Bild: Calle Eklund/V-wolf / wikipedia.org
Alte Bessemerbirne für das Bessemer-Verfahren (Bild: Calle Eklund)

Bessemer-Verfahren und Bessemerbirne erklärt

Mit dem Bessemer-Verfahren wird aus Roheisen Stahl erzeugt. Henry Bessemer erfand zu diesem Zweck 1855 die Bessemerbirne, einen birnenförmigen Konverter mit Luftöffnungen an der Unterseite. Per Windschriftverfahren konnte so die Stahlproduktion deutlich erhöht werden.

Das Bessemer-Verfahren im Detail

Für das Bessemer-Verfahren benötigt man bereits verflüssigtes Roheisen, entweder aus einem Hochofen oder aus einem Kupolofen. Das vorgeschmolzene Roheisen muss in die Bessemerbirne gefüllt werden, die als Konverter fungiert. Nun folgen 30 Minuten in denen die flüssige, heiße Masse an Roheisen mit Luft angeblasen wird. Zu diesem Zweck hat die Bessemerbirne am Boden Düsen, durch die ein Windstoß geleitet wird. Der Sauerstoff der Luft sorgt dafür, dass der Kohlenstoff und andere Verunreinigungen des Eisens oxidieren. Die Ursache liegt bei der hohen Schmelztemperatur von Roheisen (mindestens 1.150 Grad Celsius). So schmelzen andere Eisenbestandteile im Bessemer-Verfahren schneller. Verbrannte Gase können in der Bessemerbirne durch Öffnungen am Birnendeckel entweichen.

Für eine korrekte Anwendung ist der Zeitpunkt entscheidend, an dem der Kohlenstoffgehalt des Resteisens gen null tendiert. Zu diesem Zweck greift man auf ein Spektroskop zurück, mit dem die abziehende Flamme besichtigt wird. Nun gilt es, die richtige Flammenfärbung zu erkennen, um zum richtigen Zeitpunkt das Bessemer-Verfahren zu stoppen. Als sonstige Bestandteile erhält man nach der Anwendung mit der Bessemerbirne Oxidschlacke und reines Eisen. Für die Anwendung eignet sich allerdings nur schwefel- und phospohrarmes Roheisen, da diese Stoffe durch das Bessemer-Verfahren nicht entfernt werden.

Das Bessemer-Verfahren im Fokus (Bild: Wikipedia)

Das Bessemer-Verfahren im Fokus (Bild: Wikipedia)

Die Eigenarten der Bessemerbirne

Die Bessemerbirne ist ein beweglicher, birnenförmiger Konverter. Die feuerfeste Auskleidung mit entsprechenden Ziegeln ist wegen der sehr hohen Temperaturen unumgänglich. Die Ziegel mussten damals aufwendig aus Quarzit, Tonstein und feuerfestem Ton hergestellt und gebrannt werden. Die Windzufuhr erfolgt über 49 bis 91 Düsen, deren Durchmesser jeweils neun bis zwölf Millimeter groß ist. Ein rollender Windkasten erzeugt den Luftstrom. Geregelt wird die Windzufuhr über ein Ventil. Bessemerbirnen variieren in Größe und Gewicht. So fassen kleine Birnen 1.000 kg, große dagegen 6.000 kg und mehr.

Der Erfinder Henry Bessemer

Der Ingenieur und spätere Erfinder des Bessemer-Verfahrens Henry Bessemer wurde am 19. Januar 1813 in Charlton geboren. Als Sohn eines Schriftgießers lernte Henry Bessemer früh die Techniken und Besonderheiten des Metallgusses. Nach dem Ende der Schule arbeitete er weiter im Betrieb seiner Vaters und lernte noch mehr über Metallverarbeitung. Viel brachte er sich selbst bei. Sein Erfindergeist begleitete ihn sein ganzes Leben. Unzählige Erfindungen gehen auf Henry Bessemer zurück. So erfand er unter anderem eine Zuckermaschine, spezielle Prägestempel und verschiedene Schiffstypen. Insgesamt ist er für 117 Patente verantwortlich. Für seine Verdienste erhob man ihn 1879 in den Ritterstand. Am bekanntesten ist Sir Henry Bessemer heute trotzdem noch für das Bessemer-Verfahren. Er starb am 14. März 1898 in London im Alter von 85 Jahren.

Das Bessemer-Verfahren bis heute

Henry Bessemer (Bild: Wikipedia)

Henry Bessemer (Bild: Wikipedia)

Da Bessemers Erfindung nicht für Roheisen mit hohen Phospohor- und Schwefelkonzentrationen geeignet ist, musste ein alternatives Verfahren her. Hierfür kann das Thomas-Gilchrist-Verfahren (kurz Thomas-Verfahren) angewendet werden, das ebenfalls auf einen birnenförmigen Konverter (die Thomasbirne) setzt. Entwickelt wurde es von Percy Carlyle Gilchrist und Sidney Thomas.

Das Bessemer-Verfahren überdauerte das 19. Jahrhundert nicht. Das bessere Thomas-Verfahren und später aufblasbare Konverter im LD-Verfahren verdrängten es. Heute findet die Bessemerbirne keine Anwendung mehr, gilt aber als Ausgangspunkt für die moderne Stahlgewinnung und als eine Ingenieursmeisterleistung.

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