Dr. Gruber widmete sich in ihrer wissenschaftlichen Arbeit zentralen Prozessen beim Aufschmelzen von Gießpulvern und bei der Erstarrung der daraus entstehenden Schlacken im Stranggussverfahren von Stahl. Der Fokus lag dabei nicht nur auf der Analyse dieser Schlüsselprozesse, sondern auch auf der Optimierung und gezielten Weiterentwicklung der hierfür notwendigen Untersuchungs- und Auswertungsmethoden. Angesichts stetig steigender Anforderungen an Produktqualität und Nachhaltigkeit in der Stahlproduktion besteht ein wachsender Bedarf an innovativen Gießpulverkonzepten.
Fokus auf Aufschmelz- und Erstarrungsprozesse von Gießpulvern- und deren Schlacken
Kohlenstoff kontrolliert das Aufschmelzverhalten des Gießpulvers in der Kokille. Wenn dieser während des Sinterns nicht vollständig abbrennt, kann es zu einer ungewollten Aufkohlung des Stahls kommen. Dies ist ein erheblicher Nachteil insbesondere bei ULC-Stählen (ultra-low carbon), da dies die Produktqualität beeinträchtigt. Um dem entgegenzuwirken wurden neue Rezepturen entwickelt, in denen freier Kohlenstoff durch Siliziumcarbid (SiC) ersetzt wurde. Diese Modifikation reduziert nicht nur die CO₂-Emissionen, sondern gewährleistet gleichzeitig ein Aufschmelzverhalten, das dem herkömmlicher Gießpulver entspricht.
Ein weiterer zentraler Aspekt von Dr. Grubers Forschungsarbeit betrifft den Einsatz von Fluor, das bei der Bildung der Mineralphase Cuspidin eine wichtige Rolle spielt und damit den Wärmetransfer zwischen Stahl und Kokille steuert. Um Fluoremissionen und Korrosionsschäden an Anlagenteilen zu vermeiden, wurde an fluorfreien Alternativen gearbeitet. Thermodynamische Berechnungen in Kombination mit Laboruntersuchungen führten zur Entwicklung fluorfreier Schlackenzusammensetzungen, die vergleichbare Eigenschaften zu Standardschlacken für das Vergießen von Weichstählen aufweisen. Tests an einer Strangguss-Pilotanlage bestätigten diese Ergebnisse. Zudem verursachte die neue Schlackenzusammensetzung einen geringeren Feuerfestverschleiß.
Zur Person
Nathalie Gruber absolvierte nach ihrer Matura am BG und BRG Leoben von 2000 bis 2005 das Studium des Gesteinshüttenwesens und wurde für ihre herausragenden Studienleistungen mit dem Rektor-Platzer-Ring ausgezeichnet. Im Jänner 2006 begann sie ihre Tätigkeit als wissenschaftliche Mitarbeiterin am Lehrstuhl für Gesteinshüttenkunde. Ihre Forschungsarbeit konzentrierte sich auf die Analyse und Entwicklung von Gießpulvern und Gießschlacken für den Strangguss von Stahl, insbesondere im Rahmen von Industriekooperationen – etwa mit den K1-MET-Kompetenzzentren sowie in bilateralen Projekten mit Partnern aus der Industrie. Im Jahr 2010 promovierte sie und erhielt für ihre Dissertation den Hellmut-Longin-Preis. Dr. Gruber ist zudem als Gutachterin für zahlreiche wissenschaftliche Fachzeitschriften tätig und engagiert sich als Chairperson oder Mitglied in wissenschaftlichen Komitees internationaler Fachkonferenzen.
Kontakt
Priv.-Doz. Dipl.-Ing. Dr.mont. Nathalie Gruber
Lehrstuhl für Gesteinshüttenkunde
Montanuniversität Leoben
Tel.: +43 3842 402 – 3243
E-Mail: nathalie.gruber(at)unileoben.ac.at
