Problemy technologiczno-produkcyjne stalownictwa

• Autorzy: Mamro K.

Warianty tytułu

EN

Technological and manufacturing problems in steelmaking

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W oparciu o dostępne źródło literatury i własne analizy omówiono zagadnienia techniczne i technologiczne produkcji stali, które obejmują następujące procesy: - wytapiania stali w procesie tlenowo konwertorowym, - wytapiania stali w elektrycznych piecach łukowych, - rafinację stali w procesie obróbki pozapiecowej, - modelowania procesów stalowniczych. Opracowanie podporządkowane jest weryfikacji ekonomicznej procesów metalurgicznych oraz uzyskaniu dobrej jakości końcowego produkcji stalowni. W procesie konwertorowym dalszy postęp i rozwój koncentruje się na technologii wytapiania, konstrukcji urządzeń i mechanizacji operacji technologicznych oraz na logistyce przepływów materiałowych. W procesach elektrycznych zwrócono uwagę na zachodzące zmiany konstrukcji pieców łukowych w okresie lat 1970 do 2009, które doprowadziły do istotnej poprawy wskaźników: - skrócenia czasu wytopu z 150 do 45 min, - zmniejszenia z 550 do 320 kWh/Mg stali, - zmniejszenia zużycia elektrod z 2,72 kg/Mg stali do 0,77 kg/Mg stali, - wzrostu wydajności z 30 do 100-160 Mg/godz. Dalszy postęp procesu elektrycznego ukierunkowany jest na: - wstępne podgrzewanie wsadu żelazonośnego, - skrócenie czasu ładowania pieców, - technologię wytapiania mającą wpływ na wskaźniki ekonomiczne, - technologię heterogenicznego przygotowania złomu. Ciekłą kąpiel metalową wytworzoną w procesie elektrycznym lub konwertorowym poddaje się rafinacji w urządzeniach pozapiecowych jako ostatni zabieg technologiczny przed odlewaniem do wlewnic lub na urządzeniu COS. Dalszy rozwój procesu obróbki pozapiecowej ukierunkowany jest na: - logistykę operacji metalurgicznych zapewniających odpowiednią pojemność cieplną stali, - monitoring procesu rafinacji, - poprawę uzysku odtleniaczy i składników stopowych, - doskonalenie metod modyfikacji i usuwania wtrąceń niemetalicznych, - wprowadzanie metod on-line kontroli i sterowania procesem. Na podstawie przedstawionych problemów i spodziewanych kierunków dalszego rozwoju technologii wytapiania i rafinacji stali wskazane zostały obszary badawcze, w których uczestniczyć powinny placówki naukowe, a w szczególności Instytut Metalurgii Żelaza.

EN

Based on the available literature sources and analyses of theoretical solutions, this article contains the major technical and technological steel making-related issues and covers the following metallurgical processes: - steel making in the oxygen converter process, - steel making in the electric arc furnaces, - steel refining in the secondary metallurgy process, - modelling of steelmaking processes. The whole study is subject to economical verification of the metallurgical process and obtaining high-quality final product by the steel melting shop. In spite of the satisfactory state of technology, further progress and development in the converter process is focused on the following areas: - melting technology, - construction of equipment and modernisation of technological operations, - materials logistics. In the area of electric processes, attention was paid to the changes that occurred in construction of the arc furnaces between 1970 and 2009 and resulted in significant improvement in the following parameters: reduction in melting time from 150 min to 45 min, - reduction in electric energy consumption from 550 kWh/Mg of steel to 320 kWh/Mg of steel, - reduction in electrode consumption from 2.72 kg/Mg of steel to 0.77 kg/Mg of steel, - increase in productivity from 30 Mg/h to 100-160 Mg/h. Further progress in the field of electric process is oriented at: - preheating of the iron-bearing charge for melting process, - reduction in time of furnace loading, - melting technology that affect the economical indicators, - technology for heterogenic scrap preparation. The liquid metal bath produced in the electric or converter process is subject to refining in the secondary metallurgy equipment. This process is the lost technological treatment before casting steel in the conventional manner or using the continuous casting machine. Further development in the secondary metallurgy is oriented at: - logistics of metallurgical operations in order to provide relevant heat capacity of steel, - monitoring of refining process, - further improvement in the yield of oxidisers and alloy components, - improvement in methods for modification and removal of non-metallic inclusions, - introduction of on-line process control methods. Based on the above-mentioned problems and directions for further development of the metallurgical process related to steel melting and refining the research areas were determined for the works the research and scientific institutions, including the Institute for Ferrous Metallurgy, should participate in.

Słowa kluczowe

PL

proces tlenowo-konwertorowy łukowy; obróbka pozapiecowa; postęp techniczny; problemy współczesnej metalurgii; obszary badawcze

EN

oxygen converter process; arc process; secondary metallurgy; technological progress; development; research institute

• Wydawca: Instytut Metalurgii Żelaza im. Stanisława Staszica
• Czasopismo: Prace Instytutu Metalurgii Żelaza
• Rocznik: 2009
• Tom: T. 61, nr 2
• Strony: 1--7
• Opis fizyczny: Bibliogr. 49 poz.

Twórcy

autor

Mamro K.

• Akademia Górniczo-Hutnicza

Bibliografia

• 1. American Iron and Steel Institute, Status of the Iron and Steel Industry Technology Roadmap, New York, September 2, 1997.
• 2. Childe, V. Gordon, "Early Forms of Society," in Charles Singer, E. J. Holmgard, and A. R. Hall, eds., The Oxford History of Technology, Vol. I, New York:Oxford University Press, 1954.
• 3. Council of Economic Advisors, Supporting Research and Development Promote Economic Growth: The Federal Government's Role, Washington. D.C, October 1995.
• 4. Cyert, R. M, and R. J. Fruehan, Meeting the Challenge: U.S. Industry Faces the 21st Century: The Basic Steel Industry, Washington, D.C.: U.S. Department of Commerce, Office of Technology Policy, December 1996.
• 5. "Databus: 21st Century Technologies," Investors Business Daily, December 11, 1997.
• 6. Charles H., Richard St. Clair, John C. Lafrance, and Don Hillebran Meeting the Challenge: U.S. Industry Faces the 21st Century: The U.S. Automobile Manufacturing Industry, Washington, D.C.: U.S. Department of Commerce, Office of Technology Policy, December 1996.
• 7. Industrial Research Institute, R&D Trends Forecast for 1998, Washington, D.C.
• 8. Industrial Research Lawler, Andrew, "Easing the Squeeze on R&D," Science, Vol. 278, November 21, 1997, pp. 1390-1392.
• 9. Lempert, Robert J., and James L. Bonomo, New Methods for Robust Science and Technology Planning, Santa Monica, Calif.: RAND, DB-238-DARPA, 1998.
• 10. Mowery, David C, and Nathan Rosenberg, "The U.S. National Innovation System, "in Richard R. Nelson, ed., National Innovation Systems: A Comparative Analysis, Oxford: Oxford University Press, 1993
• 11. Rostow, W.W., Theorists of Economic Growth from David Hume to the Present: With a Perspective on the Next Century, Oxford: Oxford University Press, 1990, pp. 223-257.
• 12. Technology Vision and Research Agenda Group, Glass: A Clear Vision for a Bright Future, Technology and research agenda developped by representative of the glass industry, Washington, D.C.: U.S. Government Printing Office, January 1996.
• 13. U.S. Department of Energy, American Iron and Steel Institute, and Steel Manufacturers Association, Steel Technology Roadmap, Washington, D.C.: December 2001.
• 14. U.S. Department of Energy, Department of Energy Metal Casting Competitiveness Research Act of 1990: Annual Report Fiscal Year 1995, Washington, D.C., 1995.
• 15. U.S. Department of Energy, National Renewable Energy Laboratory, The Motor Challenge, Washington, D.C., DOE/CH110093-247, February 1994.
• 16. Industries of the Future: Energy Efficiency for Our Sustainable Future, Washington, D.C., 1995a.
• 17. Beyond 2000: A Vision for the American Metalcasting Industry, September 1995b.
• 18. "Technology Roadmap for the Metalcasting Industry," draft report, October 30,1997a.
• 19. U.S. Department of Energy, Office of Industrial Technologies, ASM Heat Treating Society, and Metal Treating Institute, Heat Treating Industry Vision 2020: Heat Treating Industry of the Future, 1996.
• 20. Steel Industry Technology Roadmap: Barriers and Pathways for Yield Improvements, AISI.OCTOBER 7, 2003
• 21. Eur 21265: Technology Platforms- From definition of implementation of Common Research Agenda, Luxembourg 2004.
• 22. Praxair Surface Technologies: 1992-1999: Philosophy and Operating Results of Praxair EAF Post-Combustion Technology; Fundamental Aspect of Coherent Gas Jets.
• 23. EU : Steel Technology Platform: A new dynamic for the European Steel Sector. Brussel. March 12, 2004.
• 24. BFI: Process Automation Steelmaking, Dusseldorf 2006 in www.bfi.de
• 25. Voest-Alpine Industrieanlagenbau.: Kompetenznetzwerk fur metallurgische end umwelttechnische Verfahrensenwiclkung. KnetMET, 2006 FORSCHUNGSPROGRAM.
• 26. Siemens WAI: Innovation of Technologies 2006: in www.vai.at
• 27. Sixth Framework Programme: 3 Metals & Alloys, Nano Road SME 2006
• 28. Manning C.P., Fruehan R.J.: Emerging Technology for Iron and Steelmaking, IOM2001,v. 53, nr 10, 20-23.
• 29. Resource Solution Metal Pas, 2006 Metaldoc 83.
• 30. Us Department of Energy: Energy Efficience and Renevable Energy: Industrial Technologies Program- Steel industry of he Future. 2003, Steelmaking Technology Developments. May 15, 2003.
• 31. Networking in European Steel Research. Publ. EUROFER, 2002.
• 32. Modelowanie procesów stalowniczych: in Steel Research International, 2006 nr l, 2005 nr 9, nr 10.
• 33. Zi-Kui Liu et al. JOM, 2003, December, 1-10
• 34. Future - Oriented Oxygen Steel Production, SMS Demag, 2006, 1-31.
• 35. YourSuccesswithSAF Technology, SMS Demag, 2006, 1-31.
• 36. Nupro Co: SLAG VISION BOF/O.BOP/EAF Tapping,; Lance-Stat; TruStir; 2006 in www.nuprocorp.com;
• 37. AFFIVAL:Trimming with cored wire, 2006, 1-15.
• 38. FACTSAGE: Integrated Thermodynamic Data Bank System 2006, in www.fatsage.com
• 39. Lund T., Olund P.: Development of Clean Steels- Advantages in Ladle Metallurgy and Testing Technology. Ovako Steel, Techn. Report nr 1/2000.
• 40. Serano A.R., Pelton A.D.: ISIJ International 1999, v. 39, nr 5, 399-408.
• 41. An Investment in Steel Future, 2001-2003 Progess Report AISI2004.
• 42. Sanyal S. Et al.:. ISIJ International 2004, v. 44, nr 7, 1157-1166.
• 43. Stolte G. :Secondary Metallurgy, Fundamentals, processes, applications. Bharat Book Bureau,New York 2002.
• 44. Dorcak L., Terpak J.: Metalurgija, 2006, v. 45, nr 2, 93-96.
• 45. Continuous Casting of Steel, CMPE, 2006, UBC Canada
• 46. AFAX: Foseco Steel, nr3, 2006
• 47. Davidson M.R, Lawson N.J.: Numerical Prediction of Submerged Oscillating Jet Flow. CSIRO, Melbourne December 6-8, 1999.
• 48. FL0W-3D(R) flow science 2006: Excellence in CFD Flow Modeling Software.
• 49. Cross M. et ali: The Multiphysics Modeling of Solidification and Melting Processes, JOM, 2002 TMS Pub.