Ausscheidungsformen von Graphit in weißen Kalk-Flußspatschlacken
DIETRICH HORSTMANN
(Max-Planck-Institut für Eisenforschung Düsseldorf)
Diese Arbeit sei dem Andenken an Herrn Professor Dr. phil., Dr.-Ing. E.h., Dr. mont. h.c.
Willy Oelsen gewidmet, der diese Untersuchungen anregte und mit großem Interesse
verfolgte.
1. Einleitung
In mehreren Veröffentlichungen haben W. Oelsen und Mitarbeiter! bis © beschrieben, daß
Kalk-Flußspatschlacken, die unter reduzierenden Bedingungen erschmolzen wurden,
Kohlenstoff gebunden als Karbid, Zyanid oder Zyanamid und elementar als Graphit
enthalten. Der Graphit scheidet sich dabei je nach den Schmelzbedingungen und der
Zusammensetzung der Schlacke in verschiedenen Formen aus, ähnlich wie dies auch in hoch
kohlenstoffhaltigen Eisenschmelzen der Fall ist. Über einige dieser Ausscheidungsformen hat
W. Oelsen? bis? bereits kurz berichtet. Hier soll nun auf diese und auf andere
Ausscheidungsformen des Graphits in ausreduzierten weißen Kalk-Flußspatschlacken näher
eingegangen werden, ohne jedoch seine Entstehung und die dazu nötigen metallurgischen
Reaktionen eingehender zu behandeln.
2. Versuchsdurchführung
Die Schlacken wurden in Kohletiegeln entweder allein oder über an Kohlenstoff gesättigten
Eisenschmelzen erschmolzen. Die Zusammensetzung der Schlacken wurde durch Vorgabe
verschiedener Kalk-Flußspatverhältnisse und durch Zugabe von Quarz, Tonerde und
Calziumsulfid sowie durch Zugabe von Silizium, Aluminium und Eisensulfid zum Eisen in
weiten Grenzen verändert. Nach verschiedenen Schmelzzeiten wurden die Schlacken- und
Schlacken-Metall-Schmelzen in Kupferkokillen abgegossen und die Schlacke in Stücke
zerschlagen, wenn sie nicht von selbst zerfiel. Von den Schlackenstückchen wurden Schliffe
angefertigt, die lichtoptisch im Auflicht und im polarisierten Licht auf die Ausscheidungs-
form des Graphits untersucht wurden. Andere Schlackenstückchen und Proben von den
zerfallenden Schlacken wurden in konzentrierter Salzsäure aufgelöst, der bei den Schlacken
mit hohen Flußspatgehalten Ammoniumchlorid und bei den Schlacken mit merklichen
Kieselsäuregehalten Flußsäure zugesetzt wurde, um das Calziumfluorid in Lösung halten und
die Kieselsäure abdampfen zu können. Der als Rückstand verbleibende Graphit wurde heiß
abfiltriert und gewaschen, auf gläserne Objektträger aufgebracht, mit Kupfer bedampft und
im Raster-Elektronenmikroskop auf seine Ausbildungsform untersucht. Einige Schlacken-
Metall-Schmelzen ließ man im Kohletiegel erstarren, um die Ausbildung des Graphits in den
Schlacken nach langsamer Abkühlung und das Verhalten des in den Eisenschmelzen
ausgeschiedenen Graphits zu verfolgen.
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