Einfluss von Alkalioxiden in sekundärmetallurgischen Schlacken auf das Verhalten und Aussehen von nichtmetallischen Einschlüssen im Stahl

Nikolaus Preisser

Nr.: 743

Kurzbeschreibung der Problemstellung

Der Reinheitsgrad von Stählen wird wesentlich in den sekundärmetallurgischen Prozessschritten bestimmt. Die Wechselwirkung Stahl-Schlacke ist hierbei von besonderer Bedeutung und beeinflusst neben dem Abscheideverhalten von Partikeln auch die finale Zusammensetzung und Morphologie von nichtmetallischen Einschlüssen.

In letzter Zeit sind vermehrt Untersuchungen publiziert worden, die das Potential von Alkalioxiden (z.B. Li2O, K2O) zur verbesserten Abscheidung von Einschlüssen in der Sekundärmetallurgie beschreiben. Die ist im Besonderen für hoch Reinheitsgrad sensitive Stähle (z.B. tire cord, saw wire steels) relevant. Im Rahmen der Masterarbeit soll der Einfluss definierter Alkalioxide auf das System Stahl-Schlacke-Einschluss im Detail im Labormaßstab untersucht werden. Ausgehend von einer definierten Stahlzusammensetzung und Einschlusspopulation sollen mittels verschiedener experimenteller Möglichkeiten (Tammannofen, HT-LSCM) die Veränderung der Einschlusseigenschaften durch Kontakt mit unterschiedlichen Schlackenzusammensetzungen untersucht und verglichen werden. Eine detaillierte Einschlusscharakterisierung (primär REM/EDX) soll die Basis für eine aussagekräftige Interpretation der Laborergebnisse bilden.

Projektinhalt

  • Literaturrecherche (Eigenschaften und Potential von Alkalielementen (z.B. Benetzung), Rolle in der Metallurgie mit Fokus Sekundärmetallurgie, Einfluss dieser Elemente auf die Stahleigenschaften)
  • Thermodynamische Betrachtung des Systems Stahl-Schlacke-Einschluss für ausgewählte Zusammensetzungen unter spezieller Berücksichtigung der Alkalielemente
  • Herstellung einer spezifischen Einschlusslandschaft in einer definierten Stahlzusammensetzung im Labormaßstab (Tammannofen) bzw. Verwendung von Stahlproben des Industriepartners (tbd)
  • Herstellung von defnierten Schlackenzusammensetzungen unter Einbeziehung von Alkalioxiden
  • Laborversuche zur Abbildung der Stahl/Schlacke Wechselwirkung am Tammannofen
  • Untersuchung des Auflöseverhaltens von ausgewählten nichtmetallischen Einschlüssen in den definierten Schlackenzusammensetzungen im HT-LSCM
  • Metallographische Probenaufbereitung und anschließende Einschlusscharakterisierung im Stahl
  • Diskussion, Vergleich und Zusammenfassung der Ergebnisse

Industry Partners

Advisors

Susanne Michelic

assoz.Prof. Dipl.-Ing. Dr.mont.Inclusion Metallurgy and Metallographic LabHead of Christian Doppler Laboratory for Inclusion Metallurgy in Advanced Steelmaking
2021-09-23T08:41:10+02:00
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