Andreas Seiberl
Nr.: 165
- Kurzbeschreibung der Problemstellung
Auf dem Weg zum „grünen“ Stahl bildet der HyREX-Prozess eine weitere Alternative, da das Zwischenprodukt CO2-freies Eisen ist, welches danach im Elektrolichtbogenofen (EAF) oder Niederschachtofen (EST) zu Roheisen weiterverarbeitet wird.Aufgrund der Prozessteuerung des EAF ist es allerdings notwendig, kohlenstoffhaltige Einsatzmaterialien zu chargieren, da dieser als Energieträger, Reduktionsmittel und für die Bildung der Schaumschlacke essenziell ist.
Angesichts dieser Tatsache ist daher eine Aufkohlung von DRI mittels notwendig, um den gewünschten Kohlenstoff für den Schmelzprozess zu bekommen. Die Aufkohlung des DRI ist eine heterogene Gas-Feststoff Reaktion, die über die Kohlenstoffaktivität im Gas thermodynamisch und kinetisch bestimmt.
Im Rahmen der Bachelorarbeit soll die Aufkohlung von DRI mittels Wirbelschichtversuchen (68mm Retorte) im Labormaßstab untersucht werden. Im ersten Teil erfolgt die Ermittlung der Kohlenstoffgehalt bei zwei verschiedenen Prozesstemperaturen unter einer stetigen Zugabe von Methan. In der zweiten Phase finden metallographische Untersuchungen und XRD-Analyse zur Bestimmung der vorliegenden Kohlenstoffverbindung in der Eisenmatrix statt.
- Inhalt und Vorgangsweise
- Durchführung einer Literaturrecherche
- Mitarbeit bei den Versuchen zur Reduktion und Aufkohlung von Feinerzen in der Wirbelschicht
- Auswertung und Interpretation der Versuchsergebnisse sowie Materialanalysen des direkt reduzierten Eisens (DRI)
- Literaturrecherche
- Aufkohlungsmechanismen und der Einfluss des Reduktionsgrades auf den Kohlenstoffgehalt
- Einfluss unterschiedlicher Gaszusammensetzungen und Temperaturen auf den Kohlenstoffgehalt im Eisen
- Zweck der Aufkohlung für die anschließende Weiterverarbeitung im Elektrolichtbogenofen (EAF) und Niederschachtofen (ESF)
- Phasenanalyse für kohlenstoffhältige Eisenphasen (Zementit, Ferrit, Austenit, Martsensit) mittels unterschiedlicher Methoden (XRD, …)
- Praktischer Teil
- Mitarbeit bei der Versuchsdurchführung und Probenvorbereitung
- Auswertung der Versuche mit Softwareunterstützung (Excel, Origin, …)
Advisors
Johannes Schenk
Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn.Primary Metallurgy and Metallurgical Processes
Bernd Taferner
Dipl.-Ing.PhD-candidate - Primary Metallurgy and Metallurgical Processes