Konstrukcja lokomotyw serii S4 stanowiła rozwinięcie popularnej serii S3, zaprojektowanej przez Augusta von Borriesa. Pierwszą lokomotywą na świecie wyposażoną doświadczalnie w przegrzewacz była właśnie zmodyfikowana lokomotywa serii S3, zbudowana w fabryce Vulcan w Szczecinie. Przegrzewacz ten był w formie dużej centralnej rury w walczaku kotła – płomieniówki o średnicy 445 mm, w której zamontowano wiązkę 26 połączonych na końcu rur, którymi płynęła para. Lokomotywa ta została dostarczona kolejom pruskim 12 kwietnia 1898 i weszła do służby pod numerem Hannover 74 (później, po przeniesieniu do innej dyrekcji, Cassel 20). W 1906 roku została przenumerowana na Cassel 401 i z uwagi na pokrewieństwo konstrukcyjne, zaliczona do serii S4. Drugą doświadczalną maszyną z przegrzewaczem z 1898 roku była Cassel 131, powstała przez podobną modyfikację lokomotywy serii P4¹ zakładów Henschel.