Gleichgewichte zwischen flüssigem Eisen und gesättigten Schlacken des Systems CaO–FeO–MnO–SiO2 bei 1600 °C unter Berücksichtigung der Schwefelverteilung

Tiegelversuche im Tammannofen bei 1600 °C zur Ermittlung der Schlackengleichgewichte. Zusammensetzung und Aufbau der Versuchsschlacken bei Sättigung an Dikalziumsilikat, Trikalziumsilikat und Kalkmischkristallen. Zusammensetzung der Kalkmischkristalle. Darstellung des Systems CaO–FeO–MnO–SiO₂ bei 1600 °C. Sauerstoffgehalt des flüssigen Eisens. Verteilung des Mangans und des Schwefels zwischen Schlacke und Eisen. Schlußfolgerungen zum Einfluß von Manganoxyd im System CaO–FeO–SiO₂.     

Die kombinierten Desoxidationsgleichgewichte mit Mangan,Aluminium und Silicium sowie ihre Bedeutung für die Einschlußbildung

Thermodynamische Berechnung des Zustandsschaubildes MnO–Al₂O₃. Polytherme Darstellung des Schlackensystems FeO_n–MnO–Al₂O₃. Entwicklung der kombinierten Desoxidationsgleichgewichte mit Mangan und Aluminium sowie Einschluß-bildung während der Auflösung von Aluminium in einer manganhaltigen Stahlschmelze. Entwicklung der kombinierten Desoxidationsgleichgewichte mit Aluminium und Silicium. Einfluß von Mangan auf die kombinierten Desoxidationsgleichgewichte mit Aluminium und Silicium.     

Untersuchungen zum Stoffübergang des Mangans und des Schwefels zwischen flüssigem Eisen und flüssiger Schlacke bei verschiedenen Verfahrensweisen

Gleichgewichte der Mangan- und Schwefelverteilung und Grundlagen des Stoffübergangs zwischen Metall und Schlacke. Bestimmung der Stoffübergangskoeffizienten des Mangans für Eisen und FeO-Al₂O₃-Schlacken und des Schwefels für kohlenstoffhaltiges Eisen und CaO-SiO₂-Al₂O₃-Schlacken bei 1550 °C.     

Untersuchungen über die Wirkung des Mangans bei der Entschwefelung im Hochofen

Metallurgische Betrachtungen zum Verhalten des Mangans im Hochofen. Eigene Versuchsreihen zum getrennten Erfassen des Manganverhaltens bei der Reduktion über die Reaktionskennzahlen K_Fe,Si, K_MnO und K_Mn,Si und bei der Entschwefelung über die Schwefelverteilung L_FeS und Reaktionskennzahl K_MnS. Beschreibung der Versuchsanlage und Versuchsdurchführung. Umfang der Versuche und Auswertung der Ergebnisse. Schlußfolgerungen über die Wirkung des Mangans bei der Entschwefelung im Hochofen.     

Thermodynamik der Reduktion von MnO aus Hochofenschlacke im System Metall–Schlacke

Untersuchungen zur Bestimmung der Kinetik der Einstellung des Gleichgewichtes zwischen MnO in der Hochofenschlacke und dem Mangangehalt im kohlenstoffgesättigten Roheisen. Ermittlung der Gleichgewichtsverteilung des Mangans zwischen CaO-MgO-MnO-Al₂O₃-SiO₂-Schlacken und kohlenstoffgesättigtem Roheisen bei 1673, 1723 und 1773 K. Berechnung der Aktivität des MnO in der Schlacke.     

Metall-Schlackengleichgewichte im System Eisen–Aluminium–Sauerstoff als Grundlage der Aluminiumdesoxidation von Stahlschmelzen

Thermodynamische Berechnung des Schlackensystems FeO_n–Al₂O₃ und seiner Aktivitäten sowie des vollständigen, polythermen Desoxidationsschaubildes des Aluminiums. Folgerungen für die Einschlußbildung bei der Aluminiumdesoxidation.     

Untersuchungen über die Schmelzgleichgewichte in der Eisenecke des Dreistoffsystems Eisen–Chrom–Nickel

Versuchsbeschreibung zur Bestimmung von Schmelzgleichgewichten mittels thermischer Analyse und der Methode des isothermen Haltens. Untersuchung des Zweistoffsystems Eisen–Nickel bis zu einem Molenbruch x_Ni = 0,20 und des Zweistoffsystems Eisen–Chrom bis zu einem Molenbruch x_Cr = 0,35. Darstellung der Schmelzgleichgewichte und Entwurf der Liquidus- und Solidusfläche für den eisenreichen Teil des Zustandsdiagramms Eisen–Chrom–Nickel nach eigenen Versuchsergebnissen. Vergleich mit den Angaben des Schrifttums.     

Aufstickung von Schlacken des Systems CaO–SiO2–A12O3

Laboratoriumsuntersuchungen zur Aufstickgeschwindigkeit von flüssigen Schlacken des Systems CaO–SiO₂–Al₂O₃ in Abwesenheit und in Gegenwart von Kohlenstoff. Einflüsse von Schlackenzusammensetzung, Temperatur und Stickstoffdruck. Erörterung des Aufstickmechanismus. Deutung der Ergebnisse an Hand der Schlackenstrukturen.     

Desoxidationsgleichgewichte von Titan,Aluminium und Zirconium in Eisenschmelzen bei 1600 °C

Verwendung einer Doppelelektrolytzelle aus ZrO₂(CaO) mit ThO₂(Y₂O₃)-Beschichtung zur Untersuchung der Desoxidationsgleichgewichte Fe–O–Ti, Fe–O–Al und Fe–O–Zr bei 1600 °C über EMK-Messung sowie Probenahme und chemische Analyse. Ermittlung der Sauerstoffaktivitäten in Abhängigkeit vom Gehalt an Titan, Aluminium oder Zirconium in der Eisenschmelze sowie der Gleichgewichtskonstanten und Wirkungsparameter e^x_x. Vergleich der analytisch bestimmten und thermodynamisch berechneten Sauerstoffgehalte.     

Die Wasserstofflöslichkeit von Schlacken des Systems CaO–„FeO”–SiO2

Untersuchung der Löslichkeit des Wasserstoffs in homogenen flüssigen Schlacken des Systems CaO–?FeO”–SiO₂. Einfluß der Temperatur und der Sehlackenzusammensetzung. Erörterung des Mechanismus der Wasserstofflösung in flüssigen Schlacken.     

Reduktionsgleichgewichte im System Fe–F2O3–CaO oberhalb 1050 °C

Umfangreiche Schrifttumsauswertung der Reduktionsgleichgewichte von Kalkferriten im System Eisen-Hämatit-Calciumoxid und Darstellung der Ergebnisse in Ig (pCO₂/PCO)-1/T-Diagrammen. Unter Verwendung neuester Daten über die Schmelzgleichgewichte des Systems Fe–Fe₂O₃–CaO Extrapolation auf die Reduktionsgleichgewichte des flüssigen Zustandes.     

Das Hochofenschlackensystem Al2O3–CaO–MgO–SiO2 bei 1600, 1500 und 1400 °C

Beschreibung von Sättigungsflächen im System Al₂O₃–CaO–MgO–SiO₂ durch isotherme Schnitte im Konzentrationsbereich der Hochofenschlacken für 1600, 1500 und 1400 °C. Räumliche Tetraederdarstellungen und quantitative Grundrißprojektionen nach Überprüfung und Neufestlegung der Grenzflächen des homogenen Schlackenraumes durch Sättigungsschmelzen. Vollständige Darstellung des Grundsystems Al₂O₃–CaO–SiO₂ für 1600, 1500 und 1400 °C. Beispiel für die Anwendung der quantitativen Grundrißprojektion zur Einschätzung der Heterogenität von flüssigen Hochofenschlacken.     

Untersuchungen über den Einfluß der Kieselsäure und des Oxydationsgrades auf die Phasengrenzen,besonders der Mischungslücke,im System CaO–P2O5–FeO–Fe2O3–SiO2 bei 1600 °C

Beschreibung der Versuchseinrichtung und Versuchsdurchführung. Versuchsergebnisse im Schlackensystem, CaO–P₂O₅–FeO–Fe₂O₃ und in Konzentrationsschnitten bei 5, 10 und 15% SiO₂. Einfluß des Sauerstoffpartialdruckes auf die Phasengleichgewichte. Makroskopische und mikroskopische Untersuchung der erstarrten Schlacken. Beschreibung des Verlaufes der Mischungslücke und der Silikophosphatsättigungsfläche.     

Das Zustandsschaubild FeOn—MnOn—CaO—P2O5 an Luft bei 1600 und 1630°C

Schmelzversuche an Luft mit Sättigung an Trikalziumphosphat, Tetrakalziumphosphat und Kalk. Beschreibung der Dreistoffsysteme FeO_n–CaO–P₂O₅, MnO_n–CaO–P₂O₅, FeO_n–MnO_n–P₂O₅ und FeO_n–MnO_n–CaO bei 1600 °C mit zugehörigen Versuchsergebnissen. Einfluß des Sauerstoffpartialdrucks auf die Lage der Phasengrenzen im System FeO–Fe₂O₃–CaO–P₂O₅. Darstellung der Ergebnisse im Vierstoffsystem FeO_n–MnO_n–CaO–P₂O₅ für 1600 und 1630 °C. Oxydationsgrad des Eisens und Mangans.     

Untersuchungen im Sechsstoffsystem CaO–FeOn–MgO–MnOn–P2O5–SiO2 bei 1600 °C im Gleichgewicht mit Eisen

Ebene Darstellung von Mehrkomponentensystemen durch mehrfache Parallelprojektion. Auswertung des Schrifttums. Entwicklung der Phasengleichgewichte für technisch interessierende Sättigungsräume in den beteiligten Fünfstoffsystemen bis zum Sechsstoffsystem. Ergänzende eigene Versuche und exemplarische Darstellung des Raumes entmischter silicophosphatgesättigter Schmelzen. Darstellung von Gleichgewichten für konstante Gehalte an MgO, MnO_n und SiO₂, entsprechend den Schlackenzusammensetzungen des LD-AC-Verfahrens.     

Schmelzgleichgewichte im System FeO–Fe2O3–CaO

Kritische Erörterung von Schrifttumsangaben über den Verlauf der Schmelzgleichgewichte im Zustandsschaubild FeO–Fe₂O₃–CaO. Beschreibung eigener Versuche zur Ermittlung des Verlaufs der Liquidusflächen und der Linien doppelter Sättigung. Nachweis der Gültigkeit des quasibinären Schnittes Eisen-Dicalciumferrit mit Angaben über das ternäre Eutektikum und ternäre Peritektikum. Geschlossene Darstellung der Schmelzgleichgewichte des ternären Zustandsschaubildes.     

Die Gleichgewichte zwischen Eisenschmelzen und Schlacken des Systems FeOn–CaO–P2O5–MgO bei 1600 °C

Entwurf des Schlackensystems FeO_n–CaO–P₂O₅–MgO für 1600 °C aus vorliegenden Schrifttumsangaben. Beschreibung des eigenen Untersuchungsverfahrens zur genaueren Bestimmung des Vierstoffsystems. Versuchsergebnisse zur Bestimmung der Sättigungsflächen des Trikalziumphosphates, des Tetrakalziumphosphates und des Kalkes. Gleichgewichtsphosphorgehalte im Eisenbad unter den Schlacken des untersuchten Vierstoffsystems. Folgerungen für die technische Stahlherstellung.     

Verlauf der Kalksättigung im System FeO–Fe2O3–CaO–SiO2–P2O5–MgO–MnO beim Gleichgewicht mit einer Eisenschmelze

Durch Auswertung zahlreicher, in Laborversuchen bei 1580–1650°C erschmolzener kalkgesättigter Schlacken mit gleichzeitigen Gehalten an FeO, Fe₂O₃, SiO₂, P₂O₅, MgO und MnO ist die aus metallurgischen Gründen angestrebte Kalksättigung komplexer Schlacken der Stahlerzeugung für 1600°C neu festgelegt worden. Ausgehend von der Beschreibung der Schlackenzusammensetzungen in den Grundsystemen CaO′–FeO′_n–SiO′₂ und CaO′–FeO′_n–P₂O₅ wird dabei die Beeinflussung der Kalksättigung durch MgO und MnO sowie qualitativ durch dreiwertige Eisenanteile angegeben. Die untersuchten Schlacken lassen in beiden Grundsystemen einen stetigen, von hohen FeO′_n-Gehalten bis hinunter zu Massengehalten von 8% gültigen Verlauf der Kalksättigung ohne einsetzende Dicalciumsilikat- bzw. Tetracalciumphosphatausscheidung erkennen. Durch die bewertende Umrechnung der P₂O₅-, MgO- und MnO-Gehalte wird eine nahezu alle Komponenten erfassende Darstellung komplexer kalkgesättigter Schlacken in einem einfachen Quasidreistoffsystem CaO^*–FeO^*-SiO^*₂ erreicht und die resultierende, dicht belegte Kalksättigungslinie mathematisch beschrieben. Der Einfluß von Al₂O₃-Gehalten auf die Kalksättigung wird abgeschätzt sowie das maximale Lösungsvermögen der kalkgesättigten Schlacke für MgO durch die Berechnung der Schnittlinie zwischen der Kalk- und der Magnesiowüstitsättigungsfläche festgelegt. Ein Ansatz zur Erfassung des Temperatureinflusses auf die Kalksättigung erlaubt schließlich eine vollständige mathematische Beschreibung der Kalksättigungsgehalte im System CaO^*–FeO^*_n–SiO₂ sowohl in Abhängigkeit von der Schlackenzusammensetzung als auch von der Temperatur. Damit können die Kalkgehalte komplexer Betriebsschlacken unterschiedlicher Temperatur mit den erreichbaren Gleichgewichtssättigungswerten verglichen und die Sättigungszustände der Schlacken nach Berechnung eines Sättigungsgrades S_CaO beurteilt werden.     

Einfluß unterschiedlicher Manganzusätze auf die Reinheit und Rißempfindlichkeit eines austenitischen Mangan-Nickel-Chrom-Stahles

Analyse der Ursachen der Rißbildung in einem Mangan-Nickel-Chrom-Stahl. Begründung des Vorschlags der Verwendung elektrolytischen Mangans als Ersatz für das bisher verwendete kohlenstoffarme Ferromangan. Ergebnisse von Laboratoriumsuntersuchungen zum Einfluß des Manganzusatzes auf die Gehalte an Phosphor und Spurenelementen. Erfahrungen bei der Anwendung elektrolytischen Mangans unter Betriebsbedingungen.     

Phasengleichgewichte des Schnittes FeOn–CaO im Dreistoffsystem FeO–Fe2O3–CaO bei Eisensättigung

Überprüfung der Schmelzgleichgewichte des Dreistoffsystems FeO–Fe₂O₃–CaO auf der wüstitreichen, eisengesättigten Seite des Systems. Angaben über die Ergebnisse der thermischen Analysen, isothermen Halteversuche und mikroskopischen Untersuchungen. Aussagen über den quasibinären Schnitt Eisen-Kalkferrit bei Temperaturen unter 1150 °C sowie über den quasibinären Schnitt Calciowüstit-Kalk über 1150 °C.