Amerikanischer Hochofen
Englisch: American forge
Ein Hochofen zur unmittelbaren Herstellung von Schmiedeeisen, der sich vom alten katalanischen Ofen hauptsächlich durch die Verwendung von feinst gemahlenes Erz und kontinuierliche Arbeitsweise unterscheidet.
Amerikanischer Ofen: Schmiedeeisen in einem Stück aus Erzstaub
Ein amerikanischer Ofen ist ein Schmelzofen, der Eisenerz direkt zu Schmiedeeisen in einem durchgehenden Arbeitsgang umwandelt, ohne dass eine zwischengeschaltete Roheisenerzeugung nötig ist. Das Verfahren schmilzt Eisenoxiderz vermischt mit Holzkohle oder Koks, bearbeitet dann die entstehende Eisenmasse unter schweren Hämmern oder Pressen noch im heißen Zustand und treibt die Schlacke aus, während das Metall gleichzeitig veredelt wird. Das unterscheidet sich grundlegend von Hochofenprozessen, die sprödes Roheisen erzeugen und eine separate Wiedererwärmung und Verarbeitung erfordern.
Die entscheidende technische Neuerung war die Verwendung von fein zerkleinertem Erz statt Stückerz. Das Zerkleinern vergrößert die Oberfläche und beschleunigt die Reduktionsreaktion, was dem Ofen ermöglicht, heißer und schneller zu arbeiten. Amerikanische Öfen liefen typischerweise in Zyklen von 12 bis 24 Stunden und verarbeiteten Chargen von 500 bis 2000 Pfund pro Ansatz. Das zerkleinererte Erz wurde in Schichten mit Brennstoff und Zuschlag aufgegeben, auf etwa 2200 bis 2400 Grad Fahrenheit erhitzt und dann mechanisch bearbeitet, während sich das Eisen verfestigte.
Der amerikanische Ofen konkurrierte mit dem älteren katalanischen Ofen und dem Rennfeuer, die ebenfalls Schmiedeeisen direkt aus Erz erzeugten. Während ein katalanischer Ofen geschicktes Handwerk erforderte und bescheidene Mengen erzeugte, betonte das amerikanische Design mechanische Zuverlässigkeit und höhere Durchsätze. Es erforderte erhebliche Kapitalinvestitionen in Zerkleinerungsmaschinen, kräftige Hämmer und dampf- oder wasserkraftgetriebene Ausrüstung, weshalb es sich in industrialisierenden Gegenden statt an entlegenen Erzlagerstätten verbreitete.
Niedergang und Erbe
Der amerikanische Ofen dominierte die Schmiedeeisenerzeugung im 19. Jahrhundert, wurde aber ab den 1890er Jahren durch Bessemer- und Siemens-Martin-Stahlverfahren verdrängt, die billiger und schneller waren. Stahl konnte nach Reinigung und Kontrolle walz- oder schmiedbar gemacht werden, um Schmiedeeiseneigenschaften zu erreichen, dabei aber günstiger angeboten werden. Einige amerikanische Öfen bestanden bis ins frühe 20. Jahrhundert für Spezialarbeiten, aber das Verfahren ist heute rein historisch.Die Bezeichnung "amerikanisch" spiegelt die Übernahme und Verbesserung durch amerikanische Hersteller wider, obwohl ähnliche Konstruktionen auch in Europa auftraten. Der Ofen steht konzeptionell zwischen vorindustrieller Rennfeuertechnik und moderner integrierter Stahlherstellung; er markiert den Höhepunkt der direkten Erz-zu-Metall-Technologie, bevor Brennstoffkosten und chemische Verfahren die indirekten Roheisenprozesse wirtschaftlicher machten.