Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badania przemysłowe oraz modelowanie matematyczne kształtowania się menisku stali i ciekłego żużla w krystalizatorze do ciągłego odlewania wlewków płaskich

Bielnicki M., Jowsa J., Przegrałek P.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2016

|

Vol. 83, nr 11

477--482

PL

W pracy zaprezentowano wyniki badań przemysłowych, mających na celu analizę zachowania się warstwy ciekłego żużla pokrywającego powierzchnię swobodną ciekłej stali w krystalizatorze oraz kształtu menisku stali, w procesie ciągłego odlewania wlewków płaskich. Zastosowanie techniki pomiarowej „nail board measurements” pozwoliło na oszacowanie grubości warstwy ciekłego żużla w charakterystycznych obszarach krystalizatora. Dodatkowo przeprowadzono symulację numeryczną z wykorzystaniem komercyjnego kodu Ansys Fluent 15®, celem wizualizacji zachowania się warstwy ciekłego żużla i kształtu menisku stali w krystalizatorze w funkcji czasu.

EN

The paper presents the results of industrial investigations, performed in order to analyze the behaviour of liquid slag layer, that covers liquid steel free surface in mould and the shape of steel meniscus, during continuous casting process of slabs. The use of measurement technology “nail board measurements” allowed for estimation of liquid slag layer thickness, in the chcracteristic spaces of mould. Additionally, a numerical simulation using a commercial code Ansys-Fluent® 15, in order to visualize the behavior of the liquid slag layer and the shape of the meniscus of steel in the mould as a function of time, was conducted.

2

Badania przemysłowe oraz modelowanie matematyczne kształtowania się menisku stali i ciekłego żużla w krystalizatorze do ciągłego odlewania wlewków płaskich

Bielnicki M., Jowsa J., Przegrałek P.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2016

|

Vol. 83, nr 12

536--541

PL

W pracy zaprezentowano wyniki badań przemysłowych, mających na celu analizę zachowania się warstwy ciekłego żużla pokrywającego powierzchnię swobodną ciekłej stali w krystalizatorze oraz kształtu menisku stali, w procesie ciągłego odlewania wlewków płaskich. Zastosowanie techniki pomiarowej „nail board measurements” pozwoliło na oszacowanie grubości warstwy ciekłego żużla w charakterystycznych obszarach krystalizatora. Dodatkowo przeprowadzono symulację numeryczną z wykorzystaniem komercyjnego kodu Ansys Fluent 15®, celem wizualizacji zachowania się warstwy ciekłego żużla i kształtu menisku stali w krystalizatorze w funkcji czasu.

EN

The paper presents the results of industrial investigations, performed in order to analyze the behaviour of liquid slag layer, that covers liquid steel free surface in mould and the shape of steel meniscus, during continuous casting process of slabs. The use of measurement technology “nail board measurements” allowed for estimation of liquid slag layer thickness, in the chcracteristic spaces of mould. Additionally, a numerical simulation using a commercial code Ansys-Fluent® 15, in order to visualize the behavior of the liquid slag layer and the shape of the meniscus of steel in the mould as a function of time, was conducted.

3

Semi-Solid State of Blast Furnace Slag Admixtures of AL2O3

Migas P., Korolczuk-Hejnak M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 1

173--182

EN

The nature and properties of liquid solutions - metallurgical slags (used in the pig iron and steel production) affect the quality of the final product and processing time. The main object of the study was slag system: CaO-SiO2-MgO-Al2O3, when the content of Al2O3 was raised to ca. 25% in liquid and semi-liquid state. Measurements were performed using Searle’s method of concentric cylinder systems. Graphite measuring systems were used for testing with two types of bobs: smooth and perforated. Rheological measurements were carried out for five slag systems in the temperature range between 1310-1500°C, shear rate values were changed in the wide range between 1s-1 to 150/180s-1. FactSage application was used to calculate the mass of solid phases precipitating from the slag volume for different chemical compositions at various temperatures. In the temperature range in which the solid phases occurred in the slag the analysed systems show non-Newtonian behaviour.

PL

Charakter oraz właściwości ciekłych żużli metalurgicznych (wykorzystywanych w procesach wielkopiecowym oraz stalowniczym) wpływa na jakość produktu oraz na czas prowadzonego procesu. W niniejszej pracy analizowano żużle typu CaO-SiO2-MgO-Al2O3. domieszkowane do ok. 25% Al2O3, w stanie ciekłym oraz stało-ciekłym. Badania zostały wykonane przy użyciu rotacyjnej metody z koncentrycznymi cylindrami typu Searle’a. Narzędzia pomiarowe wykonano z grafitu, charakteryzowały się one gładkimi oraz perforowanymi powierzchniami. Badania reologiczne wykonano dla pięciu systemów żużlowych w temperaturach 1310-1500°C. Prędkość ścinania w trakcie pomiarów zmieniana była od ls-1 do 150/180s. -1 Pakiet FactSage został wykorzystany do obliczenia masy fazy stałej, wytrącającej się z objętości żużla, dla różnych składów chemicznych, w różnych temperaturach. W temperaturach, w których zaobserwowano występowanie fazy stałej charakter reologiczny badanych układów żużlowych odbiegał od zachowania ciała idealnego Newtona.

4

Rheological analysis of Blast Furnace Synthetic Slag Admixtures of Al2O3

Migas P., Korolczuk-Hejnak M., Karbowniczek M., Łędzki A.

Czasopismo Techniczne. Chemia

|

2013

|

R. 110, z. 1-Ch

47--59

EN

It is common for researchers to believe that liquid slag is a fluid characterized by rheological behavior of ideally viscous Newtonian body. At the same time it is assumed that the fluid is similar to synthetic polymers in terms of its structure. The authors of this paper conducted research into 4-component liquid and solid-liquid synthetic slag system: CaO–SiO2–MgO– Al2O3 The research involved graphite measurement systems. A perforated spindle was used for the solid-liquid systems subject to shear stress, whereas a smooth one was used for fully liquid systems. Both measurement systems worked according to Searle’s system. This paper presents selected rheological research results concerning oxide solutions in high temperatures and their rheological analysis.

PL

Wśród badaczy panuje powszechny pogląd, że ciekły żużel jest cieczą wykazującą zachowania reologiczne ciała doskonale lepkiego Newtona. Zarazem przyjmuje się, że jest on cieczą o podobieństwie strukturalnym do polimerów syntetycznych. Autorzy artykułu wykonali badania czteroskładnikowych ciekłych oraz stało-ciekłych żużli syntetycznych systemu: CaO–SiO2–MgO– Al2O3. Do badań wykorzystano grafitowe systemy pomiarowe. Systemy stało-ciekłe poddawano działaniu naprężeń ścinających z wykorzystaniem wrzecion perforowanych dla systemów całkowicie ciekłych użyto wrzecion gładkich. Obydwa układy pomiarowe pracowały w systemie Searle’a. W artykule zaprezentowano wybrane wyniki badań reologicznych roztworów tlenkowych w wysokich temperaturach oraz ich analizę reologiczną.

5

Charakterystyka reologiczna roztworów żelaza i żużli

Migas P., Korolczuk-Hejnak M., Karbowniczek M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2012

|

Vol. 79, nr 4

196--202

PL

Badania reologiczne ciekłych roztworów żelaza oraz żużli są badaniami bardzo trudnymi, wymagającymi specjalistycznej, wysokotemperaturowej aparatury. Na świecie prowadzone są badania nad pomiarami lepkości ciekłych i stało-ciekłych roztworów jonowych, natomiast istnieje niewiele eksperymentalnych danych wartości lepkości ciekłych roztworów żelaza. Autorzy podjęli się opracowania metodyki i procedury badawczej wysokotemperaturowych pomiarów reologicznych dla obu typów roztworów. Do badań wykorzystano prototypowy reometr wysokotemperaturowy, którego zasada pomiaru oparta jest na metodzie Searle`a. W artykule zaprezentowano wybrane wyniki badań reologicznych ciekłych stopów żelaza oraz roztworów tlenkowych w wysokich temperaturach.

EN

Rheological measurements of liquid iron solutions and slags are very difficult to perform, requiring specialized, high-temperature apparatus. Worldwide research is carried out on measurements of viscosity of liquid and semi-solid ionic solutions, but there is little experimental data of viscosity of liquid iron solutions. The authors of this work took up the task of developing the methodology and test procedures for high- -temperature rheological measurements for both types of such solutions. For rheological tests a prototype high-temperature rheometer was used, working in accordance with the Searles method. This paper presents the selected results of the rheological studies of liquid iron oxide solutions at elevated temperatures.

6

Symulacja komputerowa procesu redukcji ciekłego żużla

Kalisz D., Rzadkosz S., Piękoś M.

Archives of Foundry Engineering

|

2012

|

Vol. 12, iss. 1s

91--96

PL

Praca zajmuje się termodynamiczną analizą elementarnych procesów chemicznych zachodzących podczas redukcji żużla zawierającego tlenek miedzi. Redukcja żużla zachodzi przez zastosowanie reduktora w postaci stałej - węgla, gazowej - tlenek węgla lub węgla rozpuszczonego w ciekłym żużlu. Obecna praca rozpatruje dwa procesy chemiczne: reakcję ciekłego żużla z węglem oraz z tlenkiem węgla. Korzystając z komercyjnego oprogramowania FATSage obliczono w warunkach równowagi termodynamicznej składy faz dla układów: stały węgiel – ciekły żużel - stop Cu–Fe–Pb – faza gzowa oraz gazowy CO – ciekły żużel – stop Cu–Fe–Pb – faza gazowa. Symulację prowadzono dla temperatury procesu 1500, 1600, 1700 K. Gazowe produkty reakcji redukcji i stop Cu–Fe–Pb były usuwane z układu w każdym kroku obliczeniowym. Uzyskane wyniki obliczeń wykazały, że redukcja za pomocą węgla odgrywa zasadniczą rolę w procesie odzysku miedzi.

EN

The present work deals with thermodynamic analysis of process of the reduction of molten slag containing copper oxide. Reduction of liquid slag is possible with solid carbon, gaseous carbon oxide. and carbon dissolved in liquid slag. This work studied two chemical reactions of liquid slag containing copper oxide: with solid carbon and gaseous CO. Thermodynamic equilibrium in the system: solid carbon – liquid slag – metallic alloy Cu–Fe–Pb – gas and gaseous CO – liquid slag – metallic Cu–Fe–Pb – gas were calculated by means of FACTSage software. The simulation of the progress of reduction process at 1500, 1600, 1700K was obtained under assumption that the gaseous reduction products and metallic alloy Cu–Fe–Pb were removed from consideration after each simulation step. The calculation revealed that consumption of reducing agent is much higher in the case of CO reduction. The effect of simulation suggested, that reduction with solid carbon is the predominant mode of industrial process.

7

Korozja wyrobów MgO-C w strefie żużla kadzi stalowniczej

Sułkowski M., Chatterjee S.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 3

647-652

PL

Opracowano model laboratoryjny procesów korozji z uwzględnieniem szybko następującego nasycania się porcji żużla i kontrolowanego gradientu temperatury w warstwie badanych próbek. Przez dobór częstotliwości rezonansowej i odległości metalu od cewki uzyskano prędkość metalu oraz żużla odzwierciedlającą warunki eksploatacyjne w kadzi. W warunkach laboratoryjnych można również odtworzyć zjawisko powstawania warstwy odwęglonej przez tlenki żelaza i tlen atmosferyczny. Przeprowadzono badania porównawcze wyrobów MgO-C i AMC w piecu indukcyjnym z pomiarem gradientu temperatury, kontrolując zmiany składu chemicznego żużla. Dla zbadania stopnia zużycia porównywano powierzchnię przekroju wżerów. Badania takie pozwalają na ocenę nowego typu spoiw węglowych i dodatków zwiększających odporność na korozję materiałów MgO-C, wpływając na osadzanie nowych faz w porach podczas penetracji ciekłego żużla. W praktyce przemysłowej na korozję materiałów w strefie żużla należy również brać pod uwagę wpływ takich czynników jak utlenianie się powierzchni materiałów podczas rozgrzewania kadzi, naprężenia powstające w wyniku rozszerzalności cieplnej w warstwie roboczej i intensywna korozja na styku kształtek.

EN

The authors developed a laboratory model of corrosion processes taking into account the quickly progressing saturation of a slag portion and a controlled temperature gradient in the contact layer of the examined samples. Suitable selection of a resonance frequency and metal-coil distance made it possible to determine the metal and slag velocity which resembled operating conditions in a ladle. Also the phenomenon of decarburized layer formation due to iron oxides and atmospheric oxygen may be reconstructed in laboratory conditions. Comparative investigations into MgO-C and AMC with temperature gradient measurements were conducted in an induction furnace while controlling the changes of slag chemical composition. In order to compare the degree of wear, the cross-sectional area of pits was compared. Such investigations allow a new type of carbon binders and additives to be evaluated which increase the corrosive resistance of MgO-C materials, influencing the sedimentation of new phases in pores in the process of liquid slag penetration. In industrial practice, the corrosion of materials in the slag zone is also influenced by such factors as material surface oxidation in the process of ladle heating, stresses due to thermal expansion in the working layer and intense corrosion in the shapes’ contact area.

8

Termodynamiczna analiza elementarnych procesów redukcji ciekłego żużla tlenkowego

Podorska D., Wypartowicz J.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2010

|

Vol. 77, nr 4

139-146

PL

W pracy przeprowadzono termodynamiczną analizę elementarnych procesów zachodzących podczas redukcji ciekłego żużla zawierającego tlenki żelaza. Redukcja ciekłego żużla jest możliwa poprzez działanie węgla w stanie stałym, gazowego tlenku węgla lub węgla rozpuszczonego w ciekłym żelazie. Obecna praca rozpatruje dwie reakcje chemiczne tlenku żelaza rozpuszczonego w ciekłym żużlu ze stałym węglem i gazowym CO. Obliczono składy i masy faz dla sekwencji kolejnych stanów równowagi, odpowiadających układom: stały węgiel – ciekły żużel – metaliczne żelazo – gaz oraz ciekły żużel – metaliczne żelazo – gaz. Obliczenia dla temperatury 1700 i 1800 K wykonano przy pomocy programu FACTSage. Uzyskano w ten sposób symulację przebiegu procesu redukcji. Gazowe produkty redukcji oraz stałe żelazo były usuwane z układu po każdym kroku symulacji. Redukcja przy pomocy gazowego CO odpowiada przypadkowi granicznemu, gdzie dyfuzja w gazie przebiega znacznie wolniej od reakcji na powierzchni żużel – gaz. Obliczenia wykazały, że zużycie reduktora jest zdecydowanie większe w przypadku reakcji żużla z gazowym CO. Stężenie FeO w żużlu, stężenie CO2 w fazie gazowej oraz ilość powstającego żelaza zmieniają się w przybliżeniu liniowo w przypadku redukcji węglem, zaś parabolicznie w przypadku redukcji przy pomocy CO. Wyniki symulacji sugerują, że zasadniczym mechanizmem redukcji jest oddziaływanie stałego węgla z ciekłym żużlem.

EN

The work deals with thermodynamic analysis applied to the elementary stages of the reduction of molten slag containing iron oxide. Reduction of liquid slag is possible through its interaction with solid carbon, gaseous carbon oxide and carbon dissolved in liquid iron. In the present work two chemical reactions of liquid slag with solid carbon and gaseous CO have been studied. The sets of thermodynamic equilibria in the systems: solid carbon-liquid slag-metallic iron-gas and liquid slag-metallic iron-gas were calculated by means of FACTSage software. Thus the simulation of the progress of reduction processes at the temperature 1700 and 1800 K was obtained. The gaseous reduction products and solid iron were removed from consideration after each simulation step. The reduction with gaseous CO simulates the limiting case, where diffusion in gas is slow in comparison to surface reaction. The calculations revealed that consumption of reducing agent is much higher in the case of CO reduction. The dependences of FeO concentration in slag, CO2 concentration in gas phase and the amount of obtained iron on the reaction progress are approximately linear in the case of reduction with carbon and parabolic in reduction with CO. The geometry of the reaction of carbon grains with slag is suggested, in which the solid carbon – slag reaction is the predominant mode of process.

9

Interactions between liquid slag and graphite during the reduction of metallic oxides

Migas P., Karbowniczek M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2010

|

Vol. 55, iss. 4

1147-1157

EN

High global demand for metallic elements such as Fe, Cr, Ti, Mn leads to an intensive technological development of metal recovery. One of the ways is to recover metals from metallurgical slag. The sessile drop method was adopted in order to study the interactions between liquid slag and graphite. Steelmaking slag was used during this research. The slag used included converter slag and slag from chrome steel melting as well as their mixtures with other modifiers. The analysis covered six types of slag in the temperature ranging from 1100°C to 1600°C in the argon atmosphere. In the course of research mass spectrometry and scanning microscope were used. The following were set for the examined samples during the reduction process: liquidus temperature and the nature of interactions (wettability or its lack). It was observed that the volume of slag samples dynamically changed in the course of the reduction of metallic oxides.

PL

Duże zapotrzebowanie dzisiejszego Świata na pierwiastki metaliczne np. Fe, Cr, Ti, Mn, powoduje bardzo intensywny rozwój technologii ich odzysku m.in. z żużli metalurgicznych. Przy użyciu techniki leżącej kropli wykonano badania współoddziaływania ciekłych żużli z grafitem. Do badań wykorzystano żużle stalownicze: konwertorowy i z wytopu stali chromowych oraz ich mieszanin z innymi modyfikatorami, analizie poddano sześć żużli w zakresie temp 1100-1600°C w atmosferze argonu. W badaniach wykorzystano również spektrometr masowy oraz mikroskop skaningowy. Określono temperaturę liquidus dla analizowanych próbek, jak również charakter interakcji - zwilżanie lub jego brak - w trakcie trwania procesu redukcji. Zaobserwowano dynamiczne zmiany objętości próbek żużlowych w trakcie zachodzenia procesu redukcji tlenków metalicznych.

10

Wpływ własności fizykochemicznych żużli typu CaO-FeO-SiO2 na proces redukcji FeO w fazie ciekłej

Mróz J.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2009

|

Vol. 76, nr 7

445-451

PL

Redukcja tlenków żelaza z ciekłych żużli jest podstawowym etapem wielu nowo opracowywanych technologii otrzymywania ciekłego żelaza, których głównym wyróżnikiem jest stosowanie niekoksujących węgli kamiennych. W prezentowanej pracy przedstawiono podstawowe własności ciekłych żużli typu CaO-FeO-SiO2. Pozwoliło to zinterpretować istotne zróżnicowanie szybkości redukcji FeO w zależności od składu chemicznego żużla i dostarczyć podstawowych informacji odnośnie do kinetyki redukcji FeO z żużli o rozległym zakresie składu chemicznego. Wyniki badań mogą stanowić podstawę do opracowania założeń do dalszych badań z uwzględnieniem celów aplikacyjnych, zarówno innowacyjnych, jak też modyfikacyjnych, odnoszących się do istniejących propozycji technologii wytapiania redukcyjnego.

EN

Reduction of iron oxides from liquid slags is an essential stage of many newly technologies developed for liquid iron manufacturing, the distinguished feature of which is using non-coking hard coals. In the paper the basic properties of liquid slags of type CaO-FeOSiO 2 are presented. The knowledge of these properties allowed interpreting the significant differentiation of FeO reduction rates depending on chemical composition of slags and providing basic information regarding the kinetics of FeO reduction from slags of wide range of chemical composition. The results of investigations may constitute the base to work out assumptions for further investigations taking into account the application aims both the innovation and modification ones, related to the existing proposals of smelting reduction technologies.

11

Modele lepkości dla ciekłych żużli

Kalicka Z., Kawecka-Cebula E.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2006

|

T. 58, nr 4

42-43

PL

Przedstawiono krótki przegląd metod modelowania lepkości żużli. Omówiono półempiryczne modele Urbain, Iida, Mills i Reddy, oparte na różnych wyrażeniach matematycznych, oraz model termodynamiczny. Zwrócono również uwagę na wpływ stałej fazy zdyspergowanej w ciekłym żużlu na lepkość takiego układu.

EN

A brief overview of modeling of slag viscosity is presented. Semi-empirical methods by Urbain, Iida, Mills and Reddy, based on different mathematical expressions, and thermodynamic model are described. Ań effect of solid phase dispersed in liquid slag on the viscosity is also taken up.

12

Influence of slag charge chemical composition and reducer on the FeO reduction efficiency

Migas P., Karbowniczek M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2006

|

Vol. 51, iss. 3

463-469

EN

The reduction of iron oxides in molten slag by means of solid reducing agents takes place during various stages of pig iron and steel production. It may also be used in other metallurgical technologies, e.g. for the utilization of metallurgical slag. The possibility of using the utilization methods requires an in-depth analysis of the phenomenon and specification of the optimal conditions for their industrial application. This article presents the results of experiments involving FeO reduction in metallurgical slag in an electric arc furnace. The experiments were conducted using slag melt mixed with various carbon reducing agents. The experiments determined the effects of different components of the molten slag on the effectiveness of the FeO reduction process

PL

Proces redukcji tlenków żelaza z ciekłego żużla stałym reduktorem zachodzi podczas różnych etapów produkcji surówki i stali, może on być wykorzystywany w innych technologiach metalurgicznych np. do utylizacji żużli hutniczych. Mozliwość zastosowania takiego sposobu utylizacji wymaga dokładnego poznania zjawiska oraz ustalenia optymalnych warunków do przeprowadzenia go w warunkach przemysłowych. Artykuł prezentuje wyniki badań procesu redukcji FeO z żużli metalurgicznych w elektrycznym piecu łukowym, w warunkach laboratoryjnych. W czasie badan zastosowano wsad żużlowy wymieszany z różnymi reduktorami węglowymi. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, wpływ niektórych składników wsadu żużlowego na efektywność procesu redukcji tlenku żelaza.