Online-Bibliothek

Eisen

[641] Eisen (das) geh�rt zwar zu den sogenannten unedlen und zu den am h�ufigsten vorkommenden Metallen, ist aber jetzt das wichtigste von allen. Obgleich schon Moses desselben gedenkt, begann seine allgemeine Benutzung doch erst in viel sp�tern Zeiten, weil die schwierige Darstellung desselben aus den Erzen umfassendere Erfahrungen in der Chemie verlangt. Das Eisen wird als Hauptbestandtheil und in geringerer Beimischung, in sehr vielen K�rpern des Mineralreichs, ja selbst des Thier- und Pflanzenreichs gefunden. Im Mineralreich ist es vorz�glich in der Verbindung mit Schwefel und mit Sauerstoff oder als Oxyd h�ufig, das Schwefeleisen (der Schwefelkies, Wasserkies und Magnetkies), wird jedoch ebenso wenig, wie das mit Arsenik verbundene (im Arsenikkies) zur Gewinnung des Eisens benutzt, weil diesem schon ein geringer R�ckstand von Schwefel oder Arsenik die sch�tzbarste Eigenschaft, seine Dehnbarkeit, raubt und beide Bestandtheile durch kein sparsames Verfahren im Gro�en g�nzlich davon geschieden werden k�nnen. Man schmilzt daher Eisen gew�hnlich blos aus den Erzen, in denen es mit mehr oder weniger Sauerstoff, also in oxydirtem Zustande und daneben mit erdigen und andern metallischen und fl�ssigen Stoffen verbunden vorkommt. Dergleichen Eisenerze sind vorz�glich: der Magneteisenstein und der Spatheisenstein; der Rotheisenstein, wozu rother Glaskopf (s. Blutstein) und rother Eisenocher geh�ren; der Braun-, Gelb- und Schwarzeisenstein, die nach ihrer Farbe benannt sind; der Thoneisenstein, wozu der R�thel oder die rothe Kreide geh�rt; der Raseneisenstein und die sogenannten Sumpf- und Wiesenerze, welche in geringer Tiefe unter der Oberfl�che des Bodens gefunden werden, sich noch fortw�hrend erzeugen und durch Wasser entstehen, welches aus thierischen und Pflanzenstoffen Phosphors�ure auszieht und dadurch die Eigenschaft erhielt, Eisentheile aus der Erde auszuziehen, sp�ter aber wieder verdunstet ist. Gediegen scheint es nur in den meteorischen Eisenmassen vorzukommen, deren gr��te in Europa, bei Bitburg n�rdl. von Trier gefundene, 3300 Pf. wog; weit gr��ere bis zu 40,000 Pf. Schwere sind in Amerika entdeckt worden.

Mit Aufstellung der Regeln, nach denen das Eisen am vortheilhaftesten im Gro�en aus den Erzen dargestellt werden kann, besch�ftigt sich die Eisenh�ttenkunde, die Aus�bung derselben aber ist Sache des Eisenh�ttenwesens. Um nun Eisen aus den steinartigen Erzen zu gewinnen, m�ssen sie einer diese Absicht erleichternden Vorbereitung unterworfen werden, die jedoch weit einfacher als bei andern Erzen ist, weil der Preis des Eisens gro�en Aufwand von Arbeit nicht erlaubt, weshalb auch solche Erze, die kostspielige Vorbereitungen verlangen, unbenutzt bleiben m�ssen. Die Eisenerze werden blos gepocht, d.h. angemessen zerkleinert, [641] da n�thig ger�stet, d.h. in Haufen mit Holzkohlen oder Coaks geschichtet, im Freien oder in besondern Oefen einer Hitze ausgesetzt, bei der sie nicht schmelzen, wol aber darin enthaltener Schwefel und mancher andere fremde Stoff m�glichst entfernt und das Erz m�rber gemacht wird, was bei Manchen auch das Verwittern an der Luft bewirkt. Die Gewinnung des Eisens selbst findet gew�hnlich in sehr gro�en, von 28–60 F. hohen, runden, unten bauchigen sogenannten Hoh�fen, deren oberer Theil die Gicht hei�t, statt. In diese �fen wird das vorbereitete Erz in abwechselnden Schichten mit Holzkohlen oder Coaks von oben eingef�llt und der dazu bestimmte Raum hat unten ungef�hr acht, oben vier F. Weite, ist aber von au�erordentlich starkem Mauerwerk umschlossen, da dergleichen �fen oft Jahre lang ohne Unterbrechung im Gange bleiben. Die Kohlen werden von unten angez�ndet und durch Blaseb�lge angefacht; das ausgeschmolzene Eisen sammelt sich unter einer Schlackendecke am Boden und wird von Zeit zu Zeit abgelassen, der Ofen aber durch die Gicht best�ndig wieder gef�llt. Das auf diesem Wege erhaltene Eisen hei�t Gu�eisen und wird sogleich in die bereitgehaltenen Formen von Thon oder Eisen geleitet, wenn es zu gu�eisernen Gegenst�nden benutzt werden soll, oder Roheisen, wenn es blos in Rinnen aufgefangen wird und zu h�mmerbarem Stabeisen verarbeitet werden soll. Noch ist es n�mlich spr�de, hat im Ofen eine zu gro�e Menge Kohle aufgenommen und enth�lt noch andere etwa im Erz vorhanden gewesene fremde Bestandtheile, daher es blos zu Gu�waaren brauchbar ist, zu denen es sich aber ganz vorz�glich eignet, weil es nicht, gleich allen �brigen Metallen, beim Erstarren in den Formen sich stark zusammenzieht, sondern vielmehr die kleinsten H�hlungen derselben ausf�llt.

Gleich dem Roh- oder Gu�eisen sind auch der Stahl und das Schmiedeeisen, in welchen drei Ab�nderungen das Eisen zur weitern Verarbeitung kommt, Verbindungen desselben mit Kohlenstoff, welche �brigens nur wenige Metalle eingehen. Um Schmiede- oder Stabeisen zu erhalten, mu� dem Roheisen der Kohlenstoff wieder entzogen werden, den es im Hohofen aufgenommen hat; dies bewirkt man, indem es geschmolzen und ihm durch Gebl�se fortw�hrend Luft zugef�hrt wird, wodurch ein gro�er Theil der fremden, leichter als das Eisen verbrennlichen Stoffe und namentlich die Kohle verbrannt werden, von der inde� ein sehr kleiner Rest doch zur�ckbleibt. Unter von Wasser getriebenen schweren H�mmern oder durch Walzwerke gibt man dem Eisen dann die Form von St�ben, in der es erst verk�ufliche Waare ist; dies ganze Verfahren hei�t, wenn die Schmelzarbeit auf Herden vor sich geht, die den Schmiedefeuern �hnlich sind, das Frischen des Eisens, sowie Puddeln, wenn sie nach engl. Art in Zug- oder Flamm�fen geschieht, in denen das Metall mit dem Brennmaterial nicht in Ber�hrung kommt. Da der Stahl eine Verbindung von Eisen mit weniger Kohlenstoff als im Roheisen und mit mehr als im Schmiedeeisen ist, so kann er aus beiden hergestellt werden, indem man dem einen den �berfl�ssigen Kohlenstoff entzieht oder dem andern den mangelnden zuf�hrt. Manche Eisenerze, wie z.B. der Spatheisenstein, geben ein vorz�glich zur Stahlbereitung geeignetes Roheisen, das blos unter einer Bedeckung von Schlacken erhitzt zu werden braucht, um seinen �berflu� an Kohlenstoff abzugeben und sogenannten nat�rlichen Stahl zu bilden. Wird dagegen Stabeisen mit Kohlenpulver schichtweise in wohlverkittete Beh�ltnisse gepackt und so mehre Tage der Wei�gl�hhitze ausgesetzt, so dringt dabei die Kohle in das Eisen ein und verwandelt dies in Brenn- oder C�mentstahl. Diesen aber, sowie den nat�rlichen, pflegt man noch in Tiegeln mit Glaspulver bedeckt zu gl�hen und dann einer Hitze auszusetzen, bei welcher der Stahl, nicht aber das etwa unver�ndert gebliebene Eisen schmilzt, und der so erhaltene reinere Stahl hei�t nun Gu�stahl. Nach einer ganz neuen, in England bereits im Gro�en angewendeten Entdeckung wird auch Stahl aus Stabeisen erhalten, indem man bei sehr hoher W�rme, an Kohle vorz�glich reiches Kohlenwasserstoffgas (�lgas) �ber das Eisen leitet, was dabei seinen Kohlenstoff an das Metall abgibt, w�hrend kohlenfreies Wasserstoffgas entweicht. Der auf einem dieser Wege bereitete vorz�glichste Stahl kann aber noch durch Verbindung mit sehr geringen Mengen anderer Metalle, z.B. mit ¹/₅₀₀ Silber, wodurch der zu seinen schneidenden Werkzeugen besonders taugliche Silberstahl erhalten wird, mit Platina, mit Silicium und Aluminium, den metallischen Basen der Kiesel- und der Thonerde, verbessert werden. Der Verbindung mit den beiden letzten dankt auch der unter dem Namen Wootz ber�hmte ind. Stahl seine vorz�gliche G�te. An H�rte �bertrifft der Stahl das Roh- und Stabeisen; wird er gl�hend in kaltes Wasser getaucht, so erh�lt er solche Spr�digkeit und H�rte, da� er Glas ritzt und der Feile widersteht, verliert aber diese H�rte wieder durch abermaliges Erhitzen und langsames Erkalten. Die Farben, welche polirter Stahl beim Hei�werden annimmt, geben einen Ma�stab f�r den Augenblick an, wo er in einer Fl�ssigkeit gel�scht werden mu�, um zu gewissen Zwecken vorz�glich tauglich zu sein. Zuerst l�uft er n�mlich strohgelb an und besitzt die gr��te H�rte, dann purpurfarben, violett, dunkelblau, zuletzt hellblau, wo er die geringste H�rte, aber den z.B. f�r Uhrfedern n�thigen Grad von Elasticit�t erh�lt. Die Bearbeitung des Eisens wird meist in der Gl�hhitze vorgenommen, wo nicht nur seine gr��ere Weichheit die Arbeit erleichtert, sondern wo es auch dehnbarer ist, als bei niederer Temperatur. Seine gro�e Z�higkeit erlaubt sehr seinen Draht (s.d.), jedoch nicht d�nnes Blech (s.d.) daraus herzustellen; �brigens besitzt es in h�herm Grade als das Platin (s.d.) die Eigenschaft, vor dem Schmelzen zu erweichen und sich in der Wei�gl�hhitze schwei�en zu lassen. Vom Magnete (s.d.) wird es stark angezogen und kann auch selbst leicht anziehend gemacht werden; zum Sauerstoffe (Oxygen) besitzt es eine gro�e Verwandtschaft und vereinigt sich mit demselben (oxydirt) bei gleichzeitiger Einwirkung von Feuchtigkeit schon in der gew�hnlichen Temperatur, d.h. es rostet. Je h�rter und fester das Eisen ist, desto tauglicher ist es zum Gebrauch, indessen ist weiches und z�hes zu manchen Zwecken nicht minder gut; die schlechtesten Sorten sind die, welche sowol der H�rte, als auch der Z�higkeit entbehren. Die Benutzung des Eisens ist die ausgedehnteste, welche sich denken l��t; es liefert Hufeisen f�r die Pferde, N�gel und Werkzeuge aller Art, es werden Schiffe daraus gebaut, Kanonen, aber auch Bilds�ulen und andere Kunstwerke und Schmucksachen daraus gegossen, oder auf andere Weise daraus hergestellt; es ist dasselbe Metall, aus dem man Reifen um die Wagenr�der [642] legt und Ringe am Finger tr�gt, aus dem die Anker der Schiffe und die N�hnadeln bestehen, und wie hoch es durch die Arbeit im Werthe steigt, davon sind unter Anderm die zu Waidhofen an der Ips in �streich verfertigten seinen Fischangeln ein Beispiel, deren �ber 6000 St�ck auf ein Loth gehen, das f�r ungef�hr 15 Thlr. verkauft wird, soda� der Centner Eisen gegen 50,000 Thlr. ausgebracht wird. In der Gewinnung und Verarbeitung des Eisens hat es kein Land weiter gebracht als Gro�britannien; noch vor hundert Jahren wurden in England und Wales nur 340,000 Ctr. Roheisen auf 53 �fen geschmolzen, 1827 aber lieferten in England und Schottland 284 �fen allein 13,800,000 Ctr., in neuester Zeit aber ist die Erzeugung dieses Metalls mit dem durch den zunehmenden Bau von Maschinen und vor Allem der Eisenbahnen (s.d.) gewachsenen Bed�rfnisse in ganz Europa auf eine noch nicht zu �bersehende Weise gestiegen. Eine der wichtigsten Verbesserungen, die in neuester Zeit beim Eisenausschmelzen stattgefunden haben, besteht darin, da� durch das Gebl�se (s.d.) anstatt kalter Luft, vorher erhitzte in die Ofen getrieben wird, wodurch man nicht blos die H�lfte des Brennmaterials erspart, obgleich die Luft besonders erw�rmt werden mu�, sondern auch ein reineres und vorz�glicheres Eisen gewonnen hat.