bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Kinetics of desulphurisation of molten pig iron
Authors: Deo Brahma , Grieveson Paul
Published: December 2016

The analysis of the experimental data obtained in the present work and also of some classical data reported in literature on the basis of simple rate theory, surface renewal theory and the multicomponent mixed transport control theory has shown that in molten pig iron containing silicon the sulphur transfer to slags is controlled by mass transport in the metal phase.

In the initial stages the desulphurisation rate is fast but after a few minutes it slows down. In the case of silicon containing iron this second slow stage, as also observed by other workers in the past, is due perhaps to the formation of a micro layer of silica enriched reaction product at the slag‐metal interface. On addition of aluminium the silica layer gets reduced and sulphur transfer is enhanced; once again the rate controlling step becomes mass transport in the metal phase.

An important conclusion regarding the timing of aluminium is that maximum benefit of aluminium addition can be realised after about 4–5 min of adding the desulphurisation flux.
Zur Kinetik der Cr23C6‐Ausscheidung in rostfreiem Stahl mit 18% Cr und 8% Ni
Authors: Calvo Felipe Angel , Otero Enrique , Ballester Antonio , Räuchle Fritz
Published: December 2016

Die vorliegende Arbeit stellt eine neue Hypothese zur Karbidausscheidung in rostfreien, austenitischen Stählen auf. Diese Karbidbildung verursacht die Anfälligkeit für interkristalline Korrosion.

Im Gegensatz zu der verbreiteten Vorstellung, daß die Chromdiffusion der bestimmende Vorgang für die Kinetik ist, wird hier von der Annahme ausgegangen, daß es die Kohlenstoffdiffusion sei. Da die Chromatome substitutionell eingelagert sind, läuft die Chromdiffusion sehr langsam ab; die Diffusion der interstitiell eingelagerten Kohlenstoffatome erfolgt über die Gitterlücken und ist damit um 5 Größenordnungen schneller.

Die Hypothese wird gestützt durch die Tatsachen, daß die Kohlenstoffkonzentration in der Legierung viel kleiner als die des Chroms ist, daß die Diffusionswege für Kohlenstoff viel größer sind, der Kohlenstoffübersättigungsgrad jedoch viel kleiner ist und schließlich, daß die Chromdiffusion entlang der Korngrenzen abläuft, wo sie 106 mal schneller abläuft als im Korninneren.

Ein Stahl mit 0,08% C wird unterschiedlich lang bei 3 Sensibilisierungstemperaturen angelassen. Der bei der Temperatur flüssiger Luft gemessene elektrische Widerstand der Proben ist – nach einer Oxalsäure‐Behandlung – ein Maß für die ausgeschiedene Karbidmenge. Unter Voraussetzung des bekannten Mechanismus’ der Zementitbildung erhält man theoretische Vorstellungen, die auch bei der Chromkarbidbildung Voraussagen ermöglichen, die sich in guter Übereinstimmung mit den experimentell ermittelten Daten befinden.
Growth of recrystallised grains in 1.8% Si steel in temperature range 650 to 850°C
Authors: Vodopivec Franc , Marinšek Filip
Published: December 2016

Three different types of grain growth were observed: uniform growth producing a regular microstructure; fast individual grain growth and finally a fast secondary recrystallisation initiated by the decarburisation of steel. Uniform growth follows parabolic kinetics. Above appr. 800°C a lower rate of growth is observed than it would be expected by extrapolation from lower temperature. Individual grain growth occurs in areas depleted of cementite and austenite and follows also parabolic kinetics. Nuclea for this type of growth are produced by the coalescence of smaller grains with similar space orientation. An apparent activation energy of 26 kJ/mole was determined for the process of coalescence, while for the uniform growth of recrystallised grains an apparent activation energy of 171 kJ/mole was established. Experimental data show that the texture rich with grains of orientation near to (111) in strips plane results from the greater density of such grains in recrystallised steel and the resulting faster formation of near (111) nuclea of sufficient size suitable for fast growth.
Möglichkeiten zur Beeinflussung von Umwandlungstemperaturen am Beispiel zweier hochlegierter Warmarbeitsstähle
Authors: Schrader Hartmut , Kunze Hans‐Dieter , Funke Paul
Published: December 2016

Mit Hilfe einer dilatometrischen Meßeinrichtung erfolgte zunächst für die zwei vergleichend gegenübergestellten Stähle × 30 WCrV 9 3 und × 30 WCrV 5 3 die Bestimmung von Zeit‐Temperatur‐Austenitisierungs‐Schaubildern mit dem Parameter der Martensitbildungstemperatur. Hierbei ist festzustellen, daß bei gleichen Aufheizgeschwindigkeiten und Austenitisierungstem‐peraturen die martensitische Umwandlung bei dem höher wolframhaltigen Stahl früher eintritt als bei dem Vergleichswerkstoff. Hieraus ist abzuleiten, daß der erhöhte Wolframgehalt die Umwandlungsträgheit des Austenit abbaut.

Ferner wurde der Frage nachgegangen, in welcher Weise Phasenveränderungen auftreten, wenn Formänderungen im Phasengebiet des unterkühlten Austenit mit langen Phasenanlaufzeiten der Perlitbildung vorgenommen werden. Für beide Stähle gilt gleichermaßen, daß umforminduzierte Spannungen das Phasenfeld des Perlit zu kürzeren Zeiten verschieben, wobei jedoch die bekannten Zusammenhänge der Keimbildung und des Keimwachstums erhalten bleiben. Aufgrund der um 100°C höher gewählten Austenitisierungstemperatur und der hiermit einhergehenden Karbidauflösung tritt eine Austenitstabilisierung ein, die bei dem Stahl × 30 WCrV 9 3 durch den Wolframgehalt nicht wieder rückgängig gemacht werden kann. Insofern stellt sich dieser Stahl im Vergleich zum Stahl × 30WCrV 5 3 als Umwandlungsträger dar. Schließen sich dem Umformvorgang eine isotherme Haltephase mit einer teilperlitischen Phasenumwandlung und ein folgender Abkühlvorgang an, ist ein zeitabhängiger Anstieg der Martensit‐ (Bainit‐) Bildungstemperatur zu beobachten. Formänderungen selbst senken durch den von ihnen erzeugten Eigenspannungszustand diese Umwandlungstemperatur.
Some metallurgical aspects of steelmaking with sponge iron in electric arc furnaces
Authors: Meraikib Mohammed
Published: December 2016

Test charges containing sponge iron proportions varying from 38.7–95.4 wt% of the metallic input were melted in a UHP electric arc furnace with a design capacity of 70 tons per heat. After melting started, samples of molten metal and the corresponding slag were taken simultaneously at different time intervals and analysed. The time dependence of the chemical composition of the metal and slag as well as the variation of the temperature of the melt with time are given. Thermodynamic calculations using different methods for finding the activity of ferrous oxide show that there is a linear relationship between a(FeO) and the total ferrous oxide content in the slag. It is also found that the total ferrous oxide content in the slag and the oxygen concentration in the metal vary linearly with the iron proportion from sponge iron in the metallic input. The activity of ferrous oxide decreases with increasing slag basicity due to the formation of calcium ferrites. The relationship between the oxygen concentration and the reciprocal of the carbon content in liquid steel is almost linear. A formula showing the influence of some important factors on the oxygen content in molten steel is given.

The effect of sponge iron on the sulphur concentration in the steel is also investigated. The present results indicate that the sulphur content in the steel can be reduced from 0.02 to 0.004 wt% by increasing the iron proportion from sponge iron in the metallic input from 35 to 95 wt %. Using the boundary layer diffusion model, it is found that the rate of decarburization of a steel bath is enhanced by increasing the sponge iron proportion in the metallic input. The activation energy of the decarburization reaction is found to be 56.9 kJ/mol and the mass transfer coefficient of carbon has a value of 0.0161 cm/s at 1 600°C. In a way similar to that used for decarburization, it is also found that the rate of oxidation of manganese dissolved in the bath is enhanced by increasing the sponge iron proportion in the metallic input.
The effect of fine precipitate particles on the creep behaviour of ferritic model steels – III. Model calculations
Authors: Peterseim Jürgen , Sauthoff Gerhard
Published: December 2016

With the findings of the preceding part II a model is established which considers dislocation and diffusion creep and which is used to simulate the creep behaviour of alloys with grain and particle coarsening during creep. It is found that the structure changes during creep give rise to a complex stress – strain rate dependence and to additional transition fields in the corresponding deformation maps which is of importance for the interpretation of practical long‐term creep results.
Modelluntersuchungen zur Strömung und Durchmischung in metallurgischen Pfannen
Authors: Pietzka Johannes , Steinmetz Eberhard , Wilhelmi Herbert
Published: December 2016

Im Rahmen der vorgelegten Arbeit wurden praktische und theoretische Untersuchungen an Wassermodellen von bodengeblasenen metallurgischen Pfannen durchgeführt. Um die Strömungsverhältnisse herauszuarbeiten, wurden zunächst Lichtschnittuntersuchungen durchgeführt. Dabei wurden das H/D‐Verhältnis und der Gasdurchsatz in weiten Bereichen variiert. Die Lichtschnittuntersuchungen vermittelten Erkenntnisse über die Abhängigkeit der Vermischungsvorgänge von den Versuchsparametern. In gleicher Weise wurden Farbspur‐ und vor allem Laser‐Doppler‐Anemometer‐Versuche zur Ermittlung der lokalen Strömungsgeschwindigkeiten durchgeführt. Besondere Beachtung wurde dem Bodenbereich geschenkt, der durch die Partikeleinstreumethode nochmals gesondert untersucht wurde. Der Vergleich von berechneten Strömungsverläufen mit den tatsächlich beobachteten zeigt, daß tendenziell vergleichbare Zusammenhänge bestehen. Im einzelnen ist aber für die Beurteilung von Reaktorteilräumen die Erfassung der Strömungsverhältnisse, Teilraumgrößen und Konzentrationsverläufe aus unmittelbaren Messungen notwendig.

Die theoretischen Berechnungen der Konzentrationsverläufe aus einer mathematischen Beschreibung des Pfannenmodells mit Hilfe von drei ideal gemischten Teilräumen ergab qualitativ vergleichbare Zeitabhängigkeiten, wie die unmittelbaren gemittelten Messungen an verschiedenen Stellen im Pfannenmodell. Die Durchmischung wird hiernach durch den Umlaufstrom bzw. die Massenaustauschströme zwischen den Teilräumen, die Teilraumgrößen und ihre Anordnungen bestimmt. Die physikalischen Bedingungen wie Rühren bzw. Antrieb durch das Gas bestimmen sowohl die Massenströme als auch die Ausbildungsformen und Größen der Teilräume.
Model investigations of slag flow during last stages of ladle teeming
Authors: Andrzejewski Peter , Diener Arnulf , Pluschkell Wolfgang
Published: December 2016

In order to study slag carryover during ladle teeming, the last stage of ladle draining is simulated by means of a 1:1 scale water model with reduced wall height. The flow phenomenon “drain sink” is found to be responsible for slag carryover. A drain sink occurs if the volume flow of the open channel at the ladle bottom becomes less than the corresponding outlet capacity. This explanation is confirmed quantitatively by experimental data and a simple hydraulic model as well as by steelmaking experiments. At present, a gravimetric method of slag flow detection is being tested in the continuous casting plant.
Messung von Phasen im Sinter und die Auswirkung bestimmter Phasen auf den Koksverbrauch im Hochofen
Authors: Beppler Erhard , Gerstenberg Bernhard , Janhsen Urban
Published: December 2016

Mit einem Bildanalysesystem werden die im Sinter mit unterschiedlicher Basizität sich ändernden Phasenanteile gemessen. Die bei höher basischem Sinter vermehrt auftretenden Schwierigkeiten der Differenzierung der Sinterphasen werden auf die Überlappung der Grauwertreflexionsbereiche von Kalkferriten und Magnetit zurückgeführt.

In Gleichgewichtsmessungen mit CO/CO2‐Gemischen in einer Thermowaagenanlage konnte gezeigt werden, daß insbesondere der C2F nahezu unabhängig von der Temperatur erst bei einer Gaszusammensetzung von CO2’ = 21 % zu Eisen und CaO umgesetzt wird. Dieses Ergebnis ist um so mehr von Bedeutung, als daß alle Arten der Kalkferrite während ihrer Reduktionsumsetzung diesen Ferrit C2F bilden. Für den Sauerstoffaustausch zwischen absinkendem Möller und aufsteigendem reduzierendem Gas bedeutet die Reduktion der Ferrite C2F, CF und CF2 bei 900°C für die den Brennstoffverbrauch bestimmende Wüstitecke eine Verschiebung sowohl in Richtung mehr abzubauenden Sauerstoffes als auch zu höherem Reduktionspotential. Für eine ausgeglichene Wärme‐ und Sauerstoffbilanz im Hochofen bedeutet dies, daß das Reduktionsvermögen des aufsteigenden Gases an der den Brennstoffverbrauch bestimmenden Wüstitecke höher liegen muß. Dies hat zur Folge, daß zunehmende Kalkferritanteile im Sinter zu einem Anstieg des Brennstoffverbrauches führen.
Mathematical model for computer simulation and control of steelmaking
Authors: Deo Brahma , Ranjan Piyush , Kumar Amit
Published: December 2016

A dynamic model for computer simulation and control of steelmaking has been developed. It is essentially based on multicomponent mixed transport control theory with the incorporation of energy balance calculations. The model is applicable to both steelmaking in electric furnaces as well as in oxygen steelmaking converters. The adjustable parameters of the model for simulation of oxygen steelmaking are gas evolution rate (Gco). oxygen flux factor (Fo) and emulsification factor (EM). These simulation parameters, when combined with on‐line measurement of off‐gas composition and temperature, enable complete dynamic control of the process. The model developed is applied, as an example, to an industrially produced heat in a top blown oxygen steelmaking converter and the results of simulation are discussed.
Axial transformation method in the analysis of the axisymmetric plastic flow
Authors: Malinowski Zbigniew , Szyndler Robert
Published: December 2016

A new method for the analysis of mechanics of plastic flow is presented in this paper. The basis of the method is nonlinear transformation of the deformation zone. After transformation, the deformation zone is divided into several rectangular elements. It is a characteristic feature of the presented method which enables to determine a continuous strain and stress field. The exact fulfillment of equations concerning equilibrium and incompressibility conditions was accomplished. The method was verified by experiments. An example of the strain and stress fields in a material deformed between concave anvils was presented.
Influence of temperature history on strain‐induced austenite transformation in 304 stainless steel
Authors: Piwecki Mirosław , Małecki Paweł
Published: December 2016

Experimental investigations were undertaken to find temperature history effects on strain‐induced austenite transformation in metastable 304 stainless steel. Interrupted static tension tests were performed at temperatures 0 and — 15°C. During the first stage of deformation specimens were deformed at temperature T1. During the second stage temperature T2 was applied. Cases T1 > T2 and T1 < T2 were examined. Final amounts of α’ martensite XM were measured magnetically.

A method for their summation of martensite amounts was sought for and a conclusion was obtained showing that the final amount of martensite can be calculated by the relationship XM= f(ε)|T2 where ε = εT1, + εT2 ±Δε. The corrective strain Δε depends on εT1. Its connection with true stress – true plastic strain curve at temperature T1 is discussed in this investigation.
Steel flow and inclusion separation in continuous casting tundishes
Authors: Tacke Karl‐Hermann , Ludwig John C.
Published: December 2016

A model for the calculation of flow patterns and inclusion separation in continuous casting tundishes is described. Velocity and turbulence fields for the liquid steel are calculated, assuming three‐dimensional, turbulent steady‐state flow. A transport equation for particles is solved, which takes into account buoyancy, convection und turbulent dispersion. Particle concentration fields and the percentage of removed particles are calculated as a function of particle rise velocity. The influence of increased tundish width and height and of dams and weirs on the rate of inclusion separation is investigated for a slab caster tundish. Non‐dimensional representations and approximation expressions are discussed and used to compare the computed removal rates to measured values from literature.
Sulphidation studies of Fe—15Cr—4Al alloy in H2—H2S environment at 850°C
Authors: Saxena Shri Deepak , Prakash Satya , Mehta M. L. , Saraswat I. P.
Published: December 2016

The sulphidation behaviour of Fe—15Cr—4Al alloy has been investigated under low sulphur vapour pressure of 10−9 to 10−3 atm in the temperature range of 700–1000°C. Distinct changes in sulphide scale morphology were observed with the increase of partial vapour pressure of sulphur (ps2). Triplex and duplex sulphide layers were observed at higher and lower ps2 respectively. Parabolic rate constants of sulphidation of this alloy are strongly dependent on ps2 and activation energies of the order of 83,6 kJ/mole suggesting diffusion of iron as a rate controlling step.
Model investigations on liquid velocity induced by submerged gas injection in steel bath
Authors: Koria Satish C.
Published: December 2016

The technique of dissolution rate measurement is used to determine the liquid velocity induced by different locations of submerged‐lance gas injection. As a result of the study the equations are proposed to calculate the liquid velocity for any location of submerged lance. It has been shown that off‐centre lance location increases considerably the potential of submerged gas injection in terms of attaining the uniform liquid velocity in the bath and decreasing the total dissolution time of the additive.
Changes in precipitation and corrosion characteristics of 18/10Ti austenitic stainless steel exposed to prolonged annealing at 750–850 °C
Authors: Vodárek Vlastimil , Číhal Vladimír , Hubáčková Jiřina , Mazanec Karel
Published: December 2016

This investigation deals with the analysis of intergranular acicular precipitations by X‐ray diffraction techniques and SEM. Results obtained during analysing acicular precipitate in 18/10Ti steel, isothermally annealed at 750–850 °C, can be summarised as follows:

Intergranular needles are constituted by a complex phosphide of M2P type whose chemical composition can be written as (Ti,Cr,Fe,Ni)2P. Crystal growth direction of intergranular acicular M2P particles in austenite is 〈100〉γ. The following orientation relationship was determined between the complex phosphide of M2P type and austenite: . Corrosion testing in boiling 65% HNO3 revealed that there was a relationship between the occurrence of acicular precipitate and a reduction in corrosion rate to a level below 0.5 g m−2h−1.
Model experiments on mixing phenomena in gas‐stirred melts
Authors: Mietz Jürgen , Oeters Franz
Published: December 2016

Mixing experiments were performed in a water model system of a gas‐stirred ladle with both an optical decolourization method and conductivity measurements at different positions within the vessel. The experimental results show that the rate by which the concentration is homogenized depends on the location of the measuring probe as well as on the used stirring conditions. Using a centric nozzle at the bottom pronounced dead zones exist. The equalization is slowest between these dead zones and the remaining volume. The mixing process in the remaining volume is characterized by a circulating concentration cloud in which mixing takes place by random turbulent diffusion. With an eccentric nozzle arrangement dead zones can be avoided and thus, mixing times decrease and become more similar for different positions.
Einfluß des Gefüges und der Belastung auf den Wälzverschleiß des martensitaushärtbaren Stahles X 2 NiCoMo 1885
Authors: Gahr Karl‐Heinz Zum , Godesberg Rolf D.
Published: December 2016

Unterschiedlich ausscheidungsgehärtete Gefüge des Stahles X 2 NiCoMo 1885 wurden in einem Zwei‐Scheiben‐Prüfstand einer Wälzbeanspruchung bei Mangelschmierung unterzogen. Der Einfluß der Gefüge bei gleicher und unterschiedlicher Härte sowie der Einfluß unterschiedlicher Hertzscher Pressung auf das Verschleißverhalten wurden untersucht. Als Meßgrößen zur Beurteilung des Widerstandes gegen Wälzverschleiß wurden die Reibungszahl, die Laufflächenrauheit und der massenmäßige Verschleißbetrag ermittelt. Es zeigte sich, daß der martensitische, ausscheidungsgehärtete Stahl unter den gewählten experimentellen Bedingungen den Stählen 42 CrMo 4 und X 155 CrVMo 121 deutlich im Widerstand gegen Wälzverschleiß überlegen war.
Fluid flow and mixing in secondary metallurgy
Authors: Oeters Franz , Pluschkell Wolfgang , Steinmetz Eberhard , Wilhelmi Herbert
Published: December 2016

Mixing in metallurgical vessels is determined by bulk flow, turbulence and diffusion. In this presentation, the main features of mixing liquid steel by gas stirring are discussed. The criteria for bubbling and jetting during gas injection are considered including interaction of powder load on flow regimes. It is of interest to know the domains of bubbling and jetting behaviour in order to minimize the effect of back attack which is responsible for additional wear of bottom linings and tuyere pipes.

Quantitative information is given on velocity, the radius and the pumping capacity of the buoyant plume. The relations lead to the conclusion that the gas flow should be apportioned to two or more plugs in order to increase the efficiency of the pumping effect. Furthermore, the macroscopic flow pattern is substantially influenced by the ratio of height to diameter of the ladle. Especially at high ratios dead volumes near the ladle bottom are observed. Further examples for the influence of fluid flow on reactions, dispersing and separating in the ladle and tundish are given.

At first approach, mixing time depends on the gas flow rate or on the specific power input. But the details are much more complicated. It is shown that the mixing process can be described by two types of models among others: the turbulent recirculation model and the model of partial volumes. The comparison of calculated concentration‐time‐dependencies with plant results confirms the practicability and usefulness of the model of partial volumes. It is also concluded that the water model results for ladles may be transferred to plant conditions.

In total all examples that are discussed emphasize the great significance of model simulations and model calculations as instruments for process improvement and process development.
Optimierung kontinuierlich betriebener Durchlauföfen mit Hilfe von Teilbilanzen
Authors: Jeschar Rudolf , Bittner Hans‐Georg
Published: December 2016

Bei der energetischen Optimierung von Durchlauföfen ist insbesondere die Frage zu beantworten, in welcher Weise der Gesamtprozeß von seinen Teilprozessen ‐ wie z. B. Vorwärmung des Gutes in der Vorwärmzone, Erwärmung des Gutes im beheizten Ofenteil und Luftvorwärmung im Rekuperator ‐ beeinflußt wird. Dazu ist es zweckmäßig, außer einer Gesamtbilanz Teilbilanzen für die einzelnen Prozeßstufen aufzustellen. Die Verknüpfungen zwischen den Wirkungsgraden der Teilprozesse mit den entsprechenden Wirkungsgraden für den Gesamtprozeß liefern dann die gesuchten Beziehungen. Dabei zeigt sich, daß es aus energetischen Gründen gleichgültig ist, ob eine Wärmerückgewinnung durch Vorwärmung des Wärmgutes oder durch Vorwärmung der Verbrennungsluft erreicht wird. Es hängt aber von der Art des Brennstoffes ab, in welchem Maße eine Luftvorwärmung möglich ist. Insbesondere bei Öfen mit Schwachgasbeheizung (Gichtgas) ist eine relativ hohe Gutvorwärmung erforderlich, was bekanntlich zu Bauformen mit langer Vorwärmzone führt. Zur Bestimmung der im einzelnen benötigten Ofenlängen sind die maßgebenden Gleichungen für die Wärmeübertragung und gegebenenfalls für den Ausbrandverlauf hinzuzuziehen.
Lösungsglühen von Carbiden bei relativ niedrigen Temperaturen und Überprüfung mit elektrochemischen Methoden
Authors: González José Antonio , Molina Alberto , Valencia Marcos , Räuchle Fritz
Published: December 2016

In der vorliegenden Arbeit wird über Wärmebehandlungen zur Lösung von Chromcarbiden als Vorbeugungsmaßnahme zur Verhinderung der interkristallinen Korrosion berichtet. Vor dem Hintergrund einer möglichen Energieeinsparung wurde ein Temperaturbereich gewählt, der knapp unter dem der industriellen Praxis von 1050°C liegt.

Gleichzeitig werden die elektrochemischen Untersuchungsmethoden der Anfälligkeit für interkristalline Korrosion den genormten Methoden gegenübergestellt, um die Anwendungsmöglichkeiten und ihre Verläßlichkeit zu bewerten und einzustufen.

Die Ergebnisse zeigen, daß dem Kornzerfall durch Wärmebehandlungen bei 950°C entgegengewirkt werden kann. In vielen Fällen wird diese Temperatur, die rund 100°C unter der in der Industrie angewandten liegt, eine bedeutende Energieeinsparung beinhalten. Allerdings ist diese niedrige Lösungsglühtemperatur nur für molybdänfreie Stähle anzuwenden; für molybdänhaltige, nichtrostende Stähle ist bei Gehalten über rd. 2,5 % Mo eine höhere Lösungsglühtemperatur nach wie vor erforderlich.

Das elektrochemische E.P.R.‐Verfahren ist eng mit den Versuchen A, C und E der Norm ASTM‐A‐262 verknüpft. Diese Tatsache wie auch die Einfachheit, Schnelligkeit und der zerstörungsfreie Charakter führen die Autoren zu der Überzeugung, daß die elektrochemische Methode ein idealer Test zur Ermittlung der Anfälligkeit für interkristalline Korrosion ist.
Einfluß der Sulfidausbildung auf die mikroskopische Spaltbruchspannung σ*fund Vorhersage der RißzähigkeitKIc
Authors: Dormagen Detlef , Dahl Winfried
Published: December 2016

An vier Schmelzen des Stahles St 52–3 wurde der Einfluß des Schwefelgehaltes und der Sulfidformkontrolle mit CaSi und Cer sowie an dem Stahl StE 36 der Einfluß der Probenlängen längs, quer und senkrecht auf die mikroskopische Spaltbruchspannung σ*funtersucht. Die Versuche haben gezeigt, daß durch Einführung eines geeigneten Bruchkriteriums die Bestimmung einer temperaturunabhängigen Spaltbruchspannung σ*fmöglich ist. Ein Einfluß des Schwefelgehaltes und der Sulfidausbildung auf σ*fwurde nicht beobachtet.

Weiterhin konnte gezeigt werden, daß mit mikroskopischen Werkstoffkennwerten die Vorhersage makroskopischer Bruchparameter möglich ist, wenn der Einfluß der Rißspitzenabstumpfung berücksichtigt wird.
Möglichkeiten der Bestimmung von „säureloUslichem“ und „säureunlöslichem“ Aluminium im Stahl
Authors: Bewerunge Jürgen , Flock Jörg , Marotz Robert Karl , Thiemann Erwin
Published: December 2016

Die verschiedenen analytischen Methoden zur Bestimmung von „säurelöslichem“ und „säureunlöslichem“ Aluminium im Stahl werden beschrieben. Ein optimiertes, schnelles Analysenverfahren mit elektrolytischer Auflösung der Probe und anschließender Messung mit Hilfe der Atomabsorptionsspektrometrie führt zu Ergebnissen, die mit denen nach dem konventionellen Analysenverfahren erhaltenen gut übereinstimmen. Die Möglichkeiten und Grenzen des Einsatzes der emissionsspektrometrischen „peak integration method“ (PIM) werden erörtert.
Temperature field on strip cross‐section during hot rolling
Authors: Gierulski Bogusław , Cierniak Marek
Published: December 2016

The present report presents a mathematical model for the computation of temperature variation over cross‐section during hot rolling. In the model discussed the differential equation describing transient heat conduction, where internal heat sources are taken into account, is solved using the method of finite differences. Yield stress distribution along the deformation zone being to be known when determining internal heat source capacity has been found on the basis of methods of heredity theory. The possibilities to apply the method devised have been analysed by computing temperature variation during rolling process, the obtained computation results being then presented in a graphical form.
Direct reduction and smelting reduction – an overview
Authors: Steffen Rolf
Published: December 2016

A survey is given on the current state of direct reduction and smelting reduction processes. Several developments, such as coal injection, top‐gas recycling etc., contribute to decrease the coke consumption in the blast furnace. Coal‐based as well as gas‐based direct reduction processes have not succeeded in Western Europe. These processes have only attracted economical interest in locations where there is a cheap source of energy. Other developments to reduce iron ore are concerned with the direct production of liquid iron in a smelting reduction process with a substantial part of the reduction taking place in the liquid oxide phase. The ideal concept of a smelting reduction process with direct use of fine ore and coal as well as only liquid state reduction to a liquid product similar to steel has not yet been realized.
Smelting reduction in iron baths
Authors: Brotzmann Karl
Published: December 2016

A joint venture between Klöckner‐Werke and CRA was formed to work out the application of coal injection into the iron bath to smelting reduction. In the Hlsmelt process of CRA smelting reduction of prereduced fine ore is to be carried out directly in the iron bath. Post combustion, different coal grades, and metallurgical reactions were investigated in a pilot plant. Reduction of iron ore fines to wustite was tested in laboratory scale.
Degassing of coal particles injected into iron melts
Authors: Oeters Franz , Orsten Stefan
Published: December 2016

A mathematical model was developed, that describes heating and degassing of coal particles blown into liquid iron. The model combines heat transfer from iron melt to particle surface and heat conduction within particle with the kinetics of the degassing process. The endothermic degassing reaction generates heat sinks within the particle. Local heat consumption per time for degassing is determined simultaneously by heat transfer and by the temperature dependent rate constant of the first order degassing reaction. Model calculations result in temperature distribution within particle, degassing rate, and overall degassing time. Overall degassing time, defined by a degassing rate of 99%, is given by tg[s] = fdp1.5 [mm] for 0.05 ≦ dp ≦ 0.8 mm. The factor f lies between 1.02 and 1.14 for various coals. The exponent 1.5 is nearly independent of coal type. Results obtained are in good agreement with published comparable results for rapid degassing of coal particles.
On the structure of Ni9 steel and its tensile fracture behaviour
Authors: Zhang Fu‐Tian , Guo Yun Yi
Published: December 2016

The tensile curves as well as original and selective dissoluted fracture surfaces have been studied. The function of the γ' phase on the mechanical properties of the steel has been investigated. The fracturing process consists of: formation of dimples – formation of splits in dimples – the splits in dimples join each other to form secondary cracks – formation of inner lips and tiny dimple regions. The morphology of fracture looks like ridges and peaks. It is considered that the column boundaries in ingots may split easily; this causes bedding fracture and the degradation of Z–direction properties. The formation of bedding fracture is affected markedly by heat treatment and tensile temperature. Some ways of improving mechanical properties have been discussed.
Einfluß von Volumenanteil, Form und Verteilung der Austenitphase auf die mechanischen Eigenschaften des Stahles X 2 CrNiMoN 22 5 3
Authors: Rosenheinrich Michael , Gahr Karl‐Heinz Zum
Published: December 2016

An dem hochlegierten, nichtrostenden Stahl X 2 CrNiMoN 22 5 3 wurden ferritisch‐austenitische Gefüge bei Variation des Volumenanteils, der Verteilung, Form und Größe der Phasen durch thermische Behandlungen hergestellt. Die Gefüge wurden quantitativ analysiert und durch Gefügekennwerte beschrieben. Untersucht wurden die mechanischen Eigenschaften in Zug‐, Kerbschlagbiege‐ und Walzversuchen. Der abrasive Verschleißwiderstand der Gefüge gegen Flint wurde nach dem Schleifpapierverfahren ermittelt. Die Ergebnisse zeigen einen deutlichen Einfluß des Volumenanteils und der Größe der Phasen auf die mechanischen Eigenschaften. Der abrasive Verschleißwiderstand der Gefüge steigt mit zunehmendem Austenitanteil an, obwohl die Härte der Gefüge abnimmt.
Umformwirksamer Längszug beim Walzen von Langprodukten
Authors: Oehlstöter Gerhard
Published: December 2016

Weltweit bemühen sich Hersteller und Betreiber von Walzanlagen um eine Intensivierung des Walzvorganges. Bei der Herstellung von Langprodukten ist die Querschnittsreduzierung das Hauptziel beim Walzen. Durch Nutzung des Längszuges zwischen den Walzgerüsten sollen eine Minimierung der Walzstiche und eine Reduzierung der Umformenergie erreicht werden.

Ausgehend von der Darlegung der Breitungsverluste beim Streckwalzen von Langprodukten werden neuere Untersuchungsergebnisse dargelegt, die darauf hinzielen, den Längszug zur Erhöhung der Umformwirksamkeit in Kontiwalzstraßen zusätzlich einzusetzen. Drei Wirkungsbereiche zwischen jeweils zwei Walzgerüsten konnten nachgewiesen werden. Unvermeidlich ist die Ausbildung verdickter Enden, deren Form erörtert wird. Auf Möglichkeiten zu deren Einschränkung wird hingewiesen. Für die Senkung von Walzkräften und Walzmomenten werden Ergebnisse aus Labor‐ und Betriebsversuchen mitgeteilt.
Role of microstructure and residual stresses on fatigue crack initiation of carbonitrided steels
Authors: Lesage Jacky , Chicot Didier , Karaishi Mohamed Al
Published: December 2016

In this paper the role of microstructure and residual stresses on fatigue crack initiation of gaseous carbonitrided steels is examined. Optimum for austenite content in the case is investigated for microstructures containing bainite and for those without bainite. Fractographic study suggests subsurface initiation sites for notched specimens when austenite content is high and initiation sites at the surface when austenite is low.
Kinetik der Prozeßschritte bei der Stahlherstellung
Authors: Oeters Franz
Published: December 2016

Stahlherstellungsprozesse verlaufen hauptsächlich in dispergierten Metall‐Schlacke‐Gas‐Systemen. Die kinetische Beschreibung solcher Prozesse umfaßt vier Teilbereiche: Mikrokinetik an einzelnen Teilchen, Tropfen und Blasen; Mechanismus der Dispergierung, dispergierte Mengen an Teilchen, Tropfen bzw. Blasen, Verteilungsfunktionen der Abmessungen und der Verweilzeiten der dispergierten Mengen; Kombination der Mikrokinetik mit den dispergierten Mengen, um die Makrokinetik und damit den Gesamt‐Stoffumsatz zu erhalten; großräumige Mischungsphänomene. Die Arbeit referiert den gegenwärtigen Stand der Kenntnis bei der Beschreibung der Prozeßschritte der einzelnen Bereiche. Zwei Beispiele, nämlich die Extraktion von CO2 aus Wasser mit Luftblasen als Modellreaktion, und die Entphosphorung von phosphorreichem Roheisen beim LDAC‐Verfahren über die in der Schlacke emulgierten Metalltropfen zeigen, wie man Raffinationsprozesse in dispergierten Systemen beschreiben kann.
Model calculations for mass transfer with mixing in ladle metallurgy
Authors: Mietz Jürgen , Brühl Michael
Published: December 2016

It is well known that in secondary metallurgy during gas stirring, zones with differing degrees of homogeneity can occur in the liquid steel. By means of model calculations it will be demonstrated under which conditions mixing has to be considered for mass‐transfer phenomena, as for example desulphurization. Under unfavourable conditions, i.e. large regions with low flow velocities – so‐called dead zones – and low values for the exchange volume flow between these regions and the bulk volume, the equalization of concentration will become the rate‐determining step for the total mass transfer. In order to avoid or minimize dead zones, the general flow pattern in the ladle has to be optimized.
Entwicklung eines Analysenverfahrens zur Bestimmung von metallischem und chemisch gebundenem Calcium in Stahl
Authors: Golloch Alfred , Funk Wolfgang , Thiemann Erwin
Published: December 2016

Durch Kombination eines Plasmaspektrometers (ICP) mit einer neuen Apparatur zur elektrothermischen Verdampfung konnte der Gehalt an metallischem Calcium in niedrig legiertem, calciumbehandeltem Stahl bestimmt werden. Die kontrollierte Erwärmung von Stahlspänen auf 2 000°C führt zur vollständigen Verdampfung des elementaren Calciums, während das chemisch gebundene Calcium bei dieser Temperatur nicht verdampft. Das verdampfte Calcium wurde mit Argon in das Plasmaspektrometer transportiert, und das erzeugte Emissionsspektrum wurde zur quantitativen Auswertung genutzt.
Effect of intercritical temperature and cold‐deformation on the kinetics of austenite formation during the intercritical annealing of dual‐phase steels
Authors: El‐Sesy Ismail A. , Klaar Hans‐Joachim , Hussein Abdel‐Hamid A.
Published: December 2016

The objective of this investigation was to study the effect of the intercritical temperature and percentage of cold‐deformation on the kinetics auf austenite formation during the intercritical annealing in the alpha + gammy (α + γ) phase field of the iron‐carbon phase diagram. This investigation was carried out on an Fe–0.11 C–1.58Mn–0.4 Si ferritic‐pearlitic alloy with different structures of 0% (hot‐rolled), 25% and 50% cold‐deformation. The intercritical annealing temperatures were 735, 750°C and the intercritical annealing time ranged from 15 to 1815 s. It has been observed that recrystallization of the deformed ferrite was completed before any austenite formation. Surprisingly, it was noted that the recrystallized ferrite grain size was independent of percentage cold‐deformation. Furthermore, it was expected that cold‐deformation accelerates the kinetics of austenite formation. Nevertheless, the amounts of austenite formed from pearlite dissolution were mostly equal, irrespective of the starting condition. As has been previously reported, increasing the intercritical annealing temperature was found to increase the amount of austenite.
Mass transfer between solid and liquid in vessels agitated by bubble plume
Authors: Mazumdar Dipak , Kajani Srikanth K. , Ghosh Ahindra
Published: December 2016

Mass transfer from solid benzoic acid cylinders to a gas‐stirred aqueous bath has been investigated both theoretically and experimentally. Two typical gas injection configurations, the conventional central injection and the C.A.S. (Composition Adjustment by Sealed Argon Bubbling) were employed and the rates of dissolution of the acid compacts at various locations in the bath were measured at different gas‐flow rates. These demonstrated that the mass‐transfer rates are the highest in the two‐phase region, while elsewhere in the bath, these were found to be practically identical. Furthermore, mass‐transfer rates at the corresponding locations were found to be relatively greater for the conventional central injection than those for the C.A.S. configuration.

Distribution of velocity and turbulence intensity in the vessel were computed theoretically using a previously reported calculation procedure. Based on these, values of various relevant dimensionless numbers were estimated so as to assess the adequacy and effectiveness of heat and mass‐transfer correlations reported in the literature. These, however, did not fit with the present experimental observations. For this reason, a new correlation has, therefore, been proposed and it is shown that the experimental data can be described reasonably well by the equation Sh = 0.73 (Reloc,r)0.57 (Ti)0.32 (Sc)0.3. This correlation also embodies more plausible definitions of Reynolds number (Reloc,r) and the turbulence intensity (Ti) in contrast to those reported in literature, since it has been derived using the local resultant mean velocity and the local fluctuating velocity in the fluid.
Experimental studies on hydrogen solubility in liquid ternary iron‐nickel‐chromium alloys
Authors: Mitra Mandaresh , Lange (†) Klaus W.
Published: December 2016

The hydrogen solubilities in liquid ternary iron‐nickel‐chromium alloys have been experimentally determined by Sieverts’ method. The experimental data have been evaluated with the help of regression analysis (Gauß‐Jordan) and using own published empirical equations (polynomials). With the help of experimentally determined hydrogen solubilities and the coefficients of the polynomials, the concentration dependencies of hydrogen solubilities, interaction coefficients, enthalpies and entropies of hydrogen solution have been determined.

The hydrogen solubility increases with increasing temperature and with an increase in the nickel and chromium concentration. The results have been represented as isothermal planes. The hydrogen solubilities in liquid ternary iron‐nickel‐chromium alloys (xCr ≤ 50%) have been predicted with the help of “Central Atoms” model, assuming the concentration dependencies of the “model parameter λ” and selecting the value of the coordination number (Z’ = 10) for each of the “reference elements” iron or nickel.

The comparison between the experimentally determined and the predicted hydrogen solubilities in iron‐nickel‐chromium alloys confirms that the prediction of hydrogen solubilities in liquid system iron‐nickel‐chromium can be qualitatively made over a wide range of alloy concentrations (xCr = 50%) with the aid of “Central Atoms” model and with the assumption of concentration dependencies of the “model parameter λ”.
Method for determination of the basic stand characteristics of rolling mill
Authors: Uetz Günter
Published: December 2016

Higher demands towards the accuracy of the thickness of hot‐rolled strip require a description in the most exact possible way of the roll‐gap ratio for the determination of the idle roll gap as well as for the load roll gap control system. Doing so, exact knowledge of the roll‐spring response of the rolling stand is a necessary prerequisite. Examinations of the real roll‐spring response in various stands with different roll sets have disclosed that recording the spring‐off response after each change of work rolls or support rolls is indispensable. On the grounds of this examination, a procedure for the determination of the basic stand characteristic was developed which approximates the real roll‐spring behaviour in the best possible way.
A mathematical model for flat rolling of austenitic steel at elevated temperatures
Authors: Turczyn Stanislaw , Kuzminski Zbigniew , Nowakowski Andrzej
Published: December 2016

The paper is concerned with the mathematical model for the computation of the technological as well as force and energy parameters during rolling of austenitic steel sheets and strips at elevated temperatures. On the basis of the computation results obtained for 18–8 type chromium‐nickel steel (marked 1H18N9T) universal nomograms have been designed for a wide range of strip width and roll diameters. They allow the evaluation of force parameters, energy consumption and average temperature in the roll pass depending on the reduction and strip initial temperature as well as strip relative thickness. The presented nomograms might be helpful in designing the technology for warm rolling of austenitic steel sheets and strips as well as conventional cold‐rolling, taking into consideration thermal effects in the deformation zone.
Formation of textures in a C–Si–V dual‐phase steel
Authors: Mondai Dipak Kumar , Ray Ranjit Kumar
Published: December 2016

A vanadium microalloyed steel (0.1 C, 1.50 Si, 0.1 V) was subjected to initial heat treatments and intercritical annealing at 750 and 810°C to produce dual‐phase structures of different distribution. Intercritically annealed materials were cold‐rolled to a reduction of 60% in thickness and small samples taken from them were recrystallisation annealed at two temperatures of 650 and 800°C for various lengths of time. The (110) pole‐figures for the cold‐rolled materials with different dual‐phase distribution showed a strong {111}<112> and a rather weak {111}<110> texture components. The O.D.F. (orientation distribution function) plots also showed the major texture components, {111}<112> and {111}<110> along with the minor components, like, {337}<110>, {337}<776>, {112}<111> and {112}<110>. No complete {111} fibre has been observed in the present investigation. Further the orientations{11, 11,4} and {337} have been found to be present as weak and incomplete fibre. The (110) pole‐figures of the recrystallised materials have shown similar features (with reduced pole densities) as compared to the cold‐deformed materials. Similarly, no {111} fibre has been observed in the recrystallised materials. The behaviour of the other two components, namely {11, 11,4}, and {337} have been found to be similar to that in the cold deformed material.
Application‐oriented modelling of hot yield strength of metallic materials
Authors: Jäckel Ingolf
Published: December 2016

New possibilities for the application‐oriented modelling of hot yield strength are developed on the basis of well‐known and well‐established model concepts of the plastic behaviour of metallic materials. The suggested method describes the flow behaviour as a complex macroscopic process. Unlike the usual phenomenological approaches, the yield strength can be calculated more accurately, the typical appearance of hot yield curves being adequately registered from the beginning of deformation to the exhaustion of plasticity. Furthermore, better consideration of metallo‐physical aspects is made possible.
Elektrochemisch kontrollierte Dauerschwingversuche mit dem ferritischaustenitischen Stahl X 2 CrNiMoN 22 5 3 in 3%iger NaCl‐Lösung
Authors: Roeder Erwin , Selzer Ralf , Vollmar Jürgen
Published: December 2016

Das Dauerschwingverhalten des Stahles X 2 CrNiMoN 22 5 3 (Werkstoff‐Nr. 1.4462) bei Raumtemperatur wurde sowohl an Luft als auch in 3%iger NaCl‐Lösung bei reiner Zug‐Schwell‐Beanspruchung mit einer Prüffrequenz von 25 Hz untersucht. Für glatte Proben wurde hierbei an Luft die reine Zug‐Schwellfestigkeit von 490 N/mm2 ermittelt. Bei korrosiver Belastung betrug die Zeitschwingfestigkeit für N = 107 nur noch 78 % des Wertes an Luft, wobei auch bei noch höheren Schwingspielzahlen mit Probenbrüchen gerechnet werden muß. Vergleichende Untersuchungen an gekerbten Proben ergaben, daß der gewählte Kerbfaktor von 2,0 sowohl für die Versuche an Luft als auch in 3%iger NaCl‐Lösung zu einem Absinken der dynamischen Festigkeit um 10% führte. Die zusätzlich für glatte Proben an Luft ermittelte reine Zug‐Druck‐Wechselfestigkeit betrug 350 N/mm2.

Die Auswertung der bei allen Schwingungsrißkorrosionsuntersuchungen in 3%iger NaCl‐Lösung aufgezeichneten Ruhepotentialverläufe zeigte bei Proben, die aufgrund der geringeren mechanischen Belastung nicht zu Bruch gingen, im gesamten Versuchsverlauf einen kontinuierlichen Potentialanstieg. Bei mechanisch höher belasteten Proben dagegen kündigte sich der Probenbruch etwa 105 Schwingspiele vorher durch stark progressive Negativverschiebung des Potentials an.
Untersuchungen im System Kalkoxid‐Vanadiumpentoxid
Authors: Yuan Yizhong
Published: December 2016

Das System CaO‐V2O5 ist in dieser Arbeit mit Hilfe verschiedener Methoden (Abschreckmethode, isotherme Sättigungsversuche, chemische und thermische Analysen sowie mikroskopische und röntgenographische Analysen) untersucht worden. In diesem Zweistoffsystem treten fünf nonvariante Gleichgewichte bei 615, 755, 995, 1 340 und 1 365 °C auf. Es existieren die Verbindungen CaO·V2O5, 2 CaO·V2O5, 3 CaO·V2O5 und 4 CaO·V2O5. Bis auf C4V schmelzen alle Verbindungen kongruent und zwar bei 775, 1015 bzw. 1 405 °C. C4V zerfällt inkongruent bei 1 365 °C. In dem heterogenen Gebiet zwischen C4V und CaO existiert keine weitere Verbindung mit höherem Kalkgehalt als dem von 4 CaO·V2O5.
The constitutive behaviour of a Nb‐V HSLA steel in the temperature range of 900 to 975 °C
Authors: Wang Fengyin , Lenard John Gustav
Published: December 2016

Isothermal true‐stress true‐strain flow curves of a Nb‐V HSLA steel (0.13% C‐1.55% Mn‐0.028% Nb‐0.059% V) are presented in this paper. Constitutive relations, valid at temperatures from 900 to 975 °C and at rates of strain from 0.005 to 5 s−1, are derived. It is found that an Arrhenius‐type equation, with a digital data bank storing its constants for different levels of normalized strains, represents the material's resistance to deformation adequately.