Lexikon Pharmatechnologie

Erschmelzung

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Siehe auch: Edelstahl.

Großtechnische Herstellung von Stahlschmelzen. Bei der Erschmelzung von Stählen im Hochofen werden in der Natur vorkommende Eisenerze (Magnetit, Hämatit, Pyrit) zunächst zu Roheisen reduziert und dann durch Frischen der Kohlenstoff und störende Begleitelemente herabgesetzt.

Abb. E 17: Chromoxid im Gleichgewicht mit Kohlenmonoxid bei AOD. (Quelle: J. Rau, TAE-Seminar, Esslingen, 2002)

Abb. E 18: Schrittweise Decarbonisierung und Desoxidation von AISI 304 im AOD-Verfahren. (Quelle: J. Rau, TAE-Seminar, Esslingen, 2002)

Der beim Frischen eingeblasene Sauerstoff führt jedoch beim Erstarren der Schmelze zu unerwünschten oxidischen Einschlüssen und Verunreinigungen.

Bei der nachfolgenden Desoxidation durch gezielte Beigabe von Al, Ca, Si zur Schmelze unter Bildung von Aluminiumoxid (Al2O3), Siliziumdioxid / Silikat (SiO2 / SiO4 2-), Calciumoxid (CaO) und Manganoxid (MnO) erfolgt eine entsprechende Senkung des Sauerstoffgehalts der Schmelze. Die gebildeten Metalloxide schwimmen dabei großteils als Schlacke auf der Schmelze auf und können so entfernt werden. Ein Teil der Metalloxide bleibt aber als Verunreinigung in der Schmelze gelöst und bildet beim Erstarren der Schmelze die sogenannten (Schlacke-)Einschlüsse / Schmelzenverunreinigungen.

Bei der Erzeugung hochwertiger Edelstahlschmelzen kommen dabei verschiedene Verfahren zum Einsatz (Elektro-Schlacke-Umschmelzverfahren, Argon Oxygen Decarburisation, Vacuum Oxygen Decarburisation). In weiteren Umschmelzverfahren (Vacuum Induction Melting, Vacuum Arc Remelting) werden die erzeugten Schmelzen gereinigt.

Abb. E 19: Vergleich der Verfahren EF / AOD (VOD) und VIM / VAR. (Quelle: J. Rau, TAE-Seminar, Esslingen, 2002)

EF (ESU) + AOD (VOD) VIM + VAR
Reines Rohmaterial + Edelstahlschrott Reines und teures Rohmaterial (virgin steel)
Zusammensetzung des Rohmaterials vor Erschmelzung kann variieren, z. B. C bis 3 % Rohmaterial mit eingeschränkter Analyse, z. B. C = 0,015–0,030 %
Gewisse Anzahl nichtmetallischer Einschlüsse (Oxide und Sulfide) Nur Spuren nichtmetallischer Einschlüsse durch Entfernen von Sauerstoff und Schwefel
Mangan > 2,0 % Mangan > 0,05 %

© 2013 – ECV – Lexikon der Pharmatechnologie

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