E r­

w eichungspunktes nur beschränkte B edeutung; da in der P raxis die S tein e fa s t ste ts unter B elastung stehen, m uß der E rw eichungspunkt auch unter B e­

la stu n g fe stg e ste llt w erden; z. B . wird auf dem Edgar- Thom son-W erk der Carnegie S teel Co. die P rüfung D ie U n t e r s u c h u n g d e r f e u e r f e s t e n

M a t e r i a l i e n .

D ie B edeutung der chem ischen U ntersuchung tr itt durchweg hinter der m echanischen P rüfung zurück.

U eber die E ignung eines Steines für einen bestim m ten Verwendungszw eck verm ag die chem ische A nalyse nur in ganz allgem einer W eise A ufschluß zu geben, ebenso, w enn es sich um die A ufklärung von Miß­

erfolgen, schlechter H altbarkeit usw. handelt. E rst dann, w enn die m echanische Prüfung auffällige, un­

erw artete W erte liefert, so ll die chem ische U nter­

suchung zur A ufklärung herangezogen werden. D a die Ergebnisse der m echanischen P rüfung in w eit höherem M aße als die der chem ischen fü r ein Stein­

m aterial kennzeichnend sind, wird vorgeschlagen, an S telle der vielfach üblichen K lassifizierung nach che-

A b b ild u n g 4 . K la s s ifiz ie r u n g s s o h o m a fü r S c h a m o tt a te in o v o n P u r d y .

mischen G esichtspunkten eine solche nach den m echa­

nischen E igenschaften treten zu lassen. W ie bei­

spielsw eise bei schw indenden M aterialien die Schw in­

dung auf einen M angel an F euerfestigkeit zurückzu­

führen is t, insofern als beim Erhitzen eine in V er­

ringerung des Porenraumes sich äußernde Ver­

schlackung ein tritt, so wird diese Verringerung des Porenraum es bei steigender Tem peratur a ls ein Maß fü r die F euerfestigkeit angesehen und als U nterlage fü r die K lassifizierung benutzt. (W obei andere, eine V olum enverm inderung bedingenden U m stände, w ie die Zersetzung der T onsubstanz, a ls sehr gering im V erhältnis zum E influß der V erschlackung vernach­

lä s sig t werden.) A ls B eisp iel für eine solche K lassi­

fizierung1) diene Abb. 4.

D as Am erikanische Bureau of Standards arbeitet gegenw ärtig n a c h diesem S ystem eine K lassifizierung J der gebräuchlichsten m erikanischen S ch a m o ttestein ­

sorten aus. D ie P rüfung so ll so stattfin d en , daß die

*) Jll. S ta te Geol. S u rv e y Bull. 9, S. 221. l ) P roc. A m er. Soo., B d. X V , S. 297.

20. D ezem ber 1918. . Uebcr feuerfeste B austoffe, insbesondere S ilikasteine. S ta h l und Bison. 1207

Ursachen der D eform ation zu erhalten, ob die D e­

form ation bzw. die m angelnde Feuerfestigkeit le ­ d iglich eine F olge der Z usam m ensetzung oder aber schlechter B indung des S teines ist. Abb. 5 und 6 zeigen Schulbeispiele für beide F älle.

B ei Steinen von annähernd gleicher Korn­

beschaffenheit wird 'die E rw eichungstem peratur T etw a nach folgendem Gesetz erniedrigt:

T = 0 — 1 C P J

worin C die Erweichungstem peratur ohne B elastung,

A b b ild u n g 6 . F e h le r h a f te r S t e in n a c h d e r D r u c k p r o b e b e i h o h e r T e m p e r a t u r ; m a n g e lh a f te B in d u n g .

s te js nur unter B elastung ausgeführt. Ferner strebt m an allgem ein dahin, für die P rüfung nich t besonders geform te Probekörper, die unter anderen V erhält­

nissen als die w irklich gebrauchten Steine hergestellt wurden, sondern die letzteren selb st zu verwenden.

Sow ohl das Am erikanische Bureau of Standards1), als auch .M e ll o r 2) und B l e i n i n g e r 3) geben als geeign etste Tem ­ peratur für die P rüfung 1 3 5 0 0 an. D ie B elastu n g bei der P rüfung so llte n ich t größer als 3 und n ich tk lein er a ls l,8 k g /q c m sein. M ellor4) fand zwischen D eform ations- tem peratur T und dem G ew icht W der B elastu n g (in ¿¿/Quadratzoll) die B e­

ziehung.

T =

*

~ k ' w ,

worin C die D eform ationstem peratur ohne B ela stu n g , K eine von der S teinsorte abhängige K onstante und e ein E xp o- nentialkoeffizient is t. Je kieselsäurehalti­

ger der S tein is t, um so näher liegen D e­

form ationstem peratur m it und ohne B e­

la stu n g zusam m en, um so genauer m uß

die Probe ausgefü h rt werden. B ei der Druckprobe is t darauf zu achten, u m ein klares B ild über die

4) R e p o r t o f t h e C o m m itte e o n R e f r a c t o r y M a te r ia ls, A m e r ic a n G a s I n s t i t u t e 1 9 1 5 , T e c h n o lo g io P a p e r N o . 7, B u r e a u o f S ta n d a r d s .

2) T r a n s a c t. E n g l. C era m ic S o c ie t y , V o l. X V , S . 117.

3) P r o c e e d io g s o f t h e E n g in e e r s S o c i e t y o f W e s t , P a ., O k t. 1 9 1 6 , S . 6 2 5 .

*) a . a . 0 .

A b b ild u n g 7.

W ä r m o -D r u c k p r o b e u n te r B e l a s tu n g .

P die B elastu n g in V /Q uadratzoll m id K eine K on­

sta n te, etw a = 0,001, ist.

D ie praktische Durchführung der Prüfung unter B elastu n g bei hoher Tem peratur is t recht verschieden.

D ie A rt, w ie sie au f

A b b ild u n g 8 . W ä r m e -D r u c k p r o b e u n te r B o la s tu n g -

Carnegie S te e l Co. ausgeführt wird, g eh t aus Abb. 7 hervor. E s h a n d elt sich um eine M odifikation der Brinellschen Kugeldruckprobe. D ie Steine werden 1 s t la n g au f 1 3 5 0 0 erhitzt und sodann n iit einem b estim m ten G ew icht belastet. D ie Tiefe des E in ­ druckes g ib t das Maß für die B eurteilung (s. Abb. 8).

D ie rasche A bkühlung, w elche die Steinoberfläche,

besonders bei Berührung m it der S tah lk u gel, erleidet,

1208 S ta h l u n d E isen. Ueber feuerfeste B austoffe, insbesondere Silikasteine. 38. J a h rg . N r. 52.

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A b b ild u n g 1 0 . O fe n zu r P r ü f u n g v o n fe u e r fe s t e n S t e in e n n a c h B e ­ la s t u n g b e i h o h e r T e m p e r a tu r . A b b ild u n g 9 .

O fen z u r P r ü fu n g v o n f e u e r fe s te n S te in e n n a c h B e l a s t u n g (b ei h o h e r T e m p e r a tu r .

dürfte eine große Fehlerquelle sein; ein V orteil ist, daß m an m ittels dieser P rüfungsart, wenn m an zur Erhitzung der S teine einen größeren Ofen benutzt, viele Proben in kurzer Zeit ausführen kann. M it R ücksicht auf die A bkühlung bei dieser P rüfungsart dürften diejenigen M ethoden den Vorzug haben, bei

Gas- oder Oelbrenner, die E rhitzung wird bei Silika- m aterial auf 1500 °, bei Scham ottem aterial auf 1100 bis 1 3 5 0 0 getrieben. D ie E rhitzungsdauer beträgt 6 st. D ie B elastu n g ist in der R egel 2 k g/q cm , sie rich tet sich jedoch nach der in W irklichkeit herrschen­

den B elastu n g. — Einen anderen, elektrisch geheiz­

ten Ofen g ib t N e s b i t t an1), er ist in Abb. 10 d argestellt. C is t ein Zylinder aus K ohle, der von einem Zirkonma­

terial (7 5 % Z r 0 2 und 1 3 % S i 0 2) um geben ist, das bei 1 1 0 0 0 zusam m en- fr itte t und in Berührung m it der K ohle ein K arbid b ildet, das um den K ohle­

zylinder festsin tert. D er elektrisch geheizte Ofen verträgt Temperaturen bis 1 8 0 0 °. D er lich te D urchm esser des K ohlezylinders b eträgt 40 m m . Zur U ntersuchung m üssen besonders ge­

form te zylindrische Probekörper ver­

w endet werden. D ie B elastu n g er­

fo lg t genau einstellbar durch Federn m it veränderlicher Spannung. A lle E inzelheiten sind aus der A bbildung er­

sich tlich , genaue Beschreibung über die Versuchsdurchführung fin d et sich im angegebenen A ufsatz.

W as die U ntersuchungsarten zur B estim m ung der W ä r m e l e i t f ä h i g k e i t an geh t, so w ird vielfach noch das Verfahren von W o lo g d i n e angew endet. E in neues, von D o n g a ll, H odsm an und Cobb ausgearbei­

tetes V erfahren2) is t bereits in dieser Zeitschrift be­

schrieben worden3). E in e der H auptschw ierigkeiten

1)

2 ) T h e I r o n a n d C o a l T r a d e s R e v ie w 1 9 1 5 , 2 5 . J u n i, S . 8 8 9 .

s ) S t . u . E . 1 9 1 6 , 3 . A n g ., S . 7 5 4 . A o n n u u n g m .

F e u e r fe s t e r S t e in , d e r d ie E in d r in g u n g v o n S e h la c k e z e ig t.

denen der Stein während der P rüfung im Feuer bleibt. D iese lassen leider m eist nich t die Verwendung ganzer S teine zu, sondern arbeiten durchweg m it eigens geform ten Probekörpern. E in einfacher Ofen zur U ntersuchung feuerfester S teine bei hoher Tem­

peratur unter B elastu n g is t in Abb. 9 d argestellt)1.

D ie B au art des Ofens is t aus der Zeichnung ohne w eiteres verständlich. D ie B eheizung erfolgt durch

2) Aus „M etallurgical a n d Chem ical E ngineering

1917, 15. Aug., S. 185.