Ausscheidungsvorgänge während der Wärmebehandlung kupferhaltiger Stähle

Kupferzusätze in Stahl können in bezug auf Korrosionswiderstand und Festigkeit vorteilhaft sein. Es wurde der Einfluß von Kupfer auf die Korngröße, mechanische Eigenschaften und Mikrostruktur von quasi-binären Fe-Cu-Legierungen ermittelt. Der Verfestigungseffekt von Kupfer im abgeschreckten Stahl entsteht durch Kornverfeinerung, Mischkristallverfestigung (46 N/mm²/(% Cu)) und eventuell durch Ausscheidung von Kupfer während des Abkühlens. Es gilt einen linearen Zusammenhang zwischen Korngröße und Kupfergehalt. Zwischen einigen mechanischen Eigenschaften (Härte, Zugfestigkeit und Streckgrenze) und dem Kupfergehalt gilt aber nur ein linearer Zusammenhang, wenn keine Cu-Ausscheidung während des Abkühlens nach dem Lösungsglühen stattgefunden hat. Die eventuell auftretende Ausscheidungshärtung während der Abkühlung kann eine Erhöhung der Streckgrenze mit bis zu 130 N/mm² bewirken. Das Auftreten einer Ausscheidung während des Abkühlens wurde elektronenmikroskopisch nachgewiesen. Der theoretische Verfestigungsbeitrag wurde mit Hilfe dieser Messungen berechnet und stimmt gut mit den Ergebnissen überein. Mittels Jominy-Versuchen wurde die notwendige Abkühlungsgeschwindigkeit zur Vermeidung einer Ausscheidung wie folgt bestimmt: ln(Abk. Geschw.) [°C/s] = 1,98 · (% Cu) ? 0,08.     

Entschwefelung von gerührtem und ungerührtem Roheisen mit kalkreicher Schlacke unter oxidierender Gasatmosphäre

Aus Betriebsergebnissen bei der Pfannenentschwefelung ist ein negativer Einfluß oxidierender Gasphasen bekannt. Daher war es das Ziel der eigenen Untersuchungen in einer geeigneten Apparatur die Wirkung oxidierender Bedingungen in der Gasphase sowohl auf den Verlauf des Schwefelabbaues in der Schlacke als auch des Schwefeltransportes aus dem Roheisen in die Schlacke zu untersuchen. Oxidierende Gasphasen erwirken bei der Pfannenentschwefelung an der Phasengrenze Schlacke/Gas eine Oxidation des Schwefels aus der Schlacke, ohne jedoch bei ruhender Schlackenschicht ein Oxidationspotential in der Schlacke aufzubauen, das bis zur Phasengrenze Roheisen/Schlacke durchgreift und dort die Entschwefelung des Roheisens durch die Siliciumgehalte stört. Sowohl die Entschwefelung des Roheisens als auch die Oxidation des Schwefels aus der Schlacke werden durch höhere Temperaturen und durch eine Rührwirkung gefördert. Der Schwefeltransport wird bei den ungerührten wie bei den gerührten Schmelzen durch Diffusionsvorgänge gesteuert und auch hier durch steigende Temperaturen und rührende Kräfte begünstigt.     

Vereinheitlichung des Rücksprunghärte-Prüfverfahrens

Erörterung der durch verschiedene Bauart und die Justierung bedingten Nachteile der heute üblichen Rücksprung-härteprüfgeräte und des Prüfverfahrens im Vergleich zu den statischen Härteprüfverfahren. Entwicklung einer neuen Bauart eines Rücksprunghärteprüfgerätes mit quadratischer Fallbahn für Prüfkugeln verschiedener Durchmesser aus Hartmetall, mit elektromagnetischer Auslösevorrichtung und elektronischer Anzeigeeinrichtung. Rücksprunghärtemessungen mit dem neuen Gerät an unlegierten Stählen verschiedener Härte und an einer Kaltwalze. Aufstellung einer Härtevergleichstafel für die Beziehung zwischen Rücksprunghärte und Vickershärte (HV 10). Bewertung des neuen Verfahrens im Vergleich zu den statischen Härteprüfverfahren.     

Einfluß verschiedener Dehnungszustände auf das Umwandlungsverhalten eines Stahls

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde das Umwandlungsverhalten des Stahles 100 Cr 6 in Abhängigkeit vom Dehnungszustand für zwei Probengeometrien und verschiedene Abkühlgeschwindigkeiten verfolgt. Durch Anlegen einer Zugkraft im Bereich der Warmumformung wurde in den Proben ein Dehnungszustand erzeugt, der von der Probengeometrie (mit und ohne Kerbe) und von der Belastung abhängt. Um eine von äußeren Spannungen unbeeinflußte Gefügeumwandlung zu erzielen, war eine Entlastung der Proben nach der Warmumformung bei 800°C erforderlich. Die Bestimmung der Umwandlungstemperaturen erfolgte gleichzeitig mit den Methoden der Dilatometrie und der Differential-Thermoanalyse. Aus den Versuchsergebnissen konnte gezeigt werden, daß im Vergleich zum unverformten Zustand der Beginn und das Ende der perlitischen Umwandlung durch die Warmumformung des Stahls zu höheren Temperaturen und zu kürzeren Zeiten verschoben werden. Dabei waren abhängig von Probengeometrie oder Dehnungsverteilung unterschiedlich große Verschiebungen festzustellen.     

Anwendung bruchmechanischer Methoden auf Zugproben mit Mittenriß

Um die Übertragbarkeit von bruchmechanischen Kennwerten zu überprüfen, wurden zur Ergänzung früherer Untersuchungen mit Kompaktproben (CT-Proben) nunmehr Versuche mit Zugproben mit Mittenriß durchgeführt. Die Proben hatten eine Breite von 50 bzw. 100 mm und eine Dicke von 12,5 bzw. 25 mm und waren aus einem mittelfesten Baustahl St 52-3 und einem hochfesten Vergütungsstahl 30 CrNiMo 8 gefertigt. Um verschiedene Konzepte der Bruchmechanik erfassen zu können, erfolgten die Versuche in einem weiten Temperaturbereich von ? 196°C bis Raumtemperatur. Bei der Temperatur des flüssigen Stickstoffs von ? 196°C trat instabile Rißausbreitung ein, und die linear elastische Bruchmechanik mit dem Werkstoffkennwert K_Ic erwies sich als das geeignete Werkzeug zur Beschreibung der Ergebnisse. Bei höheren Temperaturen (oberhalb von etwa ? 60°C), bei denen die Rißausbreitung stabil erfolgte und mit großer plastischer Verformung verbunden war, wurden Rißwiderstandskurven bestimmt, und zwar vorzugsweise JR-Δa-Kurven. Die auf dem J-Integral beruhende Methode von Shih und Kumar konnte erfolgreich zur Berechnung der Höchstlasten der Zugproben mit Mittenriß aus den Rißwiderstandskurven von Kompaktproben eingesetzt werden. Mit der Methode der plastischen Grenzlast wurden die gemessenen Höchstlasten vielfach stark unterschätzt.     

Zur isothermen Reduktion von Eisenerzpellets mit Kohlenmonoxid,Wasserstoff und deren Gemischen

Die isotherme Reduktion von Eisenerzpellets mit Kohlenmonoxid, Wasserstoff und deren Gemischen bei Temperaturen zwischen 700 und 1000°C wird experimentell und theoretisch untersucht. Die Meßergebnisse folgen weitgehend einem Rechenmodell, das den topochemischen Verlauf einer oder mehrerer simultaner Reaktionen 1. Ordnung beschreibt und so eine detaillierte Analyse der experimentellen Befunde erlaubt. Die Reduktion mit reinem Wasserstoff ist um etwa eine Größenordnung schneller als die mit reinem Kohlenmonoxid. In Gemischen macht sich die beschleunigende Wirkung des Wasserstoffs besonders bei geringen Zusätzen bemerkbar. So sinkt die Reduktionsdauer auf weniger als die Hälfte, wenn dem Kohlenmonoxid 10% Wasserstoff zugesetzt werden. Die Reduktion durch Kohlenmonoxid ist bei der verwendeten Pelletgröße von 1,3 cm wesentlich diffusionsbestimmt, die durch Wasserstoff dagegen mehr reaktionsbestimmt. Der aus den Meßwerten ermittelte Porendiffusionskoeffizient wächst bei der Reduktion mit Kohlenmonoxid proportional zur fünften bis sechsten Potenz der Absoluttemperatur, was auf eine entsprechende Temperaturabhängigkeit der Porenstruktur schließen läßt. Demgegenüber zeigt jedoch der Porendiffusionskoeffizient bei der Reduktion mit Wasserstoff ein annähernd ideales Verhalten mit einem Temperaturexponenten um 1,5. Die ebenfalls aus den Meßwerten ermittelten Aktivierungsenergien und Häufigkeitsfaktoren der Phasengrenzreaktion liegen für die Reduktion mit Kohlenmonoxid bei 60 kJ/mol bzw. 1000 cm/s und für die Reduktion mit Wasserstoff bei 50 kJ/mol bzw. 700 cm/s. Einer engeren Eingrenzung der Werte steht hier jedoch ebenso wie bei den Porendiffusionskoeffizienten die relativ starke Streuung der aus den Messungen gewonnenen Punkte entgegen.     

Mikroskopische Prüfung von Edelstählen auf nichtmetallische Einschlüsse mit Bild reihen

Kritische Betrachtung der verschiedenen in Anwendung stehenden Bildreihen zur Ermittlung des Gehaltes an mikroskopischen nichtmetallischen Einschlüssen in Stahl. Forderungen an eine allgemein anwendbare Bildreihentafel. Darstellung einer neuen Bildreihentafel und Beschreibung ihres systematischen Aufbaues nach Art, Form, Häufigkeit und Größe der nichtmetallischen Einschlüsse. Anschluß an makroskopische Prüfverfahren und später einzuführende automatisierte Erfassungs- und Auswerteverfahren. Vergleich mit international in Anwendung stehenden Bildreihen.     

Der Einfluß wechselnder Temperaturen auf das Zeitfestigkeitsverhalten von Stählen

Mechanische und thermische Beanspruchungen, die zu überelastischen Verformungen führen und ein frühzeitiges Versagen eines Bauteiles verursachen können, treten im Betrieb häufig gemeinsam auf. Es war zu untersuchen, ob eine überlagerte Beanspruchung zu einer größeren Schädigung führt als eine Beanspruchung bei konstanter Höchsttemperatur. Dazu wurden Torsionswechselversuche durchgeführt, wobei in Axialrichtung eine freie Wärmedehnung gewährleistet war. Aus dem Vergleich der Ergebnisse aus Konstant- und Wechseltemperaturversuchen konnte für Wechseltemperaturversuche eine ?äquivalente Konstanttemperatur“ definiert werden.     

Theoretische Untersuchung zur plastischen Instabilität von Zugstäben unter Beachtung der Formänderungsgeschwindigkeit und einer örtlichen Querschnittsabweichung

Zeitliche Entwicklung einer Störstelle während des Streckens eines Stabes aus einem Werkstoff mit geschwindigkeitsabhängiger Fließkurve. Rechnerische Ermittlung einer unteren und einer oberen Zeitgrenze für das Eintreten des instabilen Formänderungszustandes nach der Höchstkraftbedingung. Auswirkung des Werkstoffverhaltens, der Formänderungsgeschwindigkeit und örtlicher Unterschiede des tragenden Stabquerschnittes auf den Betrag der Formänderung bis zur plastischen Instabilität.     

Einfluβ der Versetzungsdichte und des Ausscheidungszustandes auf das Flieβverhalten eines mikrolegierten Feinkornbaustahls

Zusammenstellung der für einen mikrolegierten Baustahl relevanten elementaren Härtungsmechanismen. Erzeugung unterschiedlicher Gefügezustände durch verschiedene Wärmebehandlungen. Quantitative Ermittlung von Versetzungsdichten und Teilchendichten bzw. Teilchenabständen mit dem Transmissionselektronenmikroskop und Berechnung von Flieβgrenzen aus Gefügeparametern. Vorschlag eines Modells zur Deutung des beim Anlassen lösungsgeglühter und langsam abgekühlter Proben zu beobachtenden Sekundärhärtungseffekts. Anwendung des Modells zur Deutung des Härteverlaufs in der Wärmeeinfluβzone einer Schweiβverbindung auf der Grundlage einer Gefügeuntersuchung.     

Bewertung der Ergebnisse von Großzugversuchen mit verschiedenen Versagenskonzepten

Anhand der Ergebnisse von Zugversuchen an mittengekerbten Großproben wurde das Konzept der plastischen Grenzlast, das Konzept von Burdekin-Dawes, die J-Design-Kurve nach Turner, das Konzept von Shih und Kumar, der Two-Criteria-Approach und das FAD nach Pellini überprüft und die Grenzen für die Anwendung aufgezeigt. Mit der plastischen Grenzlast können die Höchstlasten der Großproben abgeschätzt werden, wenn keine Niederspannungsbrüche auftreten. Entsprechend dem Pellini-Konzept wurden oberhalb NDT keine Niederspannungsbrüche beobachtet, wenn jeweils die NDT-Temperatur des Werkstoffbereichs als Bezugsgröße gewählt wurde, in den der Fehler eingebracht war. Mit dem Näherungsverfahren von Shih und Kumar ist bei voll duktilem Bruchverhalten eine Abschätzung der Höchstlastn der Großproben möglich, es ergaben sich aber nicht in jedem Fall konservative Vorhersagen. Mit den anderen untersuchten Konzepten ist eine Abschätzung der kritischen Spannungen und Fehlergrößen möglich, wenn die Werte für den Beginn einer stabilen oder instabilen Rißverlängerung aus dem Bruchmechanikversuch zugrunde gelegt werden.     

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.     

Einfluß von Temperatur und Haltedauer beim Spannungsarmglühen auf den Abbau innerer Spannungen und die mechanisch-technologischen Eigenschaften von Stahl 22 NiMoCr 3 7

An einer Bramme aus einer Schmelze des Stahles 22 NiMoCr 3 7 mit rd. 0,2% C, 0,6% Mn, 0,45% Cr, 0,6% Mo und 0,95% Ni Durchführung von Untersuchungen über den Einfluß der Temperatur und der Haltedauer beim Spannungsarmglühen auf die mechanischen Eigenschaften und den Abbau von inneren Spannungen durch Ermittlung der Kennwerte im Zugversuch bei 20 und 350 °C, der Übergangstemperatur im Kerbschlagbiegeversuch für Kerbschlagzähigkeiten von 27 J und 41 J und 50% Anteil an kristallinem Bruchgefüge sowie der Übergangstemperatur im Fallgewichtsversuch (NDT-Temperatur) an bei Temperaturen im Bereich von 450 bis 730 °C jeweils bis zu 100 h geglühten, der Bramme in Querrichtung entnommenen Proben. Härtemessungen in der Wärmeeinflußzone von IIW-Aufschweißproben nach entsprechenden Glühungen. Zeitstand-Zugversuche bei Temperaturen von 450 bis 730 °C mit unterschiedlicher Beanspruchungshöhe und -dauer bis zum Erreichen einer bleibenden Dehnung von wenigstens 0,2%. Erörterung der Ergebnisse mit Folgerungen, besonders für den durch die Verringerung der Härte und die Parameter im Zeitstandversuch mittelbar gekennzeichneten Abbau von inneren Spannungen sowie (hieraus resultierend) für eine vereinfachte Glühbehandlung von Schweißverbindungen.     

Einfluß des Gefüges und der Belastung auf den Wälzverschleiß des martensitaushärtbaren Stahles X 2 NiCoMo 1885

Unterschiedlich ausscheidungsgehärtete Gefüge des Stahles X 2 NiCoMo 1885 wurden in einem Zwei-Scheiben-Prüfstand einer Wälzbeanspruchung bei Mangelschmierung unterzogen. Der Einfluß der Gefüge bei gleicher und unterschiedlicher Härte sowie der Einfluß unterschiedlicher Hertzscher Pressung auf das Verschleißverhalten wurden untersucht. Als Meßgrößen zur Beurteilung des Widerstandes gegen Wälzverschleiß wurden die Reibungszahl, die Laufflächenrauheit und der massenmäßige Verschleißbetrag ermittelt. Es zeigte sich, daß der martensitische, ausscheidungsgehärtete Stahl unter den gewählten experimentellen Bedingungen den Stählen 42 CrMo 4 und X 155 CrVMo 121 deutlich im Widerstand gegen Wälzverschleiß überlegen war.     

Nitrierhärtung einer Eisen-Nickel-Aluminium-Legierung

Nitrieren von 0,4 mm dicken Blechen einer Eisen-Nickel-Aluminium-Legierung mit den Stoffmengengehalten 27,3% Ni, 12,3% AI und 0,4% C in Ammoniak-Wasserstoff-Gemischen bei 400 bis 700 °C. Gefügeuntersuchungen mit Licht- und Elektronenmikroskop. Härtemessungen und Ermittlung der mechanischen Eigenschaften in Zugversuchen. Erörterung der Mechanismen der Ausscheidungsvorgänge unter Berücksichtigung des jeweiligen Ausgangszustandes des Versuchswerkstoffs, nämlich homogen austenitisch, heterogen austenitisch und heterogen martensitisch. Aussichten auf technische Anwendungsmöglichkeiten.     

Ein betriebsnahes mathematisches Modell des Elektro-Schlacke-Umschmelzverfahrens

Beschreibung eines empirischen, mit einer Regressionsanalyse erstellten mathematischen Modells des Elektro-Schlacke-Umschmelzverfahrens. Aussagen über das stationäre Modell mit globalen Beziehungen zwischen Eingangs- und Zielgrößen und Eignung für eine Parameteroptimierung. Angabe der Modellkoeffizienten und Rangfolge des Einflusses der verschiedenen Variablen auf die jeweils betrachtete Ergebnisgröße. Erläuterung der wichtigsten Modellbeziehungen anhand von Bildern und Vergleich mit bekannten Ergebnissen.     

Entwicklung,Eigenschaften und Anwendung von konventionell erzeugten hochstickstoffhaltigen austenitischen Stählen

Durch legierungstechnische Maßnahmen lassen sich mit konventionellen Verfahren (Elektrolichtbogenofen, AOD-/VOD-Anlage) hochstickstoffhaltige austenitische Stähle erzeugen, die im lösungsgeglühten Zustand beachtliche Eigenschaften aufweisen. Die Wirkungen des Stickstoffs sind eine Erhöhung der Festigkeit durch Mischkristallverfestigung (und Auscheidungshärtung bei Amagnit 3974 (X 3 CrNiMnMoNbN 23 17 5 3)), eine Erhöhung der Austenitstabilität, die Verzögerung von Ausscheidungsvorgängen sowie eine Verbesserung der Loch- und Spaltkorrosionsbeständigkeit. Nach der Entwicklung von hochfesten unmagnetischen Stählen führte die Legierungsoptimierung zu dem Werkstoff Remanit 4565 S (X 2 CrNiMnMoN 24 17 6 4), der bei hoher Festigkeit eine ausgezeichnete Beständigkeit in zahlreichen Medien aufweist. Aufgrund des günstigen Einflusses von Stickstoff weist dieser Stahl mit nur 4,5 % Molybdän eine höhere Wirksumme PRE und eine höhere Beständigkeit gegen Loch- und Spaltkorrosion auf als die gängigen 6%-Mo-Austenite. Das Schweißen der beschriebenen hochstickstoffhaltigen Stähle ist ohne besondere Vorkehrungen mit allen üblichen Verfahren möglich. Porenbildung tritt nicht auf. Mit dem empfohlenen Schweißzusatz Thermanit NimoC (SG-NiCr 20 Mo 15) lassen sich mit dem WIG- und dem UP-Schweißen an Remanit 4565 S (X 2 CrNiMnMoN 24 17 6 4) Verbindungen herstellen, die ebenso beständig gegen Loch- und Spaltkorrosion sind wie der Grundwerkstoff. Somit steht mit Remanit 4565 S (X 2 CrNiMnMoN 24 17 6 4) eine vielseitige wirtschaftliche Alternative zu 6 %-Mo-Stählen und Nickelbasislegierungen zur Verfügung.     

Entgasung von Metallschmelzen mit Blasenschwärmen

Mit dem bereits früher vorgestellten Simulationsmodell wird der Stofftransport durch Blasenschwärme untersucht, wobei die kontinuierliche Konzentrationsabnahme der im Bad gelösten Stoffe, der relative Gasgehalt der Schmelze und die Geschwindigkeit der Blasen im Schwarm zusätzlich berücksichtigt wurden. Dabei wurde festgestellt, daß aufsteigende Blasen keine stationäre Geschwindigkeit erreichen, sondern infolge des Stoffübergangs eine (fast konstante) Beschleunigung erfahren, die mit der Ergiebigkeit des Stoffübergangs größer wird. Der relative Gasgehalt ist infolge des Stoffübergangs deutlich größer als der reinen Spülgasmenge entspricht. Der zusätzliche wechselseitige Spüleffekt weiterer gasförmiger Stoffe in der Blase für die anderen in der Schmelze gelösten Gase wird mehrfach verdeutlicht. Der komplizierte wechselseitige Einfluß der operativen Parameter wie Gasdurchsatz und Außendruck sowie der Badzusammensetzung wird im System Stahl/Ar anhand des Stickstoffübergangs untersucht. Zwei weitere indirekte Beweise für die Güte des Modells werden durch Vergleiche der ermittelten mittleren Stoffübergangskoeffizienten mit Schrifttumskorrelationen und der Modellergebnisse für die Wasserstoffentfernung aus Aluminium mit Betriebsergebnissen für die SNIF- und ASR-Verfahren erbracht.     

Bruchzähigkeit niedriglegierter Stähle mit heterogenen Martensitgefügen

Für niedriglegierte MnSiCrMoV Versuchsstähle mit drei verschiedenen Kohlenstoffgehalten wurde der Einfluß der heterogenen Martensitgefüge, die durch Schnellaustenitisierung des ferritisch-carbidischen bzw. martensitischen Ausgangsgefüges und anschließendes Abschrecken und Anlassen erzeugt wurden, auf die mechanische Eigenschaften untersucht. Verglichen mit homogenem Martensit ist die Bruchzähigkeit bei martensitischem Gefüge mit geringem C-Gehalt, das Reste ungelöster Carbide bei allen untersuchten Stählen aufweist, ohne größeren Festigkeitsverlust angestiegen. Im Versuchsstahl mit 0,3 % C führt das martensitische Gefüge, das Mikrobereiche mit erhöhtem Anteil an Carbidbildnern enthält, zu einer gleichzeitigen Erhöhung von Festigkeit und Bruchzähigkeit. Das erblich modifizierte Martensitgefüge weist deutlich höhere Festigkeiten – um etwa 150 MPa – auf, ohne daß die Bruchzähigkeit beeinträchtigt wird. Gleichzeitig wird die Übergangstemperatur um etwa 50°C erniedrigt.     

Die von dispergierten Gasblasen induzierte Leistung und Flüssigkeitsbewegung in einer Stahlschmelze

In dieser Arbeit wird das früher entwickelte, digitale Simulationsmodell so erweitert, daß neben den bereits früher berücksichtigten Parametern nun die Arbeit und Leistung quantitativ erfaßt werden können, die ein in eine Flüssigkeit dispergiertes Gas vollbringt. Außerdem werden mit aktuellen Energiebilanzen zwischen der dispergierten Phase und dem Dispersionsmittel bei gleicher Berücksichtigung der Stofftransportgänge induzierte Flüssigkeitsgeschwindigkeiten, Volumenströme in den unterschiedlichen Zonen des Bades, Zirkulationszeiten und die Mischzeiten in Abhängigkeit vom Volumenstrom des eingeblasenen Rührgases und/oder seiner Rührleistung ermittelt. Die Ergebnisse des Simulationsmodells wurden mit Schrifttumsdaten verglichen, die Übereinstimmung ist erstaunlich gut. Die von den im Bad dispergierten Blasen induzierte Leistung steigt mit dem Gesamt-Gasdurchsatz und der Badhöhe. Sie ist in einer spezifisch schwereren Flüssigkeit höher. Bei Stoffaustausch wird im Bad eine höhere Leistung produziert, diese Leistungssteigerung wird größer, wenn der auf die einzelne Düse entfallende Teilstrom vom gesamten Rührgasstrom sinkt. Daher sollte bei gleichbleibendem Gesamtgasdurchsatz der Durchsatz pro Düse kleiner werden; dies geschieht, indem man die Zahl der Düsen erhöht. Im gewählten Beispiel für die Untersuchung der Stofftransport-Wirkung ergibt sich, daß man bei ablaufendem Stoffaustausch mit nur rund 1/10 des Inertgasdurchsatzes die gleiche Leistung im Bad induzieren kann wie ohne Stoffaustausch. Die Flüssigkeitsgeschwindigkeiten im Blasenkegel steigen mit dem Gasvolumenstrom und sind in einer spezifisch schwereren Flüssigkeit höher. Sobald ein Stoffaustausch möglich ist, weil beispielsweise zusätzlich Gase im Bad entstehen können, ist mit höheren Geschwindigkeiten im Blasenkegel zu rechnen. Für die gewählte Stahlzusammensetzung sind etwa dreifach höhere Geschwindigkeiten erzielbar, wenn die Mitwirkung der flüchtigen Badkomponenten berücksichtigt und Injektionsgas sehr feinverteilt (kleiner Gasdurchsatz pro Düse) eingeblasen wird. Die Mischzeiten werden kleiner, wenn der Gesamt-Gasdurchsatz steigt. Sie werden mit steigender Badhöhe deutlich kleiner, weil die größere Badhöhe mehr ?Rührleistungsgewinn? erlaubt, solange es im Bad zu keinen Mäanderbewegungen kommt. Die Mischzeiten fallen bei wachsender Leistung. Die massebezogenen Leistungen steigen und die Mischzeiten fallen dementsprechend, wenn die flüssige Phase schwerer wird, wenn der Gasdurchsatz pro Düse und/oder die Düsenzahl steigen (dann wächst der Gesamtgasdurchsatz), wenn die Badhöhe wächst und der Baddurchmesser kleiner wird und wenn Stoffaustausch stattfindet.