Analysis of selected liquid steel viscosity

• Autorzy: Korolczuk-Hejnak M. , Migas P.

Warianty tytułu

PL

Analiza lepkości wybranych gatunków stali w stanie ciekłym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the results of the rheological analysis of selected grades of steel: 90CrV6, DHQ3, 34CrNiMo. In metallurgical processes, gradient of the dynamic viscosity parameter is an important indicator characterizing the behavior of liquid metal in the industrial aggregates. It affects the processes of heat exchange and mass transport occurring in the existing liquid, solid and gaseous phases. Only a small number of high temperature viscosity measurements is available. This is due to the fact that the experiments are difficult to conduct and due to the general assumption that the molten steel is a liquid exhibiting similarities to Newtonian liquids body. In general liquid metal processes are affected by dynamic forces. Values of the parameters which could be treated as rheological in those real processes are very difficult to measure therefore the influence of the following factors: time of shearing, force value, force direction and shear rate are neglected. The significance of these dynamic parameters seems to be particularly important in the steel continuous casting and thixoforming process. In this work authors analyzed, from the rheological point of view, chosen representative types of steel produced in electric arc furnace. Measurements were taken using a high temperature viscometer FRS1600 in the range of liquidus temperatures as well as above the liquidus for variable shear rates and different time of shearing.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań reologicznych wybranych gatunków stali: 90CrV6, DHQ3, 34CrNiMo. W procesach metalurgicznych gradient parametru lepkości dynamicznej jest waznym wskaźnikiem charakteryzującym zachowanie ciekłego metalu w agregatach przemysłowych. Wpływa on na procesy wymiany ciepła i masy wystepujace w istniejacych fazach ciekłych, stałych i gazowych. Ze wzgledu na skale trudnosci eksperymentów wykonuje sie niewiele wysokotemperaturowych pomiarów współczynnika lepkości, a rzadko wykorzystuje sie parametry reologiczne do jej opisu. Wynika to z powszechnego założenia, ze ciekła stal w całym zakresie oddziaływania na nia sił zewnętrznych w trakcie procesu produkcji jest ciecza wykazująca podobieństwo do cieczy newtonowskich. W procesach przemysłowych ciekły metal poddawany jest działaniu sił dynamicznych (np. oddziaływaniu łuku elektrycznego). Wartości parametrów, które mozna traktowac jako reologiczne w tych procesach rzeczywistych są jak do tej pory bardzo trudno mierzalne. Co za tym idzie, wpływ dynamiki oddziaływania tych czynników: czasu działania siły, jej wartosci i kierunku, szybkosci scinania cieczy, na ciekły metal jest zaniedbywany. Znaczenie tych parametrów dynamicznych wydaje sie szczególnie wazne w procesie ciagłego odlewania oraz formowania tiksotropowego stali w stanie stało ciekłym. W pracy poddano analizie reologicznej wybrane typowe gatunki stali wytapiane w elektrycznym piecu łukowym. Badania przeprowadzono na reometrze wysokotemperaturowym FRS1600 w zakresie temperatur likwidus , ponizej oraz powyżej tej temperatury dla róznych wartości szybkości ścinania i róznych czasów oddziaływania naprezenia ścinajacego na ciekły układ.

Słowa kluczowe

EN

rheology; viscosity; viscometer; liquid steel

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 57, iss. 4
• Strony: 963--969
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Korolczuk-Hejnak M.

autor

Migas P.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, 30-059 Kraków, 30 Mickiewicza av., Poland

Bibliografia

• [1] J. Ferguson, Z. Kembłowski, Reologia stosowana płynów, Wydawnictwo MARCUS, Łódz 1995.
• [2] S.I. Bakhtiyarov, R.A. Overfelt, Measurement of liquid metal viscosity by rotational technique, Acta Metallurgica Inc. 47, 17, 4311-4319 (1999).
• [3] P. Migas, M. Karbowniczek, Interactions between liquid slag and graphite during the reduction of metallic oxides, Archives of Metallurgy and Materials, Polish Academy of Sciences, Committee of Metallurgy, Institute of Metallurgy and Materials Science 55, 1147-1157 (2010).
• [4] Praca zbiorowa pod redakcja Z. Kembłowskiego, T. Kiljanskiego, Cwiczenia laboratoryjne z reometrii technicznej, Skrypty dla Szkół Wyzszych Politechnika Łódzka, 18-24, Łódz 1993.
• [5] P. Terzieff, Review. The viscosity of liquid alloys, Journal of Alloys and Compounds 453, 233-240 (2008).
• [6] S. Sridhar, Estimation models for molten slag and alloy viscosities, JOM 54, 11, 46-50 November 2002.
• [7] M. Kucharski, Lepkosc roztworów metali, stopionych soli o wspólnym anionie zuzlowym, Zeszyty Naukowe Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica, Zeszyt 128, Kraków 1989.
• [8] T.G. Mezger, The rheology handbook. For users of rotational and oscillatory rheometers. 2nd revised edition, Vincentz Network GmbH & Co. KG, Hannover, 171-172 (2006).
• [9] E. Schurmann, T. Stisovic, Stahl u. Eisen 118, 11, 97-102 (1998).
• [10] Edited by G. Hirt, R. Kopp, Thixoforming. Semi-solid Metal Processing, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 183-186, Wienheim (2009).