Der Wärmeübergang an Hochofeneinsatzstoffen

Ermittlung der Wärmeübergangszahlen an frei umströmten Kugeln und Schüttungen aus Pellets, Sinter, Koks und Erz. Einfluß der Oberflächengestalt, des Wärmeleitvermögens und der Feuchtigkeit der untersuchten Hochofeneinsatzstoffe.     

Untersuchung des Wärmeübergangs an einer simulierten Sekundärkühlzone beim Stranggießverfahren

Wärmeübergang beim Aufspritzen von Wasser auf heiße Flächen. Versuche zur Wasserverteilung und zum Wärmeübergang bei Verwendung von Flachstrahl- und Vollkegeldüsen. Beschreibung des Einflusses der Wasserbeaufschlagungsdichte und der Wasseraustrittsgeschwindigkeit auf den Wärmeübergang mit Gleichungen. Übertragung der Ergebnisse auf das Stranggießverfahren.     

Untersuchungen über den Wärmeübergang zwischen Block und Kokille beim Erstarren von Stahl

Messung des Wärmeübergangs zwischen Block und Kokille beim Erstarren von steigend vergossenen 1,4-t-Stahlblöcken aus beruhigtem unlegiertem Stahl bei Erfassung der Temperaturverteilung in der Kokille, der Oberflächentemperatur des Blockes, der Temperaturen in der festen und flüssigen Phase sowie des Zeitpunktes der Luftspaltbildung. Angaben über den Abbau der eingebrachten Überhitzung von rd. 50 °C. Aussagen über die Wärmeströme, die abgeführten Wärmemengen und über ein vereinfachtes Erstarrungsgesetz. Darstellung der Abweichungen vom √t-Gesetz. Ermittlung von Wärmeübergangskoeffizienten für verschiedene Stellen des Blockes in Abhängigkeit von der Erstarrungszeit. Erörterung des Mechanismus des Wärmeübergangs zwischen Block und Kokille.     

Lückengrade in Formkoksschüttungen

Messung der Lückengrade von Formkoksschüttungen in Abhängigkeit von Durchmesserverhältnis, Gestalt und Oberflächenrauheit der Körper sowie Art des Schüttsäulenaufbaus. Ableitung von Beziehungen, mit denen sich die Lückengrade auch für Schüttungen aus anderen, nicht untersuchten Formen berechnen lassen. Herausstellen von Schüttkörpern, die hinsichtlich des größten erzielbaren Lückengrades optimale Formen aufweisen.     

Erwärmen und Abkühlen offen gewickelter Bunde in Einstapel-Haubenöfen

Dimensionslose Kenngrößen, Differenzengleichung, Temperaturstützstellen, numerischer Rechenfehler, Stabilität, Ablaufplan, Einfluß der Temperatur, Schutzgasstrom, Erwärmvorgang, Abkühlvorgang mit und ohne Kühlhaube, Ergebnisse aus Rechnung und Betriebsversuch, Variationsrechnung (Wärmezufuhr, Wärmeübertragung, Schutzgasstrom, Bundabmessungen), stündlicher Wechsel der Strömungsrichtung, Nachlaufen der Temperatur an der Unterseite des Bundstapels.     

Modelluntersuchungen des konvektiven Wärmeübergangs zwischen Kokille und einem Luftstrom bei einer Vier-Block-Anordnung auf einer Kokillenplatte

Beschreibung des Modellaufbaus und der Versuchsauswertung eines physikalischen Modells zur Simulation des konvektiven Wärmeübergangs zwischen Kokillen oder Blöcken und einem Luftstrom bei verschiedenen Anordnungen von vier Blöcken auf einer Kokillenplatte. Vergleich der Meßergebnisse mit Schrifttumsangaben über den konvektiven Wärmeübergang an anderen Körpern. Erörterung des Einflusses einer Maßstabsänderung im Hinblick auf die Übertragung der Modellergebnisse auf Betriebsverhältnisse.     

Möglichkeiten der Beeinflussung von Austenitkorngrößen

In einer Übersicht werden die unterschiedichen Mechanismen zusammengestellt, die zu einem Austenitkornwachstum führen können. Anhand von Zahlenbeispielen werden die treibenden Kräfte und die Geschwindigkeiten der Korngrenzenverschiebung aufgrund der einzelnen Vorgänge erläutert. Vor allem durch Einlagern von Teilchen kann die Korngröße des Austenits auch bei hohen Temperaturen klein gehalten werden. Hierbei ist insbesondere die durch Wärmebehandlung einstellbare Größe der Teilchen von besonderer Bedeutung. Die Austenitkorngröße beeinflußt bei einer Abkühlung je nach Ablauf der Umwandlung die Korngröße und die Ausbildung des bei Raumtemperatur vorliegenden Gefüges.     

Die Einflüsse auf den Wärmeübergang in Industrieöfen

Arten der Wärmeübertragung und Bewinflussungsmöglichkeiten im Industrieofen. Mathematische Behandlung der einzelnen Vorgänge beim Wärmeübergang und Überprüfung der Rechenergebnisse durch Betriebsversuche. Die verschiedenen Einflußgrößen beim Wärmeübergang durch Berührung, Gas- und Wandstrahlung. Anwendungsmöglichkeiten.     

Einfluß unterschiedlicher Gase im Spalt auf den Wärmeübergang zwischen Block und wassergekühlter Kupferkokille

Gießversuche im Vakuuminduktionsofen an Reineisen mit ausgeprägter Spaltbildung. Thermische Analyse des Erstarrungsablaufes in einer wassergekühlten Kupferkokille. Ermittlung des Wärmeübergangskoeffizienten zwischen Block und Kokille durch kontinuierliche Messung der Wärmeflußdichte beim Gießen und Erstarren mit unterschiedlichen Gasen: Ar, N₂, CO, O₂, ?H₂O?, ?H₂S?, He und H₂ im Spalt. Reaktionen der Gase an der Eisenoberfläche unter Berücksichtigung des Gastransportes im Spalt. Oberflächenbeschaffenheit der Blöcke. Ableitung des Erstarrungsgesetzes aus einer Wärmebilanz. Deutung der Gaswärmeleitung im Spalt aufgrund der Wärmeleitfähigkeit der Gase und der mikroskopischen und makroskopischen Spaltbreite.     

Untersuchungen zur Wärmeübertragung bei der Spritzwasserkühlung von Stahlplatten

Mittels eines instationären Untersuchungsverfahrens wurde der Wärmeaustauschvorgang bei der Wasserabspritzung in einem sich auf die Kühlstrecke einer Warmwalzanlage beziehenden Bereich untersucht. Es wurde der Einfluß von Wasserbeaufschlagungsdichte, Oberflächenstoßdruck, Wasserschicht und Material auf den Wärmetransport überprüft. Die gesamte Oberflächenwärmestromdichte wurde als passende Größe zur Beschreibung der Wärmeübertragung bei der Wasserabkühlung besonders im Bereich der instabilen Filmverdampfung ausgewählt. Quantitativ wurde diese Größe unter verschiedenen Abkühlbedingungen ermittelt. Nach Forderung der Kühlungssimulationsaufgabe wurde die ?Stepwise Regression Procedure“ verwendet, um die Form und die entsprechenden Parameter der Regressionsformeln festzustellen. Die Ergebnisse für X 5 CrNi 18 8 wurden dargestellt. Solche mathematische Darstellungen können Wärmerandbedingungen in den Bereichen der stabilen und instabilen Filmverdampfung sowie der Blasenverdampfung kontinuierlich erfassen. Die Ergebnisse enthalten die wichtigsten Einflußfaktoren, wie einerseits Oberflächentemperatur (150–850°C) und andererseits Wasserbeaufschlagungsdichte (300–1500 l/(m² · min)). Diese Methode eignet sich als Grundlage zur Ermittlung der Wärmerandbedingungen unter den verschiedenen simulierten Kühlungsbedingungen und stellt somit den Ansatz eines zuverlässigen Modells zur Simulation und Optimierung des Warmwalzprozesses bzw. des Wärmebehandlungsprozesses und schließlich auch der ganzen Anlage dar.     

Einfluß der δ-γ-Umwandlung des Eisens auf den Wärmeübergang zwischen Block und wassergekühlter Kupferkokille

Gießversuche mit Reineisen sowie mit ferritischen Fe-V- und Fe-Si-Legierungen im Vakuuminduktionsofen. Thermische Messungen des Erstarrungsablaufes in einer wassergekühlten Kupferkokille. Messung der Wärmeflußdichte zwischen Block und Kokille bei Gießen und Erstarren unter Vakuum ohne Gaswärmeleitung im Spalt. Ermittlung der Wärmeübergangskoeffizienten. Aussagen zur Spaltbildung mit einem Strahlungsmodell und anhand der dilatometrisch bestimmten Längenänderung bei der Abkühlung. Einfluß der δ-γ-Umwandlung des Eisens auf die Spaltbildung in unterschiedlich zusammengesetzten Stählen und mögliche Folgerungen für die Vergießbarkeit in Stranggießkokillen.     

Stofftransport in festen Metallen bei gleichzeitigen Temperaturveränderungen

Beschreibung des Stofftransports bei gleichzeitigem Wärmetransport. Einfluβ der Lewis-Zahl und des Wärmeübergangs auf die Temperatur- und Konzentrationsabhängigkeit des Diffusionskoeffizienten im festen Eisen. Überlegungen zum Einfluβ der konvektiven Wärmeübertragung auf die Biot-Zahl. Näherungsformeln für das Ausmaβ des Stoffaustausches.     

Über den Einfluß von Wärme- und Stoffübergang bei heterogenen Reaktionen zwischen Gasen und dichten Festkörpern

Allgemeine Betrachtung über heterogene Reaktionen zwischen Gasen und Feststoffen und Erörterung der maßgebenden Gleichungen für den Abbau von festen Ausgangsstoffen: Darstellung der Bedeutung von Stoffübergang, Porendiffusion, chemischer Kinetik, Wärmeübergang und Wärmeleitung für den Reaktionsablauf. Definition einer neuen Beziehung für die Reaktionsgeschwindigkeit für geringe Gleichgewichtsabweichungen in der Gasphase zur Beschreibung des Einflusses der einzelnen Teilschritte. Als Beispiel Darstellung des Einflusses von Wärme- und Stoffübergang auf den Reaktionsablauf.     

Anwendung von Körperschallmessungen zur Ermittlung der Durchgasung an einem Hochofenmodell

Problematik von Durchbläsern am Hochofen. Theorie der Schallentstehung durch Hohlraumbildung in Schüttsäulen. Abschätzung der zu erwartenden Ergebnisse. Modellversuche. Ermittlung der Körperschallfunktionen für Füllkörpersäulen mit unterschiedlichen Schüttgütern. Frequenzanalyse und Überprüfung der Modellergebnisse durch Vergleich mit der Luftschalldämmzahl an Zylindern.     

Untersuchungen zum zeitlichen Verlauf der Erstarrung in der Randzone erstarrenden Eisens

Experimentelle Bestimmung der Dicke der erstarrenden Schicht in der Randzone erstarrender 10-kg-Stahlblöcke. Messung der Temperaturprofile in Block und Kokille. Ermittlung der Wärmestromdichten an Block- und Kokillenoberfläche sowie des Koeffizienten für den Wärmeübergang zwischen Block und Kokille. Rechnerische Überprüfung der Erstarrungsgeschwindigkeit mit einer um ein Glied für den endlichen Wärmeübergang zwischen Block und Kokille erweiterten Neumannschen Lösung. Einfluß von Oberflächenbeschaffenheit, Anfangstemperatur und Wanddicke der Kokille sowie der Gießtemperatur auf Wärmeübergang und Erstarrungsgeschwindigkeit.     

Stoffübergang bei hüttenmännischen Heterogenreaktionen fest–gasförmig

Theoretische Behandlung von heterogenen Reaktionen zwischen Gas und Festkörper bei durchströmten und überströmten Schüttungen. Angabe von Gleichungen für den Stoff- und Wärmeübergang. Erörterung von Korrekturen für die theoretische Erfassung des Reaktionsablaufes. Behandlung der Temperaturabhängigkeit der Geschwindigkeitskonstante, der Strömungserscheinungen bei Reaktionen mit Volumenvermehrung und des Einflusses unterschiedlicher Diffusionskoeffizienten der Gase. Aussagen über den Reaktionsablauf im Wirbelbett, Schachtofen, Etagenofen und im Drehrohrofen. Anwendungsbeispiele mit der Behandlung der chlorierenden Röstung von Schwefelkiesabbränden im Etagenofen sowie der Röstung im Drehrohrofen.     

Berechnung der Wärmedurchgangszahl für das Warmwalzen und Schmieden

Gegenüberstellung der Begriffe Wärmeübergangszahl und Wärmedurchgangszahl. Differentialgleichungssystem für die Wärmeleitung durch das Werkstück, das Werkzeug und die dazwischenliegende Zunderschicht. Vereinfachung der Lösung durch Annahme einer symmetrischen und in der Zunderschicht quasilinearen Temperaturverteilung. Berechnung der übertragenen Wärmemenge. Bestimmung von oberen und unteren Grenzen für die Größe der Wärmedurchgangszahl. Abhängigkeit der berechneten Wärmedurchgangszahl von der Berührzeit und der Zunderschichtdicke.     

Der Einfluß der Wärmebehandlung auf das Langzeitverhalten des Stahles 30 CrMoNiV 5 11 bei 550 °C

Untersuchungen über das Langzeitverhalten des Stahles 30 CrMoNiV 5 11 mit rd. 0,30 % C, 1,1 % Cr, 1,2 % Mo, 0,7 % Ni und 0,3 % V nach verschiedener Wärmebehandlung an versuchsmäßig hergestellten und aus Schmiedestücken nach einer betrieblichen Wärmebehandlung entnommenen Proben. Einfluß der Wärmebehandlung auf das Zeitstandverhalten bei 550 °C und auf die Bruchvorgänge. Veränderung des Gefügeaufbaues während des Zeitstandversuches und die sich daraus ergebenden Zusammenhänge mit dem Langzeitverhalten.     

Optimierung kontinuierlich betriebener Durchlauföfen mit Hilfe von Teilbilanzen

Bei der energetischen Optimierung von Durchlauföfen ist insbesondere die Frage zu beantworten, in welcher Weise der Gesamtprozeß von seinen Teilprozessen - wie z. B. Vorwärmung des Gutes in der Vorwärmzone, Erwärmung des Gutes im beheizten Ofenteil und Luftvorwärmung im Rekuperator - beeinflußt wird. Dazu ist es zweckmäßig, außer einer Gesamtbilanz Teilbilanzen für die einzelnen Prozeßstufen aufzustellen. Die Verknüpfungen zwischen den Wirkungsgraden der Teilprozesse mit den entsprechenden Wirkungsgraden für den Gesamtprozeß liefern dann die gesuchten Beziehungen. Dabei zeigt sich, daß es aus energetischen Gründen gleichgültig ist, ob eine Wärmerückgewinnung durch Vorwärmung des Wärmgutes oder durch Vorwärmung der Verbrennungsluft erreicht wird. Es hängt aber von der Art des Brennstoffes ab, in welchem Maße eine Luftvorwärmung möglich ist. Insbesondere bei Öfen mit Schwachgasbeheizung (Gichtgas) ist eine relativ hohe Gutvorwärmung erforderlich, was bekanntlich zu Bauformen mit langer Vorwärmzone führt. Zur Bestimmung der im einzelnen benötigten Ofenlängen sind die maßgebenden Gleichungen für die Wärmeübertragung und gegebenenfalls für den Ausbrandverlauf hinzuzuziehen.     

Die thermischen Vorgänge beim Saugzugsintern

Systematische mathematische Beschreibung der thermischen Vorgänge im Sinterbett, wie Konvektion, Leitung durch Turbulenz, Produktion der Wärme und Wärmeübertragung zwischen Gas und Feststoff. Erörterung der Einflußgrößen. Folgerungen. Maßnahmen zur Leistungssteigerung.