Identifikation der Quelle von Calciumaluminat-Einschlüssen hochkohliger Stähle mittels Schlackentracings

In der Metallurgie hat der Reinheitsgrad von Stählen eine wesentliche Bedeutung für die mechanischen Eigenschaften sowie die Qualität des Endprodukts. Die Überwachung und Minimierung nichtmetallischer Einschlüsse (NME), insbesondere von Calciumaluminat (CA) Einschlüssen, sind zentrale Aspekte im Stahlherstellungsprozess, insbesondere bei der Produktion mittelkohliger Stähle. Schlackentracing ermöglicht die Untersuchung der Herkunft und des Verhaltens dieser Einschlüsse während der Schmelzbehandlung. Diese Masterarbeit befasst sich mit den Ursprüngen und Eigenschaften von CA-Einschlüssen in hochkohlenstoffhaltigem Stahl, wobei Versuchsschmelzen im industriellen Maßstab bei voestalpine Stahl GmbH in Linz vergossen werden. Zur Markierung der Pfannenschlacke erfolgt die Zugabe von BaCO3 nach dem Konverterabstich sowie die Einbringung eines Schlackengemisches, das SrCO3 enthält, in den Verteiler der Stranggussanlage. Des Weiteren wird der Einfluss des Ladle Glazing-Effekts auf die Einschlussbildung untersucht. Die eingesetzte Analysemethodik umfasst Rasterelektronenmikroskopie (REM), röntgenradiographische Messungen sowie Seltene Erden (SE) Fingerprint-Analysen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Zugabe von Ca-haltigen Zuschlagsstoffe wie CaC2 und CaSi die Entstehung und Modifikation der NME signifikant beeinflusst. Zudem werden Ba- und Sr-markierte Einschlüsse untersucht und deren Entstehungsgeschichte diskutiert. Die Analyse des SE Fingerprints bestätigt die Ca-Behandlung als endogene Einschlussquelle der untersuchten NME. Zudem konnte das Ladle Glazing als exogene Einschlussquelle in der nachfolgenden Schmelze identifiziert werden.