Die Frage nach der Funktionsfähigkeit eines metallischen Bauteils ist in der Technik oft mit dem Begriff der Festigkeit und der Zähigkeit des eingesetzten Werkstoffs verbunden. Beide Eigenschaften hängen in hohem Maße von dessen Reinheitsgrad ab. Dieser wird durch Häufigkeit, Größenverteilung, Morphologie und chemische Art von so genannten nicht-metallischen Einschlüssen bestimmt. Sicherheitsbauteile, dünn- und dickwandige Gussteile oder geschmiedete Komponenten mit hohen Anforderungen an Festigkeit, Zähigkeit und Ermüdungsresistenz können durch einen unzulässigen Anteil von nicht-metallischen Einschlüssen unbrauchbar werden oder führen zu einer dramatischen Reduzierung der sicherheitsrelevanten Eigenschaften, wie z.B. der Kerbschlagzähigkeit.
„Der Schwerpunkt der Forschungsarbeit im Transferprojekt T01 liegt auf dem Einsatz neuartiger, wechselbarer Filtersysteme, die beim kontinuierlichen Stranggießen von aluminiumberuhigten Stahl (Weißbandgüten) die nichtmetallischen Einschlüsse aus der Stahlschmelze entfernen“, erklärt Prof. Christos Aneziris, Sprecher des SFB 920 „Multifunktionale Filter für die Metallschmelzefiltration“. Die Filterbauteile werden aus den im SFB 920 entwickelten Filtermaterialien hergestellt. Neben der Charakterisierung der Filterbauteile vor und nach dem Strangguss und der Ermittlung des Reinheitsgrades der Stahlschmelze sollen mit Hilfe numerischer Simulationen die Wechselwirkungen zwischen Filterstrukturen, Schmelzeströmungen und Einschlussteilchen erforscht werden.
Die Versuche zum Strangguss führen die Wissenschaftler beim Anwendungspartner ThyssenKrupp Steel Europe AG in Duisburg in einer 86 t-Verteilerrinne durch. Die keramischen Filterbauteile werden am Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik an der TU Bergakademie Freiberg hergestellt und charakterisiert. Den numerischen Teil des Transferprojektes übernimmt Prof. Rüdiger Schwarze vom Institut für Mechanik und Fluiddynamik.
ThyssenKrupp Steel Europe (TKSE) gehört zu den weltweit führenden Anbietern von Qualitätsflachstahl. Mit rund 27.000 Mitarbeitern liefert TKSE hochwertige Stahlprodukte für innovative und anspruchsvolle Anwendungen in verschiedensten Industriezweigen. Kundenspezifische Werkstofflösungen und Dienstleistungen rund um den Werkstoff Stahl komplettieren das Leistungsspektrum von TKSE. TKSE ist Zulieferer für die Automobilindustrie, den Maschinen- und Anlagenbau, die Verpackungsindustrie und den Energiesektor. ThyssenKrupp Steel Europe erfüllt die steigenden Anforderungen an immer effizientere Leichtbau- und Sicherheitsstandards, erforscht und entwickelt neue Hightech-Stähle und setzt Maßstäbe bei Oberflächen- und Verarbeitungstechnologien.