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Paket 1.2
Paket 1.2
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Cartes-fiches
1) Nennen sie die erforderlichen Einsatzstoffe für die Stahlerzeugung, neben Roheisen bzw Eisenschwamm!
- Stahlschrott (als Eisenträger und Kühlmittel) - Zuschläge (Kalk, Kalkstein, Bauxit, Flussspat, Eisenerz) - Legierungszusätze (Ferrolegierungen, Deoxidationsmitteln)
2) Nennen sie die sieben wichtigsten Ferrolegierungen für die Stahlerzeugung
- Ferrochrom, Ferrosilizium, Ferromangan, Ferromolybdän, Ferrovanadin, Ferrotitan
3) Was wird in der Stahlindustrie unter "Frischen" verstanden?
- Die im Roheisen enthaltenen Beimengungen werden unter Zugabe von Sauerstoff herausgebrannt. Ein solcher Verbrennungsprozess stellt chemisch eine Oxidation dar.
4) Die beiden bedeutenden Gruppen chemischer Reaktionen beim "Frischen" sind..
- Entkohlung ( Verschlackung unerwünschter Begleitelemente)
5) In welcher Reaktionsgleichung wird die Entkohlung beim Frischen von Stahl angegeben?
- C plus O = CO (Kohlenstoff plus Sauerstoff= Kohlenmonoxid (Abgas))
6) Welche 2 "Frische-Verfahren" haben sich in der heutigen Stahlerzeugung durchgesetzt?
- Elektrostahlverfahren und Sauerstoffblasverfahren
7)Beschreiben sie die vier wesentlichen Schritte im Frischeprozess durch das Einbringen von reinem Sauerstoff!
- Der aufgeblasenen Sauerstoffstrahl trifft mit hohem Druck (max 12 bar , T= 3000°C ) das Metallbad - Oxidation des Eisens zu Eisenoxid und Kohlenstoff zu Kohlenmonoxid - Das Eisenoxid gibt den Sauerstoff an die Eisenbegleiter weiter - Durch die Reaktion der Begleitelemente und mit Sauerstoff und dem im Brennfleck enstandennen Eisenoxid bildet sich eine reaktionsfähige Schlacke
8) Wie lauten die drei wichtigsten Sauerstoffbrennverfahren?
- Sauerstoffaufblasverfahren (Linz-Donawitz LD-Verfahren) - Sauerstoffbodenblasverfahren (Oxygen-Bottom-Maxhütte (OBM)- Verfahren - Kombiniertes Blasverfahren
10) Wodrin liegt der wesentliche Unterschied zwischen den Sauerstoffaufblasverfahren LD und LD/AC
- Das LD Verfahren verarbeitet phosphorarmes Roheisen. Das LD/AC Verfahren verarbeitet phosphorreiches Roheisen.
11)Nennen sie drei Vorteile des OBM Verfahren gegenüber dem Sauerstoffaufblasverfahren
- Reduzierung Schmelzsequenzzeiten durch intensivere Durchmischung - Steigerung der Schrottsatzmengen - Steigerung der Ausbringungsrate
12)Nennen Sie drei Vorteile des kombinierten Sauerstoffblasverfahrens gegenüber dem OBM- und LD- Verfahren
- Steigerung der Schmelzhomogenität durch schnelles Auflösen des Schrotts - Steigerung der Sauerstoffblassequenz - Steigerung der Treffsicherheit der geforderten Legierungszusammensetzung
13)Wie erfolgt die Wärmeeinbringung zum Erschmelzen von Stahlschrott im Elektrostahl-Verfahren?
- Durch die Umwandlung von elektrischer Energie in Wärme
14)Elektrostahlverfahren unterscheidet man grundsätzlich in zwei Ofentypen. Nennen und erklären sie die jeweiligen Arbeitsprinzipien:
-Drehstrom-Elektrolichtbogenofen Prinzip: drei graphitelektroden leiten phasenverschoben den elektrischen Strom über einen Lichtbogen und durch den metallischen Einsatz zur nächsten elektrode - Gleichstromelektolichtbogenofen Prinzip:Eine graphitelektrode, als Kathode geschaltet, leitet den elektrischen strom über einen Lichtbogen durch den metallischen einsatz zur Bodenanode
15) Erklären sie die Prozessschritte zur Durchführung einer Schmelzbehandlung Elektrolichtbogenofen
- 1. Schritt : einsetzen ( Zugabe von schrott/eisenschwamm) - 2. Schritt : Einschmezen ( Zugabe von sauerstoff/ Brennstoffen) - 3. Schritt : Abstich ( Probenahme/ Temperaturmessung)
16) Während des Frschens im einschmelzprozessreagieren in der Schlacke befindliche eisenoxide mit dem Kohlenstoff des Bades. Dabei entsteht
gasförmiges Kohlenmonoxid
17) Erklären sie die prinzipiellen Wirkungsweisen eines Indukzionstiegelofens und eines Plasmaofens nisichtlich der Erzeugung thermischer Energie
- Induktionstiegelofen: Ein durch eine Kupferspule fliessender Wechselstrom induziert durch den Skin-effekt im Schmelzbad hohe Wirbelströme , die die Schmelze aufheizen - Plasmaofen: Plasmainjektor erzeugt durch einen Lichtbogen ionisiertes Gas. Die hierbei erzeugten hohen Temperaturen ( bis 5000 °C) führen zum Aufschmelzen des Ofeneinsatzes
18)Nennen sie fünf allgemeine Ziele, die durch die Sekundärmetallurgie verfolgt werden
- Entgasung - Desoxidation - Einschlusseinformung - Verbesserung des Reinheitsgrades - Beeinflussung des Erstarrungsgefüges
19) wie lautet die allgemeine Reaktionsgleichung zur entfernung des Restsauerstoffs durch Aluminium
- 2 (Al) plus 3 (O) -> Al2O3
20) Stahllegierungen, die im strangguss abgegossen werden, werden in der Sekundärmetallurgie einer Desoxidation unterzogen, warum?
- Durch die desoxidation wird die Bildung von Kohlenmonoxid unterdrückt, wodurch die Stahlschmelze beruhigt erstarrt
21) Für eine Nachentschwefelung in der sekundärmetallurgie werden der Schmelze elemente hinzugefügt, die sich leicht mit Schwefel verbinden. Nennen sie vier der gängigsten entschwefelungszusätze.
- Magnesium, Kalk, Calciumoxid, Soda
22) Ziel der Vakuumbehandlung in der Sekundärmetallurgie ist...
- die entgasung unerwünschter chmischer Verbindungen
23) Bei der Pfannenentgasung ...
- wird nach dem abstich die pfanne in einen vakuumbehälter gestellt , damit die in der schmelze gelösten gase entweichen können. Der Pfanneninhalt kann optional mit Argon gespült und aufgeheizt werden.
24) Bei dem Elektro- Schlacke - Umschmelzverfahren ( ESU- Verfahren ) wird...
- ein erstarrter Stahlblock einer Zusatzbehandlung durch Umschmelzen unerzogen
25) Nennen sie vier Vorteile des ESU- Verfahrens
-Gerichtete Erstarrung - Fehlerfreies Gefüge - Maximale Reinheit - Geringe Gasgehalte ( beruhigte erstarrung
26) Nach der Sekundärmetallurgie erfolgt das Abgiessen der stahlschmelze. Nennen sie drei etablierte Giessverfahren
- Strangguss- Verfahren - Bandguss- Verfahren - Blockguss-Verfahren
27) Erklären sie in Stichpunkten das stranggiessverfahren
- Die Stahlschmelze fliesst aus der Giesspfanne durch das Schattenrohr unter Luftabschluss in den feuerfesten Verteiler (Tundish) - Vom feuerfesten Verteiler aus fliesst die Stahlschmelze via vorgeheizter Tauchausgüsse in wassergekühlte Kupferkokillen - Der in seiner Randzone erstarrte rotglühende Strang wird zunächst mit Hilfe des Kaltstranges und später durch die Treibrollen aus der Kokille gezogen
29) nennen sie drei typische schwierigkeiten , die im starngussprozess i.R. der Prozesssteuerung /-regelung zu bewältigen sind
- Clogging ( Verstopfung des Tauchrohres) - Sticker ( Anhaftung des Stranges an die Kokille) - Oszillationsmarken ( auf der Strangoberfläche )
30) Für die Herstellung von Flachprodukten sind drei verschiedene Verfahrensrichtungen entwickelt worden, die mit " endabmessungsnahes Giessen " bzw " Gieswazen" bezeichnet werden. Dünnbrammengiessen, Vorbandgiessen, Bandgiessen. wodrin liegen die wesentlichen Unterschiede dieser drei Verfahren?
- In der Giessdicke: Dünnbrammengiessen: 50 - 90 mm Vorbandgiessen: 10 - 15 mm Bandgiessen: 1 - 5 mm
31)Was ist das Blockguss- Verfahren ?
Vergiessen des stahls zu geometrisch einfachen Kokillenformen ( z.B. quadratisch, rechteckig, rund) in Kokillen, die sich zum Boden hin vergrössern.
32) Was ist der Unterschied zwischen den Begrifflichkeiten Oberguss und Gespannguss?
- Im Oberguss fliesst die Stahlschmelze von oben aus der Giesspfanne in die unterhalb angeordnete Kokillenform. Dagegen werden im Gespannguss parallel eine Mehrzahl von Kokillenformen von unten mit der Stahlschmelze gefüllt
33)Was versteht man unter Sprühkompaktieren?
- Metallschmelzen werden durch Zerstäuben und aufsprühen auf entsprechende Oberflächen zu festhaftenden Vorformen komprimiert
34) Was ist Gusseisen
- eine Eisen-Kohlenstoff- Legierung mit einem Kohlenstoffgehalt > 2,06 %
35) Das mechanisch-technologische eigenschaftsprofil von Gusseisen wird stark von den in der grundmatrix eingelagerten Kohlenstoff-Verbindungen und -Modifikationen (Graphit) beeinflusst. Welche Gusseisensorten werden anhand der Form der Graphitteilchen im Gussgefüge unterschieden ?
-Gusseisen mit Lamellengraphit - Gusseisen mit Kugelgraphit - Temperguss
36) Charakterisch für Temperguss ist , dass..
der gesamte kohlenstoff im gusszustand zunächst als Fe3C ( Zementit ) vorliegt
37) Wie beeinflusst Graphit in Lamellenform die mechanisch - technologischen Eigenschaften von Gusseisen?
- Der in der Modifikation Graphit voriegende lamellare Kohlenstoff unterbricht bei mechanischer Belastung den Spannungsfluss und erzeugt einen dreiachsigen Spannungszustand ( Kerbwirkung) , was eine ausgeprägte Sprödigkeit zur Folge hat - Die Geometrie der Graphitlamellen begünstigen die Dämpfungsfähigkeit des Gusswerkstoffes positiv
38)Wie kann laminarer Graphit in Gusseisen in kugelige Form gebracht werden?
- indem der Gussschmelze Magnesium hinzulegiert wird
39) Stahlguss ist...
- in Formen gegossener Stahl, der keinem weiteren Umformprozess unterzogen wird
