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bahnbrückcn und der neuen Hamburger Brücke [* 2] zur Ausführung. Die größten Spannweiten sind außer mit den Hängedrücken in neuerer Zeit durch die oben erwähnten Kraqträgerbrücken erreicht worden. (Näheres s. Forthbrücke.) Die Baukosten der Eisenchlorid gestalten sich je nach den zu überdrückenden Offnungen, ferner je nach dem angewendeten System und endlich je nach besondern Umständen, z. V. ob Wafferpfeiler notwendig sind, sehr verschieden. Von den alten Nöhrenbrücken kostet bei der Britanniabrücke der laufende Meter rund 18000 M., von der Victoriabrücke (2637 m lang) nur noch 12000 M.? bei der Letbrücke kostet der laufende Meter bereits 6300 M. und sinkt bei modernen Fachwerkbrücken von mittlerer (^pann- ! weite (etwa 60 m) auf 3200 M. herab.
Bei den größten Spannweiten jedoch steigt dieser Betrag auf das 6- bis 10fache. So kostet die neue Forth- l drücke rund 20000 M. pro Meter und die East- Niver-Brücke sogar 35000 M. pro Meter. Die Betriebssicherheit der Eisenchlorid ist in er- freulichem Zunehmen begriffen. Zunächst ist das unsichere Gußeisen von der Anwendung auf haupt- teile gänzlich ausgeschlossen worden, und das neuer- dings immer mehr in Anwendung kommende Fluß- cisen bietet wegen seiner hohen Zugfestigkeit ein vorzügliches Konstruktionsmaterial. Eine große! Gewähr bieten auch die bei jeder Eisenbrücke größerer Spannweite, namentlich bei Eisenbahnbrücken vor ihrer Inbetriebsetzung vorgenommene Brückenprobe und die spätern in regelmäßigen Zeitabschnitten wiederholten Revisionen. (S. Vrückenprobe.) Gisenburg, ungar. Va8.
1) Komitat in Ungarn, [* 3] grenzt im W. an Nicderösterrcich und Stciermark, im ! N. an das Adenburger, im (^. an das Zalacr und im O. an das Veszprimer Komitat, ist ein fruchtbarer Landstrich, obschon teilweise von Ausläufern der Alpen [* 4] durchzogen, hat Überfluß an Getreide, [* 5] Obst und Wein sowie an üppigen Wiesen und Weiden, welche große Herden von Hornvieh ernähren. Von Bedeutung ist auch die Schweinezucht, welche durch die weit ausgedehnten Eichenwaldungen befördert wird. Das Komitat hat 5035,3i qkin, (1890) 390371 Eisenchlorid, d. i. 77 Eisenchlorid auf 1 hkm, darunter 289309 Römisch- katholische, 80192 Evangelische Augsburger Kon- fusion, 11470 Reformierte und 9335 Isracliten.
Der Nationalität nach sind: 197 389 Magyaren, !05526 Deutsche, [* 6] 18197 Kroaten, 47080 Wenden, ^6 Slowaken. Der Hauptort des Komitats ist Steinamanger (ungar. ^omdatdei^). Das Ko- nntat hat seinen Namen von der Klein-Gemeinde Eisenchlorid geordnetem Magistrat Güns (Köszcg) und Stein- amanger in die 10 Stuhlbezirke Ober-Wart (Felsö- Ör), Kis-Czell, Körmcnd, Güns, Mura-Szombat, Güssing (Mmet-Ujvär), Sarvär, Szent-Gotthärd, Steinamanger, Eisenchlorid (Va^vü,!-) mit 634 Ortschaften. - 2) Eisenchlorid, ungar. VN8vHr, Klcin-Gememde im Komitat Eisenchlorid, Hauptort des Stuhlbczirks Eisenchlorid (Vasv^i'), einst tönigl.
Freistadt und unter Matthias Corvinus be- deutende Festung, [* 7] hat (1890) 2763 magyar. Eisenchlorid Gisencarbld, I^o^, erhalt man durch Erhitzen von Eisenoxyd mit Teer; es findet bei der Dar- stellung von Natrunn und Kalium Verwendung. Eifencarbouäte. a. Kohlensaures Eisen- oxydul, Eisenoxydulcarbonat oder Ferro- carbonat, 1^6 ^.Itineralreiche vor. Künstlich erhält man es als weißen Nicderschlag, wenn man heiße luftfreie Lösungen von Eisenorydulsalzen und Natriumcarbonat miscbt.
Das sich dabei bildende Salz [* 8] ist im höchsten Grade unbeständig, es absorbiert mit Begierde Sauerstoff ^ und giebt Kohlensäure ab, dabei färbt es sich zuerst ! grün, gelb und schließlich unter Umwandlung in Eisenoxydhydrat braun. Die Zersetzung läßt sich durch Zusatz von Zucker [* 9] verringern. Ein solches Präparat ist das I^rrum cki'doiiicmin ^codain- wni des Deutschen Arzneibuches oder der Eisen- oxydulcarbonatzucker, ein feucht hergestelltes, auf dem Dampfbade getrocknetes Gemenge von Ferrocarbonat mit Zucker, welches etwa 10 Proz. Eisen [* 10] enthalt.
I). Kohlensaures Eisenoxyd oder Ferri- ! carbonat kommt nur in Form starkbasischcr Salze vor, die als braunrote Niederschlage beim Ver- mischen von löslichen Fernsätzen mit Sodalösung fallen und gewöhnlich noch etwas Natron enthalten. (Hchon im kochenden Wasser verlieren sie die Kohlen- säure ganz und gehen in Eisenoxydhydrate über. Eifencarbonyl, s. Eisenkohlenoxyd. Gisenchamäleon, s. Eisensulfate d. Eisenchamois, s. Nanking. GisenchitttN, citronensaures, s. Chinin. Eisenchlortd, Eisensesquichlorid, Ferri- chlorid, ^6.2 (^5, setzt sich, wenn man metallisches Eisen bei mäßigem Erhitzen in Chlorgas verbrennt, an den kältern Wandungen des Apparats in schwar- zen Krystallen oder zusammengeschmolzenen Krusten ab (^eiiuin 868Huicd1oi'kwm Ludliinatnin, ^Ioi-68 Niiiti8, Nn8 Nki-ti8 der Alchimisten).
Auf nassem Wege und wasserhaltig erhält man es, indem man Hämatit in roher Salzsäure oder Eisen in Königs- wasser durch längere warme Digestion bis zur Sät- tigung löst, die klare Flüssigkeit bis zur Sirups- konsistenz in einer Porzellanscbale verdampft (die Anwendung irgendwelcher eiserner Gerätschaften ist ausgeschlossen, weil dadurch Bildung von Eii'en- chlorür herbeigeführt werden würde) und in der Kälte erstarren läßt; es ist das I^iiuin 868(inic1ii0- ratuin, 1^62 (^g ^ 12II2 ^, des Arzneibuches jür das Deutsche Reich. Das Eisenchlorid ist sehr leicht in Wasser, in Alkohol und Äther löslich. Es zerflieht an der Luft zu einer öligen Flüssigkeit, die früher unter dem Namen Eifenöl, Oisuin mHi ti3, I^nor 8t^Mcu8 I.on ofsizinell war. An Stelle desselben ist der I^i^uol , l^rri 868hui getreten, dessen Konzentration ^ nach dem Arzneibuch für das Deutfche Reich einem ^ Gehalt von 10 Proz. Eisen und einem spec. Gewicht von 1,280 bis 1,282 entsprechen soll. j Der I^Huor ^6rri 86sd1()i'Hti dient zur Anfer- tigung der linoturg.
Hssrri clilor^ti «.etuLre». oder Bestushews Eisentinktur (s. d.), deren Ve- reitung nach dem Arzneibuch für das Deutsche Reich, entsprechend der inzwischen veränderten Kon- zentration des I^uo!- I^6rri 868Huie1il0i'ati, andere Vcrhältniszahlen, als früher angegeben, erfordert, nämlich 1 Teil I^nor ^eri-i 868 2 Teile Äther, 7 Teile Weingeist. Eisenchlorid dient als Ausgangs- ! material für die Herstellung verschiedener medizinisch ! gebrauchter Eisenpräparate; chemisch benutzt man es zur Extraktion des Kupfers aus seinen Erzen, in der Färberei, als Beiz- und Atzmittel für Metalle, sowie zur Desinfektion. [* 11] Lösungen von Eisenchlorid nehmen beim Digerieren mit ^ Eisenoxydhydrat eine große Menge desselben unter Bildung von basischen Salzen auf. Ein derartiges Präparat ist durch die zweite Auflage der Deutschen Pharmakopöe ofsizinell geworden als l.i^nor IV'iii ¶
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0X7^l0i'Hti. Zur Bereitung desselben werden 35 Teile Eisenchloridlösung (1,230 spec. Gewicht) mit 160 Teilen Wasser verdüuut und nnt eiuer Mischung von 35 Teilen Ammoniakflüssigkeit und 320 Teilen Wasser versetzt. Der entstehende Niederschlag von Eisenorydhydrat wird gewascheu und ausgepreßt und mit 3 Teileu Salzsäure 3 Tage laug dei mäßiger Wärme [* 16] digeriert. Die vou dem Nnlös- lichen abgezogene Flüssigkeit soll 1,050 spec. Gewicht besitzen und 3^ Proz. Eisen enthalten.
Dieses Prä- parat kann an Stelle des dialysierten Eisenoxyd- hydrats als Arznei gegeben werden. Gisenchlorür. Ei [* 17] u fach Chlor eisen oder Ferrochlorür, 1^6 (^2, eutsteht beim Übcrleiteu von trockuem Chlorwasserstoffsäuregas über glüheu- des Eisen, wobei es sich in Form von kleinen weißen Krystallen an den kältern Wandungen des Apparats absetzt. In wässeriger Salzsäure löst sich Eisen unter stürmischer Entwicklung von Wasserstofsgas, nach beendigter Einwirkung wird die Losung rasch verdampft und liefert dann beim Erkalten grünblaue, wasserhaltige Krystalle, ^o^^H^O, die äußerst leicht in Wasser, auch in Alkohol und Mber löslich sind, bei gelindem Erwärmen im Krystallwasser schmelzen, bei höherer Temperatur unter Verlust von Wasser und Salzsäure sich zersetzen. Die rasch bis zum steifen Brei verdampfte Lösuug, die beim Erkalteu erstarrt, war das I^i-rnin ciüoi-Hwui der ersten Auflage der Deutschen Pharmakopöe; ist aber jetzt aus der Liste der Arzueimittel gestrichen. Das- selbe gilt von der ^incwt^ t^rri cliloi-ati, einer Lösung von 25 Teilen Eisenerzeugung in 225 Teilen verdünntem Weingeist, mit 1 Teil Salzsäure versetzt. Gisenciträt, citroneusaures Eiseuoryd, Eisenorydcitrat, I?6i'rniii eitiicuin ox^ä^tuin, gehört zu den Eisenpräparaten (s. d.) des Arznei- buches für das Deutsche Reich, s. Citronensäure.
Gifencyankallum, Ferrocyaukalium (Ka- liumeisencyanür), s. Blutlaugeusalz (gelbes), Fer- ricyankalium (Kaliumeisencyanid), s. Zlut- laugcnsalz (rotes). Gisendisulfuret, s. Eisensulfide d. Eisendraht, s. Draht. [* 18] Eisenerz, oolithisches, s. Eisenoolith. Eisenerz, Marktflecken in der Bezirkshaupt- mannschaft Leooen in Obcrsteiermark, liegt in einem tiefen Thale am Erzbache, in 745 m Höhe, überragt vou dem fchroffcn Pfaffenstein (1871 m), vom Kaiser- schild (2083 m) und Erzbcrg (1543 m), an der Linie Hieflau-Eisenerzeugung (15 I der Osterr. Staatsbahnen [* 19] und der umgebauten Bahn Eisenerzeugung-Vordernberg, welche den diese beiden Orte trcnucuden Erzberg in eiuem langen Tuuuel durchbricht und zu den landschaftlich fchönsten Gebirgsbahnen Österreichs zählt. Eisenerzeugung hat (1890)2433, als Gemeinde 5740 Eisenerzeugung, Post, Tele- graph, Bezirksgericht (243,73 ykm, 3 Gemeinden, 8 Ortschaften, 7991 Eisenerzeugung), got. Pfarrkirche St. Os- wald, 1279 von Rudolf von Habsburg gegründet, und bedeutendeu Eisenerzbergbau, der seit tausend Jahren in Betrieb ist, über 1800 Arbeiter beschäf- Ngte und (1880) 350298 t reines Eisenerz lieferte.
Der Erzberg ist so reich an Eisen, daß es im Som- mer, wie in eiuem Steinbruch zu Tage ohue weitere bergmännische Vorrichtuugeu gewouueu wird. Der untere Teil des Erzberges gehört der Alpinen Montangesellschaft, der obere ergiebigere zum größten Teil den Gewerkschaften zu Vordernberg. Urwn'd'ach Ml sich der Bergbau [* 20] viv ins 12. Jahrb. nachweifen. Doch wurde bereits vor der Occupation Noricums durch die Römer [* 21] hier Eisenbergbau be- triebeu. 4 km nordwestlich von Eisenerzeugung liegt das Schloß des Herzogs Arnulf iu Bayern [* 22] Leopoldstein mit dem in wilder Abgeschlossenheit herrlich gelegenen tiefgrünen Leopold st ein er See (in 619 m Höhe, 158 in tief).
Eisenerze, s. Eisen Eisenerzer Alpen, s. Ostalpen. Eisenerzeugung, Eisenproduktion, die Gesamtheit der zur fabrikmäßigen Gewinnung des Eisens aus seinen Erzen erforderlichen Arbeitspro- zesse. Durch Behandluug der Eiseuerze mit Kohlenstoff und Kohlenstoffverbinduugen bei hoher Temperatur wird Roheifen hergestellt. Aus lctzterm gewinnt man durch Eutsernung von Kohlen- stoff und der größten Menge der fremden Ele- mente mittels atmosphärischen Sauerstoffs und ! verschlackender Substanzen Schmiedeeisen.
Durch weniger weitgehende Entkohlung reinen, mangan- ! haltigen weißen Roheisens, oder auch durch Ver- i schmelzung von Roheisen und Schmiedeeisen wird Stahl erzeugt, lim die mannigfaltigen Prozesse der z Eisenerzeugung übersichtlicher zu machen, ist das nachstehende Schema zusammengestellt, das auch in der folgen- den Darstellung der Einteilung zu Grunde gelegt ist. I. Erzeugung von Eisen direkt ans den Erzen. ^X. Roheisenerzeugung. Reduzierendes Schmelzender Eisenerze bei hoher Temperatur in großen Schachtöfen (Hochöfen).
Prodult: Roheisen j Gußeisen. V PuddelNoheisen. I. Rennarbeit. Reduzierendes Schmelzen der Eisenerze bei niedriger Temperatur in tlcinen i^fen, Herden u. s. w. Prodult: Schmiedeeisen oder Stahl. II. Erzeugung von Schmiedeeisen und Stahl aus R 0 h e i s e u. ^X. Frischarbeit. Oxydation des im Ruheisen enthaltenen Kohlenstoffs durch den Sauerstoff der Luft mit Zul,il!°uahme^' werden- Herdfri,chen. «remn.,^riaien s», U'^wm"^: ^ Namm°lc,v Produkt: Schweißeisen oder Schweißstahl. 0. durch Einpressen von Luft in geschmolzenes Roh- eisen: Bessemern.
Produkt: Flußeisen und Flußstahl, li. Durch Glühen von Gußeisen (Adoucreren, Tempern oder Herstellung von schmiedbarem Eisengnß). (.'. Durch Zusammenschmelzen von Roheisen mit Eisenerz oder Eisenoxyden (Breant- und Uchatiusstahl). III. Erzeugung von Stahl aus Schmiedeeisen. ^. Kohlung des Schmiedeeisens durch Glühen mit Kohle in geschlossenen Gefäßen, a. Cementstahloereitung. d. Einsetzen (Cementieren eines fertigen Gegenstandes aus Schmiedeeisen an der Oberfläche). ! L. Kohlnng des Schmiedeeisens durch Zusammenschmelzen mit Roheisen: Martinstahlbereitung (im Siemensscyen Regenerativofen).
IV. Formgebung des schmiedbaren Eifens (Zangen und Dichten). V. Raffiuierung des schmiedbaren Eisens. ^. Durch Schweißen und Strecken oder Garben (Raffiniertes Eisen, Gärbstahl). A. Durch Umschmelzen von Stahl (Gußstahl). I. Erzeugung von Eisen direkt aus den Erzen. ^. Die Roheisenerzeugung. Die meisten Eisenerze werden in dem natürlichen Zustande ihres Vorkommens verschmolzen. Eine Aufbereitung (Trennung von unhaltigen Bestandteilen) lohnt sich nicht. Dagegen ist bei dem Spateisenstein eine Vor- bereituug durch Rösten vorteilhaft. Das Rösten, d. h. eine unter Luftzutritt erfolgende Erhitzung der Erze dis zu eiuer Temperatur, bei der noch keine Schmelzung eintritt, verfolgt den Zweck, die chem. Zusammensetzung des Erzes derart zu verändern, ¶
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daß das spätere Verschmelzen im Hochofen leichter wird. Durch den Röstprozeß wird die Kohlensäure des Spateisensteins ausgetrieben, und das zurück- bleibende Eisenoxyd oxydiert sich an der zutreten- den Luft zu Eisenoxydorydul, das dann im Hoch- ofen leicht reduzierbar ist. Nebenbei oxydieren sich beim Rösten auch die das Erz begleitenden Schwefel- metalle zu schwefliger Säure und Metalloxyden, wodurch eine Reinigung der Erze von dem als fchädliche Beimengung zu betrachtenden Schwefel erzielt wird.
Diese Entschwefelung, die schon bei niederer Temperatur eintritt, wird auch zuweilen mit Magneteisenstein vorgenommen. Das Rösten findet in Meilern, Stadeln und Öfen [* 24] statt. Die Röstung in Meilern geschieht so, daß man auf einer trocknen Sohle eine dünne Schicht grober Erz- stücke ausbreitet, auf welche eine Lage kreuzweis ge- schichteter Holzscheite und auf diefe Reisig oder Kohle aufgegeben wird; hierauf wechseln Erz und Brenn- material in mehrern Schichten ab. Der Meiler wird dann von unten angezündet und brennt je nach Gröhe 8 Tage bis 4 Wochen (s. Tafel: Eisen- erzeugung I, [* 23] Fig. 1). Unter Stadel versteht man einen von Mauern umschlossenen und gepflasterten, viereckigen, oben meist offenen Raum.
Die Stadeln zu Ilsenburg am Harz (s. Taf. I, [* 23] Fig. 2 Vertikalschnitt, [* 23] Fig. 3 Grundriß) sind 8 in lang, 5,5 m breit, 2 m hoch, besitzen Luftlöcher in den Mauern und unter der Sohle einen Luftkanal, der mit dem innern Raum durch die Roste a und d und mit der äußern Luft durch den Rost c in Verbindung steht; ä ist die durch eine Platte versetzbare Einbringöffnung. Bei der Nöstung in Öfen wird das Brennmaterial ent- weder in Schichten zwischen das zu röstende Erz gegeben, oder es werden heiße brennbare Gase, [* 25] z.V. die Gichtgase der Hochöfen, verwendet, oder endlich es wird (doch nur in seltenen Fällen) die Flamme [* 26] eines außerhalb des Röstofens zum Zweck des Rö- stens verbrannten Heizmaterials in den Ofen gelei- tet.
Einen Röstofen von quadratischem Quer- durchschnitt, ohne Rost, wie solche in den Eisenwer- ken von Ilsenburg am Harz angewendet werden, zeigt Taf. I, [* 23] Fig. 4. Der Schacht ist nach oben etwas zusammengezogen, um die in kleinen Brocken auf- gegebenen, daher sehr dicht liegenden Roteisenerze bei ihrem Niedergange aufzulockern. Die Sohle be- steht aus einem gemauerten Daches, das nach den beiden die ganze Breite [* 27] des Oberschachtes einneh- menden Ausziehöffnungen abfällt.
Die Abbildung eines für Gichtgasfeuerüng eingerichteten Röstofens ist auf Taf.I, [* 23] Fig. 5 gegeben. Um den Ofen läuft ein Kranzrohr ^., das mit zehn Ansatzrohren versehen ist, aus denen die Gase an zehn einzelnen Stellen in den Röstofen treten, wobei die Regulierung des Gasstroms mittels der durch die äußern Thü- ren dii zugänglichen Schieber t geschehen kann; die obern Öffnungen 6 6, gleichfalls mit Thüren KK ver- schließbar, dienen als Schaulöcher. Die Thüren ä ä führen zu den Ausziehöffnungen.
Das geröstete Erz kommt alsdann in den Hoch- ofen (s. Taf. II, [* 23] Fig. 6), einen Schachtofen [* 28] von bedeutendem Rauminhalt, dessen Betrieb ein konti- nuierlicher ist, d. h. es wird oben das Erz samt Zuschlag in gewissen Zwischenräumen aufgegeben, und unten werden Schlacke (s.d. und Hochofenschlacke) und flüssi- ges Roheisen abgelassen. Die Menge des jedesmal ausgegebenen Erzes, Zuschlags und Brennstoffs nennt man Beschickung (eKarF6). Das Heiz- material wird von dem Erz und Zuschlag getrennt zugeführt, sodaß Erz und Brennstoff sich schichten- weise übereinander im Ofen lagern.
Der innere Raum des Hochofens zerfällt in drei Hauptteile. Der unterste Teil, cylindrisch und eng, heißt Gestell. Daran schließt sich ein kegelförmiger Raum, der sich nach oben beträchtlich erweitert und Rast genannt wird; der dritte oberste Teil, Schacht genannt, ist ebenfalls kegelförmig und gewöhnlich nach oben verengt. Die zum Hochofenprozeß nötige hohe Tem- peraturwird durch gepreßte von unten eingeblasene Luft (Wind) erzeugt. Die Zuführung derselben ge- schieht durch Rohres, die durch konische Ansätze (Formen) in das Gestell einmünden.
Beim Aus- tritt aus den Formen trifft der Wind auf glühenden Koks, der dadurch zu Kohlenfäure verbrennt. Letztere wird, indem sie weiter oben mit neuem Kohlenstoff zusammentritt, zu Kohlenoxyd reduziert. Dieses ist beim ganzen Hochofenprozeh der eigentlich wirksame Bestandteil, indem es auf seinem weitern Wege den Eisenerzen den Sauerstoff entzieht, d. h. sie zu Eisen reduziert, während es selbst sich durch Sauerstoffauf- nahme zum großen Teil wieder in Kohlensäure ver- wandelt und als solche zusammen mit dem Stickstoss der Luft, der keine chem. Prozesse erleidet, die oberste Öffnung des Ofens (die Gicht) verläßt.
Den umge- kehrten Weg, und zwar viel langsamer, beschreibt die Beschickung. Dieselbe wird nach den: Einschütten in die Gicht von den abziehenden Gichtgasen zu- nächst vorgewärmt und zugleich getrocknet. Beim allmählichen Herabsinken in Querschnitte, die etwa 400° zeigen, beginnt die reduzierende Wirkung des Kohlenoxyds, wodurch sich das Eisenoxyd zunächst in Oxydoxydul verwandelt, welches dann Wetter [* 29] unten (bei 800-900") zu Eisen reduziert wird. Gleichzeitig mit dem Reduktionsprozeß spielt sich der wichtige Vorgang der Kohlung ab. Durch Zusammenwirken von Kohlenoxyd und eisenoxyd- haltigem Eisen entsteht Kohlensäure und fester Koh- lenstoff, der sich in fein verteiltem Zustande auf dein reduzierten, noch mit erdigen Bestaubender Erze vermengten Eisen (Eisenschwamm) absetzt und von diesem allmählich aufgelöst wird.
Dadurch ent- steht die leicht schmelzbare Eisenkohlenstofflegierung, Roheisen genannt, die das eigentlich beabsichtigte Produkt des Hochofenprozesses bildet. Dasselbe wird, indem es zu dem untersten heißesten Teil des Ofens herabsinkt, samt den erdigen Beimengungen (Schlacke) in den flüssigen Zustand übergeführt und sammelt sich im untern Teil des Gestells, dem Eisenkasten, an,vonwo es ausdemOfendurch das Stich loch abgelassen («abgestochen») werden kann.
Nach diesen den normalen Verlauf des gesamten Hochofenprozesscs darstellenden Einzelvorgängen teilt man den innern Ofenraum in verfchiedene Zonen ein. Das obere Drittel des Schachtes, wo die Beschickung, ohne chem. Veränderungen zu er- leiden, nur getrocknet und vorgewärmt wird, nennt man Vorwärmezone. Die untern zwei Drittel des Schachtes nebst der obern Hälfte der Rast bil- den, da in ihnen die Reduktion der Eisenerze vor sich geht, die Reduktionszone. Der untere Teil derselben ist zugleich Kohlungszone; die untere Halste der Rast und die obere des Gestells bilden die Schmelzzone. Die untere Hälfte des Gestells, wo die Verbrennung des weißglühenden Kots zur Kohlensäure stattfindet, heißt Verbrennungs- zone. Bei schwer reduzierbarer Beschickung geht ¶
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viel Eisen in die Schlacke, und die Reduktion durch > das Kohlenoxyd ist eine unvollkommene, sodaß eine vollkommene Reduktion der flüssigen Schlacke erst durch den glühenden Koks der Verbrennungszone eintritt. Falls auch diese sog. direkte Reduktion durch Sinken der Ofentemperatur unvollkommen wird, bleibt ein größerer Teil der Eisenverbindun- gen unreduziert in der Schlacke, man sagt, der Ofen bat Roh gang, während der normale Verlauf des Prozesses als Gargang bezeichnet wird. - Die den Erzen beigegebenen Zuschläge haben den Zwcck, die erdigen Bestandteile der Erze sowie die Asche des Brennstoffs in leicht schmelzbare Verbindungen überzuführen und so eine flüssige Schlacke zu erzeu- gen. Beim Abstich des Ofens läßt man zunächst die Schlacke in Schlackenwagen ablaufen, die zur Halde gefahren werden.
Das Roheisen fängt man in Sandformen auf, die durch Rinnen mit einem größern vom Stichloch ausgehenden Graben (Mas- se lgraben) verbunden sind (s. Taf. II, [* 30] Fig. 5). Die Sandformen sind entweder flach und breit oder tiefer und schmal, sodaß die erkalteten Roheisenstücke (Masseln, Gänze, Flossen) entweder platt- förmig oder barrenförmig sind. Hm die sich im Ofen bildenden, noch brennbares Kohlenoxyd haltenden Rauchgase nicht ungenutzt entweichen zu lassen, fängt man diefelben in einem besondern Gichtgasfange auf und verwendet sie zur Winderhitzung, Dampfkesselheizunq, Vorwärmung resp. Röstung der Erze u. s. w. Ein Gichtgasfang (LangenscherGlockenapparat) ist aufTaf.II, [* 30] Fig. 3 dargestellt; y ist das in das Gehäuse r ein- gebaute Ableitungsrohr, p die für das Einbringen der Beschickung von der Gicht abhebbare, mittels Gewicht t ausbalancierte Glocke, deren abwärts ge- bogener Rand mit Wasser gegen den auswärts gebogenen untern Rand des Rohres h abgedichtet ist. Bei den meisten Hochöfen wird der Schacht nach der Gicht zu enger. Truran schlug einen nach oben erweiterten Schacht vor, der auch bei dem uamcntlich in Ruhland gebräuchlichen System von von Rachette angewendet ist. Das Rachettesystem (Taf. II, [* 30] Fig. 1 u. 2) zeichnet sich auch durch rechteckigen Quer- schnitt sowie die Anordnung der Formen in zwei gegenüberstehenden Reihen aus.
Vorteile des nach oben erweiterten Schachtes sollen sein eine bessere Ausnutzung der Wärme sowie die Möglichkeit der Verwendung unverkokter Kohlen und ungerösteter Erze, da sowohl Gase als Beschickung längere Zeit im Ofen verbleiben. Das Verhältnis von den täg- lich verbrauchten Mengen von Koks, Erzgemisch und Wind giebt folgendes Beispiel: Ein Hochofen, der täglich 110000 1^ Roheisen erzeugt, braucht 330000 kF Erz und Zuschlag, 100000 K3 Koks und 520000 KZ Wind.
Zur Beförderung der Erze, Zu- schläge und des Koks zur Gicht dient ein meist mit Dampfmaschine [* 31] betriebener Gichtaufzug, und zum Einpressen der beträchtlichen Windmenge in die Formen sind große Gebläse [* 32] (s.d.) nötig. Dieser Wind wird, damit er beim Eintritt in das Gestell die dort herrschende Schmelztemperatur nicht herab- zieht, in ^og. Winderhitzern vorgewärmt. Diese sind so eingerichtet, daß die vorzuwärmende Luft entweder durch erhitzte Röhren [* 33] oder durch erhitzte steinerne Kammern geht.
Zur Heizung [* 34] der Appa- rate dienen entweder die Gichtgase des Hochofens selbst oder besondere Feuerungen. Auf Taf.II, [* 30] Fig. 4 ist ein Langenscher oder westfäl. Röhrenapparat dargestellt. Die auf den Rosten N15 erzeugten Heiz- gase umströmen in mehrern Zügen ein Röhrensystem, in welches der zu erhitzende Gebläsewind bei ^ ein- tritt, während er, auf etwa 400° erhitzt, den Appa- rat bei ^ verläßt. Höhere Temperaturen (bis zu 800°) erzielt man in den steinernen Kamm er - apparaten.
Eine der besten Ausführungsformen ist die von Whitwell, die auf Taf. II, [* 30] Fig. 7 u. 8 in Vertikalschnitt und Grundriß dargestellt ist. Die bei ^V eintretenden Heizgase erwärmen die aus feuer- festen Steinen gemauerten, durch Scheidewände ge- trennten schmalen Kammern und verlassen bei V den Apparat. Sind die Kammern genügend erhitzt (glühend), so stellt man die Heizgase ab und läßt bei (' den Wind eintreten, der in entgegengesetzter Richtung die Kannnern durchströmt und durch D nach dem Hochofen geht. Hat der Wind die Kam- mern eine Zeit lang durchstrichen und ihnen die Hitze entzogen, so wird er durch die unterdessen erhitzten Kammern eines zweiten Apparats geleitet, bis die des ersten von neuem geheizt sind. Die Pressung des heißen Windes, zwischen Winderhitzer und Hoch- ofen, wird durch Federmanometer, die des kalten Windes, zwischen Gebläse und Winderhitzer, durch Quecksilbermanometer gemessen. Letzteres (in [* 30] Fig. 8a dargestellt) besitzt drei Schenkel a, d, 0, von denen c, das in d einmündet, mit der Windleitung verbunden wird, wodurch in d das Quecksilber sinkt und in a steigt.
Die Differenz der Niveaus ist das Maß des Druckes; dieser beträgt im Mittel 65 uini. L. Unter Rennarbeit (Rennen) versteht man die direkte Darstellung des Eisens (Schmiedeeisen und Stahl) aus den Erzen. Die Operation wird iu Herden oder Schachtöfen vorgenommen. Das Ren- nen in Herden nennt man auch Luppenfrischerei und unterscheidet hierbei das franz. oder catalonische, das cors. und das deutsche Verfahren, je nachdem das Erz von einer Seite des Herdes oder, mit Kohle gcmifcht, rings um das ringförmig geschichtete Brennmaterial, oder endlich in Schichten, Erz und Kohle abwechselnd, über die ganze Herdflüche auf- gegeben wird.
Das Wefen dieses Prozesses besteht darin, daß das durch Reduktion gebildete Eisen un- mittelbar nach seiner Entstehung der Kohlung ent- zogen wird. Diese im Altertum und Mittelalter all- i gemein gebräuchliche Eisenerzeugung liefert vorzüglich reines und ! zähes Schmiedeeisen, ist aber gegenwärtig wegen ! des großen Kohlenbedarfs, Eisenverlustes und Ar- l beitsaufwands nur wenig mehr im Gebrauch. Der ' in frnberer Zeit auf diese Weise gewonnene Stahl (R ennstahl) hieß W 0 lfsstahl, wenn er in Herden, Vlasestahl, wenn er in Blasöfen dargestellt wurde. - In neuerer Zeit wurden von Chenot, Blair, William Siemens u. a. verschiedene Vorschläge ge- macht, den Rennprozeh durch Verbesserungen für die Darstellung im großen geeignet zu inachen.
Der von Siemens konstruierte, an mehrern Orten Englands eingeführte Apparat, Siemensscher Rotator genannt (Taf. I, [* 30] Fig. 9), hat folgende Einrichtung: Das mit entsprechenden Zuschlägen gemischte Erz wird in den cylindrischen, beiderseits tonisch verengten und mit feuerfestem Material aus- gefütterten Bebälter lü geschmolzen und dann durch hinzugefügte Steinkohle zu Eisen reduziert. Wäh- rend des Prozesses wird der Cylinder durch einen Zahnradmechanismus in Rotation versetzt, wobei sich das reduzierte Eisen zu festen Massen (Luppen) sammelt, die gezängt oder sonst verdichtet werden. Die erforderliche hohe Temperatur wird durch eine Regenerativgasfeuerung geliefert, bei der die in der ¶
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Kammer 6 erhitzten Generatorgase über a. nach ä gelangen, wo sie mit der in einer benachbarten Kammer erhitzten, über d und c kommenden Luft zu- sammentreffen, sich entzünden und ihre Flamme in den Rotator (^ ergießen, von wo die Verbrennungs- gase durch einen hinter ä gelegenen, mit diesen: gleichen Raume in ein anderes Paar Kammern entweichen, deren Gitterwerk sie für die nächste Be- schickung vorwärmen. Durch die Öffnung 8 wird die Schlacke abgestochen, die durch die Rinne i- in den Schlackenwagen v fällt. Die hohen Anlage- kosten der Apparate sowie die noch große Unsicher- heit des Prozesses haben in neuerer Zeit zu einem allmählichen Verlassen des historisch immerhin denk- würdigen Versahrens geführt. II. Die Erzeugung von Schmiedeeisen «nd Stahl aus Roheisen. ^. Die Frifch arbeit bezweckt, den Kohlenstoff des Roheisens durch die Einwirkung des Sauer- stoffs der Luft zum Teil zu entfernen. Das Frischen findet statt in Herden (Herdfrischen, Frischen im engern Sinne), in Flammöfen (Flammofen- frischen, Puddeln) oder inKonvertern (Wind- frischen, Bessemern). Beim Herdfrischen fallen die Tropfen des niederfchmelzenden Roh- eisens durch den von dem Mundstück (Düse) kom- menden Windstrom in den mit Holzkohle beschickten Herd. Die Holzkohle liefert die zum Einschmelzen erforderliche Hitze und kommt in unmittelbare Be- rührung mit dem Feuer. Beim Puddcln wird das Roheifen durch die Flamme des von ihm ge- trennten Brennmaterials (meist Steinkohle) in einer Mulde des Ofcns eingeschmolzen und die Einwir- kung des in der Flamme enthaltenen freien Sauer- stoffs und dcr Kohlensäure durch das Rühren des Eisenbades befördert. Beim Bessemern wird in die Retorte (Konverter, Birne) flüssiges, übergares Roheisen eingefüllt und Luft in möglichster Vertei- lung durchgetrieben, sodaß durch Verbrennung des im Roheisen enthaltenen Siliciums und Kohlen- stoffs genügend Wärme erzeugt wird, um das ge- bildete schmiedbare Eisen dünnflüfsig zu erhalten. 100 Ctr. Roheisen werden in einem Herde in zehn Tagen, in einem Puddelofen in anderthalb Tagen, in einem Konverter in 30 Minuten in schmiedbares Eisen verwandelt. Als Brennmaterial braucht man für 100 Ctr. Roheisen beim Herdfrifchcn etwa 60 Ctr. Holzkohle, beim Puddelu 100 Ctr. Steinkohle, beim Bessemern 110 Ctr. Steinkohle. Aus 100 Ctr. Roh- eifen gewinnt man etwa 74 Ctr. gefrischtes, 75 Ctr. gepuddeltes ^tabeisen oder 80 Ctr. Bessemcreiscn. Die Herde, in denen das Herdfrischen ausgeführt wird, heißen Frischfeuer. Es sind dies meist mit gußeisernen Platten ausgefütterte kastenförmige, von Mauerwerk eingefaßte Gruben, über dcrcn einem Rande der Gebläsewind zugeführt wird. DerVorgangbeimHerdfrischenistderfolgende: Nachdem der Herd mit Kohlen gefüllt ist, werden diese entzündet. Durch den mittels einer geneigten Form eingeblasenen Windstrom tritt eine lebhafte Verbrennung ein. Von der der Form entgegen- gesetzten ^eite wird das Roheisen in das Feuer ge schoben, wo es tropfenweife abschmilzt, durch den Windstrom fällt, hierbei oxydiert und sich in diesem veränderten Zustand, samt der gebildeten sowie dcr etwa beim Einschmelzen zugesetzten Schlacke, auf dem Boden sammelt. Der Rest der verbrannten Kohlen wird alsdann entfernt, neues Brennmaterial auf- geschüttet und das Eisen von neuem über die frischen Holzkohlen gehoben, um abermals nicdcrzuschmelzen, worauf die Operation wiederholt wird. Unreine Schlacke wird abgestochen und entfernt, reine da- gegen als Oxydationsmittel bei derselben oder der folgenden Hitze zugeschlagen. Wendet man graues Noheiseu an und will man daraus Schmiedeeisen erzeugen, so gewinnt der Vorgang die größte Aus- dehnung. Beim ersten Niederschmelzen wird das Eisen gefeint, d. h. das Silicium wird durch Oxy- dation entfernt und zugleich der Graphit in chemisch gebundenen Kohlenstoff übergeführt. Beim zweiten Schmelzen (Rohfrifchen) wird das Feineisen in Stahl und dieser beim dritten Schmelzen (Gar- frischen) in Schmiedeeisen übergeführt. Man nennt eine solche Frifcharbeit Dreimalschmel- zerei oder deutsche Frisch arbeit. Wird ein ge- feintes oder siliciumarmes, aber kohlenstosfreiches weißes Roheisen benutzt, so fällt die erste Periode des Feinens aus, und es entsteht bei zweimaligem Niedergehen Schmiedeeisen. Diese Arbeit heißt Zweimalschmelzerei oder auch Wallon- schmiede. Wird endlich ein silicium-und kohlen- stoffarmes, daher stahlartiges Roheisen benutzt, so fällt auch das Rohfrifchen fort, und es entsteht Schmiedeeisen bei einmaligem Niedergang; die Ar- beit heißt dann Einmalschmelz er ei oder Schwalarbeit. Will man nicht Schmiedeeisen, sondern Stahl erzeugen, so fällt stets das dritte Schmelzen, das Garschmelzen, aus und man erhält, je nach der Beschaffenheit des verwendeten Rohma- terials, eine Zweimal- oder Einmalschmelzerei auf ^tahl. Wegen des hohen Preifes der Holzkohle hat man zum Frischen des Eisens Steinkohle versucht. Da aber dieselbe wcgen ihres Schwefelgehalts nicht in unmittelbare Berührung mit dem Eisen kommev darf, so ging man über zudem Puddelverfahren. Das Pudd e ln wurde 1784 von Cort und Parnell eingeführt. Es beruht auf der Entkohlung des im Herd eines Flammofens eingeschmolzenen Roheisens durch die atmosphärische Lust, deren Zutritt zum Eisen durch Rühren (engl. puäälwZ) vermittelst einer von der Hand [* 36] oder einer Maschine [* 37] bewegten Krückc herbeigeführt wird. Die Steinkohlenfeuerung wird gegenwärtig besser durch Gasfeuerung [* 38] unter An- wendung Siemensscher Regeneratoren ersetzt. Der chem. Prozeh verläuft beim Puddeln in derfelben Wcisc und Reihenfolge wie beim Herdfrischen, nur daß hier in ununterbrochener Reihenfolge die ein- zelnen Perioden des Feinens, Rohsrischens und Garfrischens ineinander übergehen, während sie beim Herdfrischen durch die Auf- und Durchbrech- arbeiten der Regel nach scharf bezeichnet sind. Der praktischen Ausführung des ^tahlpuddelns standen früher sehr große Schwierigkeiten im Wege. Erst durch deutsche, namentlich westfäl. Werke wurden dieselben überwunden. Seit 1850 findet eine regelmäßige Fabrikation von Puddelstahl statt. Die gegenwärtig in Gebrauch befindlichen Puddel- öfen sind Flammöfen, deren Hauptteil aus einem eisernen, auf einer gleichfalls eifernen, hohl liegen- den Platte ruhenden Schlackenherd H (Taf. I, [* 35] Fig. 6) besteht, der von meistenteils gekühlten Rän- dern, den Herd- oder Grenzeifen, eingefaßt ist. In der Regel ist derselbe nur von einer Seite durch ein oder zwei Arbeitsthüren zugänglich, seltener an beiden Seiten mit solchen Thüren versehen. Von der Feuerung, deren meist jeder Ofen eine besondere hat, ist der Herd durch die Feuerbrücke o, von dem zur Esse ä führenden Feuerkanal f, dem Fuchs, [* 39] ¶
forlaufend
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vurch die Fuchsbrücke i getrennt. Ein Tonnenge- wölbe p überspannt den ganzen Ranm; r ist ein Treppenrost, der unten durch einen kurzen Plan- rost delns erfordert große Geschicklichkeit und Sorgsalt von seiten des Arbeiters. Nachdem derselbe das Feinmetall oder Puddelroheisen mittels einer Schau- fel in den Ofen eingebracht hat, türmt er die Stücke pfeilerförmig an den Seiten des Herdes bis fast an die Wölbung des Ofens aufeinander, wobei die Mitte des Herdes frei bleibt.
Die einzelnen Pfeiler oder Stapel müssen soviel als möglick voneinander i getrennt sein, damit das Eisen auf allen Seiten von der Luft und den Flammen bestrichen werden ^ tann. Das Arbeitsloch wird hierauf mittels seiner Fallthür verschlossen, Steinkohle auf den Rost ge- geben und das Schürloch mit derselben zugelegt, dagegen die zum Öffnen und Verschließen auf dcr obern Mündung des Schornsteins angebrachte Klappe geöffnet, fodaß der Ofen in volle Glut kommt.
Nach etwa 20 Minuten wird das Eisen bellglühend und beginnt an den hervorragenden Ecken und Kanten zu schmelzen und auf den Herd , heradzutropfen. In diesem Augenblick öffnet der ! Arbeiter die kleine, in der Fallthür eigens zu ^ diesem Zweck ausgesparte Ossnung und sucht mit ! einer hakenförmigen Stange (Kratze) die Eisenstilcke so zu wenden, daß das Eisen nicht zu rasch ein- schmilzt, worauf das eigentliche Puddeln seinen An- fang nimmt. Der Arbeiter fucht nämlich das ge- schmolzene Eisen mit zugesetzter Schlacke und der beim Einschmelzen gebildeten Zu mengen und ar- beitet dasselbe beständig durch, um immer neue Eisenteile mit der Luft in Berührung zu bringen. Es erfolgt hierbei ein Aufschwellen des Eisens durch Entwicklung von Kohlenoxydgas, das seiner- seits, sobald es das Eisen durchbricht, in Gestalt ! von Flämmchen abbrennt. ! Das Eisen wird so lange durchgearbeitet, bis es teigartig wird, worauf das Feuer wieder verstärkt und die Klappe auf dem Schornstein geöffnet wird.
Bei steigender Temperatur nimmt das Eisen wieder eine zähe Beschaffenheit an und bäckt oder schweißt sich zu kleinen Klumpen zusammen, die zu größern Klumpen zu vereinigen sind. Zu dem Ende wird ein hierbei gleichsam als Kern dienendes Klümpchen auf der weichen Masse hin und her gerollt, sodaß es sich durch Anhäufung von Eisen mehr und mehr vergrößert, bis ein Ballen von 30 bis 50 1(F ent- standen ist. Dieser wird behufs weiterer Erweichung mittels einer vorher heiß gemachten Stange nach der heißesten Stelle des Herdes (in die Nähe der Feuerbrücke) gebracht und hier mit Gewalt zu- sammengedrückt, damit sich die Schlacke möglichst herausquetscht (Luppendrücken).
Wenn nach ungefähr 20 Minuten alles Eisen in Ballen geformt ist, wird auch das Arbeitsloch geschlossen, damit die Hitze ihren höchsten Grad erreicht und die einzelnen Teile des Eisens sich noch inniger und vollständiger verbinden. Die Ballen werden alsdann einzeln mit- tels einer großen Zange [* 41] aus dem Ofen gezogen und so schnell als möglich unter den Hammer [* 42] oder die Presse, [* 43] zuweilen auch unmittelbar zwischen die Wal- zen gebracht. Der ganze Prozeß des Puddelns dauert 1^ dis 2^2 Stunden.
Der Sand- oder Schlackenherd mutz schon 12 Stunden vor Anfang der Arbeit am Mon- tag Morgen angewärmt, am Sonnabend aber nach dem letzten Puddeln durch ein lebhaftes Feuer ganz eingeschmolzen und als flüssige Schlacke durch den Abzug gelassen werden. Den vorbeschriebenen Pud- delprozeß nennt man das Puddeln auf Schmiede- eisen oder Puddeln auf Sehne, von welchem Ver- fahren sich das Puddeln auf Korn und das Stahl- puddeln einigermaßen, doch nicht wesentlich unter- scheidet. Um die überaus anstrengende Handhabung der Krücke (Hand puddeln) zu umgehen, hat man Rübrapparate (Maschinenpuddeln) hergestellt, die indes die Handarbeit nur unter gewissen Bedin- gungen und auch dann nicht vollkommen ersetzen.
Zweckentsprechender sind die rotierenden Puddel- öfen (Drehpuddeln), deren Erfinder der Schwede Oestlund ist, die jedoch erst weitere Verbreitung fan- den, als 1871 der Amerikaner Danks seinen rotie- renden Ofen baute, der mit dem bei der Nennarbeit beschriebenen Sismensschen Rotator große Ähnlich- keit hat. Ein scheibenförmiger, horizontal rotierender Herd (Tellerofen) rührt von von Ehrenwerth her. Dem Puddelprozeß gegenüber verhalten sich, wie schon angedeutet, die verschiedenen Noheisensorten verschieden.
Der Prozeß verläuft um so rascher, je teigartiger das Eisen einschmilzt (manganarmes Weißeisen), und um so langsamer, je dünner es ein- schmilzt (graues Roheisen, Spiegeleisen). Der Sauer- stoff der zugeführten Luft oxydiert zuerst das Mangan und Silicium, dann den Kohlenstoff. Ist dieser, wie beim Graueisen, als Graphit vorhanden, so wird er nach dem Verbrennen des Siliciums zunächst in den leichter oxydierbaren gebundenen Kohlenstoff übergeführt, wobei Wärme verbraucht wird, wes- halb Graueisen das Frischen verlangsamt.
Steigt der Siliciumgebalt des grauen Roheisens über 3 Proz., so wird dasselbe am besten einem Vor- bereitungsprozeß, dem Feinen, unterworfen, wo- durch Beimengungen, wie Schwefel, Phosphor, Mangan und Silicium teilweise abgeschieden werden und auch der graphitische Kohlenstoff in gelösten übergeht. Das Graueisen wird also durch Feinen sowohl geläutert, als in Weißeisen übergeführt. Das ^ Feinen geschieht in Herden oder Flammöfen. Einen ! Herd (Feineisenfeuer) stellen Taf.I, [* 40] Fig. 7 u. 8 , im Vertikalfchnitt und Grundriß dar. Beim Ve- ^ setzen kommt auf die Herdsoble eine Schicht Koks ^ und darauf das Roheisen in Gänzen. Die Gebläse- ^ luft, die durch die Rohrleitung 1" zugeführt wird, i tritt durch sechs nach abwärts gerichtete, mit Wasfer ^ gekühlte Düsen in den Herd; ^ sind Wassertröge zur Kühlung der eisernen Herdwandungen, L solche zur Kühlung der Arbeitswerkzeuge. - Ein dem Feinen ähnlicher den gleichen Zweck verfolgender Prozeß ist das Braten, das darin besteht, daß man das m dünne Scheiben gegossene Roheisen inVrat - Herden oder Vratöfen etwa 12 Stunden lang unter Luftzutritt mähig glüht.
Der Vessemerprozeß, von Henry Vessemer 1856 erfunden, beruht auf der Entkohlung des flüssi- gen Roheisens mittels durch dasselbe hindurchge- preßter Luft. Es wird hierzu geschmolzenes über- gares Roheisen in ein birnförmiges Gefäß [* 44] (Besse- merbirne, Konverter) gebracht und atmosphärische ^ Luft unter hohem Druck durch dasselbe getrieben, wodurch eine kräftige Einwirkung der letztern auf das Eisenbad und mithin ein schnelles Frischen statt- ! findet. Eine Eigentümlichkeit des Vessemerns be- ' steht darin, daß infolge der großen Menge (3000 ^ -10000 k^) gleichzeitig der Oxydation ausgefetzten Materials die durch Verbrennung von Silicium, Eifen und Mangan entwickelte Wärme so wirksam ¶