Ergebnisse der Untersuchung des kombinierten Modells für die Lenkung des Hochofenprozesses

Prüfung eines aus einem induktiven und deduktiven Teil bestehenden mathematischen Hochofenmodells. Plausibilitätskontrolle durch Vergleich der Zustandsgrößen des deduktiven mit denen des induktiven Modells und durch Vergleich der gemessenen Gichtgaszusammensetzung mit der durch das induktive Modell errechneten. Laufende Errechnung der Geschwindigkeit der Roheisenerzeugung und anderer verfahrenstechnischer Kenngrößen.     

Schmelzgleichgewichte im System Fe—C—Ca

Das binäre Randsystem Ca—Fe ist gekennzeichnet durch eine ausgeprägte Mischungslücke mit sehr geringen Löslichkeiten der beiden Elemente ineinander, während das System Ca—C durch die hochschmelzende kongruente Verbindung CaC₂ und eine relativ große Löslichkeit von C im flüssigen Ca charakterisiert wird. Die durch das System Ca—C für Eisenschmelzen hervorgerufene Ca- und CaC₂-Sättigungslinie im ternären System Fe—C—Ca läßt sich nach thermodynamischer Auswertung der Versuchsergebnisse mit In γ^c_ca-Werten als Funktion der Kohlenstoffkonzentration und der Temperatur beschreiben. Der Gang des Aktivitätskoeffizienten bewirkt dabei, daß die gelösten Ca-Gehalte mit steigenden C-Werten zunächst im Bereich der Ca-Sättigung bis zur Doppelsättigung mit CaC₂ ansteigen, anschließend im Bereich der CaC₂-Sättigung wieder abfallen, ein Minimum durchlaufen und zur Doppelsättigung mit C und CaC₂ hin erneut zunehmen.     

Die Eisenecke des Vierstoffsystems Eisen–Wolfram–Chrom-Kohlenstoff bei 700 °C

Dreistoffsysteme Fe–C mit Carbidbildnern. Erörterung der Arbeiten von K. Kuo. Vierstoffsysteme mit zwei Carbidbildnern. Pulvermetallurgische Herstellung von Legierungen. Veränderungen der temären Phasengleichgewichte durch das vierte Element. Aufstellung des Vierstoffsystems. Überprüfung der Drei- und Vierphasenräume mittels magnetischer Messungen, Gefüge- und Röntgenuntersuchung. Beschreibung der erhaltenen Drei- und Vierphasenräume des Vierstoffsystems. Schnitte gleichen Kohlenstoffgehalts.     

Untersuchungen zur Löslichkeit,Korngrenzensegregation und chemisch-analytischen Bestimmung des Tellurs im Eisen

Die Löslichkeit von Tellur in Eisen wurde durch licht- und elektronenmikroskopische Prüfung von Fe–Te-Legierungen auf Ausscheidungen bestimmt. In α-Eisen bei 700°C sind etwa 50 ppm und bei 850°C 120 ppm löslich, in γ-Eisen lösen sich bei 930°C 5 ppm und bei 1000°C 22 ppm Te. Bei höheren Konzentrationen wird FeTe_0,9 festgestellt. In Fe–Mn–Te-Legierungen wird das Te als Mangantellurid gebunden, dieses bildet Einschlüsse gemeinsam mit Mangansulfid. In Fe–Ti–Te-Legierungen wird nur ein kleiner Anteil Te in Titansulfiden gelöst. Tellur segregiert an die Korngrenzen von α- und γ-Eisen und bewirkt interkristallinen Bruch. Die mit AES bestimmten Korngrenzenkonzentrationen nehmen mit der Lösungskonzentration zu und erreichen bei Überschreiten der Löslichkeit einen Sättigungswert. Die Korngrenzensegregation nimmt mit zunehmender Temperatur ab. Tellur bewirkt eine auffallende Facettierung der Korngrenzflächen, es entstehen Strukturen mit Terrassen und Stufen. Die Proben brechen hierdurch bereits während der Auslagerung an den Korngrenzen auf und zeigen Kornzerfall. In Mn-haltigen Proben wird keine Korngrenzensegregation des Te beobachtet, wenn das Tellur völlig vom Mangan abgebunden ist; in diesem Fall ist der interkristalline Anteil der Bruchflächen sehr gering. Die chemische Bestimmung von Tellur in Eisen und Stählen kann sehr vorteilhaft mit der Atomabsorptionsspektroskopie durchgeführt werden, es wurden die Flammen- und die Graphitrohrmethode untersucht. Die Bestimmung kleiner Tellurgehalte in Stählen durch Atomisieren im Graphitrohr wird durch Chlorid, Chrom, Mangan und Nickel beeinflußt. Zu einer deutlichen Optimierung des Atomisierungsablaufs führt das Atomisieren von einer in das Graphitrohr eingeführten Plattform. Lediglich Mangan vermindert dann die Intensität des Absorptionssignals. Es wird eine Nachweisgrenze von 0,2 ppm Tellur bei einer relativen Standardabweichung von 30% erreicht. Mit der Flammentechnik gelingt die Bestimmung bis zu 50 ppm Tellur.     

Verfolgung von Sintervorgängen im System Eisen—Kupfer durch Dilatometrie und Heiztischmikroskopie

Untersuchung der Maβänderung beim Sintern von Formkörpern aus unlegiertem Eisenpulver sowie gemischtlegierten und fertiglegierten Eisen-Kupfer-Pulvern mit der Dilatometrie. Beobachtung der während des Sinterns eintretenden Legierungsbildung und der damit in Beziehung stehenden Schwundkompensation bei Preβlingen aus Eisenpulvern mit Kupferpulverzusatz durch Heiztischmikroskopie. Ursache für den die Schwundkompensation bewirkenden Schwellvorgang. Fertigung von maβhaltigen Sinterstählen mit hohen Kupfergehalten durch Einsatz von Mischungen aus fertiglegierten Eisen-Kupfer-Pulvern und unlegiertem Eisenpulver.     

Die Bestimmung des Wasserstoffgehaltes von flüssigem Stahl

Beschreibung der Probenahme von Stählen mit Eisengehalten größer als 95% aus Strangguß- und Blockgußkokillen und einer Apparatur zur Bestimmung des Wasserstoffgehaltes. Entnahme durch geschütztes Tauchen von Quarzgutrohren. Füllen in Tiefen bis zu 250 mm mit ferrostatischem Druck. Umgehung der Probenahme aus oberflächennahen Schichten des Stahlbades zur Vermeidung von Verlusten durch das bisher übliche Einsaugen des flüssigen Stahles in das Quarzgutrohr. – Wasserstoffbestimmung durch Warmauslagerung der Proben im Stickstoffträgergasstrom mit einer Wärmeleitfähigkeitszelle. Elektronische Integration der Meßspannung einer Thermistorbrücke über die Entgasungszeit der Probe.     

Zur Probenahme von flüssigem Stahl für die Ermittlung des Wasserstoffgehaltes

Fortschritte beim Verfahren der Probenahme mit Vakuumpipetten. Abdichten der Vakuumpipette nach der Probenahme durch Silberchlorid. Verbesserung der Pipettenhalterung. Angriff von Schlacke, Abdeckmasse und Stahl mit hohem Molybdängehalt auf das Quarzglas. Diffusion des Wasserstoffs durch Quarz.     

Experimentelle Überprüfung des Einflusses des Grenzflächenzustandes auf die Ermittlung des Diffusionskoeffizienten des Wasserstoffs in Eisenlegierungen

Überprüfung früher entwickelter Versuchsvorschriften zur Ermittlung des Diffusionskoeffizienten des Wasserstoffs in Eisenlegierungen. Elektroplattierung der Oberflächen mit Nickel oder Palladium und Wasserstoffeffusionsmessungen an zylindrischen wasserstoffbeladenen Proben. Mathematische Auswertung der Meßergebnisse bis zur Angabe von Funktionen zur Beschreibung der Temperatur- und Konzentrationsabhängigkeiten der Wasserstoffdiffusionskoeffizienten. Beseitigung des diffusionshemmenden Einflusses von Sauerstoff- oder Oxidfilmen durch Wahl geeigneter Wasserstoffbeladungstemperaturen.     

Die Änderung des Mikrogefüges von warmfesten Stählen durch Zeitstandbeanspruchung

Untersuchung der Gefügeänderungen in Zeitstandproben aus zwölf Laboratoriumsschmelzen mit rd. 0,15% C, 0 bis 2,4% Cr, 0 bis 1,1% Mo bei 550 °C und Laufzeiten bis 16 000 h mit Licht- und Elektronenmikroskop, durch Carbidisolierungen und durch Röntgenbeugung. Wechselwirkung von Chrom und Molybdän auf die Ausscheidungsvorgänge und auf das Zeitstandverhalten.     

Einfluß des Mangangehaltes auf die Abschreck- und Reckalterung von Kohlenstoff und/oder Stickstoff

Ermittlung der Ausscheidungskinetik verschiedener Eisen-Kohlenstoff-, Eisen-Stickstoff- und Eisen-Kohlenstoff-Stickstoff-Legierungen mit und ohne Mangan durch Aufnahme von Dämpfungskurven nach unterschiedlich langer Auslagerung. Aufnahme von Spannung-Dehnung-Kurven nach Abschreck- und Reckalterung und Vergleich des zeitlichen Verlaufs mit dem der Ausscheidungen.     

Die unterschiedliche Zähigkeit verschieden wärmebehandelter hochfester Stähle gleicher Zugfestigkeit am Beispiel des Vergütungsstahls 50 CrMo 4

Erzeugung von vier Gefügen mit gleicher Zugfestigkeit von rd. 1200 MPa durch geeignete Wärmebehandlungen. Differenzierung der Gefüge durch die Brucheinschnürung bei 77 K und die Bruchzähigkeit bei 173 K. Zusammenhang der Zähigkeitswerte mit dem raster-elektronenmikroskopisch festgestellten Bruchflächenaussehen und mit den elektronenmikroskopisch festgestellten Anordnungen der Versetzungen und Ausscheidungen. Folgerungen für eine günstige Zähigkeit bei hoher Streckgrenze und hohem Streckgrenzenverhältnis.     

Wachstumskinetik des Zwischenstufenferrits beim Gußeisen mit Kugelgraphit

Ermittlung der Kinetik des Längen- und Dickenwachstums des Zwischenstufenferrits beim Gußeisen mit Kugelgraphit durch metallographische Analyse nach unterschiedlich langem Halten im Temperaturbereich zwischen 220 und 550 °C. Einfluß von Silicium und Kohlenstoff auf die Wachstumskinetik. Erörterung der Versuchsergebnisse im Hinblick auf die Mechanismen des Wachstums und Vergleich mit dem Schrifttum.     

Der Einfluß von Zusatzelementen auf die Aktivität des Schwefels in kohlenstofffreiem und kohlenstoffhaltigem Eisen bei 1550°C

Direkte Ermittlungen des Einflusses von Aluminium, Kohlenstoff, Chrom, Mangan, Zinn, Phosphor und Silizium auf die Schwefelaktivität im flüssigen Eisen bei 1550°C über schwefelhaltige Blei- und Bleidampfphasen. Darstellung der Aktivitätskoeffizienten des Schwefels für die Systeme Fe–S–X und Fe–S–X₁–X₂. Aussagen zur Änderung der Schwefellöslichkeit in kohlenstoffgesättigtem Eisen durch Siliziumzugabe. Vergleich der Versuchsergebnisse mit Ergebnissen nach anderen Auswertungsverfahren zur Berechnung von Aktivitätskoeffizienten in Vielstoffsystemen.     

Zur Automatisierung der Atomabsorptionsspektrometrie – Manganbestimmung in Gefügebestandteilen des Stahles

Forderungen an die Analytik bei der Ermittlung der Manganverteilung zwischen Ferrit und Carbid. Rationalisierung der atomabsorptionsspektrometrischen Verfahren durch Computer-Verbund. Meßlösungen für die Manganbestimmung und Erzielen stabiler Gerätebedingungen. Aufbau der Meßreihen und automatische Auswertung. Ergebnisse mit Bilanz einer elektrolytischen Isolierung. Sonstige Anwendungsmöglichkeiten der Methode.     

Das Zustandsschaubild Eisen—Kohlenstoff mit peritektischer Bildung des Zementits aus Schmelze und Graphit

Möglichkeiten einer Verknüpfung der herkömmlicherweise als “stabil” bzw. “metastabil” bezeichneten Systeme Eisen–Graphit und Eisen–Zementit. Versuche an Eisen-Chrom-Kohlenstoff-Legierungen mit bis zu 33 Atom-% G, Eisen-Molybdän- und Eisen-Mangan-Legierungen mit hohen Kohlenstoffzusätzen, Eisen-Silizium-Kohlenstoff-Legierungen und Zweistoff-Legierungen des Eisens mit Kohlenstoff. Verknüpfung des stabilen und des metastabilen Systems über die peritektische Bildung von Zementit aus Schmelze und Graphit.     

Der Einfluß einer langzeitigen Glühung bei 500 bis 700 °C auf das Kriechverhalten des Stahles 13 CrMo 4 4 bei 550 °C

Aufnahme von Zeit-Dehnung-Kurven über 1000 h bei 550 °C an einem Stahl mit 0,12% C, 0,86% Cr und 0,46% Mo nach 30- bis 10000 stündigem Glühen bei 500 bis 700 °C. Untersuchung der durch die Glühebehandlungen verursachten Änderungen im Feinbau des Werkstoffes durch Messung der Änderungen des elektrischen Widerstandes und der Koerzitivfeldstärke, durch Ermittlung der Streckgrenze und der Zugfestigkeit, durch lichtoptische Gefügebetrachtungen sowie durch chemische und röntgenographische Untersuchungen von Isolierungsrückständen.     

Schlackenführung des SDS-Verfahrens im dolomitisch zugestellten LD-Konverter

Der Einfluß der Temperatur und der Systemkomponenten auf die Sättigungsphasen der Schlacke beim Einsatz von Dolomit wird aufgezeigt. Da eine Darstellung der SDS-Schlacke über die gesamte Blasezeit in einem System nicht möglich ist, werden die Anfangsschlacken mit Temperaturen unter 1600°C und die Endschlacken bei 1600°C getrennt beschrieben. Für beide Temperaturbereiche liegen die Schlacken in Sättigungsgebieten. Mit der Elektronenstrahlmikrosonde sind die Schlackenphasen während des Blasablaufes mineralogisch untersucht worden. Neben Merwinit und Monticellit-Kirschsteinit konnten Dicalciumferrit und Dicalciumsilikat in den Anfangs- und Magnesiowüstit, Dicalciumsilikat und Dicalciumferrit in den Endschlacken erkannt werden. Es wurde der Schlackenweg während des Blasens in den Dreistoffsystemen CaO′-SiO′₂-FeO′ und CaO′-SiO′₂-MgO′ entlang den Sättigungsflächen verschiedener Phasenräume bei der jeweiligen Temperatur dargestellt. Die Arbeitsweise mit verbleibender flüssiger Schlacke der Vorschmelze und einer veränderten Temperaturführung im ersten Drittel des Blasprozesses durch späteres Setzen von Kalk und Schrott ermöglicht die schnelle Auflösung des vor Blasbeginn zugegebenen Dolomits und damit den gleichzeitigen Bestand von MgO- und CaO-gesättigten Phasen während der ganzen Blasezeit. Der Wechsel des MgO zwischen den verschiedenen Phasen wird durch die Basizität, die Temperatur und den Eisengehalt der Schlacke bestimmt. Eine Behinderung der Kalk- und Dolomitauflösung durch Silikathüllen kann nicht beobachtet werden.     

Über die beschleunigende Wirkung von metallischem Nickel auf den Sauerstoffabbau aus Nickel (II)-oxid und Wüstit

Untersuchung des Anfangsbereichs der Reduktion von Nickel(II)-oxid für Temperaturen von 930 bis 1140 °C durch schrittweisen Sauerstoffabbau mit Wasserstoff und gleichzeitige Messung von Reduktionsgeschwindigkeit und Probenleitfähigkeit. Aussagen über die Beschleunigung des Sauerstoffabbaus durch die arteigene Metallphase. Versuche zur katalytischen Beschleunigung der Reduktionsgeschwindigkeit von Wüstit durch metallisches Nickel. Ermittlung der Geschwindigkeitsgleichungen für die Reduktion an der Dreiphasengrenze Metall–Oxid–Gas.     

Diffusionskoeffizienten des Wasserstoffs in binären Eisenlegierungen zwischen 25 und 300 °C

Ermittlung ?wahrer? Diffusionskoeffizienten des Wasserstoffs in binären Eisenlegierungen mit Chrom, Mangan, Kobalt, Nickel und Schwefel zwischen Raumtemperatur und etwa 300 °C. Darstellung der Diffusionskoeffizienten in Abhängigkeit von Temperatur und Konzentration durch mathematische Funktionen. Angabe einer Temperaturfunktion für den Diffusionskoeffizienten in α-Eisen und Vergleich mit Schrifttumsangaben. Ausführliche Erörterung und Abschätzung der Fehler.     

Einfluß der Schrottvorwärmung mit Erdgas und Sauerstoff im Konverter auf den Sauerstoffumsatz des LD-Verfahrens

Stand der Erkenntnisse und Ziel der eigenen Versuche. Anlagenbeschreibung und Betriebsbeobachtungen. Untersuchung der Schlackenbildung während der Schrottvorwärmung. Änderungen der Roheisenzusammensetzung durch Reaktionen mit den Vorwärmschlacken. Betrachtungen zur Sauerstoffbilanz.