Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Preparation and Microstructure Evolution of Continuous Unidirectional Solidification Tin Bronze Alloy at Different Continuous Casting Speed

Luo Jihui

Archives of Foundry Engineering

|

2020

|

Vol. 20, iss. 2

118--122

EN

The mold temperature of the downward continuous unidirectional solidification (CUS) cannot be controlled higher than the liquidus of alloys to be cast. Therefore, the continuous casting speed becomes the main parameter for controlling the growth of columnar crystal structure of the alloy. In this paper, the tin bronze alloy was prepared by the downward CUS process. The microstructure evolution of the CUS tin bronze alloy at different continuous casting speeds was analysed. In order to further explain the columnar crystal evolution, a relation between the growth rate of columnar crystal and the continuous casting speed during the CUS process was built. The results show that the CUS tin bronze alloy mainly consists of columnar crystals and equiaxed crystals when the casting speed is low. As the continuous casting speed increases, the equiaxed crystals begin to disappear. The diameter of the columnar crystal increases with the continuous casting speed increasing and the number of columnar crystal decreases. The growth rate of columnar crystal increases with increasing of the continuous casting speed during CUS tin bronze alloy process.

2

Numerical Prediction of Hydrodynamic Conditions in one Strand Tundish. Influence of Thermal Conditions and Casting Speed

Cwudziński A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 4

1249--1256

EN

This paper reports the results of computer simulations of the flow of liquid steel in a single-nozzle tundish, which describe the flow hydrodynamics, depending on the thermal conditions and casting speed. In this paper, five casting speeds, namely 0.3, 0.6, 0.9, 1.2 and 1.5 m/min., have been examined. In view of the fact that tundishes are being equipped with various flow control devices and the process of creating specific hydrodynamic conditions is influenced also by the temperature gradient, computer simulations of liquid steel flow under isothermal and non-isothermal conditions were performed. Computer simulations of liquid steel flow were performed using the commercial program Ansys-Fluent ®. In order to explain the phenomena occurring in the tundish working space, the buoyancy number (Bu) has been calculated. The next research step in the analysis of the flow pattern forming in different casting conditions was to record the E and F-type RTD characteristics and to describe the pattern of flow.

PL

Praca przedstawia wyniki symulacji komputerowej opisujacej wpływ warunków cieplnych i predkosci odlewania na przepływ ciekłej stali w jedno-wylewowej kadzi posredniej. W pracy testowano piec predkosci odlewania: 0,3; 0,6; 0,9; 1,2 i 1,5 m/min. Ze wzgledu na gradient temperatury powstajacy w objetosci ciekłej stali i stosowanie w kadziach posrednich urzadzen sterujacych przepływem, symulacje komputerowa przepływu ciekłej stali wykonano dla warunków izotermicznych i nieizotermicznych. Symulacje komputerowa przepływu ciekłej stali wykonano za pomoca programu Ansys-Fluent ®. Dla wyjasnienia zjawisk wystepujacych w przestrzeni roboczej kadzi posredniej obliczono liczbe wyporu (Bu). Do analizy struktury hydrodynamicznej przepływu ciekłej stali w róznych warunkach odlewania zarejestrowano krzywe czasu przebywania typu E i F.

3

Metoda kierunkowego kształtowania struktury materiałów krystalicznych

Walkowicz M., Knych T., Smyrak B.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2011

|

R. 56, nr 11

719-723

PL

Światowa ekspansja przemysłu metalurgicznego, związanego w sposób nieodłączny z hutnictwem, a także dynamiczny rozwój metod doświadczalnych fizyki ciała stałego, determinują wejście na rynek elektroniczny nowych gatunków materiałów o coraz to wyższych poziomach własności użytkowych. Jednym z przykładów takiego funkcjonalnego materiału jest miedź beztlenowa gatunku Cu-OFE (Oxygen Free Electronic). Z uwagi na brak zawartości tlenków CuO i Cu2O stworzyła nowe możliwości kształtowania własności fizycznych, technologicznych i eksploatacyjnych - jako niezbędnych do zastosowań w różnych dziedzinach inżynierii elektrotechnicznej. Ponadto, z uwagi na proces produkcji polegający na metodzie ciągłego odlewania, materiał ten wykazuje specjalnie ukierunkowaną strukturę charakteryzującą się ziarnami wydłużonymi w kierunku zgodnym z wektorem gradientu temperatury na froncie krystalizacji metalu. W przypadku aplikacji miedzi beztlenowej w konstrukcjach kablowych najwyższej jakości, m.in.: przewodach teleinformatycznych kategorii 6 i 7, kablach głośnikowych, mikrofonowych i do akustyki profesjonalnej, odgrywa to kluczowe znaczenie, ponieważ pozwala na uzyskanie pożądanych własności transmisyjnych na drodze m.in. obniżenia strat pojemnościowych kabla, czy też podwyższenie jakości tłumienia zakłóceń, w porównaniu do tradycyjnie stosowanej na cele elektryczne miedzi gatunku Cu-ETP (Electrolytic Tough Pitch) zawierającej tlen, a wytwarzanej na drodze przeróbki plastycznej na gorąco. I chociaż tlen w miedzi spełnia szereg korzystnych funkcji to jego obecność w miedzi beztlenowej, którą określa się mianem "funkcjonalnie doskonałej" jest niewskazana z powodu zmniejszenia ciągliwości oraz mikrosegregacji. Ponadto, mimo iż walcowanie na gorąco powoduje pełną homogenizację dendrytycznej struktury odlewniczej, to towarzysząca mu wysoka temperatura i powstające na powierzchni tlenki, które są następnie zawalcowywane wykluczają aplikację tego materiału we wspomnianych zaawansowanych kablach do sygnałów o wyższych częstotliwościach. Co więcej zawalcowane tlenki pogarszać mogą parametry elektryczne zewnętrznych warstw drutu (o grubości kilkuset mikronów) po gorącym walcowaniu, podczas gdy w przypadku sygnałów o wyższych częstotliwościach istotną rolę dla przewodzenia sygnału odgrywa rolę efekt naskórkowy. Miedź beztlenowa stanowiąca przedmiot niniejszego artykułu wobec znikomej zawartości tlenu (poniżej 3 ppm wag.) wykazuje znakomite zdolności ciągarnicze nawet przy bardzo głębokim przetwórstwie. W warunkach przemysłowych wytwarzana jest m.in. metodą Upcast lub Rautomead. Zastosowane parametry procesu technologicznego (m.in.: prędkość odlewania, ilość wody chłodzącej krystalizator) decydują o stanie strukturalnym materiału wsadowego, który następnie dedykowany jest m.in. do procesu ciągnienia drutów i mikrodrutów na cele elektryczne. Zainteresowanie takimi materiałami spowodowało wzrost dynamiki prac światowych naukowców nad otrzymywaniem miedzi o wysokiej czystości chemicznej w warunkach laboratoryjnych i jej lepszym poznaniu cech materiałowych. Spośród wielu takich rozwiązań do najbardziej technicznie zaawansowanych zaliczają się metody: japońska - Ohno Continuous Casting i polska - DCC-AGH polegające na nieprzerwanej jednoczesnej realizacji cyklu operacji topienia katod, redukcji tlenu i odlewania miedzi o ukierunkowanej strukturze krystalicznej charakteryzującej się dodatkowo jak najmniejszą ilością ziaren. Przedstawiona w niniejszym opracowaniu tematyka dotyczy drugiego ze wspomnianych laboratoryjnych sposobów otrzymywania miedzi gatunku Cu-OFE. Dokonano charakterystyki nowo opracowanego na Wydziale Metali Nieżelaznych Akademii Górniczo Hutniczej sposobu ciągłego odlewania miedzi beztlenowej w postaci prętów jako odlewów o ukierunkowanej strukturze. Przedstawiono specyfikę działania i parametry techniczne urządzenia do poziomego, ciągłego odlewania materiałów krystalicznych. Przybliżono opracowanie konstrukcyjne zastosowanego krystalizatora, charakteryzującego się małym współczynnikiem odprowadzania ciepła oraz wydajnej strefy układu chłodzenia wtórnego. Całość opracowania uzupełniają przedstawione makrostruktury przekrojów wzdłużnych i poprzecznych prętów z miedzi beztlenowej uzyskanych w procesie ciągłego odlewania przy zastosowaniu różnych parametrów procesu technologicznego.

EN

Worldwide expansion of metallurgical industries, inseparable connected with the steel industry, as well as the dynamic development of the experimental methods of solid state physics is determined by an electronic entry of new grades of materials with ever higher levels of functional properties. One example of such a functional material is oxygen free copper in the Cu-OFE grade. Due to the lack of content of oxides CuO and Cu2O has created new opportunities to develop physical, technological and operational - as needed for applications in various fields of electrical engineering. Moreover, due to the production process involving continuous casting method, this material exhibits specifically shaped structure which is characterized by grains elongated in the direction of the gradient vector at the front of the crystallization temperature of metal. For applications in the construction of oxygen-free copper cable of the highest quality such as: telecommunication cables category 6 and 7, speaker cables, microphone cables and the professional acoustics cables that is a crucial, since it allows to obtain the desired properties such as transmission through reduce the capacitive cable loss, or enhancing the quality of noise suppression, compared to traditionally used for the purpose of electrical applications - Cu-ETP grade copper which containing oxygen, and which is produced by hot working. And although the oxygen in the copper performs a number of advantageous features include the presence of oxygen-free copper, which is referred to as "functionally perfect" is not advisable because of the reduction in ductility and microsegregation. Moreover, although the hot?rolling results in a complete homogenization of the dendritic structure of the casting is accompanying high temperature and formation of surface oxides, which are then lapping and which then preclude the application of this material in these advanced cables for signals with higher frequencies. What's more lapping oxides may deteriorate the electrical properties of the outer layers of wire (with a thickness of several hundred microns) after hot rolling, while in the case of signals with higher frequencies important role in signal transduction plays a role in skin-effect. Oxygen-Free Copper is the subject topic of this article to several oxygen content (less than 3 ppm) is characterized by an excellent susceptibility to cold plastic processing even at a very deep processing. In the industrial conditions is produced, among others Upcast or Rautomead method. The applied process parameters (such as casting speed, the amount of water cooling crystallizer) determine the structural state of the feedstock, which is then dedicated to such to the process of drawing wires and microwires for electrical purposes. Interest in such materials resulted in increased growth of the world's scientists work on the preparation of high purity copper under laboratory conditions and its better understanding of the characteristics of materials. Among the many such solutions to the most technologically advanced methods include: Japan - Ohno Continuous Casting and Polish - DCC-AGH. They depend on continuous melting of cathodes, oxygen reduction and casting of copper which is characterized by directional structure with a the smallest amount of grains. In the description there were made characteristics of laboratory methods of obtain oxygen free copper. Characterization basic of the new develop method on the AGH - University of Science and Technology in Cracow on Faculty of Non-ferrous metals. In article presents technical parameters for the horizontal continuous casting of crystalline materials. Brought closer to the crystallizer used to develop design characterized by a low coefficient of heat dissipation and efficient secondary cooling zone. The whole development of complementary macrostructures presented longitudinal and cross sections of oxygen-free copper rods obtained in continuous casting process using different process parameters.

4

Badania stanu strukturalnego i własności miedzi beztlenowej otrzymywanej w procesie ciągłego odlewania

Knych T., Smyrak B., Walkowicz M.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2011

|

R. 56, nr 2

70-77

PL

Spośród różnych sposobów wytwarzania materiałów wsadowych do procesu ciągnienia w odniesieniu do miedzi, najbardziej tradycyjną i wydajną metodą jest proces ciągłego odlewania i walcowania (Contirod, Software). Technologie te pozwalając na uzyskanie znakomitej, izotropowej, drobnoziarnistej struktury walcówki o wielkości ziarna od 10 do 20 [mi]m, umożliwiają jednocześnie dużą ciągliwość i powtarzalność własności, a także wysoką jakość wyrobów gotowych. Wsadem do procesu wytwarzania walcówki są katody wysokiej czystości chemicznej, które ze względów technologicznych zawierają zawartość tlenu na poziomie ok. 50 ppm wag. W linii Contirod proces topienia katod w piecach gazowych prowadzi do pojawienia się w ciekłym metalu zanieczyszczeń w postaci produktów spalania gazów. W celu uzyskania walcówki wysokiej jakości należy je usunąć za pomocą tlenu, dlatego też walcówka taka zawiera ok. 200 ppm wag. Tlenu [1, 2], przy czym jego ilość zależy od poziomu i rodzaju zanieczyszczeń katody. Lata siedemdziesiąte ubiegłego stulecia przypadają na opracowanie nowoczesnej technologii produkcji miedzi beztlenowej, umożliwiającej jej zastosowanie jako wsadu do bezpośredniego procesu ciągnienia na mikrodruty dedykowane dla wysoko zaawansowanych aplikacji elektrotechnicznych. W praktyce przemysłowej stosuje się najczęściej dwie metody odtleniania: odtlenianie próżniowe (metoda droga i mało wydajna) lub odtlenianie węglem. Pozwala to na redukcję tlenu do poziomu 3 ppm i mniej. W praktyce przemysłowej upowszechniły się dwie technologie wykorzystujące drugi ze sposobów odtleniania: Rautomead oraz Upcast. Własności uzyskanych odlewów istotnie zależą od parametrów procesu odlewania, tj. prędkości odlewania, wielkości przepływu i temperatury wody chłodzącej krystalizator. Istnieje możliwość regulacji tych parametrów, przy czym wpływ tej zmiany powinien być widoczny w strukturze odlewów (będzie wyrażał się różną wielkością i orientacją krystalitów). Z wcześniejszych badań nad tym tematem [Walkowicz M., Pabian S. - Prace magisterskie, Kraków 2008 r.] wynika, że istnieje istotna relacja pomiędzy tymi parametrami, a własnościami uzyskiwanych drutów. Można wnioskować, że zmiana np. prędkości odlewania będzie mieć wpływ na własności elektryczne i mechaniczne oraz na temperaturę rekrystalizacji. Niniejszy artykuł poświęcony jest badaniom wpływu parametrów procesu odlewania, a w szczególności prędkości odlewania i ilości wody chłodzącej krystalizator na kształtowanie się struktury odlewu. Główny nurt badań doświadczalnych ukierunkowany został na określenie wpływu warunków odlewania na własności wytrzymałościowe i elektryczne, a ponadto na odporność cieplną miedzi beztlenowej z linii Upcast. Jako punkt odniesienia i porównania dla uzyskanych obserwacji zamieszczono także wyniki typowe dla walcówki z miedzi tlenowej gatunku Cu-ETP.

EN

Among the different methods of producting materials into drawing process in reference to copper, the most traditional and efficient is the process of continuous casting and rolling (Contirod, Software). These technologies allow to obtain of excellent, isotropic, fine-grained structure of rod around 10[mi]m, enable both high ductility and reproducibility of properties, and also the high quality of finished products. A material input into rod manufacturing process are high-purity copper cathodes which for technological reasons include oxygen content of 50 ppm. In the Contirod line process of melting cathode in gas ovens leads to content of impurities in the form of combustion products of gases. In order to obtain high-quality rod must be removed with the aid of oxygen, therefore, that is why such rod contains about 200 ppm of oxygen. Growing interest in this kind of materials led to development of the industrial solutions to be applies in the production process of oxygen-free copper in the form adapted directly for the drawing process. In the seventies of the last century was develop of modern production technologies of oxygen-free copper. It's the base material used in electronics and electrotechnics industry. In industrial practice, most often are used two deoxidation methods: vacuum reduction (expensive and inefficient method) and reduction of charcoal. This method allow reduction of oxygen to about 3 ppm. In effect industrial became general two technologies using second method: Rautomead and Upcast. Properties of castings obtained significantly depend on the parameters of casting process i.e. casting speed, flow and temperature of water cooling crystallizer. It is possible to control these parameters, the impact of this change should be visible in the structure of castings (to be expressed in different size and orientation of crystallites). From previous research of this topic [Walkowicz M., S. Pabian - Master's Thesis, Cracow 2008] it results that there was a significant relationship between these parameters and the properties of obtained wires. It can be concluded that a change e.g. casting speed will affect the electrical and mechanical properties and recrystallization temperature. This article is devoted to research of influence of casting process parameters, especially casting speed and water flow on the formation of the structure of casting. Mainstream of experimental research concern on the influence of casting conditions on the mechanical and electrical properties, and also on thermal resistance of the oxygen-free copper from Upcast line. As the comparison and reference point of observations in this paper presents the results of typical copper rod from Cu-ETP.