Verschlackung feuerfester Stoffe aus rotierenden Zylindern

Theorie der Auflösungskinetik rotierender Zylinder. Beschreibung der Versuche zur Verschlackung von Zylindern aus verschiedenen MgO-Sorten sowie einer Al₂O₃-Sorte in einer CaO-FeO_n-SiO₂-Schlacke und in einer Hochofenschlacke. Deutung der Versuchsergebnisse als chemische Auflösung und mechanische Erosion. Aufstellung eines allgemeinen Gesetzes für die Auflösung rotierender Zylinder in Schlacken.     

Reaktionen feuerfester Stoffe mit Stahlschmelzen

Zusammenfassende Darstellung der bisher bekannten Ergebnisse und neue Betrachtungen über die Reaktionen feuerfester Stoffe mit Stahlschmelzen. Auflösung von Graphit und graphithaltigen Stoffen in flüssigem Eisen. Reduktion von Kieselsäure und kieselsäurehaltigen Stoffen in kohlenstoff- und manganlegierten Schmelzen. Berechnung des Verschleißes von Kanalsteinen während des Gießens. Rechnerische Ermittlung der Sauerstoffnachlieferung aus der feuerfesten Zustellung der Vakuum-Umlaufanlage und der Gießpfanne.     

Ergebnisse aus Untersuchungen mit dem Stabeintauchverfahren über die Verschlackung basischer feuerfester Stoffe bei 1450 und 1600 °C

Verschlackungsuntersuchungen im Laboratorium an Dolomit-, Dolomit-Magnesit-Misch- und Magnesitsteinen bei 1450 und 1600 °C mit einem Stabeintauchverfahren in einem Eisen- oder Platintiegel. Einsatz von synthetischen Schlakken auf der Grundlage der Systeme CaO–FeO_n oder Fe₂O₃–MnO–MgO. Abhängigkeit der Verschlackung von den kennzeichnenden Steineigenschaften (Sorte des verwendeten Sinters, Brenntemperatur, Kornaufbau und Porosität des Steines, Magnesiumoxidgehalt). Möglichkeiten zur Verschlackungsprüfung in einem Schnellverfahren.     

Reaktionen feuerfester Stoffe mit Schlackenschmelzen

Zusammenstellung der bisherigen Untersuchungsergebnisse über die Reaktionen feuerfester Stoffe mit Schlackenschmelzen. Erörterung der Vorgänge bei der Tränkung und Auflösung poriger Körper. Aussagen über Tränkungsvorgänge in sauren und basischen Schlacken. Deutung der Zerfallserscheinungen bei Magnesitsteinen. Angaben über die Auflösung von Dolomitstein in Eisen(ll)-oxid und Erörterung der Einflußgrößen auf die partielle Lösung des Calcium- und Magnesiumoxids. Zusammenhang zwischen den Ergebnissen der Laboratoriumsversuche und halbtechnischen Prüfungen im Trommelofen. Schlußfolgerungen für die Praxis.     

Untersuchungen zur Abgasentschwefelung mit Adsorptionskoks aus Braunkohle

Verfahren zur Herstellung von Braunkohlenadsorptionskoks. Beschreibung der Versuchsanlage zur Entschwefelung eines dem Sinterabgas ähnlichen, gereinigten Modellgases. Versuchsergebnisse. Verlauf der Reaktionszone im Adsorber — Ermittlung aus der Energie- und Stoffbilanz.     

Volumenänderungen feuerfester Stoffe als Folge von Reaktionen mit Schlacken

Bestimmung von Volumenänderungen feuerfester Baustoffe sowie ihrer Auflösung und Infiltration bei der Reaktion mit 1. eisenoxidreichen Kunstschlacken und 2. Torpedopfannenschlacken bei 1450 und 1600 °C. Dabei dehnen sich aus: alle basischen Steine bei Beaufschlagung mit Schlacken 1 oder 2 infolge Mischkristallbildung oder Bursting, Bauxitsteine infolge Mullitneubildung, Korundsteine infolge Bildung von β-Tonerde (CA₆) bei 1550 °C. Zur Schwindung neigen Steinsorten mit weniger als 75% Al₂O₃ (Mullit-Sillimanit-Schamotte-Steine) infolge Verdichtung durch Flußmittelzufuhr. Aufgelöst werden Steinsorten mit weniger als 90% Al₂O₃, phosphatgebundene Steinsorten sehr stark. Infiltriert werden alle basischen Steinsorten stark, die Steinsorten aus dem System SiO₂–Al₂O₃ um so stärker, je höher ihr Al₂O₃-Gehalt ist.     

Untersuchungen über die Existenzbereiche der Eisenkarbide mit Hilfe der Elektronenmikroskopie und Elektronenbeugung

Elektronenmikroskopische Durchstrahlungsaufnahmen und Elektronenbeugungsuntersuchungen über die Existenzbereiche der Eisenkarbide an dünnen Eisen-Kohlenstoff-Schichten bei Temperaturen bis 900 °C und Glühzeiten bis 10 h. Verwendung von Kohlenstoff und Natriumchlorid als Trägerfolie. Orientierung des Eisens beim Aufdampfen auf Natriumchlorid und deren Einfluß auf die Karbidbildung. Existenzbereiche des ε-Karbids, des Häggschen Karbids und des Zementits.     

Untersuchungen zur horizontalen Makroseigerung bei der Erstarrung mit heterogener Schicht

Entwicklung einer Theorie der horizontalen Makroseigerung bei der Erstarrung mit heterogener Schicht Aufstellung einer Seigerungsformel sowie von Ausdrücken für die Breite der heterogenen Schicht und für den effektiven Seigerungskoeffizienten. Erörterung der Ergebnisse.     

Untersuchungen an Reduktionsschichten von Eisenoxyd mit Hilfe der Oberflächenbeugung von Elektronen und der Lichtmikroskopie

Untersuchungen an Reduktionsschichten von gasreduzierten Sinterkörpern aus synthetischem Hämatit. Identifizierung der einzelnen Reduktionsphasen durch die Elektronenbeugung nach der Reflexionsmethode. Ausdehnung der schichtenförmig angeordneten Reduktionsprodukte Eisen, Wüstit und Magnetit in Abhängigkeit der Zeit, Temperatur, Gasart und Gasströmungsgeschwindigkeit. Rückschlüsse auf den Reduktionsmechanismus.     

Untersuchungen zur Vergasung von Koks mit Kohlenmonoxid-Kohlendioxid-Gemischen

Aussagen über die Bedeutung der Boudouard-Reaktion für den Hochofenprozeß. Messungen der Reaktionsgeschwindigkeit von Koks nach gravimetrischen Verfahren zur Ermittlung der Einflüsse von Temperatur, Gaszusammensetzung und Stückgröße im Bereich von 900 bis 1100 °C in Kohlenmonoxid-Kohlendioxid-Stickstoff-Gemischen an Schüttungen mit Stückgrößen von 10 bis 60 mm und an Einzelstücken. Erörterung von mathematischen Ansätzen zur Beschreibung der Reaktionsgeschwindigkeit von Koks.     

Neuere Untersuchungen zur Aluminiumbestimmung mit Chromazurol S

Die photometrische Bestimmung von Aluminium im Stahl mit Chromazurol S unter Zusatz von Polyvinylalkohol als Schutzkolloid wurde untersucht. Der Aluminium-Komplex wird bei pH 6 gebildet, die Extinktion bei 620 nm gemessen. Störende Elemente werden durch eine Natronlaugefällung in Gegenwart von Zinkchlorid und Borsäure entfernt. Die Nachweisgrenze des Verfahrens liegt bei 0,0008% Al. Die Standardabweichung bei der Bestimmung von 0,0032% Al beträgt 0,00028% Al. Der Extinktionskoeffizient liegt bei 73 400 l/Mol · cm.     

Behandlung von Epitaxie-Fragen bei der Elektronenbeugung mit Hilfe der Datenverarbeitung

Matrizendarstellung von Vektoren im Kristallgitter und im reziproken Gitter mit Hilfe eines kartesischen Koordinatensystems. Ableitung von Transformationsgleichungen. Anwendung dieser Gleichungen zur Beschreibung von Orientierungsbeziehungen zwischen zwei Kristallen. Ermittlung des Orientierungszusammenhanges von zwei Phasen aus Elektronenbeugungsaufnahmen. Prüfung von Orientierungsbeziehungen. Durchführung der Rechnungen mit Hilfe der Datenverarbeitung.     

Laboratoriumsuntersuchung der Verschlackungsbeständigkeit feuerfester Stoffe gegenüber eisenoxidhaltigen Stahlwerksschlacken bei 1600 °C

Laboratoriumsmäβige Untersuchung der Verschlackungsbeständigkeit von gesondert hergestellten Prüfkörpern aus Magnesium-, Zirkon- und Aluminiumoxid sowie von Prüfkörpern aus betrieblich hergestellten Magnesit-, Magnesit-Chrom-, Chrom-Magnesit- und Pfannensteinen in einer neuentwickelten Versuchsapparatur mit Platintiegel bei 1600 °C und einer Schlacke mit 0,5% FeO, 28,8% Fe₂O₃,19,8% SiO₂, 2,1% Al₂O₃, 40,3 % CaO und 8,2% MgO. Verschlackung basischer Prüfkörper nach schneller Tränkung durch Steinzerfall und chemische Abtragung. Beziehung zwischen Tränkung und Zerfalldauer der Prüfkörper und ihren Eigenschaften. Verschlackung teergetränkter Magnesitsteine. Vergleich der Versuchsergebnisse aus dem Laboratorium mit denen aus halbtechnischen Versuchen in einem Trommelofen.     

Simulation des Profilwalzens mit Hilfe von Werkstoffmodellen und der Finite-Elemente-Methode

Eine Grundvoraussetzung für die Einführung der thermomechanischen Behandlung beim Profilwalzen ist die Beherrschung der örtlichen Vorgänge im Walzspalt. Hierzu bietet sich die Finite-Elemente-Methode (FEM) als Hilfsmittel zur Ermittlung der örtlichen Prozeßparameter Vergleichsformänderung, Vergleichsformänderungsgeschwindigkeit und Temperatur an. Werkstoffmodelle können zur Beschreibung der örtlichen physikalisch-metallurgischen Vorgänge in einem Material und zur weiteren Entwicklung der FEM verwendet werden. Über die möglichen Wege für die Simulation des Profilwalzens mit FEM und Werkstoffmodellen sowie durch Verwendung von Warmumformsimulationen am IBF und am IEHK wird in dieser Arbeit berichtet. Walzungen im Labormaßstab von 4 Stichen der Kaliberreihe Oval-Quadrat werden Rechenergebnissen für die Stahlsorten C 35 und 50 CrV 4 gegenübergestellt. Ergebnisse aus Versuchswalzungen und Warmzugsimulationen für die Stahlsorte 50 CrV 4 werden verglichen und diskutiert. Erläuterungen über die allgemeine Anwendung der hier verwendeten Arbeitsroutine werden am Ende dieser Arbeit gemacht. Die Ergebnisse zeigen die Bedeutung dieser Arbeitsroutine für die Simulation des Profilwalzens.     

Laboratoriumsversuche zur Patentierung von Stahldraht aus der Walzhitze

Laboratoriumsversuche zur Vorbereitung und Ergänzung von Betriebsuntersuchungen. Möglichheiten der Direktpatentierung von Stahldraht. Einfluβ der Ringbildung auf die Abkühlung und die Gefügeausbildung. Wirkungen einer zusätzlichen Luftkühlung. Schwierigkeiten bei der Patentierung mit steigendem Walzdrahtdurchmesser. Versuche zur gebrochenen Drahtabkühlung mit Wasser und Luft. Zusammenhänge zwischen Düsenanordnung, Oberflächenbeschaffenheit des Walzdrahtes und Kühlwirkung.     

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.     

Untersuchungen zur Ausscheidungs- und Rekristallisationskinetik an Warmund Kaltbandproben aus mikrolegiertem Tiefziehstahl

Härtemessungen und elektronenmikroskopische Durchstrahlungsaufnahmen an nach dem Lösungsglühen kaltgewalzten und rekristallisierend geglühten Proben sowie unverformter Warmbandproben aus mit Niob oder Vanadin mikrolegierten Tiefziehstählen. Beschreibung der bei der Glühung in Abhängigkeit von Temperatur und Dauer ablaufenden Vorgänge. Ermittlung der Aktivierungsenergie der Rekristallisation und Ausscheidung und Vergleich mit dem Schrifttum.     

Experimentelle Untersuchungen zur horizontalen Makroseigerung bei Erstarrung mit heterogener Schicht

Laboratoriumsversuche zur Makroseigerung in gerichtet erstarrenden Stahlschmelzen unter definierten Strömungsbedingungen in der Restschmelze. Beschreibung der Versuchsapparatur und der Ergebnisse. Vergleich mit theoretisch berechneten Seigerungswerten und mit Seigerungswerten eines Blockes betrieblicher Größenordnung.     

Untersuchungen zur Kinetik der Entschwefelung kohlenstoffgesättigten Eisens durch schwachbasische synthetische Hochofenschlacken bei gleichzeitiger Oxidation des Schwefels aus der Schlacke

Grundsätzliche Betrachtungen und experimentelle Untersuchungen bei 1400°C zur Kinetik des Schwefelüberganges aus kohlenstoffgesättigtem Eisen über die schwachbasische hochofenartige Schlacke in das stark oxidierende Gas mit den beiden Entschwefelungsreaktionen an der Phasengrenze Eisen–Schlacke unter reduzierenden Bedingungen und an der Phasengrenze Schlacke–Gas unter oxidierenden. Erklärung der verschiedenen Versuchsergebnisse mit der Modellvorstellung von zwei in der Schlackenschicht getrennten Reaktionsflächen.     

Untersuchungen über das metastabile System Eisen-Chrom mit Hilfe des Mössbauer-Effektes

Die Mischungslücke im metastabilen System Eisen-Chrom. Aussagen der Mössbauer-Spektren über die Atomanordnung in Eisenlegierungen. Nachweis der einphasigen Entmischung in übersättigten Eisen-Chrom-Legierungen in eisen- und chromreiche Phasenteile.