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
Herausgegeben vom \ erein deutscher Eisenhüttenleute G eleitet von Dr.-Ing. Dr. mont. 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
HEFT 46 15. N O V E M B E R 1934 54. JA H R G A NG
Unm ittelbares A usw alzen von flüssigem Stahl.
Von H a n s B le c k m a n n in Ternitz.
(Geschichtliches un d S c h r ifttu m . Theoretische U eberltgungen un d E n tw u r f einer A n lage. Beschreibung der Y ersuchseinrichtung.
Technische Schw ierigkeiten beim A u sw a lze n des flü s s ig e n Stahles. M etallurgische E igenschaften und eigene U ntersuchungen.)
G e s c h ic h tlic h e s u n d S c h r i f t t u m .
D
ie Aufgabe, flüssigen Stahl unnüttelbar zwischen zwei gekühlte Walzen zu gießen und ihm so viel Wärme zu entziehen, daß man ihn dann gleich weiter auswalzen kann, ist schon sehr alt und h at die Techniker aller Länder immer wieder beschäftigt. Wohl zum erstenmal taucht diese Frage, die überhaupt so alt ist wie die Erzeugung des Flußstahles selbst, in der Arbeit von Henry B e s s e m e r in London im Journal of A rts, F ebruar 1858: „Verbesserung in der H erstellung von Eisen und S tahl" auf. wo er vorschlägt, flüssiges Eisen oder Stahl zwischen W alzen zu vergießen, die von innen und außen gekühlt werden und profiliert oder glatt sein können, je nachdem, ob m an S tabstahl oder Platinen herzustellen wünscht. Bei der Durchsicht des Schrifttums über gewerbliche Schutzrechte — im technischen Schrifttum selbst ist hierüber fast gar nichts erschienen — trifft man auf eine Fülle der verschiedensten Vorschläge, die in ihrer Ungewöhnlichkeit geradezu sonderbar anm uten. Es läßt sich z. B. jem and im Jahre 1902 eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Gießen und Bearbeiten von Metallkörpern be
liebiger Länge und beliebigen Profiles schützen, bei der das flüssige Metall durch ein um einen D rehpunkt schwingendes Verschlußstück, das den Spalt der Walzen oder die Oeffnung eines Zieheisens abschließt, am unm ittelbaren Durchfließen verhindert werden soll.
In neuerer Zeit ta u ch t diese Frage wieder auf und er
scheint bereits in zweifacher Gestalt. In der einen Richtung wird auf eine besonders gute D urcharbeitung des teigigen Zustandes hingearbeitet, während auf der anderen Seite der Stahl lediglich in Knüppel- oder Platinenform ununter
brochen zur E rstarrung gebracht wird. Das erstgenannte wird im englischen P ate n t Nr. 262 291 ..über ein Verfahren und eine Einrichtung zum leichten und gefahrlosen Walzen von Gegenständen unm ittelbar aus dem geschmolzenen Eisen“ vom Jahre 1926 von J o s h i m i c h i M u r a k a m i in Tokio angestrebt. Das geschmolzene Metall, besonders Eisen oder Stahl, wird in einem tiefen Raum gesammelt, der durch die eine Abschreckwirkung ausübenden, zusammen
drückenden und formgebenden Flächen einerseits und durch überlappte Flanschen anderseits abgeschlossen wird; durch Drehen der Walzen soll dann das bereits erstarrte Metall zusammengedrückt und geformt werden. Die andere Rich
tung sieht lediglich ein ununterbrochenes Gießen ohne Ver
formung vor und wird von F r a n k W illia m H a r b o r d und V ern o n H a r b o r d 1)in London sowie von J. C h a n t r a i n e 2) angestrebt. In beiden Fällen handelt es sich um das Gießen
153 46 .M
in einen endlosen umlaufenden oder wandernden gekühlten Form kanal, in dem der flüssige Stahl zur E rstarrung ge
bracht wird, ohne eine W armformgebung dabei zu erfahren.
T h e o r e t is c h e U e b e r le g u n g e n u n d E n t w u r f e in e r A n la g e .
Vor der Ausführung einer kleinen Versuchseinrichtung wurde untersucht, ob es tatsächlich möglich ist, dem not
wendigerweise überhitzten flüssigen Stahl eine genügend große Wärmemenge zu entziehen, um den ganzen Vorgang in einer genügend kurzen Zeit abzuwickeln. Auf den nähe
ren Rechnungsgang soll hier weiter nicht eingegangen, es sollen nur die Ergebnisse an einer geplanten Einrichtung festgestellt werden. Die wichtigste Rolle an der ganzen Maschine spielen die wärmeentziehenden Flächen. Diese müssen, wenn m an überhaupt eine größere Menge von flüssigem Stahl, wie es ja in der Praxis nur in Betracht kommt, in einer absehbaren Zeit verwalzen will, aus dem am besten wärmeleitenden technischen Werkstoff, dem Kupfer, bestehen. Außerdem kommt es auch sehr auf die W and
stärke dieser Kupferbänder an, die nicht zu stark gehalten werden darf, da sonst tro tz der großen Wärmeleitfähigkeit des Kupfers von 320 kcal/m h 0 C nur eine ungenügende Wärmemenge abgeführt werden kann. Die W ärmeabgabe an das Kühlwasser selbst bietet keine Schwierigkeiten, da bei der großen W ärmeübergangszahl von 4500 • ] v kcal m 2 h 0 C.
wobei v die Geschwindigkeit des wärmeableitenden Wasser
stromes bedeutet, hinreichend viel W ärmeeinheiten abgeführt werden können. Als der enge Querschnitt aller dieser E in richtungen erscheint die verhältnism äßig schlechte W ärme
leitfähigkeit von rd. 20 kcal/m h 0 C innerhalb des flüssigen und des bereits teilweise oder ganz erstarrten Staldes selbst.
Dieser U m stand ist es auch, der die Aufgabe in die beiden schon früher erwähnten Richtungen scheidet.
Es handelt sich nun um die Frage: Will m an den bereits erstarrten oder sich noch in teigigem Zustande befindenden Stahl unter Druck plastisch verformen oder lediglich ununter
brochen gießen ? Im ersten Falle ist m it dem Querschnitt des herzustellenden Erzeugnisses nach oben bald eine Grenze ge
zogen, da m an sonst nach dem Walzen ein noch im Innern flüssiges Erzeugnis erhält, das keinerlei Verformung mitge
m acht h at und das übliche Gußgefüge hätte. Auch durch
1 ) D R P . X r . 5 6 6 8 7 3 . K l . 3 1 c , G r . 2 1 , v o m 2 4 . O k t o b e r 1 9 2 9 [ v g l . S t a h l u . E i s e n 5 3 ( 1 9 3 3 ) S . 3 6 0 ] .
2 ) 6 . C o n g r è s I n t e r n a t i o n a l d e s M i n e s , d e l a M é t a l l u r g i e e t d e l a G é o l o g i e a p p l i q u é e , L ü t t i c h 1 9 3 0 , M é m o i r e s : 2 . S e c t i o n d e l a M é t a l l u r g i e , S . 9 5 / 1 0 2 .
1177
1178 S tahl u nd Eisen. H . B leekm ann: Unmittelbares Auswalzen von flüssigem Stahl. 54. Ja h rg . N r. 46.
H intereinanderschalten mehrerer Walzen zum bessernWärme- entzug ist man nicht imstande, entsprechend viel W ärmeein
heiten aus dem Innern abzuleiten, ohne die Oberfläche dabei zu stark abzukühlen. Der Druck der weiteren Walzen würde sich daher hauptsächlich, da sich die stark abgekühlten Randzonen nur langsam von innen heraus wieder auf- wärmen können, auf den weichen Kern erstrecken, der dann, da die Ränder eine entsprechende Streckung nicht mehr m it
machen können, Gefahr läuft, irgendwo herausgepreßt zu werden. Durch Querschnittsteigerung kommt man also von selbst zu einem ununterbrochenen Gießen ohne W armver
formung. Eine wirksame W armverformung des etwa noch im teigigen Zustande sich befindenden Kernes wurde vom Verfasser als die Notwendigkeit erkannt, um das für die weitere Verarbeitung brauchbare Gefüge zu erzeugen. E rst dann erhält man jenes Zwischenerzeugnis, das für seine weitere Verarbeitung nicht mehr den sonst notwendigen Verformungsgrad benötigt und mithin wie ein bereits über- walzter Knüppel oder eine Platine weiterverwendet werden kann. Außerdem erhält man auf diese Weise ein Vorerzeugnis, das m it keinem anderen gießtechnischen Verfahren unm ittel
bar hergestellt werden kann. Unter diesen Gesichtspunkten wurde die im nachstehenden beschriebene Einrichtung ent
worfen. Es sollen nur die wichtigsten Angaben gemacht werden, ohne daß auf die Erfordernisse und Einzelheiten einer entsprechenden B auart näher eingegangen wird.
Um eine 20 mm staike Platine auswalzen zu können, be
nötigt man einen Durchmesser der wärmeableitenden Flächen von etwa 2 m. Die Stärke des Kupferbandes be
trä g t dabei 10 mm. Auf der Innenseite dieser Kupferwalz
ringe müssen natürlich entsprechend stark ausgeführte Ab
stütz- oder Druckwalzen angeordnet werden, die auch gleichzeitig durch eine Reihe von Düsen das Kühlwasser zufließen lassen können. Dabei verhindern die zwischen
geschalteten Kupferflächen durchaus nicht eine wirksame Druckgebung, da sie sich nicht nennenswert erwärmen und die W armfestigkeit des zu verwalzenden Werkstoffes bei der hohen Tem peratur im Innern nur ganz gering ist. Der keil
förmige Raum zwischen den Kupferwalzen muß bis zu einer Höhe von etwa 860 mm über der Waagerechten durch die beiden Achsen der Walzen m it flüssigem Stahl dauernd ge
füllt gehalten werden. Um eine einmalige Füllung unter diesen Bedingungen auszuwalzen, wäre eine Zeit von 3,3 s notwendig, was, auf ununterbrochenen Betrieb bezogen, eine Umfangsgeschwindigkeit der Kupferwalzen von 0,34 m/s ergeben würde. Der Menge des zu verwalzenden flüssigen Stahles kann durch entsprechende Wahl der Platinenbreite Rechnung getragen werden; so könnte man beispielsweise bei einer angenommenen Platinenbreite von 500 mm 27,3 kg Stahl je s verwalzen. F ür das Auswalzen von 12 t Stahl wären somit etwa 7% min, für 30 t 18
y2
min und für 60 t 27 min erforderlich. Allerdings ist zur Ableitung dieser Wärmemengen eine Kühlwassermenge von etwa 12 bis 1 5 1/s notwendig. Die W irtschaftlichkeit dieses Herstellungsverfahrens wird aber erst dann voll ausgenützt werden, wenn das Vorerzeugnis, das im stark überhitzt gewalzten Zustande vorliegt, nach einer etwa notwendigen Abkühlung m it der richtigen W alztem peratnr gleich w eiterverarbeitet werden kann. Entsprechend den sich ergebenden Abmessungen können allerdings nach diesem Verfahren nur dünnere M ittel
und Feinbleche sowie schwächere Stäbe hergestellt werden.
B e s c h r e ib u n g d e r V e r s u c h s e in r ic h tu n g . Um einigermaßen einen Einblick in die bei der tech
nischen Durchführung auftretenden Schwierigkeiten zu ge
winnen und die metallurgischen Eigenschaften dieses
Zwischenerzeugnisses erforschen zu können, wurde eine ein
fache Versuchseinrichtung gebaut, die nachstehend kurz be
schrieben werden soll ( Abb. 1). S ta tt wassergekühlter Kupfer
walzen wurden innengekühlte, halbkreisförmige Kupfer
abschnitte m it 330 mm Halbmesser und 120 mm Breite verwendet, die seitlich durch sich mitdrehende, m it Scha
m otte ausgemauerte Scheiben abgeschlossen wurden, und zwar so, daß sich je eine Schamottewand auf einer der beiden W alzkreisabschnitte befand. Beide Abschnitte, von denen der eine fest gelagert war und der andere m it einem Handrad seiner Lage nach gleichgerichtet zur Achse verstellt werden konnte, waren gekuppelt und wurden von einer Handkurbel aus angetrieben. Ueber dem keilförmigen Schlitz zwischen
A b b i l d u n g 1 . V e r s u c h s e i n r i c h t u n g z u m A u s w a l z e n v o n f l ü s s i g e m S t a h l .
den beiden Kupferwalzen war ein m it Schamotte ausge
m auerter Trichter angebracht, in den unm ittelbar aus der Pfanne der Stahl gegossen werden konnte. Mit dieser äußerst einfachen Einrichtung, die dann noch im Laufe der Zeit einige Verbesserungen erfahren hat, wurden die im fol
genden beschriebenen Versuche durchgeführt; dabei konnten vor allem jene Erfahrungen, die die größten Schwierigkeiten der ganzen Aufgabe darstellten, gesammelt werden.
T e c h n is c h e S c h w ie r ig k e ite n b e im A u s w a lz e n d es f lü s s ig e n S ta h le s .
Die Hauptschwierigkeit besteht in der überaus großen Erstarrungsgeschwindigkeit des zu verwalzenden Werk
stoffes. Dieses rasche Festwerden bedingt wieder eine über
aus genaue Einstellung von Gieß- und Walzgeschwindigkeit, des Füllungsgrades und des Walzensprunges, welche alle auf das genaueste einander angepaßt werden müssen. Ver
ringert man etwas die Walz- und Gießgeschwindigkeit, ohne gleichzeitig die Stärke des gewalzten Erzeugnisses ent
sprechend zu vergrößern, so wird bereits so viel Stahl zwischen den Walzen erstarren, daß er nicht mehr ausgewalzt werden kann. W ird im Gegensatz die Walzgeschwindig
keit oder die Entfernung der Walzen vergrößert, ohne die Spaltbreite oder die Walzgeschwindigkeit mitzuregeln, so kann es leicht Vorkommen, daß der im Kern noch flüssige
15. N ovem ber 1934. H . B leckm ann: Unmittelbares Auswalzen von flüssigem Stahl. S tahl u n d Eisen. 1179
Stahl seitlich durchbricht, da dort eine starke W ärmeablei
tung durch die ausgemauerten W ände nicht erfolgen kann und soll. Die abkühlende W irkung selbst, also das beabsichtigte Stärker- oder Schwächerwalzen, wird durch die Walzgeschwin
digkeit und die Höhe der Füllung eingestellt. Die wichtigste Voraussetzung für ein einwandfreies Arbeiten ist m ithin die richtige Abstimmung dieser Einflüsse untereinander.
Die Stärke des auszuwalzenden Erzeugnisses hängt, wie schon besprochen, vom Wesen des Verfahrens, von der Durch
arbeitung des weichen Kernes einesteils und vom Durch
messer der wärmeentziehenden Walzen andernteils ab. Wird bei kleinen W alzendurchmessern eine zu starke Platine her- gestellt, so wird ihre Oberfläche schon derart abgekühlt sein
— während der Kern fast noch flüssig sein k a n n — , daß sich diese schon ziemlich verfestigten Randzonen nach dem Aus
walzen schalenartig an die Kupferwalzen anlegen können,
unreinigungen an der Oberfläche des gewalzten Werkstoffes ab, und diese können dann, wenn dauernd weitergearbeitet wird, nicht mehr entfernt werden. Es erscheint daher zweck
mäßig, aus einem Trichter oder einer zwischengeschalteten Pfanne herauszugießen, dessen Ausflußöffnung so bemessen ist oder derart geöffnet wird, daß man darin den Stanl bis zu einer bestimm ten Höhe halten kann. Wenn auch diese Bedingungen eingehalten werden, so wird die Oberfläche des Walzerzeugnisses ein getreues Abbild der Beschaffenheit der Kühlw alzen sein.
M e ta l lu r g i s c h e E i g e n s c h a f t e n u n d e ig e n e U n t e r s u c h u n g e n .
Die Grundlagen für die über das gewöhnliche Gießen hinausgehende Gefügeverbesserung werden durch die äußerst große Abkühlgeschwindigkeit einerseits und die Verarbei
tung des bereits erstarrten oder des sich noch im teigigen
A b b i l d u n g 2 . A b b i l d u n g 3 .
D e n d r i t i s c h e s G e f ü g e d e s B l ö c k c h e n s . F e i n k ö r n i g e s , n i c h t t r a n s k r i s t a l l i s i e r t e s G e f ü g e d e r g e w a l z t e n P l a t i n e .
da der weiche Kern für ein wirksames Zusammenhalten noch nicht die notwendige Festigkeit hat. Auch entsprechend starke Abstreifmeißel zu beiden Seiten der Walzen werden diesem Uebelstande nicht vollständig begegnen können.
Eine zweite Schwierigkeit besteht in der seitlichen Ab
dichtung. Die Seitenwände müssen unbedingt aus einem schlecht wärmeleitenden, hochfeuerfesten Baustoff her- gestellt werden, da sonst eine starke, senkrecht zu den Walzen stehende erstarrte Schicht entstehen würde, die man nicht mehr auswalzen könnte. Als seitliche Abdich
tung haben sich sowohl Scham otte- als auch Silikatkreis
abschnitte, deren Fugen sorgfältigst m it einer feuerfesten Glasur ausgeschmiert wurden, bew ährt. Diese Steine sind ziemlich lange haltbar, doch w ar es notwendig, entstehende Fugen oder kleine ausgebrochene Stellen nach jedem Gießen wieder auszustreichen und rauhere Stellen zu glätten.
Wurden diese Maßnahmen nicht jedesmal genauestens be
folgt, so waren starke G rate an der P latine die notwendige Folgeerscheinung.
Ein besonderes Augenmerk muß auch einem gleich
mäßigen Gießen zugewendet werden. Infolge der raschen Erstarrung des Stahles wirken sich schon kleine Schwan
kungen des Gießstrahles als stark kaltschweißige Stellen aus. Ebenso scheiden sich alle äußerlichen gröberen Ver-
A b b i l d u n g 4 .
P r i m ä r g e ä t z t e s G e f ü g e d e r V e r g l e i c h s p r o b e .
Zustande befindenden Kemwerkstoffs anderseits geschaffen.
Die prim äre Kristallisation verläuft nach den von G. T a m - m a n n erstmalig niedergelegten Erkenntnissen, wonach die für die Kristallausbildung hauptsächlich maßgebenden Um
stände, die K em zahl und die Kristallisationsgeschwindig
keit, von der Größe der im Augenblick der E rstarrung s ta tt
findenden U nterkühlung weitgehend beeinflußt werden.
Mit steigender Abkühlungsgeschwindigkeit steigt auch das Bestreben nach Unterkühlung und m it ihr die Menge der entstehenden Kristallzentren gegenüber deren K ristalli
sationsgeschwindigkeit. Als Folge muß sich eia äußerst feines Korn ergeben, wie es auch bei jedem Block, durch die abschreckende W irkung der Kokille hervorgerufen, anzu treffen ist. Die Stärke dieser feinst kristallisierten Zonen beträgt bei den üblichen Blockformaten nach den U nter
suchungen von B. M a t u s c h k a 3) in den meisten Fällen 5 mm, an die sich dann eine 3 bis 5 mm starke Uebergangs- zone anschließen kann. Durch die starke abschreckende W irkung der wassergekühlten Kupferwände verbreitert sich diese Zone feinster Kristallisation noch um ein b eträch t
liches. Die infolge der verm inderten W ärm eleitfähigkeit des erstarrenden Stahies entstehende, gröber kristallisierte Ueber- gangszone oder die schon transkristallisierte Zone selbst fällt
3 ) A r c h . E i s e n h ü t t e n w e s . 5 ( 1 9 3 1 / 3 2 ) S . 3 3 5 / 5 4 .
1180 S tahl und Eisen. K . von K erpely: Fehlererscheinungen bei geschmiedeten Kurbelwellen. 54. Ja h rg . N r. 46.
aber bereits in das Gebiet der Verformung im teigigen Zu
stande, wodurch die Körner in ihrem gewöhnlichen Wachs
tu m gestört werden und ebenfalls feiner auskristallisieren.
Um die Verhältnisse praktisch erforschen zu können, wurden einige stark transkristallisierende Stahlsorten aus dem flüssigen Zustande heraus gewalzt und als Vergleichs
proben 2-kg-Blöckchen in üblichen Probenkokillen ver
gossen. Zuerst wurde ein m it 2 % W legierter Metallsägen
stahl auf eine etwa 14 mm starke P latine ausgewalzt und gebrochen. Das Bruchgefüge war über den ganzen Quer
schnitt gleichmäßig feinkörnig, während der Bruch des Ver
gleichsblöckchens eine 2 mm starke, sehr feinkörnige R and
zone aufwies, die sich unm ittelbar in eine stark trans- kristallisierte fo rt
setzte und wiederum in den grobkörnigen Kern überging. Eine aus diesem Blöck
chen geschmiedete Probe hatte an
nähernd die gleiche Korngröße wie die ausgewalzte Platine selbst. Beide Proben wurden nach Ober- hoffer auf ihre pri
märe Kristallisation geätzt; Abb. 2 zeigt das dendritische Ge- ' füge des Blöckchens, während Abb. 3 das feinkörnige, nicht transkristallisierte Gefüge der gewalzten Platine darstellt. Die Platine wurde dann noch auf ein 1,3 mm starkes Blech ausgewalzt, das sich in keiner Bezie
hung von einem wie üblich hergestellten unterschieden hatte.
W eiter wurde ein Einsatzstahl mit etwa 1,2% Cr und 4 % Ni untersucht. Die 10 mm starke Platine wurde wieder gebrochen, sie hatte einen von früher etwas abweichenden Bruch, da die Körner gegen den Rand zu etwas gröber waren, während sie in der Mitte durchweg feinkörnig aus
gebildet Vorlagen. Auf diese Eigenheit wird später noch zurückgekommen werden. Das Vergleichsblöckchen war fast bis in die Mitte reichend stark transkristallisiert. Abb. 4 zeigt das prim är geätzte Gefüge der gegossenen Vergleichs
probe, und in Abb. 5 ist jenes der gewalzten Platine wieder
gegeben. Auch diese Platine ließ sich auf ein 1,2 mm starkes einwandfreies Blech verarbeiten.
Aus der Menge der noch vergossenen Stahlsorten sei auf einen besonderen F all hingewiesen, der beachtenswert ist.
Es ist dies das Auswalzen von unsiliziertem Flußstahl. Die bei der E rstarrung frei werdenden Reaktionsgase werden in dem keilförmigen Raum zwischen den Kupferwalzen viel
besser aufsteigen können, als es in den fast rhombischen der Blöcke der F all ist. Bei der Blockerstarrung wird ein großer Teil der Reaktionsgase zwischen den in das Innere rasch hineinwachsenden Dendriten festgehalten, während die zu
letzt frei werdenden Gase überhaupt nicht mehr entweichen können. Alle diese Um stände entfallen beim Gießen in einen stark keilförmigen Raum, der nach oben hin immer offen bleibt und einer wirksamen Entgasung keinen nennens
werten W iderstand entgegensetzt. Die m it dieser Einrich
tung ausgewalzten Druckblechplatinen h atten auch jedes
mal eine starke und vollkommen dichte Randzone und nur in der M itte einige Gasblasen. Durch entsprechende Druck- gebung könnten diese Gasblasen bei der vorhandenen hohen W alztem peratur aber leicht vollkommen verschweißt werden.
N icht unerw ähnt soll noch bleiben, daß alle unm ittelbar aus dem flüssigen Zustand heraus gewalzten Platinen sich durch ihre praktisch vollkommene Seigerungsfreiheit aus
zeichneten. Diese wird durch die große Abkühlungsgeschwin
digkeit erreicht, bei der für Entm ischungen jeglicher Art keine Zeit vorhanden ist.
Zuletzt wurde dann noch als Fall der äußerst raschen Ab
kühlung flüssiger Stahl zwischen 3 mm starken, sehr gut gekühlten Kupferwalzen ausgewalzt. Bei fast allen Stahl
güten war das Gefüge des ausgewalzten Rundstahles stark transkristallisiert. Die Ursache für dieses Verhalten liegt darin begründet, daß die U nterkühlung schon derart weit getrieben worden ist, daß die Gefügebildung bereits in das Gebiet der abnehmenden Kernzahl bei noch gleichbleibender Kristallisationsgeschwindigkeit kommt. Auch bei dem aus
gewalzten Chrom-Nickel-Einsatzstahl besteht bereits das Bestreben nach einer zu großen Unterkühlung, da die am raschesten abgekühlte Randzone bereits ein gröberes Korn aufwies als die langsamer erkaltete Platinenm itte. Es scheint daher eine W andstärke der wärmeentziehenden Kupferwalzen von 10 mm nicht nur vom baulichen, sondern auch vom metallurgischen S tandpunkt die unterste Grenze zu sein, unterhalb der m an keine Gewähr für die Ausbildung der feinsten prim ären K ristallisation mehr hat.
Z u s a m m e n f a s s u n g .
Es wird die Frage des unm ittelbaren Auswalzens von flüssigem Eisen und Stahl zwischen wassergekühlten Kupfer
walzen behandelt und besonders auf die auftretenden großen Schwierigkeiten eingegangen, die sich naturnot
wendigerweise einstellen müssen, aber durch geeignete bau
liche Maßnahmen überwunden werden können. An einigen Beispielen wurden die metallurgischen Vorteile, die durch die äußerst rasche E rstarrung und die Durcharbeitung im weichen oder im teigigen Zustand bedingt werden, geschil
dert; diese sprechen, ganz abgesehen von der großen W irt
schaftlichkeit, vom qualitätstechnischen S tandpunkt für dieses Verfahren. Besonders für die Herstellung von un- silizierten Eisenplatinen eignet sich dieses Verfahren wegen der günstigen Verhältnisse bei der Gasentweichung und der hohen Tem peratur zum Verschweißen restlicher Gasblasen.
A b b i l d u n g 5 .
P r i m ä r g e ä t z t e s G e f ü g e d e r g e w a l z t e n P l a t i n e .
Fehlererscheinungen durch Sandstellen bei geschm iedeten K urbelwellen.
Von K o lo m a n v o n K e r p e l y in Budapest.
[ B e r i c h t N r . 2 8 5 d e s S t a h l w e r k s a u s s c h u s s e s u n d N r . 2 8 1 d e s W e r k s t o f f a u s s c h u s s e s . — S c h l u ß v o n S e i t e 1 1 5 8 . ]
W
enn im Siemens-Martin-Ofen auch die Vorsichtsmaßregeln eingehalten werden, die erforderlich sind, um einen Ueberschuß an Oxyden in der Schlacke zu ver
meiden, gelingt es nicht, den E in tritt des Sauerstoffs in den Stahl ganz zu verhüten, ein Teil des Sauerstoffs muß jedenfalls wieder entfernt werden. Da der letzte Ferro-
m anganzusatz zur Desoxydation 20 min vor dem Abstich zugegeben wurde, war die Möglichkeit der Auswirkung und Verteilung des Mangans gegeben und daher bei Aus
wertung des Einflusses ein Zusammenhang zwischen der zeitlichen Zugabe und den Fehlstellen nicht zu erkennen.
Ebenso konnte durch die Auswertung ein unmittelbarer
15. November 1934. K . von K erpely: FehUrerscheinungen bei geschmiedeten KurbeltreUen. Stahl und Eisen. 1181
Zusammenhang zwischen der Höhe des Ferromangansatzes und den Sandstellen nicht festgestellt werden. Hierbei sei noch erwähnt, daß die meisten Schmelzen zum Schluß m it reduzierender Flamm e fertig
gemacht und vor dem Abstich die Schlak- ken mit K alk abgesteift wurden, um ein Durchmischen von Schlacke und Metall in der Pfanne beim Abstich zu vermeiden.
Durch diese Arbeitsweise konnte bei o/oC.Mv
% CaO, Atrß, STßg, , A & .A & O
"
m..
055
OSO 055
a,so
0 *5
0*0 035
0,30
A b b i l d u n g 9 . S c h m e l z v e r l a u f d e r S c h m e l z e N r . 2 8 .
entsprechender Tem peraturführung das Mangangleiehge- wicht in dem Sinne beeinflußt werden, daß durch das Zu
rücktreiben des Mangans von der Schlacke zum Bad die Stahlgüte verbessert wurde.
Abb. 9 und 10 geben als Beispiel vom Einschmelzen bis zum Abstich ein bezeichnendes Bild über den Verlauf einer mittleren und einer schlechten Schmel
zung wieder. Die Sehmelzführung er
folgte nach der Kohlenstoff-Richtkurve.
Vergleicht man beide Schmelzungen
r,oo
miteinander, so ist klar ersichtlich, aus welchem Grunde die Schmelzung Nr. 37 gegenüber der Schmelzung Nr. 28 schlecht ausgefallen ist. W enn auch die Schmelzen Nr. 28 (Abb. 9 ) nicht den besten Ver- 0 7ß lauf der guten Schmelzen wiedergibt, da der Verlauf der Kohlenstoffkurve nicht ganz einwandfrei ist und auch der Kohlenstoffgehalt beim E in
schmelzen niedriger als erwünscht % ßß o*°
liegt, konnte sie trotzdem zum Vergleich bei der K lärung der Zusammenhänge über den Einfluß der Schmelzführung auf die Sand
stellen herangezogen werden, be
sonders wenn m an die K urven für Eisenoxydul. Eisenoxyd. Mangan-
oxydul, Kalk und Kieselsäure m iteinan- * t * * * der vergleicht. Ohne auf die Unregel- ^
mäßigkeiten näher einzugehen, sei nur
auf die stark ansteigende Eisenoxydlinie § | der Schmelze Nr. 37 und die schlechte
Manganlinie als störender Einfluß hinge-
Die Messungen sowohl der Abstich- als auch der Gießtem
peraturen erfolgten m it dem optischen Pyrom eter ..Pyropto“
von H artm ann & Braun. Die in den verschiedenen Abbil
dungen wiedeigegebenen Tem peraturen sind Ablesungswerte, d. h. sie sind nicht berichtigt. Die A bstichtem peraturen wurden durch E in
stellung des P yro
meters auf den in die Pfanne fließenden
%CaO, Maß, SSOg, fitf./vgß,. Mfß,
OOSü ojo
ßß.SO 00*0020 0030
0020 OW
Qfi70
% S % ß A 030 3,0 30 025 2,2
0^0 2fi
07 S 7,5 2 5 070 7/7
20
A b b i l d u n g 1 0 .
S c h m e l z v e r l a u f d e r S c h m e l z e N r . 3 7 .
wiesen, aus denen klar her
vorgeht, welche W ichtigkeit der Schmelzführung bei Be
kämpfung der Sandstellen im Stahle zukommt.
Die große Zahl und die Bedeutung der Fehler, die bei dem Vergießen des Stahles ent
stehen können, sind hinläng
lich bekannt; es lag deshalb nahe, bei Erforschung der F eh
lerquellen hier zuerst m it der Untersuchung zu beginnen. Da ein Teil der Fehler auf die vom Abstich bis zur Erstarrung herrschenden Bedingungen zu
rückgeführt werden kann, war hierbei das saubere Arbeiten eine selbstverständliche Vor
aussetzung. Im folgenden sol
len die Vorgänge in ihrer Ge
sam theit nicht behandelt wer
den. da sie aus den verschie
denen Abhandlungen dieser Zeitschrift bekannt sind, son
dern es werden nur diejenigen Einflüsse kurz erörtert, die als mögliche Fehlerquelle erkannt und untersucht wurden.
1182 S tahl u n d Eisen. K . von Kerpely: Fehlererscheinungen bei geschmiedeten Kurbelwellen. 54. Ja h rg . N r. 46.
Metallstrom, die Gießtemperaturen durch Anvisieren des Stahlstrahles zwischen Pfannenausguß und Zwischen
trichter gemessen.
Die A bstichtem peraturen schwankten zwischen 1525 und 1545° m it 1530° als Mittelwert. Die Auswertung zeigte keinen merklichen Einfluß bei guten und schlechten Schmel
zen. Eine Fehlerquelle wurde sodann in der vielleicht unge
eigneten feuerfesten Zustellung verm utet. Da eine besonders innige Berührung zwischen ausfließendem Stahl und der Zustellung der Rinne stattfindet, von der des öfteren Teile im Stahl nachweisbar sind, wurden zuerst die Verhältnisse beim Abstichloch, bei der Abstichrinne und der Abstich
dauer untersucht. Die Zustellung der Abstichrinne war bei allen Schmelzen gleich, so daß sie als unm ittelbare Fehler
quelle ausschied. Aus der Erwägung heraus, daß die Mög
lichkeit einer Verunreinigung des Stahles durch Schlacken
einschlüsse um so geringer ist, je besser es gelingt, beim Ab
stich Schlacke und Metall voneinander zu trennen, wurde das auf der Herdsohle liegende Abstichloch verkleinert, so daß erst nach Ablauf des Stahles Schlacke aus dem Ofen in die schon volle Pfanne nachlaufen konnte. Dabei stellte sich heraus, daß eine Verlängerung der Auslaufdauer über rd. 4 min hinaus ungünstig w ar; eine Erklärung hierfür kann m it L atta, Killing und Sauerwald darin erblickt werden, daß der M etallstrahl durch die längere Zeit, während der er m it der L uft in Berührung steht, mehr Gelegenheit hat, Sauerstoff aufzunehmen, und weiter darin, daß durch die größere Wärmeabgabe der Flüssigkeitsgrad des Stahles verschlechtert wird.
Als nächste mögliche Fehlerquelle wurden die Pfanne und die Abhängezeit des Stahles in der Pfanne untersucht.
Bei allen Schmelzen wurden in der Pfanne 110 kg 90pro- zentiges Ferrosilizium und 10 kg Silikomangan zugesetzt.
Da die Güte des zu diesen Schmelzen verwendeten Ferro- siliziums als normal angesehen wurde, kann nachträglich ein Zusammenhang zwischen dem Ferrosilizium und den Sandstellen in dem von Beitter gedeuteten Sinne nicht mehr festgestellt werden. Es soll aber trotzdem an dieser Stelle auf die W ichtigkeit der Prüfung der verwendeten Ferro
legierungen hingewiesen werden, besonders dann, wenn diese von verschiedenen Stellen bezogen werden, da des öfteren plötzlich auftretende Stahlfehler auf ungeeignete Beschaffenheit der Ferrolegierungen zurückgeführt werden können.
Da lediglich aus gemauerten Pfannen und nur aus solchen m it niedriger Gießzahl gegossen wurde, war, wie auch aus Abb. 2 ersichtlich ist, zwischen Pfannengießzahl und Fehl
stellen ein Zusammenhang nicht ersichtlich. Die Abnutzung der Ausmauerung blieb in üblichen Grenzen. Abplatzende Teile der Pfannenzustellung als Ursache für Fehlstellen kamen kaum in Frage, da die Pfannen nach jedem Guß stets sorgfältig untersucht wurden, und falls ein derartiges Ab
platzen festgestellt werden konnte, der Stahl für andere weniger empfindliche Zwecke zur Verwendung kam.
Die Abhängezeiten bewegten sich zwischen 6 und 16 min;
die Auswertungen ergaben als günstigste Abhängezeit im Mittelwert der Gruppe I etwa 11 min gegenüber 6 bis 9 min im M ittel der anderen Gruppen.
Es ist allgemein bekannt, daß Gießtemperatur und Gieß
geschwindigkeit sorgfältig abzustimmen sind, um zwei Ge
fahren zu vermeiden: das Reißen des Blockes, herrührend von zu heißem oder zu schnellem Gießen, sowie die etwaige Zunahme der Einschlüsse durch zu kaltes Gießen. Bei dem gewählten 9-t-Block war, beim ersten Block gemessen, 1450° die günstigste m ittlere Gießtemperatur, wobei der Tem peraturabfall bei guten Schmelzen zwischen dem ersten
und dritten Block im M ittel rd. 1 0 0 ausm achte; wie Abb. 11 a zeigt, ist die Tem peraturspanne der Mittelwerte zwischen guten und fehlerhaften Schmelzen nur sehr gering, ihr Ein
fluß auf etwaiges A uftreten ist weniger bedeutungsvoll.
Zum Gießen wur
den zwei Kokillen
formen m it gleichem Blockgewicht, deren Abmessungen aus Abb. 12 ersichtlich sind, verwendet. Die Schmelzen Nr. 1 bis 28 wurden in Block
form I, die von 29 bis 40 in Form II gegossen. Die Ab
messungen der Ko
kille i l gegenüber der vorher verwen
deten Kokille waren nach Erwägungen, die zum Teil m it dieser Arbeit nicht Zusammenhängen, bestim m t worden.
Es ist aber bekannt, daß durch Aende- rung der Blockform und des Verhältnis
ses von Blockquer
schnitt zu Kokillen
querschnitt die E r
starrungsbedingun
gen sich grundsätz
lich wandeln, wenn auch ein unm ittelbarer Zusammenhang zwischen diesen und den Sandstellen nicht zu beobachten war.
Auf Reinheit und Fehlerfreiheit der Kokille wurde be
sonders geachtet. Das Gießen erfolgte durch Einschalten eines Trichters zwischen Pfanne und Kokille nü t zentralem Auslauf, ausgenommen bei den Schmelzen Nr. 28, 29, 38 und 39/1, die durch Zwischenschaltung eines fahrbaren wannenartigen Gefäßes gegossen wurden. Da hiermit keine besseren Ergebnisse erzielt wurden und außerdem die Hand
habung und Ausbesserung um ständlicher als bei gewöhn
lichem Zwischentrichter war, wurde von der weiteren An
wendung dieser W anne abgesehen.
Der Pfannenauslauf betrug 35 bis 40 mm, und nur bei den m it fahrbarer W anne gegossenen Schmelzen war er 45 mm groß. Am besten verhielt sich beim Vergießen der 9-t-Blöcke der Ausguß von 40 mm Dmr. Der Zwischen
trichter h atte einen Auslauf von 30 bis 35 mm, war also etwas kleiner als der Pfannenauslauf. Ein Auslauf von mehr als 35 mm war bei den angewendeten Gießtemperaturen schon nachteilig. Die Auslaufgeschwindigkeit des Stahles aus der Pfanne war so geregelt, daß der Trichter während des Gießens stets bis zum Rande gefüllt blieb, bis die Ko
kille vollgegossen war.
Was die Gießzeiten und -geschwindigkeiten betrifft, so sind die Mittelwerte der einzelnen Gruppen in Abb. 11 b wiedergegeben. Bei den angegebenen Tem peraturen und Blockgrößen ist die m ittlere günstigste Gießgeschwindigkeit rd. 890 kg je min, was einer m ittleren Gesamtgießzeit von 9,5 min oder einer Steigegeschwindigkeit von 3,6 min je m entspricht. Beim Vergleich der G ießtem peraturen und -zeiten konnte eine ausgeprägte Tem peraturabhängigkeit beob
achtet werden, deren Beachtung neben den Schmelzverhält
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A b b i l d u n g 1 1 a u n d 1 1 b . G i e ß t e m p e r a t u r u n d G i e ß g e s c h w i n d i g - k e i t b e i d e n v e r s c h i e d e n e n S c h m e l
z u n g s g r u p p e n .
15. N ovem ber 1934. K . von K erpely: Fehlererscheinungen bei geschmiedeten Kurbelwellen. S tah l un d Eisen. 1183 Hr.I
A b b i l d u n g 1 2 . A b m e s s u n g e n d e r K o k i l l e n n e b s t H a u b e u n d U n t e r l a g s p l a t t e n .
nissen besonders wichtig ist, um Fehler zu vermeiden. Zu berücksichtigen ist aber, daß der Flüssigkeitsgrad des S tah
les, nach dem erfahrungsgemäß die Auslaufzeit geregelt wird, hier als besonders wichtiger Umstand m it berücksichtigt werden muß. Einwandfrei konnte festgestellt werden, daß alle Schmelzen, bei denen der Gießstrahl unklar war oder schmierte, nachträglich zu Fehlern führten. H ierm it zusammenhängend w ar zwar eine gewisse Abhängigkeit des Fehlers von der Gießgeschwin
digkeit feststellbar, aber nicht in dem Maße, wie dies durch Auswertung der Gießtempe
ratur zum Ausdruck kam. A n
derseits zeigt die Auswertung, daß der Flüssigkeitsgrad des Stahles nicht nur von der Temperatur, sondern, wie er
wähnt, vorwiegend von den Schmelzbedingungen beein
flußt wird. Aus diesem Grunde ist bei E inhaltung der als gün
stigst erkannten Gießbedin
gungen der Flüssigkeitsgrad als Maß des Reinheitsgrades des Stahles zu werten.
Bei Untersuchungen über die Verteilung der Sandstellen im Blockquerschnitt zeigte sich, daß diese keineswegs gleichmä
ßig ist. Es dürfte vielmehr die Annahme etwas für sich haben, daß hier die Kristallausbil
dung des Blockes in der Weise mitwirkte, daß die Einschlüs
se, wie bei Gieß- und Abküh
lungsverhältnissen, die m it starker Transkristallisation ver
bunden sind, mehr nach der Blockmitte zu Kegen kommen, während bei gleichmäßiger K ristalüsation die Verteilung der Einschlüsse über den ganzen Blockquerschnitt erfolgt.
Z a h l e n t a f e l 1 . V e r t e i l u n g d e r S a n d s t e l l e n a u f B l o c k o b e r - u n d - u n t e r t e i l .
Schmelz- Gute
Ausschaß am
Block Fehlergruppe
gruppe W ellen ober
teil unter
teil 1 2 3 4
i 80 0 0 0 o 0 0
i i 40 6 2 4 2 2
i n 16 5 3 2 1 4 1
I V 21 19 2 3 10 7 1
V 8 11 5 — 6 o 3
V I 1 3 2 1 1 3
I n s g e
sa m t: 166 44 14 7 22 19 10
1 0 0 % 7 6 % 2 4 % - — —
Die Auswertung der Verhältniszahl in bezug auf Sand
stellen der aus Block ob e r- und - u n t e r t e i l erzeugten K ur
belwellen ergab, daß die meisten Einschlüsse in dem gegen den Blockkopf zu gelegenen Zapfen der oberen Kurbelwelle auftraten. H ierauf entfielen, wie aus Zahlentafel 1 ersichtlich
ist, 76 % der Ausschußwellen. Die Ursache hierfür lag in dem zu m atten Vergießen des Stahles, entstehend entweder durch zu niedrige Gießtemperaturen, wie z. B. bei den Schmelzungen Nr. 33, 34, 35, 36, oder durch A ußeracht
lassen der durch Tem peratur und Flüssigkeitsgrad bedingten Gießzeiten, wie dies bei den Schmelzungen Nr. 5, 18, 34, 35, 36, 38, 39 u. a. der Fall war.
Ordnet m an die Ergebnisse nach dem Einfluß der unter
suchten Einzelvorgänge, die auf die E ntstehung des Fehlers mehr oder weniger Einfluß haben, so kann m an zwei Gruppen unterscheiden: erstens eine Gruppe von Vorgängen, die das A uftreten der Sandstellen verursacht, und zweitens solche Vorgänge, die das E ntstehen derselben begünstigen.
In die erste Gruppe konnten eingereiht werden:
1. Roheisenbeschaffenheit, 2. Mangangehalt im Gesamt
einsatz, 3. Schlackenverhältnisse, 4. Einschmelz-Kohlen
stoff- und M angangehalt, 5. Flüssigkeitsgrad des Stahles, 6. Gießtemperatur, 7. Gießgeschwindigkeit. Die anderen Umstände, wie Schmelzzeit, Kohlenstoffabnahme während des Frischens, Abstichtem peratur, Gieß Verhältnisse, w orunter alle übrigen Bedingungen wie Abstichgeschwindigkeit, Ab
stichrinne, W artezeit, P f arme, Trichter usw. zu verstehen sind, konnten der zweiten Gruppe zugeteilt werden, da
1184 S tah l u n d Eisen. K . von K erpely: Fehlererscheinungen bei geschmiedeten Kurbelwellen. 54. Ja h rg . N r. 46.
sie das A uftreten des Fehlers zwar begünstigten, aber nicht verursachten. Dagegen sind die in der ersten Gruppe zusammengefaßten Einflüsse als unm ittelbare Fehlerursachen zu bezeichnen. U nter ihnen nahm en der Silizium- und Mangangehalt des S t a h l e i s e n s die erste Stelle ein, dann folgen der Flüssigkeitsgrad des Stahles und schließlich die geregelten Gießbedingungen (Gießtem peratur und -geschwindigkeit), die besondere Aufmerksamkeit er
fordern. Hierbei soll nicht außer acht gelassen werden, daß meistens das Zusammenwirken mehrerer, besonders zur Gruppe 1 gehörender Einflüsse, wie auch aus Abb. 1 und 2 hervorgeht, die Entstehung der Sandstellen hervorruft.
Auf Grund der oben geschilderten Untersuchungen er
geben sich nun für den Betrieb wichtige Gesichtspunkte bei der Erzeugung, durch deren Beachtung sandstellenfreie Kurbelwellen m it wesentlich geringerem Ausschuß, als im Bericht dargelegt, hergestellt werden können. Sie lassen sich in folgende Forderungen zusammenfassen:
1. Gleichmäßige Beschaffenheit des Roheisens, m it im Mittel 0,75 % Si und 3 % Mn, bei etwa 50 % Roheisen im Einsatz.
2. Gesamt-Mangangehalt des Einsatzes mindestens 2 %.
3. Einschmelz-Kohlenstoffgehalt etwa 0,6 % höher als der vorgeschriebene Endkohlenstoff der Kurbelwellen.
4. Einschmelz-Mangangehalt nicht unter 0,3 %.
5. Kohlenstoffabnahme während des Frischens 0,21 bis 0,25 % je h.
6. Gut flüssige Schlacke (mit etwa 13 % ges. FeO und rd. 18 % MnO).
7. Hoher K Mn-W ert nach [Mn] ■ (FeO) (MnO)
8. Ferromanganzusatz mindestens 20 min vor dem Abstich.
9. A bstichtem peratur etwa 1530° (unberichtigt).
10. Auslaufzeit beim Abstich etwa 4 min.
11. Abhängezeit der Pfanne rd. 10 min.
12. Günstigste Gießtem peratur 1450° (unberichtigt).
13. Gießgeschwindigkeit bei üblichem Flüssigkeitsgrad rd. 890 kg je min, was einer Gesamtgießzeit der 9-t- Blöcke von 9,5 min oder 3,6 min Steigegeschwindigkeit je m entspricht.
Schließlich sei noch einmal auf die W ichtigkeit der Güte der feuerfesten Zustellung, besonders der Pfanne und des Zwischentrichters, hingewiesen, denn die beste Steinsorte ist gerade noch gut genug, um Fehler durch Sandstellen, unter gleichzeitiger Beobachtung der vorstehenden Arbeits
regeln, zu vermeiden.
Z u s a m m e n f a s s u n g .
Durch Auswertung von 40 unter gleichen Arbeitsbe
dingungen erzeugten basischen Siemens-Martin-Schmel- zungen konnte nachgewiesen werden, daß das Auftreten der Sandstellen bei geschmiedeten Lokomotiv-Kurbelwellen in erster Linie von der Güte des Stahleisens im Einsatz, dem Flüssigkeitsgrad des Stahles, der Gießtemperatur und der geregelten Gießgeschwindigkeit abhängig ist; durch Be
achtung der sich aus den Untersuchungen ergebenden Maß
nahm en kann der durch Sandeinschlüsse hervorgerufene Ausschuß auf ein Mindestmaß beschränkt werden.
A n d e n V o r t r a g s c h l o ß s i c h f o l g e n d e E r ö r t e r u n g a n . K . D a e v e s , D ü s s e l d o r f : D i e z a h l e n m ä ß i g e n W e r t e H e r r n v . K e r p e l y s s t i m m e n i n a l l e n w e s e n t l i c h e n P u n k t e n m i t d e n v o n m i r i m J a h r e 1 9 3 2 v o r g e t r a g e n e n E r g e b n i s s e n u n d F o l g e r u n g e n ü b e r e i n . W i r s e h e n d a r u m i n s e i n e r A r b e i t e i n e w e r t v o l l e B e s t ä t i g u n g u n s e r e r A u f f a s s u n g u n d E r f a h r u n g , d a ß s i c h d i e E r g e b n i s s e s o l c h e r G r o ß z a h l u n t e r s u c h u n g e n a u c h a u f a n d e r e B e t r i e b e n u t z b a r ü b e r t r a g e n l a s s e n .
I c h m ö c h t e n o c h a u f e i n e n w e i t e r e n g r u n d s ä t z l i c h e n G e s i c h t s p u n k t e i n g e h e n . H e r r v . K e r p e l y u n t e r s c h e i d e t z w i s c h e n u r s ä c h l i c h e n u n d b e g ü n s t i g e n d e n E i n f l ü s s e n . E s e r s c h e i n t z w e c k m ä ß i g , b e i d e r a r t i g e n G r o ß z a h l u n t e r s u c h u n g e n d e n B e g r i f f „ U r s a c h e “ , d e r d e m W e s e n d e r W a h r s c h e i n l i c h k e i t s r e c h n u n g f r e m d i s t , m ö g l i c h s t z u v e r m e i d e n . E i n g e r i n g e r M a n g a n g e h a l t i m E i n s a t z o d e r e i n e u m w e n i g e G r a d z u n i e d r i g e G i e ß t e m p e r a t u r k a n n s c h o n d e s h a l b n i c h t a l s u r s ä c h l i c h e r F a k t o r b e z e i c h n e t w e r d e n , w e i l e s b e i e n t s p r e c h e n d e r R e g e l u n g d e r a n d e r e n F a k t o r e n o h n e w e i t e r e s g e l i n g t , a u c h m i t n i e d r i g e m M a n g a n e i n s a t z o d e r n i e d r i g e r G i e ß t e m p e r a t u r f e h l e r f r e i e S c h m e l z e n z u b e k o m m e n .
E s h a n d e l t s i c h b e i G r o ß z a h l u n t e r s u c h u n g e n , v o r a l l e m a u f m e t a l l u r g i s c h e m G e b i e t , i m m e r n u r u m d i e R i c h t u n g u n d d e n G r a d d e r V e r k n ü p f u n g d e r e i n z e l n e n U m s t ä n d e m i t d e r g e w ü n s c h t e n E i g e n s c h a f t o d e r d e m A u s s c h u ß a n t e i l .
D i e U r s a c h e d e r S a n d e i n s c h l ü s s e l i e g t a u f e i n e r g a n z a n d e r e n D e n k l i n i e , n ä m l i c h , w i e i c h s e i n e r z e i t z e i g e n k o n n t e , a u f d e r V e r e i n i g u n g v o n i m S t a h l e n t h a l t e n e n M a n g a n o x y d e n m i t d e n f e u e r f e s t e n W e r k s t o f f e n . D i e s e r Z u s a m m e n h a n g i s t t a t s ä c h l i c h u r s ä c h l i c h ; d e n n w e n n m a n a u f f e u e r f e s t e S t o f f e v e r z i c h t e n k ö n n t e , w ü r d e m a n a u c h b e i m a n g a n o x y d h a l t i g e n S c h m e l z e n k e i n e S a n d e i n s c h l ü s s e b e k o m m e n , u n d u m g e k e h r t .
A b e r d i e B i l d u n g d e s M a n g a n o x y d s u n d s e i n e V e r b i n d u n g m i t d e n f e u e r f e s t e n S t o f f e n h ä n g t v o n e i n e r U n z a h l v o n E i n f l ü s s e n a b , d i e i m e i n z e l n e n , w e i l s i e u n t e r e i n a n d e r o f t g l e i c h w e r t i g u n d e r s e t z b a r s i n d , n i c h t m e h r a l s U r s a c h e d e r S a n d e i n s c h l ü s s e b e z e i c h n e t w e r d e n k ö n n e n .
D i e d u r c h j e d e G r o ß z a h l f o r s c h u n g g e g e b e n e F o r s c h u n g s a u f g a b e g e h t n i c h t d a h i n , d i e l e t z t e n U r s a c h e n e i n e r E r s c h e i n u n g z u f i n d e n , s o n d e r n d e n F e h l e r z u b e s e i t i g e n o d e r b e s t i m m t e Q u a l i t ä t e n h o c h z u z ü c h t e n . D a b e i k a n n d i e u r s ä c h l i c h e V e r k n ü p f u n g , s o l e h r r e i c h s i e w i s s e n s c h a f t l i c h i m m e r s e i n w i r d , g a n z u n b e r ü c k s i c h t i g t b l e i b e n .
H a t d e r S t a h l w e r k e r , w i e d i e s e s a u c h H e r r v . K e r p e l y g e t a n h a t , f ü r d i e b e i i h m g e g e b e n e U m w e l t d e r B e d i n g u n g e n d i e B e
z i e h u n g e n d e r m e ß - u n d b e e i n f l u ß b a r e n F a k t o r e n z u d e r g e w ü n s c h t e n E i g e n s c h a f t o d e r d e m A u s s c h u ß p r o z e n t s a t z g r o ß z a h l m ä ß i g e r m i t t e l t , s o m u ß e r d u r c h A n w e n d u n g d e s K o r r e l a t i o n s k r e u z e s i n e i n f a c h e r W e i s e f e s t s t e l l e n , w e l c h e U m s t ä n d e d e n s t ä r k s t e n E i n f l u ß , d i e e n g s t e n B e z i e h u n g e n z u m g e w ü n s c h t e n Q u a l i t ä t s f a k t o r a u f w e i s e n . S t e l l t e r d a n n d i e s e w e n i g s t e n s a n n ä h e r n d , a b e r g l e i c h z e i t i g d u r c h e n t s p r e c h e n d e A r b e i t s r e g e l n i n d i e g e w ü n s c h t e R i c h t u n g e i n , d a n n e r r e i c h t e r s c h n e l l u n d s i c h e r d a s Z i e l d e r G ü t e v e r b e s s e r u n g .
A u s d i e s e r f ü r d e n B e t r i e b s m a n n w i c h t i g s t e n L ö s u n g h e r a u s e r g e b e n s i c h d a n n z a h l r e i c h e A n r e g u n g e n f ü r L a b o r a t o r i u m s a r b e i t e n , d i e n u n u n t e r v e r e i n f a c h t e n B e d i n g u n g e n w i e d e r K a u s a l z u s a m m e n h ä n g e p r ü f e n u n d d a r a u s d e m B e t r i e b w e r t v o l l e A n r e g u n g e n g e b e n k ö n n e n . A b e r f ü r d e n B e t r i e b s m a n n d a r f n i c h t d a s A u f s u c h e n d e r U r s a c h e n d a s w i c h t i g s t e s e i n , s o n d e r n d i e H e r a b s e t z u n g d e s F e h l e r s a t z e s .
I n d i e s e m Z u s a m m e n h a n g w ä r e e s m i r w i s s e n s w e r t , z u h ö r e n , w i e s i c h d i e a u f G r u n d d e r G r o ß z a h l u n t e r s u c h u n g e n v o n H e r r n v . K e r p e l y o f f e n b a r e i n g e f ü h r t e n A r b e i t s r e g e l n a u f d e n A u s s c h u ß a n t e i l a u s g e w i r k t h a b e n . D e r v o n i h m a n g e g e b e n e u r s p r ü n g l i c h e A u s s c h u ß v o n 2 5 % s t i m m t g u t m i t e i n e r f r ü h e r v o n m i r m i t g e t e i l t e n Z a h l ü b e r e i n . W i r s i n d d a n n d u r c h A n w e n d u n g d e r A r b e i t s r e g e l n l a u f e n d n i e d r i g e r a l s 5 % g e b l i e b e n , u n d e i n ä h n l i c h e r E r f o l g m u ß b e i A n w e n d u n g d e r A r b e i t s r e g e l n a u s d e n m i t g e t e i l t e n G r o ß z a h l b e z i e h u n g e n a u c h b e i H e r r n v . K e r p e l y e i n - t r e t e n .
J . H u n d h a u s e n , K r e f e l d : W i e H e r r v . K e r p e l y a n g i b t s i n d n u r 9 - t - B l ö c k e g e g o s s e n w o r d e n . I n s e i n e r A r b e i t w e r d e n a b e r g l e i c h z e i t i g z w e i e r l e i B l o c k a r t e n a n g e f ü h r t . W e n n m a n s i c h n u n d e n A u s s c h u ß a n s i e h t , m ü ß t e m a n w i s s e n , a u s w e l c h e n B l ö k - k e n d e r m e i s t e A u s s c h u ß s t a m m t . D e r e i n e B l o c k h a t 8 5 0 m m D m r . b e i 1 1 % K o n i z i t ä t u n d e i n e r g a n z e n L ä n g e v o n 1 8 0 0 m m o h n e H a u b e . D e r a n d e r e B l o c k h a t b e i e i n e r G e s a m t l ä n g e v o n e t w a 1 5 0 0 m m n u r 7 , 7 % K o n i z i t ä t . D e r s c h m a l e u n d l a n g e B l o c k h a t e i n e H a u b e v o n 1 m H ö h e , w ä h r e n d d e r a n d e r e B l o c k e i n e H a u b e v o n n u r 5 0 0 m m H ö h e h a t .
D e r e i g e n t l i c h e B l o c k m i t d e m k l e i n e n D u r c h m e s s e r w i e g t n u r r d . 5 7 0 0 k g , d e r K o p f 3 2 0 0 k g . A l s o k ö n n e n h i e r a u s k e i n e z w e i W e l l e n v o n j e 3 3 0 0 k g G e w i c h t g e s c h m i e d e t w e r d e n ; e s k o m m t d e m n a c h n u r d e r z w e i t e B l o c k i n F r a g e .
F e r n e r m a c h t H e r r v . K e r p e l y M i t t e i l u n g e n ü b e r d i e G i e ß g e s c h w i n d i g k e i t , u n d z w a r s o l l d i e m i t t l e r e G i e ß g e s c h w i n d i g k e i t 3 , 6 m i n / m b e t r a g e n . — B e i e i n e r N a c h r e c h n u n g e r g i b t s i c h n u n ,