Mit Druckluft betriebene und von Hand gefuhrte schlagende Werkzeuge (Ab bauhammer, Niethammer, Meisselhammer u.a.) werden in zunehmendem Masse mit gummielastischen Stoffen am Hammergriff und an anderen Stellen ausgerustet. Diese Stoffe zeichnen sich durch eine besonders hohe Dampfung aus. Sie sollen den Ruckschlag dieser Werkzeuge, der bei den langer damit arbei tenden Menschen schwere korperliche Schadigungen hervorrufen kann, ver ringern. Die Dampfung ist allgemein die zeitliche Abnahme der Amplitude einer Schwingung infolge des Uberganges von Schwingungsenergie in Warme. Sie ist bei den gummielastischen, also hochmolekularen naturlichen oder kunstlichen Stoffen als hoch im Verhaltnis zu Stahl zu erwarten. Das er gibt sich aus ihrer chemischen Struktur, der Beweglichkeit der Molekule einerseits und der inneren Ruckstellkraft andererseits. Nach Aussagen der Manner, die mit schlagenden Druckluftwerkzeugen arbei ten, musste bei Verwendung von gummielastischen Stoffen an geeigneten Stellen der Hammer eine wesentliche Milderung des Ruckschlages auf die bedienende Person zu erwarten sein. Zunachst sind jedoch diese Aussagen mit aller Vorsicht zu werten, da exakte Messungen uber die Auswirkung dieser Stoffe als Dampfungselemente noch nicht vorliegen. Sollte eine Milderung des Ruckschlages exakt nachgewiesen werden, dann ist weiter damit noch nicht gesagt, dass nun keine korperlichen Schadi gungen mehr auftreten werden. Diese Frage kann nur vom Mediziner und dann voraussichtlich erst in Jahren beantwortet werden, da die Schadigungen, generell auch als Abbauhammerkrankheiten bezeichnet 4], bekanntlich erst nach vielen Jahren auftreten. Ausserdem erleiden nicht alle mit Pressluft hammern Arbeitenden Schaden, es spielt also auch ein physiologischer An lagefaktor eine Rolle."

1.0 Wirtschaftliche Gesichtspunkte In den Jahren nach dem 2. Weltkrieg ist der Bedarf an Rohstoffen stark ge stiegen. Trotz umfangreicher Kriegsschaden hat die Erzeugung den Vorkriegs stand bereits uberschritten, und alle Schatzungen fur das nachste Jahr zehnt 11 stimmen darin uberein, dass mit einer zunehmenden Bedarfsauswei tung zu rechnen ist. Da vor allem die reichhaltigen Lagerstatten stark abnehmen, wirft diese Tatsache die Frage auf, wie die weniger hochwertigen Rohstofflager zu nutzen sind. Im Rahmen dieser Arbeit ist die Sachlage bei den Erz- und Kohlenvorkommen von Interesse. Im gleichen Ausmass wie armere Erze zur Eisenerzeugung herangezogen werden, steigt auf Grund der Gewinnungsart oder der Erzbeschaffenheit der Feinerz anteil an. Dies Feinerz ist aber ohne besondere Vorbehandlung im ublichen Hochofen verfahren nicht verhuttbar; das feinkornige Erz muss erst stuckig gemacht werden. Obwohl technisch diese Vorbereitung moglich ist, ist sie nicht sehr beliebt, weil dabei Schwierigkeiten und erhebliche Mehrkosten ein treten. So belasten z.B. die Kosten fur die Pelletisierung mit 7, -- bis 9, -- DM/t bzw. die fur die Sinterung mit 10, -- bis 15, -- DM/t die Ver huttung recht stark 2]. Vor allem aber wird durch dieses Verfahren der Kokskohlenbedarf nicht verringert. Die Koksversorgung bereitet schon jetzt in zweierlei Hinsichten Schwie rigkeiten. Einmal gibt es viele Lander, die sehr wenige oder uberhaupt keine Kokskohlenvorkommen besitzen und auf kostspielige Einfuhr von Koks oder Kokskohle angewiesen sind. Zum anderen treten auch in den ausge sprochenen Kokskohlenlandern Engpasse auf."

Im Rahmen der konventionellen Herstellungsverfahren fur Stahlguss nimmt das Bessemer Verfahren bei einem Anteil von rund 20 % an der Gesamtstahl gusserzeugung eine besondere Stellung ein. Die niedrigen Investitionsko sten fur eine Bessemer-Anlage und die Moglichkeit, kleine Stahlmengen mit hinreichender Wirtschaftlichkeit zu erzeugen, machen den Bessemer Stahl guss zu einem verhaltnismassig billigen Werkstoff. Als Vorschmelzaggregat dient in der Regel der Kupolofen. Hinsichtlich der machanischen Eigenschaften ist der in der Bessemer Birne erschmolzene Stahl den anderen Stahlgusssorten unterlegen, weshalb er be vorzugt fur die Herstellung von Gussstucken geringer statischer und dyna mischer Beanspruchung verwendet wird. Aus Abbildung 1 ist zu entnehmen, dass, abgesehen von einer konjunkturbe dingten Schwankung in der Gesamtstahlgusserzeugung, der Anteil an Besse rner-Stahl in den letzten Jahren zugunsten der Elektrostahlerzeugung zu ruckgegangen ist (1). 100 -. Elektro-Stahl V/ V/. 90 w 80 __ .. ss "," ...., % 0 70 -- ' % 60 '% ....."

Ein grundlegendes Problem bei der spanenden Formgebung ist der Verschlsiss des Werkzeuges. Der Verschleiss ist in mehrfacher Hinsicht von besonderer fertigungstechnischer und wirtschaftlicher Bedeutung. Er verursacht erhebliche Kosten, die durch Wechsel bzw. Schleifen und Abnutzung des Werkzeuges entstehen, begrenzt bei vorgegebener Standzeit die anwendbaren Schnittbedingungen und die erzielbare Zerspanungsleistung, beeinflusst Arbeitsgenauigkeit und Oberflachengute wahrend der Bearbeitung und bestimmt somit die Wirtschaftlichkeit eines Arbeitsvorganges. Aus diesen Grunden ist bis heute der Werkzeugverschleiss Hauptgegenstand der Zerspanungsforschung. Fruher wurde versucht, die Gesetzmassigkeiten empirisch aufzufinden, nach denen sich der Verschleiss bei den verschiede nen Schnittbedingungen und unter dem Einfluss von Werkstoff- und Maschinen eigenschaften am Werkzeug ausbildet. Neuerdings wird versucht, die Ver schleissursachen physikalisch zu ergrunden und das Wesen des Verschleisses zu erfassen, um die Ergebnisse in ein Gesamtbild einordnen zu konnen, eine Zerspanungstheorie aufzustellen und unabhangig von Zufalligkeiten der Versuchsanordnung zu sein. Die bei den hier aufgezeigten Richtungen in der Zerspanungsforschung bedin gen naturgemass auch ihre eigene Versuchsmethodik. Zum, empirischen Auffin den der Verschleissgesetzmassigkeiten mass und beobachtete man die einzelnen Verschleissgrossen, die sich bei den verschiedenen Zerspanungsbedingungen einstellten. Zur Klarung der Verschleissursachen bedient man sich anderer Messverfahren. Es werden z.B. die Schneidentemperaturen, Potentiale, Spannungen und Strome, die bei der Zerspanung auftreten, gemessen, oder es werden Modellversuche durchgefuhrt. Das Ziel der hier beschriebenen Zerspanungsforschung war es, allgemeine Gesetzmassigkeiten aufzufinden."

Auf dem Gebiete der Schweisstechnik sind in den letzten Jahren eine Fulle von neuen Erkenntnissen und Entwicklungen zu verzeichnen. Hierauf fusst die stetig wachsende Bedeutung der Schweisstechnik als Fertigungsverfahren. Der Begriff "schweissbar" ist heute ebenso bedeutungsvoll und wichtig, wie es noch vor Jahren allein das Festigkeitsverhalten oder die chemische Zu sammensetzung des Werkstoffes war. Sehr wesentlichen Anteil an der verstarkten Anwendung schweisstechnischer Fertigungsverfahren haben die Vorteile, die sich bei der Herstellung von Verbindungen metallischer Werkstoffe gegenuber anderen Verfahren, z.B. gegenuber dem Nieten oder dem Verschrauben, ergeben. Das Schweissen er zielt in fast allen Fallen erhebliche Einsparungen an Werkstoff und somit an Gewicht. Ferner lasst sich unter der Voraussetzung, dass die Schweissbar keit der Stahle mit hoherer Festigkeit gut ist, eine Ausnutzung der Fe stigkeitseigenschaften dieser Stahle erzielen, wie sie bei einer Nietung oder Verschraubung oft nicht, moglich ist. Ein weiterer, wesentlicher Vor teil des Schweissens liegt in der hoheren Leistung gegenuber anderen Ferti gungsmethoden begrundet, was zu einer rationellen Produktion fuhrt. Ein sehr grosses Anwendungsgebiet hat die Schweisstechnik im Kessel- und Behalterbau gefunden. Hier betragt die Einsparung an Werkstoff infolge Einsatz schweisstechnischer Fertigungsverfahren, um ein Beispiel zu den vorgenannten Vorteilen anzufuhren, nach Angaben im deutschen und auslan dischen Schrifttum (13) bisweilen bis zu 40 %."

Der Verband Deutscher Schleifmittelhersteller sowie das Wirtschafts- und Verkehrsministerium des Landes Nord-Rhein-Westfalen stellten Mittel zur Verfugung, um Richtwerte fur das Genauigkeitsschleifen zu ermitteln. Die hierzu erforderlichen Versuche wurden im Laboratorium fur Werkzeugmaschinen und Betriebslehre an der Technischen Hochschule Aachen durchgefuhrt, auf- bauend auf zahlreiche Schleifversuche, die zum groessten Teil von der Deut- schen Forschungsgemeinschaft unterstutzt wurden. Bisher lag nur eine UEbersicht des AWF [1] vor, in der einige Erfahrungs- werte zusammengetragen sind. Zweck der Richtwerte ist es, dem Werkstatt- mann Anhaltspunkte uber die Wahl der wirtschaftlichen Schleifbedingungen zu geben. Dass es sich nur um Anhaltspunkte handeln kann, ergibt sich be- reits aus der unermesslichen Fulle von Kombinationsmoeglichkeiten, hervorge- rufen durch zahlreiche Einflussgroessen. Es ist daher falsch, wenn die hier empirisch ermittelten Werte verallge- meinert werden. Sie gelten nur fur die jeweils gewahlten Schleifbedingun- gen und sind dabei noch mit Streuungen behaftet. Es wurde versucht, den praktisch wichtigsten Bereich beim Aussenrund- Langs- und Einstechschleifen zu untersuchen. Im Hinblick auf den Versuchsumfang mussten jedoch die Werk- stuckdurchmesser, der Werkstoff und die Schleifscheibenarten und -Harten sowie die Abrichtbedingungen konstant gehalten werden. 1.1 Sinn und Zweck der Richtwertuntersuchungen Der Wert dieser Richtwertuntersuchungen mag darin begrundet liegen, dass 1) die Schleifbedingungen dem augenblicklichen Stand der Schleif technik entsprechend systematisch variieren; 2) die quantitativen Zusammenhange sicher auf weitere, entferntere Gebiete des Schleifens ubertragbar sind; 3) ein qualitativer Begriff uber die wichtigsten Einflussgroessen wie Rauh- tiefen, Krafte und Standzeiten gegeben wird.

Die Regierung des Landes Nordrhein-Westfalen sieht in der Forderung der wirtschaftlich wichtigen Forschung eine Massnahme grosster Bedeutung. Seit mehreren Jahren werden in steigendem Umfange Mittel zur Verfugung gestellt, die der Gewinnung neuer Erkenntnisse auf allen Fachgebieten dienen. Der gewerblichen Wirtschaft des Landes soll uber die Forschung die Moglichkeit geboten werden, wieder den Stand gegenuber anderen Landern und Volkern zu erreichen, den sie fruher besass, und gleichzeitig mit der schnellen Ent wicklung des internationalen Geschehens Schritt halten zu konnen. Von aus schlaggebendem Interesse ist hierbei die Forderung von Schwerpunktsaufga ben auf zuruckgebliebenen Gebieten und der Aufbau neuer Forschungseinrich tungen fur solche Wissenszweige, deren Erkenntnisse unabdingbare Voraus setzung fur die Zukunft jeder modernen Wirtschaft sind. Aus diesem Grunde wurde auch die Grundung der Forschungsgesellschaft fur Verfahrenstechnik und der Aufbau ihres Institutes an der Technischen Hoch schule in Aachen sehr begrusst. Dieses Institut will sich sowohl der Grund lagenforschungen als auch allgemeiner Untersuchungen fur die praktische Anwendung annehmen, die bisher nur selten und als begrenzte Sonderfragen an einzelnen Stellen durchgefuhrt worden sind. Das Institut soll eine seit langem empfundene Lucke innerhalb aller Forschungseinrichtungen ausfullen; es soll seine Probleme aus der Ganzheit unter Verbindung von Vertretern mehrerer Fakultaten losen, um den Unternehmungen der verschiedensten Indu striEzweige zu besseren und oft ganzlich neuen Methoden fur die Darstellung, Aufbereitung und Verarbeitung ihrer Stoffe zu verhelfen. Ich wunsche dem Institut bei der Durchfuhrung seiner Arbeiten einen vollen Erfolg."

Die Schweisstechnik hat dank der Vielzahl ihrer differenzierten Ferti gungsverfahren namentlich wahrend der letzten 25 Jahre einen nahezu un vergleichlichen Sieges lauf genommen und ist heute fur die industrielle Fertigung unentbehrlich. An ihren Erfolgen hat die elektrische Wider standsschweissung einen bedeutenden Anteil. Wahrend die elektrische Lichtbogenschweissung sowohl bei der Einzelferti gung als auch bei der Massenfertigung verwendet wird, ist das Hauptanwen dungsgebiet der elektrischen Widerstandsschweissung - bis auf wenige Aus nahmen - die Massenfertigung. Hierbei erzielt sie gegenuber anderen Schweissverfahren hochwertige Schweissverbindungen bei hervorstechender Wirtschaftlichkeit. Die Anwendungsmoglichkeit dieser Schweissmethode wird fast ausnahmslos durch konstruktive Gesichtspunkte und nicht durch den Werkstoff als sol chen bestimmt. Mit Hilfe der elektrischen Widerstandsschweissung lassen sich namlich alle Werkstoffe, die im knetbaren Zustand verschweissbar sind, unter Anwendung von Druck (Pressschweissverfahren) verschweissen. Dar uber hinaus konnen durch Widerstandsschweissverfahren verschiedenste Me talle miteinander verbunden werden, die aus metallurgischen Grunden durch die Schmelzschweissung nicht miteinander verschweisst werden konnen."

Die Arbeit wurde mit Unterstutzung des Ministeriums fur Wirtschaft und Verkehr des Landes Nordrhein-Westfalen durchgefuhrt. Es sei herzlichst gedankt fur zahlreiche Diskussionen und Hinweise den Herren Prof. Dr.-Ing W. PATTERSON und Dr.-Ing. H. SCHIFFERS, fur vielfa che Hilfeleistung bei der Durchfuhrung der Arbeit Herrn Ing. M. KRICHEL, fur zur Auswertung freundlichst uberlassenes Probematerial Herrn Dipl.-Ing. W. MATEJKA. G 1 i e der u n g S. Vorwort . . . . 3 I. Einleitung S. . . 5 II. Die Schmelzuberhitzung und Desoxydation als ein Weg zur Erzeugung eines ho.chwertigen Gusseisens . . . . S. 5 . . III. Die Anwendung basischer Schmelzuberhitzung - ein aussichts reicher Weg zur Erzeugung eines hochwertigen Gusseisens S. 12 IV. Die Entgasung technischer Schmelzen mittels Spulgasen S. 17 V. Die Anwendung von Hochvakuum zur Gasreinigung von GuBeisen- . . . . . S. 25 schmelzen .1 VI. Die Anwendung von Reaktionsgemischen bei Gusseisenschmelzen zum Zwecke einer weitgehenden Desoxydation ... S. 30 VII. Die Anwendung metallischer Wirkstoffe zur weitgehenden Graphitaus- Desoxydation und zum Zwecke einer kompakten S. scheidung im Gusseisen . . . 39 . S. VIII. Zusammenfassung . . . . 43 . . . S. IX. Literaturverzeichnis . . . . . . 45 . Seite 3 Forschungsberichte des Wirtschafts- und Verkehrsministeriums Nordrhein-Westfalen I. Einleitung Bei den Bestrebungen, einen Grauguss mit moglichst hohen Festigkeitseigen schaften und einer gesteigerten Zahigkeit herzustellen, haben sich beson ders Pfannenzusatze von Magnesium bis heute als die wirksamsten erwiesen."

In den letzten 20 Jahren ist es der Braunkohlenschweltechnik gelungen, durch Verbesserung der vorbereitenden Verfahren einen stuckigen Braunkoh lenschwelkoks zu erzeugen, so dass die Schwelwurdigkeit einer Kohle heute nicht nur eine Frage ihres Bitumengehaltes ist, sondern mit gleicher Be rechtigung von der Moglichkeit zur Erzeugung eines hochwertigen Kokses hergeleitet werden kann. Diese Aussage trifft vor allem auch fur die rheinische Braunkohle zu. Ihr geringer Asche- und Schwefelgehalt sowie die jeder Braunkohle eigene gute Reaktionsfahigkeit bietet sie sogar zur Verwendung fur metallurgische Zwecke an. Diese Tatsachen gaben die Anregung zu Untersuchungen mit dem Ziele, bei der Verhuttung die Braunkohle als Kohlenstoff trager zu verwenden. Wahrend in Mitteldeutschland aus Mangel an backfahigen Steinkohlen der Weg zur Braunkohlen-Hochtemperaturkokserzeugung fur den Einsatz im Hochofen oder Niederschachtofen beschritten wurde, ist in Westdeutschland und im Aus land dieses Problem vor allem mit den schwerverhuttbaren feinkornigen Eisenerzen verbunden. Bei der Gewinnung, Aufbereitung und Beforderung von Erzen (gedacht ist hier vor allem an Eisen- und Manganerze) fallt dieses Gut z. T. in einer feinen Kornung an, das schwer oder uberhaupt nicht mehr verhuttbar ist, da das Gut zur Aufgabe in Hochofen eine gewisse Stuk kigkeit besitzen muss. Die herkommlichen Verfahren des Stuckigmachens (Pelletisieren, Sintern) sind nach Mitteilungen der Industrie verfahrens massig oft mit Mangeln behaftet oder wirtschaftlich auf Grund des mit ihnen verbundenen hohen thermischen Aufwandes schwer vertretbar."