Stahl und Eisen, Jg. 54, Heft 37

STAHL UND EISEN

Z E I T S C H R I F T F Ü R D A S D E U T S C H E E I S E N H Ü T T E N W E S E N

H erau sgegeb en vom V erein deutscher E isenhüttenleute G e le ite t v o n D r.-Ing. D r. m ont. E. h. O . P e t e r s e n

unter verantwortlicher Mitarbeit von Dr. J.M. Reichert und Dr.M . Steinberg für den wirtschaftlichen Teil

H E F T 37 13. S E P T E M B E R 1934 54. J A H R G A N G

D ie Schlackenprobe beim Siemens-Martin-Verfahren.

Von 2r.*(jng. R u d o lf B a c k in W itten.

[B ericht N r. 282 des Stahlw erksausschusses des Vereins deutscher E isen h ü tten leu te1).]

( B eziehungen zw ischen der chem ischen Z u sa m m en setzu n g basischer S iem en s-M a rtin -S ch la cken u n d dem A e u ß e re n der Schlacken proben. M erkm a le f ü r M a n g a n o x y d u l-, K ieselsä u re- un d Eisengehalte bei sa u ren Schlacken, bei denen m ittlerer B a sizitä t u n d bei guten Schlacken. E rken n tn isse a u s dem B ruchaussehen. Schem atische D arstellung der Z u sa m m en setzu n g von S ie m e n s-M a rtin -S c h la c k e n . Rolle des V erhältnisses V — ■CaO beim Uebergang der guten Schlacken zu solchen einer

höheren B a sizitä t. H öhere K a lk - u n d sehr hohe Eisengehalte bei basischen Schlacken im Oberflächenbilde. E in flü s se der P hosphorsäure a u f das S p in n e n der Schlacke. B e d eu tu n g der Schlacken probe.)

D

ie Schlacken im basischen Siemens-Martin-Ofen haben in den letzten Jahren in immer steigendem Maße die Beachtung der Stahlwerker gefunden, und immer eingehen­

der sind die U ntersuchungen geworden, die die Zusammen­

hänge zwischen der Zusammensetzung der Schlacken und der des Stahlbades oder die Beeinflussung des Verlaufs der Reaktionen im Stalilbade eben durch die jeweilige Zusam­

mensetzung der Schlacken ergründen sollen.

Schon früher wurde vom Verfasser2) eingehend darauf hingewiesen, daß und wie die chemische Zusammensetzung der Schlacken dem Aeußeren eines in einen flachen runden Löffel m it etwa 12 cm Dmr. und 2 cm Höhe gegossenen Schlackenkuchens ganz kennzeichnende Merkmale aufprägt, die in vielen Fällen eben diese chemische Zusammensetzung der Schlacken erkennen lassen, ähnlich wie m an etwa aus dem Bm ch einer Schmiedeprobe während des Fertigmachens einer Stahlschmelzung den jeweiligen Kohlenstoff- oder Mangangehalt des Bades erkennt u. a. m. Allerdings ist der Maßstab, den m an für die nach dem Aussehen einer Schlacke geschätzten Gehalte an Mangan, Eisen, Kalk, Kieselsäure usw. anzuwenden hat, ein sehr viel weiterer als ein solcher, der für die Einschätzung von Kohlenstoff- und Mangangehal- ten aus dem Bruchkorn der Schmiedeprobe einer Stahl­

schmelzung in Frage kommt. Das liegt in der N atur der Sache, birgt doch die basische Siemens-Martin-Schlaeke in sich eine ganze Anzahl von reichlich verwickelten Verbin­

dungen, deren zahlreiche Bestandteile das Bild immer wieder nach dieser oder jener Seite zu ändern versuchen.

Bei den nun folgenden Betrachtungen über die Schlacken und über deren Einw irkung auf den Verlauf der Reaktionen im Stahlbade soll der Einfluß, den die Zusammensetzung von Schlacken auf die Entphosphorung und Entschwefelung eines Stahlbades hat, soweit als möglich übergangen werden, nachdem diese Frage doch eine schon seit langem hinlänglich bekannte Angelegenheit darstellt. Nicht in gleichem Maße bekannt sind die Einflüsse der Schlackenzusammensetzung

1) V orgetragen in d e r Sitzung des S tahlw erksäusschusses am 3. M ai 1934. — S on d erab d ru ck e sind vom V erlag S ta h l­

eisen m. b. H ., D üsseldorf, P o stschließfach 664, zu beziehen.

2) S tah l u. E isen 51 (1931) S. 317/24 u. 351/60 (Stahlw .- Aussch. 204).

1 2 2 3 7 . 54

auf die E ntkohlung oder auf die Entkohlungsgeschwindigkeit und auf die Oxydation oder Reduktion des Eisens und des Mangans, die für die Herstellung von Stahl m it besonderen Gütevorschriften als sehr wichtig zu bezeichnen sind.

Nun fragt es sich mit Rücksicht auf die durch die Schlak- ken beeinflußten Reaktionen vor allem dieser letzten Ele­

m ente: Welche Gehalte oder Verbindungen in einer Schlacke will oder muß m an erkennen und welche kann m an erkennen ? Bereits in dem früheren Bericht des Verfassers wurde gesagt, daß bestim m te V-Werte (wobei V das Verhältnis darstellt von CaO zu S i0 2) die Eisen- im d ebenso die M anganreduktion günstig oder ungünstig beeinflussen; m an muß also bem üht sein, den Kalk- und ebenso auch den Kieselsäuregehalt der Schlacke aus ihrem Aeußeren zu erkennen, um den genann­

te n V-W ert einschätzen zu können.

D ann kom m t für das V erhalten des Mangans in der Schmelzung weiter in Frage der anteilige und auch der absolute Gehalt der Schlacke an diesem Elem ent, nach­

dem doch die Konzentrations- und die Mengenverhältnisse bei der Reduktion oder der O xydation des Mangans eine erhebliche Rolle spielen. Es sind also ferner irgendwelche äußere Anzeichen für den Mangangehalt der Schlacken zu erm itteln.

Die Eisengehalte einer Schlacke zu schätzen ist insofern von großer W ichtigkeit, als einmal — wie schon oben ange­

deutet — ein Zusammenhang besteht zwischen dem jeweili­

gen Gehalt an Eisenoxyden und dem Steigen oder Fallen der Mangankurve, und weiter, weil die größere oder kleinere Menge von Eisenoxyden zu einer schärferen oder schwächeren Verbrennung des Kohlenstoffs führt, und weil drittens nach dem Verteilungsgesetz die Regel gilt, daß, je m ehr Sauerstoff in F orm von Eisenoxyden die Schlacke in sich birgt, um so größere Sauerstoffmengen auch als im Stahlbade gelöst anzunehmen sind. Dieser d ritte Satz gilt allerdings, wie P. B a r d e n h e u e r 3) darlegte, in vollem Umfang nur für eine weich heruntergearbeitete Schmelzung. D ann ist aber gerade dieser Satz von einer ganz besonderen W ichtigkeit.

Hier sei darauf hingewiesen, daß es ohne Frage auch wichtig ist, zu wissen, in welcher Form der Eisensauerstoff

3) S tahl u. E isen 53 (1933) S. 488/96 (Stahlw .-A usseh. 251).

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946 Stahl un d Eisen. R , B a ck: D ie Schlackenprobe beim S iem en s-M a rtin -V e rfa h re n . 54. Ja h rg . N r. 37.

in den Schlacken enthalten ist, da bestim m t die einzelnen Reaktionen verschiedenartig — stärker oder schwächer — verlaufen, je nachdem das Oxydul oder das Oxyd vorhanden ist. F ü r die Bindungsform des Sauerstoffs in den Schlacken gibt es ohne Frage Gesetzmäßigkeiten, die wohl vor allem durch den Basizitätsgrad im Sinne des obengenannten V-Wertes beeinflußt werden, und zwar in der Weise, daß die mehr saure Schlacke recht wenig Eisensauerstoff in der Oxydform in sich birgt, die basische jedoch erheblich mehr.

Es würde jedoch zu weit führen, hier darauf einzugehen, zumal da die äußeren Merkmale der Schlacken, von denen ja hier die Rede sein soll, unm ittelbar keinerlei Aufschluß über die A rt der Eisensauerstofform geben, soweit wenigstens bis jetzt beobachtet werden konnte.

C /sb/um eosch/ache

Um nochmals zusammenzufassen, kommt es also darauf an, in den Schlacken zu erkennen: Kalk, Kieselsäure und die Oxyde von Eisen und Mangan. An den nachfolgenden Bildern soll nun erläutert werden, inwieweit dies möglich ist.

Dabei wurden die verschiedenen Schlacken auf Grund ihrer äußeren Merkmale m it bestimmten Namen belegt, die das Kennzeichnende in ihrer äußeren Erscheinung m it einem sinngemäßen Stichwort festzuhalten suchen. So zeigt Abi. 1 z. B. eine Eisblumen-, eine Falten- und eine Furchenschlacke, weiter eine glatte, schwarz glänzende Schlacke; dann er­

scheinen bei den basischen und hochbasischen Schlacken, die später noch gezeigt werden, auf der schwarz glänzenden Oberfläche Sprünge oder Ueberzüge, die letzten in Form von Streifen, Flecken usw., oder die Schlackenoberfläche wird ganz m att, wie m it Tusche überstrichen, alles Merkmale für die Zusammensetzung und Eigenart der verschiedenen Schlacken.

Geordnet sind diese Schlackenbilder nach steigenden V-Werten, also nach steigender Basizität im Sinne des Ver­

hältnisses C aO : S i0 2. Dam it entspricht die Folge der Scldackenbilder — soweit Abb. 1 und 2 in Frage kommen — in gewissem Maße auch dem Werdegang der Schlacken, in­

dem die jeweils folgende Schlacke aus der vorhergehenden entstanden ist — wenigstens bei einer normalen Arbeitsweise

— nicht aber umgekehrt.

Um nur ein Beispiel herauszugreifen: Die Furchenschlacke entsteht aus der Faltenschlacke, und aus der Furchenschlacke wird wieder die glatte, schwarz glänzende Schlacke, wenn unter Kalkzuschlägen in einer üblichen Weise das Siemens- Martin-Verfaliren seinem Ende zugeführt wird. Auch aus der Eisblumenschlacke entsteht stets die glatte, schwarz glänzende Schlacke, manchmal auf dem Umweg über eine schwächer gefurchte Schlacke, manchmal auch ist die Schlackenart der guten Schlacke nach einer Folge von stets glatt bleibenden Schlacken der direkte Abkömmling der Eisblumenschlacke, nämlich dann, wenn die Folge dieser Schlacken einen geringeren Mangangehalt hat, während bei hohen Mangangehalten der Weg von der Eisblumenschlacke zur guten glatten Schlacke über die Furchenschlacken führt,

Schon an diesem Bei­

spiel erkennt man, daß der M angangehalt durch ein äußeres Merkmal an­

gezeigt wird. Allerdings können alle die U m stän­

de, die zu einem bestimm­

ten Merkmal hintreiben, abgeschwächt und zum Teil gänzlich verdeckt werden, wenn andere Verbindungen dem E n t­

stehen der jeweiligen Eigenart sich entgegen­

stellen. Im weiteren Schmelzverlauf kommen dann aber bei zweck­

entsprechender Behand­

lung des Bades sowie auch der Schlacken die kennzeichnenden Merk­

male — in diesem Fall die des Mangans — doch zum Vorschein, und dies ist für die weitere F üh­

rung der Schmelzung von allergrößter Wichtigkeit.

Welches ist nun — um bei dem Wichtigsten zu beginnen

— das Kennzeichen für höhere Mangangehalte ? Zusammen­

fassend kann man sagen, daß die „nicht g latte“ Oberfläche stets höhere Mangangehalte anzeigt, soweit „nicht g la tt“

sich darstellt in Gestalt einer faltigen (groß- oder kleinfalti­

gen) oder auch einer gefurchten Oberfläche. Manchmal zeigt auch nur eine allerletzte ganz flache Furche noch m it großer Genauigkeit neben dem V-Wert einen gewissen Gehalt an Mangan an.

Ganz allgemein gilt die Regel: Je weniger glatt eine Schlackenoberfläche ist, d. h. je faltenreicher sie sich zeigt, um so höher ist der Mangangehalt, und je mehr in der Folge der Schlacken ein G lätten der Oberfläche eintritt, um so mehr sinkt der Mangangehalt.

Die Furchenschlacke, aus der Faltenschlacke entstehend, ist in sehr vielen Fällen m it einer mehr oder weniger starken H aut überzogen, die sich häufig in Gestalt von B lattern ablöst. Manchmal zeigt die Furchenschlacke sich ohne jeden Hautüberzug. D ann sind auch bunte Flecken — man könnte sie als Tintenflecken bezeichnen — oder auch eine gewisse bunte Tönung der gesamten Oberfläche ein Anzeichen für einen höheren Mangangehalt. Einige dieser sehr bemerkens­

werten und kennzeichnenden Schlacken sind in Abb. 2 wie­

dergegeben, die teilweise auch ein Bild des Verlaufs einer unter derartigen Schlacken erzeugten Schmelzung verm ittelt.

g/ade,grauf'//m m errrdeSch/ac/<e

7-7,70 Schm e/zung 7377 7. IT

f Schme/zung 7SOSS.Z -S/Oz37,0O FeO 8,30%

htnO 7033 a ff 3038 % Oberganossch/ache

J-7,78 __________ ___

Schme/zung 73870,.I

“ G/Oz 28,80 FeO Z37 MnO 77,87 CaO 33,88

7.37

FeO 070 MnO 70,00 CaO 70,07

O berf/dcheo gra u e I schwarzg/änzende Schlackern Gch/acken

l/n te rf/ä c h en

Schm e/zung 7 3 0 0 0 ,7 S/Oz 27,80 FeO 8 ,0 2 - MnO 70,77 CaO 70,80

- >

7 -2 .7 0

m it starkem

G/aaz m it schw achem

G/anz

F urcfrensch/acke m it ttautu ndß/attern

C tintenF/eck/g)

F urcheasch/ac/te.

noch /tau fre ste , einige ß/aftern b e re its schw arz

g/änzend

schw arz glänzende Sch/ac/tem ä

d/ngFurche 7-7,33

Scbm e/zung 7h000,1 G/Oz 2 0 ,2 0 FeO 7h, 70 h in 028,00 CaO 28,30

eot/honrnren g/ade, schw arz g/dnzerrde

Sch/ac/cen

7 -2 ,3 0

Schm e/zung 7v000,27 G/Oz28,00 MnO 22,20 feO 77,75 CaO 32,22

Schm e/zung 78300. M G/Oz 23,80 MnO 78,87 FeO 70,30 CaO 30,02

Schm e/zung 7v000,27 G/Oz27,20 MnO 70,70 FeO 0,70 CaO 87,8V

Schm e/zung 78000,7 Si02 78,80 MnO 73,00 FeO 70,80 CaO 82,38 Abbildung 1. Schlackenbilder von den sauren bis zu den gu ten Schlacken.

13. September 1934. R . Bock: D ie SM achenprobe beim Siem ens-M artin-Verfahren. Stahl und Eisen. 947

3=857

FeO 72 SO % MnO78,63%

CaO33,89%

Si0z 2V00 FeO 70,50 MnOiShO 00037,78 7- 7,07

7gpische

FurcAensch/ache &n?ap*M&ze?/y%£.- Fach noch Meine/iaurfahthen Die eigentliche Furchenschlacke liegt m it ihren V-Werten zwischen etwa 1,4 und 1,65. Der W ert für M anganoxydul hegt bei solchen Schlacken kaum jemals u nter 15% und steigt bis 20% , zuweilen auch noch höher. Stets konnte beobachtet werden, daß u n ter solchen Schlacken erzeugte Schmelzungen eine recht günstige Eisenreduktion u nd dem­

gemäß auch eine gute M anganreduktion aufweisen.

Ueberschreitet nun in der Schlackenfolge der V-W ert die Zahl 1,7, so werden die Furchen immer flacher u nd bilden zuletzt nur noch eine ganz flache Ringfurche, während gleich­

zeitig der M anganoxvdulgehalt auf 15 bis 1 6 % fällt. Ueber V = 1,95 ist keine A ndeutung einer Furche mehr zu finden.

Die Schlacken sind alsdann vollkommen g latt und eben.

Ausdrücklich sei nochmals hingewiesen auf den niedrigen Eisengehalt besonders der Endschlacken der in A bi. 2 gezeigten Schmelzung, der nur 7 bis 7,5% beträgt. Dem­

gemäß verläuft die Phos- phorkurve des Schmelzungs­

schaubildes ziemlich flach.

Auch die Schwefelkurve zeigt einen nur mäßigen Abfall, wie beides bei solchen Sc-hlak- ken m it geringer B asizität nicht anders zu erwarten ist.

Stellt m an nun bei dieser Art von Schlacken den Phos­

phorgehalt durch die W ahl des Einsatzes hoch genug ein, so ist hier ein sicherer Weg für die Erzeugung eines Stahles m it höherem Phos­

phorgehalt gegeben, ohne daß man wegen eines zu starken Phosphorabfalls am Ende der Schmelzung in Sorge zu sein braucht.

Auf die Gehalte an Man- gan, die die Falten-, die F u r­

chenschlacken, die H aut, die Blattern usw. anzeigen, und die übrige Zusammensetzung

dieser Schlacken w ird später noch eingegangen werden.

Dem Bestreben des M anganoxyduls, die Oberfläche des Schlackenkuchens mehr oder weniger faltig zu gestalten, können nun Verbindungen anderer A rt entgegenwirken.

Ein Beispiel hierfür soll A lb. 3 geben. Man sieht hier eine Anzahl von Schlacken, sogenannte Eisblumenschlacken, die durchweg einen höheren M anganoxvdulgehalt zeigen von 16,33 % aufsteigend bis 21,13 % MnO. Trotzdem sind die Oberflächen dieser Schlacken g latt und eben oder doch fast eben, also ein W iderspruch zu der oben auf gestellten Theorie, daß hoher Mangangehalt eine stark unebene Oberfläche des Schlackenkuchens herbeiführt. Es scheint so, daß der nied­

rige Eisengehalt dieser Schlacken und der gegenüber den Faltenschlacken stets höhere Kalkgehalt eine stärkere Visko­

sität herbeiführt un d dadurch einer Bewegung der Oberfläche des Schlackenkuchens beim Ausgießen und beim E rstarren entgegenwirkt.

In solchen Fällen t r itt aber ein anderes Merkmal für den höheren Manganoxvdulgehalt ein: der Bruch. W enn solche Eisblumensehlacken hohe M anganoxydulgehalte in sich bergen, so trä g t der Bruch durchweg eine sehr schöne strah- lige S truktur: die nadelförmigen Strahlen laufen häufig vom Rande bis ins Innerste hinein. Dieser manganreic-he Bruch zeigt sich in grünlicher oder sehwarzgrünlieher Färbung, die stets mit einem Glänzen verbunden ist, an. Schlacke Ar. 1

in A bi. 4 — 20,63 % MnO en th alten d — zeigt eine besonders gut gelungene Aufnahme eines Mangan verratenden Bruches.

Allerdings zeigt diese Schlacke der Analyse nach und auch in W irklichkeit schon eine beginnende Enebenheit der Ober­

fläche, und die Stärke der Eisblum en h a t nachgelassen.

Auch hier gibt es nun Hemmungen, die diese M angan- strahligkeit im Bruch nicht zur Ausbildung gelangen lassen.

Schlacke 2 gibt hierfür ein Beispiel: sie zeigt tro tz 17,8% MnO nicht die geringste Spur einer Strahligkeit. D er Bruch ist fast strukturlos, etwas steinig. Die F arbe ist ein helleres Grau in stum pfer Tönung. Hier ist es wahrscheinlich der höhere K alkgehalt — rd. 40 % — , der die Strahlenbildung unterdrückt und dabei vielleicht von dem tiefen Eisengehalt

— noch nicht 3 % — u n terstü tzt wird. W enn saure Schlak- ken höher im Kalkgehalt stehen, bekommen sie leicht solche etwas steinig wirkende Brüche m it stumpfem Farbton.

F SiOk 23,30

FeO 7080 MnO 7088 CaO 30,77

FerFg a n a /g se 0 d r ör ? C '

V . g ¿1 .1 0 0 7 7

ScA m e/zanp 75202 2 6 .8 .3 2

V-7J3

—Q95 % Mnin£m safr,

FurcAensch/acPe FurcAenccA/ocAe

Si0z2ypo FeO 8,20 MnO 7088 CaO 39,37

schönschmoreg/ancenä FurcheoscMache nur noch einige F/rehen.

Hautgänztih rerschmum/en.

, OSOfia/h 350SOÜVe f V

'50 W 7tn.

Aj\

70.

P Jo

0°-

7h

0,700 8090 8080 8070^

8060$

8050

|

8O80\

S1O2 22327 FeO 9,62 M n073J8 CaO V0.57 0 - 7 ,8 0 '

ScA/acAe mitF/AofurcAe

WA ._____

S/Oz 22.00 FeO 9,02 MnO 7379 CaO 39,53 8=7,76

F ast durcAiyeo ebene ScA/acAe.

nur an ein er Sfyie noch eine/e/chte Furche

7210

7310 30

^so

717*100

^{so jp o}

A bbildung 2. K ennzeichnende Sehlackenfolge einer [Schmelzung m it Schlacken von geringerer B asizität (Vmax = 1,8).

Auch sonst ist der Bruch ohne Frage in sehr vielen Fällen ein gutes und m anchm al ein ganz vorzügliches Kennzeichen für die Zusammensetzung der Schlacken: es gibt zweifellos eine ganze Anzahl eigenartiger und sehr kennzeichnender Brüche, die mancherlei über die Zusammensetzung einer Schlacke aussagen. Diese Merkmale bilden nun wieder ein Gebiet für sich, und zwar ein so umfangreiches, daß hier nicht näher darauf eingegangen werden kann. Es sei jedoch noch­

mals auf die früheren Ausführungen des Verfassers hinge­

wiesen, wo ebenfalls schon kurz auf das Bruchaussehen von Siemens-Martin-Schlacken eingegangen wurde. Die damals geschilderten Beobachtungen wurden in den nachfolgenden Jahren nur immer wieder bestätigt gefunden. Abb. 4 soll nun lediglich neben den beiden bereits erw ähnten Bildern noch einige weitere Verschiedenheiten im Bruchaussehen von Schlacken einer unterschiedlichen Zusammensetzung vor Augen führen. Den beiden ersten Bildern von sauren Sc-hlak- ken folgen die Schlacken 3 und 4 m it V-W erten von 1,52 und 1,51. Die F arbe ist ein dunkles Braun, der Bruch ist.

muschelig, m anchm al etwas seidig schimmernd. Beide Bilder entstam m en dem Tvp der Furchenschlacken. A ußerordent­

lich häufig sind solche Schlacken stark porös, vor allem dann, wenn — wie bei Schlacke 3 — der Eisengehalt ungewöhnlich hoch ist, und die Schlacke u nter sehr starker R eaktion zur Abgabe des Eisensauerstoffs an das Bad drängt, da ja ein

948 S tahl u nd Eisen. R. Back: Die Schlackenprobe beim Siem ens-M artin-Verfahren. 54. Ja h rg . N r. 37.

7 A fu /ß e F o ß s P o A e /se o 7 7 .6 % FFo A /FFeo b ra cA 3 .6 % G u /S b ra cA 7 .6 % ß /o c A sc b ro A 6 .0 % A /F sc A ro A 7 6 .8 % 7 0 0 % G e sa o rF F /A sa F z 6 7 3 7 3 6 g

G /'/o r F /A sa F z 0 .2 8 % A fo /o rF /A sa F z 7 ,2 6 %

G /O g 3 0 .6 2 A F o G 7 7 .0 3 % _ o l

F e O ¥ .7 6 C a O 3 8 6 3 % * * * * * * *

S cA o re /z u o g 7 6 0 6 6 ,1 S / ’ß g 3 7 ,0 0 A F o ß 7 6 .3 3 F e O 8 ,3 6 C a O 3 6 ,6 6

FA/u/ße P eP s PoAe/seo 76.6%

PoP/F/eobrocA 7 ,7 % CoßAracA 0 ,3 % 7 6 ,2 % 700 %

GesaorFF/osaFz63670Pg G //orF/osaFzO ,37 % AFO/O/F/OSOFZ 0,38 6%

F ro A e l -0 .8 3 % A A o - ¥3.7 % AFA-Ausbr/ng.

G cA o re/za o g n 3 6 7 ,1 S /O g 3 2 ,3 0 A F o ß 2 7 ,7 3

F e O 3 ,6 6 C a O 3 2 ,6 0

7 A 2 o /ß e ß o P s P o A e /se o 2 2 ,6 %

3 6 .0 % 3 3 .2 % 7 0 0 %

G e sa o rF F /o sa F z 6 3 6 3 0 P g G //A r F /A sa F z 0 .2 7 8 % A fo /o r F /A sa F z 7 .2 3 %

P rob eI= 0 .7 7 % A Fo

= 6 6 % A F o -A o sb r/o g .

7 A /o /O e ß o P s P o A e /se o 2 7 ,2 % A o A /A eo A ro cA 3 .3 % A F F sc A ro A 7 8 .3 %

7 0 0 %

G cA o re /z a o g 7 6 7 3 3 .1 S /0 g 3 2 .7 0 M o O 7 6 ,3 0 F e O 6 .0 6 C a O 3 3 .3 6

G e sa /n F F / o s a F z 6 6 7 7 6 P g S //A r F /A sa F z 0 ,2 6 % A fo /o r F /o sa F z 7 ,7 2 % P ro b e 1 = 0 .8 3 % M o

- 3 6 .8% M o -A a sb r/o g

S c A /a c P e F e - A b b r a o ß /A % e o o r F /o sa F z

F e - A b b ra o ß / o p g

7 0 .7 8 6 7 6

7 0 .7 3 6 7 8

M 0 .7 3 6 7 8

F F 0 ,7 7 0 3 6

F 0 .2 2 2 7 2 7

W 0 2 3 7 7 7 6

s o l c h h o h e r E i s e n g e h a l t g a r n i c h t d e m ü b r ig e n A u f b a u d e r S c h la c k e e n t s p r i c h t . B e i s t e i g e n d e r B a s i z i t ä t l a s s e n d ie P o r e n n a c h . D i e b r a u n g e f ä r b t e n B r ü c h e e r h a l t e n e in s c h ö n e s , m u s c h e lig e s , a u c h l e i c h t s t r a h lig e s G e f ü g e , u n d d e r s e i d i g e G la n z n i m m t z u .

D i e B r ü c h e d e r n u n f o l g e n d e n S c h la c k e n b ild e r 5 b is 1 1 s i n d e r h e b ­ l i c h d ic h t e r , t e i l w e i s e f a s t g ä n z l i c h d i c h t . E s s in d B r ü c h e g u t e r , b a s is c h e r u n d a u c h h o c h b a s is c h e r S c h la c k e n , a ls o s o lc h e r S c h l a c k e n , u n t e r d e n e n d e r F e r t i g z u s t a n d d e r S c h m e l z u n g e r r e ic h t i s t . D i e s e S c h la c k e n z e i g e n a ls B r u c h f a r b e v i e l f a c h e in h e lle r e s B r a u n — h e lle r w e r d e n d m i t s t e i g e n - %

d e r B a s i z i t ä t — w e n n n i c h t b e s o n ­ d e r s h o h e E i s e n g e h a l t e b e i h o c h b a s i ­ s c h e n S c h l a c k e n w ie d e r e i n e D u n k e l ­ f ä r b u n g e i n t r e t e n l a s s e n . Z u n ä c h s t i s t d e r B r u c h b e i V - W e r t e n , d ie z w is c h e n 2 u n d 2 ,5 li e g e n , i n d e r R e g e l f a s t s t r u k t u r l o s , v i e l l e i c h t k ö n n t e m a n i h n h ä u f i g a ls s t e i n i g b e ­ z e i c h n e n . D i e s e s s t e i n i g e B r u c h a u s ­ s e h e n d e c k t s i c h m e i s t m i t e i n e m

t i e f e r e n E i s e n g e h a l t . S o lc h e B r ü c h e z e i g e n e i n g e s p r e n g t i n d e r b r a u n e n F a r b e k l e i n e g l ä n z e n d e F l i t t e r , d ie m i t s t e i g e n ­ d e r B a s i z i t ä t u n d v o r a l l e m m i t s t e i g e n d e m E i s e n g e h a l t u m s o z a h lr e ic h e r a u f t r e t e n u n d u m s o d e u t lic h e r s ic h a u s p r ä g e n . S t e i g t d ie B a s i z i t ä t ü b e r V = 2 ,5 , s o b e o b a c h t e t m a n h ä u f ig , j e d o c h d u r c h a u s n i c h t i m m e r , e in e n s c h ö n e n , s t r a h l i g - m u s c h e l i g e n B r u c h , d ie g l ä n z e n d e n , f l ä c h i g e n S t r a h l e n l a u f e n v o n d e r M i t t e b is z u m R a n d e . D i e B i l d e r d e r s t r a h l i g - m u s c h e l i g e n h o c h b a s i s c h e n S c h l a c k e n 8 u n d 9 z e i g e n i m v o r l i e g e n d e n A b z u g e in e n i c h t u n b e d e u t e n d e A e h n l i c h k e i t m i t d e m B r u c h a u s s e h e n d e r S c h l a c k e 1 . I n W i r k l i c h k e i t j e d o c h s i n d d ie s e B r ü c h e g a n z g r u n d v e r s c h i e d e n , v o r a lle m

Abbildung 3. Eisblum enschlacken.

d a d u r c h , d a ß d ie F a r b e n u n d d ie F a r b t ö n u n g e n , d ie S c h a t ­ t i e r u n g e n u n d d ie S t r u k t u r g a n z w e s e n t l i c h m i t s p r e c h e n , w a s d u r c h d ie W i e d e r g a b e a ls L i c h t b i l d n i c h t e r f a ß t w e r d e n k a n n ; s o s t e l l t d e n n A bb. 4 t a t s ä c h l i c h n u r e in e s e h r u n v o l l ­ k o m m e n e W i e d e r g a b e d e s s e n d a r , w a s m a n a u s d e m B r u c h e in e r S c h l a c k e e r k e n n e n k a n n ; s ie w ir d h ie r a u c h n u r d e s h a lb g e z e i g t , u m d a d u r c h v i e l l e i c h t e i n e A n r e g u n g z u w e i t e r e n U n ­ t e r s u c h u n g e n ü b e r d a s B r u c h a u s s e h e n d e r S c h l a c k e n z u g e b e n . D i e b e i d e n l e t z t e n S c h l a c k e n p r o b e n i n A bb. 4 z e i g e n n u n i m G e g e n s a t z z u d e n s t r a h l i g - m u s c h e l i g e n S c h l a c k e n 8 u n d 9

J F M

S c A /a c P e ß r. 7 F F F F F 7 F T 1 7 F F V F7F 7 F 7 X F F

C a O % 3 0 .6 / 3 9 ,6 6 3 8 ,7 7 3 6 6 3 8 2 ,6 2 8 3 .6 3 8 3 .8 6 8 6 ,3 7 8 6 .2 6 8 6 .7 3 8 8 ,7 6 F e O % 3 .6 0 3 ,6 6 7 6 .3 0 7 7 ,7 2 7 2 .6 7 7 7 .3 2 7 2 .6 7 3 .8 2 7 8 ,3 0 7 7 .6 8 7 6 ,6 0 M o O % 2 0 .6 3 7 7 ,6 0 7 7 .0 0 7 6 ,6 2 7 2 .6 2 7 3 .3 2 7 3 ,6 6 3 .6 3 3 .6 6 7 2 .7 3 7 0 ,8 8 S /O g % 2 6 ,0 0 3 0 .3 6 2 2 ß O 2 3 .7 0 2 7 .0 0 2 0 ,2 0 7 6 .7 0 7 7 ,7 6 7 6 .3 0 7 7 .0 0 7 6 ,2 0 y - 7 ,0 3 7 .3 2 7 .6 2 7 .6 7 2 ,0 3 2 .7 6 2 .8 2 2 .7 3 2 ,8 8 2 .6 6 2 ,7 2

A bbildung 4. Bruchgefüge verschiedener Schlacken.

( V = 2 ,7 3 u n d 2 ,8 4 ) S c h l a c k e n m i t e b e n f a l l s h ö h e r e r B a s i ­ z i t ä t ( V = 2 ,6 5 u n d 2 ,7 2 ) , j e d o c h o h n e S t r a h l e n — w ie d e r m i t e i n e m m e h r s t e i n i g e n G e fü g e . E s k a n n h e u t e n o c h n i c h t e r k lä r t w e r d e n , w e s h a l b liie r b e i S c h l a c k e n h ö h e r e r B a s i z i t ä t u n d n i c h t s t a r k a u s e i n a n d e r l i e g e n d e n A n a l y s e n e i n m a l d ie S t r a h l e n k o m m e n u n d e i n m a l a u c h n i c h t . M ö g lic h w ä r e e s, d a ß s ic h h ie r T e m p e r a t u r e i n f l ü s s e g e l t e n d m a c h e n , u n d e in e h ö h e r e T e m p e r a t u r d ie S t r a h l e n w a c h s e n l ä ß t , ä h n l i c h d e r B i l d u n g v o n S t e n g e l k r i s t a l l e n b e i z u h e i ß v e r g o s s e n e n S t a h l ­ b l ö c k e n e in e r b e s t i m m t e n Z u s a m m e n s e t z u n g . M ö g lic h i s t e s a u c h , d a ß h ie r e t w a M a g n e s ia o d e r a u c h T o n e r d e , d ie b e id e h ie r n i c h t b e r ü c k s i c h t i g t w o r d e n s i n d , e i n e g e w i s s e m i t -

o A o e P o P s P o A e /se o 2 0 ,6 % P o P /ffe o b ro cA 6 ,3 % ß /o c P so A ro A 2 6 ,3 %

¥6.3%

7 0 0 %

7 A fa /ß e P o P s P o A e /se o 2 0 ß % A o A ///eo A ri/cA 6 .0 % ß /o cA scA ro A 8 6 ,6 % A F F scA ro A 2 7 ,6 % 7 0 0 %

G cA o re/za o g 7 6 7 2 6 1 S /G g 3 7 ,2 6 A F o G 7 6 ,3 3 F e O 6 .7 3 C a O 3 6 .2 6

G e sa o ß F /o sa F z 6 8 3 2 8 P g 6 / Fm F / A s a F z 0 .3 7 2 % A fo /o r F /A sa F z 7 .7 7 6 % P r o b e !- 0 .3 6 % A Fa

• 3 8 .7 % A fo -A a sb r/o g .

G e sa o rF F /n sa F z 8 3 3 6 0 A ß S /V o r F /o sa F z 0 ,3 7 % A fo /o r F /o sa F z 7 ,7 6 % G cA o re/za o g 7 6 7 6 6 ! ßro3e I .o ,e8% A fo r o ß f ? 's6 Z S % A F o -A o sb r/a ff.

F e O

6.62

C a O 3 8 6 7 *

13. September 1934. if. B a ck: Die Schlackenprobe beim Siem ens-M artin-Verfahren. Stahl und Eisen. 949

bestimmende Rolle spielen. Die hier noch vorliegenden F ra­

gen erfordern jedenfalls noch eingehende Untersuchungen.

Neben der Oberfläche, die bei der Beurteilung der Schlak- ken wohl das wichtigste äußere Merkmal darstellt, darf aber nicht übergangen werden das verschieden geartete Aussehen der Unterfläche, das in vielen Fällen für das Erkennen der Kieselsäuregehalte ein sehr wertvolles Hilfsm ittel darstellt.

Abb. 3 zeigte eine Anzahl von kennzeichnenden Eis- blumenschlacken. Diese Schlacken, die in ihren Kieselsäure­

gehalten besonders geringe Schwankungen zeigen — meist etwa 29 bis gut 32 % bei Schlacken üblicher Prägung — , deuten dies einmal an eben durch das Vorhandensein der Eisblumen auf der Oberfläche, dann aber auch in ganz un­

trüglicher Weise durch eine bei hohem Kieselsäuregehalt stets sehr stark glänzende U nterfläche: ein starker schwarzer Glanz ist hier kennzeichnend, der bei besonders

hohen Kieselsäuregehalten noch dazu ein regel­

recht speckiges Aussehen träg t. L äß t dieser Glanz nach, so fällt im M aßstabe seiner Ab­

schwächung auch der Kieselsäuregehalt. Gehalte von 20 % S i0 2 verleihen der Unterfläche der Schlackenproben fast ausnahmslos noch einen deutlichen, wenn auch schon erheblich abge­

schwächten Glanz. D ieserläßt dann immer mehr nach und m acht einer m attschw arzen oder m att- grauen Tönung P latz. Ganz m atte Unterflächen sind ein Zeichen von kieselsäurearmen, basi­

schen oder hochbasischen Schlacken. N un soll Abb. 3 neben dem kennzeichnenden Aussehen einer Eisblumenschlacke vor allem auch den Beweis erbringen, wie sehr Schlacken von gleich­

artigem Aussehen auch in ihrer Zusammen­

setzung übereinstimmen. Die Gehalte an Kieselsäure schwanken von 29,9 bis 32,3 % , die an Kalk von 32,5 bis 36,88 % , an Eisenoxydul von 3,85 bis 6,79 % , die M anganoxydulgehalte

allerdings stärker von 15,94 bis 21,13 % . Man h a t hier also ein Musterbeispiel für eine Schlackenbeurteilung auf Grund der äußeren Merkmale der Schlackenprobe.

Ferner soll Abb. 3 noch zeigen, wie sehr m an in der Lage ist, durch richtige Führung einer Siemens-Martin-Schmel­

zung, wozu vor allem eben das Einstellen auf richtige Schlacken gehört, den E isenabbrand herabzum indern, auch bei stärkerer Verwendung von leichtem und zum Teil stark verrostetem Schrott. Die Schmelzungen, die zu den Schlak- ken in Abb. 3 gehören, erhielten neben 16,8 bis 22,8 % Roh­

eisen und geringeren Mengen Kokillen- und Gußbruch in vier Fällen schweren Blockschrott, und zwar von 3 bis 45,6% , daneben von 27,6 bis zu 75,4 % A ltsc h ro tt; zwei Schmel­

zungen erhielten nur A ltschrott (75,2 bzw. 74,9% ). Der A lt­

schrott bestand aus Stahl- und K ernschrott, vor allem aber auch aus leichterem Schrott, wie P aketen und Spänen.

Schmelzung 15065 — Schlacke 2 in Abb. 3 — h atte m it 25,2 % den höchsten Späneanteil im Einsatz.

Die Behauptung, daß m an nur m it schwerem Schrott einen geringen E isenabbrand zu erzielen vermag, ist, wie die in Abb. 3 eingetragenen Abbrandzahlen zeigen, ein Aber­

glaube. Zum mindesten muß m an alsdann auch die Schlak- ken so einstellen, daß das Eisen nicht abbrennt. Sehr wohl aber kann m an auch bei ganz schwerem B lauschrott in den tollsten Eisenabbrand hineingeraten— spätere Bilder werden dies noch zeigen — , wenn m an die Schlacken nicht ent­

sprechend, d. h. also zu basisch hält.

Neben den Gebilden der Eisblum en auf der Oberfläche und neben dem mehr oder weniger starken Glanz der U nter­

fläche zeigt dann auch noch ein grauer Ton in der F arbe

der Oberfläche den Kieselsäuregehalt der Schlacken an ; je mehr derselbe dem bekannten schönen glänzenden Schwarz der guten Schlacke weicht, um so mehr fällt der Kiesel­

säuregehalt der Schlacke.

E rkennt m an nun an den oben geschilderten Merkmalen Mangan- und Kieselsäuregehalte unm ittelbar, so kom m t für den Eisengehalt der Schlacken gewissermaßen eine m ittel­

bare Bestimmung in Frage, soweit nicht basische Schlacken vorliegen oder es sich gar um hochbasische Schlacken von einer besonderen A rt handelt, auf die dann noch später ein­

gegangen wird. Das gegensätzliche Verhalten von Kiesel­

säure und Eisen in den Schlacken ist allgemein bekannt;

je mehr Kieselsäure vorhanden ist, um so weniger Eisen ist da und um gekehrt. E rkennt m an also am Schlackenbild den Kieselsäuregehalt, so ist der Schluß auf den Eisenabbrand in

etwa gegeben. W enn also z. B. die normalen Eisblum en­

schlacken in ziemlicher Gleichmäßigkeit nicht w eit um 30 % S i0 2 schwanken — erkennbar an dem Maße der Blumenbildung und der Stärke des Glanzes an der U nter­

fläche— , so h a t m an für den Eisengehalt solcher Schlacken nur in seltenen Fällen wesentlich mehr als 5,5 % erm itteln können, und der Tiefstgehalt ging im allgemeinen nicht unter 3 % . N ur bei den schwarzen Eisblumenschlacken — einer ganz kennzeichnenden A bart dieser Schlackengruppe — die sowohl oben als auch unten sehr starken schwarzen Glanz zeigt (unten ist die Schlacke fast wie ein Spiegel), fällt der Eisengehalt bis auf etwa 2 % herab, w ährend der Höchst­

w ert etwa bei 4 % bleibt; der Kieselsäuregehalt liegt hier meistens über 32, steigend bis 35 % .

N un fragt es sich, wie der K alkgehalt der Schlacken sich anzeigt. Auch hier muß — wie zuvor beim Eisen — gesagt werden, daß außer im Falle gewisser hochbasischer Schlacken, die später behandelt werden sollen, der m ittelbare Weg zur Bestim mung der richtige ist: Man schließt auf den K alk­

gehalt als den Differenzbetrag aus der Gesamtsumme der Schlackenbestandteile einerseits und der aus den verschie­

denen Merkmalen erkennbaren Gehalte an Mangan, Kiesel­

säure usw. anderseits, wobei m an gut tu t, für den Magnesia­

gehalt einen dem jeweiligen Verfahren entsprechenden festen Satz anzunehmen — in der vorliegenden Arbeit wurde in der Mehrzahl der Fälle m it 7 bis 8 % MgO gerechnet— und dieses gleiche Verfahren eines Durchschnittsw ertes für die Gehalte an Tonerde, Phosphorsäure, Schwefel usw. anw endet — Ge­

halte, die natürlich immer nur für ein bestim m tes Verfahren und für bestim m te Rohstoffe gültig sind.

Zahlentafel 1 .

C h e m is c h e Z u s a m m e n s e t z u n g d e r v e r s c h i e d e n e n S c h l a c k e n a r t e n .

% C aO C eO fe 2 O j G es. F e M r?G s / o 2 ü z ü s FCaO.-SOz SC Atvar/glänzendm it

v-' j s 3 rau - mähen 3 Ja m en 37.0-38.0 3 5 .8

3 0 -¥ .5 0.0-77 225-¥'25 2 .9 3

735-270 76.3

370-350

3 3 .6 ^_ 7 3 8

2 g ra u g/än/end. 2 7. schöne

^ | g ro ß auSQeö. /aete ß/uaren 33-37

3 5 .2

¥ 5 -6 .5 0 0 -1 0 3S-S¥

¥ .2 7 735-785

76.9 295-32.5

3 0 .7

_

7.7¥

r ? ) -S ^ grauo/am end Meine ^enger deufziehe ß'ar7er%f//derorf.Q

J¥~¥7 3 7 .7

3.5-70 £¡¥-7.25 3 5 -6 0

¥ .6 720-79.0

7 6 .2 290-32

'33.2 ^_ 7 .2 3

(£ ) f /if f e r -S c h la c k e n 3 ¥ -¥ 0 3 7 .0

¥5-70 035-10 375-6.0

¥ 8 7 7M-20

76.8 28.5-37

2 9 .6 ^_ 7 2 5

(S ) Ü b e r g a n g s - S c h la c k e n 2 3 -3 7 3 3 .3

¥5-5(0 O.M-1S ¥ 3 -8 .5 5 .7 7

7 0 -2 3 78.6

203-32

2 8 .9 ^_ 7 77

(Ü ) F a /te n - S c h la c k e n 2 7 -3 ¥ 3 3 .8

8 -7 3 0.8 -2 .2 7 -7 0 7.9 2

7 8 -2 6 2 2 .0

2 ¥ -2 7

2 5 .5 ^_ 7 2

( ? ) g r a u 3 3 -3 8

3 8 .7

55-70.5 0 8 -2 7 5 5 -9 .5 6 .8

75-20 77.2

2 0 -2 7

2 5 .5 ^_ 7.¥2

. . fu rc h e n -S c h /a c k e n

(£ ) sc h w a rz ^{3 ¥ -¥ 0}

3 7 .2

6 -7 2 0 8 -2 7 60-770 7.78

75-79 7 6 .5

2 2 -2 5 5

2 3 .9 ^_ 7 5 5

(Ü ) h iiff/e r e b is g u f e S ch /a ck en J7~ ¥¥

¥ 0 .9

6 0 -7 0 5 0 3 -2 3 6 - 9 7 .0

77-76 73.6

20-2 ¥

2 7 .8 ^_ 7 .8 7

@ G u te S c h Z a ck en M 2-¥9

¥ 6 .0

7 -7 7 7 - 3 6 -7 0 7.0

9 - 7 ¥ 77.¥

78.0-275

2 0 .0 ^- 2 .3

Cft) B a s is c h e und'k c y -w w H M t 'C' -rrfrrfrr ‘"’'e rttS S b C

¥2~¥8

¥¥¥ ^{7X5-7MÛ 3 - 6 77-75}72.¥

8.5-73.0 77.3

72-77 75.3

09-7.M

7.79 2 .9

hochbasische

Fi) Sch/acken ¿iero.rs% C ^{¥ 6 -5 ¥}¥9.7

7 -7 7 7 -2 .7 7 - 9 8 ,0

6 -7 7 ,5 9 .5 6

76-79 7 7 7 5

1 0 -7 5

7.3 2 .7 7

@ Netz-Sch/acken ^{¥ 2 -* 6}_{¥ ¥ 9} ^{765-7*5 3.75-M8 775-7¥S} _{7 2 9} ^{0 5 -0 .0}_77.2 ^7¥0-765 _{7 5 Ź 6} ^77-277_{7.Ś2 2 .8 8}

@ Sch/acken mit f/immerstreifen^{¥ 7 -¥ 5} ¥3 .3

77-75.5 3 .6 -S .5 72-Z5 7 ¥ 2

10-72 70.8

73.5-70.0 75.0

09-135

7.2 ^{2 .8 7}

fndsch/achen mH seh r hohem 5e-0e-

^d ha/t(H if si/önoeirr ScAunmer uBer/ogen) 3ß9-¥ßv

3 3 .8 5

760-206 6 7 -9 .5

-

790-207 '7 9 5 5

70.6 777-72.2

7795 3 ,3

950 S tah l u n d Eisen. R . Back: D ie Scklackenprobe beim Siem ens-M artin-Verfahren. 54. Ja h rg . N r. 37.

F ü r die Kalkgehalte zeigt sich nun, wie aus Zahlentafel 1 hervorgeht, daß sich die verschiedenen Arten der Schlacken auf gewisse, wenn auch in etwas größeren Grenzen liegende Gehalte einstellen; immerhin läßt sich hiernach eine einiger­

maßen genaue Einstellung der Kalkzuschläge ermöglichen. Die in Zahlentafel 1 zusammengestellten W erte beziehen sich auf alle Schlacken von den sauren bis zu den hochbasischen. D a­

neben soll noch Abh. 5 einen schematischen Ueberblick über die Zusammensetzung aller dieser Schlackensorten geben.

Einige ungewöhnliche Schlacken aus der Gruppe der basischen Schlacken sind darin ebenfalls noch aufgenommen worden.

Die Merkmale, die gewisse Verbindungen oder die men­

genmäßigen Gehalte dieser Verbindungen der äußeren E r­

scheinung eines Schlackenkuchens aufdrücken, gelten, wie dies in dem bisher Gesagten geschildert und durch einige Bilder veranschaulicht wurde, jedoch nur für die sauren Schlacken, für die Schlacken m it m ittlerer Basizität und für die gut gewordenen Schlacken.

ßsd/um eo - Sch/acheo Fa//e n - ScM ac/ren F t/rch en - Sch/achen S o /e Sch/achen

ß a s/sch e a n d h o ch b a s/sch e S ch /a ch en

tve/ch erS/ah / u n ferh ,7 FC dh erO ,7dS /Zete - S ch /a ch en Fn d sch /a ch en m/7 hohem ßisenffeh a //

Abbildung 5. Schem atischer Ueberblick über die Schlackenzusam m ensetzung der verschiedenen Schlackenarten.

K ommt man jedoch zu dem Fertigzustand der Koch­

periode, der — soweit nicht etwa hochphosphorhaltige oder auch andere nach Verfahren besonderer A rt erzeugte Schmelzungen in Frage kommen — besonders häufig im Reiche der basischen oder auch hochbasischen Schlacken liegt, so lassen uns die oben angegebenen Kennzeichen restlos im Stich: Weder v errät ein Glanz der Unterfläche die Kiesel­

säure, denn ein regelrechter Glanz ist ja nicht mehr da, noch deutet etwa eine F alte in der Oberfläche den M angangehalt an, denn die Oberflächen der Schlackenkuchen aus dieser Periode sind m it Ausnahme einiger ungewöhnlicher Schlacken fast restlos glatt. Es gibt hier in der Hauptsache nur noch ein zuverlässiges Mittel, die Gehalte der verschiedenen in der Schlacke enthaltenen Verbindungen zu erkennen: Man muß aus den vorherigen Schlackenproben erkannt haben, welche Gehalte an diesen Verbindungen vorhanden waren. Daraus kann m an dann — einen gewöhnlichen Schmelzungsverlauf vorausgesetzt — schließen, welche Gehalte an Kieselsäure, M anganoxydul usw. die nun folgenden Schlacken entspre­

chend den weiteren Eingriffen in den Schmelzungsgang haben werden. Es gilt also in diesem Falle — aber auch ganz allgemein — der Satz: Man arbeitet nicht auf eine Schlacken­

probe, sondern auf eine ganze Folge solcher Schlacken, bei denen eben eine aus der anderen entsteht, in einer ziemlich logischen Folge.

Eine recht wichtige Frage ist z. B. der Kieselsäuregehalt der Fertigschlacken, und zwar deshalb, weil der tiefere und tiefste F all der Kieselsäure gesetzmäßig eine stärkere und zum Schluß möglicherweise eine sehr starke Anreicherung der Eisenoxyde in der Schlacke nach sich zieht, die unter U m ständen geradezu verwunderliche Form en annehmen kann. Wenn m an also einen hohen E isenabbrand verhindern und dam it zugleich die Gefahren des E in tritts größerer Sauerstoffmengen aus der Schlacke in die weich gewordene Schmelzung vermeiden will, tu t m an gut, die Folge der Schlackenproben daraufhin zu beobachten, daß der Gehalt an Kieselsäure nicht zu sehr fällt.

Bis zu etwa 20 % S i0 2 herunter läßt sich ihr Gehalt in der Mehrzahl der Fälle nochganzgutschätzen. Den weiteren Abfall des Kieselsäuregehaltes muß m an dann errechnen aus den gegebenenfalls gesetzten weiteren Kalkzuschlägen sowie aus der Vermehrung des Gesamt-Schlackengewichtes durch die Auflösung von Dolomit usw. aus Herd, V order- und Rückwand.

Wie nachteilig sich zu hoch gegriffene Kalkzuschläge durch das dadurch bedingte Ansteigen des Eisens in der Schlacke aus­

wirken können, zeigt am besten ein Beispiel.

In ein und demselben Ofen wurden unter ziemlich gleichen Bedingungen kurz hintereinander drei Schmelzungen aus weichem Flußstahl hergestellt — Schmel­

zung Nr. 12512, 12724, 12725— , von denen die erste nur sehr schwach gekalkt wurde, während die beiden letzten Kalkzuschläge erhielten, die weit über das zu­

lässige Maß ldnausgingen. Diese zwei letzten Schmelzungen wur­

den ausgesprochen „verkalkt“ . Die Angaben über die Kalk- und Schlackenmengen dieser drei Schmelzungen, die Analysen der Endschlacken und die Abbrand­

zahlen für das Eisen sind in Abb. 6 zusammengestellt, die auch die Bilder der drei entsprechenden Fertigschlacken gibt. Nach diesem Bilde oder nach diesen Zahlen ist ohne weiteres zu erkennen, daß Schlacken von einem Aussehen, wie es die beiden letzten (Schlacke 2 und 3) zeigen, außer­

ordentlich schädlich jedenfalls für eine weiche Schmelzung sind und sowohl wirtschaftlich als auch qualitativ den Stahl auf das äußerste gefährden, während m an von der ersten Schlacke sagen kann, daß sie die Gewähr für eine zweck­

mäßige Schmelzungsführung und für ein brauchbares E nd­

erzeugnis bietet.

Auch hier kann wieder ein sehr gutes Beispiel für die Möglichkeiten der Schlackenbeurteilung gebracht werden.

Einer ganz anderen Zeit entstam m t die Schlackenprobe 4 der Schmelzung Nr. 14695. Die Aehnlichkeit der Bilder 2,3 und 4 läßt auf eine ziemliche Uebereinstimmung in der Zusam­

mensetzung dieser Schlacken schließen, und die in Abb. 6 eingetragenen Zahlen bringen dafür auch die Bestätigung.

Diese drei letztgenannten Bilder sowie das folgende der Schmelzung Nr. 16581, das eine Zwischenschlacke eines harten Stahles wiedergibt und sowohl in seinem Aeußeren als auch in der Höhe des Eisenabbrandes usw. in starkem Gegensatz zu den drei vorausgegangenen Bildern steht, zeigen nun gleich in kennzeichnender Weise einen Teil der­

jenigen Merkmale, die für basische und hochbasische

13. September 1934. R . Back: D ie Schlackenprobe beim Siem ens-M artin-Verfahren. Stahl und Eisen. 951

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Schlacken in Frage kommen, und die von den Merkmalen, wie sie bei den sauren, den m ittleren und den eben gut gewordenen Schlacken gefunden werden, grundlegend ver­

schieden sind. H ier sieht m an Sprünge, die in einer wechseln­

den Anordnung die Oberfläche überziehen. Man sieht silbrig glänzende Stellen — m an könnte sagen einen silbrigen Schimmer — und im Gegensatz dazu wieder m a tt erschei­

nende Flächenteile und dann wieder eine ganz m atte Ober­

fläche. Nimmt m an noch hinzu, daß die Unterfläche dieser basischen und hochbasischen Schlacken m it wenigen Aus­

nahmen m a tt erscheint — etwa wie m it schwarzer Tusche überstrichen — , so h at m an die wichtigsten Merkmale, die bei basischen und hochbasischen Schlacken in verschiedenen Formen und Abstufungen auf treten und je nach ihrer A rt und Stärke gewisse Anzeichen dafür geben, was nun in diesen basischen Schlacken enthalten ist. Allerdings sind liier die Merkmale nicht so genau und

die Rückschlüsse weniger sicher, als dies bei den sauren bis guten Schlacken der F all ist. Es kommt also in diesen Fällen um so mehr darauf an, die F o lg e der Schlacken zu beobachten, um zu erkennen, was war, solange diese Möglichkeit noch gegeben ist, und daraus zu schließen, was nun kommt.

Ganz allgemein soll noch ein Unterschied zwischen den sauren bis guten und den basischen und hochbasischen Schlacken erwähnt werden, auf den auch schon von E. J. J a n i t z k i 4) hingewiesen worden ist. Die erst erwähnten Schlacken, vor allem die m ittleren bis eben guten Schlacken, neigen in der Mehr­

zahl der Fälle zu einer konvexen Ausbildung der Oberfläche so­

wie zu gerundeten Ecken, d. h.

jedoch nur dann, wenn die Summe der Metalloxyde nicht zu hoch

ist; bei den zuletzt erwähnten — den basischen — ist die Oberfläche außerordentlich oft konkav geformt und h at meist spitze Ecken, wenn nicht etwa durch irgendwelche Vorgänge oder Maßnahmen die Viskosität künstlich gestei­

gert wurde. H ier sei gesagt, daß ein normaler Verlauf des Kochens die deutlichsten Schlackenbilder bringt. Zeitweilige stärkere Eingriffe in die Schlackenbildung m it Erz, Kalk, Flußspat, m it B auxit u. a. m. verändern mindestens vorüber­

gehend Bild und F orm einer Schlackenprobe. Besonders Flußspat läßt das Bild undeutlich werden, indem er die Schlackenoberfläche m it einer m atten Tönung überzieht, die sich häufig in allerhand Flecken darstellt. Bei Schlacken mit höherem Kieselsäuregehalt kehrt dann der schwarze Glanz nach einiger Zeit wieder zurück, w ährend die basischen Schlacken dauernd m a tt bleiben. Offenbar ist diese äußere Erscheinung auf eine Reaktion zurückzuführen, die sich zwischen dem Fluor und der Kieselsäure abspielt. Bei Zusatz von B auxit bleibt ein einmal vorhandener schwarzer Glanz der Schlackenoberfläche bestehen; oft ist auch eine Verstärkung dieses Glanzes zu beobachten. Jedenfalls muß man zur sicheren Beobachtung des Schlackenkuchens warten, bis nach Eingriffen größeren Ausmaßes sich wieder übliche Zustandsbedingungen in der Bildung der Schlacke eingestellt haben. E rkennt m an nun bei den basischen und hoc-hbasi-

*) Vgl. Stahl u. Eisen 50 (1930) S. 110/11.

sehen Schlacken, wie bereits erw ähnt wurde, die Mangan- und Kieselsäuregehalte nicht mehr — bei der Kieselsäure höchstens den Um stand, daß ein bestim m ter Gehalt u nter­

schritten ist — , so ist es bei Eisen und K alk, die m an ja bei den sauren bis guten Schlacken wenigstens unm ittelbar nicht zu bestimmen vermochte, gerade um gekehrt. Kalk und Eisen zeigen sich unm ittelbar an, wenigstens in einer großen Anzahl von Fällen, wenn sie in hohen Gehalten auftreten; nur muß man für die mengenmäßige Einschätzung einen erheblich erweiterten Maßstab anlegen.

Das M attwerden der Oberfläche im D auerzustand scheint m it dem steigenden Kalkgehalt in Einklang zu bringen zu sein, soweit eben nicht stärkere Flußspateingriffe diese Erschei­

nung vorübergehend verursachen; allerdings trüben höhere Eisengehalte dieses Bild oder lassen es gar nicht zum D urch­

bruch gelangen. Es t r itt daher dies Kennzeichen einer m atten

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A bbildung 6. E i n f l u ß verschiedener K alkm engen auf das O berflächenbild der Schlackenprobe.

Oberfläche bei höheren Kalkgehalten häufiger bei Schlacken ein, die sich bei härteren Stählen bilden, bei denen ja höhere Eisengehalte in den Schlacken nicht Vorkommen sollen.

Das mehrfach genannte Verhältnis V = C aO : S i0 2 scheint hier eine gewisse mitbestimmende Rolle zu spielen.

Steigt dieser V-W ert über etwa 2,5, w ährend gleichzeitig der K alkgehalt an rd. 45 % herankom m t oder vielmehr meistenteils darüber hinaustritt, so ist, soweit nicht ein zu hohes E ise n — etwa 10 % und d arü b e r— das W erden dieses Bildes hintertreibt, in der überwiegenden Mehrzahl der Fälle der schöne schwarze Oberflächenglanz verschwunden und h a t einem m attschwarzen Ton P latz gemacht. M anchmal zeigt die Oberfläche ein einheitliches M attschwarz, manchmal zeigt sich das M attschwarz in rußähnlichen Flecken und Streifen, während stellenweise — vor allem am R ande — noch ein darunter liegender starker, schöner schwarzer Glanz hervorsehaut. Dieses M attschwarz muß sich jedoch, wenn eine zuverlässige Schlaekenbeurteilung getroffen werden soll, im D auerzustand an der Oberfläche der Schlackenprobe zeigen, also in einer ganzen Reihe von Schlackenproben nach­

einander, nachdem der Schmelzabschnitt der basischen Schlacken einmal erreicht ist.

Also m it einem W ort: Alle an der Oberfläche m atten Schlacken sind kalkreiche Schlacken, vorausgesetzt, daß der m atte Ton ein D auerzustand ist. Die fünfte Schlacke in A l l. 6