Beschleunigte Entkohlung von Stahlschmelzen im Vakuum durch Kombination von Sauerstoff und Metalloxiden

  • Accelerated decarburisation of molten steel in vacuum by a combination of oxygen and metal oxides

Rzehak, Dominik; Senk, Dieter (Thesis advisor)

Aachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University (2013)
Doktorarbeit

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2013

Kurzfassung

Vakuummetallurgische Verfahren sind unumgänglich zur Herstellung von Stahlgüten mit hohen Qualitätsansprüchen. Sie werden zum endgültigen Raffinieren der Stahlschmelze in nahezu jedem Stahlwerk eingesetzt. Die Verschiebung des druckabhängigen Gleichgewichts dient als thermodynamisches Grundprinzip, beispielsweise zur Entkohlung und Entgasung. Bei der wirtschaftlichen Betrachtung von Vakuumanlagen spielt besonders die Kinetik der physikalisch chemischen Reaktionen eine Rolle, da diese maßgeblich die Behandlungszeit der Schmelze bestimmt. Zur Leistungssteigerung der Entkohlung von chromhaltigem Stahl kann im VOD-Prozess (Vacuum Oxygen Decarburization) neben gasförmigem Sauerstoff auch oxidisches Pulver eingeblasen werden. Der Effekt dieses Verfahrens auf den Prozess wird grundlegend auf seinen Reaktionsmechanismus und das Potential der kinetischen Optimierung untersucht. Hierzu wird in Laborversuchen die Reaktion des festen Metalloxides mit der kohlenstoffreichen Stahlschmelze analysiert. Außerdem werden Versuche im 100kg Vakuuminduktionsofen und im industriellen Maßstab durchgeführt. Mit den verschiedenen Versuchsanordnungen kann eine Beschleunigung der Entkohlungsreaktion beim kombinierten Entkohlen bestätigt werden. Zusätzlich wird ein thermodynamisches Modell entwickelt, welches die Auswirkung des Metalloxidpulvers auf die Massen- und Energiebilanz berechnet.

Einrichtungen

  • Fachgruppe für Materialwissenschaft und Werkstofftechnik [520000]
  • Lehrstuhl für Metallurgie von Eisen und Stahl [522310]

Identifikationsnummern