Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Laboratory studies on the development of composite pellets for deep refining of steel from non-metallic inclusions

Szypuła I., Zdonek B.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2018

|

T. 70, nr 3

25--31

EN

The paper presents the laboratory research on the development of a new type of refining materials in the form of composite pellets for deep refining of steel from non-metallic inclusions, measured by the total oxygen content in steel below 10 ppm and the average size of non-metallic inclusions below 3 μm. The study included the development of a technology for pelletising materials selected for composite pellets, development of a technology for drying and hardening of pellets, making a batch of pellets and a series of laboratory heats using the produced pellets, assessment of the usefulness of composite pellets for industrial research, and development of assumptions for these tests.

PL

Przedstawiono badania laboratoryjne nad opracowaniem nowego rodzaju rafinacyjnych materiałów w postaci kompozytowych grudek do głębokiej rafinacji stali z wtrąceń niemetalicznych, mierzonej zawartością tlenu całkowitego w stali poniżej 10 ppm i średnią wielkością wtrąceń niemetalicznych, poniżej 3 µm. Opracowano technologię grudkowania materiałów dobranych na kompozytowe grudki, opracowano technologię suszenia i utwardzenia grudek, wykonano partię grudek oraz serię laboratoryjnych wytopów z wykorzystaniem wytworzonych grudek, dokonano oceny przydatności grudek kompozytowych do badań przemysłowych oraz opracowano założenia do tych badań.

2

Badanie procesu odwęglania ciekłej stali w kadzi z zastosowaniem przedmuchiwania argonem i mieszaniną tlenu i argonu

Zdonek B., Szypuła I., Blacha L., Łabaj J., Pieprzyca J., Moycho J., Bielański L., Rzetelski A., Binek S., Dudkiewicz P., Zarzycki D., Regulski P., Kutera W.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2017

|

T. 69, nr 4

34--43

PL

Przedstawiono koncepcję i instalacje doświadczalne do odwęglania stali w kadzi o dużej pojemności (50 t) z przedmuchiwaniem kąpieli argonem przez hybrydową kształtkę gazoprzepuszczalną w dnie oraz w kadzi o małej pojemności (1 t) z wdmuchiwaniem do ciekłego metalu mieszaniny tlen - argon lancą od góry. Przeprowadzone na tych instalacjach próby doświadczalne wykazały dla pierwszej instalacji zmniejszenie zawartości węgla poniżej 0,02% i fosforu poniżej 0,003%, a w drugiej instalacji, możliwość elastycznego odwęglania kąpieli do zawartości węgla mniejszej niż 0,03%. Przedstawiono technologiczne scenariusze zastosowania zbadanych sposobów odwęglania stali w kadzi.

EN

The article presents the concept and experimental installations for decarburisation of steel in a large capacity ladle (50 t) with blowing the bath with argon through a gas-permeable hybrid fitting and in a small capacity ladle (1 t) with injection of an oxygen – argon mixture with a lance into liquid metal from above. For the first installation, the experimental tests showed a reduction in the carbon content below 0.02% and phosphorus below 0.003%, and in the second installation – the possibility of flexible decarburisation of the bath to a carbon content of less than 0.03%. Technological scenarios of the use of the investigated decarburisation methods of steel in a ladle are presented in the article.

3

Polish perspective on process emissions in the steel sector

Niesler M., Szulc W., Stecko J., Zdonek B., Borecki M., Różański P.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2016

|

T. 68, nr 4

8--13

EN

Segmentation of greenhouse gas emission into fuel combustion emissions and process emissions is very important in energy-intensive industries, including the steel sector. The ratio of process emissions to emissions from fuel combustion is different in various industries, e.g. in the cement industry is 60:40 (no data for the steel sector). A common feature of all energy-intensive industries are very limited opportunities to reduce process emissions. Most often, this would require the development of entirely new processes. Another solution could be the method of capturing and storage carbon dioxide underground (CCS), but for various reasons, including social, this technology does not develop too intensively towards the creation of practical possibilities of its use. Therefore, it seems advisable to accurately separate process emissions and fuel combustion emissions in each production process of energy intensive industries and to make efforts so that these emissions are excluded from the EU Emissions Trading Scheme (ETS). Currently, benchmarks set by the European Commission define the total emission cap, and the share of emissions from the combustion of fuels is determined based on gas combustion, which further deteriorates the competitiveness of these industries, the functioning of which is based on the combustion of coal, as the steel sector in Poland. In many manufacturing processes reactions of carbon with oxygen are triggered not in order to produce energy required in the process (fuel emission), but are the result of chemical reactions necessary to obtain the required physico-chemical semi-finished products or products (process emissions) – e.g. calcium carbonate decomposition during sintering of iron ore. The paper presents the results of analyses that are fundamental to making efforts to exclude process emissions from the EU ETS and cover the identification of the issue and the justification for exclusion. In the steel sector, the most promising in this area are the following processes: sintering, blast furnace, BOF and steel melting in an electric arc furnace. Other energy-intensive industries, such as industrial energy, heating, non-ferrous metals, chemicals, cement, glass and lime, also conducts similar analyses, and the consolidated results will be the subject of a request to the European Commission.

PL

Podział emisji gazów cieplarnianych na emisje ze spalania paliw i emisje procesowe jest bardzo ważny w energochłonnych gałęziach przemysłu, w tym w sektorze stalowym. Stosunek emisji procesowych do emisji ze spalania paliw jest różna w różnych gałęziach przemysłu, np. w przemyśle cementowym wynosi 60:40 (brak danych dla sektora stalowego). Wspólną cechą wszystkich energochłonnych gałęzi przemysłu są bardzo ograniczone możliwości redukcji emisji procesowych. Najczęściej wymagałoby to opracowania zupełnie nowych technologii. Innym rozwiązaniem mogłaby być metoda wychwytywania i składowania dwutlenku węgla pod ziemią (CCS), ale z różnych powodów, w tym społecznych, ta technologia nie rozwija się zbyt intensywnie w kierunku stworzenia praktycznych możliwości jej wykorzystania. Dlatego też wydaje się wskazane dokładne rozdzielanie emisji procesowych i emisji ze spalania paliwa w każdym procesie produkcji w energochłonnych gałęziach przemysłu i podejmowania działań na rzecz wyłączenia tych emisji z systemu handlu uprawnieniami do emisji (tzw. ETS). Obecnie kryteria określone przez Komisję Europejską określają całkowity limit emisji, a udział emisji ze spalania paliw jest ustalany w oparciu o spalanie gazu, co dodatkowo pogarsza konkurencyjność tych gałęzi przemysłu, których funkcjonowanie opiera się na spalaniu węgla, jak sektor stalowy w Polsce. W wielu procesach produkcyjnych reakcje węgla z tlenem są przeprowadzane nie w celu wytworzenia energii potrzebnej w procesie (emisje ze spalania paliw), ale są wynikiem reakcji chemicznych niezbędnych do uzyskania półproduktów lub produktów o określonych wymaganiach fizyko-chemicznych (emisje procesowe) – np. rozkład węglanu wapnia podczas spiekania rudy żelaza. W artykule przedstawiono wyniki analiz, które mają fundamentalne znaczenie dla dołożenia starań, aby wykluczyć emisje procesowe z EU ETS, pokazać skalę zagadnienia i uzasadnić to wyłączenie. W sektorze stalowym, najbardziej obiecujące w tym obszarze są procesy: spiekania, wielkopiecowy, konwertorowy i topienia stali w piecu elektrycznym. Inne energochłonne gałęzie przemysłu również prowadzą podobne analizy, a skonsolidowane wyniki tych analiz będą przedmiotem wniosku do Komisji Europejskiej.

4

Przedmuchiwanie ciekłej stali w kadzi przy dużych natężeniach przepływu gazu – modelowanie fizyczne

Pieprzyca J., Merder T., Warzecha M., Zdonek B., Bielański L.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2016

|

Vol. 83, nr 11

498--500

PL

W pracy przedstawiono wyniki pilotażowych badań modelowych, przedmuchiwania ciekłej stali przy dużych natężeniach przepływu gazu. Przeprowadzone doświadczenia miały na celu określenie warunków hydrodynamicznych panujących w kadzi stalowniczej podczas procesu głębokiego odwęglania ciekłej stali tlenem wdmuchiwanym przez kształtkę gazoprzepuszczalną typu szczelinowego. Tego rodzaju zabiegi stosowane są jako innowacyjne rozwiązania przy utylizacji kordów z zużytych opon samochodowych i wytapianiu stali niskostopowych z bardzo niskimi zawartościami węgla. Może to mieć w przyszłości podstawowe znaczenie w produkcji stali o wysokich właściwościach mechanicznych i antykorozyjnych. Badania przeprowadzono na specjalnie w tym celu skonstruowanym i zbudowanym w skali liniowej SL = 0,25 modelu wodnym.

EN

The paper presents the results of a pilot model testing, purging the liquid steel at high gas flow rates. Experiments were designed to determine the hydrodynamic conditions prevailing in the tank during the deep decarburization of liquid steel oxygen blown through the gas-permeable type fitting slot. This kind of treatments are used as innovative solutions at the disposal of cords used car tires and smelting low alloy steels with very low carbon contents. This may be of fundamental importance in the production of ordinary steel with high mechanical properties and anti-corrosion. Tests were performed on a specially constructed and built in the linear model SL = 0.25 aq.

5

Technologia produkcji wielkogabarytowych odlewów staliwnych przeznaczonych do zastosowań w ekstremalnych warunkach eksploatacji

Żak A., Zdonek B., Adamczyk M., Szypuła I., Kutera W., Kostrzewa K.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2015

|

T. 67, nr 2

21--28

PL

Rosnący popyt na odlewy staliwne przeznaczone do zastosowań w temperaturach do minus 40oC skłonił Odlewnię Pioma Sp. z o.o. do podjęcia próby produkcji takich odlewów w oparciu o niskonakładową modyfi kację technologii wytapiania, odlewania oraz obróbki cieplnej odlewów. W pracy na podstawie wyników badań odlewów wytwarzanych ze staliwa w gatunku G18NiMoCr3-6 według stosowanej obecnie technologii, opracowano wytyczne do modyfi kacji technologii w zakresie zmiany składu chemicznego staliwa, sposobu wytapiania staliwa i obróbki cieplnej odlewów. Główne zmiany obejmowały wyeliminowanie ze składu staliwa dodatku tytanu oraz podwyższenie zawartości węgla i pierwiastków stopowych, zmianę sposobu odtleniania staliwa, wprowadzenie modyfikacji wtrąceń niemetalicznych za pomocą drutu rdzeniowego Ca-Si oraz zmieniono wybrane parametry obróbki cieplnej odlewów. Wykonana seria doświadczalnych wytopów staliwa w oparciu o zmodyfikowaną technologię wykazała, że w obecnych warunkach technicznych Odlewni możliwe jest spełnienie wymagań odbiorców, co do właściwości mechanicznych odlewów o grubości do 75 mm, w szczególności udarności równej co najmniej 42 J, dla próbki KV, w temperaturze minus 40°C. W celu spełnienia wymagań odbiorców dla odlewów o większych przekrojach, w oparciu o uzyskane wyniki badań czystości staliwa i właściwości mechanicznych opracowano zalecenia do innowacyjnej technologii rafinacji pozapiecowej ciekłego staliwa.

EN

The growing demand for steel castings intended for applications at up to minus 40°C induced the Odlewnia Pioma Sp. z o.o. foundry to make an attempt to manufacture such castings based on a low-cost modification of technology for melting, casting and heat treatment of castings. In this paper, the guidelines for technology modifications with regard to the change in cast steel chemical composition, cast steel melting method and heat treatment of castings were developed based on results of investigations for castings manufactured from G18NiMoCr3-6 cast steel in accordance with the current technology. The main changes included the elimination of titanium additive from the cast steel composition and increase in the contents of carbon and alloying elements, a change in the cast steel deoxidation method, introduction of modifications to non-metallic inclusions by means of Ca-Si fl ux-cored wire, and selected casting heat treatment parameters were changed. The series of experimental cast steel melts manufactured using the modified technology have revealed that it is possible to meet the buyers’ requirements for mechanical properties of castings with thickness of up to 75 mm, in particular impact strength of at least 42 J, for KV sample at minus 40°C under the present technical conditions of the Foundry. To meet the buyers’ requirements for castings with higher cross-sections, the recommendations on innovative technology for secondary refining of liquid cast steel were developed based on obtained results of investigations of cast steel purity and mechanical properties.

6

Recykling złomu kordu drutu z zużytych opon samochodowych w produkcji stali

Szypuła I., Zdonek B.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2015

|

T. 67, nr 3

34--41

PL

Przedstawiono wyniki badań których celem było opracowanie charakterystyki złomu drutu stalowego pochodzącego z recyklingu zużytych opon samochodowych i przystosowanie go do wytapiania stali. Wykonano analizy chemiczne złomu drutu kordu opon; opracowano sposób oznaczania ilości pozostałości gumy na drucie; określono maksymalną dopuszczalną ilość gumy na drucie; przeprowadzono badania laboratoryjne z zagęszczania i topienia drutu z opon; opracowano podstawowe charakterystyki materiału spełniającego wymagania stosowania go w postaci złomu w procesach wytapiania stali oraz zaleceń technologicznych jego optymalnego wykorzystania. Zaproponowano wprowadzenie złomu drutu z kordów opon jako nowego gatunku w klasyfikacji złomu.

EN

Results of the research aimed at development of characteristics of steel wire scrap from the recycling of used car tyres and its adaptation to the steel making process are presented. Chemical analyses of the tyre cord wire scrap were made; the method for determination of the amount of rubber residues on wire was developed; the maximum allowable amount of rubber on wire was determined; laboratory tests with regard to tyre wire compaction and melting were carried out; basic characteristics of the material meeting the requirements for use as a scrap in steel making processes as well as technological recommendations for its optimum utilisation were developed. The introduction of wire scrap from tyre cords as a new grade for scrap classification was proposed.

7

Innowacyjne rozwiązania w technologii produkcji odkuwek o dużej masie ze stali ultra czystych dla przemysłu energetycznego i naftowego do eksploatacji w ekstremalnych warunkach

Zdonek B., Szypuła I., Gazdowicz J., Skupień P., Binek S., Dudkiewicz P., Karbowniczek M., Pytel A.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2015

|

T. 67, nr 2

29--37

PL

Przedstawiono szereg innowacyjnych rozwiązań w metalurgii stali przeznaczonej na wlewki do kucia o dużej masie. Obejmują one: rafinację ciekłej stali we wlewnicy po odlaniu stali z zastosowaniem izotermicznej pokrywy i rafinacyjnej zasypki; syfonowe odlewanie stali przez kształtkę kierunkową w kanale wlotowym do wlewnicy; antyerozyjną powłokę materiałów ogniotrwałych syfonowego układu odlewania stali, odlewanie wlewków ciężkich w komorze próżniowej z kadzi z zamknięciem suwakowym oraz odlewanie wlewków do kucia o różnej masie i geometrii do jednej uniwersalnej wlewnicy. Rozwiązania te są unikalne w skali światowej i służą zmniejszeniu ilości i wielkości wtrąceń niemetalicznych w stali, wyeliminowaniu egzogenicznych wtrąceń niemetalicznych, pochodzących z procesu odlewania stali oraz optymalizacji procesu przeróbki plastycznej wlewków dla wyeliminowania rzadzizn. Dzięki zastosowaniu tych rozwiązań znacznej poprawie uległa czystość stali, spełniając wymagania odbiorców odkuwek o dużej masie dla przemysłu energetycznego (wały turbin wiatrowych, gazowych i wodnych, itp.) oraz wydobywczego ropy naftowej i gazu ziemnego (łączniki rurociągów i inne akcesoria), przeznaczonych do pracy w ekstremalnych warunkach niskich temperatur i dużych głębokości. Średnia wartość wskaźnika K4 (S+O) dla odkuwek z wlewków odlanych z zastosowaniem innowacyjnych rozwiązań wyniosła 3,9 przy wymaganej przez odbiorców odkuwek średniej wartości K4 (S+O) < 10. Praca przedstawia wyniki trzech projektów realizowanych w ramach konkursów Initech i Innotech.

EN

A number of innovative solutions in metallurgy of steel for heavy forging ingots are presented. They include: refining of liquid steel in an ingot mould after casting of steel using an isothermal cover and refining casting powder; uphill casting of steel through a directional brick in inlet channel to a mould; erosion-proof coating on refractory materials of the system for uphill casting of steel; casting of heavy ingots in a vacuum chamber from a ladle with slide gate; and casting of forging ingots with different weights and geometries into a single universal mould. These are worldwide unique solutions used to reduce the amount and size of non-metallic inclusions in steel, eliminate exogenous non-metallic inclusions from the steel casting process and optimise the plastic working of ingots to eliminate microshrinkages. With these solutions, the purity of steel has been signifi cantly improved, thus meeting the requirements of buyers of heavy forgings for the power industry (shafts of wind, gas and water turbines, etc.) and the oil and natural gas extraction industry (pipeline connectors and other accessories) to be operated under extreme low-temperature and high-depth conditions. The average value of K4 (S+O) index for forgings from ingots cast using the innovative solutions was 3.9, while the average value of K4 (S+O) required by forging buyers is < 10. This paper presents the results of three projects carried out under Initech and Innotech competitions.

8

Innowacyjne rozwiązania w technologii produkcji wielkogabarytowych odkuwek z ultraczystych stali dla urządzeń energetycznych

Zdonek B., Szypuła I., Binek S., Kowalski J., Dudkiewicz P., Karbowniczek M., Barański J.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2013

|

T. 65, nr 4

53--59

PL

Przedstawiono trzy innowacyjne rozwiązania – rafinacji ciekłej stali we wlewnicy po odlaniu stali z zastosowaniem izotermicznej pokrywy i rafinacyjnej zasypki, syfonowego odlewania stali przez kształtkę kierunkową w kanale wlotowym do wlewnicy, służące zmniejszeniu lub wyeliminowaniu egzogenicznych wtrąceń niemetalicznych, pochodzących z procesu odlewania stali oraz odlewanie wlewków w komorze próżniowej z kadzi z zamknięciem suwakowym. Dzięki zastosowaniu tych rozwiązań znacznej poprawie uległa czystość stali, osiągając poziom wynoszący 0,06% mierzony udziałem powierzchniowym wtrąceń niemetalicznych, wielkość wtrąceń – mierzoną średnicą równoważną – mniejszą niż 4 μm oraz wskaźnik K4, mniejszy niż 10. Stworzyły one realne szanse produkcji ciężkich odkuwek na wały turbin wiatrowych, wodnych i parowych o coraz większej mocy dla nowoczesnej energetyki.

EN

Three innovative solutions are presented: refining of liquid steel in an ingot mould after casting of steel using an isothermal cover and refining casting powder; uphill casting of steel through a swirl blade in inlet channel to a mould directional brick, which is used for reduction or elimination of exogenous non-metallic inclusions from the steel casting process; and casting of ingots in a vacuum chamber from a ladle with slide gate. The use of these solutions has resulted in significant improvement of steel purity, reaching the level of 0.06% as measured by surface fraction of nonmetallic inclusions, size of inclusions – as measured by equivalent diameter – less than 4 μm, and K4 coefficient – less than 10. They have provided real chances of manufacturing heavy forgings for wind, water and steam turbine shafts with higher and higher power for the modern power industry.

9

Badania przydatności materiałów zawierających związki organiczne jako reduktorów do spiekania i redukcji rud żelaza oraz odpadów żelazonośnych

Szypuła I., Zdonek B.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2013

|

T. 65, nr 1

36-44

PL

Zbadano przydatność odpadowych tworzyw sztucznych jako części reduktora węglowego w procesie redukcji rud żelaza oraz odpadów żelazonośnych. Do badań wykorzystano tworzywo sztuczne z plastykowych butelek PET oraz z organicznych pozostałości pochodzących ze strzępienia złomu samochodowego, tzw. ASR. Wykonano charakterystyki odpadów; analizy chemiczne, fizyczne, fazowe i termiczne. Z materiałów tych wykonano partię grudek i brykietów stanowiących materiał wyjściowy do badań procesów redukcji bezpośredniej z zastosowaniem reduktora węglowego z różnym udziałem ASR oraz PET. Grudki i brykiety z udziałem ASR poddano próbie redukcyjności statycznej (do 500oC) i dynamicznej (do 950oC) w urządzeniu do badań redukcyjności. Próby redukcji grudek z udziałem PET przeprowadzono w mikrofalowym piecu obrotowym - laboratoryjnym ATON HR-lab, wykorzystującym promieniowanie mikrofalowe do nagrzewania materiału od wewnątrz. Wyniki badań próbek grudek i brykietów zawierających koncentrat magnetytowy, reduktor węglowy oraz mieszanki węgla z ASR po procesie redukcji wskazały, że dodatek do reduktora węglowego (koksiku) do 20% pozostałości ASR sprzyja procesowi redukcji rud żelaza. Nie udało się zbadać wpływu częściowego zastąpienia reduktora węglowego materiałem PET, z powodu niewystarczającej mocy mikrofalowego nagrzewania w piecu obrotowym do redukcji rudy.

EN

The usability of waste plastics as a part of carbon reducer in the reduction process of iron ores and iron-bearing waste was investigated. The plastic PET bottles and organic automotive shredder residues (ASR) were used for investigations. The waste characteristics as well as chemical, physical, phase and thermal analyses were carried out. The materials were used to produce the batch of pellets and briquettes as a starting material for investigations on direct reduction processes using carbon reducer with different ASR and PET contents. The pellets and briquettes containing ASR were put to static (up to 500°C) and dynamic (up to 950°C) reduction test in the reduction test plant. The reduction tests of PET-containing pellets were carried in the laboratory microwave rotary furnace - ATON HR-lab, using the microwave radiation for heating the material from inside. The results of testing the pellets and briquettes containing magnetite concentrate, carbon reducer and mixtures of carbon and ASR after reduction revealed that the addition of up to 20% of ASR to carbon reducer (quick coke) created favourable conditions for iron ore reduction. The investigation on the impact of partial replacement of carbon reducer with PET has failed due to insufficient power of microwave heating in the rotary furnace for ore reduction.

10

Secondary steel refining for continuous sequence bloom casting for high oxide cleanness final products

Zdonek B., Szypuła I., Kozłowski J., Szczęch S.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2012

|

Vol. 57, iss. 1

347-353

EN

Steelmaking and secondary refining process technology of resulphurized liquid steel with low content of total oxygen, assigned for continuous casting of strands for rolled and forged products for automotive industry was developed. The influence of secondary steel refining parameters on total oxygen content as well as amount and morphology of non-metallic inclusions was examined. It was found, that content of total oxygen and amount of non-metallic inclusions in steel decrease as steel refining time in the ladle becomes longer, and the chemical composition of non-metallic inclusions in steel changes from modified calcium aluminates to spinel inclusion of CaOźAl2O3źMgO type. The total oxygen content in steel from continuous casting in four cast sequence ranged from 6 to 25 ppm, with percentage share of non-metallic inclusions from 0.09 to 0.30 per cent and equivalent diameter 0.78 to 1.59 µm.

PL

Opracowano technologię wytapiania i rafinacji pozapiecowej ciekłej stali z regulowaną zawartością siarki, z niską zawartością tlenu całkowitego, przeznaczoną do odlewania w sekwencji wlewków ciągłych na wyroby walcowane i kute dla przemysłu motoryzacyjnego. Zbadano wpływ parametrów technologicznych rafinacji pozapiecowej stali na zawartość tlenu całkowitego oraz na ilość i morfologię wtrąceń niemetalicznych. Stwierdzono, że zawartość tlenu całkowitego w stali oraz liczność wtrąceń niemetalicznych zmniejszają się w miarę wydłużania czasu rafinacji stali w kadzi, a skład chemiczny wtrąceń niemetalicznych zmienia się ze zmodyfikowanych glinianów wapnia we wtrącenia spinelowe typu CaOźAl2O3ź MgO. Zawartości tlenu całkowitego w stali odlewanej w cztero wytopowej sekwencji wynosiły od 6 do 25 ppm, przy procentowym udziale wtrąceń niemetalicznych - od 0,09 do 0,30 % i średnicy równoważnej od 0,78 do 1,59 µm.

11

Opracowanie sposobu odtleniania przetlenionej kąpieli metalowej w piecu łukowym przeznaczonej na wyroby stalowe o dużej czystości tlenkowej

Szypuła I., Zdonek B., Różański P.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2011

|

T. 63, nr 3

44-46

PL

Ideą pracy było opracowanie technologii odtleniania stali o bardzo dużym stopniu przetlenienia (aktywność tlenu w kąpieli przy spuście z pieca powyżej 600 ppm) glinem przy spuście oraz rafinacji pozapiecowej ciekłej stali dla usunięcia produktów odtleniania i zapewnienia w stali jak najmniejszych zawartości tlenu całkowitego.

EN

The idea of the work was to develop the technology for deoxidisation of steel with very high level of overoxidation (the oxygen activity in bath at tapping from the furnace above 600 ppm) using aluminium during tapping and for secondary refining of liquid steel to remove the oxidation products and ensure as Iow content of total oxygen in steel as possible.

12

Badania nad procesem sekwestracji CO2 w złożach mineralnych z wykorzystaniem żużli metalurgicznych

Różański P., Pogorzałek J., Stecko J., Zdonek B., Niesler M., Spiewok W.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2011

|

T. 63, nr 1

55-59

PL

Celem pracy było zbadanie możliwości wykorzystania żużli metalurgicznych do sekwestracji CO2. Wykonano przegląd literatury na temat sekwestracji CO2, ze szczególnym uwzględnieniem sekwestracji mineralnej z wykorzystaniem żużli stalowniczych. Przeprowadzono eksperymenty w skali laboratoryjnej, na podstawie których dokonano wstępnej oceny zdolności wiązania CO2 przez żużel stalowniczy, oraz opracowano program dalszych badań. Stwierdzono, że w wyniku przedmuchiwania technicznie czystym CO2, zawiesiny wodnej żużla z procesu pozapiecowej obróbki ciekłej stali niskostopowej, w procesie sekwestracji wzięło udział około 16% CaO zawartego w żużlu. Do sporządzenia zawiesiny użyto frakcji żużla o granulacji <125 žm. Proces prowadzono przy temperaturze zawiesiny 70oC, w czasie 90 minut.

EN

The purpose of the work was to investigate the possibility of using metallurgical slags for CO2 sequestration. The literature on CO2 sequestration, with particular consideration given to mineral sequestration using steelmaking slag, was reviewed. The experiments on a laboratory scale were carried out and based on them the initial assessment of the ability to bond CO2 by steelmaking slag was made and programme for further investigations was developed. It was found that as a result of using technically pure CO2 to blow out water suspension of the slag from the secondary treatment of liquid low-alloy steel approx. 16% of CaO contained in slag took part in the sequestration process. For preparation of the suspension the slag fraction with granulation of <125 žm was used. The process was carried out at the suspension temperature of 70oC for 90 minutes.

13

Zmniejszanie emisji CO2 w procesie elektrostalowniczym poprzez stosowanie alternatywnych materiałów nawęglających we wsadzie

Zdonek B., Szypuła I.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2010

|

T. 62, nr 1

207-212

PL

Przy wytwarzaniu stali w piecu łukowym emituje się do otoczenia od 71,9 do 77,4 kg CO2 na tonę ciekłej stali. Wskaźnik emisji CO2 przy wytwarzaniu energii elektrycznej opartym na węglu wynosi w Polsce około 652 g/kWh, czyli wytwarzanie jednej tony stali powoduje emisję CO2 wynoszącą w zależności od jednostkowego zużycia energii elektrycznej (od 405 - 475 kWh/Mg stali) od 264 do 310 kg. Zwiększenie uzysku węgla wprowadzanego do wsadu w postaci nawęglaczy poprzez stosowanie ich w jak najlepszej postaci fizycznej wpływa na zmniejszenie jednostkowego zużycia węgla o 1,5 kg/Mg stali co odpowiada ograniczeniu emisji CO2 o 5,5 kg/Mg stali. W publikacji przedstawiono zagraniczne i własne doświadczenia dotyczące badań nad zastosowaniem we wsadzie do pieca łukowego jako alternatywnych środków nawęglających rozdrobnionych opon oraz kompozytu węglowo (gumowo) - stalowego. Zamiana węgla na kompozyt we wsadzie może przynieść efekt ekonomiczny 1,2 zł/Mg stali i efekty niewymierne w postaci dodatkowego żelaza z kordu i energii chemicznej ze spalania pierwiastków wchodzących w skład gumy.

EN

During EAF process is emitted to the environment 71.9 to 77.4 kg CO2 / Mg of liquid steel. CO2 emission rate in coal based electric power production in Poland amounts about 652 g / kWh, what means that production one ton of steel results in CO2 emission amounting in dependence on electric power rate ( 405 to 475 kWh / Mg of steel) from 264 to 310 kg. Increased carbon rate assimilation of these carburisers, introduced into charge in the best possible physical form and in the best possible way, results in decrease coal specific consumption by 1.5 kg / Mg of liquid steel, what corresponds with CO 2 emission reduction by 5.5 kg / Mg of liquid steel. The foreign and own experiences and research into the use of ground tyres and carbon(rubber)-steel composite in arc-furnace charge as the alternative carburising agents is presented herein. The exchange of coal for composite to be used in charge may bring the economic effect ofPLN 1.21 Mg of steel and immeasurable effects in the form of extra iron from the cord and chemical energy from combustion of the elements contained in rubber.

14

Koncepcja gospodarki złomem i nawęglaczami w procesie elektro-stalowniczym w aspekcie poprawy efektywności procesu i zmniejszania emisji CO2

Zdonek B., Szypuła I., Bulkowski L., Różański P., Pogorzałek J., Kuźnik T., Kuźnik A.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2010

|

T. 62, nr 3

55-58

PL

Celem pracy była analiza aktualnej struktury gospodarki złomem w hutnictwie, statystyczna ocena składu chemicznego złomu oraz określenie optymalnych warunków wsadowych dla zapewnienia jakości ciekłej stali przy minimalnej emisji C02 do otoczenia w procesie wytapiania stali w piecu łukowym. Opracowano udoskonalony model i program komputerowego wspomagania zestawienia wsadu do pieca łukowego, uwzględniający kryterium jednostkowej emisji CO2 oraz zmienne ceny złomu głównie poamortyzacyjnego i zbiórkowego.

EN

The purpose of the work was the analysis of the current structure of scrap management in the steel industry, statistical evaluation of chemical composition and determination of optimum charging conditions to ensure the quality of liquid steel at minimum CO2 emission into the environment during steelmaking in an arc furnace. The improved model and program of' computer-aided preparation of the charge for arc furnace, taking into consideration the unit CO2 emission and variable scrap prices, mainly of demolition and outside collected type, was developed.

15

Rozpoznanie możliwości rozwoju czystych technologii redukcji rudy żelaza za pomocą wodoru i metody elektrolizy z uwzględnieniem dostępności surowców i energii w warunkach krajowych

Kozik Cz., Zdonek B., Nieslerm M.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2009

|

T. 61, nr 2

63-68

PL

Rozpoznano możliwości stosowania nieemisyjnych technologii redukcji rud żelaza za pomocą wodoru, oraz za pomocą elektrolizy - dla potrzeb polskiego hutnictwa surowcowego. Na podstawie dokonanych analiz stwierdzono, iż w okresie przejściowym, tj. do czasu dostępności własnych zasobów węgla kamiennego, realne są przemysłowe procesy wodorowe w jednostkach wykorzystujących reaktory fluidalne i cyrkulację gazu redukcyjnego (z pośrednim wydzieleniem pary wodnej), o skali od 0,1 min t/r brykietów HBI - opartych na obiegach materiałowych technologii CIRCORED. Wskazano na celowość stosowania niskoemisyjnych źródeł H2 - okresowo w postaci generatorów stosujących zgazowanie węgla, a docelowo generatorów stosujących zgazowanie biomasy (jako źródła praktycznie odnawialnego).

EN

The possibilities of using non-emission technologies for iron ore reduction by means of hydrogen and electrolysis method, for the needs of the Polish raw material metallurgy, were recognised. Based on the analyses it was found that within the interim period, i.e. by the time when own hard coal resources would become available, the industrial hydrogen processes in the units that utilised fluidised-bed reactors and reduction gas circulation (with intermediate steam precipitation), from 0.1 million t/y of HBI briquettes - based on the material circulations in CIRCOKED technology, were real. It was pointed out that the application of non-emission H2 sources - temporarily in the form of generators using coal gasification and ultimately in the form of generators using biomass gasification (as a practically renewable source) - was appropriate.

16

Opracowanie półprzemysłowej technologii chłodzenia natryskowego, w oparciu o symulacje laboratoryjne i próby przemysłowe w celu ograniczenia pęknięć powierzchniowych na wlewkach COS

Marcisz J., Mazur A., Zdonek B., Burian W., Wittchen W.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2009

|

T. 61, nr 1

53-57

PL

Celem pracy było określenie możliwości uzyskania zmodyfikowanej strukturalnie warstwy przypowierzchniowej o odpowiednich właściwościach plastycznych na skutek dodatkowego chłodzenia wlewków ciągłych podczas ich odlewania przed klatką odginającą oraz opracowanie wytycznych do technologii chłodzenia wlewków po wyjściu z pierwszej klatki odginającej. Na podstawie prób przemysłowych, symulacji numerycznych i prób laboratoryjnych chłodzenia natryskowego opracowano półprzemysłową technologię dodatkowego chłodzenia podczas ciągłego odlewania przed odginaniem pasma w zakresie: rodzaju dysz chłodzących, liczby dysz chłodzących, parametrów mediów chłodzących, odległości dysz f: odścian wlewka dla wytypowanego gatunku stali i parametrów odlewania. Istotnym elementem technologii chłodzenia jest uzyskanie zmodyfikowanej mikrostrukturalnie warstwy o odpowiedniej grubości na obwodzie wylewka. W wyniku realizacji pracy opracowano koncepcję prototypu urządzenia do chłodzenia wlewków przed odginaniem pasma oraz koncepcję urządzenia do dodatkowego chłodzenia wlewków pomiędzy klatkami odginająco-prostującymi II i III. Umiejscowienie dodatkowego chłodzenia w tym miejscu stwarza możliwości uzyskania warstwy o zmodyfikowanej mikrostrukturze o znacznie większej grubości w porównaniu do możliwości układu zainstalowanego przed odginaniem.

EN

The purpose of the work was to determine the possibilities of obtaining the structurally modified surface layer with relevant plastic properties as a result of extra cooling of cast strands during casting upstream of the unbending stand and to develop the guidelines on technology for cooling strands upon leaning the first unbending stand. Based on the industrial tests, numerical simulations and laboratory tests of spray cooling the semi-industrial technology for extra cooling during the continuous casting before band deflection was developed with regard to: type of cooling nozzles, number of cooling nozzles, parameters of cooling media, distance of nozzles from ingot walls for specific steel grade, and casting parameters. The essential element of the cooling technology is to obtain the microstructurally modified layer with relevant thickness at strand circumference. As a result of the work the prototype construction of equipment for cooling of continuous strands before band deflection and the concept of equipment for extra cooling of strands between the deflecting-straightening stands II and III was developed. Locating the extra cooling at this point creates the possibilities to obtain a layer with modified microstructure and much higher thickness as compared to that provided by the system installed before deflection.

17

Integracja programów wspomagania technologii w ciągu technologicznym Wsad- EAF- LHF

Kuźnik T., Bulkowski L., Zdonek B., Kuźnik A., Suchecka W., Szypuła I.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2009

|

T. 61, nr 3

49-51

PL

Opracowano zintegrowany program wspomagania technologii stalowniczej w ciągu technologicznym składowisko wsadu - piec elektryczny - piec kadziowy. Program, po odpowiedniej adaptacji, może być zastosowany do opracowania komputerowego wspomagania i sterowania technologią dla dowolnej linii wytapiania stali w piecach elektrycznych z rafinacją pozapiecową.

EN

The integrated software for supporting the steelmaking technology in the charge storage area - electric furnace - ladle furnace process line was developed. When suitably adapted, the software may be used for development of computer systems to support and control technology for any steel melting line in electric furnaces with secondary steel refining.

18

Badanie sposobów ograniczenia emisji CO2 w procesie elektrostalowniczym w zakresie krótko- i długoterminowym

Zdonek B., Stecko J., Szypuła I.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2009

|

T. 61, nr 1

76-78

PL

Celem pracy było określenie, w oparciu o światowe i własne doświadczenia, możliwości i sposobów ciągłego zmniejszania emisji CO2 w procesie wytapiania stali w piecu łukowym w bliższej i dalszej perspektywie czasowej. Wyniki badań w zakresie działań krótkoterminowych wykazały, że: zastąpienie drobnokawałkowego węgla alternatywnym kompozytem gumowo-stalowym, powstającym przy produkcji opon wpływa na zmniejszenie jednostkowego zużycia węgla o 1,5 kg/t stali, co odpowiada ograniczeniu emisji C02 o 5,5 kg/t stali, stosowanie dodatków żużlotwórczych i spieniających zawierających MgO wpływa na zmniejszenie ilości węgla wdmuchiwanego do spieniania o 1-3 kg/t stali, co odpowiada ograniczeniu emisji C02 o 3,7-11 kg/t stali. W zakresie działań długoterminowych, zmierzających do ograniczenia emisji C02, zachęcające wydają się wyniki badań pochłaniania CO2 ze spalin odciąganych z pieca za pomocą żużli z tego samego procesu, co według wyników przedstawionych w literaturze może doprowadzić do ograniczenia emisji C02 o ok. 35%.

EN

The purpose of the work was to determine, based on the world and own experiences, the possibilities of and methods for reduction in CO2 emission in the steel-melting process in arc furnace in the near and remote prospect. The results of examinations for short-term activities showed that: -the replacement of fine-sized carbon with the alternative rubber and steel composite that occurs in tyre production affects the reduction in carbon unit consumption by 1.5 kg/t of steel, which corresponds to reduction in C02 emission by 5.5 kg/t of steel, -the use of slag-forming and slag-foaming additives containing MgO affects the reduction in amount of carbon blown in for foaming by 1-3 kg/t of steel, which corresponds to reduction in CO2 emission by 3.7-11 kg/t of steel. For long-term activities aiming at reduction in C02 emission the results of examinations on absorption of CO2 from the fumes drawn off from the furnace using slags from the same process seem to be appealing, which, according to the results presented in literature, may result in reduction in CO2 emission by approx. 35%.

19

Opracowanie podstaw technologii chłodzenia natryskowego w celu ograniczenia pęknięć powierzchniowych na wlewkach COS

Marcisz J., Mazur A., Zdonek B., Żak A., Wittchen W.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2008

|

T. 60, nr 2

53-55

PL

Celem pracy było opracowanie podstaw technologii chłodzenia natryskowego modyfikującego strukturę warstwy przypowierzchniowej wlewków ciągłych, prowadzącego do zmniejszenia ilości i głębokości pęknięć powierzchniowych oraz określenie wytycznych do technologii przemysłowej dla wybranych grup gatunkowych stali i formatów wlewków. Przeprowadzono laboratoryjne próby natryskowego schładzania powierzchni odcinków wlewków ciągłych w celu opracowania parametrów chłodzenia wlewków COS oraz założeń do zaprojektowania i wykonania prototypu urządzenia do schładzania. Wykonano symulację numeryczną ciągłego odlewania z krótkotrwałym schładzaniem i ponownym nagrzewaniem warstwy powierzchniowej wlewków (320x270 mm) dla wytypowanego gatunku stali. Końcowym etapem pracy była przemysłowa próba schładzania powierzchniowego wlewków 320x270 mm na jednej żyle urządzenia COS z zastosowaniem zaprojektowanego i wykonanego w ramach pracy prototypu urządzenia oraz badania strukturalne weryfikujące skuteczność zastosowanego dodatkowego chłodzenia. Wyniki badań metalograficznych przypowierzchniowej warstwy wlewka ciągłego poddanego dodatkowemu chłodzeniu przed klatką ciągnąco-prostującą wykazały, że dla zastosowanego układu dysz chłodzących uzyskano modyfikację warstwy przypowierzchniowej wlewka ciągłego na głębokości max ok. 3 mm. Grubość warstwy zmodyfikowanej jest zgodna z obliczeniami numerycznymi. Zmodyfikowana struktura składa się z rozdrobnionych ziarn ferrytu i kolonii perlitu bez obecności niekorzystnych kolumnowych ziarn austenitu pierwotnego. W zmodyfikowanej warstwie przypowierzchniowej nie występowały mikropęknięcia.

EN

The purpose of the work was to develop the basis for technology for spray cooling to modify the structure of the surface layer of cast strands, leading to reduction in the number and depth of surface cracks and determination of the guidelines for industrial technology for selected groups of steel grades and formats of cast strands. The laboratory tests of spray cooling the surface of cast strand sections were carried out to develop the cast strand cooling parameters and assumptions to design and make the prototype of cooling device. The numerical simulation of continuous casting with short-term cooling followed by heating of the surface layer of cast strands (320x270 mm) was carried out for the designated steel grade. The final stage of the work was the industrial test of surface cooling of 320x270 mm cast strands conducted on one strand of the continuous casting machine using the prototype of the device designed and made as a part of this work and the structural tests to verify the efficiency of the applied additional cooling. The results of metallographic examinations of surface layer of the cast strand subject to additional cooling before the unbending stand showed that for the applied system of cooling nozzles the modification of the cast strand's surface layer was obtained at a maximum depth of approx. 3 mm. Thickness of the modified layer is in conformity with numerical calculations. The modified structure consists of refined ferrite grains and pearlite colonies without the presence of unfavourable columnar grains of original austenite. In the modified surface layer, there were no micro-cracks.

20

Opracowanie i wdrożenie technologii wytwarzania stali bezkrzemowych przeznaczonych do dużej redukcji przekrojów w procesie ciągnienia oraz do pokrywania powłokami antykorozyjnymi

Zdonek B., Bulkowski L., Ciepliński J., Garbarz B., Hoderny B., Kania H., Kuziak R., Łapczyński Z., Marcisz J., Mazur A., Pidvysots'kyy V., Różański P., Szypuła I., Zalecki W.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2008

|

T. 60, nr 2

10-19

PL

Przedstawiono opis realizacji projektu celowego, wspomaganego ze środków Komitetu Badań Naukowych (MNi-SW), którego głównym celem było opracowanie i praktyczne zastosowanie, w warunkach Stalowni Ferrostal Sp. z o.o., technologii wytwarzania wlewków ciągłych z niskowęglowych stali bezkrzemowych, przeznaczonych do dużej redukcji przekrojów w procesie ciągnienia na druty o małej średnicy, pokrywane powłokami antykorozyjnymi. Cel ten zrealizowano poprzez gruntowne badania laboratoryjne i przemysłowe. W wyniku realizacji projektu uzyskano poprawę efektywności ekonomicznej Stalowni Ferrostal Łabędy Sp. z o.o. wskutek rozszerzenia portfela zamówień na cztery gatunki stali bezkrzemowych (H8-35 Al, H10-40 Al, St37-3FSG, S137-3 Al mod.). Wytworzono 15,4 tys. ton wlewków ciągłych z tych gatunków stali, przy zwiększeniu wartości dodanej wlewków ciągłych, wynoszącym 115 zl/t wlewka ciągłego.

EN

This article presents the description of realisation of the research project, financed by the State Committee for Scientific Research's funds (MNiSW), the main objective of which was to develop anduse inpractice, under the Ferrostal Sp. z o.o. Steelworks' conditions, the technology for making low-carbon siliconless steel cast strands for large reduction of cross sections in the process for drawing of small-diameter wires covered with anti-corrosion coatings. This objective was realised by laboratory tests and industrial studies. As a result of the project implementation, the economic efficiency of Ferrostal Łabędy Sp. z o.o. Steelworks was obtained due to the extension of the order portfolio to include four grades of siliconless steels (H8-35AI, H10-40AI, St37-3FSG, St37-3Al mod.). 15.4 thousand tons of cast strands were made from these steel grades, with increase in the value added of the cast strands to PLN 115/t of cast strand.