lieneralsekretär technischen Teiles Dr. W. B e u m e r , ^ g
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B | I | g I | o | E r . - J n g . 0 . P e t e r s e n ,Besdiältslührer der 1 1 £ U * " * ■ •&> I l J I | I I I s te llv e rtr. G eschäftsföhrer
Kordwestlichen Gruppe I I des Vereins d eu tsch er
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ZE IT S C H R IFT
Eisenhüttenleute.FÜR DAS DEUTSCHE EISENHÜTTENWESEN.
Nr. 40. 2. O k to b e r 1913. 33. Jahrgang.
U e b e r die V e rw en d u n g von Stahlkokillen.
Von Stahlw erkschef F r i t z A m e n d e in Völklingen.
(Mitteilung aus der Stahhverkskommission dos Vereins deutscher Eisenhüttenleute.
1
ji e nicht sonderlich günstigen Ergebnisse, die m it den Gußformen aus H ä m a tit erzielt wurden, führten uns im Ja h re 1910 dazu, Versuche anzustellen, inwieweit die bisher übliche H erstellungsart sich durch eine andere, zweckmäßigere und w irt
schaftlichere ersetzen ließe. W enn wir auch in früheren Jahren bei Verwendung von englischem H ä m a tit
eisen auf verhältnism äßig gu te H altbarkeitsziffern kamen, so zwangen uns doch w irtschaftliche Gründe, das ausländische R ohm aterial aufzugeben und un
sere Gußformen aus deutschem Eisen herzustellen.
Welche Rolle in den Selbstkosten die Kokillen f. d. t Stahl spielen, ist jedem S tahlw erker zur Genüge bekannt. Die H altbarkeitsziffer unserer Kokillen bewegte sich stets um 100 herum , und alle angestelltcn Versuche zeitigten keine ausschlag
gebende Besserung. Im folgenden will ich mich vorläufig auf die reine Kokillenfrage beschränken und andere Bedarfsgegenstände, wie Spannplatten, Unterlagsplatten, G ußtrichter un d Deckel, außer acht lassen. D er so gerne auftretende Uebelstand bei Gußkokillen, näm lich R eißen in der Längs- und Querrichtung, verursacht dem B etriebsm ann vielerlei U nannehm lichkeiten, besonders wenn der Fertigwalzwerker den durch schuppige Blöcke hervorgerufenen Ausschuß auf das Stahlw erk zurück
reelmen darf. D azu kam , daß die (mittlerweile umgebaute) Graugußgießerei den verm ehrten An
forderungen nicht gewachsen w ar un d das Stahlw erk vielfach gezwungen w urde, die Kokillen m ehr als zweckentsprechend auszunutzen. Unsere Fallwerks- anlage, die u nter anderem das Zerkleinern aus
gesetzter Kokillen zu besorgen h a t, w ar durch die geringe H altbarkeitsziffer derm aßen in Anspruch genommen, daß w ir an der Grenze der Leistungs
fähigkeit anlangten un d den N eubau einer neu
zeitlichen Zerkleinerungsanlage ins Auge faßten.
Durch .die veränderten V erhältnisse, herbeigeführt durch die Verwendung von Stahlkokillen, konnten wir nicht nur auf die Fallw crks-N euanlage verzichten, sondern auch noch das zweite Schlagwerk still- setzen.
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W enn ich mir die seit E nde 1910 m it S tah l
kokillen erzielten Ergebnisse vor Augen führe, bin ich im Grunde genom men erstaunt, wie überaus langsam sich eigentlich der Stahlguß für diese V erw endungsart Eingang verschaffte. Die vielfachen Bedenken, die auftauchten, sind meines E rachtens nicht bedeutsam genug, um diese wichtige Neuerung stiefm ütterlich zu behandeln. D er oft gehörte E in wand, daß die Stahlkokillen die W asserkühlung nicht vertrügen, ist insofern berechtigt, als einzelne Stahlw erke infolge Platzm angels wirklich nu r m it m ehr oder weniger großen K osten d aran gehen könnten, für die erforderliche L uftkühlung des Kokillenparkes R aum zu schaffen. Im allgemeinen jedoch ist die Scheu vor den Stahlkokillen nicht gerechtfertigt. Wie vorhin erw ähnt, ist es erforderlich, die rotw arm en Stahlgußform en durch langsam e A bkühlung auf G ebrauchstem peratur zu bringen.
Vielleicht ist es einem der Fachgenossen gelungen, dem Stahlguß eine derartige Zusam m ensetzung zu geben, daß auch eine rasche A bkühlung, z. B. durch Wasser, eine schädigende W irkung nicht ausübt.
Meine diesbezüglichen Versuche fielen in dieser Rich
tu n g negativ aus, und ich m uß es m ir auch vorläufig hoch versagen, auf dem Gebiete weitere Versuche an
zustellen. D a unserer K ühlanlage zurzeit n u r R aum für etw a 100 Kokillen zur Verfügung steh t, so bin ich leider noch gezwungen, einen Teil der Kokillen, n atürlich die aus G rauguß, durch W asserkühlung im Bassin auf die G ebrauchstem peratur zu bringen.
Daß hierbei auch, besonders auf N achtschicht, die eine oder andere Stahlkokille einmal ein W asserbad bekam , steht für mich fest, denn m anche Gußform, die sich noch tags zuvor ihres Lebens gefreut h a tte , ohne irgendwelchen Schaden aufzuweisen, zeigte am nächsten Tag einen klaffenden Längsriß. Diese Fälle ereigneten sieh aber n u r vereinzelt und blieben seit M onaten ganz aus. Im m erhin ist die gebräuch
liche A rt der Doppelkühlung verführerisch und nicht empfehlenswert.
Was nun die K ühlung selbst anlangt, so m öchte ich erwähnen, daß wir unsere auf einem Trägerrost
209
163S Stahl und Eisen. Ucher die Verwendung von Stahlkokillen. 33. Jahrg. Nr. 40.
stehenden Kokillen m ittels gepreßten Windes wieder auf die erforderliche T em peratur bringen. S teh t genügend R aum zur Verfügung, dann k an n m an natürlich auf die W indzuführung verzichten. Im ersteren Falle dau ert die A bkühlung etw a vier Stunden, im letzteren etw a sieben Stunden. N un h ä n g t die Zeitdauer von verschiedenen U m ständen ab, un d m an k ann hierin fraglos Verbesserungen erzielen, indem m an zwischen zwei w arm en Kokillen
reihen ein Feld m it zurzeit nicht benötigten Guß
formen besetzt und diese somit sofort angew ärm t zur Verfügung h a t, wenn der Betrieb einen Kokillen
wechsel verlangt.
Bezüglich des Abgießens der Stahlw erkschargen sei erw ähnt, daß das durchschnittliche Ausbringen rd. 19000 kg b eträ g t; davon werden vier Blöcke zu je 3800 kg m ittels Gespanns und der fünfte bzw. erste Block von oben gegossen. E s werden und w urden also sowohl Gußeisen- als auch Stahlkokillen bei beiden G ießarten verw endet, wodurch sich auch gleich
zeitig die Frage beantw ortet, ob sich Stahlkokillen auch zum Guß von oben eignen. Selbstverständlich m uß beim Gießen darauf geachtet werden, daß der aus
tretende S trahl nicht die Kokillenw andung anhaltend trifft, denn dann erlebt m an schließlich bei keiner Kokillensorte Freude. Im m erhin ist die Stahlkokille darin nicht wesentlich em pfindlicher als die Gußkokille.
W as die S tahlqualität anbetrifft, so haben um fangreiche Versuche ergeben, daß die soge
n an n te M ittelqualität, von etw a 50 kg/qm m Festigkeit, die besten Ergebnisse lieferte. Weiche N orm alqualität m it etwas Siliziumzusatz ergab bis rd. 150 Güsse H altb ark eit; die Ergebnisse w aren m ithin nicht befriedigend. Dasselbe gilt auch, wenig
stens zum Teil, von einer Zusam mensetzung, die der der Schienen ähnelt, wenn auch günstigere Zahlen erreicht wurden. Ich m öchte aber d a m it|d u rc h a u s nicht behaupten, daß m it der letztgenannten Quali
tä t, d. h. Schienenstahl m it rd. 0 ,4 % Kohlenstoff, die Ergebnisse ungünstig ausfallen m ußten. W eitere Versuche darin werden wahrscheinlich auch m it Erfolgen abschließen. N achdem ]w ir jedoch für die sogenannte M ittelqualität rech t gute Verwendung haben, zogen w ir es vor, d arin] zurzeit wenigstens keine Aenderung eintreten zu lassen. E in unleugbar großer Vorteil bei der Stahlkokillen-Erzeugung liegt unzweifelhaft darin, daß sich der m it Spiegeleisen oder anderen Zusätzen aufgekohlte T hom asstahl vorzüglich für diesen Zweck eignet. W orauf w ir bei der H er
stellung gerne sehen, ist, was m an natürlich auch bei jedem anderen Erzeugnis anstrebt, ein S tahl, der sieh vollkommen ruhig vergießt. Man lä ß t also die g u t heiß erblasene Charge vielleicht zwei bis drei M inuten länger im K onverter liegen als sonst, p u m p t beim Gießen einige Male nach, und Lunkerschwierig
keiten sind nicht zu erwarten. D er R est der Charge — wir gießen im m er drei bis Mer Kokillen hinterein
ander ab — findet, wie erw ähnt, vorteilhaft Ver
w endung für die m ittelh arten S tahlqualitäten bzw.
fü r w eitere Gußformen der Stahlgießerei.
Unsere Stahlgießerei, die in einer besonderen parallel zur Gießgrube gelegenen H alle untergebracht ist, w ar in erster Linie fü r die H erstellung der Stalil- gußfonnen gedacht. N achdem sich jedoch recht bald herausstellte, daß hierin infolge der überaus günstigen H altb a rk e it nicht genügend Beschäftigung geschaffen werden konnte, gingen vrir auch noch auf die Erzeugung anderer Gußstücke für den eigenen G ebrauch über, so zwar, daß wir zurzeit etwa 14 A rbeiter beschäftigen. E s ist dies ja eine recht bescheidene Zahl, wrird aber meines Erachtens für die nächste Zeit genügen. E ine Sand- und Form-
Abbildung 1. Gußmantel für Stahlkokillen.
m asse-Ä üfbereitung, bestehend aus Schüttelsieb, Lehm knetm aschine und Mischmaschine, genügen fü r diese Stahlgießerei; ein Ofen, hauptsächlich zum Trocknen der Kokillenkerne, vervollständigt die E inrichtung.
Ich m öchte ausdrücklich betonen, daß es mir bei meinen A usführungen vollkom men fern liegt, für oder gegen eines der angew andten Stahlkokillen- H erstellungsverfahren Stellung zu nehmen. In einer Sitzung der Stahlw erkskom m ission des Vereins deutscher E isenhüttenleute wurden die bis dahin gezeitigten E rgebnisse verschiedener Hüttenwerke erörtert,* u n d es ist lediglich meine Absicht, den S tan d der Dinge, wie sie bei uns in Völklingen liegen, klarzustellen. Soviel m ir bekannt ist, waren die R om bacher H ü ttenw erke die ersten, die auf diesem
* Vgl. St. u. E. 1911, 10. Aug., S. 1285.
2. Oktober 1013. Ueber die Verwendung von Stahlkokillen. Stahl und Eisen. 1639
Abbildung 2. Gußmantel m it Nuten.
Nach sorgfältigem Trocknen erfolgt das A ufträgen der Stahlschlichte. W as die H erstellung der K erne anlangt, so verw enden w ir hierbei ziemlich massive gußeiserne Kernhülsen, die zunächst die übliche Strolmmwicklung erhalten. Die Form m asse selbst wird nun in verschiedenen Lagen aufgetragen, wobei jede Lage für sich eine O fentrocknung erfährt.
Diese sorgfältige Behandlung der K erne h a t sich sehr gut bewährt. Nach der Schlußtrocknung erfolgt, ebenso wie beim M antel, das A ufträgen der Schlichte.
Nach dem Einsetzen des K erns in den fertigen M antel und nach dem Zusam m enbau des Ober- und U nter
stückes sowie des T richters (es w ird von u n te n ge
gossen) wird die so hergerichtetc Gußform vor dem Transport in die Kokillengießgrube nochm als m it glühenden Kokillen um stellt, um eine gute D urch
wärmung zu erzielen. Die K antenabrundung der
Abbildung 3. Gußmantel m it Nocken.
bessere halte, dann m uß ich gestehen, daß m ir die A usführung Abb. 1 sicherer erscheint. Beide A rten sind genügend ausgeprobt, so daß ich glaube, ein U rteil m ir bilden zu können. Die A bkühlung der ausgem auerten M äntel bzw. der darin befindlichen frisch abgegossenen Kokille erfolgt ganz langsam ; es findet kein Abschrecken des Stahles s ta tt, wie an den vorstehenden Nocken bzw. N utenteilen, der Ausführungen Abb. 2 bzw. 3, un d zw ar so, daß die Gefahr der Längsrißbildung gem indert erscheint.
Ich m uß wohl noch erwähnen, daß ein feiner Längs
riß die H altb ark eit der Kokille nicht b eeinträchtigt;
die Blöcke haften deshalb nicht an den Kokillen
wandungen. Ich m öchte diesen Mangel m ehr als einen Schönheitsfehler ansprechen; im m erhin mag für gewisse Verwendungszwecke auch ein feiner Längsriß unvorteilhaft sein. U m diesem U m stand K ernhülsen m uß eine entsprechende sein, dam it die S tärke der Form m asse überall die gleiche ist.
Die Form m asse wird in einer H öhe von 70 m m auf
getragen. N ach erfolgtem Guß lassen w ir M antel, Kern, Ober- und U nterstück tunlichst zwei bis drei Tage zusam m engebaut, um eine ganz allmähliche A bkühlung berbeizuführen.
W ir haben auch umfangreiche Versuche angestellt m it anders gebauten M änteln, wie sie aus Abb. 2 zu ersehen sind. E s sind d o rt parallel verlaufende, schwalbonschwanzförmige N uten vorhanden bzw., wie in Abb. 3, runde Nocken, v'obei die vertieft liegenden Teile eine Auskleidung m it Formm asse erfahren. Die W eiterbehandlung ist dieselbe wie bei A usführung Abb. 1. W enn ich nun die Frage beantw orten soll, w'olche A usführung ich für die Gebiete mit Erfolg vorgingen. W enn ich nicht irre,
wurde dort aber Siemens-M artin-M aterial verw endet;
ob dies heute noch zutrifft,verm ag ichnicht anzugeben.
Ueber die H erstellung bzwr. B ehandlung der Mäntel und Kerne für die Stahlkokillen m öchte ich folgendes ausführen: W ir verw endeten von Anfang an dieselben gußeisernen Mäntel, wie sie auch für das Abgießen der G raugußkokillen benutzt wurden (vgl. Abb. 1). Diese M äntel erhalten eine Ausmauerung aus feuerfesten S teinen, auf welche dann die Formmasse in einer S tärke von etw a 20 mm aufgetragen wird. W ichtig ist dabei n atürlich eine gründliche A ustrocknung des so hergerichteten Mantels; wir bewerkstelligten dies am zweckm äßigsten durch rings um hergestellte glühende Kokillen oder aber auch durch E insetzen in den Trockenofen.
1640 Stahl und Eisen. Ueher die Verwendung von Stahlkokillen. 33. Jahrg. Kr. 40.
zu begegnen, wenden w ir je tz t ausschließlich die F orm Abb. 1 an. E s soll dam it aber nicht gesagt sein, daß die Ausführungen gem äß Abb. 2 und 3 u n te r allen U m ständen verwerflich seien.
Ich m öchte nun die Ergebnisse anführen, die wir m it den so hergestellten Kokillen erzielten. Selbst
verständlich w aren auch Mißerfolge zu verzeichnen, und w ir kam en bei einzelnen Kokillen auf recht mäßige Ziffern. In den m eisten F ällen aber gelang es, die U rsache positiv zu ergründen. W ir steckten eben noch in den Kinderschuhen. D azu w ar die Stahlgießerei ein recht luftiger B au, in den es nach H erzenslust hereinregnete. Auch w ar die Gelegenheit zu verführerisch, die rotglühenden Kokillen in eines der W asserbassins, die n u r für die G raugußkokillen bestim m t w aren, zu stecken.
Zurzeit (S tand vom 21. April 1913) befinden sich im B etriebe 139 S tück 4000er Stahlkokillen.
Die Bezeichnung dieser Sorte haben w ir beibehalten, obwohl das Gewicht nu r 3800 kg beträg t, also rd.
200 kg leichter ist als die entsprechende G rauguß
kokille.
Im Ja h re 1912 setzten wir insgesam t aus an Stahlkokillen:
Nr. 3 m it 432 Güssen
„ 4 „ 520 ., fi „ 470 ., 1 „ 5S4
„ 1 „ 464
„ 2 „ 704
„ 10 „ 378
„ 12 „ 154 ,, 14 ,, <-> 1
„ 19 „ 203
„ 24 „ 182
„ 25 „ 20
15 „ 336
„ -18 „ 229
„ 20 „ 195
„ 5 „ 116 .. 11 „ 97
„ 28 „ 119 ,. 48 „ 74
„ 50 „ 136
Von den Zwischennummern w urden ausgesetzt im Ja h re 1913:
Nr. 16 m it 262 Güssen
„ 26 „ 406
„ 32 „ 392 „
„ 27 „ 303 ,, 33 „ 257 „
Von den Zwischennummern sind noch im B etriebe:
Nr. 7 m it 347 Güssen Nr. 38 m it 348 Güssen
9 „ 484 „ „ 39 „ 376
13 „ 630 „ 40 „ 334
15 „ 363 „ 41 „ 350
21 „ 363 „ 42 „ 346
22 ,, 5 /5 ,, ,, 43 „ 315
23 „ 399 „ 44 „ 338
29 „ 359 „ >. 45 „ 329 Nr. 8 m it 682 Güssen
„ 34 „ 405
„ 17 „ 357
„ 36 „ 337 (aus Elektrostahl)
(Sehienenstahl) (■weiches Material) (Schienenstahl)
(weiches Material m it 0,5 % Mn, 0,07 % C, 0,07 % P, 0,07 % S) (weiches Material m it 0,55 % Mn, 0,08 % C, 0,095 % P, 0,090 % S;
Charge war sehr unruhig, trieb stark)
(Schienen stahl) (Sehienenstahl)
stark klaffende Risse. Ver
suche m it verändertem Mantel.
stark klaffender Riß. Ursache unbekannt.
Nr. 30 m it 444 Güssen Nr. 46 m it 318 Güssen ' „ 31 „ 409 „ „ 47 „ 317 „
„ 35 „ 336 „ „ 49 „ 409
„ 37 „ 346
Die anderen N um m ern von 50 bis 139 befinden sich säm tlich im B etriebe von 374 Güssen an bis 39 bei Nr. 139. E s ergibt sielt demnach für 1912 eine durchschnittliche H altbarkeitsziffer von 273 bei insgesam t 20 ausgesetzten Kokillen und rd. 5460 Güssen, wobei die verschiedenen Versuchskokillcn m iteingerechnct erscheinen. F ü r 1913 (bis 21. April) w ird das Ergebnis viel günstiger, und die Haltbarkeit steigt bereits auf 378 Güsse bei neun ausgesetzten K okillen und 3401 Güssen, wobei ich eine Gußform m it n u r 42 Chargen vom M onat Ja n u ar ausscheide, d a ich vollkom m en einwandfrei feststellen konnte, daß lediglich eine ganz barbarische Behandlung die U rsache des W rackw erdens war.
Die H altb ark eit der zur Verwendung gelangenden M äntel sowie der gußeisernen Kernhülsen ist eine nahezu unbegrenzte, was ja auch natürlich erscheint, nachdem eine u nm ittelb are Berührung m it dem Eisen
bad ausgeschlossen ist. D er Masseanstrich der Mäntel w ird nach sechs bis sieben Güssen erneuert, sonst nu r ausgebessert, un d b esteht aus sieben Teilen belgischem Sand un d drei Teilen gebranntem Ton.
Die K ernm asse setzt sich zusam m en aus zwei Teilen Sand und einem Teil gebranntem Ton.
Ich erw ähnte eingangs meiner Ausführungen, daß der die Stahlgießerei bedienende Kran auch gleichzeitig den An- un d A btransport der Kokillen vom und zum K ühllager bewerkstelligt. Es kommt deshalb rech t oft vor, daß der eine oder andere Teil w arten m uß und unbeschäftigt herumsteht. Der Akkord ist daher wohl verbesserungsfähig und beträgt zurzeit 6,25 Jl f. d. t Kokillen, umfassend Mantel, K ern, Trichter, Ober- un d U nterstück und Putz
löhne. D azu kom m en für Verwaltungskosten, Ab
schreibungen, Gebäude, K rananlage, elektrische K raft- un d L ichtanlage, anteilige Gehälter, Bureau
personal, V orarbeiter, Bureaubedarf, Kassenbeiträge, T ransportw agen, Trockenofen einschließlich Neu
m aterialien, Sandaufbereitung, Werkzeuge und Ge
räte , F orm ereim aterialien, Modelle usw. insgesamt:
17,48 JL. Die Selbstkosten f. d. t Stahlkokillen betragen dem nach:
E o r m e r lö h n e ... 6,25 .11 Sonstige U n k o s te n ... 17,4S „ E insatzstahl zuzüglich 6 % Abfall . . 67,27 „
91,00 .14 D ie Zahlen sind m it Ausnahm e der Löhne sämtlich etwas reichlich gegriffen, und m an kann mit gutem Gewissen noch m anche M ark absetzen. Die Anlage ist jedoch neu und m uß sich baldigst bezahlt machen.
Ich glaube in vorstehenden Ausführungen ein aus
reichendes Bild davon gegeben zu haben, wie wir in Völklingen unsere Kokillen kerstellen, und kann die aufrichtige V ersicherung geben, daß wir den Ueber- gang von der G rauguß- zur Stahlkokille nicht be
re u t haben.
2. Oktober 1913. Ueber die Verwendung von StahlkokiUen. Stahl und Eisen. 1041 An den Bericht schloß sich folgende E r ö r t e r u n g an:
Vorsitzender A. T h i e le (Esch): D ie Herren, die vor zwei .Jahren in unserer Versammlung anwesend waren, werden sich erinnern, daß dam als den Stahlkokillcn durchaus günstige Aussichten gestellt wurden.* Daß diese Ansicht zugetroffen ist, haben die eben vorgeführten Zahlen vollauf bestätigt. D ie Ergebnisse von Völklingen mit Stahlkokillen sind derart günstig, daß man sie noch vor einigen Jahren nicht für möglich gehalten hätte.
Man rechnet nämlich nach den m ittleren uns von Hrn.
Amende unterbreiteten Ziffern heraus, daß m an in Völk
lingen nur noch rd. 3 kg K okillen f. d. t R ohstahl gebraucht hat. Ich möchte aber, um Einwendungen zu begegnen, die der Sache vielleicht schaden könnten, noch um einige Aufklärungen bitten.
Wenn ich annehme, daß das Stahlw erk in Völklingen eine Jahreserzeugung für 1912 von rd. 450 000 t hatte, so wäre unter ausschließlicher Verwendung von Stahl
kokillcn und bei obigem Tonnenverbrauch von rd. 3 kg ein Kokillenbedarf von rd. 1350 t nötig gewesen oder etwa 400 Stuck Kokillen. Man fragt sich angesichts dieser Zahlen, warum man in Völklingen überhaupt nicht nur mit Stahlkokillen arbeitete. Selbst bei den zunächst primitiven Einrichtungen der betreffenden Stahlgießerei sollte man doch glauben, daß man täglich etw as mehr als eine Stahlkokille h ätte gießen können, um sich die damit zusammenhängenden großen Vorteile zu sichern.
E. A m e n d e : Der P latz, der uns zur Abkühlung der Kokillen zur Verfügung stand, war sehr knapp. Wir mußten sie irgendwo unterbringen, und das war furchtbar umständlich. Dann richteten wir ein kleines K okillen
lager ein, erst für 40, dann für 60 Kokillen, und später wurde es für 100 Kokillen erweitert. Es fehlte lediglich an Platz; dieses war die Ursache, weshalb wir langsam vorgegangen sind. Außerdem stand uns auch nur ein einziger Kran für das An- und Abfahren zur Verfügung, also ein Teil mußte immer auf den ändern warten. Dieser Uebelstand soll behoben werden, indem am 1. Juli ein neuer Kran aufgestcllt wird. Ich m öchte noch hervor- heben, daß wir im Monat April m it einer Durchschnitts- haltbarkeit von 426 Güssen rechnen konnten.
R. G en zm cr (Bobrck): lo h m öchte zw ei kurze An
fragen an Hrn. Amende richten. Hr. Amende sagte, er hätte eine K okille aus Elektrostahl hergestelit, die 581 Güsse erzielte. Mir erscheint dieses Ergebnis doch der
art gut zu sein, daß es m einer Ansicht nach vielleicht nutzbringend sein m üßte, wenn man Kokillen sogar aus Elektrostahl herstollt, und daher frage ich, ob noch weitere Erfahrungen in Völklingen m it Elektrostahl gemacht worden sind. Ferner b itte ich um Auskunft darüber, worauf das Ausschußwerden der Stahlkokillen in der Hauptsache zurückzu führen ist, auf Reißen in der Längs- oder Querrichtung, auf Ausfressungen usw. oder worauf sonst.
F. A m e n d e : W ie aus den Zusammenstellungen zu ersehen, habe ich zurzeit eine ganze Reihe von Kokillen im Betrieb, die bis zu 682 Güssen aus Thom asstahl ergaben;
ich habe deshalb auch davon Abstand genommen, noch weitere Kokillen aus Elektrostahl zu machen. W as die zweite Frage, worauf das Reißen zurückzuführen ist, anlangt, so hätte ich zu erwähnen, daß bei einzelnen Kokillen die Ursache des R eißens bzw. Wrackwerdens einwandfrei festgestellt werden konnte. Bei anderen Fällen hin ich auf Vermutungen angewiesen. Der für die Kokillen verwendete Stahl ist, sofern wenigstens M ittelqualität genommen wurde, sicher nicht die Ursache des Reißens gewesen. Ich kann mich eines Falles erinnern, bei dem sich eine Kokille m it 704 Güssen unbeschädigt zeigte; am ändern Tage aber war sie zerstört, sie war von oben bis unten gerissen.
F. P a c h e r (Düsseldorf): Hr. Amende sagte, daß der Fehler hauptsächlich darin liegt, daß die Kokillen springen.
Auch ich bin der Ansicht, daß die Unterschiede, die
* Vgl. St. u. B. 1911, 10. Aug., S. 1286.
in der H altbarkeit gefunden wurden, nicht darauf zurück
zuführen sind, daß die Kokillen einmal aus Martin- oder Thomasstahl, ein anderes Mal aus Elektrostahl hergestellt sind. Diese Unterschiede in der H altbarkeit sind so auf
fallend, daß m an zu dem Schlüsse kom m t, daß die Her
stellungsart des verwendeten Stahles nicht allein die Ursache hierfür ist; auch nicht die chemische Zusammen
setzung allein mag es sein, wenn sie sieh innerhalb gewisser Grenzen hält. Ieli glaube vielmehr, daß es sich in erster Linie um Spannungen handelt, die auch durch langsames Erkalten nach dem Gießen der Kokillo nicht gänzlich entfernt worden sind. Ich erinnere mich hierbei der B e
obachtungen, die ich z. B. m it Matrizen, die aus Stah l
guß hergestelit waren, gem acht habe. D iese Matrizen wurden stellenweise im Gebrauch so heiß, daß sio fast rotglühend wurden. Trotzdem vertrugen sic das Abkühlen, ohne zu springen. W enn man nämlich diese Matrizen, nachdem sie gegossen sind, gu t ausglüht, nach dom Aus
glühen nochmals rotwarm m acht und vergütet, d. h.
im Wasser abschreckt und nachher nochmals bei derselben Temperatur ausglüht, so ist die Haltbarkeit eine be
deutend höhere. Ich glaube, daß man em derartiges Ver
fahren auch bei Stahlguß für Kokillen anwenden könnte, und daß derartig behandelte Kokillen im Gebrauch viel haltbarer gegen Springen sein würden, da sie durch das Vergüten gegen raschen Temperaturwechsel weitaus unempfindlicher werden. Voraussetzung ist natürlich, daß der Guß als solcher überhaupt gesund war.
F. A m e n d e : le b hatto in meinen Ausführungen erwähnt, daß wir die Kokillen, wenn sie abgegossen sind, zwei bis drei Tage im Mantel lassen; ich m öchte fast sagen, daß von dem Tage ab das Reißen verschwunden ist. Ich führe das Reißen auch auf Spannungen zurück.
Professor IV. M a t h e s iu s (Charlottenburg): In bezug auf letzteren Punkt m öchte ich mir eine Anfrage erlauben.
B ei der Herstellung der Kokillen zeigen sieii, wie der Berichterstatter ausführtc, manchmal bereits Längsrisse, die er mehr als Schönheitsfehler betrachtet sehen wollte.
Ich darf wohl annchmen, daß die Bildung der Längsrisso daher rührt, daß die Kokillen m it festem Kern gegossen werden. Sow eit ich mich erinnere, ist bei früheren B e
sprechungen von Kolcillen-Herstollungsverfahren von der Anwendung teilbarer Kerne die R ede gewesen, um die E ntstehung von Längsrissen m it Sicherheit zu vermeiden.
E s wäre erwünscht, zu erfahren, ob in Völklingen nach dieser Richtung Versuche gem acht worden sind.
F. A m e n d e : W ir haben keine derartigen Versuche gemacht. D ie Risse traten hauptsächlich bei den Mänteln auf, die N uten zeigten; hei Mänteln m it Nocken traten sic nicht auf.
Professor W. M a t h e s i u s : Kommen diese Risse auf der Innen- oder Außenseite vor?
F. A m e n d e : Wenn Risse vorkamen, so traten sio nicht gleich hei den ersten Chargen auf, sondern später und dann auf der Außenseite.
A. W ir t z (Mülheim-Ruhr): Hr. Amende gab seinem Erstaunen Ausdruck, daß die Stahlkokillen noch keine allgemeine Verwendung gefunden haben. D ieses Er
staunen ist berechtigt, wenn man berücksichtigt, daß die Verwendung von Stahlkokillen bereits seit mehreren Jahren bekannt ist und nach dom Bericht des Hrn. Thiele vor zwei Jahren auf vielen W erken Versuche m it Stahl
kokillen gemacht worden sind. D ie H offnung, die man aber auf die Stahlkokillen gesetzt hat, ist noch nicht in Erfüllung gegangen, denn die Versuche haben auf einer Anzahl von Werken nicht zu einem Erfolge geführt; jedenfalls haben die Versuche m it Stahlkokillen nicht ein besseres Ergebnis gehabt als m it Gußkokillen.
Bei der wirtschaftlichen W ichtigkeit dieser Frage wäre es sehr interessant, zu erfahren, ob es wirklich Werke gibt, die Stahlkokillen allein verwenden. Soviel mir bekannt, werden auf allen W erken trotz der Versuche m it Stah l
kokillen immer noch Gußkokillen verwendet.
Vorsitzender A. T h i e l e : Ich m öchte diese Frage unterstützen. E s ist ganz interessant, auch die Kehrseite
1642 Stahl und Eisen. Ueber die Verwendung von Stahlkokiilen. 33. Jahrg. Nr. 40.
der Medaille zu sehen und die Ergebnisse zu erfahren, die hei anderen Werken vielleicht m it negativem Erfolg gem acht worden sind. Daß es heute schon nach verhältnis
mäßig kurzer Zeit viele IVerke gehen sollte, die ganz m it Stahlkokiilen arbeiten, wird man kaum erwarten können, denn man ist doch nicht überall sofort darauf eingerichtet, seinen ganzen Bedarf an Stahlkokillen zu decken, zumal nicht in einer Hochkonjunktur. Ich m öchte aber auch darum bitten, daß uns aus dem Kreise der Anwesenden heraus m itgeteilt würde, wo denn inzwischen neuerdings Versuche m it Stahlkokillen gem acht worden sind, und m it welchem Ergebnis.
F. B e r n h a r d t (K önigshütte): In Ergänzung meiner früheren Ausführungen* zu dem Bericht des H m . Thielo vor zwei Jahren bemerke ich, daß wir auf der K önigshütte in den Jahren 1910/11 längere Zeit Versuche m it Stah l
kokillen gem acht haben. N ach den aus den Monaten Juli bis Oktober 1911 zusammengestellton Ergebnissen wurde damals eine H altbarkeit von durchschnittlich 290 Güssen erzielt. D as war zu einer Zeit, als unsere Eisenguß- kokillen im Thomaswerk 174 und im Martinwerk 142 Güsse hielten. Um nutzbringend zu sein, hätten die Stah l
kokillen hei einem Preise von 200 J l / t m indestens 308 Güsse aushalten müssen. Setzt man nur die wirklichen Selbst
kosten der Stahlkokillen ein, so ist ein D urchschnitt von 290 Güssen schon ein gutes, wirtschaftliches Ergebnis.
Bezüglich der Frage des Reißens, die vorhin ange
schnitten wurde, m öchte ich erwähnen, daß wir hei den ersten Versuchen genau die Form der Bisengußkokille bei
behalten haben. Als sieh später Längs- und Querrisse zeigten, wurde diesem Uebelstande durch Anbringen von Längs- und Querrippen abgeholfen. Dadurch ist die H altbarkeit teilweise auf über 400 Güsse gestiegen.
Wir hätten das leicht auch d u r c h s c h n i t t l i c h erreicht, wenn die Kokillen nur m it L uft abgekühlt worden wären, was wir wegen Mangels an Platz dam als leider noch nicht tun konnten. In bezug auf die chemische Zusammen- . Setzung des Stahles habe ich gefunden, daß ein Stahl m it 0,25 bis 0,35 % K ohlenstoff und 0,7 bis 0,9 % Mangan für unsere Verhältnisse am besten war. Von den Kokillen, die wir jetzt im Betriebe haben, liegt noch kein Ergebnis vor, da noch keine verbraucht ist.
Vorsitzender A. T h i e le : Ich weise auf den G esichts
punkt hin, den Hr. Bernhardt anführte, daß man nämlich vielleicht gezögert hat, zu Stahlkokillen allgemeiner über- zugohen, weil inzwischen die Gießereien sieh m it Erfolg bemühten, eine bessere Graugußkokillo herzustellen, und daß man unter dem Eindruck dieser besseren Ergeb
nisse von den Versuchen m it Stahlkokillen zunächst wieder abgekommen ist. Wir haben z. B. in Esch, noch dazu im ersten Betriebsjahre, einen Jahresverbrauch an Graugußkokillen von n ich t ganz 6,6 kg f. d. t Stahl, was mir die Annahme besonderer Anstrengungen seitens der liofomden Gießereien in etw a zu bestätigen scheint,
W. E i le n d e r (Remscheid): D ie Verwendung von Stahlkokillen ist in der Qualitätsstahlindustrie schon seit Jahren bekannt. In Remscheid haben wir ebenfalls gu te Ergebnisse erzielt. B ei unseren kleinen Blöcken haben wir Gußzahlen von 1000 und mehr erreicht. D iese Ziffer ist natürlich außerordentlich günstig und für die Großindustrie nicht erreichbar. Sie ist zurückzuführen auf die kleine Blockform (Blockgew icht 100 bis 300 kg) und die geringe Inanspruchnahme der Kokillen. W asser
kühlung ist bei unserem Betrieb nicht notwendig, so daß die Kokillen an der Luft langsam erkalten können. Nach unseren Erfahrungen glaube ich jedenfalls behaupten zu können, daß für unseren Stahlwerksbetrieb nicht die geringsten Bedenken vorliegen, ausschließlich m it Stahl
kokillen zu arbeiten.
Joh. S c h r e ib e r (Ruhrort): Bezugnehmend auf die Anfrage des Hrn. W irtz m öchte ich bemerken, daß wir bei unseren Versuchen m it Stahlkokillen keine guten E r
gebnisse gehabt haben. D ie Kokillen haben nur 50 bis
* St. u. E. 1911, 10. Aug., S. 1286.
60 Güsse gehalten; sie rissen nicht, sondern zeigten Ein- Dauckungen, so daß die B löcke alsdann nicht mehr heraus
gingen. W ir haben infolgedessen die Versuche aufgegeben.
Vorsitzender A. T h i e l e : W ie lange haben die Ko
killen in der Form gesessen ?
Joh. S c h r e ib e r : D ie Kokillen haben, soviel mir erinnerlich, etw a einen Tag in der Form gesessen.
Vorsitzender A. T h i e l e : D as ist meines Erachtens zu wenig; das Reißen wird auch in diesem Falle nicht auf die Stahlqualität, sondern auf physikalische Erschei
nungen zurückzuführen sein. N ach den Erfahrungen von Völklingen, und nachdem wohl allerseits anerkannt ist, daß die teilw eise wenig guten Erfahrungen mit Stahl
kok illen in der H auptsache nicht als eine Folge unrichtig gewählter Stalilqualität zu gelten haben dürften, kann ich mich der A nsicht nicht verschließen, daß die auf einzelnen W erken festgestellten negativen Ergebnisse m it Stahlkokiilen zum eist durch unrichtige Behandlung derselben in gießereitechnischem Sinne werden verursacht worden sein, die sich aber, ebenso wie in Völklingen, auch anderwärts werden verm eiden lassen. Es scheint mir daher ein erfreulicher Ausblick auf die weitere Entwick
lung der Stahlkokillen-H erstellung gewonnen.
Professor B. O sa n n (Clausthal): Hr. Amende hat die K okillen ohne R ippen hergestellt, während Hr. Bern
hard gesagt hat, daß m it Kokillen m it Rippen gute Erfolge erzielt seien. W enn man Rippen anbringt, so vermehrt m an leicht die Spannungsgefahr, wenn man nicht genau die Querschnitte inneliält. D ies ist durchaus nicht leicht.
Geschehen dann Mißerfolge, so weiß man nicht, ob die R ippen oder der U m stand schuld ist, daß man Stahlguß gew ählt hat. Ich würde deshalb vorderhand auf die Rippen verzichten. Später kann man vielleicht Versuche in dieser R ichtung machen, obw ohl ich bei dieser eigenartigen Beanspruchung des Gußstücks einen Erfolg für nicht sehr wahrscheinlich halte.
H . P o h l e (Borsigwerk): W ir haben damals mit Stakl- kokillen auch Versuche gem acht, und zwar nur mit Bram
menkokillen. Dieso Kokillen haben sich außerordentlich schlecht bewährt und waren teilweise nach fünf Güssen unbrauchbar. Sio sind aber nicht gesprungen, sondern waren auf der breiten Seite so eingebauckt und verzogen, daß die Brammen nicht mehr herausgingon. Ich möchte daher behaupten, daß Stahlkokiilen nur für quadratische Form, nicht aber für Brammen brauchbar sind.
R. K u n z (Georgsm arienhütte): Ich möchte Hrn.
Am ende fragen, w ieviel er durch die Verwendung von Stahlkokillen gespart hat.
E. A m e n d e : Graugußkokillen kosten 110 ,K/t, Stahlkokiilen 90 J l /1.
E. I n d e n k e m p e n (K n eu ttin gen ): Ich möchte die Frage stellen, ob ein Verziehen der Kokillen mit Sicherheit vermieden werden kann.
F. A m e n d e : W ir haben keine Schwierigkeiten damit gehabt. Ausstellungen waren nur hinsichtlich der Risse zu machen.
A. W ir t z : N ach mir gewordenen Mitteilungen haben sich Stahlkokillen, besonders hei einem Guß von oben, lange nicht so widerstandsfähig gezeigt wie Gußkohillen.
Ich hin im Gegensätze zu den Ausführungen des Hm- Vorsitzenden der Meinung, daß man nach zweijährigen Versuchen wohl zu einem abschließenden Ergebnis ge
langt sein könnte. D ie schlechten Ergebnisse, die man auf einer A nzahl von Werken m it Stahlkokillen erzielt hat, sind m eines Erachtens ganz allein die Ursache, da man nicht zu einer größeren Verwendung von »tan - kokillen übergegangen ist. — Sehr interessant war es mir, zu hören, daß man auch hei der Neuanlage in Esc i im letzten Jahre, trotz der eingehenden Versuche vor zw ei Jahren in R oth e Erde, nicht Stahlkokiilen bescha hat, sondern wieder zu den bewährten Gußkokillen zurüc
gekehrt ist. ,
Vorsitzender A. T h i e l e : In Rothe Erde y eJ; ® tatsächlich zurzeit keine Stahlkokillen mehr angefc lg , aber m eines W issens lediglich deswegen, weil die o iga
2. Oktober 1913. Uebcr die Verwendung von SlutUlcolcillen. Stahl und Eisen. 1643 Stahlgießerei infolge der großen Anforderungen seitens
der Neubau-Abteilung außerordentlich überlastet war und ist. loh kann aber versichern, daß die seinerzeit dort gemachten Erfahrungen m it Stahlkokiilen trotz mancher Enttäuschungen nur dazu geeignet sein können, die Versuche wieder aufzunehm en, sobald sich dazu die Gelegenheit bietet.
H. R in n e (Angorort): Ich m öchte mir erlauben, anzufragen, ob die Röchlingsohen Eisen- und Stahlwerke bereit sein würden, meinem Werk zu dem angegebenen Selbstkostenpreise von 90 J l zuzüglich eines wohl ange
messenen Nutzens von 10 % derartige Stahlkokillen zu liefern. Wenn dieses der F all wäre, so würden wir ein sehr großes Geschäft miteinander machen können.
Dio Frachtkosten kämen dabei sicherlich heraus, wenn die Stahlkokillen auch nur annähernd so v iel Güsse aus- halten würden, wie von Hrn. Amende angegeben worden ist.
F. A m e n d e : Unsere Stahlgießerei ist lediglich für den Werksverbrauch eingerichtet, so daß wir nicht in der Lage sind, für außerhalb zu liefern.
E. S t ö c k m a n n (Annen): Ich m öchte H m . Amende fragen, wie groß hei der H erstellung von Stahlkokiilen der Ausschuß ist. Denn derjenige, der K okillen gegossen hat, weiß, wdo peinlich glatt die Innenfläche sein muß. Schon bei den Graugußkokillcn kom m t es vor, daß dio Innen
fläche nicht glatt ist und deshalb dio K okille verwürfen worden muß. W ieviel schwieriger ist es hei der H erstel
lung aus Stahlguß, und vor allen D ingen, wenn dio W and
stärken sehr groß und daher ein Anbrennen des Kernes so leicht möglich ist.
F. A m e n d e : W ir haben bisher nur zwei Wraek- kokillen gehabt bei m atten Chargen, was mir gar nicht erstaunlich erscheint, denn wenn die erblasene Charge nicht einwandfrei ist, verwenden wir sie oben nicht für genannte Zwecke.*
K. K a z m e y c r (Sterkrade): Ich m öchte erwähnen, daß wir bereits vor 3% Jahren auf der Gutehoffnungs
hütte Versuche m it Stahlkokillen gem acht haben, aber wenig günstige Ergebnisse erzielten. Alle Kokillen wurden nach kurzer Zeit infolgo starker Längsrisse unbrauchbar.
Es ist dies vielleicht darauf zurückzuführen, daß die ersten Stahlkokiilen, ebenso wie dio Graugußkokillen, m it Wasser gekühlt wunden, was ja heute auch von den Anhängern der Stahlkokille als unzulässig verurteilt wird. B ei weiteren Versuchen ließen wir dio K okillen an der L uft abkühlen;
sio hielten jetzt etwas besser, aber trotz der Luftkühlung wurden nur geringe H altbarkeitsziffem erreicht. Auch diese Kokillen, die vor dem Gebrauch sorgfältig ausge
glüht waren, platzten in den Ecken der ganzen Länge nach auf. Dio Versuche konnten infolge starker B e
schäftigung unserer Stahlgießerei leider nicht fortgesetzt werden.
Im Anschluß hieran m öchte ich an den Bericht
erstatter noch einige Fragen richten, die die Herstellung der Kokillen in Völklingen betreffen. Hr. Amendo hält cs für erforderlich, die gegossenen Kokillen zwei bis drei Tago in der Form stehen und langsam erkalten zu lassen.
Dieses Verfahren wird hei Stahlgußstücken von dieser ein
fachen Form und verhältnismäßig geringen W andstärke im allgemeinen nicht ausgeüht. Man entfernt die Stücke früher aus der Form, glüht sie jedoch hernach sorgfältig aus, um Spannungen zu beseitigen. Ich b itte daher H m . Amende um Auskunft, ob in Völklingen im Anschluß an das lang
same Erkalten in der Form dio Stahlkokiilen vor dem Gebrauch ausgeglüht werden. Hr. Amende berichtete ferner, daß er m it Lunkern keinerlei Schwierigkeiten hatto; es erscheint mir ausgeschlossen, daß ohne das Aufsetzen von größeren Trichtern dio Stahlkokiilen bei ihrer großen H öhe im oberen Teile keine Lunker aufweisen.
* Nachträgliche schriftliche M itteilung: D ie m it zwei Wrackkokillen angegebene Zahl muß ich noch nach
träglich berichtigen. Seit Bestehen der Stahlgießerei wurdo nur eine einzige K okille wrack gegossen.
Für die Behandlung der Kokillo im Stahlwerk ist noch von Interesse dio Frage, wie lange die Kokillo auf dem gegossenen B lock stellen bleibt, ob sio sehr rasch abgezogen wird und kaum dio R otglut erreicht, oder oh der Block so lange in der K okille verbleibt, bis diese stark in R otglut kom m t und dio kritische Temperatur des Stahls (etwa 750 0 C) überschritten wird. Hr. Amende führte noch aus, daß dio Stahlkokillen in denselben A b
messungen w ie Graugußkokillen hergestellt werden;
wir haben aber keinen Aufschluß darüber erhalten, oh die W andstärke im Kokillenquerschnitt gleichmäßig ist, oder ob die K okille in der Flächenm itte größere W andstärke erhält als in den Ecken, also bombiert ist. — Ferner wäre eine Angabe darüber erwünscht, oh die K em spindel sofort nach dem Gießen der K okille aus der Form lierausgestoßen wird; ich würde dies zur Erzielung freien Schwindens und zur Vermeidung von Rissen und Spannungen für erforderlich halten.
Ich will noch bemerken, daß hei unseren Versuchen ein Stahl von etwa 50 bis 55 kg/qm m Festigkeit ver
wendet wurdo, also ein m ittelhartes Material, w ie es auch Hr. Amende zu diesem Zweck für geeignet hält. D a den
noch schlechte H altbarkeiten erreicht wurden, m öchte ich annehmen, daß unsere und zum Teil auch von anderer Seite beobachtete Ergebnisse, die von dom Bericht des Hrn. Amende abweichen, weniger in der Qualität des Stahls als in den Abmessungen der Stahlkokillen und in der Behandlung der Kokillen in der Gießerei sowie im Stahlwerk begründet sind.
F. A m e n d e : Wir arbeiten m it kleinem Aufguß von etwa 300 mm H öhe. Wir gießen zum Teil von unten und müssen daher ziemlich lange warten, bis man den Block abziohen kann; dio Kokillo ist also rotglühend.
Dor Kern wird nicht ausgestoßen, sondern bleibt zwei bis drei Tage darin. D ie W andstärke der K okille beträgt 110 mm und ist überall gleichmäßig bis auf die Ecken, die etwas schwächer sind.
F. P a c h e r : Es dürfte sich wohl lohnen, m it diesem Verfahren Versuche zu machen. — loh m öchte noch darauf Hinweisen, daß das Aushauchen der Kokillen dam it Z u sammenhängen kann, daß bei sehr lang gegossenen Blöcken und verhältnismäßig geringer Wandstärke der K okille eine rasche Erhitzung der K okille bis fast auf R otglut erfolgt und hierdurch infolge des hydrostatischen Druckes der Stahlsäule ein Ausbauchen dos dehnbaren Materials der warmen Stahlkokille erfolgt. B ei Guß
kokillen, deren Material diese Dehnbarkeit nicht in diesem Maße wie Stahlguß besitzt, dürfte das Ausbauchen nicht so sehr erfolgen; immerhin habe ich bei langen, dünn
wandigen Kokillen dasselbe auch schon beobachtet.
K. K a z m e y e r : Nach den Mitteilungen von Hrn.
Amende wird die Fonnm asse auf der K em spindel in einer gleich starken Schicht von etwa 70 mm D icke aufgetragen.
Ich bitte um Auskunft, ob in Völklingen bei Herstellung der Vierkantkokillen rundo oder vierkantige Kem spindeln verwendet werden, da in Graugioßereien auch für Vier
kantkokillen fast allgemein runde Kernspindeln im Ge
brauch sind.
F. A m e n d e : E s werden Vierkanthülsen genommen.
Vorsitzender A. T h i e l e : Ehe wir den Gegenstand verlassen, danke ich den Herren für das rege Interesse, das sie für den Bericht und dio Besprechung bekundet haben. Zum Schlüsse möchto ich noch bemerken, daß nach dem, was wir heute vernommen haben, mir noch ein tiefgründiges Mißtrauen gegen Stahlkokillen vorzuliegen scheint. Ich halte dieses Mißtrauen nicht für berechtigt, zumal doch die als vollkommen richtig anzunehmenden Zahlen des Berichterstatters den Beweis erbracht haben, daß bei Beobachtung des zweckmäßigen Gießverfahrens und aller sonstigen in Frage kommenden physikalischen Erfordernisse Stahlkokillen über alles Erwarten gute Ergebnisse haben können. Ich bin daher überzeugt, daß man die hier und dort gem achten bisherigen Fehler finden wird, und daß die Verwendung der Stahlkokillen in den nächsten Jahren immer mehr zunehmen wird.
1644 Stahl und Eisen. Ueber die mikroskopische Untersuchung von Metallen. 33. Jahrg. Xr. 40.
U e b e r die m ik r o sk o p isc h e U n tersu ch u n g von Metallen m ittels polarisierten L ich tes.
Von S r .^ r tg . H . H a n e m a n n und D r. K. E n d e l l in C harlottenburg.
(M itteilung aus der Metallographischen Abteilung des Eisenhüttenmännischen Laboratoriums der Kgl. Technischen Hochschule zu Berlin.)
L ^ e k a n n tlic h ist die Anregung zur Metallmikro-
•*—' skopie von der Mineralogie ausgegangen. W enn m an von einigen Vorläufern absieht, deren A rbeiten leider allgem einere Beachtung n ic h t fanden, war S o r b v der erste, der mikroskopische V erfahren m it Erfolg zur U ntersuchung von Eisen u n d S tahl verwendete. E r w urde dazu veran laß t durch die bei der U ntersuchung der M eteorite gewonnene E rfahrung. Kotgedrungen beschränkt sich jedoch die M etallmikroskopie auf die U ntersuchung im reflektierten Lichte. Sie verm ag nich t nach A rt der m ineralogiscli-petrographischen Methoden m it durchfallendem Lichte zu arbeiten, und h a t daher bis vor kurzem auf die Vorteile der Anwendung des polarisierten Lichtes verzichten müssen. Bei B eobachtung m it nichtpolarisiertem , natürlichem Lichte sieht m an lediglich die im Schliffe sich tb ar gem achten Form en der Gefügebestandteile und m uß hieraus m eist m it Zuhilfenahme m annigfacher anderer M ethoden Schlüsse ableiten. Die U ntersuchung m ittels polarisierten Lichtes gibt dagegen durch die B eobachtung selbst bereits sichere Merkmale über die A rt der im Schliffe vorhandenen Bestandteile.
Dieses wichtige V erfahren der Mineralogie ist in die M etallmikroskopie übertragen worden. J . K ö n i g s
b e r g e r , F reiburg, h a t bereits im Ja h re 1901 ein Ver
fahren angegeben, undurchsichtige Stoffe m ittels po
larisierten Lichtes zu untersuchen. Seine Arbeitsweise ist bisher wohl hauptsächlich wegen einer gewissen Schwierigkeit in der H andhabung unbeachtet ge
blieben, obgleich er sie m ehrfach und auch in einer metallurgischen Z eitschrift veröffentlicht hatte.*
W ir haben nunm ehr seine V ersuche wieder auf
genommen und m öchten hierdurch die Anregung zu w eiterer allgem einer Verwendung geben, da zweifellos durch dieses V erfahren ein F o rtsch ritt der m etallographischen E rkenntnisse erreichbar sein wird.
Man k an n zwischen optisch isotropen u n d op
tisch anisotropen K örpern unterscheiden. Optisch isotrop sind die regulär kristallisierenden und die am orphen S ubstanzen; die Angehörigen aller übrigen K ristallsystem e sind optisch anisotrop. Die Schwin
gungsrichtung des Lichtes wird bei optisch iso
tropen Stoffen weder beim D urchgang noch bei senk-
* Zentralblatt für Mineralogie 1001, S. 195/7; 1008, S. 565/573, 597/605, 729/73; 1909, S. 245/50; 1910, S. 712/3. Metallurgie 1909, 22. Sept., S. 605/S. Professor Königsberger hatte die Liebenswürdigkeit, dem einen von uns sein Verfahren zu zeigen, wofür wir auch an dieser Stelle verbindlichst danken.
rechter Reflexion verändert. Die optisch aniso
tropen Substanzen dagegen zeigen, auch wenn sie undurchsichtig sind, Anisotropie, die im reflek
tierten Lichte wahrgenom m en werden kann. Das senkrecht auffallende, natürliche L icht wird in zwei reflektierte, senkrecht zueinander stehende K om ponenten ze rle g t* Diese können sowohl der A m plitude als auch der P hase nach verschieden sein. Die Phasendifferenz bei der Reflexion ist für eine bestim m te Fläche von der d arunter liegenden Schichtdicke unabhängig un d re c h t klein. Sie läßt sich jedoch m ittels des einen von Königsberger ange
gebenen A pparates sichtbar machen. Die Ver
schiedenheit der A m plitude oder In ten sität des reflektierten Lichtes k ann zur Messung der optischen Eigenschaften der reflektierenden Substanzen ver
w an d t werden.
Auf G rund dieser T atsachen h a t Königsberger zwei A pparate angegeben, die hier zunächst be- sclirieben werden mögen. L ä ß t m an m it Hilfe eines V ertikalillum inators L icht auf ein anisotropes Me
ta ll fallen und von ihm reflektieren, so ist, wie aus obigem hervorgeht, die I n te n s itä t der einen Schwin
gungsrichtung des Lichtes größer als die der ändern.
B rin g t man in den S trahlengang nunm ehr eine doppelbrechende P la tte , die empfindliche Savart- D oppelplatte, so w ird diese Verschiedenheit sichtbar gem acht. Die P la tte zeigt beim Durchgang polari
sierten Lichtes farbige, bei monochrom atischem Licht schwarze Interferenzstreifen, die m ittels Fernrohres scharf eingestellt und beobachtet werden können.
D a die U nterschiede der In te n sitä te n bei den aniso
tropen Metallen m eist nicht sehr groß sind, erscheinen die S avart-S treifen allerdings n u r schwach, sind aber dennoch wohl zu beobachten. Beim Drehen des P rä p arate s verschwinden sie, w enn eine der Schwin
gungsrichtungen der M etallfläche m it der des A nalysators 45 0 bildet, und sind in der 0 °- und 908- Stellung am deutlichsten. Um die Streifen noch besser sichtbar zu m achen, w ird eine Kontrastplatte aus zwei zueinander senkrechten Rauchquarzplatten, parallel zur Achse geschnitten, vor dem Analysator angebracht. Die Messung der Verschiedenheit des Reflexionsvermögens geschieht durch Drehen einer G lasplatte, die sich zwischen dem to ta l reflektierenden Prism a und der S a v a rt-P la tte befindet. An einer m it bekannten M ineralien em pirisch geeichten Skala liest m an dio Zeigerstellung ab, bei der gerade Kom
pensation der Anisotropie für die Nullagc der
* Bei mono lclinen und triklinen Kristallen tritt statt geradliniger meist geringe elliptische P o la risa tio n ein.
2. Oktober 1913. Ueber die mikroskopische Untersuchung von M dallen. Stahl und Eisen. 1645 Schwingungsrichtungen in der reflektierenden Fläche
erfolgt. Eine Zahlentafel erlaubt, für jede Zeiger- stellung die Größe der Anisotropie u n m ittelbar abzulesen. Der A pp arat ist seinerzeit von Königs
berger genau abgebildct und beschrieben worden.*
Bei dem zweiten A p p a ra t wird vor den Vertikal- illuminator ein Nikol m it horizontaler Srhwingungs- richtung und hinter den V ertikalillum inator in den Strahlengang eine B iot - Kleinsche Q uarzplatte eingeschoben. Vor der Beobachtung w ird der Analysator so gedreht, daß bei Reflexion des Lichtes an isotroper Fläche die F arb e eines em p
findlichen Violetts entsteh t. D as beim Durchgang durch den ersten Nikol linear polarisierte Licht wird von dem to ta l reflektierenden P rism a nach unten auf die zu untersuchende M etallfläche ge
worfen und von dieser reflektiert un d gelangt dann durch Q uarzplatte u n d A nalysator in das Okular.
Abbildung 1. Apparat zur Beobachtung des Schliffes im polarisierten Licht.
Anisotrope Substanzen geben einen Farbenum schlag von ro t nach blau, der beim D rehen des P räp arates wechselt, bei stärkerer A nisotropie von hellgelb nach grün. Auf unsere V eranlassung w ird von der Firma R. Fließ, Berlin-Steglitz, dieser zweite A pp arat als Zubehörteil zum M artensschcn Metallmikroskop gebaut. Der A pp arat ist in Abb. 1 wiedergegeben und lä ß t sich ohne weiteres in jedes M artenssche Metallmikroskop einschrauben. Neu für M etall
mikroskopie ist besonders die Zentriervorrichtung für den A nsatzteil un d die A nw endung der D rehung des Objekttisches w ährend der Beobachtung. Das Okular m uß zur Z entrierung m it einem F ad en kreuz verseilen sein. Man b rau c h t dann nu r den zu untersuchenden Schliff genau senkrecht zur Mikroskopachse auszurichten, das obere Nikol so zu drehen, daß m an das em pfindliche V iolett er
hält, und hierauf das P rä p a ra t zu drehen. I s t die untersuchte Substanz isotrop, so sieht m an dabei keine Farbenänderung; bei anisotropen Substanzen dagegen beobachtet m an die erw ähnten F arb en umschläge.
Die Schliffe werden im Gegensatz zu der üb
lichen m etallographischen Methode nicht geätzt, sondern u n m ittelbar nach dem Polieren beobachtet.
Die Politur der Sehliffflächo m uß vorzüglich sein,
* Vgl. Metallurgie 1909, 22. Sept., S. 605/8.
XL.»
da K ratzen oder Reliefpolitur ebenfalls Farbcn- umschläge erzeugen. Ferner ist es erforderlich, daß die Schliffe genau senkrecht zu r M ikroskopachse aus- gerichtet sind, da bei schiefer Lage das reflektierte L icht elliptisch polarisiert w ird und dadurch F arben
umschläge hervorruft.
Die Vorteile der B eobachtung m ittels polari
sierten Lichtes kom m en, ebenso wie in der Mineralogie, in der M etallmikroskopie natü rlich auch n ur dann zur G eltung, w enn anisotrope Substanzen vorliegen.
Von den häufiger verw endeten reinen Metallen sind nun, soweit bekannt, Zink, Zinn, W ism ut, K adm ium , Antimon und einige P latinm etalle anisotrop, un d auf den ersten Blick erscheint danach die Anwendungs
m öglichkeit des V erfahrens b eschränkt; jedoch lassen sich an diesen wenigen anisotropen Metallen Be
obachtungen über die A rt der optischen O rientierung anstellen, die Rückschlüsse allgemeiner N atu r er
lauben. Neben den reinen Metallen sind aber für die M etallmikroskopie eine ganze Reihe m etallischer Verbindungen von W ichtigkeit. Von diesen ist be
kanntlich eine ganze A nzahl anisotrop. W ir konnten beispielsweise bestätigend beobachten, daß das E isenkarbid (Zem entit), das E isenphosphid, -silizid u n d -sulfid anisotrop sind, un d die w eitere Aufgabe wird nunm ehr darin bestehen, die optische N a tu r aller übrigen wichtigen G efügebestandteile zu er
m itteln. D araus können m ancherlei Vorteile für die M etallographie erwachsen.
O p t i s c h e O r i e n t i e r u n g d e r e i n z e l n e n K r i s t a l l k ö r n e r d e r a n i s o t r o p e n M e t a l l e Z in k , A n t i m o n , W i s m u t u n d Z in n . Nach einer B e
obachtung von Königsberger w aren in einem Zinn
stück alle K ristalle optiscli gleichmäßig orientiert.
E in entsprechendes V erhalten zeigt bekanntlich das hexagonale Eis, wie es sich bei ungestörter E r
starrung in Schüsseln, Seen oder auch im Meere bildet.* Die optische Achse der gleichmäßig orien
tierten K ristalle ste h t senkrecht zur Abkühlungs
fläche. W ird Eis dagegen beim Gefrieren gestört, wie z. B. Flußeis, so e rsta rrt es als ein Aggregat optisch verschieden orientierter Körner. Es w ar nun nicht uninteressant, m ehrere anisotrope M etalle in dieser H insicht zu untersuchen. Zu diesem Zwecke w urden sie in kleinen Porzellantiegeln geschmolzen und an der L u ft erkalten gelassen. Von den Schmelzen w urden Schliffe in der E bene der A bkühlungsfläche, u n te r einem Winkel von ungefähr 45 “ und senkrecht dazu angefertigt. Bei der P rüfung zeigten sich Antim on u n d Zink in der E bene der Abkiihlungs- fläclie isotrop. Schliffe senkrecht dazu und u nter einem W inkel von 45 0 w aren gleichm äßig anisotrop.
Bei W ism ut und Zinn dagegen beobachtete m an in allen drei R ichtungen blaue und rote K örner, deren F arben beim Drehen wechselten. Aus diesen Beobachtungen geht hervor, daß die W ism ut- und Zinnschmelzen nicht gleichmäßig o rientiert w aren, w ährend im A ntim on und Zink auffallenderweise
* Ausführliche Literatur siehe C. H i n t z e , H a n d buch der Mineralogie 1904, Bd. I, S. 1219 ff.
2 1 0
1646 Stahl und Eisen. Ueber Abdampf- und Zwcidrucklurbinen. 33. Jahrg. Nr. 40.
boi allen K örnern die gleiche kristallographisclie O rientierung vorlag. N ach dem Aetzen der Zink- fläcben in verdünnter S alpetersäure traten K orn
begrenzungen hervor. In der Abkiihlungsfläche er
schienen rundliche, ungleichm äßig begrenzte K örner, verm utlich Basisflächen; in dem Schliff senkrecht dazu w aren längliche Nadeln sichtbar, die dicht bei der E rstarrungsfläche senkrecht auf ihr standen, so n st aber geringe Abweichungen zeigten.
Es wird für die technischen Eigenschaften der M etalle n ich t ohne Bedeutung sein, ob die einzelnen in ihnen enthaltenen Körner kristallographisch gleichm äßig orientiert sind oder nicht, und es wird sich daher lohnen, Untersuchungen wie die vor
liegenden in ausgedehnter A rt anzustellen. W ahr
scheinlich w ird auch die A rt der optischen Orientie
rung auf die Vorgänge der K ornvergrößerung u n d des inneren chemischen Ausgleiches nich t ohne E in fluß sein.
O p tis c h e O r i e n t i e r u n g p r i m ä r a u s g e s c h i e d e n e r a n i s o t r o p e r M e ta l le in E u t e k - t ik e n . In Legierungen, die anisotrope Metalle en t
halten, sind diese sofort zu erkennen. Die bereits genannten Metalle und K adm ium w urden m it m ehreren isotropen M etallen im G ew ichtsverhältnis von 90 :1 0 legiert. Es w urden vorläufig nu r solche binären Schmelzen hergestellt, in denen sich das anisotrope Metall prim är im E u te k tik u m ausscheidet.
Die Schmelzen w urden durch Gießen in Kokillen gleichm äßig rasch abgekühlt und parallel zu r Ab
kühlungsfläche, senkrecht und u n te r einem W inkel von 45 0 dazu geschliffen un d poliert. Das Ergebnis w ar im allgemeinen ähnlich dem bei den unlegierten anisotropen Metallen.
U e b e r A bdam pf- und
Von fSr.<$ng. K. R
D
as verflossene Ja h rz e h n t h a t der D am pfturbine eine ungeahnte E ntw icklung gebracht. D er T a tk ra ft zweier hervorragender Pioniere des Maschinenbaues, des Engländers Cli. A. P a r s o n s und des Schweden d e L a v a l , w ar es nach Ueberw indung zahlreicher Schwierigkeiten gelungen, gegen E n d e des vorigen Ja h rh u n d e rts in der D am pfturbine eine brauchbare Betriebsm aschine zu schaffen. Im Ja h re 1900 erschien die erste größere D am pfturbine au f dem K ontinent, näm lich die von Cli. A. Parsons fü r das E lektrizitätsw erk der S ta d t Elberfeld gelieferte 1000-KW -Turbine. Einen gewaltigen K onkurrenz
kam pf h a tte die neue M aschinenart m it der hochentw ickelten Kolbendam pfm aschine zu be
stehen, aus der sie in den m eisten Anwen
dungsgebieten in verhältnism äßig kurzer Zeit als Siegerin hervorgehen sollte. U n u m stritten ist
* D iese Abhandlung stellt einen Auszug aus der D issertation: „D ie Abdampf- und Zweidruckturbinen“
dar, die durch den Verfasser Dr. Röder, München, Mandlstr. l c , abgegeben werden kann. Preis 2,50 .ft.
Gleichmäßige O rientierung säm tlicher primärer Ausscheidungen von A ntim on h atten die Antimon- Blei- und Antimon-Silber-Schmelzen. Die Schliffe in der Abkühlungsfläche w aren isotrop, die senk
rech t dazu und u n te r einem AVinkel von 45 0 her
gestellten ließen eine gleichmäßige Anisotropie erkennen. Es scheint also auch hier die optische Achse säm tlicher A ntim onkristalle senkrecht zur E rstarrungsfläche zu stehen. Ungeordnet waren W ism utkristalle im W ismut-Kadmium-Eutektikum un d Zinnkristalle im Zinn-Silber-Eutektikum .
G e f ü g e b e s t a n d t e i l e u n d E in s c h lü s s e in E i s e n u n d S t a h l . W ichtig ist die schwache, aber ste ts erkennbare A nisotropie des Zementites. Eine U nterscheidung zwischen dem anisotropen Zementit und dem isotropen F e rrit oder A ustenit ist im polierten Schliff ohne weiteres möglich. G raphit lä ß t sich schwer polieren un d reflektiert n u r schlecht. Die Unter
suchung der Gefügebestandteile Ledeburit, Martensit, P e rlit u n d der Anlaßgefügebestandteile ist noch nicht abgeschlossen u n d w ird dem nächst m itgeteilt werden.
Besonders geeignet erscheint das Verfahren zur Unter
suchung von Einschlüssen. Schweißeisen, das reich
lich Schlackeneinschlüsse enthielt, envies sich als völlig isotrop. Dagegen ließen sich Sulfideinschlüsse wegen ihrer sta rk e n A nisotropie sofort erkennen.
Möglicherweise lä ß t sich hierauf ein Verfahren zur U ntersuchung von Schlackeneinschlüssen aufbauen.
Z u s a m m e n f a s s u n g .
Es w ird auf das Königsbergersehe Verfahren zur m ikroskopischen U ntersuchung undurchsichtiger Kör
p er in reflektiertem polarisiertem L icht hingewiesen.
Ih re B edeutung für die Metallographie wird er
ö rte rt un d an einigen Beispielen gezeigt.
Zw eidruckturbinen.*
ö d e r in München.
dieser Sieg heu te in der Anwendung zur Erzeu
gung elektrischer K ra ft in großen Einheiten durch u n m ittelb ar m it der D am pfturbine gekup
pelte G eneratoren. Als weiteres Verwendungs
gebiet w urde bald der A ntrieb anderer rotierender A rbeitsm aschinen erschlossen, wie Kreiselpumpen, Gebläse un d Kompressoren. Geavaltig ist die Ent
wicklung der D am pfturbine als Antriebsmaschine von Propellern raschlaufender Schiffe, insbesondere Kriegs
schiffe. F ü r Betriebe, bei denen K raft und Wärme gleichzeitig benötigt werden, entstanden die Gegen
druckturbinen, die vollständig reinen, von keinerlei Oelresten verunreinigten D am pf für Heiz-, Trocken- u n d Koehzwecke liefern. F ü r solche Anlagen, in denen die K rafterzeugung unabhängig vom Wärmebedarf sein m uß, averden sog. A nzapfturbinen gebaut, die m it den m it Zwischendampfentnahmevorrichtun
gen versehenen Kolbenm aschinen auch hinsichtlich W irtschaftlichkeit un d Anpassungsfälligkeit an alle B etriebsverhältnisse erfolgreich in Wettbewerb treten.
