STAHL UND EISEN
Z E I T S C H R I F T F Ü R D A S D E U T S C H E E I S E N H Ü T T E N W E S E N
Herausgegeben vom Verein Deutscher Eisenhüttenleute G eleitet von Dr.-Ing. Dr. mont. E. h. O . P e t e r s e n
unter Mitarbeit von Dr. J. W. Reichert und Dr. W . Steinberg für den wirtschaftlichen Teil
HEFT 5 2. F E B R U A R 1 9 3 9 59. J A H R G A N G
Erfahrungen in amerikanischen und europäischen Hüttenwerken mit besonderer Berücksichtigung der Verhüttung von Feinerzen.
Von H e r m a n n A . B r a s s e r t in B erlin *).
( Rohstoffgrundlage, Standortsbedingungen und Absatzverhältnisse der amerikanischen Eisenindustrie. Beförderung und plan
mäßiges M ischen der Erze und Kokskohlen. Hochofenbetrieb m it Feinerz und Erhöhung der Ofenleistung. Kokereibetrieb.
Entwicklung der Stahl- und Walzwerke. D ie deutschen Hochöfen und ihre Arbeitsweise. Betrieb der Hochöfen in Oorby.
Saures Schmelzen und Betriebsführung bei der Feinerzverhüttung.) I. T eil: Am erikanische Entwicklung.
D
ie N otw endigkeit der V erhüttu ng großer Mengen eisenarmer E rze w irft neue und zum Teil schwierige F rag en auf. Die heute vordringliche A u fgab e ist es, sie in der besten Form w irtschaftlich und technisch zu lösen. D er geringe Eisengehalt
dieser Erze erfordert nicht nur niedrigste Förderungs- und Transportkosten, sondern auch m ög
lichst weitgehende Ausschaltung einer kostspieligen E r z vorbereitung, selbst dann, wenn es sich um staubhaltige und klebrige Feinerze handelt. D abei m üs
sen die Hochöfen so gebaut sein und ihr Betrieb so ge
führt werden, daß sie trotz der F e in körnigkeit des Erzes und der großen Schlackenmengen störungsfrei und wirtschaftlich arbei- . ten.
Vier Ja h re erfolg
reichen Betriebes des H üttenwerkes Corby haben den Beweis erbracht, daß die Verhüttung
eisenarmer E rze m it hohem Schw efelgehalt im sauren Sehmelzverfahren m it nachfolgender E ntschw efelu ng ein
wandfrei gelöst werden kann, w as auch durch um fangreiche
*) Vorgetragen auf der Tagung der Fachgruppe „Bergbau und Hüttenwesen“ in der Ostmark in Leoben am 10. Dezember 1938. — Sonderabdrucke sind vom Verlag Stahleisen m. b. H., Düsseldorf, Postschließfach 664, zu beziehen.
Versuche in D eutschland b estätigt worden ist. Die V er
hüttung vo n eisenarm en Erzen m it größten Schlacken
mengen ist eine A u fgabe, die je tz t sowohl in D eutschland als auch in Ja p a n ernstlich in A n g riff genommen worden ist. Die Entw icklu n g des B ergbaues zu Kiesenleistungen, besonders auch im Tiefbau, ist im Salzgittergebiet in vollem Gange.
In den Vereinigten Staaten sind billige Förderung, billige Transporte und störungsfreie V erhüttung fein
körniger E rze be
reits seit vielen J a h ren in größtem Maß
stabe in die T a t um gesetzt und längst zur Selb stverstän d
lichkeit geworden.
U nter diesen U m ständen ist es aber Bethlehem ^eute g anz beson
ders w ertvoll, die Philadelphia E ntw icklu ng in A m erika näher zu be
trachten, um dabei festzustellen, welche Lehren m an aus den dortigen E rfah ru n gen ziehen kann.
M aßgebend fü r den schnellen A n stieg der am erika
nischen E isen - und Stahlerzeugung in einem Zeitraum von vierzig Ja h re n — 1889 bis 19 2 9 — ist die fa st unbegrenzte Entw icklu n g vo n A b satzm ärkten und das V orhanden
sein h ervorragender E rz- und K oh len lagerstätten im eigenen L an d e. D ie V oraussetzungen fü r billigen T ran s
port und die V erhältnisse auf dem A rb eitsm ark t lagen in A m erika zu B eginn nicht so gü n stig. D ie E n tfernu ng zwischen den R o h s t o f f l a g e r s t ä t t e n und den S t a n d o r t e n d e r H ü t t e n w a r sehr groß (B ild 1). B ed in gt durch ' ¿V.
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Bild i. Standortkarte der Rohstofflager und der Hüttenwerke.
114 S t a h l u n d E ise n H . A . B rassert: Erfahrungen in am erikanischen u nd europäischen H üttenwerken. 5 9 . Jah>-e. N r. 5 .
diese großen E ntfernu ngen wurde der Eisenbahntransport schon in frühesten Ja h re n m ehr und m ehr verbilligt. In den Ja h re n der H ochkonjunktur herrschte im m er Mangel an A rbeitskräften , den m an durch eine stetige Steigerung der Arbeitslöhne zu beheben versuchte, um nicht nur eine Abw anderung der A rb eitskräfte an andere Industriezweige zu verhüten, sondern auch die Zuw anderung vom A u s
lande zu fördern. D ie Steigerung der Löhne zwang mehr und m ehr zur M echanisierung der einzelnen A rbeitsvor
gänge. Die durch die anwachsende N achfrage stetig gestei
gerte Erzeugung forderte die schwere am erikanische B a u weise, deren H auptgrundsatz eine weitgehende Sicherung gegen Betriebsstörungen w ar.
N utzbarm achung der Erze vom Oberen See.
D ie ersten Hochofen- und Stahlw erksanlagen A m erikas wurden, so wie in E u ro p a, auf den einheimischen E rz - und K ohlenlagerstätten errichtet, die in naher Verbindung zuein
ander in den Tälern von Pennsylvanien und Ohio erschlossen wurden. D ie Entdeckung der Erzvorkom m en an den Oberen Seen, deren ungeheure Ausdehnung bald erkannt wurde, etw a in der M itte des vorigen Jah rhu nderts, bildete dann die Grundlage zum A u fb au einer viel ausge
dehnteren Eisen- und Stahlindustrie, zunächst einm al zur B efriedigung eines außerordentlich hohen B ed arfs an Eisenbahnbaustoffen fü r den Ausbau des sich schnell über A m erika spannen
den Eisenbahnnetzes, später fü r den B a u der großen W olkenkratzer und zuletzt fü r die K raftw agenindustrie und andere neue Industrie
zweige als Großverbraucher von im kontinu
ierlichen W alzverfahren hergestellten B lech streifen. Dieses ständige W achsen der E ise n 1 und Stahlindustrie w äre unm öglich gewesen, hätte m an nicht von A n fan g an die g r o ß e E n t f e r n u n g zwischen den E r z e n des Oberen Sees und den K o h le n g r u b e n von P en n syl
vanien in großzügigster Weise überbrückt.
Dieses V erdienst gebührt A n d r e w C a r n e g i e , dem Gründer der großen Pittsburgher W erke seines Nam ens, der diese A ufgabe m it einer unvergleichlichen W eitsicht und m it großem M ut anfaßte. A ls seine Ingenieure ihm dam als ihre Pläne zum B a u seiner Eisenbahn zwischen dem Eriesee und seinen Pittsburger W erken unterbreiteten, widersetzte er sich ihren Vorschlägen aufs schärfste, weil zuviel K u rve n und Steigungen vorgesehen w aren, und ent
schied sich fü r eine Eisenbahnlinie, die durch die Berge, über die T äler, schnurgerade bis zu seinen Stahlw erken führte. A u f diese Weise schuf er fü r seine B etrieb e eine fü r alle vorbildliche Eisenbahnverbindung. Denn schon vor dem Ja h re 1900 konnte der 50-t-Frachtw agen auf seinen Strecken lau fen ; er verbreitete sich von da aus in wenigen Jah ren allgemein fü r den E rz- und Kohlenversand.
Später wurde dessen Fassungsverm ögen au f 60 bis 75 t und sogar 90 t erhöht, wodurch die am erikanischen H ütten
werke von A nfang an große Vorteile vo r den europäischen hatten.
Die B e f ö r d e r u n g d e s E r z e s spielte sich folgender
maßen ab : D as E rz w urde von den Gruben über 1 5 0 km Entfernung nach D uluth und den anderen H äfen des Oberen Sees auf Erzzügen herangefahren. D ort waren die B unker bereits dam als zur Aufnahm e einer ganzen Schiffsladung vorgesehen. Die E rzdam pfer waren fü r schnelles E in - und Ausladen eingerichtet. In kurzer Zeit wurde ihr F assu n gs
vermögen erheblich gesteigert, bis sie vor etw a dreißig Ja h re n schon 10 000 t E rz fassen konnten. Die B u n ker wurden bald m it mechanisch betätigten Verschlüssen der
t Erzrutschen versehen, so daß das Lad en eines 10 000- bis n 1 2 000-t-D am pfers einschließlich der Anlegezeit auf weniger n als 1 h verm ind ert w urde. D ie V orrichtungen zum Entladen
■r der Schiffe an den im D urchschnitt 15 0 0 km entfernten e H äfen des U nteren Sees w urden gleichzeitig verbessert, e Schon b ald nach 1900 baute m an schon solche hervor- :- ragenden Maschinen wie die H oover-M asonsche Anlage r und die riesigen H u lett-E n tlad er (B ild 2), die vor mehr als dreißig Ja h re n in B etrieb genommen wurden und Dampfer i- von 8000 bis 1 2 0 0 0 1 in 4 bis 6 h entladen. A u f diese Weise
wurde die w irtschaftliche Schw ierigkeit der großen Entfer- g nungen glatt überwunden. U nd ähnlich w ird m an in Deutsch
land durch bis ins kleinste durchdachte K an a l- und Eisen bahnanlagen und gu t organisierten V erkehr zum gleichen s Erfolge kommen.
:l D as V e r t e i l e n der vielen aus jed er einzelnen Grube kommenden E rzsorten auf getrennte W agen, das p la n - i m ä ß ig e Z u s a m m e n f a s s e n dieser E r z g r u p p e n in Züge l nach der vo r Ort vorgenom m enen Schnellanalyse, das , geordnete V erladen in die H afenbun ker des L a k e Superior l nach m it Fernsprecher durchgegebenen A nalysen der Wagen-
l ladungen, das Entlad en des gesam ten Inh alts der Bunker , in die Sch iffe, der lange, aber ungemein billige Wasserweg t nach den H äfen der U nteren Seen und das Entladen der i Sch iffe in den Erzd ocks der W erke von Chicago, Detroit l Cleveland und B u ffalo , teils zur unm ittelbaren Verhüttung, , teils zur W interlagerung oder auch zum W eiterversand 1 nach den Binnenw erken in Pittsb u rg, Youngstow n und Bethlehem , — das alles ist ein M e i s t e r w e r k an Planung und praktischer D urchführung. D urch dieses Verfahren i wurden E rze, die an sich von äußerst unregelmäßiger
B eschaffenheit w aren, in vö llig gleichm äßige Mischsorten i um gew andelt, so z. B . bei der U . S . Steel Corporation,
wo sie nach der chemischen Zusam m ensetzung und Korn- i große in sieben verschiedene Sorten eingeteilt wurden, die
in sich von ganz außerordentlicher Gleichm äßigkeit waren.
Dieses w urde m it niedrigsten K osten erzielt, ein gutes Beispiel dafür, w ieviel m an m it verhältnism äß ig einfachen i M itteln erreichen kann, wenn m an au f w eite Sicht ge
plant hat.
Aehnlich ist m an bei der Beförd erun g und der Lagerung von K ohle vorgegangen, wobei auch vo r allem auf höchste G l e i c h m ä ß i g k e i t d e r K o k s k o h l e n m i s c h u n g e n hin
gearbeitet wurde. D ie Lösu ng der Transportfrage ermög
lichte die E rrich tu n g neuer W erke im M ittelpunkt der A rbeitsm ärkte unabhängig von den Kohlen- und Erzlager
stätten. D as Gebiet von Chicago, zu dem auch G a ry gehört, hat eine ebenso hohe Erzeu gun g w ie das von Pittsburg, ungeachtet des K ohlentransportes m it der B ahn über 650 bis 800 km oder die doppelte E n tfern u n g auf dem ver- Bild 2. Hulett-Greifer beim Entladen eines Erzdampfers.
2. Februar 1939. H . A . B rassert: Erfahrungen in am erikanischen und europäischen Hüttenwerken. S t a h l u n d E is e n . 115
einigten Wasser- u n d Lan dw eg. D em gegenüber hat Chicago nur die Ersparnisse der B ah n frach t fü r das E rz von den Unteren Seen. Trotzdem sind die Selbstkosten der W erke von Chicago zum Teil noch niedriger als die der P itts burger Hütten. D azu hat Chicago noch den V orteil der
»roßen M ärkte des M ittelw estens. D etroit, C leveland und 5
Bild 3. Gewinnung der Mesabi-Erze im Tagebau.
Buffalo bilden weitere M ittelpunkte, die die V ersandkosten der Rohstoffe über lange Strecken tragen müssen und doch gleich niedrige Selbstkosten haben.
In Europa ist m an allgem ein der A nsicht, die E rze vom Oberen See wären von außergewöhnlich gu ter c h e m i
scher und p h y s i k a l i s c h e r B e s c h a f f e n h e i t . D ies w ar wohl der F a ll in den ersten Ja h re n nach ihrer Entdeckung, als diese H äm atiterze noch ausschließlich aus den älteren Bezirken, den „o ld ranges“ , gewonnen wurden und, ab gesehen von einem kleinen A nteil an hartem E rz aus dem Vermilliongebiet, durchschnittlich weich, m anchm al sogar klebrig, aber ohne Ausnahm e von verhältnism äß ig niedrigem Staubgehalt w aren. A u ch diese E rze w aren von sehr un ter
schiedlicher Beschaffenheit in bezug au f R eduzierbarkeit, Korngröße und K lebrigkeit, und zw ar schon die E rze aus der gleichen Grube, viel m ehr natürlich die E rze aus ve r
schiedenen Gruben. Die M esabi-Erze, die später entdeckt wurden und in den 1890er Ja h re n au f den M arkt kam en, waren durchweg leichter reduzierbar, sehr fein und stau b haltig, in ihrer chemischen Zusam m ensetzung aber eben
falls sehr unregelmäßig. E in e große Menge dieser E rze lag in ganz geringer Teufe, und man konnte sie in großem Umfange m it geringen K osten im T agebau fördern ( Bild 3).
Dies hatte zur Folge, daß die H ochofenleute gezwungen waren, dieses E rz in im m er steigendem Maße zu verhütten.
Hochofenbetrieb mit Feinerzen und Erhöhung der Ofenleistung.
Schon zur Jahrhu ndertw ende h atte m an m it einem hohen Prozentsatz dieser f e i n e n E r z e im H ochofenm öller zu kämpfen, fü r das die verhältnism äß ig hohe R a st und das schmale Gestell der Hochöfen jen er T age durchaus ungeeignet waren. Die F o lge hiervon w aren hängende und stürzende Gichten in einem Maße wie nie zuvor, m it allen dadurch verursachten V erlusten und vielfachen U nfällen.
Schon zur Erhöhung der Sicherheit des B etriebes schuf man damals kräftigere H ochofenbauarten und bessere P ro file, geeignetere und zuverlässigere B egichtungseinrich
tungen und bessere V erteilungsm öglichkeiten sowie eine in allen Teilen schwerere A usrüstun g. D er B etrieb des H och
ofens selbst wurde der V erhüttu ng dieser feinen E rz e immer besser angepaßt und im m er freier von Störungen. Von wesentlicher Bedeutung w ar dabei auch die Verbesserung der Koksgüte auf Grund um fangreicher V ersuche in den Kokereien und im H ochofenbetrieb. In wenigen Jah ren
treppenartig wirkende A usführung des M auerwerkes der deutschen Hochöfen. Die B egichtung erfolgt durch einen doppelten Schrägaufzug, w odurch in der V erteilung der E rze auf der Gicht eine leichtere A npassun gsfähigkeit an die Erfordernisse des Ofens gegeben ist. D abei kann m an eine entsprechend lockere Schichtung der weichen E rze im
i) V g l. H . A . B r a s s e r t : S ta h l u . E ise n 3 6 (1 9 1 6 ) S . 2 /1 0 , 3 0 /3 7 , 6 1 /6 5 u . 1 1 9 /2 3 .
w ar m an dadurch auf dem Edgar-Thom son-H ochofenw erk der Carnegie Steel Co., welches der V erfasser bis 19 0 5 leitete, in der L ag e, bis 8 0 % der M esabi-Erze im H och
ofenm öller zu setzen, und zw ar bei höherer Leistu ng und geringerem K oksverbrauch als vorher bei der Verhüttung stückiger und reicherer Erze. U eber seine Erfahrungen dort und nachher bei der Illinois Steel Co. in Chicago be
richtete der Verfasser im M ai 19 1 4 auf der Tagung des A m erican Iron and Steel Institute in New Y o r k 1). Dies alles wurde erreicht, obwohl der Eisengehalt der E rze im L au fe von zehn Ja h re n allm ählich von mehr als 6 0 % auf 5 0 % heruntergegangen w a r; da außerdem noch 20 bis 2 5 % K a lk stein gesetzt werden mußten, sank das M öllerausbringen von 50 auf 40 und teilw eise sogar auf 3 8 % . Die E rze vom Oberen See wurden dam als nicht gesintert, und m it wenigen Ausnahm en werden sie auch heute nicht gesintert, nicht einm al die feinsten M esabi-Erze. G esintert w ird im allgemeinen nur der Gichtstaub. Anders ist es bei den kieselsäurereichen M agnetiterzen, die im Osten Vorkommen.
Gleichzeitig m it der E n tw icklu ng der F e i n e r z v e r h ü t t u n g w urde eine im m er höhere Erzeugun g der W erke im ganzen gefordert als eine Folge stetig steigender N ach frage. D azu drängten die hohen Arbeitslöhne zu einer L e i s t u n g s s t e i g e r u n g der Einheiten. D er 10 0 0-t-0 fen fü r das V erhütten der M esabi-Erze, der schon in den zwanziger Ja h re n in allen größeren H üttenbetrieben der Vereinigten Staaten anzutreffen ist, hat eine ungefähre Höhe von etwa 30 m , eine R a st von rd. 9 m und ein GesteR von 7,5 m D m r.
bei einem R aum inh alt von etwa 1000 m-; (B ild 4). D er Stahlm antel, der stark genug ist, die Gicht zu tragen, wurde beibehalten. D as Schacht
m auerwerk konnte beim B e trieb m it M esabi-Erzen un
gekühlt bleiben. So w urde eine Bauw eise geschaffen, die fü r die B ehandlung feiner Erze besser geeignet ist als die durch die w aa gerechten Kühlplatten
Bild 4.
Schnitt durch einen 1000-t-Hochofen zur Verhüttung von Mesabi-Erz.
116 S ta h l u n d E is e n . H . A . B rassert: Erfahrungen in am erikanischen und europäischen H üttenwer ken. 59. Jahrgr. N r. 5.
Ofen erzielen. Diese Ausbildung des Hochofens, die in vielen Betrieben trotz der Verarbeitung von 10 0 % weichem und feinem E rz bei einem M öllerausbringen von etw a 4 0 % bis zu 12 0 0 t Roheisen je T ag und m ehr als M onatsdurch
schnitt leistet, ist eine Errungenschaft, auf die die H och
ofenleute A m erikas m it R echt stolz sein dürfen. D er Zwang zur Verhüttung dieser feinen E rze brachte den Am erikanern einen Vorsprung von dreißig Jah re n in der Bauw eise und F üh run g der Hochöfen fü r Feinerze gegenüber denjenigen der europäischen W erke, die während dieser Zeit vorw ie
gend stückige Auslandserze verarbeiten konnten.
Kokereibetrieb.
Die Entw icklu ng der großen Betriebseinheiten erstreckte sich außer den Hochöfen auch auf die K oksofen-, Siemens- Martin-Ofen- und W alzw erksplanung. W ährend Am erika bis zum Ja h re 1906 hinter E u ro p a und besonders D eutsch
land in bezug au f B a u w e is e v o n K o k s ö f e n m it Gewin
nung von N e b e n e r z e u g n is s e n zurückgestanden h atte, wurde zu diesem Zeitpunkte von dem Koksausschuß der U nited States Steel Corporation die Planung fü r eine erste A n lage in Silikam auerw erk m it einer Garungszeit von nur 1 8 h ausgearbeitet. N ur hierdurch konnte die fü r am eri
kanische V erhältnisse so w ichtige ungeheuere Steigerung der Leistu ng erzielt werden. Die B atterien wurden in Z usam m enarbeit m it Heinrich K öppers entworfen und gebaut.
D adurch w ar eine neue Einheitsbauw eise fü r die weiteren großen am erikanischen Kokereien geschaffen. Innerhalb der nächsten zehn Ja h re stellte sich die gesam te am erika
nische Eisenindustrie au f K oksöfen m it Gewinnung von Nebenerzeugnissen um , und zw ar bei noch größeren K a m mern und noch kürzeren Garungszeiten. Z u B eginn dieser Entw icklungsstufe w aren vom V erfasser im Koksausschuß allgemein anerkannte R ichtlinien festgelegt worden, wonach der Stan dort der K oksöfen auf die H üttenw erke und nicht auf die B ergw erke gelegt wurde. D adurch ergab sich die M öglichkeit, durch geeignete M ischung der verschiedenen Kohlensorten den bestmöglichen Hochofenkoks zu erzeugen, die K oksöfen m it Hochofengas zu beheizen und das frei werdende hochwertige K oksofengas im H üttenw erk selbst zu verwenden. Die Entscheidung über die A usw ahl der Kohlen, die A u fsicht über deren M ischung und die H er
stellung des Hochofenkokses kam en dadurch unter die Leitung der H üttenw erke und som it in den B ereich des Hochöfners, m it anderen W orten des V erbrauchers. Nur dadurch ist die sicherste G ew ähr gegeben, daß der H och
ofen regelm äßig den besten K oks erhält. D ieser Entscheid wurde für die am erikanische Eisen- und Stahlindustrie von einschneidender Bedeutung und sollte auch in Deutschland allgemeiner berü cksich tigt' werden.
Entw icklung der Stahl- und Walzwerke.
B is zum Ja h re 1 9 1 0 wurde im Gegensatz zu E u ro p a der größte Teil des am erikanischen Stahles in der s a u r e n B e s s e m e r b ir n e Verblasen, w ofür der Phosphorgehalt der meisten E rze tief genug lag.
Diese alten billigen Bessem eranlagen, die aus zwei oder drei 12 - bis 15-t-B irn en bestanden, werden stets ein eigenartiges K ap itel in der Geschichte der am erikanischen Stahlindustrie bleiben. Eine Erzeugung von 75 000 bis 10 0 000 t im M onat w ar m it diesen kleinen, schlecht aus
gerüsteten Anlagen nichts Außergewöhnliches. Man hatte kleine Mischer, die häufig w eit vom Stahlw erk entfernt lagen, kleine Pfannen und verblies demnach physikalisch kaltes Eisen. Um die Verhältnisse noch schwieriger zu ge
stalten, verlangte man vom Stahlw erk aus niedrige Silizium gehalte im Roheisen, um die B lasezeit m öglichst zu verkürzen.
A ls sich der Erzbergbau im m er m ehr ausdehnte, wobei im m er neue E rz e erschlossen w urden, kam en große Mengen auf den M arkt, die fü r das saure V erfahren zuviel Phosphor enthielten. Diese E rze hatten aber anderseits nicht ge
nügend Phosphor zur D urchführung des Thom asverfahrens.
Infolgedessen konnte sich das Thom asverfahren in Amerika nicht durchsetzen. Z ur gleichen Z eit entstand die Nach
frage nach besserer Stahlbeschaffenheit, als sie das Bessem er
verfahren lieferte, das in jenen Tagen m ehr auf Menge als auf Güte eingestellt w ar.
Die ursprünglich kleinen M artinw erke wurden sprunghaft vergrößert und verm ehrt und verdrän gten das Bessem er
verfahren in kurzer Z eit auf allen H ütten, außer Röhren- und D rahtw erken. So entw ickelten sich die amerikanischen S i e m e n s - M a r t i n - O f e n a n l a g e n zu ihrer heutigen Größe.
Schon vo r dem K riege wurden 100-t-O efen gebaut, und kurz danach kam als Einheitsofen der 150-t-O fen in feststehender Ausführung m it seiner schrägen Rückwand, dem V enturikopf und der M ischgasfeuerung auf ( Bild 5).
Bild 5. Siemens-Martin-Ofen; Abstichseite.
Bessem erbirnen w urden fa st nur noch fü r das Duplex
verfahren geb aut, m it saurem F u tte r bis zu einem F a s
sungsverm ögen von 25 t. F ü r dieses D uplex verfahren wurden kippbare Siem ens-M artin-O efen m it 200 oder auch 250 t Fassungsverm ögen en tw ickelt; sie sollten vor allem in arbeitsreichen Ja h re n Verw endung finden, in denen der Sch rott knapp und teuer w ar. E in e E in h eit aus 1 2 oder 14 feststehenden 150-t-Siem ens-M artin-O efen ist die heutige D urchschnittsanlage fü r die E rzeu gun g von 1 Mill. t Stahl im Ja h r . Die größeren B etriebe haben alle mehrere solcher Einheiten. G a ry, das größte am erikanische Hüttenwerk, h at deren sogar fünf, darunter eine D uplexanlage. Die neueren Anlagen sind besonders auf Brennstoffersparnis, schnelles und genaues Einsetzen , niedrige Umwandlungs
kosten und hohe Stah lgüte abgestellt. A m erika hat mit den oben beschriebenen A nlagen einen gewissen Vorsprung vo r E u ro p a in der M assenherstellung von unberuhigtem Stah l vo r allem hoher G leichförm igkeit, wie er insbesondere fü r die neuzeitlichen kontinuierlich arbeitenden Breitband
straßen unerläßlich ist.
Z u r V erw alzung dieser großen E rzeu gun g wurden hoch
leistungsfähige B l o c k w a l z w e r k e m it elektrischem An
trieb, elektrischer Anstellung und hoher Walzgeschwindig- keit errichtet, von denen das H albzeug unm ittelbar in kontinuierliche W alzenstraßen hoher Leistungsfähigkeit ging, um von dort a u f ebenfalls kontinuierliche oder Cross- C ountry-Fertigstraß en verte ilt zu werden. Die ursprünglich geringere A npassun gsfähigkeit dieser W alzw erke wurde in
2. Februar 193b. H . A . Bras&ert: Erfahrungen in amerikanischen und europäisch*n H>Ut*Mc*rken. Stahl und Ei«en. 117
Jen le t z t e n Ja h re n durch Einrichtun gen fü r schnellen Walzenwechsel und schnelles U m stellen der Straßen au s
geglichen. Die A utom obilindustrie h atte einen ausschlag
gebenden Einfluß auf die E isenindu strie, nicht nur, weil J e a ls s t a r k e r V erbraucher au ftra t, sondern auch infolge der v o n i h r beanspruchten gleichm äßigen und hohen Güten.
V ereinigten S taaten 2 5 solcher Breitbandw alzw erke, die heute fa st die H älfte des gesam ten Stahlb edarfs des Landes decken.
D a sich die E n t w i c k l u n g in der a m e r i k a n i s c h e n S t a h l i n d u s t r i e gleichm äßig über das ganze L a n d unter gleichen Bedingungen verbreitete, sind die m eisten W erke nach einheitlichen R ichtlinien erbaut worden, zum wesent
lichen U nterschied von europäischen Verhältnissen. Die Plan ung neuer W erke und die U m gestaltu ng der alten Anlagen wurden m it weitgehender B erücksichtigung späterer
Bild 6. Rutsche aus dem Brammenwarmofen einer Breit ba ndstra ße.
Enge chem ische und p hysikalische V orschriften verlangten äußerste S o rg fa lt in der Stahlherstellung, beim Vergießen, bei der E rw ä rm u n g , beim A u sw alzen usw ., eine So rgfalt, die vorher lediglich b e i kleineren A u fträgen hochgradiger Sonder- -tähle zu b e a c h te n w a r. E s w urden Präzisionsw alzw erke ge
baut. die m it b e so n d e re n Gerüsten ausgestattet w aren, um
Bild 8. Fertiggerüste einer Breitbandstraße.
Erw eiterungen und Erhöhung der Erzeugung vorgenom m en, aus der ausgeprägt am erikanischen E rfa h ru n g heraus, daß bei Anziehen der K on ju n ktu r der B ed a rf im m er über alles E rw arten gestiegen w ar. Seit 1900 w ar die am erikanische Eisenindustrie in stärkerem Maße als E u ro p a von der N ot
w endigkeit beherrscht, die Stoffkosten zu senken, die Erzeugung verschiedener Einheiten zu erhöhen, Z eitverluste durch Stillstände zu verm eiden und je Tonne Erzeugung so w enig L eu te als m öglich zu beschäftigen. D eutschland kam darin der E n tw icklu n g in A m erika am nächsten und m uß je tzt erst recht in der gleichen R ich tu n g arbeiten.
Viele Bauw eisen und A rbeitsverfahren sind in der am erika
nischen E isen - und Stahlindustrie durch den freien A u s
tausch vo n Erfah ru n gen und praktischen B etriebserkennt
nissen, sogar der Betriebskosten, A llgem eingut geworden.
Bild 7. Austritt des Breitbandes aus den L niversal- Vorgerösten einer Breitbandstraße.
die außerordentlich hohen A nsprüche an M aßhaltigkeit des Enderzeugnisses fü r die A u tom aten zu erfüllen. D iese A u to
maten hatten in alle fo rtsch rittlich gesinnten W erkstätten, nicht allein in die K raftw agen in d u strie, E in g an g gefunden.
Die k o n t i n u i e r l i c h e B r e i t b a n d s t r a ß e zum W alzen von breiten Blechen in langen Streifen ( Bilder 6 bis 9) entwickelte sich aus der ungeheuren N ach frage nach hoch
wertigen Blechen der A u to- und B lechind ustrie sowie neuer Erzeugungszweige, die v o r allem tadellose O berflächen
beschaffenheit und Tiefziehgüte verlangten. E s gibt in den
Bild 9. Dreigerustige Kaltwalzbandstraße.
N ur dadurch w urde es m öglich. B a u - un d Arbeitsw eisen auf einen hohen Stan d zu bringen, von dem aus die zw eck
m äßige W eiterentw icklung erfolgen kann.
ü . T e il: Europäische Entwicklung.
Infolge einer gew issen S ättigu n g der europäischen M ärkte in der Z eit zwischen dem A u fb au der großen W erke in Lu xem bu rg-Lo thrin gen un d dem B eg in n des K rieges sowie infolge der verschiedenartigen R o h stoffverh ältn isse un d der K riegsjah re w uchs die E i s e n - u n d S t a h l i n d u s t r i e d e r w e s t e u r o p ä i s c h e n L ä n d e r in den letzten Jahrzehnten
118 S ta h l u n d E is e n . I i . A . B rassert: Erfahrungen in am erikanischen und europäischen Hüttenwerken. 5 9 . J a h r g . N r. 5.
langsam . E in e Ausnahm e hiervon m achte D eutschland nach dem K riege, wo nach den Verlusten der E rzlager und H ütten von Elsaß-Lothringen eine gew altige V erstär
kung der Leistu ngsfähigkeit des Ruhrgebietes erforderlich und durchgeführt wurde. In E ngland zeigte sich der eigen
artige Einfluß in der M annigfaltigkeit der Anlagen und Ausrüstungen sowie der A rbeitsverfahren. D er freie A u s
tausch w ertvoller Erfahru ngen, der auch besonders in D eutschland gepflegt wurde, ist in England nicht üblich, m it ein Grund dafür, daß die dortige Entw icklung a u f
gehalten wurde. In D eutschland dagegen ist die Zusam m en
arbeit durch die äußerst tüchtige Organisation des Vereins D eutscher Eisenhüttenleute und seiner wissenschaftlichen Zweigstellen und Ausschüsse bestens gefördert worden. H ier
durch konnte der Fortsch ritt in der Eisenindustrie D eutsch
lands m it der am erikanischen Schritt halten und sie früher in m ancher H insicht überholen. Leider wurde D eutschland durch die K riegsjahre gehemmt, während A m erika gerade in dieser Z eit großen Aufschw ung nahm.
Im Gegensatz zu A m erika gibt es in D eutschland heute noch eine große A nzahl besonderer B au arten und Verfahren.
Man hat hier weniger Neigung und Gelegenheit zur V er
einheitlichung, schon weil die Erzeugungssteigerung mehr durch eine Erw eiterung bestehender Anlagen als durch Neu
bauten erreicht werden mußte. Deshalb sieht m an beispiels
weise in einigen deutschen W erken verschiedene A u s
rüstungsarten an Einheiten, die in ein und derselben A n lage stehen. Dies w äre in A m erika unzulässig, wo man stets darauf bedacht ist, die Unterhaltungskosten zu verringern und das Ersatzteillager klein zu halten. Anderseits können in D eutschland viele beachtenswerte B au arten und V er
besserungen eher erprobt werden als in den Vereinigten Staaten , ein U m stand, der a u c h den F o rtsch ritt unter
stützt und dazu beiträgt, daß D eutschland das U rsprungs
land so vieler neuer V erfahren und Verbesserungen ist.
Die deutschen Hochöfen und ihre Arbeitsweise.
Die deutschen Hochöfen entwickelten sich auf einer ganz anderen Grundlage als die am erikanischen, da sie vorwiegend stückige und reiche E rze schwedischer und anderer H erkunft zu verarbeiten hatten, die W ind und Gasen weniger W iderstand bieten. E s konnten hier, nach
dem die Gestelle nach dem am erikanischen Vorbild erw eitert wurden, trotz Verzicht auf sehr weitgehende indirekte Reduktion K oksverbrauchszahlen von 800 kg und weniger je t Roheisen erreicht werden, bei Tagesleistungen von 1000 bis 12 0 0 t und darüber, in kleineren Oefen als den am erikanischen. In den letzten Ja h re n h at sich auch hier, infolge der veränderten Rohstoffverhältnisse, der A n t e i l an fe in e m E r z ständig erhöht und der E i s e n g e h a l t d e s M ö lle r s ständig verringert. E in e ausgiebige S c h a c h t k ü h lu n g w ar fü r die Verhüttung vieler Auslandserze wie auch der deutschen Inlandserze notwendig, während sie bei der richtigen Y erhüttung von M esabi-Erzen ganz überflüssig w ar und bei den Hochöfen von Corby s e n k r e c h t e K ü h l
kästen eingebaut wurden, um das Profil g la tt zu halten.
Der deutsche Hochofen, der sich aus der N otw endigkeit der Schachtkühlung ergab, m it seinem freistehenden m it w aage
rechten K ühlkästen durchsetzten und m it Stahlbändern gehaltenen M auerwerk, konnte den B egichtungsaufbau oben am Ofen nicht tragen ; es ergab sich daraus eine getrennte schwere Stahlbauw eise als Stütze der ganzen B egichtu ngs
vorrichtung.
D ie vorbildlichen amerikanischen Anlagen ergaben sich aus der M ischung der E rze, wodurch weniger Erzsorten gelagert und gebunkert werden mußten. Dies w ar besonders w ichtig, weil der ganze W intervorrat infolge des Zufrierens
der Seen gelagert w erden m ußte. Die B u n k e r wurden nur fü r die F assu n g eines T agesbedarfes vorgesehen. Die großen Mengen der E rze wurden a u f dem P latz hinter den Bunkern gelagert, bei den an den unteren Seen gelegenen Werken dem H afen entlang oder bei Binnenw erken in entsprechender Verbindung m it dem E rzbah nh of, im m er aber hinter und parallel zur Hochofenreihe, dam it die Erzbrücken die Bunker und die Verteilungsw agen a u f den B unkern unm ittelbar bedienen können. In D eutschland h at m an die E rzlager oft in ziem licher Entfern u n g von den Hochöfen angeordnet:
dadurch entsteht ein Eisenb ah ntransp ort zu den Taschen.
Auch hat m an die B u n k e r als V orratsbehälter fü r längere Zeiträum e aufgefaß t und sie deshalb entsprechend groß ausgebildet; dadurch liefen die E rze w eniger flott durch als bei den am erikanischen W erken, wo die Bunkeranlage klein ist und die Verschlüsse dicht zueinander angeordnet sind, so daß keine toten R äum e entstanden und sogar die m ulm igsten E rze im nassen Zustande g*ebunkert werden konnten. Im W inter wurden die B u n k er wie auch in Deutsch
land geheizt. Die V ielzahl der B u n ker und die verhältnis
m äßig große Bem essung des Bunkerraum es in Deutschland w ar zum Teil auch eine Folge der V ielzahl der Erzsorten, die verh ü ttet wurden.
H ier gerade ist die Zusam m enfassung zu wenigen e in h e i t l i c h e n M is c h s o r t e n von besonderer B edeutung; das Mischen und G attieren muß in diesem F a lle auf der Hütte vorgenom m en werden, weil die E rze nicht, wie es in Amerika der F a ll ist, zum größten Teil gleicher H erku nft sind. Bei der A u sw ahl der Erzsorten fü r die M ischung muß nicht nur die chemische Zusam m ensetzung, sondern auch die Korn
größe und R eduzierbarkeit berücksichtigt werden. Die Vorbereitung des Möllers durch Brechen, Sieben und K lassieren findet je tzt auch in D eutschland in zunehmendem Maße Ein gan g. Gewisse deutsche E rze lassen sich allein nicht verhiitteu, andere können bis zu 10 0 % verschmolzen werden, wenn die Hochöfen und ih r B etrieb dafür eigens eingerichtet sind. B e i der M ischung m it anderen Erzen muß die R eduzierbarkeit der einzelnen E rze durch Regelung der Korngröße au f ein gleiches Maß gebracht werden. In jüngster Z eit haben die A rbeiten von H . S c h u m a c h e r 2) und K . G u t h m a n n 3) w ertvolle G edanken vo r allem zur F ra g e der V erhüttung arm er deutscher E rze gebracht. Be
sonders sind die Zum ischung von K a lk au f dem Sinterband m it R ück sich t a u f den M öller sowie das Brennen des K alk steins an Stelle der E rzröstu n g von großer Bedeutung.
B e i stückigen E rzen ist die Grenze der je Zeiteinheit zugeführten W in d m e n g e n allein durch die Größe des Hochofens selbst bedingt, w ährend bei Mesabi- oder anderen Feinerzen die zulässige W indm enge durch die Gefahr des H inausblasens dieses feinen Möllers stark beschränkt ist.
Eine lockere B egichtu ng ge sta ttet auch, eine ganze Ofen
reihe an eine g e m e in s a m e K a l t w i n d l e i t u n g an
zuschließen, wie es bei vielen deutschen und einigen eng
lischen Werken im m er noch üblich ist, ohne daß der Gang der einzelnen Oefen allzusehr darunter leidet. Allerdings ist dieses V erfahren vom Stan d pun k t des Hochofenbetriebes aus zu verw erfen, besonders m it R ücksich t auf die jetzt höheren A nteile an Feinerzen im M öller, denn man weiß bei dieser W indführung nicht, w as im Ofen vorgeht; bei weichem und feinem M öller w äre diese Arbeitsw eise deshalb ganz unm öglich. Die W indversorgung der Hochöfen war in D eutschland lange Zeit fa st ausschließlich auf Gichtgas-
2) Stahl u. Eisen demnächst.
3) Stahl u. Eisen 58 (-1938) S. 857/65 (Wärmestelle 259) und h. 1305/17 (Hochofenaussch. 178, Stahlw.-Aussch. 344 und Warmestelle 262).
2. Februar 1939. H. A . B rassert: Erfahrungen in am erikanischen und europäischen Hüttenwerken. S ta h l u n d E is e n . 119
Gebläsemaschinen aufgebau t, deren L eistu n g besser aus-
crenutzt werden konnte, wenn sie in die Sam m elw indleitung
arbeiteten. Ih r W ärm everbrauch ist unübertroffen gü nstig;
für ein Blasen gegen O fenw iderstände, die um 1 0 0 % schwanken, wie dies bei weichen und feinen Erzen der F a ll sein kann, sind sie dagegen ungeeignet. U nter diesem Gesichtspunkt zog m an in A m erika das Turbogebläse vor, das dort schon vo r vielen Ja h re n besonders zur Lieferu ng
¡deichmäßiger W indm engen bei stark schwankenden D rücken entwickelt worden w ar. F ü r die V erhüttu ng des deutschen stückigen Möllers w ar die strenge R egelung des je Z eit
einheit zugeführten Sauerstoffgew ichtes nicht so w ichtig wie für die V erhüttung der feinen M esabi-Erze. Die W in d tro c k n u n g w ar auch eine am erikanische Erfin d u n g, die man dort nicht so sehr wegen der E n tfern u n g der L u ft
feuchtigkeit schätzt, sondern vielm ehr, w eil sie dem W ind als einem wesentlichen R o h sto ff eine hochgradige G leich
mäßigkeit verlieh. Sobald m an lernte, diese G leichm äßig
keit auf billigere A rt und W eise zu erzielen, verschwand die W indtrocknung sehr schnell aus dem B etrieb.
Ein weiterer w esentlicher U nterschied zwischen dem
»roßten Teil der am erikanischen und europäischen H och
ofenbetriebe besteht in der F ü h ru n g der W in d e r h i t z u n g . Bereits vor vierzig Ja h re n mußte m an in A m erika die Arbeitsweise m it ungleichm äßiger W indtem peratur ve r
lassen, da die m it Feinerzen gehenden H ochöfen gegen Windtemperaturschwankungen sehr em pfindlich sind. Die Kaltwindzumischung, die die E in h altu n g gleichm äßiger Windtemperaturen erm öglicht, w a r dort bereits vor der Jahrhundertwende, wenn auch ohne selbsttätige Regelung, allgemein in Gebrauch. B e i der W eiterentw icklung der Winderhitzer in A m erika m ußten die H ochöfner zw ar eine Verringerung des K oksverbrauches der H ochöfen durch Erhöhung der W indtem peraturen versprechen, um die erforderlichen Gelder bew illigt zu erhalten. In W irklich
keit aber machten sich die neuen W inderhitzer in der Hauptsache nicht bezahlt durch die Anw endung höherer Windtemperaturen, sondern durch den fü r den B etrieb so wertvollen V orteil der A ufrechterhaltung gleichförm iger Windtemperaturen bei genügenden R eserven fü r den N ot
fall und vo r allen Dingen durch die E rsp arn is großer G as
mengen durch den höheren W irkungsgrad der W inderhitzer.
Die deutschen Hochöfen konnten dagegen m it ihrem gröberen Möller durch Steigerung der W indtem peratur die Vorzüge der neuzeitlichen W inderhitzer vo ll ausnützen.
Die beschriebenen A rbeitsw eisen der am erikanischen F e in e r z v e r h ü t t u n g finden ih r G egenstück in den wenigen europäischen A nlagen, die auch feine E rze verhütten. Sehr beachtenswert ist die A ehnlichkeit zwischen den Schmelzen der gerösteten S p a t e v o m E r z b e r g in Steierm ark und der Verhüttung der M esabi-Erze in A m erika. D er neue Hochofen in Donawitz hat auch sehr viel A ehnlichkeit m it den am eri
kanischen. D as geröstete K arb o n at ist genau so staubig wie das M esabi-Erz und gleicherweise leicht reduzierbar.
Hohe W indtem peraturen können w eder bei dem einen noch bei dem anderen E rz angew andt w erden; der niedrigste Koksverbrauch w ird m it ziem lich niedrigen W indtem pera
turen erzielt, bei denen erfahrungsgem äß die Beschickung am gleichmäßigsten niedergeht.
Betrieb der H ochöfen in Corby.
Auf den gleichen Grundbedingungen ist auch der H o c h o fe n b e t r ie b in C o r b y aufgebau t. D ort gelangen die Erze von Northam ptonshire zur V erh üttu n g, die ebenfalls Karbonate darstellen, w obei ein großer T eil der K oh len säure nicht an K a lk , sondern an E isen gebunden ist. D eshalb
geben diese E rze leichter ihren Kohlensäuregehalt ab. D as E r z v o n N o r t h a m p t o n s h i r e ist infolge seines hohen Tonerdegehaltes schw ierig in der A ufbereitung. Besonders bei nassem W etter müssen beim Sieben, B unkern und zu jedem Transport besondere Maßnahmen getroffen werden, dam it der B etrieb nicht gestört w ird. Die durchschnittliche A n alyse im Feuchten is t: 29.8 % F e , 0.2 % Mn, 7,9 % SiO ; , 5,8 % A 1 A , 6,8 % CaO, 0,6 % MgO, ' 0,3 % S, 1 7 , 1 % G lühverlust, 1 3 ,5 % Feuchtigkeit.
D ie E r z l a g e r s t ä t t e n , die 1 3 0 bis 15 0 km nördlich von London gelegen sind, stellen ein fa st unerschöpfliches Vorkom m en von schätzungsweise über 12 0 0 Mill. t dar.
Sie liegen m it kleinem Einfallw inkel in geringer Teufe.
D as L a g er ve rlä u ft m ehr oder weniger w ellenartig m it V er
werfungen und verschw indet an manchen Stellen vo ll
ständig. Im B ezirk Corby b eträgt die durchschnittliche M ächtigkeit der Flöze etw as über 3 m, wobei das D eck
gebirge im D urchschnitt 1 5 m , stellenweise bis 40 m stark ist. D as E rz w ird heute m it H ilfe von gew altigen elek
trischen B aggern bloßgelegt (B ild 10). D as Deckgebirge
Bild 10. Erzgewinnung im Tagebau bei Corby.
w ird dorthin abgeworfen, wo das E rz vorher herausgeholt worden ist. D as bloßgelegte E rz w ird, nach Lockerung durch leichte Sprengung, m it kleinen Schaufelbaggern verladen.
E s setzt sich aus zwei Sorten, und zw ar dem grünen u n ver
änderten und dem braunen verw itterten E rz , und Ueber- gangsstufen zwischen diesen zusammen. In diesem letzten ist ein Teil K a lk ausgelaugt, wodurch K ieselsäure- und E ise n geh alt entsprechend erhöht sind.
D as H üttenw erk Corby ist fü r die H erstellung von Stah l fü r nahtlose und geschweißte R ohre, also von Stah l guter Beschaffenheit, errichtet worden. D as Northam ptonshire- E rz w a r nach A uffassun g der englischen Industriellen durch seinen hohen Schwefel-, Phosphor- und Tonerdegehalt, der die Erzeugung eines schwefelarm en Roheisens m it niedrigem Silizium gehalt nach alten Arbeitsw eisen unm öglich m achte, fü r die H erstellung von anderen Eisensorten als Gießerei
roheisen unbrauchbar, sofern es nicht den bestehenden Standorten der Eisenindustrie zur V erm ischung m it anderen einheimischen oder frem den Erzen zugeführt wurde. A ller
dings befanden sich dam als im N ortham ptonshire-G ebiet einige kleine Hochöfen, die Gießereieisen und teilweise auch Stahleisen m it rd. 1 , 5 % Si herstellten. F ü r Gießerei- eisen betrug der K o ksverb rau ch 13 5 0 k g je t Roheisen bei üblicher Schlackenführung. B eim Versuch, Stahleisen herzustellen, stieg dieser K oksverbrau ch noch erheblich, obwohl auch dann ein D rittel der E rze vorher geröstet wurde.
12 0 S ta h l u n d E ise n . H . A . B rassert: Erfahrungen in am erikanischen und europäischen H üttenwerken. 5 9 . J a h r g . N r. 5.
Saures Schmelzverfahren.
A u f Grund der früheren praktischen Erfahrungen m it verhältnism äßig s a u r e r S c h l a c k e n f ü h r u n g und n a c h f o lg e n d e r E n t s c h w e f e l u n g des Eisens in U t a h , wo auch die klassierte Erzaufgabe zum ersten Male angewandt wurde, w ar der Schwefel keineswegs zu fürchten, nachdem auch schon auf dem B yers-W erk bei Pittsb u rg das flüssige Eisen fü r den Bessem erkonverter bis auf 0 ,0 15 % S und darunter entschwefelt worden w ar. Die H auptfrage w ar vielm ehr die, ohne K alkzu schlag Schlackenzusam m en
setzungen zu erhalten, die trotz hohem Tonerdegehalt bei günstigen Betriebstem peraturen noch genügend flüssig sind, also die F ra g e des sauren Schmelzens, das unabhängig vom Verfasser auch von M. P a s c h k e 4) und E . P e e t z durch ihre Lehre und von H . K ö c h li n g durch seine Versuche lösten.
Schon im Ja h re 19 3 4 wurden Versuche durchgeführt an dem ersten Hochofen in Corby m it einem Möller ohne den bisher üblichen K alksteinzusatz von 1 8 % , m it nach
folgender Entschw efelung des Roheisens in der Pfanne. Die Schlacke h atte ein K a l k - K i e s e l s ä u r e - V e r h ä l t n i s von etw as unter 1 , enthielt aber außerdem 25 bis 2 6 % Ton
erde, w as bei ihrer Beurteilung nicht vergessen werden darf. Die S c h l a c k e w ar gu t flüssig, vorausgesetzt, daß das V erhältnis von 1 nicht überschritten und das Ofen
gestell heiß gehalten wurde. Dies w ar nur möglich bei v e r
hältnism äßig schweren Erzgichten und N iedrighalten der Schmelzzone, und gelang nur bei niedrigen W indtem pera
turen. Dies w ar also eine B estätigun g der amerikanischen Erfahrungen des Verfassers. D ort hatte er bei V erhüttung von M esabi-Erzen die besten Betriebsergebnisse m it ve r
hältnism äßig niedrigen W indmengen und W indtem peraturen, aber schweren Erzgichten erzielt in Verbindung m it v e r
hältnism äßig saurer Schlackenführung5).
D er M ö lle r in C o r b y bestand zu 1 6 % aus D w ight- L lo yd -Sin ter von Feinerz und G ichtstaub. W enige Ja h re später, als schon die vier Hochöfen standen, konnte der Sinteranteil durch die Aufstellung eines zweiten Sinter
bandes auf durchschnittlich 3 0 % erhöht werden. Versuche m it mehr als 35 % Sinter haben bisher keine w irtsch aft
lichen Vorteile gezeitigt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Oefen trotz höherem Sinteranteil dann keine wesentlich höheren W indtem peraturen mehr annehmen, so daß die etw aige K oksersparnis nicht die höheren Sinterkosten ausgleicht. D abei ist zu berücksichtigen, daß die Sinterkosten in Corby bei dem außerordentlich billigen Erz ungefähr dreim al so hoch sind als die Erzkosten.
Die Hochöfen in C orby erfüllten von A n fan g an die Gew ähr fü r Leistu ng und K oksverbrauch . A ber durch ent
sprechende Verbesserungen im laufenden B etrieb konnte im Ja h re 19 38 der K o k s v e r b r a u c h fü r die Gesam theit der Oefen im D urchschnitt auf weniger als 940 kg je t R o h eisen gesenkt werden. B ei dem zuletzt gebauten Ofen IV wurde sogar ein K oksverbrauch von nur 890 kg im M onats
durchschnitt erreicht.
U eber diesen Hochofen IV sollen noch einige w ic h t i g e K e n n z a h le n angegeben werden, und zw ar D urchschnitts
zahlen fü r zwei Zeitabschnitte von drei und zwei Monaten D auer: Im Zeitabschnitt I betrug die W indpressung 6 15 mm Q S, die Windmenge 66 200 m 3/h, die W indtem pe
ratu r 3 8 4 °; fü r Zeitabschnitt I I lauten die entsprechenden Zahlen: 7 18 , 72 000 und 440. D er Sinteranteil im Möller betrug im Zeitabschnitt I 2 7 ,5 % , im Zeitabschnitt I I 3 5 % ; es wurden 52 und 26 kg Schrott je t Roheisen gesetzt.
4) S ta h l u . E is e n 57 (19 3 7 ) S. 1 1 1 4 /1 7 (H o c h o fe n a u s sc h . 102) 6) V gl. H . A . B r a s s e r t : S t a h l n . E ise n 43 (1 9 2 3 ) S 1 /9
4 4 /4 9 u . 6 9 /7 3 . ' • . • •
Das E rgebnis des Z eitabsch n itts I w a r eine Tagesleistung von 465 t Roheisen bei einem K oksverb rau ch von 889,5 kg und das des Zeitabsch n itts I I 5 2 3 t Roheisen bei einem solchen von 905,3 kg je t Roheisen.
Abgesehen von dem Sinteranteil des Möllers wird in C orby nur Roherz gegichtet, aber gebrochen, gesiebt und nach Korngröße klassiert und gem ischt. U m die zum Rösten des Erzes im Schacht notw endige Z eit zur Verfügung zu haben, w u r d e d e r F a s s u n g s r a u m der nacheinander gebau
ten Hochöfen durch Erw eiterun g und Erhöhung im m er größer bemessen. A llerdings ist m an in der E rw eiterun g von Gestell und R a st bei der V erhüttung von Feinerzen beschränkt.
Selbstverständlich kann m an an sich einen weiteren Ofen m it entsprechend größeren W indm engen betreiben als einen engeren, ohne die Geschw indigkeit der Gase im oberen Teil des Schachtes zu steigern, solange die G a s v e r t e i l u n g im O f e n q u e r s c h n i t t gleichm äßig ist. M an kann aber bei diesen außerordentlich feinen und leichten Erzen nicht m it den sonst üblichen großen W indm engen arbeiten, weil bei U ebersclireitung einer gewissen W indm enge die Staub
verluste un tragb ar werden. B e i dieser verhältnism äßig geringen W indbelastung je m 2 O fenquerschnitt würden aber zu große Ofendurchm esser leicht zu K analbildungen führen, und wenn solche K an äle einm al auftreten, steigen die Gicht
staubverluste ins Ungem essene, und der ganze Betrieb läßt sich nicht m ehr ordnungsm äßig führen. A u ch die Tempe
ratu rverteilung im Ofen w ird durch solche Kanalbildungen vollkom m en gestört.
Betriebserfahrungen bei der Feinerzverhüttung.
T atsache ist, daß Hochöfen, die m it m ulm igen Feinerzen gehen, nicht ohne N achteil m it hohen W in d m e n g e n und W in d t e m p e r a t u r e n betrieben werden können. Wenn diese E rze noch dazu einen großen A n teil an Stau b führen, dann muß die W indm enge und W indtem peratur noch mehr gedrückt werden. J e feiner die E rze sind, desto leichter sind sie unter sonst gleichen U m ständen reduzierbar. Je leichter reduzierbar sie sind, desto schwerere Erzsätze je K oksgich t kann und m u ß m an setzen, um so größer wird der A n teil der indirekten R eduktion im Schacht werden und um so niedriger das V erhältnis von C O : C 0 2 in den Gichtgasen und m it ihm der K oksverbrauch . Karbonate zerfallen im H ochofenschacht zum Teil in feinen Staub, gleichgültig, ob sie im R östofen vorgeröstet worden sind oder nicht. Sie werden dann ähnlich wie die Mesabi-Erze leicht reduzierbar und können m it sehr geringem Koks
verbrauch verh ü ttet werden, wenn es nur gelingt, ein gleichm äßiges Niedergehen der G ichten und eine gleich
mäßige V erteilung der im Sch acht auf steigen den Gase auf
rechtzuerhalten. Dies ist' um so leichter zu erreichen, je niedriger die H eißw indtem peratur ist.
Wenn nur der H ochöfner, der F einerz verarbeiten muß, ohne R ück sich t auf den E in w an d , daß er seine W ind
erhitzer nicht ausnützt, die W indtem peraturen w eit genug senkt, so w ird er diese Feinerze m it einem geringeren Koksverbrauch und geringeren Eisen verlu sten und einem entsprechend höheren Ausbringen verschm elzen. Fürchtet man, daß die Arbeitsw eise un w irtschaftlich w ird, wenn man m it der W indtem peratur nicht an die oberste mögliche Grenze geht, so bedeuten doch die an sich geringen Wärme
mengen, die der W ind bei einer etw a um einige hundert Gi ad höheren W in dtem peratur dem Ofen zuführt, verhält
nismäßig wenig im Vergleich zu den V erlusten, die eine kleine Steigerung der T em peratur und des C O :C 0 2-Ver- hältnisses im G ichtgas m it sich b rin gt; der etwas erhöhte Heizwert dieses Gases, der dem übrigen W erk während nhalb T age in der W oche dann zugute kommt,
2. Februar 1939. H . A . Brassert: Erfahrungen in amerikanischen und europäischen Hüttenwerken. Stahl und Eisen. 121 wird außerdem dadurch w ieder aufgehoben, daß gleich
zeitig die W inderhitzer w ährend sieben T age der Woche auf höhere Tem peraturen gefahren w erden m üssen und dadurch größere Gasm engen gebrauchen. W ährend man sowohl in D eutschland als auch in A m erika bei neuzeit
lichen Anlagen 16 bis 1 8 % der G ase in die W inderhitzer schickt, kom m t m an in C orby m it w eniger als 1 2 % aus.
Auch deutsche H ochöfner haben den V o r t e i l verh ältn is
mäßig n i e d r i g e r W i n d t e m p e r a t u r e n erkannt und nutzen ihn a u s6). Die bei der Erzeu gun g von Thom as
eisen oder dem sogenannten „b a sic Iro n “ in C orby und Amerika angewendeten erfahrungsgem äß günstigsten W ind
temperaturen sind aber noch tiefer. In A m erika lagen bei
der Verhüttung von M esabi-Erzen die W indtem peraturen im Durchschnitt vielfach nicht höher als 5 5 0 ° ; in Corby überschreitet die m ittlere W in dtem peratur jedoch nicht 450°. B ei Thom aseisen, w ie es in C orby erzeugt w ird, und der dort angestrebten Schlackenzusam m ensetzung und einem Sinteranteil vo n 3 0 % im M öller scheint der Bestwert der W indtem peratur zwischen 37 5 und 4 2 5 ° zu hegen. Noch niedrigere Tem peraturen bringen w ieder ungünstigere Verhältnisse m it sich. A u f jeden F a ll liegt es erfahrungsgemäß fest, daß es fü r jedes Eisen und fü r jeden Möller einen engen günstigsten W in dtem peratur
bereich gibt, der bei ungesintertem F einerz viel niedriger Hegt, als man allgem ein erw artet.
Eine weitere w ichtige E rfah ru n g bei der Fein erzver
hüttung ist die ungünstige und em pfindliche Beeinflussung des Ofenganges durch das A b s t e l l e n des W in d e s , das durch Bild 11 in der oberen R eih e veranschaulicht w ird.
Dieses W indpressungsschaubild aus C orb y zeigt nach jedem kurzen oder längeren A b stellen des W indes zum Zwecke des „Stauchen s“ oder zum A usw echseln einer F o rm oder auch beim A bstich eine erheblich höhere W indpressung, die teilweise auch w eiterhin einen unregelm äßigen V erlau f der W indpressung zur F o lg e h at und w eiteres „S ta u c h e n "
erforderlich m acht. D er W ind kan n beim W iederanblasen uicht eindringen und die K oksstückch en in B ew egung bringen, und zw ar um so w eniger, w enn m it heißem W ind gefahren wird. In diesem F a ll kan n der erw ähnte Z ustand ziemlich lange andauern und die W indpressung w eit über das Normale steigen. A u s diesem G runde w ird a u f m anchen Hochofenwerken in A m erik a nach jedem A b stellen des Windes m it verhältnism äß ig kaltem W in d w eitergeblasen,
*) Vgl. W. E ile n d e r und G .E ie h e n b e r g : S ta h lu . E isen 53 (1933) 8. 997/1000.
so lange, bis der K o k s w ieder in Bew egung gekommen ist.
Aus dem gleichen Grunde is t es von großer W ichtigkeit.
Stillstände durch Form enw echsel m öglichst zu verm eiden.
In C orby w urde durch verbesserte W asserreinigung und durch V erw endung besonderer aus Silizium -Alum inium her
gestellter Form en eine außerordentliche Erhöhung ihrer Lebensdauer erreicht. So w urden in den vergangenen acht M onaten an den drei gehenden Oefen nur 1 6 Form en aus
gew echselt, entsprechend 0,66 je Ofen und M onat.
E in e der w ichtigsten H ochofeneinrichtungen zur Sicher
stellung eines geregelten, gleichm äßigen Betriebes ist die A nordnung vo n solchen S t i c h l o c h - S t o p f m a s c h i n e n , die es erm öglichen, das Stichloch beim vollen W ind zu verschließen. D ie W i n d s c h a u b i l d e r in Büd 11, untere R eih e, zeigen den E rfo lg dieser Arbeitsw eise gegenüber der früheren, bei der nach jedem A b stich der W in d abge
stellt wurde. D as beste Zeichen fü r eine erfolg
reiche V erarbeitu ng von Feinerzen sind solche W indschaubilder, bei denen sowohl die W inddruck- als auch die W indm engenlinie genau einen K re is bilden oder eine w aage- o
rechte Linie.
In jedem F a lle stören die V orgänge beim A b stellen des W indes genau w ie jede andere U n regelm äßigkeit die günstigen V o r a u s s e t z u n g e n fü r die i n d i r e k t e R e d u k t i o n . D a sie in- folgedessen eine Steigerung des K o k sve rb rau ches hervorrufen, ist es besser, die W indtem pe
ratu r von vornherein so niedrig zu halten, daß die W indpressung nicht unregelm äßig w ird, bei stets gleicher, norm aler W indm enge. J e größer die Schlackenm enge un d je zähflüssiger sie ist, um so w ichtiger ist es, die Schachttem peratur niedrig und den Ofen in flottem G ang zu h alten und durch schwere E rzsätze d afür zu sorgen, daß die Zone der teigigen Schlacke so eng wie m öglich bleibt. E in e zu hohe W indm enge, besonders b ei zu hoher W indtem peratur, w irk t schädlich in dieser R ich tu n g und fü hrt besonders leicht bei reduzier
baren E rzen zu Oberfeuer. D ie vorstehenden A usführungen beziehen sich nur a u f die Erzeugun g vo n Thom asroheisen oder vo n „b a sic Iro n “ , w ie es in A m erika fü r den Siemens- M artin-B etrieb hergestellt w ird. B e i anderen R oheisen
sorten liegen natü rlich w ieder andere Verhältnisse vor.
D ie K o k s b e s c h a f f e n h e i t h at selbstverständlich einen außerordentlichen E in flu ß auf den leichten G ang des Ofens, aber dieser Ein flu ß p räg t sich besonders stark aus, wenn Feinerze in Hochöfen verh üttet werden. Schon v o r ungefähr dreißig Ja h re n wurden vom V erfasser in den Hochöfen der U nited States Steel Corporation in Chikago um fangreiche Versuche m it verschiedenen Kohlenm ischungen gem acht, um die günstigsten B edingungen fü r die H erstellung eines H ochofenkokses zu erm itteln, der sich fü r die \ erarbeitung der M esabi-Erze eignet. D abei ergab sich, daß leicht ver- brennlicher K o k s geringere W indpressung bedingt als lan g
sam verbrennender K o k s und daß v o r allem leicht ver- brennlicher K o k s am besten m it verhältnism äß ig niedrigen W indtem peraturen arb eitet. Schon dam als entstand der B e g riff der „geeigneten B ren n b arkeit“ als einer w esent
lichen E igen sch aft von gutem H ochofenkoks. D er m it diesem A u sdruck kurz gekennzeichnete B e g riff der V er
brennungsgeschw indigkeit b rachte verschiedene A rb e its
w eisen m it sich, und zw ar nicht nur in bezug auf die A u s
w ah l, B ehandlung und M ischung der K oh len und die V e r
kokungsverfahren, sondern auch in bezug auf richtiges Löschen und Sieben sowie etw aiges B rechen des K okses.
Büd 11. Vergleich der Windpressung bei ungeregeltem und geregeltem Betrieb.
12 2 S ta h l u n d E ise n . G. Reim er: Ueber Walzenschläge und Vorgänge im K altw alzgerüst. 59. J a h r g . N r. 5.
K oksverbrauch erzielt w erden, so z. B . bei den kieselsäure
reichen M agnetiten, die im Osten der Vereinigten Staaten konzentriert und gesin tert verh ü ttet werden. So aufberei
tet, erfordern sie zu ihrer V erhüttung den allerniedrigsten K oksverbrau ch von beispielsweise 630 kg je t Roheisen im M onatsdurchschnitt. D er Sinter muß aber locker und m öglichst frei von E isen silikaten sein, sonst steigt wieder der K oksverbrauch durch erhöhte direkte Reduktion. Darin liegt zum großen Teil die L ösu ng der F ra g e , wie weit man im Sinne der W i r t s c h a f t l i c h k e i t m it der durchaus nicht billigen Sinterung gehen darf.
Die teure A ufbereitung von arm en E rzen kom m t nur in einem solchen Ausm aße in F ra g e , als es nicht gelingt, ohne sie eine gleichm äßige W indpressung bei gleichmäßiger W indmenge zu erreichen. D ie F ra g e der V e r h ü t t u n g a r m e r d e u t s c h e r E r z e , auch ohne R östen , Sintern und Anreichern des gesam ten Anteiles dieser E rz e, kann gelöst werden, wenn m an den erprobten R ichtlinien fü r die Ver
hüttung von Fein erz in bezug a u f Gleichm äßigkeit des Möllers folgt und den M ut hat, durch schwere Erzgichten den Hochofen im Schacht kü hl zu halten und ihn durch niedrige W indtem peraturen und trotz verhältnismäßig niedriger W indm enge zum regelm äßigen, flotten Gang zu bringen. E in H ochofen, der rich tig geht, ist immer noch der billigste Aufbereiter.
Die gewonnenen E rfah ru n gen lassen sich dahin z u s a m m e n f a s s e n , daß die richtige B etriebsführung vor
„ , .. , n , durch entstehen allem darin besteht, daß die einm al als günstig erkannten außerordentlich große Eisenverluste. Besonders in der Betriebsverh ältn isse m it eiserner Energie, unabänderlich Anlaufzeit von Corby konnte m an diese Verhältnisse und m it größter R egelm äßigkeit aufrechterhalten werden, beobachten, wenn ab und zu Schlacken fielen, wie sie auf Dies ist nur m öglich, wenn säm tliche R ohstoffe durch ent-
\ 2 ZU f hen sind' Seitdem m an m it der W m dtem pe- sprechendes Mischen und sonstige M ittel in größter Gleich- ratu r heruntergegangen ist, hat man m it diesen Schwierig- m äßigkeit gegichtet werden. Im übrigen beruht die jewei- keiten nicht m ehr zu käm pfen. D a die Schlackenzusam m en- iige Entscheidung fü r die zw eckm äßigste Koksbeschaffen- h l T n ¿ L T n Erzzusam m ensetzung ver- h eit, M öllerung, B egichtung, Schlackenführung, Wind- , ^ f r iU!iM V1 10 E r z m is c h an lä g e tem peratur, W indm enge und rechtzeitige E in griffe in den r r t r i f > Einrichtungen da sie es gestattet, B etrieb nicht nur auf E rfah ru n g, sondern auch auf dem 1 “ ^ der E r f H? nc “ H a,ld m it “ aß- richtigen Gefühl fü r die V orgänge im Hochofen selbst und nahmen au f den Gruben selbst weitgehend zu gewährleisten, wird stets m ehr eine K u n st bleiben als eine reine Wissen-
Wenn m an durch S i n t e r n eines Teiles des M öllers die schaft
Beschickung auflockert, dann nim m t der Ofen im all- t/ i * u -j m
o-pmpinpn pnioror.v,,.,,,! um,,, w ,
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*. x , dn den ersten beiden Teilen wurden die Arbeitsweise hpm ^ l P höhere W indtem peraturen an, und bei der F einerzverh üttun g und die Beobachtungen und beim Sintern von sehi großen Anteilen des Erzes verbun- xrvf i i i • i i i • £>■den m it höchsten Windtemperaturen kann der niedrigste E rfah ru n ^ n behandelt- d^e slch dab« ergaben. E in Ver- peicmuen, Kann aer mearigste such zur Erklärung und Deutung der gefundenen Gesetz- ) H. A. B ra s s e rt: Stahl u. Eisen 36 (1916) S. 394/95. mäßigkeiten soll den In h alt eines dritten Teiles bilden.
Ueber W alzenschläge und Vorgänge im Kaltwalzgerüst beim W alzen von Blechen im A ugenblick des Stichendes.
Von G e o r g R e i m e r in D ahlbruch (K r . Siegen).
J a \ e- Belastun« und Dehnun<> ™ Walzenständer. Vorgänge im Augenblick des lechaustnttes. Möglichkeit eines Walzenschlages und seine W irkung auf die Arbeitsivalzen. Fassen und Balligkeit der Walzen.) M an .." 'ar, SClt ]eher bestrebt> die Walzenständer m it sowie at und bl die Fenstermaße, q und E sowie q , und E , 1 ▼ 1 m öglichst geringer Federung zu bauen. Die Malmaße die Stän dersäulen-Q uerschnitte und das Elastizitätsm aß der bensterabm essungen geteilt durch die Malmaße von darstellen.
Ständersäulen-Q uerschnitt und E lastizitätsm od ul des be- Du F von OnRpiepn -i u . o o a a
t r e f f e n d e n Werkstoffe« o-iht ,> , c , .. , ua L von Gußeisen nur annähernd 1: 2,2 von dem des
S t e if h e it ! ^ m ^ Stander- Stahlgusses ist, muß dies in den obigen Werten berück-
D er Ständer nach Bild 1, ein W arm w alzenständer fü r S S ? werdf ' B e i dc,m Gußeisenständer nach Bild 1 war W eißbleche aus der M itte des vorigen Jah rh u n d erts h at ; " , deriing tro tz der kleinen Fensterm aße so groß, daß man a , > ach t Bleche aufem andergelegt bei großer Vorspannung ver- demnach das Vergleichsmaß ---— und der nach Bild 2, w;,lzen mußte, um Bleche von 0,23 111111 zu erhalten. Der C1 x W alzdruck war dabei bei weitem kleiner als bei den neuzeit- K altw alzenständer neuerer Zeit, — X 1 wobei a und b bcben K altw alzw erken , w eil ihre Ballenlängen um vieles
Oi X E [ kürzer und die spezifischen W alzdrücke kleiner waren.
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Vor allen Dingen wurde die B au art der Batterien in der Richtung entwickelt, daß sich trotz kürzester Garungszeit ein höchst gleichmäßiger Ko ks erzeugen ließ7).
Sobald man sich über die erwünschten Kokseigenschaften im klaren ist und den Koksofenbetrieb auf den bestgeeig
neten Koks eingestellt hat, ist die nächste wichtige Aufgabe die, dafür zu sorgen, daß die S c h la c k e n zu s a m m e n s e tz u n g stets gleichmäßig auf dem Bestwert gehalten wird.
Der Zähigkeits
bereich der sau
ren Schlacken, der ein günstiges Arbeiten im Hochofen er
laubt, ist sehr eng, und wenn man seine Gren
zen überschritten hat, fällt eine Schlacke an, die so zäh ist, daß sich die in ihr eingeschlossenen Eisengranalien nicht absondern Bild 1 2. Schlechte zähe Hochofenschlacke. können. Da
durch entstehen außerordentlich große Eisenverluste. Besonders in der Anlaufzeit von Corby konnte man diese Verhältnisse beobachten, wenn ab und zu Schlacken fielen, wie sie auf Bild 12 zu sehen sind. Seitdem man m it der Windtempe
ratur heruntergegangen ist, hat man m it diesen Schwierig
keiten nicht mehr zu kämpfen. Da die Schlackenzusammen
setzung aufs engste m it der Erzzusammensetzung ver
bunden ist, ist aber auch in Corby die E r z m is c h a n la g e eine der wichtigsten Einrichtungen, da sie es gestattet, die Gleichmäßigkeit der Erze Hand in Hand m it Maß
nahmen auf den Gruben selbst weitgehend zu gewährleisten.
Wenn man durch S in t e r n eines Teiles des Möllers die Beschickung auflockert, dann nimmt der Ofen im all
gemeinen entsprechend höhere Windtemperaturen an, und beim Sintern von sehr großen Anteilen des Erzes, verbun- den m it höchsten Windtemperaturen, kann der niedrigste
7) H. A. B rassert: Stahl u. Eisen 36 (1916) S. 394/95.
