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Costs of carburisationKosten der AufkohlungCosts of carburisation

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Kosten der Aufkohlung

Die spezifischen Aufkohlungskosten ergeben sich aus dem Einstandspreis des Aufkohlungsmittels und der erzielten Kohlenstoffausbeute. Diese Kohlenstoffausbeute bei der Aufkohlung im Induktionstiegelofen steht in engem Zusammenhang mit folgenden Einflussgrößen:

 

1. Methode und Reihenfolge der Beschickung

  • Zuerst Stahlschrott + Aufkohlungsmittel sukzessive zugeben
  • Fahrweise mit Sumpf: Zunächst Verdünnung des Sumpfes durch Zugabe von Schrott, danach das Aufkohlungsmittel (AKM) zugeben
  • Erste AKM-Zugabe bei ca. 800°C und dann in Schritten von ca. 100°C
  • Nach der Stahlchargierung erfolgt die Zugabe der weiteren Einsatzmaterialien wie Kreislauf und Roheisen als auch der Legierungselemente
  • Zugabe von FeSi-75 nach der AKM-Auflösung
  • %CE=%C+1/3% SI (S und P erhöhen ebenfalls % CE)
  • Im Falle von GJL: Schwefel gegen Ende der Schmelzreise hinzugeben, da Schwefel eine stark hemmende Wirkung auf die Kohlenstoffaufnahme hat.

2. Verschmutzungsgrad der eingesetzten Materialien

  • Schlackenbildung minimieren: Rostiger Schrott und ungestrahlter Kreislauf erhöhen die Schlackebildung. Mit der Abschlackung geht teilweise das eingebrachte AKM verloren.

3. Gattierung

  • I.    % Sumpf (ja/nein)
  • II.    % Stahl, >40% bessere AKM-Aufnahme & Einsatz verschiedener AKM möglich
  • III.    % Kreislauf
  • IV.    % Roheisen

4. Ofentyp und 5. Badbewegung

  • durch starke Badbewegung bei Netzfrequenztiegelöfen gute AKM-Auflösung
  • bei Mittelfrequenztiegelöfen akzeptable Badbewegung und Ausbeute des Kohlenstoffs
  • Abstand zwischen Oberkante Spule und maximalem Ofenfüllstand
  • schwache Badbewegung und schwierigere AKM Auflösung bei einem Abstand >250mm

6. Ofenleistung

  • 0,5 MW/t: Durch die hohe Anschluss-/Schmelzleistung bleibt dem AKM weniger Zeit zur Auflösung.
  • Bei leistungsstarken Öfen hat das AKM zwischen dem Erreichen der ersten  flüssigen Phase und der Entnahme der ersten Probe nur 15 – 20 Minuten Zeit, sich aufzulösen.

7. Andere Begleitelemente

  • Während der AKM-Zugabe sollte der Anteil an metallischen Legierungselementen (Si, Cu, Mn, etc.) so niedrig wie möglich gehalten werden.

8. Schwefel

  • Bei S-Gehalten >0,04% wird die Kohelnstoffaufnahme in starkem Maße behindert. Daher sollten schwefelhaltige Einsatzstoffe (z.B. GJL Kreislauf) und Aufschwefelungsmittel nach der Stahlaufkohlung zugegeben werden.

9. Größe und Kornform des AKM

  • Die Korngröße sollte 5mm nicht überschreiten. Es sollte ein hohes  Oberflächen- zu Volumenverhältnis angestrebt werden.
  • Ideale Korngröße 0,1 – 3,00mm und Anteil >0,1mm vermeiden.
  • “Besser etwas feiner als zu grob.“
  • Poröse Aufkohlungsmittel sind besser löslich als Aufkohlungsmittel mit einer hohen Dichte.

10. Kohlenstoff-Zielwert

  • Je höher der Kohlenstoffzielwert ist, desto gesättigter ist das Eisen mit  Kohlenstoff, so dass die Kohlenstoffaufnahme umso schwieriger wird.