Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Simulation of oxygen and nitrogen removal from steel by means of titanium and aluminum

Iwanciw J., Podorska D., Wypartowicz J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 3

635-644

EN

Authors' computer program was employed in the simulation of the course of steel refining by means of simultaneously used aluminium and titanium. The mass and chemical composition of liquid steel and non-metallic precipitates, were calculated at constant or variable temperature. The influence of assumed nitrides form on the results of simulation was determined. Nitrides may be considered either as separate phases or as the components of non-metallic solution. The stoichiometry of titanium oxide obtained also influences the results of simulation. Parallel analysis of steel refining was carried out with the use of FactSage program. As a result of calculations the subsequent states of equilibrium between steel and non-metallic phase were determined. It was found that aluminium and titanium nitrides may exist only as the components of oxide-nitride solution, not as separate phases.

PL

Przy pomocy własnego programu komputerowego dokonano symulacji przebiegu rafinacji stali przy pomocy glinu i tytanu, wyznaczając masę i skład chemiczny ciekłej stali i wydzieleń niemetalicznych dla ustalonej lub zmiennej temperatury. Rozpatrzono konsekwencje występowania dwóch możliwych form istnienia azotków glinu i tytanu: jako odrębnych faz i jako składników ciekłego roztworu. Również stechiometria tlenku tytanu uzyskanego w wyniku odtleniania wpływa na wynik obliczeń. Równoległą analizę tego samego przypadku przeprowadzono przy pomocy programu FactSage, wyznaczając kolejne stany równowagi między ciekłą stalą a fazą niemetaliczną. Stwierdzono, że azotki glinu i tytanu mogą występować tylko jako składniki roztworu tlenkowo-azotkowego., nie zaś jako odrębna faza.

2

Modeling of oxide precipitates chemical composition during steel deoxidization

Iwanciw J., Podorska D., Wypartowicz J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 4

999-999

EN

The work analyses the possibilities of modeling the process of steel deoxidization from the view-point of thermodynamic equilibrium between liquid steel and oxide precipitates. Two calculation procedures were employed, which make use of WYK_STAL authors' program and commercial software FactSage. Two kinds of steel were taken into account, one with considerable titanium addition and the second without titanium. The variation of chemical composition of non-metallic precipitates with titanium concentration, aluminum addition and temperature was determined. The apparent influence of assumed thermodynamic model on the composition of non-metallic precipitate was stated.

PL

Praca analizuje możliwości modelowania procesu odtleniania stali w aspekcie równowagi termodynamicznej między ciekłą stalą a wydzieleniami tlenkowymi. Zastosowano dwie procedury obliczeniowe z wykorzystaniem komercyjnego pakietu FACTSage oraz własnego programu WYK STAL. Obliczenia wykonano dla dwóch gatunków stali, z których jedna posiada znaczny dodatek tytanu. Obliczono, jak zmienia sie skład wydzielen tlenkowych pod wpływem stezenia tytanu, dodatku glinu oraz temperatury. Stwierdzono wyraźny wpływ przyjetego modelu termodynamicznego procesu na uzyskany skład fazy niemetalicznej.

3

Zachowanie dodatków w procesie rafinacji pozapiecowej stali

Iwanciw J., Podorska D., Wypartowicz J.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2010

|

Vol. 77, nr 4

132-139

PL

Za pomocą własnego programu komputerowego dokonano symulacji przebiegu rafinacji stali z dodatkiem glinu i tytanu, wyznaczając masę i skład chemiczny ciekłej stali, wydzieleń niemetalicznych i żużla dla ustalonej lub zmiennej temperatury. Rozpatrzono konsekwencje występowania dwóch możliwych form istnienia azotków glinu i tytanu: jako odrębnych faz i jako składników ciekłego roztworu. Równoległą analizę tego samego przypadku przeprowadzono za pomocą programu FactSage, wyznaczając kolejne stany równowagi między ciekłą stalą a fazą niemetaliczną. Stwierdzono, że azotki glinu i tytanu mogą występować tylko jako składniki roztworu tlenkowo-azotkowego, nie zaś jako odrębna faza.

EN

Authors’ computer program was employed in the simulation of the course of steel refining by means of aluminium and titanium. The mass and chemical composition of liquid steel, non-metallic precipitates and the slag were calculated at constant or variable temperature. The influence of assumed nitrides form on the results of simulation was determined. Nitrides may be considered either as separate phases or as the components of non-metallic solution. Parallel analysis of steel refining was carried out with the use of FactSage program. As a result of calculations the subsequent states of equilibrium between steel and non-metallic phase. It was found that aluminium and titanium nitrides may exist only as the components of oxide-nitride solution , not as separate phases.

4

Modeling of surface properties of metallurgical solutions: steels, slags and steel-slag systems

Iwanciw J., Pytel K., Kawecka-Cebula E., Kostołowska M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 2

575-581

EN

The aim of the study was elaboration of a model for prediction of the surface properties of such metallurgical solutions like steels, slags and for steel/slag interfaces for broad range of chemical compositions of the phases and temperatures. There have been carried out the following steps: (i) constructing of the data base for the systems in question, (ii) working out the program for establishing of the equilibrium conditions (chemical compositions) for metal/slag systems, (iii) elaboration of the computer programs for prediction of surface tensions for the systems as follows: metal/gas, slag/gas and metal/slag. The models, constructed by the authors, allow to present results in form of either model equations, Excel sheets or graphic plots.

PL

Celem artykułu było opracowanie modelu dla prognozowania właściwości powierzchniowych roztworów metalurgicznych takich jak stale, żużle oraz układu metal/żużel dla szerokiego zakresu składów chemicznych faz oraz temperatur. Przepro- wadzono następujące kroki: – opracowano bazę danych w układzie pytań, – opracowano program do ustalania warunków równowagowych (skład chemiczny) dla układu metal/żużel, – opracowano program do prognozowania napięcia powierzch- niowego dla układów takich jak: metal/gaz, żużel/gaz, metal/żużel. Zaproponowany model pozwolił na oszacowanie napięcia powierzchniowego w zakresie od 30 do 85 mN/m, przy standardowym zakresie odchylenia. Model opracowany przez autorów pozwala na zaprezentowanie uzyskanych wyników w postaci innych równań modelowych, arkuszy Excela oraz wykresów graficznych.

5

Badania adhezji wtrąceń w stali na modelu zimnym

Iwanciw J., Kawecka - Cebula E., Kalicka Z.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2007

|

Vol. 74, nr 4

192-196

PL

Zaproponowano jakościową obserwację i interpretację zjawiska filtracji wtrąceń w ciekłej stali na wodnym stanowisku eksperymentalnym. Zbadano wpływ szybkości przepływu medium z zawieszonymi kulkami z tworzywa sztucznego oraz rodzaju materiału imitującego filtr (wpływ kąta zwilżania) na adhezję. Model wodny nie spełnia w pełni kryteriów podobieństwa, dlatego nie jest modelem ilościowym dla zjawisk w ciekłej stali. Zaproponowane stanowisko modelowe może być natomiast pomocne do oceny wpływu wybranych czynników na adhezję oraz do weryfikacji obliczeń teoretycznych i symulacji komputerowych.

EN

Adhesion of nonmetallic inclusions in steel during filtration was simulated by experimenting with a water model. The inclusions were simulated by plastic balls. The impact of the medium flow rate and the kind of the filter material (different wetting angles) on the inclusions 'adhesion was established. The water model may be used to interpret the process only in a qualitative way providing data for theoretical analysis and computer simulations.

6

Modeling of surface tension for cast iron, ferritic and austenitic steels

Pytel K., Iwanciw J., Kawecka-Cebula E., Kostołowska M., Szczepanik Z.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2006

|

T. 58, nr 4

82-84

EN

On the basis of the experimental data of the surface tensions for cast irons, ferritic steels and austenitic steels there were derived optimized formulae which allow to compute the surface tension data for these commercial alloys as functions of concentrations of alloy components for cast irons: ([sigma]/mN/m=2028-51.145*[%C]-25.828*[%Si]+315.586*[%Mn]-417.099*[%P]-4705.72*[%S] at 1773 K) and for ferritic and austenitic steels as a complex function of temperature and concentrations of alloy components. The accuracy of the data predicted by the model was of ca. 20 mN/m.

PL

Opracowano równanie modelowe do wyznaczania wielkości napięcia powierzchniowego dla żeliw w funkcji stężeń składników tworzących żeliwa dla warunków izotermicznych: ([sigma]/mN/m = 2028-51.145*[%C]-25.828*[%Si]+315.586*[%Mn]-417.099*[%P]-4705.72*[%S], temp. 1773 K). Dla stali ferrytycznych i austenitycznych wyprowadzono wspólny model w postaci złożonej zależności napięcia powierzchniowego od temperatury i stężeń (aktywności) składników. Opracowany model w wersji najprostszej do zastosowania, daje wyniki napięcia powierzchniowego stali z dokładnością ok. 20 mN/m.

7

Model adhezji ciekłych wtrąceń w stali - obliczenia numeryczne i weryfikacja eksperymentalna na modelu zimnym

Rejszek R., Iwanciw J., Magdziarz A.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2006

|

Vol. 73, nr 10

454-458

PL

W pracy, przy użyciu programu Fluent przeprowadzono w warunkach nieustalonych numeryczną symulację przepływu ciekłych wtrąceń oleju parafinowego w wodzie. Pomimo dostatecznej dokładności obecnych algorytmów mechaniki płynów, zdecydowano się na przeprowadzenie weryfikacji rezultatów obliczeń numerycznych przez wykonanie eksperymentu na zbudowanym układzie do badania przepływu tych cieczy. Przepływ odbywał się w szklanym kanale, zawierającym ruchomą przegrodę o określonej chropowatości. W zależności od kąta nachylenia przegrody do kierunku przepływu cieczy obserwowano na jej ściankach osadzanie się cząstek oleju parafinowego, co zarejestrowano za pomocą kamery. Otrzymane wyniki pozwalają na ich wykorzystanie przy opisie sposobu osadzania się ciekłych wtrąceń na napotkanych przeszkodach w ciekłej stali.

EN

By means of Fluent program applied for non-stationary conditions a numerical simulation of the flow of paraffin oil inclusions in water was carried out. Despite of the fact that the current fluid mechanics algorithms are sufficiently precise it was decided to perform verification of the results of numeric computations by experimentation on a special system constructed for the flow trials. The flow took place in a glass channel containing a movable baffle of a defined porosity. Dependent on the baffle opening angle relative to the liquid flow direction there was observed a sedimentation of the paraffin oil particles on the baffle surface and this process was recorded by means of a moving camera. The obtained results may be applied to the sedimentation description of liquid inclusions on obstacles encountered by flowing liquid steel.

8

Determination of the surface tension for binary ionic solutions by means of Butler model

Iwanciw J., Kalicka Z., Kawecka-Cebula E., Pytel K.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2005

|

Vol. 31, No 1

75-86

EN

It was attempted in this work to study the applicability of Butler approach to the metal oxide solutions. First of all, the authors tried to determine the impact of the thermodynamic activity coefficients of the components of the bulk phase on the surface tension. The activity coefficients series expansions reported by Ban-ya and one of the authors of this work were used. The model equations were solved by means of a Newton regression method, which allowed to calculate the components contents in the surface phase. Those contents were subsequently substituted into the modified Butler master equation, which gave desired final surface tensions estimates for the considered oxide binaries. The computations were done for liquid MnO-SiO2 system (at 1843 K and 1990 K) and subsequently for MnO-AI2O3 (at 2058 K) and MnO-CaO (at 2473 K) systems. For MnO-SiO2 system at 1843 K, the obtained results could be compared to the experimental ones and a fairly good agreement was found. For MnO-Al2O3 and MnO-CaO systems, unfortunately, there is no experimentally measured surface tension data, therefore it was not possible to make any comparison. Nevertheless, the model may be quite useful for the surface tension estimates for the systems, which have not been yet investigated and such model calculations like presented in this work may provide acceptable predictions.

PL

W pracy podjęto próbę zastosowania modelu Butlera do roztworów tlenków metali. Głównym celem było zbadanie wpływu wartości aktywności termodynamicznej składników roztworu na napięcie powierzchniowe. Do obliczeń przyjęto rozwinięcia na współczynniki aktywności zaproponowane przez Ban-ya oraz niezależnie przez jednego z autorów niniejszej pracy. Równania modelu Butlera rozwiązano metodą regresji Newtona, w celu otrzymania stężeń składników w fazie powierzchniowej. Po wprowadzeniu tych stężeń do równań Butlera uzyskano ostatecznie wartości napięcia powierzchniowego dla rozważanych binarnych układów tlenkowych. Obliczenia przeprowadzono dla ciekłych układów MnO-SiO2 (w temperaturach 1843 K i 1990 K) oraz MnO-Al2O3 (2058 K) i MnO-CaO (2473 K). W przypadku układu MnO-SiO2 w 1843 K wyniki obliczeń porównano z wynikami eksperymentalnymi, uzyskując dość dobrą zgodność. Niestety w przypadku MnO-Al2O3 oraz MnO-CaO takie porównanie było niemożliwe z powodu braku danych eksperymentalnych. Jednak wydaje się, że model może być użyteczny do oceniania napięcia powierzchniowego układów nie zbadanych pod tym kątem eksperymentalnie, dostarczając prognoz możliwych do zaakceptowania.

9

The coefficients of regular solution model for stelmaking slags

Iwanciw J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2004

|

Vol. 49, iss. 3

595-609

EN

The models of steelmaking processes applied to the technology aiding in the real time demand a compromise between precision and pace of calculations. This work reports an attempt to satisfy this compromise by the use of regular model concept to fast evaluation of slag component activity with acceptable accuracy. Regular solution model is the simplest way to describe deviations of any solution from the ideal behavior as it takes into account the interactions between the components of the solution, assuming the mixing entropy equal to the ideal one. Three-stage route of systematic determination of model parameters Hi, Si and Qij = Qji coefficients is proposed. Enthalpy Hi and entropy Si of melting for selected 8 oxides were optimized by application of the so called "Richard's rule", modified and generalized for all oxides. Lacking coefficients Qij = Qji for some oxides (Cr2O3 systems, some of TiO2 systems) has been determined. The activity model of slag components proposed by the author is quick enough to be used as support of steelmaking technologies in the real time.

PL

Modele procesów stalowniczych stosowane do wspomagania technologii w czasie rzeczywistym wymagają kompromisu pomiędzy dokładnością i szybkością obliczeń. Niniejsza praca przedstawia próbę znalezienia takiego kompromisu poprzez zastosowanie koncepcji modelu roztworu regularnego do szybkiego oszacowania aktywności składników żuzla z wystarczającą dokładnością. Model roztworu regularnego stanowi najprostszy sposób opisu odchyleń dowolnego roztworu od jego doskonałego zachowania, jako że uwzględnia wzajemne oddziaływania pomiędzy składnikami roztworu przy założeniu entropii mieszania równej entropii w roztworze doskonałym. zaproponowano 3-etapowy system wyznaczania parametrów modelu hi, Si oraz Qij=Qji. Przez zastosowanie tzw. "Reguły Richarda", zmodyfikowanej dla wszystkich tlenków zoptymalizowano indywidualne wartości entalpp Hi i entopii Si topnienia dla każdego z wybranych 8-miu tlenków. Wyznaczono brakujące współczynniki Qij=Qji dla niektórych tlenków. Proponowany przez autora model aktywności składników żuzli jest wystarczająco szybki do zastosowania w narzędziach wspomagania technologii w czasie rzeczywistym.

10

Selection of appropriate dependences of the chemical activities of slag components on their concentration

Iwanciw J., Kawecka-Cebula E.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2002

|

Vol. 28, no. 1

21-27

EN

The study was aimed at a selection of appropriate dependences of the chemical activities of slag components on their concentrations, which were supposed to be applied for modeling of dynamics of steel-making processes. The selected dependences ought to express in a simple way the slag components' activities for possibly broad concentration ranges. There have been tested the data coming from the following sources: the empirical correlation formulae repotted in the literature, the interpolated data and the ones derived on the basis of the regular solution model. The final selection of the best relationships of logarithms of slag components' activities or activity coefficients as a function of the components' concentrations was carried out by comparison of the found data with the literature ones for the oxides of calcium, magnesium, silicon, iron (II), manganese (II), aluminium (III) and chromium (III). It was found that for dynamic models the simple correlation formulae are more useful than the complex ones.

PL

Celem pracy było wytypowanie zestawu równań opisujących aktywności tlenkowych składników żużli, potrzebnych do obliczeń symulacyjnych przebiegów czasowych procesów stalowniczych. Wybrane zależności powinny w sposób prosty opisywać aktywności składników w możliwie szerokim zakresie stężeń. Do testowania wykorzystano empiryczne wzory korelacyjne cytowane w literaturze, własne oraz wyprowadzone w oparciu o teorię modeli regularnych. Przedstawiono wyniki obliczeń w postaci wykresów wartości logarytmów aktywności lub współczynników aktywności w funkcji wartości literaturowych dla tlenków wapnia, magnezu, krzemu, żelaza (II), manganu (II),glinu (III) oraz chromu (III). Proste wzory korelacyjne lepiej oddają przebieg aktywności składników w roztworach żużli.

11

Effect of chemical composition of slag and steel phase on interfacial tension

Anioła-Kusiak A., Kostołowska M., Iwanciw J., Pytel K. A.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2001

|

Vol. 27, no. 1

45-59

EN

The aim of this study was to determine the most crucial chemical components affecting the interfacial tension in the slag-steel systems by means of statistical analysis of the experimental data and to establish which of the contacting phases, i.e., slag or metal, affects dominantly the interfacial tension. There were reviewed the experimental methods and the literature data; the latter were submitted to statistical analysis. It was found that the strongest surfactants are oxygen and sulphur in the liquid metal, silizium decreases slightly the interfacial tension, carbon and manganese affect indirectly the interfacial tension while the only slag component which increases the interfacial tension is CaF2. The following formula for estimation of the interfacial tension in a steel-slag system and two other formulae were found as well for the cases when there is no composition data for one of the contacting phases. They could be of use for rough estimates of the interfacial tensions data in steel-slag systems.

PL

W pierwszym etapie pracy określono, które składniki chemiczne oraz która z faz mają dominujący wpływ na napięcie międzyfazowe w układzie stal-żużel. Dokonano przeglądu metod doświadczalnych i danych literaturowych napięcia międzyfazowego, a następnie te ostatnie poddano analizie statystycznej w celu znalezienia korelacji. Stwierdzono, że najsilniej obniżają napięcie międzyfazowe tlen i siarka w ciekłym metalu, krzem obniża je w niewielkim stopniu, węgiel i magnez wpływają na nie w sposób pośredni, a jedynie fluorek wapnia podnosi to napięcie. Opracowano równanie modelowe do przewidywania wielkości napięcia międzyfazowego w układzie stal-żużel w oparciu o znajomość składu chemicznego obydwu faz oraz znaleziono również dwie inne zależności pozwalające na przybliżone oszacowanie wielkości napięcia międzyfazowego w układzie stal-żużel w przypadku braku bliższej informacji o składzie jednej z dwóch faz.F

12

Zastosowanie programu komputerowego do wspomagania i sterowania obróbki pozapiecowej i przygotowania stali do COS

Anioła-Kusiak A., Choma E., Iwanciw J., Kalicka Z., Kawecka-Cebula E., Kostołowska M., Mamro K., Rybka T., Szczepanik Z.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

1999

|

nr 3

96-103

PL

W artykule przedstawiono podstawowe i pomocnicze funkcje porgramu wspomagania technologii wykańczania stali podczas obróbki pozapiecowej WYK_STAL.EXE, oraz sposób realizacji programu. Podano przykład stosowania programu do korekty składu stali ST3SAlhg-cos przygotowywanej do ciągłego odlewania w HTS. Program WYK_STAL.EXE może służyć także do symulacji nowych technologii obróbki pozapiecowej i w czasie rzeczywistym do sterowania procesem przygotownia stali do COS. Artykuł stnowi kwintesencję referatu wygłoszonego podczas XVIII Konferecji Naukowo-Technicznej H.Katowice S.A. w Rogoźniku [1].

EN

Basic and auxiliary functions of WYK_STAL.EXE program for supporting steel finishing during ladle metallurgy and realizability of the program are presented. The program used to correct constitution of St3Alhg-cos steel prepared for continuous cesting in Sendzimir steelworks is illustrated. WYK_STAL.EXE program can also be used for simulation new process engineerings for ladle metallurgy and in actual time for control steel preparation to continuous casting. The paper presents a quintessence of report presented at VIII scientific, technological conference of Katowice steelworks in Rogoźnik [1].