Roheisengewinnung und Stahlherstellung
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Questions and Answers

Welches Verfahren wird zum Beschichten von Metallen verwendet?

  • Elektrolyse
  • Laserstrahlschneiden
  • Schweißen
  • Sprühbeschichtung (correct)

Was ist ein Hauptverwendungszweck von Legierungs- und Beschichtungsmetallen?

  • Als Baumaterial für Konstruktionen
  • Als reine Metalle in der Einzelproduktion
  • Zur Herstellung von Maschinenbauteilen
  • Als Legierungselement in verschiedenen Werkstoffen (correct)

Welche dieser Methoden dient hauptsächlich der Versteifung von Blech?

  • Bördeln (correct)
  • Schneiden
  • Schweißen
  • Löten

Was ist eine Sicke in der Blechtechnik?

<p>Eine ringartige Vertiefung zur Erhöhung der Gestaltfestigkeit (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Eigenschaft von Legierungselementen ist entscheidend für deren Verwendung in der Beschichtung?

<p>Ihr Schmelzpunkt (B)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen über das Beschichten von Metallen ist falsch?

<p>Reine Metalle werden im Metallbau nicht verwendet. (B)</p> Signup and view all the answers

Was bezeichnet man als Falzen?

<p>Das Verbinden von dünnen Blechteilen durch Zusammenhaken (A)</p> Signup and view all the answers

Wie werden Legierungs- und Beschichtungsmetalle im Metallbau genutzt?

<p>Als Inhaltsstoffe in verschiedenen Werkstoffen (D)</p> Signup and view all the answers

Wie werden Sicken geformt?

<p>Durch das Walzen mit Formwalzen (C)</p> Signup and view all the answers

Welches Verfahren kommt bei der Legierung von Beschichtungsmetallen am häufigsten vor?

<p>Legierungsbildung (C)</p> Signup and view all the answers

Was ist der Hauptzweck von Umschlägen bei der Blechverarbeitung?

<p>Zur Sicherung gegen Verbiegen (C)</p> Signup and view all the answers

Welches Verfahren wird oft bei der Herstellung von Außenbordern verwendet?

<p>Schweifen (A)</p> Signup and view all the answers

In welchem Bereich sind Legierungs- und Beschichtungsmetalle in der Regel nicht im direkten Einsatz?

<p>Einzelproduktion (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Dicke gilt für kaltgewalzte Feinbleche?

<p>0,3 mm bis 3 mm (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Eigenschaft ist am wenigsten relevant für die Auswahl von Beschichtungsmetallen?

<p>Geringes Gewicht (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Verbindungstechnik nutzt Umformvorgänge zur Herstellung von Feinblecherzeugnissen?

<p>Falzen (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Eigenschaft wird durch anodische Oxidation bei Aluminiumwerkstoffen wesentlich verstärkt?

<p>Korrosionsbeständigkeit (B)</p> Signup and view all the answers

Was schützt die Patina auf Kupferoberflächen vor korrosiven Einflüssen?

<p>Eine oxidierte Deckschicht (A)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aluminiumwerkeigenschaften ist nicht typisch für Knetlegierungen?

<p>Schlechte Korrosionsbeständigkeit (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage über Aluminium ist korrekt?

<p>Aluminium bildet eine natürliche Oxidschicht zur Korrosionsschutz. (C)</p> Signup and view all the answers

Welches Verfahren verbessert die Zerspanbarkeit von Aluminiumwerkstoffen?

<p>Vergießen (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist eine der Hauptnachteile von Kupfer als Konstruktionsmaterial?

<p>Kosten (C)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Eigenschaften ist für Aluminium nicht charakteristisch?

<p>Schlechte Umformbarkeit (A)</p> Signup and view all the answers

Wie wird die Zerspanbarkeit von Wolfram im Vergleich zu Aluminium eingeschätzt?

<p>Wolfram hat schlechtere Zerspanbarkeit (D)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Laserstrahlschneiden

Beim Laserstrahlschneiden wird ein Laserstrahl verwendet, um Material zu schneiden. Es handelt sich um ein präzises Verfahren, das ähnliche Toleranzen wie mechanische Bearbeitungsverfahren ermöglicht. Die Laseranlage steuert sowohl den Laserstrahl als auch die Bewegung des Werkstücks.

Laserstrahlschneiden - Leistungsdichte

Die hohe Leistungsdichte des Laserstrahls (10⁶ W/cm²) schmilzt das Material in einer schmalen Schnittfuge. Die genaue Position des Laserstrahls wird durch Fokussierung mit einer Linse bestimmt.

Laserstrahlschneiden - Präzision

Durch den konzentrierten Laserstrahl können sehr präzise Schnitte und Beschriftungen auf Metallteilen erzeugt werden. Die Schnittfugen sind sehr dünn (0,1 mm bis 0,5 mm).

Sägen - Typen

Maschinenbügelsägen und Maschinenkreissägen werden zum Zuschneiden von Profilen, Rohren, Trägern und Stangen auf die gewünschte Länge eingesetzt. Sie sind für Einzel- und Serienfertigungen geeignet.

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Vertikal Metallbandsäge

Formschnitte und Einzelarbeiten werden mit einer vertikalen Maschinenbandsäge ausgeführt. Das Sägeband ermöglicht einen kontinuierlichen Schnitt, ähnlich wie bei einer Kreissäge.

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Legierungs- und Beschichtungsmetalle

Legierungs- und Beschichtungsmetalle werden im Metallbau nicht als reine Metalle oder Basislegierungen verwendet. Sie sind jedoch in vielen Werkstoffen als Legierungselement enthalten.

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Beschichten mit Metallen

Beschichtungen mit Metallen dienen dazu, die Oberfläche eines Werkstücks zu verändern und ihm bestimmte Eigenschaften zu verleihen. Zu den Beschichtungsverfahren gehören Galvanisieren, Feuerverzinken, Spritzmetallisierung und mehr.

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Sonderbeschichtungen

Sonderbeschichtungen dienen spezifischen Anforderungen und Anwendungen. Sie können beispielsweise für eine verbesserte Härte, Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit oder elektrische Leitfähigkeit eingesetzt werden. Beispiele sind Keramikbeschichtungen, Polymerbeschichtungen oder Diamantbeschichtungen.

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Bördeln

Der Vorgang, bei dem ein schmaler Rand eines Blechteils nach oben oder unten gebogen wird um einen Behälterboden oder Flansch zu erzeugen.

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Sicke

Eine ringförmige Vertiefung in einem Blech, die zur Erhöhung der Festigkeit verwendet wird.

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Umschlag

Eine Form, die zur Verstärkung von Blech verwendet wird, indem ein zusätzlicher Teil aus Blech an die Kante des Blechs gebogen wird.

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Sickenmaschine

Eine spezielle Maschine zur Herstellung von Sicken in Blech.

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Biegeradius

Eine Form, die durch das Biegen von Blech entstehen kann. Sie kann entweder konkav oder konvex sein, je nachdem, ob das Blech nach innen oder außen gebogen wird.

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Falzen

Das Verfahren zur Herstellung von Falzen in Blech. Es beinhaltet das Zusammenbiegen und Verbinden von Blechkanten.

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Fügen durch Umformen

Das Verbinden von Blechteilen durch Umformen, z.B. durch Falzen.

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Feinblech

Dünne Bleche, die mit verschiedenen Methoden verbunden werden, z.B. durch Falzen und Punktschweißen.

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Aluminium: Eigenschaften

Aluminium ist ein leichtes, mechanisch belastbares und vielseitig bearbeitbares Metall. Es ist korrosionsbeständig durch eine schützende Oxidschicht, die durch anodische Oxidation verstärkt werden kann.

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Aluminium: Legierungstypen

Aluminium-Legierungen können in Knetlegierungen für Profile und Gusslegierungen für andere Anwendungen unterteilt werden.

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Kupfer: Eigenschaften

Kupfer ist ein Halbedelmetall mit einer rotbraunen Farbe, die im Laufe der Zeit durch eine schützende Patina grünlich wird. Es ist weich und gut umformbar, wodurch seine Festigkeit gesteigert werden kann.

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Kupfer: Anwendung

Kupfer ist aufgrund seiner besonderen Eigenschaften kostspielig und wird nur bei spezifischen Anwendungen eingesetzt.

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Wolfram: Einfluss

Wolfram erhöht die Festigkeit und Härte von Metallen, reduziert aber deren Verformbarkeit und Zerspanbarkeit.

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Aluminium: Dichte

Die Dichte von Aluminium beträgt etwa 2,7 kg/dm³, was etwa 1/3 der Dichte von Stahl entspricht.

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Aluminium: Anwendungen

Aluminium-Legierungen ermöglichen die Herstellung von Bauteilen von Fensterrahmen bis hin zu Flugzeugteilen.

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Wolfram: Auswirkungen

Die Kaltverformbarkeit, Zerspanbarkeit und Überhitzungsempfindlichkeit eines Metalls werden durch Wolfram reduziert.

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Study Notes

Roheisengewinnung

  • Der Hauptteil des Roheisens wird im Hochofenprozess geschmolzen.
  • Ausgangsstoffe sind Eisenerz, Koks und Zuschläge.
  • Die obige Mischung wird in lagenweise in den Hochofen gegeben.
  • Im unteren Teil des Hochofens verbrennt ein Teil des Kokses mit eingeblasener Heißluft zu Kohlenstoffdioxid (CO2) und Kohlenstoffoxid (CO).
  • Diese Reaktion erzeugt starke Wärme und heizt den Hochofen auf etwa 1600°C auf.
  • Das Eisen schmilzt und fließt in den Boden des Hochofens.
  • Es wird in fahrbare Pfannenwagen abgelassen.
  • Roheisen enthält etwa 10% Verunreinigungen und Eisenbegleiter.
  • Der Kohlenstoffanteil liegt zwischen 3 und 5 %.
  • Weitere Bestandteile sind geringe Mengen Mangan, Silicium, Phosphor und Schwefel.
  • Roheisen mit hohem Siliciumanteil (1,5%-3%) ist der Ausgangsstoff für Gusseisen.
  • Roheisen mit hohem Mangangehalt (>1%) wird zu Stahl weiterverarbeitet.

Stahlherstellung

  • Roheisen und Stahlschrott (oder Eisenschwamm) dienen als Ausgangsstoffe für die Stahlherstellung.
  • Das Sauerstoffaufblasverfahren ist ein gängiges Verfahren.
  • Reiner Sauerstoff wird in einen Konverter (Umwandler) eingeblasen, der die Roheisenschmelze enthält.
  • Eisenbegleiter (Kohlenstoff, Phosphor, Schwefel) reagieren mit dem Sauerstoff und entweichen als Gase oder werden in der Schlacke gebunden.
  • Das "Frischen" entfernt die meisten Verunreinigungen.
  • Das Elektrostahlverfahren schmilzt Stahlschrott, Eisenschwamm, Legierungselemente und Roheisen in einem Elektrolichtbogenofen.
  • Die intensive Durchmischung ermöglicht Reaktionen mit Schlackebestandteilen und Bindung der Eisenbegleiter in der Schlacke.
  • Zusätzliche Legierungselemente können hinzugefügt werden.

Stahlnachbehandlung

  • Für Stähle mit speziellen Anforderungen werden weitere Behandlungsschritte durchgeführt.
  • Legieren mit Silicium und Aluminium dient der Desoxidation (Entfernung von Sauerstoff).
  • Spülgasbehandlung mit Argon entfernt Verunreinigungen.
  • Entschwefelung durch Zugabe von Schwefelbindern (z.B. Kalk).
  • Vakuumentgasung entfernt gelöste Gase (z.B. H2, O2, N2).
  • Hochlegierte, hochreine Edelstähle können durch Umschmelzen gereinigt werden.
  • Stahl wird nach der Behandlung in verschiedene Formen vergossen (Strangguss, Kokillenguss, Stahlformguss).

Zusammenfassung

  • Roheisen wird im Hochofenprozess gewonnen.
  • Aus Roheisen wird durch unterschiedliche Verfahren Stahl hergestellt.
  • Stahl kann durch weitere Bearbeitungsschritte weiter optimiert und verarbeitet werden.

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Description

Dieses Quiz behandelt die Prozesse der Roheisengewinnung im Hochofen und die anschließende Stahlherstellung. Es werden die Ausgangsstoffe, Temperaturen und chemischen Reaktionen erläutert, die für die Herstellung von Roheisen und die Umwandlung in Stahl erforderlich sind.

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