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Analysen von Brauneisenerzen.
Bezeichnung | Eisenoxyd | Manganoxyd | Thonerde | Kalk und Magnesia | Phosphorsäure | Schwefelsäure | Kieselsäure | Wasser |
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Proz. | Proz. | Proz. | Proz. | Proz. | Proz. | Proz. | Proz. | |
Brauner Glaskopf von Hamm | 85.57 | 1.25 | - | - | - | - | 0.57 | 12.63 |
Dichter Brauneisenstein ebendaher | 76.76 | 16.56 | - | 7.04 | - | - | - | 5.64 |
Bohnerz von Kandern | 70.46 | - | 5.88 | Spur | - | - | 13.04 | 11.12 |
Linsenerz von Eßlingen in Baden | 66.33 | 6.42 | 7.74 | 0.78 | 0.02 | 0.03 | 12.97 | 11.77 |
Bohnerz von Liptingen in Baden | 57.32 | - | 1.68 | 0.13 | 0.32 | Spur | 30.64 | 12.70 |
Brauneisenstein aus Algerien | 48.25 | 24.73 | 2.33 | 3.75 | 0.08 | 0.09 | 11.35 | 9.80 |
Brauneisenerz aus Südwales | 59.05 | 0.09 | Spur | 0.53 | 0.14 | - | 34.40 | 6.38 |
Desgleichen von Spanien | 78.80 | 0.65 | 3.50 | Spur | - | 0.07 | 5.55 | 11.65 |
Gelbeisenstein von Ilmenau | 74.96 | 1.82 | 1.32 | - | - | - | 2.51 | 15.67 |
Brauneisenerz von Neubeuthen | 43.15 | 0.72 | 2.4 | 0.75 | - | - | 21.93 | 31.05 |
Desgleichen von Rübeland | 86.77 | - | - | - | - | - | - | 13.23 |
Sumpferz aus der Neumark | 49.60 | 1.10 | - | 1.40 | 5.60 | - | 19.20 | 23.10 |
Seeerz von Småland | 65.58 | 3.87 | 5.09 | 0.97 | 1.13 | Spur | 7.15 | 16.21 |
Analysen von Spateisen-, Thoneisen- und Kohleneisenstein.
Bezeichnung | Eisenoxydul | Manganoxydul | Magnesia | Kalk | Kohlensäure | Kieselsäure und Gangart | Thonerde | Organische Substanz (Kohle etc.) |
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Proz. | Proz. | Proz. | Proz. | Proz. | Proz. | Proz. | Proz. | |
Spateisenstein aus dem Siegenschen | 47.10 | 7.65 | 2.45 | 0.34 | 36.45 | 4.60 | - | - |
" von Wölch in Kärnten ¹ | 43.83 | 7.31 | 2.44 | - | 35.12 | - | - | - |
" aus dem Stahlberg bei Müsen | 47.96 | 9.50 | 3.12 | - | 39.5 | - | - | - |
" aus Harzgerode | 52.30 | 9.76 | 1.01 | 0.67 | 36.27 | - | - | - |
" von Linz a. Rh. | 57.73 | Spur | 5.93 | - | 35.21 | 0.13 | - | - |
Thoneisenstein aus Oberschlesien | 50.80 | 1.65 | 0.63 | 0.54 | 31.71 | 11.87 | 2.80 | - |
" aus der Wesergegend | 47.26 | 0.36 | 5.11 | 3.74 | 35.67 | 7.67 | - | - |
Kohleneisenstein aus Schottland ² | 40.77 | - | 0.72 | 0.90 | 26.41 | 10.10 | - | 17.38 |
¹Enthält 11,30 Proz. Eisenoxyd; - ²enthält 2,72 Proz. Eisenoxyd und 1,00 Proz. Wasser.
Die verschiedenen Arten des Eisens.
Das aus den Erzen durch ein reduzierendes Verschmelzen erhaltene Eisen [* 1] ist nie rein, sondern enthält 2-6 Proz. Kohlenstoff und wird Roheisen genannt; durch weitere Operationen wird es je nach Bedarf auf Stahl oder Schmiedeeisen verarbeitet. Das chemisch reine Eisen ist schwierig herzustellen, sehr weich und strengflüssig, so daß es in der Technik keine Anwendung findet; erst ein Gehalt an Kohlenstoff verleiht dem Eisen diejenigen Eigenschaften, welche es zum wichtigsten und nützlichsten aller Metalle und zum unentbehrlichen Hilfsmittel für die Existenz des Menschen machen.
Roheisen, Schmiedeeisen und Stahl unterscheiden sich durch die Menge des in ihnen enthaltenen Kohlenstoffs. Roh- oder Gußeisen enthält 2-6 Proz., Stahl 0,6-2 Proz. und Schmiedeeisen 0,04-0,6 Proz. Kohlenstoff. Der Kohlenstoff kann in den technisch verwerteten Eisensorten in zwei verschiedenen Modifikationen enthalten sein, als chemisch gebundener (Ca ^[α]) und als mechanisch beigemengter (Graphit; Cb ^[β]). Löst man weißes Roheisen, welches aus leicht schmelz- und reduzierbaren Eisenerzen erhalten wird, in Chlorwasserstoffsäure, so entweichen mit dem Wasserstoffgas die Dämpfe eigentümlich riechender Kohlenwasserstoffe, ohne daß sich dabei Kohlenstoff abscheidet; die Gesamtmenge des letztern ist im chemisch gebundenen Zustand vorhanden.
Macht man mit grauem Roheisen, welches aus strengflüssigen Erzen erhalten wird, denselben Versuch, so scheidet sich ein Teil des Kohlenstoffs in schwarzen Blättchen als Graphit aus, während ein Teil wiederum als Kohlenwasserstoff entweicht; das graue Roheisen enthält also beide Modifikationen des Kohlenstoffs. Da der Gehalt an gebundenem Kohlenstoff im E. nicht konstant ist, sondern beträchtlich schwankt; so kann von einer eigentlichen chemischen Verbindung zwischen Kohlenstoff und Eisen nicht die Rede sein. Rammelsberg hält die Roheisensorten für isomorphe Mischungen (Eisen, Kohlenstoff und Silicium kristallisieren regulär) und erklärt daraus das Schwanken der Zusammensetzung. In der Neuzeit teilt man die verschiedenen Eisensorten in folgender Weise ein:
Technisch verwertetes kohlenstoffhaltiges Eisen. | |||||
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Roheisen | Schmiedbares Eisen | ||||
mit 2-6 Proz. Kohlenstoff (Ferromangane enthalten bis zu 7 Proz.); verhältnismäßig leicht schmelzbar und nicht schmiedbar. | enthält weniger als 2 Proz. Kohlenstoff, ist schmiedbar u. schwerer schmelzbar als Roheisen. | ||||
Graues Roheisen. | Weißes Roheisen. | Stahl | Schmiedeeisen | ||
mit 0.6-2 Proz. Kohlenstoff; ist härtbar. | mit 0.04-0.6 Proz. Kohlenstoff; nicht härtbar. | ||||
Der Kohlenstoff ist größtenteils als Graphit zugegen. | Graphit ist nicht oder nur in geringer Menge vorhanden. | Schweißstahl, im nichtflüssigen Zustand erhalten (Frisch-, Puddel- u. Zementstahl). | Flußstahl, im flüssigen Zustand erhalten (Bessemer-, Martin- und Gußstahl). | Schweißeisen, im nichtflüssigen Zustand erhalten (Frisch- und Puddeleisen). | Flußeisen, im flüssigen Zustand erhalten (Bessemer- und Martineisen). |
I. Roheisen und seine Gewinnung.
(Hierzu Tafel »Eisen I und II«.)
Im Altertum war das Roheisen nicht bekannt; man stellte aus den Erzen durch ein reduzierendes Verschmelzen in Gruben oder Herden direkt schmiedbares Eisen her, wobei man je nach der Natur der Erze ein mehr schmiedeeisen- oder mehr stahlartiges Produkt erhielt. Erst im Mittelalter lernte man das Roheisen kennen, ¶