Kurzbeschreibung der Problemstellung:

Die Verminderung der CO₂-Emissionen bei der Stahlherstellung ist eine der großen Herausforderungen für die europäische Stahlindustrie in den kommenden Jahren. Eine wichtige Rolle kommt dabei dem Umschmelzen von Schrott im Elektrolichtbogenofen zu. Stahlschrott enthält – je nach Schrottsorte – mehr oder weniger hohe Gehalte an unerwünschten Begleitelementen, sogenannten Spurenelementen. Wirtschaftliche bzw. technologische Limitierungen führen dazu, dass diese im Zuge der Stahlherstellung nicht oder zumindest nicht vollständig aus dem Stahl entfernbar sind. Die Qualitätsanforderungen an Stahl, zum Beispiel in Hinblick auf die Kaltverformbarkeit, sehen jedoch oft enge Grenzen des Gehalts an Spuren vor. Auch das Verhalten des Stahls über die Prozessroute des Gießens, Wiedererwärmens und Warmwalzens verändert sich: Spurenelemente können sich in Folge der Hochtemperaturoxidation an Korngrenzen anreichern und dort in Zusammenhang mit der Bildung niedrigschmelzender Phasen zu Qualitätsproblemen führen.

Im Zuge dieser Arbeit soll ein Literaturstudium zur Beeinflussung der Oxidationskinetik durch die Spurenelemente Kupfer/Zinn/Nickel erfolgen und inwiefern diese zu Qualitätsproblemen am Interface bzw. an den Korngrenzen führen können. Des weiteren werden für gezielt mit Spurenelementen versehene Stähle, Oxidationsexperimente mittels “Simultaner-Thermischer-Analyse” durchgeführt. Abschließend soll eine thermogravimetrische und metallographische Auswertung der Proben stattfinden.

Inhalt der Arbeit:

• Literaturstudium zum Thema
  • Oxidationsverhalten von mit Kupfer, Zinn und Nickel legierten Stählen mit einem gezielten Fokus auf die Oxidationskinetik und den möglichen Einfluss auf die Oberflächenqualität
• Oxidationsexperimente mit unterschiedlichen Temperaturen
• Thermogravimetrische und metallographische Auswertung der Versuche
• Zusammenfassung und Diskussion der Ergebnisse