Die gegenwärtig verfügbaren metallurgischen Verfahren zur Flüssigstahlnachbehandlung ermöglichen eine deutliche Verbesserung des Reinheitsgrades mit Bezug auf die im flüssigen Stahl gebildeten primären und sekundären Oxideinschlüsse. Diese Verfahren können jedoch das Entstehen der während der Erstarrung gebildeten tertiären Oxideinschlüsse nicht ausschließen. Tertiäre Oxideinschlüsse beeinflussen die mechanischen Eigenschaften des Stahls negativ und sind bislang kaum untersucht worden. Den Schwerpunkt der Arbeit bildet die theoretische und experimentelle Untersuchung des Desoxidationsvorganges. Die Ausscheidungen von primären, sekundären und besonders tertiären Oxideinschlüssen werden als Folge der veränderten Sauerstoffaktivitäten bei der Desoxidation erforscht. Es wurden theoretische Ansätze für die Beschreibung der tertiären Oxideinschlüsse bei der einfachen Desoxidation der niedriglegierten Stähle entwickelt und ein auf diesen Ansätzen basierendes Computerprogramm für die Al-Desoxidation modifiziert. Der Al-Desoxidationsvorgang ist unter Anwendung einer Versuchsmethodik zur kontinuierlichen EMK-Messung sowohl im flüssigen als auch darüber hinaus im erstarrenden niedriglegierten Stahl untersucht worden. Die Volumenanteile und Einschlussgrößen von entstandenen Desoxidationsprodukten wurden mittels Licht- und Rasterelektronenmikroskopie ermittelt und in Korrelation zu den gemessenen Sauerstoffaktivitäten im flüssigen und erstarrenden Stahl gebracht.

Gegenstand der Arbeit ist die Entwicklung und Modellierung eines keramischen Filters zur Abscheidung von nichtmetallischen Teilchen aus Stahlschmelzen. Ausgehend von einem Konzept eines Umlenkabscheiders wurde dieser mit Hilfe von Experimenten und numerischen Berechnungen auf seine Wirkungsweise und Einsatzfähigkeit für größere Stahlmengen untersucht. Wassermodellversuche dienten zur Erfassung des Geschwindigkeitsfeldes und der Teilchenbewegungen. Durch Vergleich mit numerischen Berechnungen und die Variation von Parametern wurde die Abscheidewirkung des Filters untersucht. In Technikumsversuchen mit Flüssigstahl erfolgte die Verifizierung der Modellvorstellung aus den numerischen Berechnungen und Wassermodellexperimenten. Eine Abscheidung konnte qualitativ nachgewiesen werden. Die gewonnenen Ergebnisse führten zur Entwicklung und Patentierung eines neuen Typs des Einschlussabscheiders. Der neu entwickelte Spiralabscheider weist zahlreiche technologische Vorteile gegenüber dem Umlenkabscheider auf.

Ziel dieser Arbeit war es, durch verschiedene physikalische Schmelzebehandlungsverfahren eine Kornfeinung und eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Magnesiumlegierungen zu bewirken. Vibrationsversuche mit furanharzgebundenen Formen zeigten sehr uneinheitliche Ergebnisse über die untersuchten Legierungen. Eindeutige funktionale Zusammenhänge zwischen den Parametern und den mechanischen Eigenschaften konnten nicht gefunden werden. Untersuchungen zum Einfluss der Abkühlgeschwindigkeit während einer Vibrationsbehandlung zeigten eine geringe Kornfeinung in Folge der Vibration. Die Ultraschallbehandlung verschiedener Magnesiumlegierungen im Kokillenguss lieferte ein wellenförmiges Verhalten der einzelnen Ergebnisse. Magnetohydrodynamikversuche an geschlichteten, zylindrischen Proben, die in Furanharzformen abgegossen wurden, führten zu zirkulationsrichtungsabhängigen Ergebnissen. Es konnten homogenere Korngrößen und erhöhte Festigkeitswerte erreicht werden.