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Offered Master Theses (Last Updated October 2014)


  1. Offered Master Theses
  2. Master Theses In Progress
  3. Completed Diploma-/Master Theses

Development of a standardized testing procedure for B.E.T measurement

The specific surface area is a key factor in terms of reaction progress due to the enhanced kinetics, especially concerning gaseous-solid reactions. A higher specific surface area provides a gaseous reactant more possibilities of interaction with the solid material. One major application at the Chair of Ferrous Metallurgy is the description of reactions and the interaction of material properties of solids like iron carriers and carbon based raw materials with gases like CO, H2 and CO2 for example.

For this purpose a new laboratory facility was installed recently. According to the Brunauer–Emmett–Teller (BET) theory, which aims to explain the physical adsorption of gas molecules on a solid surface, the measurement of the specific surface area of a material is measured for a variety of solid materials.

However, the most appropriate and reliable way testing different materials (carbon carriers as well as iron carriers) is difficult to find in literature. For this purpose a systematically testing series has to be performed. Different parameters like grain size, sample size, testing gas and temperature have to be investigated. In addition the limits in terms of precision and reliability of the lab facility have to be described and a comparison of results to those from other laboratories and measuring devices is supposed to confirm the qualitatively right operation mode.

Finally the most suitable testing conditions have to be defined which will be used subsequently as a standardized testing procedure at the Chair of Ferrous Metallurgy

Betreuung:
Dipl.-Ing. Dr.mont. Martina Hanel (Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie)

Verwertung von Kunststoffabfällen in der Roheisenerzeugung und dessen Auswirkung auf Schwermetallflüsse

Es sind die Schwermetallflüsse eines Hochofens, am konkreten Beispiel des Hochofens A der voestalpine, der Kunststoffe als Ersatzreduktionsmittel einsetzt, zu bilanzieren. Im Konkreten sollen dazu Betriebs- und Analysedaten des Jahres 2012 ausgewertet werden und einerseits mit bereits durchgeführten Schwermetallbilanzen aus den Vorjahren und andererseits mit Literaturwerten zur Verteilung von Schwermetallen im Hochofen verglichen werden.

Nähere Details als PDF


Industriepartner: voestalpine Stahl GmbH
Betreuung:
Univ.-Prof. Dipl.-Ing.Dr.techn. Johannes L. Schenk (Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie)
Privatdoz.Ass.Prof.Dipl.-Ing.Dr.techn. Johann Fellner


Bewertung von empirischen Bulging-Formeln zur Berechnng auftretender Dehnungen in der Strangschale beim Stranggießprozess

Beim konventionellen kontinuierlichen Stranggießen von Stahl beginnt das Strangschalenwachstum und somit die Ersterstarrung des flüssigen Stahls in der Kokille, wo durch intensive Kühlung der Kokille die Wärme des Stranges über das Kühlwasser abgeführt wird. Nach dem Verlassen des Kokillenbereiches muss die Kühlung des Stranges in der Sekundärkühlzone (SCZ) weiter aufrecht erhalten werden.
Während der Ersterstarrung des Stahls dient die Kokille als Form und stützt die noch dünne Strangschale. Nach dem Verlassen der Kokille fällt diese Funktion den sogenannten Stützrollen zu. Da der Strang auch noch durch Wasser gekühlt werden muss, sind zwischen den Rollen noch Freiräume vorhanden, wo die Schale aufgrund des Ferrostatischen Drucks auch zum Ausbauchen (Bulgen) neigt.

Ziel dieser Arbeit ist es, vorhandene Bulging-Formeln in ein, am CoFM selbst entwickelten Modell zur thermischen und mechanischen Modellierung einer Stranggießanlage, zu implementieren und diese empirischen Formeln auf Verwertbarkeit zu überprüfen

Betreuung:

Dipl.-Ing. Michael Riedler (Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie)
Dipl.-Ing. Dr.mont. Gregor Arth (Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie)
Ao.Univ.Prof. Dr. Christian Bernhard (Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie)

Identifikation von geeigneten Methoden zur Charakterisierung, Messung und zum Einstellen der Rauheit von metallischen Oberflächen

Beim konventionellen kontinuierlichen Stranggießen von Stahl beginnt das Strangschalenwachstum und somit die Ersterstarrung des flüssigen Stahls in der Kokille, wo durch intensive Kühlung der Kokille die Wärme des Stranges über das Kühlwasser abgeführt wird. Nach dem Verlassen des Kokillenbereiches muss die Kühlung des Stranges in der Sekundärkühlzone (SCZ) weiter aufrecht erhalten werden. Dies wird durch kontinuierliche direkte Kühlung der Strangoberfläche mit Wasser erreicht.
Die Wärmeabfuhr in der SCZ kann über einen sogenannten Wärmeübergangskoeffizienten beschrieben werden. Neben der Oberflächentemperatur und der Wasserbeaufschlagungsdichte ist auch die Rauheit der Stahloberfläche ein bekannter Einflussfaktor.
Ziel dieser Arbeit ist es diesen Einflussfaktor zu quantifizieren. Hierzu sollen in einem ersten Schritt eine definierte und reproduzierbare Rauheit einer Stahloberfläche eingestellt werden. Am sogenannten Düsenmessstand (DMS) des CoFM sollen in einem zweiten Schritt Laborversuche zur Quantifizieren dieses Einflussfaktors durch eine reproduzierbare Veränderung der Rauheit durchgeführt werden.

Betreuung:
Dipl.-Ing. Dr.mont. Gregor Arth (Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie)
Ao.Univ.Prof. Dr. Christian Bernhard (Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie)

Bestimmung neuer Phasendiagrammen und Ermittlung der spezifischen Wärmekapazität cp mittels Hochtemperatur-DSC

Aufgabenstellung:

Im Rahmen der Masterarbeit sollen neue Phasendiagramme von Teilsystemen komplexer   Fe-C-Si-Mn-Al Legierungen (= TRIP/TWIP Stähle) experimentell bestimmt werden. Dabei ist auch Vorgehensweise (best practice) für die Hochtemperaturmessung der spezifischen Wärmekapazität cp mit der DSC 404 F1 zu optimieren und zu validieren.

Sämtliche Tätigkeiten können direkt am Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie durchgeführt werden. Neue Legierungen werden aus hochreinen Einsatzstoffen mittels Hochfrequenz-Induktionsschmelzen erschmolzen, um dann mittels DSC-cp Messungen die thermodynamischen Daten zu bestimmen. Die so experimentell neu bestimmten Phasendiagramme werden mit der CALPHAD (CALculation of PHAse Diagrams) Methode weiterverarbeitet zur Optimierung von thermodynamischen Datenbanken.

Ziel: Hochqualitative thermodynamische Daten von neue Stahllegierungen.


Betreuung:
Dipl. -Ing. Peter Presoly (Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie)

Ao.Univ.Prof. Dr. Christian Bernhard (Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie)


Phasenbestimmung in erstarrten LD – Schlacken

Für die Weitervewertung von LD-Schlacken ist die mineralogische Zusammensetzung im erstarrten Zustand bedeutend. Im Rahmen dieser Arbeit sollen die Phasen von erstarten LD-Schlackeproben untersucht werden und verschieden Methoden zur Charakterisierung dieser bewertet werden. Eine Zielsetzung dabei ist die Bestimmung der Oxidationstufen von Eisen in den Wüstit- und Calzium - Ferrit-Phasen der Schlacke. Weiters soll der Einbau von Cr2O3 und MgO in den Schlackenphasen untersucht werden. Es sollen dazu Untersuchungen an Betriebs- und Laborproben durchgeführt werden.


Industriepartner: voestalpine Stahl Linz GmbH
Ansprechpartner Industrie:
DI Harald Panhofer (voestalpine Stahl Linz GmbH, Tel.: +43 664 8363834) Betreuung:
Prof. Johannes L. Schenk (Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie)