Neues CD-Labor in Leoben

Am 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, Wis­sens­lü­cken sys­te­ma­tisch zu schließen und somit grund­le­gen­de Inno­va­ti­on zu ermög­li­chen.

Wirt­schafts­mi­nis­te­ri­um fördert CD-Labor

Das Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Digi­ta­li­sie­rung und Wirt­schafts­stand­ort (BMDW) fördert CD-Labors, die sich mit anwen­dungs­ori­en­tier­ter Grund­la­gen­for­schung beschäf­ti­gen. „Dieses CD-Labor wird einen wichtigen Beitrag zu metal­li­schen Produkte in höchster Qualität leisten“, sagt Dr. Margarete Schram­böck, Bun­des­mi­nis­te­rin für Digi­ta­li­sie­rung und Wirt­schafts­stand­ort. „Die phy­si­ka­li­schen Grund­la­gen von Her­stel­lungs­pro­zes­sen werden sys­te­ma­tisch erforscht, damit wird ein wert­vol­ler Beitrag für den Erfolg unserer inter­na­tio­nal tätigen Unter­neh­men der Metall­ur­gi­schen Industrie geleistet.“

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. Dieses CD-Labor versucht nun, aus­ge­wähl­te metall­ur­gi­sche Prozesse wis­sen­schaft­lich zu beschrei­ben und somit struk­tu­riert zu opti­mie­ren.

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.

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 derzeit mit dem heute eröff­ne­ten acht Labors ange­sie­delt.

Foto v.l.: 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) 

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