Stahlkunde an der Universität des Saarlandes

Karteikarten und Zusammenfassungen für Stahlkunde an der Universität des Saarlandes

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   Beschreiben Sie den Hochofenprozess!           

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Beschreiben Sie die Herstellung von Koks! Welche Vor- und Nachteile hat Koks in der Eisenherstellung?        

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Warum sind allgemeine Baustähle schweißbar?         


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Wie werden die Bearbeitungs- und Behandlungsverfahren von Werkstoffen eingeteilt?        

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Welche Qualitätsanforderungen werden an Eisenerze gestellt?        

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Welche Anlagen findet man in Kaltwalzwerken? Welche Arbeiten werden jeweils ausgeführt?        

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Wie unterscheiden sich Schmiedehämmer und Schmiedepressen in der Anwendung und in der Entwicklung des Gefüges?        

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Beschreiben Sie die Aufbereitung von Erz und von Schrott! Welches Erz wird abgebaut?        

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Was ist Blankstahl? Wie wird er hergestellt?        

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Welche Verfahren werden zum Schweißen von Stahl eingesetzt?        

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Welche Rolle spielt die Pfannenmetallurgie bei der Stahlherstellung?        

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Welche Aufgaben erfüllen Feuerfeststoffe in der Metallurgie? Welche Eigenschaften müssen sie dazu besitzen?

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Stahlkunde

   Beschreiben Sie den Hochofenprozess!           

-Hochofen=Ca. 30m hoher Bau mit ca. 12m Durchmesser

-In diesen werden abwechselnd Möller (Erz+Kalk) und Koks geschüttet

-1300°C heißer Luftstrom wird unten in den HO hineingeblasen

-Kohenstoff verbrennt, Temp steigt auf 2000°C, es entsteht CO2 (C + O2 -> CO2)

- (2) CO2 wird beim Aufsteigen durch das glühende Koks reduziert (CO2 + C -> 2CO)

- (3) Das Monoxid reduziert nun das Eisenerz (3CO + Fe2O3 -> 3CO2 + 2Fe)

-Schritt 2 und 3 wechseln sich jetzt ab, das austretende Monoxid wird zum Heizen der Luft verwendet

-Schlacke und Roheisen werden alle 4-6h abgegossen

Stahlkunde

Beschreiben Sie die Herstellung von Koks! Welche Vor- und Nachteile hat Koks in der Eisenherstellung?        

-  Erhitzen von Kohle unter Luftabschluss auf Temperaturen von über 1000 °C (Pyrolyse).

 - Luftabschluss verhindert ein Verbrennen der Kohle; - Durch die hohen Temperaturen werden dann die unerwünschten Verbindungen in der Kohle wie bspw. Schwefel vergast und anschließend entfernt. 

- Diese Verkokung der Kohle dauert bis zu 20 Stunden

- Verliert ein Viertel ihrer ursprünglichen Masse 

- Der Kohlenstoffgehalt des so entstandenen Kokses beträgt ca. 90 %.



+ Durch die kontrollierten Bedingungen im Kokereiprozess kann das Produkt Koks je nach Verwendungszweck an bestimmte Anforderungen angepasst werden wie

  •  Wassergehalt,
  •  Aschegehalt,
  •  Schwefelgehalt,
  •  Korngröße,
  •  Festigkeit

+ Festigkeit auch bei hohen Temperaturen (kein verbacken)

+stützt die gesamte Materialsäule 

+ liefert nötige Wärmeenergie

+dient als Reduktionsmittel

+ simpel


-  1 % Schwefel bleibt. Auf diese Weise gelangt im unerwünschten Maße Schwefel in Form von Eisensulfid (FeS) in das Roheisen. Es muss später für die Stahlerzeugung durch spezielle Nachbehandlungsverfahren entfernt werden.


- hoher CO2 Ausstoß 

-Koks u. Eisenerz müssen als Brocken vorhanden sein (Luftdurchströmung)

Stahlkunde

Warum sind allgemeine Baustähle schweißbar?         


Weil Baustähle weniger als 0,22% C haben. Ab ca. 0,22% C fängt der Stahl beim Schweißen an, Härtespitzen zu bilden, es entsteht Rissbildung


-Zu viel Kohlenstoff führt zu unerwünschten Eigenspannungen im Schweißteil.

Stahlkunde

Wie werden die Bearbeitungs- und Behandlungsverfahren von Werkstoffen eingeteilt?        

1. Urformen: Schaffen der Form, Zusammenhalt schaffen.

2. Umformen: Ändern der Form, Zusammenhalt beibehalten

3. Trennen:--------------"------------, Zusammenhalt vermindern

4. Fügen: -----------------"-----------, Zusammenhalt vermehren

5. Beschichten: -----------------"-----------, Zusammenhalt vermehren

6. Stoffeigenschaften ändern. Ändern der SToffeigenschaften

Stahlkunde

Welche Qualitätsanforderungen werden an Eisenerze gestellt?        

möglichst hoher Eisengehalt

geringer Anteil unerwünschter Begleitelemente (Oxide, Sulfide, etc.) in der Gangart


Eisenerze enthalten neben der Eisenverbindung noch andere Bestandteile, die sogenannte Gangart , die hauptsächlich aus Silicaten oder silicathaltigem Gestein besteht. Vor der Eisengewinnung müssen die Erze daher aufbereitet werden, d. h. man versucht, den Anteil der Gangart im Erz prozentual zu verkleinern und damit den der Eisenverbindung zu erhöhen. Dieser Prozess wird als Anreicherung bezeichnet.

Stahlkunde

Welche Anlagen findet man in Kaltwalzwerken? Welche Arbeiten werden jeweils ausgeführt?        



  • Einlegen des Materials: Das zu walzende Band (Coil) wird in eine Abspul-Haspel (Payoff-Reel) eingelegt und in das Walzwerk eingeführt
  • Beizen & Entzundern 

Befreiung von Zunder & Rost: Streckbiegen und Beizen

Beizen: feine Verunreinigungen werden mit Säure gereinigt


  • Walzen am Walzgerüst (evtl. mehrere hintereinander)
  • Spann-Haspel

(Haspel= techn. Hilfsmittel zum Auf- und Abwickeln von langgestreckten Materialien)

  • Dressieren
    Mit diesem Prozessschritt wird eine ausgeprägte Streckgrenze beseitigt, die Blechoberfläche geglättet beziehungsweise gezielt aufgerauht und verdichtet.


Ziehen ist eine spanlose Kaltumformung. Das warmgewalzte entzunderte Vormaterial erhält in mehreren Ziehvorgängen sein endgültiges Profil.

Stahlkunde

Wie unterscheiden sich Schmiedehämmer und Schmiedepressen in der Anwendung und in der Entwicklung des Gefüges?        

Bei Schmiedehämmern treten große Umformgeschw. auf, während bei Pressen die Kraft langsamer aufgebracht wird, dadurch kann der Fließvorgang tiefer in den Werkstoff eindringen (die EIndringtiefe ist beim Hämmern wegen Reibverlusten beschränkt)


=>Schmiedehämmern schnell-->Eindringtiefe gering

Stahlkunde

Beschreiben Sie die Aufbereitung von Erz und von Schrott! Welches Erz wird abgebaut?        

Erz: Brechen, Mahlen, Klassieren, Flotieren, Eindicken, Filtrieren, Trocknen, Lagern


Schrott: Schreddern, Schneiden, Pressen

Erze: Erzmineralien mit Metallen: Eisen, Blei, Gold

Erze mit Nichtmetallen: Schwefel


Stahlkunde

Was ist Blankstahl? Wie wird er hergestellt?        

Blankstahl ist ein Stahl mit blanker, glatter Oberfläche mit einer wesentlich höheren Maßgenauigkeit als warmgeformte Stahlprodukte

-Blankstahl wird meist durch Ziehen auf Ziehbänken spanlos hergestellt und nach dem Ziehen gerichtet. Weiterhin kann er durch Schälen hergestellt werden

Stahlkunde

Welche Verfahren werden zum Schweißen von Stahl eingesetzt?        

Laserstrahlschweißen
Plasma-Schweißen

MAG Schweißen

Punktschweißen

Reibschweißen

Lasertiefschweißen

Elektronenstrahlschweißen

Stahlkunde

Welche Rolle spielt die Pfannenmetallurgie bei der Stahlherstellung?        

Synonym für Sekundärmetallurgie, im strengeren Sinne auch Bezeichnung für jene Verfahren der Sekundärmetallurgie, die ausschließlich in Pfannen und nicht in separaten Öfen oder Konvertern durchgeführt werden. (nach dem Frischen)


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.

Der Schwefel- und Phosphorgehalt darf:

  • bei Edelstahl 0,025 %
  • bei Qualitätsstahl 0,035 %
  • bei Grundstahl 0,045 %

betragen.

In speziellen Aggregaten werden beispielsweise Legierungselemente eingebracht, die Schmelze homogenisiert – Schwefel, Phosphor oder andere Elemente entfernt und der genaue Kohlenstoffgehalt eingestellt. 

Stahlkunde

Welche Aufgaben erfüllen Feuerfeststoffe in der Metallurgie? Welche Eigenschaften müssen sie dazu besitzen?

Feuerfeststoffe: temperaturbeständige, mineralhaltige oder keramische Stoffe, werden für Auskleidung von Schmelzöfen, Warmhalteöfen, Pfannen etc. verwendet.

Eigenschaften: halten Temp. über 2500°C stand, beeinflussen die Reaktionen bei Stahl und Eisenherstellung nicht,dreuckfeuerbeständig,temperaturwechselbeständig, chemische Beständigkeit gegen Gase & Schlacke

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