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Offered Bachelor Theses (Last Updated July 2018)


  1. Offered Bachelor Theses
  2. Bachelor Theses In Progress


 

Wir bedanken uns für Ihr Interesse an Bachelorarbeitsthemen/Masterarbeitsthemen. Bitte berücksichtigen Sie, dass nicht immer alle angedachten Arbeiten auch den Weg auf unsere Homepage finden.
Wir verfügen über einen Pool an Arbeiten, die in Zusammenarbeit mit Industriepartnern des Lehrstuhls aber auch im Rahmen von Projekten am Lehrstuhl an geeignete Kandidatinnen und Kandidaten vergeben werden. Auch Arbeiten im Ausland versuchen wir zu vermitteln und zu fördern.

Individuelle Interessen lassen sich oft in einem persönlichen Gespräch besser klären. Wir ersuchen Sie deshalb nicht nur unsere Homepage zu durchforsten sondern auch direkt das Gespräch mit

Prof. Johannes Schenk für Arbeiten im Bereich der Eisen- und Stahlherstellung,
mit Ass.Prof. Susanne Michelic für Arbeiten um das Thema nichtmetallischer Einschlüsse und mit
Ao.Prof. Christian Bernhard für Arbeiten rund um das Gießen und Schweißen von Stahl

zu suchen. Natürlich können Ihnen aber auch alle wissenschaftlichen MitarbeiterInnen weiterhelfen.



The effect of iron ore feeding rate on the reduction rate with using hydrogen plasma smelting reduction (HPSR)

Background:

Hydrogen, in terms of reducibility, is the best alternative for use as a reducing agent for the reduction of iron oxides. In fact, hydrogen plasma smelting reduction (HPSR) is a new "CO2"-free steelmaking process in which iron oxides are reduced by hydrogen in the plasma state. In HPSR, plasma is generated by creating an electric arc between a hollow graphite electrode as the cathode and molten iron oxide bath as the anode, with continual input of a mixed gas containing argon and hydrogen. Figure 1 shows the basic flow sheet of the plasma experimental equipment which was installed at the Chair of Ferrous Metallurgy.

Figure 1 Laboratory-scale plasma facility at the Chair of Ferrous Metallurgy.

In the process, argon or nitrogen is used to conduct the current in the plasma arc; argon is preferred due to its low ionization energy and high conductivity. Hydrogen operates as the reducing agent; hence, a mixture of hydrogen and argon is injected into the arc zone in the reactor through the hollow graphite electrode. Collision of electrons with hydrogen molecules at high temperatures leads to the activation of the hydrogen molecules. The injection of gases through the electrode directly to the arc zone guarantees optimal conditions for atomization and ionization. Excited hydrogen molecules provide a potentially very useful way for the reduction of stable metal oxides.

Objectives:

Iron ore fine is poured in the steel crucible with the maximum capacity of 200 g. the weight of the sample influences the reduction rate of the iron ore. Therefore, this study is to evaluate the effect of sample weight on the reduction rate of iron oxide. The other possibility is to feed iron ore powder by a powder feeder. Then, the feeding rates is the other parameter that should be assessed in terms of the reduction rates.

Scope:
  1. Literature study
  2. Preparation of the experimental program with different iron ore feeding rates for continuous feeding, and different weight of iron ore in the crucible for the batch trials
  3. Kinetics of the iron ore reduction by hydrogen plasma
  4. Definition of the optimum weight of iron ore for the batch operations and optimum iron ore feeding rates for the continuous operations
Industrial partners:

K1-Met GmbH, voestalpine Stahl GmbH and voestalpine Stahl Donawitz GmbH

Advisor:
Fogh-lis. Masab Naseri Seftejani (Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie)

Univ.-Prof. Dipl.-Ing.Dr.techn. Johannes Schenk (Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie)


BAC Methodenentwicklung Extraktion von nichtmetallischen Partikeln für FE-REM JEOL7200

Bei der Analyse von Stahlpartikeln mittels REM/EDX werden sowohl geometrische Parameter als auch die chemische Zusammensetzung von Partikeln in Stahl ermittelt. Mit der Tatsache eine 2dim-Oberfläche zu betrachten geht einiges an Information verloren (Lage, Größe, Richtung, Aufbau), hierbei kann die Untersuchung von aus dem Stahl extrahierten Partikeln große Abhilfe schaffen. Diese beeindruckende Methode ermöglicht es die 3dim Ausprägung von nichtmetallische Einschlüssen des Stahls zu untersuchen.

Im Zuge der Bachelorarbeit soll eine Methode entwickelt werden bestimmte Partikel aus dem Stahl zu extrahieren und diese im neuen hochauflösenden Rasterelektronenmikroskop des Lehrstuhls zu untersuchen. Hierführ werden mehrere Extraktionsparameter (Mittel, Dauer, Geschwindigkeit) über einen Versuchsraster abgearbeitet und auf ihre Tauglichkeit zum Einsatz überprüft. Dann werden die extrahierten Partikel mit unterschiedlichen Methoden in das REM eingebracht und untersucht. Am Ende der Arbeit soll eine Methode stehen die bestmögliche Messergebnisse liefert.

Profil: Selbstständigkeit, genaues Arbeiten und Protokollieren, Interesse an Chemie/Elektrochemie und Labortätigkeit, „Problemlöser“


Abbildung 2: extrahierter und untersuchter NME aus Liu et al. 2016

Schwerpunkte:

  • Weiterführende Literaturrecherche Extraktion, Stereologie
  • Genaues Durchführen und Protokollieren des Versuchsrasters + Optimierung Extraktionsparameter (Laborarbeit)
  • Chemikalien, Elektrochemie und Rasterelektronenmikroskopie
  • Ausarbeiten einer Methode Extraktion+REM
  • Diskussion der Ergebnisse

Start: ab sofort

Betreuung:
Dipl.-Ing. Alexander Mayerhofer (Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie)
Ao.Univ.Prof. Christian Bernhard (Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie)


BAC Simulation der Elektronenanregung in 3D Körpern

Die REM/EDX Analyse ist eine state of the art Methodik zur Charakterisierung von nichtmetallischen Einschlüssen in der Stahlmatrix. Die Methode basiert darauf, dass im Rückstreuelektronenbild Matrix und nichtmetallische Einschlüsse über unterschiedliche Grauwerte unterschieden werden können und durch einen EDX Detektor die chemische Zusammensetzung des Partikels gemessen wird. Je nach Zusammensetzung der gemessene Partikel gibt es unterschiedliche Wechselwirkungen zwischen Probe und Elektronenstrahl (Anregungsbirne).

Ziel der Bachelorarbeit ist es das vorhandene Simulationsprogramm CASINO v3® zu erlernen und Wechselwirkungssimulationen für bestimmte Zusammensetzungen durchzuführen. Hierfür werden im Programm 3D Objekte erstellt und mit einem simulierten Elektronenstrahl beschossen. Eine ausführliche Literaturrecherche hinsichtlich der hinterlegten Modelle, des Anregungsverhaltens verschiedener Substanzen und der einstellbaren Parameter soll die Basis dieser Simulationen sein.

Profil: Selbstständig, Englischkenntnisse, Interesse für Materialphysik, räumliches Vorstellungsvermögen (3D-Zeichenkenntnisse nicht nötig)



Abbildung 1: 3D Objekt und simulierter e- Beschuss aus Demers et al 2011

Schwerpunkte:
  • Literaturrecherche Wechselwirkung Stahl/e- und nichtmetallischer Partikel/e-
  • Zeichnen von einfachen 3D-Objekten im Programm + Simulation der Wechselwirkungen
  • Verfassen einer Arbeitsanweisung zur Verwendung des Programms
  • Diskussion der Simulationsergebnisse

Start: ab sofort

Betreuung:
Dipl.-Ing. Alexander Mayerhofer (Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie)
Ao.Univ.Prof. Christian Bernhard (Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie)


Bewertung des Auflösungsverhaltens von MgO in LD-Schacken

Schlacken im LD-Prozess haben einen essentiellen Einfluss auf die chemische Zusammensetzung des erhaltenen Rohstahls. Das aus der Ausmauerung herausgelöste MgO beeinflusst die entstehenden Schlacken im LD-Prozess z.B. durch verschieben der Bereiche des C2S sowie C3S und des kalkgesättigten Bereichs im Dreistoffsystem CaO-SiO2-FeO. Eine Steigerung des MgO-Gehalts von 0% auf 2% vergrößert bespielsweise den homogenen Bereich der flüssigen Schlacke. Zum besseren Verständnis und zur Beurteilung der Kinetik des Auflösungsverhaltens des MgO dienen die nachstehenden Versuche.

Betreuung:
Univ.-Prof. Dipl.-Ing.Dr.techn. Johannes Schenk (Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie)