Kurzbeschreibung der Problemstellung

Der Reinheitsgrad von Stählen stellt in der Metallurgie ein relevantes Qualitätsmerkmal dar, welcher zunehmend an Aufmerksamkeit gewinnt. Nichtmetallische Einschlüsse beeinflussen die Reinheit von Stahl und somit die mechanischen Eigenschaften maßgeblich.

In der Vergangenheit wurden vermehrt meso- bzw. makroskopische Calciumaluminat (CA)-Einschlüsse im Filetbereich der Bramme entdeckt, die eine ähnliche chemische Zusammensetzung wie die Pfannenschlacken aufweisen. Im Stahlwerk der voestalpine Linz erfolgt zur Überprüfung des Ursprungs dieser Einschlüsse die Markierung der Schlacke einer hochkohligen (0,7% C) Stahlsorte mit einem barium-haltigen Tracer. Im Rahmen dieser Masterarbeit sind zwei Versuche geplant, bei welchem der Zeitpunkt der Calcium-Behandlung variiert; vor und nach der Vakuumbehandlung. Hierdurch soll eine zusätzliche Aussage über die Quantität der detektierten Einschlüsse zu treffen sein. Die Charakterisierung der Einschlüsse erfolgt mittels röntgenradiographischer Untersuchung, sowie eine genauere Betrachtung der Morphologie anhand von Rasterelektronenmikroskopie (REM) mit einem energiedispersivem Röntgendetektor (EDX). Zusätzlich wird die Verteilerschlacke vor dem Gießbeginn mit Strontiumcarbonat versetzt, um eine weitere Calciumaluminat-Quelle auszuschließen.

Des Weiteren soll eine Probenentnahme der nachfolgenden Schmelze mit derselben Pfanne erfolgen, die ohne Zugabe des Tracers behandelt wurde. Da die Schlacke der vorhergehenden Schmelze mit Barium versetzt ist, ermöglicht dies auch die Untersuchung des Einflusses des Schlackenüberzugs. Durch diese umfassende Untersuchung soll ein besseres Verständnis für die Ursprünge der CA-Einschlüsse gewonnen und potenzielle Maßnahmen zur Reduzierung dieser Einschlüsse entwickelt werden.

Inhalt und Vorgangsweise

• Literaturrecherche betreffend Prozessroute, Entstehung und Charakterisierungsmethoden nichtmetallischer Einschlüsse, Tracingarten mit Fokus auf Schlackentracing
• Versuchsplanung und -durchführung bei voestalpine Linz
• Metallographische Aufbereitung der Proben
• Einschlusscharakterisierung mittels REM/EDX-Analyse
• Einschlusscharakterisierung mittels röntgenradiographischer Untersuchung
• Auswertung der Daten
• Diskussion, Vergleich und Zusammenfassung der Ergebnisse