TY - THES

T1 - Untersuchung der Haupteinflüsse auf die Grafitentstehung und -ausbildung in indefiniten Walzenwerkstoffen

AU - Hofer, Peter

PY - 2005/10/17

Y1 - 2005/10/17

N2 - In den Fertiggerüsten moderner Warmbreitbandstraßen kommen vorwiegend gegossene Arbeitswalzen zum Einsatz. Diese bestehen aus einem verschleißfesten Mantel und einem Kern aus Gusseisen. Die Walzenmäntelwerden dabei zum Großteil im Schleudergussverfahren hergestellt.Bei Arbeitswalzen, deren Mantel aus sogenannten Indefinit-Legierungen besteht, wurde, den Anforderungen der Walzwerksbetreiber entsprechend, durch die Zugabe der Sonderkarbidbildner Niob und Vanadium die Verschleißfestigkeit in den letzten Jahren bedeutend erhöht. Diese Erhöhung geht jedoch mit einer zunehmenden Prozessunsicherheit, den Anteil an ausgeschiedenem Grafit betreffend einher, sodass zur weiteren Steigerung der Niob- und Vanadiumanteile neue Methoden der Schmelzekontrolle implementiert werden müssen.In der vorliegenden Arbeit wurde die Grafitausscheidung in Indefinit- Werkstoffen mittels Differenzialthermoanalyse (DTA) untersucht.Besonderes Augenmerk wurde auf etwaige Unterschiede während der eutektischen Reaktion gelegt. Es konnte festgestellt werden, dass, aufgrund des sehr geringen Anteils der stabilen eutektischen Reaktion im Verhältnis zurmetastabilen Reaktion, sich mittels DTA keine qualitativen Unterschiede bezüglich der Grafitausscheidung feststellen lassen. In einer semiquantitativen Auswertung gibt es Hinweise darauf, dass eine größere Grafitmenge im Ausgangsgefüge ein verzögertes Schmelzen des Eutektikums zur Folge hat.Des weiteren wurde im Rahmen der Arbeit der Einsatz von Sauerstoffmesssonden im Produktionsbetrieb getestet.Dabei kam der Sondentyp CE1096 der Firma Heraeus Electro-Nite, wie er auch zur Kontrolle von Stahlschmelzen verwendet wird, zum Einsatz. Zusätzlich wurde der Sondentyp Celox Foundry, desselben Herstellers getestet. Es handelt sich hierbei um eine Sonde, die speziell für die Geißereiindustrie entwickelt wurde.Ziel war es die Eignung der Sonden zu testen sowie nach einem Zusammenhang zwischen der Sauerstoffaktivität der Schmelze und dem Grafitgehalt des Walzenmantels zu suchen.Beide Sondentypen lieferten im Bereich von Sauerstoffaktivitäten um die 1,5 ppm gute Resultate. Unter 1 ppm Sauerstoff in der Schmelze mussten jedoch viele Resultate als unglaubwürdig eingestuft, oder gar verworfen werden.Der Erfolg der Desoxydationsbehandlung und der Impfbehandlung konnte anhand der Messung meist deutlich festgestellt werden. Ein Zusammenhang zwischen Grafitisierungsneigung und Sauerstoffpotential konnte jedoch nicht gefunden werden. Die Erstarrungsform scheint im betrachteten Zusammensetzungsbereich nicht empfindlich auf den Sauerstoffgehalt der Schmelze zu reagieren.

AB - In den Fertiggerüsten moderner Warmbreitbandstraßen kommen vorwiegend gegossene Arbeitswalzen zum Einsatz. Diese bestehen aus einem verschleißfesten Mantel und einem Kern aus Gusseisen. Die Walzenmäntelwerden dabei zum Großteil im Schleudergussverfahren hergestellt.Bei Arbeitswalzen, deren Mantel aus sogenannten Indefinit-Legierungen besteht, wurde, den Anforderungen der Walzwerksbetreiber entsprechend, durch die Zugabe der Sonderkarbidbildner Niob und Vanadium die Verschleißfestigkeit in den letzten Jahren bedeutend erhöht. Diese Erhöhung geht jedoch mit einer zunehmenden Prozessunsicherheit, den Anteil an ausgeschiedenem Grafit betreffend einher, sodass zur weiteren Steigerung der Niob- und Vanadiumanteile neue Methoden der Schmelzekontrolle implementiert werden müssen.In der vorliegenden Arbeit wurde die Grafitausscheidung in Indefinit- Werkstoffen mittels Differenzialthermoanalyse (DTA) untersucht.Besonderes Augenmerk wurde auf etwaige Unterschiede während der eutektischen Reaktion gelegt. Es konnte festgestellt werden, dass, aufgrund des sehr geringen Anteils der stabilen eutektischen Reaktion im Verhältnis zurmetastabilen Reaktion, sich mittels DTA keine qualitativen Unterschiede bezüglich der Grafitausscheidung feststellen lassen. In einer semiquantitativen Auswertung gibt es Hinweise darauf, dass eine größere Grafitmenge im Ausgangsgefüge ein verzögertes Schmelzen des Eutektikums zur Folge hat.Des weiteren wurde im Rahmen der Arbeit der Einsatz von Sauerstoffmesssonden im Produktionsbetrieb getestet.Dabei kam der Sondentyp CE1096 der Firma Heraeus Electro-Nite, wie er auch zur Kontrolle von Stahlschmelzen verwendet wird, zum Einsatz. Zusätzlich wurde der Sondentyp Celox Foundry, desselben Herstellers getestet. Es handelt sich hierbei um eine Sonde, die speziell für die Geißereiindustrie entwickelt wurde.Ziel war es die Eignung der Sonden zu testen sowie nach einem Zusammenhang zwischen der Sauerstoffaktivität der Schmelze und dem Grafitgehalt des Walzenmantels zu suchen.Beide Sondentypen lieferten im Bereich von Sauerstoffaktivitäten um die 1,5 ppm gute Resultate. Unter 1 ppm Sauerstoff in der Schmelze mussten jedoch viele Resultate als unglaubwürdig eingestuft, oder gar verworfen werden.Der Erfolg der Desoxydationsbehandlung und der Impfbehandlung konnte anhand der Messung meist deutlich festgestellt werden. Ein Zusammenhang zwischen Grafitisierungsneigung und Sauerstoffpotential konnte jedoch nicht gefunden werden. Die Erstarrungsform scheint im betrachteten Zusammensetzungsbereich nicht empfindlich auf den Sauerstoffgehalt der Schmelze zu reagieren.

KW - Walzenherstellung

KW - Gusseisen

KW - Indefinit chill

KW - Differenzialthermoanalyse

KW - Grafitbildung

KW - Sauerstoffpotenzial

KW - EMK-Messung

KW - roll production

KW - cast iron

KW - indefinite chill

KW - Dfferential Thermal Analysis

KW - graphite nucleation

KW - oxygen activity

KW - EMF-measuring

M3 - Diplomarbeit

ER -