Eisenschmelzen und Hochofenschlacken im Graphittiegel bei längerer Schmelzdauer

Die starke Veränderlichkeit des Siliziumgehaltes von Eisenschmelzen unter Silikat-Sulfidschlacken im Graphittiegel. Vier verschiedene CaO-MgO(10%)-Al₂O₃(10%)-SiO₂-Schlacken reagieren 5 min bis 6 h lang bei 1550 °C mit siliziumarmen, aber schwefelreichen Eisenschmelzen. Der Umsatz des Kohlenstoffs bei verschieden oxydierenden Bedingungen zu Anfang. Die Verknüpfung der Konzentrationen von Silizium, Mangan, Eisen und Schwefel als Folge der Querreaktionen. Die umgesetzten Mengen, das weite Überwiegen der Kieselsäurereduktion durch Kohlenstoff. Berechnung des Ablaufes der Einzelreaktionen und des Gesamtumsatzes aus demjenigen einer Reaktion mit Hilfe der Kennzahlen der Querreaktionen.     

Das Aluminium als Reduktionsmittel bei den Reaktionen zwischen. Eisenschmelzen und Hochofenschlacken im Graphittiegel

Das Schrifttum über den Einfluß des Aluminiums im flüssigen Roheisen auf den Schwefelaustausch mit Kalk-Kieselsäure-Tonerde-Schlacken und die Bedenken dagegen. Die Wirkung gleicher Anfangsaluminiumgehalte der Eisenschmelzen bei Schlacken steigender Basizität. Die Bildung von Aluminiumsulfid. Steigende Aluminiumgehalte bei anfangs gleicher Schlacke. Versuche zum Ablauf der Reaktionen. Die Aussagen der Stoffbilanzen. Die Beziehungen zwischen den Endgehalten der Eisenschmelzen und der Schlacken.     

Der Stickstoff der Gasphasen bei den Reaktionen zwischen Eisenschmelzen und Silikatschlacken im Graphittiegel

Hinzutreten des Stickstoffs des Luftgases zu Eisenschmelze und Schlacke im Graphittiegel trotz des Entstehens von Kohlenmonoxyd aus den Reaktionen des Kohlenstoffs. Verschiedene Orte der Reaktionen, zwei Gasphasen. Analytische Bestimmung verschiedener Verbindungen des Stickstoffs in den erstarrten Schlacken. Stickstoffaufnahme durch Eisenschmelzen und CaO-Al₂O₃(10%)-SiO₂- sowie CaO-Al₂O₃(10%)-MgO(10%)-SiO₂-Schlacken verschiedener Basizität bei 1550 °C in 1 h. Einfluß des Mengenverhältnisses von Eisenschmelze und Schlacke auf die Stickstoffaufnahme beider. Wirkung von Flußspatzusätzen, 5% CaF₂, auf die Reaktionen des Stickstoffs bei 0,5 und 2 h Reaktionszeit. Verhalten des Stickstoffs bei und nach dem Speichern der Reduktionswirkung des Kohlenstoffs durch die Schlacke. Nitride und Zyanide als Reduktionsmittel, ein Problem der Kinetik der Bildung von Gasphasen aus Flüssigkeiten. Wirkung des Zusatzes von Eisenoxyden zu stickstoffhaltigen Schlacken.     

Reduktion chromoxidhaltiger Silikate durch siliziumhaltige Eisenschmelzen im Graphittiegel

Besonderheiten der Reduktion chromoxidreicher Silikate durch das Silizium der Eisenschmelzen und den Graphit des Tiegels bei 1400 und 1550°C. Schwefelarme Silikate und solche mit (S) = 1,6%. Silizium als starkes Reduktionsmittel. Hemmung der Chromoxydation bei steigenden Siliziumgehalten der kohlenstoffreichen Eisen-Chrom-Schmelzen. Einfluβ des Basengrades der Silikate. Eisenschmelzen mit geringen Chromgehalten. Ausschlaggebende Bedeutung der kleinen Chromgehalte der Silikate. Silikate mit anfangs 0,5 oder 1% B₂O₃ und 2% TiO₂. Ansprechen der kleinen Gehalte von Bor und Titan in den Eisenschmelzen auf die reduzierenden Bedingungen. Eisen-Chrom-Schmelzen mit 9% Ni unter Silikaten verschiedenen Basengrades mit (S) = 0,5 oder 2%. Die Stickstoffaufnahme der Metallschmelzen und der Silikate unter den verschiedenen Bedingungen.     

Kohlenstoff- und Stickstoffaufnahme durch hoch kalkbasische Schlacken bei Gegenwart von Eisenschmelzen im Graphittiegel

Reichweite der reduzierenden Wirkung des elementaren Kohlenstoffs auf CaO-CaF₂-SiO₂- sowie CaO-CaF₂-Al₂O₃-Schlacken in Gegenwart von Eisenschmelzen. Zusammenhang zwischen entschwefelnder Wirkung, Manganverteilung, sowie Kohlenstoff- und Stickstoffaufnahme durch solche Schlacken. Sehr verschiedene Wirkung von Kieselsäure und Tonerde. Reduktion der Kieselsäure und der Tonerde aus diesen Schlacken durch den Kohlenstoff. Verschiedene Arten des Auftretens des Stickstoffs in den Schlackenproben je nach Zusammensetzung und Reduktionsgrad. Auflösung des Kohlenstoffs in den Schlacken und Beziehungen zum Sättigungsgrad der Eisenschmelzen an Kohlenstoff. Verhalten des Kohlenstoffinhaltes der erstarrten Schlackenproben gegenüber wässerigen Lösungen. Erste Vorstellungen über Ort und Reihenfolge der Reaktionen bei der Kohlenstoff- und Stickstoffaufnahme durch die Schlacken. Zugesetztes Silizium als Reduktionsmittel bei der Kohlenstoff- und Stickstoffaufnahme durch CaO-A₂O₃-CaF₂-Schlacken. Hinweise auf die bei hochbasischen Schlacken überraschend starke, in Hochofenschlacken demgegenüber verschwindend geringe Bildung von Zyaniden.     

Tonerde und Kieselsäure im Vergleich bei den Reaktionen kalkreicher Schlacken mit Eisenschmelzen im Graphittiegel

Zum Schrifttum über das Verhalten der Tonerde im Vergleich zur Kieselsäure in Hochofenschlacken. Der Vorteil, die Reaktionen sogleich in den Vielstoffsystemen zu verfolgen. Die heftigen Gasausbrüche bei den Reaktionen zwischen siliziumarmen (<0,05 % Si), aber schwefelreichen (1 % S) Eisenschmelzen und CaO(50 %)-Al₂O₃-Schlacken im Graphittiegel bei 1550°C. Die eigenartige Benetzung des Graphits durch diese Schlacken. Das schlagartige Beruhigen des Überkochens und Schäumens der CaO(50 %)-Al₂O₃-Schlacken bei Zusatz des Reduktionsmittels Silizium zur Eisenschmelze. Das Verhalten von CaO(50 %)-Al₂O₃-SiO₂-Schlacken gegenüber Eisenschmelzen und Graphit bei der Entschwefelung, der Rückschwefelung, der Eisen- und Manganverschlackung und der Kieselsäurereduktion. Die Verknüpfung der Gehalte der flüssigen Phasen über die Querreaktionen. Nickelschmelzen an Stelle der Eisenschmelzen. Die Reaktionen von CaO(50 %)-CaF₂-Schlacken mit Eisenschmelzen im Graphittiegel. Die so verschiedene Wirkung von Kieselsäurezusätzen gegenüber Tonerdezusätzen zu diesen Schlacken. Die Reduktion der Tonerde. Hinweise auf die Nitrid- und Karbidbildung in solchen Schlacken.     

Die Aufkohlung von Eisenschmelzen im Graphittiegel,ein weiteres Beispiel von Besonderheiten metallurgischer Reaktionen

Besonderheiten der Reaktionen der Entkohlung von Stahlschmelzen, beim Schmelzen von Roheisen und Hochofenschlacken im Graphittiegel, bei der Entphosphorung hochkohlenstoffhaltiger Eisenschmelzen mit Soda, bei der Oxydation des Siliziums aus Eisenschmelzen. Versuchsergebnisse über den Einfluß von Eisensulfid auf die Aufkohlung von Eisenschmelzen im Graphittiegel. Die Bedeutung des Reaktionsweges. Die Mischungslücke im System Fe–C–S bei 1550 °C, im Graphittiegel verfolgt. Die Wirkung von mangansulfidreichen Schlacken bei Temperaturen bis über 1640 °C.     

Zum Einfluß der Temperatur auf die Reaktionen zwischen Eisenschmelzen,Hochofenschlacken und elementarem Kohlenstoff

Die Wirkung des Kohlenstoffs als Reduktionsmittel auf die Schlacke CaO (40%)–MgO (10%)–SiO₂ (40%)–Al₂O₃ (10%) und Eisenschmelzen mit anfangs 1,5 bzw. 2,7% S bei 1450, 1550 und 1650 °C im Verlauf von 6 h. Vorgabe der Wirkung des Kohlenstoffs durch Siliziumzusatz zur Eisenschmelze und entsprechenden Kieselsäureabzug von der Schlacke bei nur 0,5 h Reaktionsdauer.     

Das Ausreduzieren flüssiger Hochofenschlacken durch elementaren Kohlenstoff und daran gesättigte Eisenschmelzen

Die Notwendigkeit, gerade Laboratoriumsversuche zu den Grundlagen der Metallurgie des Eisens so eingehend wie möglich zu analysieren. Gründe für das Vorherrschen des Graphits des Tiegels vor dem in der Eisenschmelze gelösten Kohlenstoff bei den Reaktionen mit den Oxyden der Schlacke. Der Einfluß steigender Eisenmengen bei gleichgehaltener Schlackenmenge auf die Endgehalte der beiden Phasen. Die Reaktionen an der Tiegelwand, nachgeahmt durch im Verhältnis zur Schlackenmenge sehr kleine Eisenmengen. Die Speicherung der Reduktionsarbeit des Kohlenstoffs in eisenarmen Schlacken ohne Gegenwart von Eisenschmelzen. Die Mitwirkung kleiner Mengen metallischen Eisens, von Eisenoxyden oder auch von Eisensulfid bei diesen Reaktionen. Hinweise auf die Mitwirkung stickstoffhaltiger Gase bei diesen Reaktionen.     

Das Ausreduzieren flüssiger Hochofenschlacken durch elementaren Kohlenstoff und daran gesättigte Eisenschmelzen

Die Notwendigkeit, gerade Laboratoriumsversuche zu den Grundlagen der Metallurgie des Eisens so eingehend wie möglich zu analysieren. Gründe für das Vorherrschen des Graphits des Tiegels vor dem in der Eisenschmelze gelösten Kohlenstoff bei den Reaktionen mit den Oxyden der Schlacke. Der Einfluß steigender Eisenmengen bei gleichgehaltener Schlackenmenge auf die Endgehalte der beiden Phasen. Die Reaktionen an der Tiegelwand, nachgeahmt durch im Verhältnis zur Schlackenmenge sehr kleine Eisenmengen. Die Speicherung der Reduktionsarbeit des Kohlenstoffs in eisenarmen Schlacken ohne Gegenwart von Eisenschmelzen. Die Mitwirkung kleiner Mengen metallischen Eisens, von Eisenoxyden oder auch von Eisensulfid bei diesen Reaktionen. Hinweise auf die Mitwirkung stickstoffhaltiger Gase bei diesen Reaktionen.     

Einfluß des Schwefels auf die Reduktion der Kieselsäure aus Ca-Mg-Al-Silikaten bei Gegenwart von Eisenschmelzen im Graphittiegel

Bedeutung der Kieselsäurereduktion bei kleiner Schlackenmenge im Hochofen. Umlauf von Schwefel und Silizium im Hochofen über die Gasphase infolge des Auftretens gasförmiger Siliziumsulfide. Unterschied des Ablaufes der Reaktionen zwischen anfangs schwefelreichen und schwefelarmen Eisenschmelzen mit den gleichen CaO-SiO₂-Schlacken im Graphittiegel über Reaktionszeiten bis zu 6 h bei 1550 °C. Einfluß des zunehmenden Basengrades der CaO-SiO₂-Schlacken durch die Kieselsäurereduktion auf ihr Fließverhalten und die Vorgänge nach der Erstarrung. Wirkung von zugesetztem Kalziumsulfid auf die Reduktion der Kieselsäure aus CaO-SiO₂-, CaO-Al₂O₃(10%)-SiO₂-und CaO-MgO(10%)-Al₂O₃(10%)-SiO₂-Schlacken verschiedenen Basengrades. Vorteil kleiner Eisenmengen bei solchen Versuchen.     

Bestimmung der Schwefelverbindungen im Auslaugewasser von Hochofenschlacken

Nachweis- und Bestimmungsverfahren der Bindungsformen des Schwefels im Auslaugewasser von Hochofenschlacken. Ermittlung und Ausschaltung der Fehlermöglichkeiten. Überprüfung der Arbeitsvorschriften mit Hilfe von Modellanalysen. Anwendung auf das Auslaugewasser verschiedener Schlacken.     

Stickstoffbindung in Soda- und Hochofenschlacken

Stand der Erkenntnisse über die Entstickung von Roheisen durch Soda und die Stickstoffbindung in Schlacke. Analytisch-chemischer Versuchsplan. Untersuchung von Betriebsschlacken und entsprechenden synthetischen Schmelzen sowie Aufstellung einer Stickstoffbilanz der Sodabehandlung von Thomasroheisen. Deutung der Entstickung bei der Sodabehandlung. Hinweise auf die Stickstoffbewegung im Hochofen.     

Beitrag zur Entstickungsgeschwindigkeit chromhaltiger Eisenschmelzen im Vakuum

Durchführung von Versuchsschmelzen mit nahezu chromfreiem Eisen und Eisenlegierungen mit rd. 5, 9, 14 und 19% Cr bei rd. 1550°C im Vakuuminduktionsofen. Verlauf der Entstickungskurven in Abhängigkeit von der Versuchsdauer. Ermittlung der Stoffübergangskoeffizienten des Stickstoffs. Einfluß des Chromgehaltes auf den Stoffübergangskoeffizienten. Vergleich mit früheren Ergebnissen.     

Diffusion von Stickstoff in reinen und sauerstoffhaltigen Eisenschmelzen

Darstellung der Schwierigkeiten und Fehlermöglichkeiten bei der Messung von Diffusionskoeffizienten in flüssigen Metallen. Anwendung der Kapillarmethode zur Ermittlung des Diffusionskoeffizienten des Stickstoffs in flüssigem Reinsteisen bei 1600 °C sowie in Eisen-Sauerstoff-Schmelzen. Erörterung der Genauigkeit der ermittelten Diffusionskoeffizienten sowie des Einflusses des Sauerstoffgehaltes der Schmelze auf die Versuchsergebnisse.     

Entsphosphorung von kohlenstoffhaltigen Eisenschmelzen mit Calciumcarbid und Calciumcarbid-Calciumfluorid-Schlacken

Für die bei einer Entphosphorung von Eisenschmelzen mit CaC₂ auftretenden Sättigungszustände des Zustandsdiagramms Fe—C—Ca—P wurden in der Eisenecke mit den für Eisenschmelzen interessierenden technischen Gehalten an P und C folgende sättigende Phasen ermittelt zu: Calcium, Calciumcarbid, Calciumphosphid, Calciumcarbophosphid und Graphit. Aufgrund der gefundenen Versuchsergebnisse führen die geringen P-Gehalte im Bereich der Calcium- und der Calciumcarbidsättigung zunächst zu erhöhten Ca-Werten, ehe im Bereich der Calciumphosphid- und Calciumcarbophosphidsättigung die P-Werte mit steigenden Ca-Gehalten durch ihre Verknüpfung über das Löslichkeitsprodukt abnehmen. Bei der Behandlung von P-haltigen Eisen-Kohlenstoff-Schmelzen mit CaC₂—CaF₂-Schlacken wird die Entphosphorung ebenfalls über in Lösung gegangenes Ca und die Bildung von Calciumphosphid geregelt. Die Entphosphorung ist stark abhängig vom C-Gehalt im Eisen und zeigt nach den eigenen Ergebnissen ein Maximum bei ca. 0,85 Gew.-% C. Jedoch wird durch das verstärkte Auftreten des Calciumcarbophosphids bei höheren Kohlenstoffgehalten auch bei Graphitsättigung der Eisenschmelze noch ein deutlicher P-Abbau bei steigenden Ca-Gehalten gewährleistet. Insgesamt führt die Entphosphorungsbehandlung mit CaC₂—CaF₂-Schlakken zu Abbauergebnissen, die einer Verschiebung der im reinen System Fe—C—Ca—P gefundenen Sättigungszustände zu um den Faktor 2 niedrigeren Werten gleichkommen.     

Ausscheidung von Stickstoff und Kohlenmonoxid aus schnell erstarrenden Eisenschmelzen

Entwicklung einer Versuchseinrichtung zur Abschreckung gashaltiger Eisenschmelzen in Kupferkokillen. Messung der ausgeschiedenen Gasmenge bei unterschiedlichen Liquiduskonzentrationen und Erstarrungsgeschwindigkeiten. Berechnung der Phasengrenzverteilungskoeffizienten und der Phasenbildungskoeffizienten.     

Zur Wirkung von Magnesiumoxyd und Tonerde in flüssigen Hochofenschlacken

Nachprüfung der Ergebnisse der vorhergehenden Berichte I und II für den technisch bedeutsamen Bereich. Schlakkenmenge gleich Eisenmenge. Schlackenmenge ein Drittel der Eisenmenge. Unmittelbarer Vergleich der Endgehalte mit der Übersichtstafel. Zahlenmäßige Hinweise auf die Aluminiumgehalte der Eisenschmelzen und die Stickstoffaufnahme der beiden flüssigen Schichten.     

Die Wirkung von Magnesiumoxyd und Tonerde in flüssigen Hochofenschlacken

Die Ungleichgewichte der Reaktionen des Kohlenstoffs beim Schmelzen kleiner Mengen von Roheisen und Hochofenschlacken im Graphittiegel. Die enge Verknüpfung der Gehalte der Eisenschmelzen und der Schlacke trotz des Ungleichgewichtes der Reaktionen des Kohlenstoffs. Zur Frage der Wiederholbarkeit der Ergebnisse bei Zusatz von MgO und Al₂O₃ zu CaO-SiO₂-Schlacken auch beiErsetzen von CaO und SiO₂ durch MgO und Al₂O₃. Eine zahlenmäßige Übersicht über die sich einstellenden Gehalte (Fe), (Mn) und [S] bei [Si] = 1%, [Mn] = 1% sowie (S) = 1% für CaO-MgO(≦30%)-Al₂O₃(≦30%)-SiO₂-Schlacken bei 1550°C.     

Beitrag zur Kinetik der gleichzeitigen Entkohlung und Entstickung von Eisenschmelzen

Spülwirkung der CO-Blasen auf den im Bad gelösten Stickstoff. Stoffübergänge des Stickstoffs und Kohlenstoffs in die Gasblasen. Verknüpfung beider Stoffübergänge. Abschätzung des Stickstoffpartialdruckes in den Gasblasen und mögliche Stickstoffendgehalte. Anwendung der abgeleiteten Gesetzmäßigkeiten auf Schrifttumsangaben.