„Sekundärmetallurgie“ – Versionsunterschied

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DerDie BegriffBegriffe '''Sekundärmetallurgie''' wurdebzw. ursprünglich'''Pfannenmetallurgie''' werden insbesondere nurin imder [[StahlwerkStahlerzeugung]] gebrauchtverwendet und bezeichnetbezeichnen die Nachbehandlung von [[Stahl]] nach dem [[Frischen]]. Die Sekundärmetallurgie ist daher nicht als ''eigenständige'' [[Metallurgie]] zu verstehen, sondern bezeichnet verschiedene, alternativ oder in Abfolge anwendbare, die Schmelzen verbessernde, metallurgische Maßnahmen.
 
== Bedeutung ==
Die Einführung der ''Sekundärmetallurgie'' hat zu grundlegenden Veränderungen in der Stahlindustrie geführt. Während früher der Stahl nach dem Frischen fertig war, schließt sich heute üblicherweise eine Reihe von Nachbehandlungen an, um die geforderte Qualität des Stahls zu erreichen.
 
* Bei [[Edelstahl]] darf derDer Schwefel- und Phosphorgehalt nur 0,025 % betragen.darf:
* bei [[Edelstahl]] 0,025 %
* Bei Qualitätsstahl 0,045 % und bei Grundstahl immerhin 0,05 %
* bei Qualitätsstahl 0,035 %
* bei Grundstahl 0,045 %
betragen.
 
In speziellen Aggregaten werden beispielsweise [[Legierung]]selemente eingebracht, die Schmelze [[Homogenität (Physik)|homogenisiert]] [[Schwefel]], [[Phosphor]] oder anderenandere [[Chemisches Element|ElementElemente]]e entfernt und der genaue [[Eisen-Kohlenstoff-Diagramm|Kohlenstoffgehalt]] eingestellt.
 
== Verfahren ==
Es gibt folgende Verfahren der Sekundärmetallurgie:
 
=== Behandlung im Pfannenofen ===
{{Hauptartikel|Pfannenofen }}
* Mittels [[Elektrolichtbogenofen|Lichtbogen]] wird die genaue Gießtemperatur für die Stranggießanlage eingestellt. ± 3 °C
* Einstellen der Analyse durch Legieren (FeMn, FeCr, FeSi, FeMo, …)
* Homogenisieren durch das Pfannenspülen mit Argon oder Stickstoff
* [[Desoxidation]] mittels [[Aluminium]] oder [[Kalzium]]
 
=== VakuumanlageVakuumbehandlung ===
{{Hauptartikel|VakuumanlageEntgasung}}
In der Schmelze sind vielfach Gase gelöst, die bei der Weiterverarbeitung des Stahles die Eigenschaften negativ beeinflussen. Um diese sicher zu entfernen, wird die Nachbehandlung unter [[Vakuum]] durchgeführt. InSo der Vakuumanlage wirdkann z.&nbsp;B. überder Wasserstoffgehalt des Stahles reduziert werden. Der Wasserstoff würde den Stahl brüchig machen ([[Dampfstrahlpumpe|DampfstrahlerWasserstoffversprödung]]). einWeiterhin Tiefvakuumkann erzeugtwährend (mitder einemVakuumbehandlung Restdruckdes vonStahls cader Kohlenstoff weiter reduziert werden, um den Stahl für das Tiefziehen geeignet zu machen. 5Auch können im Vakuum oxidationsempfindliche Legierungsmittel wie z.&nbsp;mbarB. [[Titan (Element)|Titan]] eingebracht werden.<ref name="werkstofftechnik">{{Literatur |Autor=Wolfgang Bergmann |Titel=Werkstoffherstellung – Werkstoffverarbeitung – Werkstoffanwendung |Reihe=Werkstofftechnik |NummerReihe=2 |Auflage=4. |Verlag=Hanser Verlag |Ort=München |Datum=2009 |ISBN=978-3-446-41711-3 |Kapitel=Kap. 1.2 Eisen und Stahl |Seiten=43f |Online={{Google Buch | BuchID=5rp9n7I45yUC | Seite=43}}}}</ref>
 
Im Tiefvakuum kann der Wasserstoffgehalt des Stahles reduziert werden. Der Wasserstoff würde den Stahl brüchig machen ([[Wasserstoffversprödung]]).
In der Vakuumanlage wird z.&nbsp;B. über [[Dampfstrahlpumpe|Dampfstrahler]] ein Tiefvakuum erzeugt (mit einem Restdruck von ca. 5&nbsp;mbar).
Weiterhin kann während der Vakuumbehandlung des Stahls der Kohlenstoff weiter reduziert werden, um den Stahl für das Tiefziehen geeignet zu machen.
 
Anlagenbauformen sind:
* [[Ruhrstahl-Heraeus-Verfahren]] (RH-Verfahren): Einziges kontinuierliches Entgasungsverfahren, bei dem eine Teilmenge des Metalls vonvom Spülgas in ein Vakuumgefäß gefördert wird und von dort wieder kontinuierlich in die Schmelzpfanne zurückläuft.
* [[Dortmund-Hörde-Verfahren]] (DH-Verfahren): Bei einer DH-Anlage wird das Gefäß ebenfalls in die Schmelze eingetaucht. Das Gefäß wird dann zyklisch gehoben und gesenkt und unter Vakuum behandelt, man spricht deswegen vom Vakuumheberverfahren.<ref name="werkstofftechnik" /> Dabei wird intensiv mit Argon in der Pfanne gespült um die Schmelze in Bewegung zu halten. Auch hierbei handelt es sich um eine Teilmengenentgasungsanlage.
* [[Pfannenentgasen]] ({{lang|en|''vacuum degassing''}} (VD) bzw. {{lang|en|''vacuum oxygen decarburization''}} (VOD)) und verwandte Verfahren: Dabei wird die gesamte Schmelzpfanne in einem hermetisch abgedichteten Gefäß einem Vakuum ausgesetzt und über einen oder mehrere Spülsteine mit Inertgas gespült.<ref name="werkstofftechnik" /> Das erste diskontinuierliche industrialisierungsfähige EntgasungsverfahenEntgasungsverfahren wurde Mitte der 1950er Jahre beim [[Bochumer Verein]] eingeführt<ref>{{Patent|Land=DE|V-Nr=1116870|V-Datum=1955-06-22|Titel=Verfahren und Vorrichtung zum Giessen in Vakuum}}</ref>. Das verbesserte RH-Verfahren folgte Ende der 1950er.
* Gießstrahlverfahren: Die Schmelze fließt aus einem Behälter durch eine kleine Öffnung in ein evakuiertes Gefäß. Aus dem dünnen Gießstrahl können die Gase leicht heraustreten, weshalb dieses Verfahren sehr wirksam, aber auch sehr aufwändig ist.<ref name="werkstofftechnik" />
* [[Vakuumlichtbogenofen]] (VLBO, engl.: {{lang|en|''Vacuum arc remelting''}}, VAR): Die Legierungsmetalle werden in einem evakuierten [[Lichtbogenofen]] eingeschmolzen.<ref name="werkstofftechnik" />
 
== Weblinks ==
{{wikibooksWikibooks|Werkstoffkunde_MetallWerkstoffkunde Metall/_Eisen_und_Stahl Eisen und Stahl/_Metallurgie Metallurgie#Stahlerzeugung|Werkstoffkunde Metall}}
 
== Einzelnachweise ==
<references />
 
{{SORTIERUNG:Sekundarmetallurgie}}
[[Kategorie:MetallurgieStahlerzeugung]]
 
[[ja:二次精錬]]
[[ru:Внепечная обработка стали]]