Influence of Alkali Metal Oxides in Secondary Metallurgical Slags on the Behavior and Appearance of Non-Metallic Inclusions in Steel

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Mit steigenden Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften moderner Stähle steigen auch die Bedeutung und der Einfluss nichtmetallischer Einschlüsse im Stahl. Die Kontrolle von Anzahl, Größe, Morphologie und auch der chemischen Zusammensetzung der Einschlüsse ist der Schlüssel, um hochqualitative Stähle zu erzeugen. Eine Haupteinflussgröße bezüglich des Reinheitsgrades ist dabei die in der Sekundärmetallurgie verwendete Schlacke. Im Zuge dieser Arbeit wurde der Einsatz von Alkalioxiden in diesen Schlacken und die daraus folgenden Auswirkungen auf die Aufnahme und Modifikation von Einschlüssen bewertet. Mittels thermodynamischen Berechnungen konnte gezeigt werden, dass durch den Zusatz von Alkalioxiden der Form R2O (R= Li, Na, K) der Schmelzpunkt niedrig basischer pseudo-wollastonitischer Schlacken maßgeblich absinkt. Da die chemische Zusammensetzung sekundärmetallurgischer Schlacken in starkem Zusammenhang mit jener der nichtmetallischen Einschlüsse steht, können diese gezielt modifiziert und damit ihre Eigenschaften verändert werden. Gerade die Liquidustemperatur der Partikel stellt dabei eine wichtige Zielgröße dar. Um den Einfluss von Alkalioxiden auf die nichtmetallischen Einschlüsse zu beleuchten, wurden zwei Experimentreihen durchgeführt. Zum einen wurde mittels Hochtemperatur-Konfokalmikroskop die Auflösung synthetischer Partikel in experimentellen Schlacken beobachtet. Zudem wurden Stahlproben mit den Schlacken in Kontakt gebracht, wobei die Einschlusspopulation vor und nach der Stahl Schlacke Wechselwirkung mittels automatisierter REM/EDX-Messung analysiert wurde. Auswirkungen der Alkalioxide auf die Auflösung der Partikel, sowie die mittlere chemische Zusammensetzung der Einschlusslandschaft, wurden nachgewiesen.

Details

Titel in ÜbersetzungEinfluss von Alkalioxiden in sekundärmetallurgischen Schlacken auf das Verhalten und Aussehen von nichtmetallischen Einschlüssen im Stahl
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung31 März 2023
DOIs
StatusVeröffentlicht - 2023