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Schmelzen 6<br />

u Arbeits- und Umweltschutz ...................... 266<br />

u Energieverbrauch ...................................... 268<br />

u Gießen und Messen .................................. 280<br />

u Gattieren und Behandeln .......................... 278<br />

u Reststoffanalysen ...................................... 290<br />

u Feuerfest ................................................... 294<br />

u Schmelzen von Metallen .......................... 295<br />

u Quellenverzeichnis ................................... 303


6 Schmelzen<br />

Arbeits- und Umweltschutz<br />

Spezielle Hinweise zu Arbeits- und Umweltschutz sind enthalten in:<br />

Berufsgenossenschaftliche Vorschrift für Sicherheit und<br />

Gesundheit bei der Arbeit<br />

BGV C19 Metallhütten einschließlich Durchführungsanweisung<br />

BGV C19-DA<br />

BGV D23 Sprengkörper und Hohlkörper im Schrott einschließlich<br />

Durchführungsanweisung BGV D23-DA<br />

Berufsgenossenschaftliche Regel für Sicherheit und Gesundheit<br />

bei der Arbeit<br />

BGR 500 Kapitel 2.21 Betreiben von Gießereien<br />

Berufsgenossenschaftliche Informationen:<br />

BGI 549 Gießereiarbeiter<br />

BGI 723 Überwachung Metallschrott auf radioaktive Bestandteile<br />

BGI 806 Gefahrstoffe in Gießereien<br />

Staatliche Vorschriften zum Umgang mit Gefahrstoffen<br />

Verordnung zum Schutz vor Gefahrstoffen – GefStoffV<br />

Technische Regel für Gefahrstoffe<br />

TRGS 800 Brandschutzmaßnahmen<br />

TRGS 900 Arbeitsplatzgrenzwerte<br />

Staatliche Vorschriften zur Gestaltung von Arbeitsstätten<br />

Arbeitsstättenverordnung – ArbStättV<br />

Arbeitsstättenregeln – ASR<br />

266


Arbeits- und Umweltschutz<br />

Schmelzen 6<br />

NE- Metalle:<br />

Berufsgenossenschaftliche Regel für Sicherheit und Gesundheit<br />

bei der Arbeit<br />

BGR 204 Umgang mit Magnesium<br />

Ausgabe April 1999 Aktualisierte Fassung August 2005<br />

Berufsgenossenschaftliche Informationen:<br />

BGI 843 Gefahren beim Umgang mit Blei und seinen anorganischen<br />

Verbindungen<br />

Fachausschuß Eisen und Metall III der Berufsgenossenschaftlichen<br />

Zentrale für Sicherheit und Gesundheit – BGZ<br />

Beschaffenheitsanforderungen zur Vermeidung von Brandund<br />

Explosionsgefahren an Maschinen und Einrichtungen zur<br />

Be- und Verarbeitung, zum Schmelzen und Gießen von<br />

Magnesium<br />

Technische Regel für Gefahrstoffe:<br />

TRGS 505 Blei<br />

Stahlwerke:<br />

Berufsgenossenschaftliche Vorschrift für Sicherheit und<br />

Gesundheit bei der Arbeit<br />

BGV C17 Stahlwerke<br />

BGV C20 Hochöfen und Direktreduktionsschachtöfen<br />

267


6 Schmelzen<br />

Energieverbrauch<br />

Technische Anwendungsschwerpunkte von Schmelzöfen<br />

Werkstoffgruppe<br />

Kupolofen<br />

Induktions-Tiegelofen Induktions-<br />

Rinnenofen<br />

Netzfrequenz<br />

Mittelfrequenz<br />

Elektroöfen öl- oder gasbeheizte Öfen<br />

Lichtbogenofen<br />

widerstandsbeheizt<br />

Tiegel-,<br />

Herd-,<br />

Schacht-,<br />

Herdschachtöfen<br />

Stahl X X<br />

Gusseisen X X X X<br />

Kupfer/<br />

X X X X<br />

Kupferlegierungen<br />

Aluminium-<br />

X X X X X<br />

Legierungen<br />

Zink X X X X<br />

Trommelöfen<br />

268


Energieverbrauch<br />

Schmelzen 6<br />

Grenzleistungen für das elektrische Schmelzen im Tiegelofen<br />

und Energieverbrauchsrichtwerte<br />

Werkstoffgruppe<br />

Grenzleistung<br />

[kW/t]<br />

Frequenzbereich<br />

[Hz]<br />

spez. Energieverbrauch<br />

[kWh/t]<br />

Stahl und Gusseisen 300–350 50<br />

1000 (8 t-Ofen) 125–250<br />

Kupfer/<br />

Kupferlegierungen<br />

500–2000 *) 500–1000 340–380<br />

Aluminium-<br />

Legierungen<br />

500 150 485–525<br />

*) Schmelzanlagen bis 2200 kg Chargengewicht<br />

Gesamtwirkungsgrad von Induktionsöfen [1], [2], [3], [4], [8]<br />

Wirkungsgrad [%]<br />

Rinnenofen Netzfrequenz- Mittelfrequenz-<br />

Werkstoffgruppe<br />

Induktionsöfen Induktionsöfen<br />

Eisenwerkstoffe 80 70–75 75–80<br />

Kupfer/<br />

Kupferlegierungen<br />

80–88 50 56<br />

Aluminium-<br />

Legierungen<br />

76–83 60–65 65<br />

Zink 85<br />

269


6 Schmelzen<br />

Energieverbrauch<br />

Enthalpie bezogen auf jeweilige Schmelztemperatur<br />

reiner Stoffe und Legierungen und Überhitzungsenthalpie [1]<br />

Reine Stoffe<br />

Schmelztemperatur<br />

[°C]<br />

Enthalpie<br />

[kWh/t]<br />

Überhitzungsenthalpie<br />

[kWh/t*K]<br />

Fe 1600 375 0,23<br />

Ni 1500 317 0,20<br />

Si 1500 877 0,27<br />

Cu 1150 195 0,14<br />

Mg 700 320 0,39<br />

Al 700 310 0,31<br />

Zn 500 88 0,13<br />

Legierungen<br />

Schmelztemperatur<br />

[°C]<br />

Enthalpie<br />

[kWh/t]<br />

Überhitzungsenthalpie<br />

[kWh/t*K]<br />

G - X 20 Cr14<br />

1600 373 0,23<br />

(0,2 % C, 14 % Cr)<br />

GJS 1400 368 0,23<br />

1480 385 0,23<br />

GJL leg. (22 % Ni) 1400 367 0,23<br />

Ferrosilizium<br />

1400 621 0,26<br />

(75 % Si)<br />

Messing<br />

1000 149 0,14<br />

(Cu 63 %, Zn 37 %)<br />

Al-Legierung<br />

700 320 0,31<br />

(6 % Si, 4 % Cu)<br />

Al-Legierung<br />

700 307 0,33<br />

(5 % Mg)<br />

Al-Legierung<br />

(12 % Si)<br />

650 323 0,32<br />

270


Energieverbrauch<br />

Schmelzen 6<br />

Energieflussbild Mittelfrequenz-Induktions-Tiegelofen [1],[8],[9]<br />

271


6 Schmelzen<br />

Energieverbrauch<br />

Energieflussbild Kaltwind-Kupolofen [9]<br />

272


Energieverbrauch<br />

Schmelzen 6<br />

Energieflussbild Heißwind-Kupolofen-Anlage mit Wärmerückgewinnung [6], [9]<br />

273


6 Schmelzen<br />

Energieverbrauch<br />

Energieverbrauchswerte zum Schmelzen [2], [9], [11]<br />

Ofentyp Werkstoff Energieverbrauch<br />

zum Schmelzen<br />

[kWh/t Flüssigmetall]<br />

Kaltwind-<br />

Kupolofen<br />

Heißwind-<br />

Kupolofen<br />

Lichtbogenofen<br />

Netzfrequenz-<br />

Induktionsofen<br />

Mittelfrequenz-<br />

Induktionsofen<br />

Gesamtenergieverbrauch<br />

Schmelzen incl. Nebenverbräuche<br />

(Gattierung,<br />

Kühlwasser usw.)<br />

[kWh/t Flüsigmetall]<br />

Gusseisen 1105–1275 1342<br />

Gusseisen 765–1148 1271<br />

unleg. Stahl 500 –<br />

Gusseisen 500–550 727<br />

Gusseisen 491–520 657<br />

Spezifische Anteile des Energieverbrauchs in<br />

Eisen-, Stahl- und Tempergiessereien [5]<br />

274


Energieverbrauch<br />

Schmelzen 6<br />

Zusammenstellung der Umrechnungsfaktoren<br />

zwischen End- und Primärenergie sowie endenergiebezogener<br />

CO 2<br />

-Emissionen für verschiedene Energieträger [2]<br />

Umrechnungsfaktoren verschiedener<br />

Endenergieträger<br />

Endenergie/<br />

Primärenergie<br />

Endenergiebezogener CO 2<br />

-<br />

Emissionsfaktor [kg/kWh]<br />

Strom, Deutschland 0,327 0,615<br />

Strom, westliche Welt 0,540 0,293<br />

Steinkohle 0,933 0,406<br />

Steinkohlenkoks 0,897 0,473<br />

Braunkohle 0,963 0,413<br />

Erdgas 0,932 0,227<br />

Heizöl, leicht 0,913 0,301<br />

Heizöl, schwer 0,878 0,318<br />

Flüssiggas 0,878 0,268<br />

Dieselkraftstoff 0,884 0,301<br />

Zusammenstellung der Umrechnungsfaktoren für die<br />

endenergiebezogenen CO 2<br />

-Emissioinen für Strom [2]<br />

Umrechnungsfaktoren für den<br />

Endenergieträger Strom<br />

Endenergiebezogener<br />

CO 2<br />

-Emissionsfaktor [kg/kWh]<br />

Strom, westliche Welt 0,293<br />

Strom, Deutschland (1996) 0,615<br />

Strom, Deutschland (2007) 0,509<br />

Strom, Deutschland (2020) *) 0,345<br />

*) Branchenprognose 2020 mit 47 % regenerativ erzeugtem Strom<br />

275


p04.qxd:Layout 1 11.11.2010 12:02 Uhr Seite 204<br />

6 Schmelzen<br />

Gießen und Messen<br />

Anhaltswerte Anhaltswerte für Gießtemperaturen für Gießtemperaturen<br />

Gießtemperatur<br />

Gießwerkstoffbezeichnung<br />

°C<br />

dickwandig-dünnwandig<br />

Aluminium-Gußlegierungen 620 bis 730<br />

Magnesium-Gußlegierungen 620 bis 730<br />

Kupfer G-Cu 1150 bis 1290<br />

Kupfer-Chrom-Gußlegierung G-CuCr 1200 bis 1260<br />

Kupfer-Beryllium-Gußlegierung<br />

G–CuBe0,5<br />

G–CuBe0,5Ag<br />

G–CuBe2Co(Ni)<br />

Kupfer-Zinn-Gußlegierung<br />

G–CuSn12<br />

G–CuSn10, G-CuSn7ZnPb, G-CuSn5ZnPb<br />

1180 bis 1260<br />

1120 bis 1230<br />

1010 bis 1120<br />

1060 bis 1260<br />

1050 bis 1230<br />

Kupfer-Blei-Zinn-Gußlegierung<br />

G-CuPb10Sn, G-CuPb15Sn 1010 bis 1150<br />

Kupfer-Aluminium-Gußlegierung<br />

G-CuAl10Fe, G-CuAl10Ni, G-CuAl11Ni 1120 bis 1260<br />

Kupfer-Zink-Gußlegierung<br />

G-CuZn33Pb<br />

G-CuZn35Al1, G-CuZn15Si4<br />

G-CuZn34Al2, G-CuZn25Al5<br />

Kupfer-Nickel-Gußlegierung<br />

G-CuNi10<br />

G-CuNi30<br />

1040 bis 1160<br />

980 bis 1140<br />

960 bis 1120<br />

1350 bis 1430<br />

1370 bis 1450<br />

Nickel-Kupfer-Gußlegierung<br />

G-NiCu30Nb, G-NiCu30Si3 1370 bis 1500<br />

Gußeisen<br />

unlegiert und niedriglegiert 1340 bis 1480<br />

Stahlguß<br />

unlegiert und niedriglegiert<br />

hochlegiert<br />

1560 bis 1700<br />

1500 bis 1640<br />

Titan-Gußlegierung 1700 bis 1800<br />

Zink-Gußlegierung<br />

GD-ZnAl4, GD-ZnAl43Cu1 (Druckguß)<br />

GD-ZnAl4Cu3<br />

GD-ZnAl8Cu1 (ZA-8) (Druckguß)<br />

GD-ZnAl12Cu1 (ZA-12) (Druckguß)<br />

GD-ZnAl27Cu2 (ZA-27) (Druckguß)<br />

420 bis 440<br />

420 bis 480<br />

420 bis 440<br />

475 bis 530<br />

525 bis 580<br />

276<br />

204


Gießen und Messen<br />

Edelmetall-Thermoelemente<br />

Edelmetall-Thermoelemente<br />

Edelmetall-Thermoelemente<br />

Meßbereich positiver Schenkel negativer Schenkel<br />

–270 bis –230 °C Cu<br />

AuFe0,02at%<br />

Meßbereich –240 bis 0 °C positiver Cu Schenkel negativer AuCo2,1at% Schenkel<br />

–270 bis 000 bis<br />

–230<br />

700<br />

°C<br />

°C<br />

Cu<br />

PtIr10<br />

AuFe0,02at%<br />

AuPd40<br />

–240 bis<br />

bis 0<br />

1200<br />

°C<br />

°C<br />

Cu<br />

PtPd12,5<br />

AuCo2,1at%<br />

AuPd46<br />

bis 1200 °C Pd83Pt14Au3 AuPd35<br />

000<br />

850<br />

bis<br />

bis<br />

700<br />

1600<br />

°C<br />

°C<br />

PtIr10<br />

PtRh10<br />

AuPd40<br />

Pt<br />

1000 bis bis 12001800<br />

°C °C PtPd12,5 PtRh30 AuPd46 PtRh6<br />

1000 bis bis 12002200<br />

°C °C Pd83Pt14Au3 RhIr60<br />

AuPd35 Ir<br />

850 bis 1600 °C PtRh10<br />

Pt<br />

1000<br />

1000<br />

bis<br />

bis<br />

1800 °C<br />

2200 °C<br />

PtRh30<br />

RhIr60<br />

PtRh6<br />

Ir<br />

Gebräuchlichste Thermopaare<br />

Gebräuchlichste Thermopaare<br />

Gebräuchlichste Thermopaare<br />

Schmelzen 6<br />

Bezeichnung Legierung Temperaturbereich<br />

Thermospannung<br />

(Mittelwert)<br />

Bezeichnung Legierung Temperaturbereich<br />

in °C Thermo-<br />

in µV/K<br />

0 bis 1300 spannung 10,5<br />

Platin- (+) Pt<br />

Platinrhodium (–) PtRh 10 %<br />

(600)(Mittelwert)<br />

in °C in µV/K<br />

Platin-<br />

Nickel-<br />

(+) Pt<br />

(–) NiAl 2 % (Si,Mn)<br />

0 bis<br />

0 bis<br />

1300<br />

1000<br />

10,5<br />

41,3<br />

Chromnickel (+) NiCr 10 % (Si,Mn,Fe)<br />

(1300)<br />

Platinrhodium (–) PtRh 10 %<br />

(600)<br />

Eisen- (+) Fe<br />

–200 bis 700 54<br />

Nickel- Konstantan(–)<br />

NiAl (–) CuNi 2 % 45 (Si,Mn) % (Si,Mn,Fe) 0 bis 1000 (900) 41,3<br />

Chromnickel (+) NiCr 10 % (Si,Mn,Fe)<br />

(1300)<br />

Kupfer- (+) Cu<br />

–200 bis 400 52<br />

Eisen- Konstantan(+)<br />

Fe (–) CuNi 45 % (Si,Mn,Fe)–200 bis 700 (600) 54<br />

Konstantan (–) CuNi 45 % (Si,Mn,Fe)<br />

(900)<br />

Kupfer-<br />

Konstantan<br />

(+) Cu<br />

(–) CuNi 45 % (Si,Mn,Fe)<br />

–200 bis 400<br />

(600)<br />

52<br />

4<br />

4<br />

277<br />

205


6 Schmelzen<br />

Gattieren und Behandeln<br />

Schmelzpunkte und -bereiche sowie Dichte und Abkühlziffern<br />

für verschiedene Metalle und Legierungen<br />

Metall/Legierung<br />

Richtzusammensetzung<br />

in %<br />

Schmelzpunkt/<br />

-bereich<br />

[°C]<br />

Dichte<br />

[g/cm 3 ]<br />

Abkühlziffer<br />

*)<br />

K<br />

Al<br />

Aluminium 100 Al 658 2,70 +18, 0±2<br />

Calcium-Aluminium 73 Al; 26 Ca 900–1080 2,4<br />

Ferroaluminium 35 Al; 65 Fe 1230–1270 5,1 -17, 3±2<br />

Ferroaluminium 50 Al; 50 Fe -15, 9±2<br />

Titan-Aluminium 95 Al; 5 Ti 665-1095 2,1<br />

Titan-Aluminium 90 Al; 10 Ti 665–1195 2,2<br />

Titan-Aluminium 40 Al; 60 Ti 1440–1470 3,9 -15, 7±3<br />

Be<br />

Aluminium-<br />

Beryllium<br />

Kupfer-Beryllium<br />

Nickel-Beryllium<br />

5 Be; 95 Al<br />

4 Be; 96 Cu<br />

6 Be; 94 Ni<br />

650–880<br />

865–890<br />

1160–1190<br />

2,7<br />

8,25<br />

Bi<br />

Wismut-Metall 100 Bi 272 9,80<br />

Blei-Wismut 30 Bi; 70 Pb 185–220<br />

B<br />

Bor 100 B ca. 2300 2,34<br />

Ferrobor<br />

15 B; 2 Al; 1 Si; 1450–1500 ca. 6,7 -16, 2±6<br />

82 Fe<br />

Ferrobor<br />

20 B; 2 Al; 1 Si; 1500–1540 ca. 6,5 -11, 9±5<br />

77 Be<br />

Nickel-Bor 15 B; 1 Fe; 84 Ni 1020–1250 ca. 7,1<br />

Ca<br />

Calcium-Aluminium 26 Ca; 7,3 Al 900–1080 2,4<br />

Calcium-Silicium 31 Ca; 62 Si 980–1200 2,5<br />

Calcium-Silicium-<br />

Aluminium<br />

27 Ca; 55 Si; 10 Al 900-970 2,4<br />

278


Gattieren und Behandeln<br />

Schmelzen 6<br />

Schmelzpunkte und -bereiche sowie Dichte und Abkühlziffern<br />

für verschiedene Metalle und Legierungen<br />

Metall/Legierung<br />

Calcium-Silicium-<br />

Aluminium<br />

Calcium-Silicium-<br />

Aluminium<br />

Calcium-Silicium-<br />

Magnesium<br />

Richtzusammensetzung<br />

in %<br />

Schmelzpunkt/<br />

-bereich<br />

[°C] bzw.<br />

22 Ca; 53 Si; 18 Al 880–940 2,5<br />

18 Ca; 38 Si; 37 Al 830–880 2,6<br />

28 Ca; 53 Si;<br />

10 Mg<br />

1000–1250 2,3<br />

Dichte<br />

[g/cm 3 ]<br />

Abkühlziffer<br />

*)<br />

K<br />

Cr<br />

Chrom 100 Cr ca. 1900 7,2 -21, 5±2<br />

Elektrolytchrom 99,9 Cr ca. 1875 7,2<br />

Chrom,<br />

aluminothermisch 99,4 Cr ca. 1850 7,2<br />

Ferrochrom suraffiné 72 Cr; 0,01 C; 1660–1690 7,35 -19, 4±3<br />

0,6 Si; 26 Fe<br />

Ferrochrom suraffiné 72 Cr; 0,10 C; 1600–1650 7,35 -19, 4±3<br />

0,6 Si; 26 Fe<br />

Ferrochrom suraffiné 72 Cr; 0,5 C; 1590–1650 7,35 -19, 7±3<br />

0,6 Si; 25 Fe<br />

Ferrochrom affiné 70 Cr; 1 C; 1580–1610 7,34<br />

0,6 Si; 27 Fe<br />

Ferrochrom affiné 70 Cr; 2 C; 1400–1500 7,31<br />

0,6 Si; 26 Fe<br />

Ferrochrom carburé 69 Cr, 4 C; 1360–1420 7,2<br />

0,6 SI; 25 Fe<br />

Ferrochrom carburé 69 Cr, 6 C; 1350–1500 7,1<br />

0,6 SI; 24 Fe<br />

Ferrochrom carburé 64 Cr, 6 C;<br />

-24, 9±4<br />

0,6 SI; 28 Fe<br />

Ferrochrom carburé 63 Cr, 5,5 C;<br />

0,6 SI; 23 Fe<br />

1400–1500 6,7<br />

279


6 Schmelzen<br />

Gattieren und Behandeln<br />

Schmelzpunkte und -bereiche sowie Dichte und Abkühlziffern<br />

für verschiedene Metalle und Legierungen<br />

Metall/Legierung<br />

Ferrochrom-<br />

Stickstoff<br />

Richtzusammensetzung<br />

in %<br />

70 Cr; 3,8 N; 0,04<br />

C; 0,75 Si<br />

Schmelzpunkt/<br />

-bereich<br />

[°C]<br />

1425–1515 7,34<br />

Dichte<br />

[g/cm 3 ]<br />

Abkühlziffer<br />

*)<br />

K<br />

Silico-Chrom 40 42 Cr; 42 Si; 16 Fe 1300–1400 5,3 -16, 9±4<br />

Silico-Chrom 60 61 Cr; 23 Si; 16 Fe 1500–1600 5,8 -22, 7±4<br />

Co<br />

Kobalt 100 Co 1495 8,9 14, 0±1<br />

Cu<br />

Kupfer 100 Cu 1083 8,96<br />

Kupfer-Titan 70 Cu; 30 Ti 875–900 7,3<br />

Kupfer-Zirkon 65 Cu; 35 Zr ca. 1115<br />

Kupfer-Zirkon 50 Cu; 50 Zr 890–900<br />

Mg<br />

Magnesium 100 Mg 650 1,74<br />

Nickel-Magnesium 15 Mg; 85 Ni 1050–1130 ca.6,1<br />

Ferronickel-<br />

Magnesium<br />

Ferrosilicium-<br />

Magnesium<br />

Ferrosilicium-<br />

Magnesium<br />

Ferrosilicium-<br />

Magnesium<br />

Calcium-Silicium-<br />

Magnesium<br />

15 Mg; 69 ni; 1050–1070 ca. 6,0<br />

15 Fe<br />

5 Mg; 47 Si; 45 Fe 950–1275 ca. 4,3<br />

10 Mg; 45 Si;<br />

42 Fe<br />

30 Mg; 55 Si;<br />

12 Fe<br />

10 Mg; 55 Si;<br />

39 Ca<br />

950–1245 ca. 3,8<br />

900–1000 ca. 2,5<br />

900–1100 ca. 2,2<br />

Mn<br />

Mangan, elektrolyt. 99,9 Mn ca. 1240 7,4 -18, 3±1<br />

Mangan 96 Mn; 3 Fe; 0,5 Si ca. 1230 ca. 7,8 -18, 3±1<br />

Ferromangan<br />

suraffiné<br />

85 Mn; 1,5 Si;<br />

13,5 Fe<br />

ca. 1240 ca. 7,3 -18, 3±1<br />

280


Gattieren und Behandeln<br />

Schmelzen 6<br />

Schmelzpunkte und -bereiche sowie Dichte und Abkühlziffern<br />

für verschiedene Metalle und Legierungen<br />

Metall/Legierung<br />

Ferromangan<br />

affiné<br />

Ferromangan<br />

carburé<br />

Richtzusammensetzung<br />

in %<br />

80 Mn; 1,5 Si; 1,5<br />

C; 17 Fe<br />

78 Mn; 1 Si; 7 C;<br />

14 Fe<br />

Schmelzpunkt/<br />

-bereich<br />

[°C]<br />

Dichte<br />

[g/cm 3 ]<br />

Abkühlziffer<br />

*)<br />

K<br />

1150–1190 ca. 7,4 -18, 7±2<br />

1070–1260 ca. 7,3<br />

Silico-Mangan 70 Mn; 20 Si; 1 C; 1130–1235 ca. 6,3 -18, 4±3<br />

8 Fe<br />

Silico-Mangan 63 Mn; 33 Si; 0,05 ca. 1275 -16, 9±2<br />

C; 3 Fe<br />

Mo<br />

Molybdän 100 Mo ca. 2620 10,2<br />

Ferromolybdän 70 Mo; 0,5 Si; 29 Fe 1800–1900 ca. 9,4 -10, 8±3<br />

Ferromolybdän 62 Mo; 1 Si; 36 Fe 1800–1900 ca. 9,0 -10, 8±3<br />

Ni<br />

Nickel 100 Ni 1454 8,9 -10, 3±1<br />

Ferronickel 51 Ni; 0,5 Co; 48 Fe ca. 1430 ca. 8,3<br />

Nickel-Bor 84 Ni; 15 B; 1 Fe 1020–1250 ca. 7,1<br />

Nickel-Magnesium 85 Ni; 15 Mg 1050–1130 ca. 6,1<br />

Nickel-Niob 42 Ni; 56 Nb; 1 Al;<br />

1 Fe<br />

1280–1360 ca. 8,8<br />

Nb<br />

Ferroniob<br />

Ferroniob-Tantal<br />

65 Nb; 1 Al; 1 Si;<br />

32 Fe<br />

63 Nb; 5,5 Ta; 2 Al;<br />

28 Fe<br />

1530–1580 ca. 8,1 -10, 7±3<br />

1530–1600 ca. 8,4<br />

P<br />

Ferrophosphor 24 P; 1 Si; 73 Fe 1250–1350 ca. 6,4<br />

Si<br />

Siliciummetall 99 Si 1410–1440 ca. 2,3 +17, 0±3<br />

Ferrosilicium 45 Si; 24 Fe 1215–1300 ca. 5,1 -10, 0±3<br />

Ferrosilicium 75 Si; 54 Fe 1210–1315 ca. 2,8 + 4, 9±3<br />

281


6 Schmelzen<br />

Gattieren und Behandeln<br />

282<br />

Schmelzpunkte und -bereiche sowie Dichte und Abkühlziffern<br />

für verschiedene Metalle und Legierungen<br />

Metall/Legierung<br />

Richtzusammensetzung<br />

in %<br />

Schmelzpunkt/<br />

-bereich<br />

[°C]<br />

Dichte<br />

[g/cm 3 ]<br />

Abkühlziffer<br />

*)<br />

K<br />

Ferrosilicium 90 Si; 9 Fe 1210–1380 ca. 2,4 +12, 4±3<br />

Ti<br />

Ferrotitan<br />

30 Ti; 4 Al; 3 Si;<br />

62 Fe 1315–1500 ca. 6,2 -16, 4±4<br />

Ferrotitan<br />

40 Ti; 6 Al; 2 Si; 1335–1480 ca. 5,9 -16, 3±4<br />

51 Fe<br />

Ferrotitan 70 Ti; 0,5 Al; 28 Fe 1070–1135 ca. 5,4 -12, 3±3<br />

Titan-Aluminium 10 Ti; 90 Al 665–1195 ca. 2,2<br />

Titan-Aluminium 60 Ti; 40 Al 1440–1470 ca. 3,9 -15, 7±3<br />

V<br />

Vanadium-Metall 99,8 V ca. 1900 ca. 6,1<br />

Ferrovanadium 60 V; 1,5 Al; 37 Fe 1550–1600 ca. 6,9 -18, 1±5<br />

Ferrovanadium 80 V; 1 Al; 1 Si; 1690–1770 ca. 6,4 -17, 7±5<br />

17 Fe<br />

Vanadium- 50 V; 49,5 Al 1450–1670 ca. 4,0<br />

Aluminium<br />

Vanadium- 85 V; 14,5 Al 1840–1860 ca. 5,2<br />

Aluminium<br />

W<br />

100 W ca. 3410 ca. 19,3<br />

Wolfram-Metall<br />

Ferro-Wolfram 80 W; 1 C; 17 Fe ca. 3410 ca. 15,4 -6, 5±3<br />

Melting Base 30 W; 1 C; 2 Cr;<br />

65 Fe<br />

Zr<br />

Ferrozirkon 85 Zr; 15 Fe 935–1000<br />

Kupfer-Zirkon 35 Zr; 65 Cu ca. 1115<br />

Kupfer-Zirkon 50 Zr; 50 Cu 890–900<br />

Ferrosilicium-Zirkon 38 Zr; 50 Si; 11 Fe 1250–1340 ca. 3,5<br />

*) Die Abkühlziffern geben die Temperaturänderungen in K an, die eine<br />

Stahlschmelze von 1600 °C erfährt, wenn 1 % einer Legierung oder eines<br />

Metalls dem Stahl zugegeben wird. Die Abkühlziffern sind anwendbar bei<br />

Zusätzen bis ca. 10 %.


Gattieren und Behandeln<br />

Schmelzen 6<br />

Übersicht der Aufkohlungsmittel für das elektrische Schmelzen [1], [5], [7]<br />

Aufkohlungsmittel Aschegehalt<br />

[%]<br />

Wassergehalt<br />

[%]<br />

Stickstoffgehalt<br />

[%]<br />

Wasserstoffgehalt<br />

[%]<br />

Schwefelgehalt<br />

[%]<br />

Flüchtige<br />

Bestandteile<br />

[%]<br />

Kohlenstoffgehalt<br />

[%]<br />

synthetischer Graphit 0,50 0,30 0,01 – 0,04 0,10 99,00 840<br />

Naturgraphit 11,00 0,70 0,02 – 0,10 1,00 87,30 –<br />

Elektrodengraphit 0,20 – < 0,1 < 0,1 0,05 < 0,2 99,20 –<br />

calcinierter Petrolkoks mit hohem<br />

Schwefelgehalt<br />

calcinierter Petrolkoks mit niedrigem<br />

Schwefelgehalt<br />

mittlere<br />

Schüttdichte<br />

[kg/m 3 ]<br />

0,40 0,40 0,60 0,15 1,50 0,30 98,90 770<br />

0,05 0,10 0,07 0,04 0,10 0,20 99,55 800<br />

getrockneter metallurgischer Koks 9,00 0,30 1,00 – 1,00 1,00 89,70 640<br />

Acethylenkoks<br />

Pechkoks 0,50 0,50 0,70 0,20 0,40 0,50 98,00 550<br />

verkokte Braunkohle 2,50 2,00 0,60 1,10 0,25 3,50 92,00 640<br />

Koksgruss 9,00 – 1,00 – 1,00 1,00 88,00 –<br />

Kohlenstoffpellets 0,10 0,10 0,50 – 0,70 1,00 98,80 –<br />

elektrisch calcinierter Anthrazit 4,00 0,20 0,40 – 0,25 0,25 95,50 900<br />

283


6 Schmelzen<br />

Gattieren und Behandeln<br />

Zusammensetzung einiger am Markt befindlicher Impfmittel<br />

Impfmittel Massengehalt in %, Rest Fe Sonstige<br />

Si Al Ca Ba Sr Zr Mn<br />

FeSi 45 DIN 17560<br />

FeSi 45 Mg<br />

FeSi 75<br />

FeSi 75 DIN 17560<br />

FeSi 75 DIN 17560<br />

FeSi 90 Mg<br />

FeSi 90 DIN 17560<br />

FeSi-Al<br />

FeSi-Ce<br />

FeSi-La<br />

FeSi-Mn-Zr<br />

FeSi-Mn-Zr-Ba<br />

FeSi75-Sr<br />

FeSi45-Sr<br />

FeSi45-Ti<br />

FeSi45-Graphit<br />

Cuprinoc<br />

Inobar<br />

Inoculoy<br />

SMZ<br />

42–48<br />

42–48<br />

73–79<br />

73–79<br />

73–79<br />

87–95<br />

87–95<br />

70<br />

45<br />

75<br />

60–65<br />

58<br />

75<br />

45–50<br />

45–50<br />

40–50<br />

14<br />

60<br />

60<br />

60–65<br />

max 1,5<br />

0,8<br />

1,0–2,0<br />

1,0–2,0<br />

max. 1,5<br />

1,5<br />

1,0–2,0<br />

4<br />

0,5<br />

1,5<br />

1,0–2,0<br />

3,0<br />

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