Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wyznaczanie współczynnika wnikania ciepła w procesie ciągłego odlewania stali

Janik M, Garstka T., Rydz D.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2014

|

Vol. 81, nr 2

111--114

PL

W artykule przedstawiono budowę i zasadę działania stanowiska do badania charakterystyk dysz chłodzących odlewane pasmo w procesie ciągłego odlewania stali. Urządzenie umożliwia badania różnego rodzaju dysz natryskowych, zarówno wodnych, jak i wodno-powietrznych, dla szerokiego zakresu nastaw ilości wody chłodzącej i powietrza, oraz dla różnych wariantów usytuowania dyszy względem chłodzonej powierzchni. W pracy zaprezentowano również wyniki pomiaru współczynnika wnikania ciepła dla wybranej dyszy wodnej, używanej w jednej z polskich hut.

EN

The paper presents the design and principle of operation of the device to determination of the characteristics of the cooling nozzles in continuous casting of steel. The device allows testing various types of spray nozzles with wide range amount of cooling water and air pressure and various positioning of the nozzle relative to cooled surfaces. The paper presents the results of heat transfer coefficient measurement for the selected cooling nozzle used in one of the Polish steel mills.

2

Wpływ temperatury blachy na wartość współczynnika wnikania ciepła podczas chłodzenia blach grubych

Krzyżańska A., Janik M., Knapiński M., Garstka T.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2014

|

Vol. 81, nr 5

275--278

PL

W pracy zaprezentowano wyniki pomiarów intensywności chłodzenia dla wybranej dyszy wodno-powietrznej. Na podstawie otrzymanych wyników sporządzono mapę rozkładu współczynnika wnikania ciepła dla trzech różnych temperatur początku chłodzenia. Badania wykonano dla dwóch odległości dyszy rozpylającej mieszaninę wodno – powietrzną od chłodzonego materiału.

EN

The paper presents the results of measurements of the intensity of cooling for the selected water-air nozzle. On the basis of the results map of the distribution of heat transfer coefficient for the three temperature settings beginning of the cooling was drawn. Testes were performed for two distances of the spray nozzle within the mixture of water - air in respect to the cooling material.

3

Method of high heat flux removal by usage of liquid spray cooling

Smakulski P.

Archives of Thermodynamics

|

2013

|

Vol. 34, no. 3

173--184

EN

High heat flux removal are important issue in many perspective applications such as computer chips, laser diode arrays, or boilers working on supercritical parameters. Electronic microchips constructed nowadays are model example of high heat flux removal, where the cooling system have to maintain the temperature below 358 K and take heat flux up to 300 W/cm2. One of the most efficient methods of microchips cooling turns out to be the spray cooling method. Review of installations has been accomplished for removal at high heat flux with liquid sprays. In the article are shown high flux removal characteristic and dependences, boiling critical parameters, as also the numerical method of spray cooling analysis.

4

Modyfikacja struktury i poprawa plastyczności warstwy przypowierzchniowej stalowych wlewków ciągłych metodą kontrolowanego chłodzenia natryskowego

Marcisz J., Mazur A., Adamczyk M.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2010

|

T. 62, nr 1

83-89

PL

Istotne znaczenie dla jakości wlewków ciągłych ma warstwa przypowierzchniowa, która powinna charakteryzować się drobnoziarnistą i jednorodną mikrostrukturą, bez wad w postaci pęknięć lub mikropęknięć, co zapewnia jej wymaganą plastyczność. W pracy przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych oraz wyniki symulacji numerycznych chłodzenia natryskowego powierzchni wlewków ciągłych podczas odlewania. Opracowano wytyczne do technologii chłodzenia natryskowego z uwzględnieniem doboru parametrów chłodzenia (m.in. rodzaju dysz chłodzących, geometrii chłodzenia). Przeprowadzono badania plastyczności warstwy przypowierzchniowej wlewków ciągłych poddanych symulacji fizycznej chłodzenia w warunkach laboratoryjnych. Na podstawie badań laboratoryjnych procesu chłodzenia natryskowego oraz badań mikrostrukturalnych i plastyczności określono wytyczne dla strefy dodatkowego chłodzenia wlewków ciągłych.

EN

The quality of continuously cast billets could be significantly affected by the near-to-surface layer which should consist of fine-grained and homogenous microstructure without cracks and microcracks in order to ensure required plasticity. Laboratory investigations and numerical simulations of spray cooling during continuous casting have been presented. The guidelines for spray cooling technology were developed and cooling parameters (e.g. type of nozzles, geometry of cooling) were determined. Examinations of plasticity of near-to-surface layer of continuously cast billets after spray cooling in laboratory experiments were carried out. Using the results of spray cooling investigation, micro-structure and plasticity examination guidelines for additional cooling to continuously cast billets were developed.

5

Kształtowanie mikrostruktury i właściwości blach grubych ze stali konstrukcyjnej z zastosowaniem kompleksowej obróbki cieplno-plastycznej i regulowanego chłodzenia po walcowaniu

Gawor J., Woźniak D., Zalecki W.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2010

|

T. 62, nr 1

168-173

PL

W Polsce metoda wytwarzania blach z obróbką cieplno-plastyczną nie mogła być w pełnym zakresie stosowana ze względu na brak w walcowniach blach grubych odpowiedniego oprzyrządowania. Dopiero niedawno zrealizowane w tym zakresie inwestycje pozwolą na pełne uruchomienie technologii produkcji blach grubych walcowanych z obróbką cieplno-plastyczną i chłodzonych w sposób regulowany. W celu uzyskania danych do optymalizacji przemysłowej technologii, w Instytucie Metalurgii Żelaza przeprowadzono laboratoryjne próby chłodzenia natryskowego blach za pomocą dysz wodno-powietrznych, dylatometryczne badania przemian fazowych stali na próbkach odkształcanych oraz badania mikrostruktury i właściwości mechanicznych blach. Stwierdzono m.in., że odkształcanie niskowęglowej stali S355N i S500MC w temperaturze poniżej 800°C realizowane jest już w zakresie austenityczno-ferrytycznym. Natomiast chłodzenie natryskowe blach powoduje silne rozdrobnienie i zmianę morfologiczną mikrostruktury, a w efekcie przyrost granicy plastyczności i wytrzymałości oraz udarności blach.

EN

The method of steel plates manufacturing with thermo-mechanical treatment could not have been fully utilized in Poland, because of lack of proper instrumentation in plate mills. The investments, that have been realized in this range only recently, will allow the full start-up of technology for production of rolled steel plates by thermo-mechanical treatment and controlled cooling. In order to obtain data for optimisation of the industrial technology, the laboratory tests of spray cooling of steel plates using water and air jets, investigations of phase transformations on samples deformed by means of quenching and deformation dilatometer, and investigations of microstructure and mechanical properties of steel plates, have been carried out at the Institute for Ferrous Metallurgy. It was found, that deformation of low-carbon S355N and S500MC steel at temperatures below 800°C was already realised within the austenite-ferrite region. Spray cooling of the plates resulted in strong refinement and morphological change of microstructure, and caused an increase in yield point, enhancement of strength and impact resistance of low-carbon steel plates.

6

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.

7

Opracowanie podstaw technologii obróbki cieplnej blach grubych konstrukcyjnych i odpornych na ścieranie metodą chłodzenia natryskowego bezpośrednio po walcowaniu na gorąco

Gawor J., Marcisz J., Burian W., Zalecki W., Mazur A.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2009

|

T. 61, nr 1

57-69

PL

Celem pracy było opracowanie podstaw technologii obróbki cieplnej blach grubych metodą chłodzenia natryskowego i przygotowanie wniosku na projekt celowy dotyczący bezpośredniego hartowania i przyspieszonego chłodzenia blach po walcowaniu na gorąco w warunkach przemysłowych. Wykonano badania struktury i właściwości mechanicznych blach w stanie wyjściowym (dostarczonym do badań), charakterystyki przemian fazowych przy chłodzeniu ciągłym (wykresy CTPc) oraz laboratoryjne próby chłodzenia natryskowego blach za pomocą dysz wodnych i wodno-powietrznych. Za pomocą komputerowego programu CalcoSoft obliczono rozkłady temperatur na przekroju poprzecznym hartowanego odcinka blachy i wartości współczynnika przejmowania ciepła stali trudnościeralnej. Za pomocą dylatometru odkształceniowego BIL 805 wykonano symulacje fizyczne obróbki cieplno-plastycznej stali konstrukcyjnej niskowęglowej. W wyniku chłodzenia natryskowego za pomocą dysz wodnych i dysz wodno-powietrznych uzyskano martenzytyczną strukturę próbek ze stali trudnościeralnej o twardości spełniającej wymagania dla blach chłodzonych w prasie hartowniczej. W wyniku symulacji obróbki cieplno-plastycznej stali niskowęglowej konstrukcyjnej stwierdzono, że odkształcenie realizowane przy temperaturze 850°C zachodzi jeszcze w fazie austenitycznej, a odkształcenie realizowane przy niższej temperaturze (800-700° C) zachodzi już w zakresie dwufazowym austenityczno-ferrytycznym.

EN

The purpose of the work was to develop the bases of technology for heat treatment of plates by spray cooling and prepare the application for the research project concerning direct quench hardening and accelerated plate cooling after hot rolling under the industrial conditions. The examinations of the structure and mechanical properties of plates in initial state (as delivered for examinations), characteristics of phase transformations at continuous cooling (CTPc diagrams) and laboratory tests of spray cooling of plates using water and water-air nozzles were carried out. Using CalcoSoft computer software, the temperature distributions on cross-section of the plate segment being quench hardened and the value of thermal conductivity of hard-abraswe steel were calculated. Using DIL 805 deformation dilatometer, physical simulations of thermoplastic treatment of low-carbon constructional steel were carried out. As a result of spray cooling using water and water-air nozzles the martensitic structure of hard-abrasive steel samples with hardness meeting the requirements for plates cooled in the quenching press were obtained. As a result of thermoplastic treatment simulation of low-carbon constructional steel it was found that deformation at 850°C took place still in the austenitic phase, while deformation at low temperature (800- 700°C) took place already in the two-phase austenitic-ferritic phase.

8

Fizyczna i numeryczna symulacja chłodzenia natryskowego stalowych wlewków ciągłych w celu optymalizacji technologii przemysłowych

Marcisz J., Mazur A.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2009

|

T. 61, nr 2

20-35

PL

Przeprowadzono próby laboratoryjne chłodzenia natryskowego, które dla wybranych parametrów spełniały cechy podobieństwa w odniesieniu do chłodzenia w strefie wtórnej podczas ciągłego odlewania stali. W doświadczeniach zastosowano dysze wodne i wodno-powietrzne standardowo stosowane w instalacjach przemysłowych. Wykonano symulacje numeryczne chłodzenia natryskowego z zastosowaniem danych z prób laboratoryjnych i z prób przemysłowych. Na podstawie wyników badań i symulacji numerycznych dla wytypowanych parametrów chłodzenia (ciśnień mediów chłodzących i geometrii układu dysz i próbki) wyznaczono wartości współczynnika przejmowania ciepła (WPC), rozkład temperatury na przekrojach wlewka oraz temperaturę Leidenfrosta (TLE).

EN

The laboratory tests of spray cooling, which for selected parameters provided similar features with reference to secondary cooling zone during continuous casting of steel, were carried out. In the experiments, the water and water-air nozzles, utilised in industrial installations as a standard, were used. The numerical simulations of spray cooling using data from the laboratory and industrial tests were carried out. Based on the results of the tests and numerical simulations the values of heat transfer coefficient (HTC), distribution of temperature on cast strand cross-sections and Leidenfrost temperature (TLE) were determined for selected cooling parameters (cooling media pressures and geometry of the nozzles and sample arrangement).

9

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.