Systematische Verfolgung der Sauerstoffentwicklung und Optimierung von Desoxidationsmaßnahmen über verschiedene Prozessstufen für ausgewählte Edel- und Sonderstähle

Systematische Verfolgung der Sauerstoffentwicklung und Optimierung von Desoxidationsmaßnahmen über verschiedene Prozessstufen für ausgewählte Edel- und Sonderstähle

Julian Franek

Nr.: 727

Kurzbeschreibung der Problemstellung

Der sogenannte Reinheitsgrad von Stählen wird charakterisiert durch die Anzahl, die Größe, die ehern. Zusammensetzung sowie die Verteilung und Morphologie nichtmetallischer Einschlüsse in der Stahlmatrix. Der Reinheitsgrad steht oft in direktem Zusammenhang mit bestimmten Werkstoffeigenschaften. Ein hoher Einschlussgehalt bzw. -größe haben in der Regel eine negative Auswirkung auf mechanische Kennwerte. Aufgrund der steigenden Anforderungen für Schmiede- und Walzblöcke ist eine optimale Kontrolle des Reinheitsgrades daher unabdingbar.

Entscheidend für die Einstellung des Reinheitsgrads sind primär sekundärmetallurgische Prozessschritte bis hin zum Gießprozess selbst. Die notwendige Desoxidation geht mit der Bildung von oxidischen nichtmetallischen Einschlüssen einher, welche bei den nachfolgenden Prozessschritten so gut wie möglich zur Abscheidung gebracht werden sollen. Andererseits gilt es zusätzlich auch die Einschlussneubildung während des Gießprozesses weitestgehend zu verhindern.

Im Rahmen der Masterarbeit soll nun die Entwicklung des Sauerstoffgehalts über den industriellen Herstellungsprozess systematisch untersucht und verfolgt werden sowie der Reinheitsgrad als solches über den Prozess bestimmt werden. Ziel ist es, potentielle Optimierungsmaßnahmen hinsichtlich Desoxidationspraxis bzw. dem finalen Reinheitsgrads des Halbzeugs abzuleiten.

Inhalt und Vorgangsweise

  • Literaturrecherche zu folgenden Themen:
    • Reinheitsgrad, Desoxidation und Reoxdiation mit besonderem Augenmerk auf die Produktionsprozesse der Sonder- und Edelstahlerzeugung
    • Möglichkeiten zur Messung des Sauerstoffs in Stahlschmelzen
    • Methoden zur Charakterisierung des Reinheitsgrads
  • Thernodynamische Berechnung mittels FactSage unter Berücksichtigung unterschiedlicher Sauerstoffgehälter
  • Erfassen, systematische Analyse und Auswertung aller vorliegenden Chargendaten.
  • Optimierung des Desoxidationsmittels mit Hilfe von Betriebsversuchen anhand durchgehender Erfassung der Sauerstoffgehälter
  • Begleitende Charakterisierung des Reinheitsgrads an ausgewählten Proben (manuelle und automatisierte REM/EDX Messungen)
  • Ergänzende Untersuchungen des Gießprozesses im speziellen auf den Gießstrahlschutz
  • Zusammenführen aller Erkenntnisse und ableiten von Optimierungspotentialen
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2019-07-23T11:28:34+02:00
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