Wo aus Forschung Zukunft wird

Foto:(c) Montanuni Leoben, Eröffnung CD-LaborAm 30. Jänner 2019 wurde das neue CD-Labor für magnetohydrodynamische Anwendungen in der Metallurgie eröffnet. In der Metallurgie werden viele neue Verfahren aufgrund des mangelnden Prozessverständnisses derzeit mittels Trial-and-Error eingeführt. Dieses CD-Labor versucht, ausgewählte metallurgische Prozesse wissenschaftlich zu beschreiben und somit strukturiert zu optimieren. Wissenslücken sollen systematisch geschlossen werden, um grundlegende Innovation zu ermöglichen

Neue Prozesse in der Stahlerzeugung

Bei industriellen Prozessen, insbesondere in der metallurgischen Industrie, ist der Einsatz elektromagnetischer Felder weit verbreitet. Die Wechselwirkung zwischen den involvierten Fluiden (metallische Schmelzen, Salzschmelzen, Plasmas und Elektrolytlösungen) und elektromagnetischen Feldern führt zur sogenannten Lorentz-Kraft und zur elektrischen Induktion. Eine entsprechende Gesamtbetrachtung dieser Wechselwirkung wird als Magnetohydrodynamik (MHD) bezeichnet. Die genaue Kenntnis der MHD eines metallurgischen Vorgangs ermöglicht die direkte Einflussnahme auf, im Prozess ablaufende Details. Wichtige Beispiele hierfür sind induktives Schmelzen, Rühren und Pumpen, Stabilisierung von Schmelzen, freien Oberflächen und Grenzflächen sowie magnetisches Levitieren, d. h. freies Schweben elektrisch leitender Fluide. „Trotz seiner Bedeutung werden aufgrund eines fehlenden quantitativen Verständnisses neue MHD-Aggregate in der Industrie häufig auf der Basis von kostspieligen experimentellen Versuchen eingeführt, d. h. ein Prozess wird von Laborexperimenten, über Versuche an Pilotanlagen, bis zur Implementierung in der industriellen Produktion nach dem Trial-and-Error-Prinzip entwickelt“, erläutert Laborleiter Priv.-Doz. Dr. Abdellah Kharicha.

MHD-Technologien bereits eingesetzt

In der metallurgischen Industrie Österreichs werden MHD-Technologien bereits standardmäßig eingesetzt. Weitere Innovationen sind allerdings nur möglich, wenn diese Technologien besser wissenschaftlich durchdrungen und teils widersprüchliche experimentelle Beobachtungen verstanden und steuerbar werden. Im Fokus stehen dabei die Modellierung der Wirkung von elektromagnetischem Bremsen beim Dünnbrammengießen, die Metallraffination mittels MHD und die MHD des Elektrolichtbogenofens. Hierzu werden moderne, rechnergestützte Methoden mit der Beschreibung der Physik der Erstarrung und der MHD gekoppelt und bestehende numerische Ansätze erweitert und auf die entsprechenden industriellen Prozesse angewendet.

Foto: Rektor Wilfried Eichlseder, Lehrstuhlleiter Univ.-Prof. Dr. Andreas Ludwig, CD-Labor-Leiter Priv.-Doz. Dr. Abdellah Kharicha, Univ.-Prof. Dr. Bruno Buchmayr (Christian Doppler Gesellschaft) v.l.n.r. (c) Montanuni Leoben

Christian Doppler Labors

In Christian Doppler Labors wird anwendungsorientierte Grundlagenforschung auf hohem Niveau betrieben, hervorragende Wissenschaftler kooperieren dazu mit innovativen Unternehmen. Für die Förderung dieser Zusammenarbeit gilt die Christian Doppler Forschungsgesellschaft international als Best-Practice-Beispiel. Christian Doppler Labors werden von der öffentlichen Hand und den beteiligten Unternehmen gemeinsam finanziert. Wichtigster öffentlicher Fördergeber ist das Bundesministerium für Digitalisierung und Wirtschaftsstandort (BMDW). An der Montanuniversität Leoben sind nun insgesamt acht CD-Labors angesiedelt.

Kontakt:
Priv. Doz. Dr. Abdellah Kharicha
Lehrstuhl für Modellierung und
Simulation metallurgischer Prozesse
T: 03842-402-0
E: abdellah.kharicha@unileoben.ac.at

Quelle: Montanuni Leoben
(GZ)

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