Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Optimisation of the Thermal Process in Ladle Metallurgy in Terms of the Impact on Energy Consumption and the Environmental Burden During Steel Production

Lampa Martin, Mokrošová Lenka

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2022

|

Tom 24

246--259

EN

The paper focuses on reducing the energy intensity of ladle metallurgy as part of steel production and the associated reduction of pollutant emissions. It can be achieved by optimising the thermal work of metallurgical aggregates in terms of the impact on energy consumption and the environmental burden of steel production. It is about minimising the heat loss of liquid steel in the casting ladle throughout the entire process, from the melting equipment, through the extra-furnace processing, to the continuous casting of the steel.

2

Investigations of Dual Plug Argon Blowing for Efficient Mixing at Ladle Furnace Station

Warzecha Marek, Hutny A., Warzecha P., Kutyła Z., Merder T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2021

|

Vol. 66, iss. 2

561--572

EN

The article presents the results of model research concerning the change of technology of argon blowing into liquid steel at the ladle furnace, using the dual plug system. The results of numerical simulations were verified with experimental data carried out on the water model device. The verified model was used to perform numerical simulations to predict the impact of using a new gas injection technology - with different flow rates - on the time to achieve the assumed degree of metal chemical homogenization after alloy addition. Simulation results show that argon blowing metal bath in dual plug mode can effectively reduce mixing time compared to conventional technology with the same gas flow rates. Generally, the use of the dual plug system is beneficial for reducing the bath mixing time, however, the assumed optimal proportion of gas blown through individual plug should be followed. Finally, numerical predictions were used to perform experimental melt under industrial conditions. Industrial verification has clearly confirmed the validity of numerical modeling and showed that also in industrial conditions, a shorter time of chemical homogenization was obtained for the dual plug system.

3

Identification of Relevant Work Parameters of Ladle Furnace While Melting the High Ductility Steel and High-Carbon Steel

Warzecha M., Garncarek S., Merder T., Skuza Z.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 1

275--278

EN

In the present paper, secondary metallurgical treatment in ladle furnace during smelting the high carbon steel and steel with improved ductility for cold-deforming, under industrial conditions were analyzed. Common features of these steels are high requirements/strict standards imposed for their metallurgical purity; however they are especially exorbitant for improved ductility steels. In addition, it is widely used to specify alloying additives having significant weights- such as carbon and manganese - and explicitly restricted content of nitrogen requiring metal bath cover prior nitriding.

4

Badania testowe procesu przedmuchiwania stali gazem obojętnym w kadzi stalowniczej

Sojda P., Warzecha M., Pieprzyca J., Jędrysiak B., Sygit J.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2015

|

Vol. 82, nr 5

343--345

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych dotyczących wizualizacji kształtowania się kolumny gazowej w przestrzeni roboczej kadzi stalowniczej, podczas jej przedmuchiwania argonem. Badania doświadczalne przeprowadzono na modelu wodnym urządzenia przemysłowego dla różnych intensywności wdmuchiwanego gazu. Model wodny, na którym realizowano badania, został opracowany i skonstruowany na podstawie doboru fizycznych kryteriów podobieństwa pomiędzy układem rzeczywistym a jego modelem fizykalnym.

EN

The article presents the results of experimental studies on the gas column creation visualization in the workspace of steel ladle, during argon purging. Test experiments were carried out on the water model of an industrial ladle for different intensities of blown gas. Water model, used to perform studies, was developed and constructed on the basis of similarity criteria to the real system.

5

Badania modelowe homogenizacji stali przy różnych natężeniach przepływu strumienia gazu w kadzi stalowniczej

Sojda P., Warzecha M., Merder T., Olawa M., Jochymczyk D.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2015

|

Vol. 82, nr 5

320--324

PL

Argonowanie, jako proces mieszania kąpieli metalowej, w kadziach stalowniczych stał się jednym z najczęściej stosowanych zabiegów technologicznych rafinacji. Zrozumienie i identyfikacja zjawisk hydrodynamicznych zachodzących w trakcie tego procesu umożliwia wyznaczanie optymalnych parametrów procesu. W tym celu zbudowano model wodny kadzi stalowniczej na Politechnice Śląskiej w Katowicach. Model ten jest zbudowany na podstawie doboru odpowiednich fizycznych kryteriów podobieństwa pomiędzy obiektem rzeczywistym a modelem wodnym. W artykule przedstawiono analizę stopnia homogenizacji stali w zależności od prędkości iniekcji gazu.

EN

Argon, as the melt mixing process, the steel ladle has become one of the most commonly used treatments refining technology. Understanding and identification of hydrodynamic phenomena occurring during this process enables us to determine the optimal process parameters dependent stsowanych permeable gas fittings. To this end, the model of iron and steel ladle water at Silesian University in Katowice. This model is built based on the selection criteria for adequate physical similarities between the real object and the model of water. The article presents an analysis of the degree of homogenization of steel depending on the speed of gas injection.

6

The Influence of Technological Parameters of X70 Stainless Steel Ladle Refining on the Residual Content of Non-Metallic Inclusions

Babanin A., Babanina O., Bilousov V., Komarov B., Pashchuk D., Shalapko J.

Archives of Foundry Engineering

|

2015

|

Vol. 15, iss. 3

5--10

EN

It is demonstrated that during secondary refining at the ladle furnace the carbon content of steel and the residence time of the metal in the ladle exert a significant impact on the residual content of non-metallic inclusions (NMI) in steel. Mathematical calculations showed that the dynamic forces have minor effect on the motion of small sized NMI, making it difficult to penetrate deep into the slag.

7

Odsiarczanie stali za pomocą wdmuchiwania proszku (CaO) w procesie obróbki pozapiecowej stali

Jochymczyk D., Warzecha M., Jowsa J., Karwala P.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2013

|

Vol. 80, nr 5

296--299

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań przemysłowych dotyczących procesu odsiarczania stali za pomocą wdmuchiwania proszku CaO, podczas obróbki stali na stanowisku pieca kadziowego (PK). Badania przeprowadzono na kadzi stalowniczej o pojemności nominalnej 100 Mg ciekłej stali. Przedstawiono charakterystyki zmiany zawartości siarki w funkcji czasu wytopu, dla kontrolowanych wytopów wybranych gatunków stali. Ponadto określono potencjalne możliwości odsiarczania stali za pomocą wdmuchiwania proszku CaO dla analizowanych wytopów. Analizę termodynamiczną procesu odsiarczania przeprowadzono z wykorzystaniem programu FactSage.

EN

This paper presents the results of industrial investigations on steel desulfurization process using powder injection (CaO), during steel production process at ladle furnace (LF) station. The study was performed at industrial ladle with nominal capacity of 100 Mg of liquid steel. The characteristic of the sulfur content changes in time have been obtained, for selected grades of steel melts. Furthermore the potential for desulfurization of steel with CaO powder injection was estimated. Thermodynamic analysis of the desulfurization process was performed with using FactSage.

8

Effects of steel - applied for large-dimension castings for the power engineering - refining in the ladle-furnace

Kalandyk B., Wojtal W

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 3

779--783

EN

The changes of a sulphur content during refining in melting low-alloy and high-alloy steels (G17CrMoV5-10; GX12CrMoNiVNbN9-1) applied for large-dimension castings for the power engineering are presented in the hereby paper. The investigated steel was melted in the oxygen-recovery melting technology with an application of maximum 70% of the process scrap. In addition, after steel melting in the electric arc furnace (EAF), the secondary metallurgy was performed in the ladle furnace (LF). It was shown that the application of the secondary metallurgy by a synthetic slag in the ladle furnace and argon bubbling of a metal bath leads to obtaining in the final analysis: 0.0043-0.0046% of sulphur (a decrease of S content during refining in LF reached 40%). Current measurements of FeO in the slag and maintaining its content below 0.8%, support obtaining such low sulphur content in steel. So low level of the slag oxidizing is one of the necessary conditions for a deep desulphurisation of the metal bath. Without the secondary metallurgy the sulphur content in low-alloy cast steel was 0.007%, while 0.01% in high-alloy cast steel. Controlling of the gas (oxygen, nitrogen) content during steel melting and correcting the amount of additions (e.g. deoxidants), allowed to obtain the low oxygen content (below 45 ppm for two investigated steel grades) and nitrogen content (88 ppm for low-alloy steel and 330 ppm for high-alloy steel), which warrants a good combination of strength and plastic properties.

PL

W pracy przedstawiono zmiany zawartosci siarki podczas rafinacji w czasie wytapiania stali nisko- i wysokostopowej (G17CrMoV5-10; GX12CrMoNiVNbN9-1) stosowanej na wielkogabarytowe odlewy dla energetyki. Badana stal wytopiono w technologii odzyskowo-tlenowej z zastosowaniem maksymalnie 70% złomu własnego. Dodatkowo, po wytopieniu stali w piecu łukowym (EAF) przeprowadzono obróbke pozapiecowa w pieco-kadzi (LF). Wykazano, ze zastosowanie obróbki pozapiecowej zuzlem syntetycznym w pieco-kadzi i argonowania kapieli metalowej prowadzi do uzyskania w analizie koncowej 0,0043-0,0046%S (zmniejszenie zawartosci S podczas rafinacji w LF siegało 40%). Uzyskaniu tak niskiej zawartosci siarki w stali sprzyja m.in. biezacy pomiar FeO w zuzlu i utrzymanie jego zawartosci ponizej 0,8%. Tak niski poziom stopnia utlenienia zuzla jest jednym z warunków koniecznym do dobrego odsiarczenia kapieli metalowej. Bez obróbki pozapiecowej zawartosc siarki w staliwie niskostopowym wynosiła 0,007%, natomiast dla staliwa wysokostopowego 0,01%. Kontrola zawartosci gazów (tlenu i azotu) w czasie wytapiania stali i dokonywana korekta ilosci wprowadzanych dodatków (np. odtleniaczy) doprowadziła do uzyskania niskiej zawartosci tlenu (ponizej 45 ppm dla dwóch badanych gatunków stali) i azotu (88 ppm dla stali niskostopowej, 330 ppm dla stali wysokostopowej) gwarantujaca dobra kombinacje własciwosci wytrzymałosciowych i plastycznych odlewów.

9

Role of slag in the steel refining process in the ladle

Wcisło Z., Michaliszyn A., Baka A.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2012

|

Vol. 55, nr 2

390--395

EN

Purpose: The purpose of this research is to analyse the steel refining technology in a ladle furnace including refining slag formation in the ladle. The research was conducted using chromium-nickel- molybdenum steel intended for heat treatment in order to produce crankshafts. Design/methodology/approach: This research was conducted in a ladle furnace with the capacity of 65 Mg of steel. Data from 10 melts were analysed. Samples of refining slag and metal were taken to analyse their chemical composition. On their basis researchers analysed the process of desulphurisation of steel at the ladle furnace workstation. Calculations were made concerning the equilibrium chemical composition of slag to determine the share of gas phase, liquid phase and solid precipitations. The calculations were made using a thermodynamic software FactSage 6.2. Findings: Analysing the process of desulphurisation of steel under slag with the average chemical composition of: CaO - 54.0%, Al2O3 - 30.2%, SiO2 9.0%, MgO - 8.2%, and FeO content at the level of 0.94% drew attention to a high degree of desulphurisation at the level of 86%. Due to this fact it was possible to obtain high basicity of slag: V=CaO/SiO2 at the level of 6.21. Mannesmann index, which characterizes the ability of slag to remove sulphur and non-metallic inclusions from steel and is defined as M=(CaO/SiO2)/Al2O3, amounted to 0.21%-1 and was too low in comparison to the required one ranging from 0.35-0.45%-1. The calculations concerning the equilibrium chemical composition of slag, which determined the share of gas phase, liquid phase and solid precipitations, were performed using the thermodynamic software FactSage 6.2. These calculations showed that there were no solid precipitations present. The refining process under slag used in this research proved to be extremely efficient in terms of desulphurisation. Research limitations/implications: It was concluded that the slag forming technology in the ladle is correct in terms of materials used, both as far as their type and amount are concerned. Deoxidation is efficient. Practical implications: It is important to ensure that the furnace slag does not enter the ladle. As a result, it will be possible to improve the quality of the refining slag. Using the thermodynamic software FactSage 6.2 can contribute to modifying the chemical composition of the refining slag and result in an improvement of refinement as well as a better protection of the refractory lining of the ladle. Originality/value: In order to calculate the equilibrium chemical composition of slag researchers used the thermodynamic software FactSage 6.2. Its use in practice can help select slag forming materials that are characterized by high refining parameters.

10

The influence of chemical composition of steel on steel desulphurization

Bulko B., Kijac J., Borovský T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 3

605-609

EN

The steel desulphurization in ladle furnace depends on temperature, oxygen and sulphur content in the steel, but mainly on chemical composition and physical properties of slag. Necessary requirement for effective desulphurization is also minimum content of easily reducible oxides in the slag. There are many correlations for expression of slag desulphurization capability, where their functional dependency on each other can be found, mainly between sulphur distribution coefficient, optical basicity, basicity, sulphide capacity, desulphurisation potential of slag and also calcium - aluminate ratio of oxides in slag or content of easily reducible oxides in slag. This work presents statistical and graphical correlation between manganese and slag parameters using the set of approximately 768 heats and based on these, the optimal parameters for slag desulphurization capability are expressed especially for steel grades internally marked as OR1, OR3 in Železiarne Podbrezová, a.s. Steel grades OR1 and OR3 were chosen because of difference in manganese content with similar chemical composition of other elements. The MnO content in the slag is one of the most important parameters. Despite the higher scatter of obtained values, the distribution coefficient of sulphur (Ls) is one of the wide range of parameters for whom exists very close dependence on MnO content in slag.

PL

Odsiarczanie stali zależy od temperatury, zawartości tlenu i siarki w stali, ale przede wszystkim od składu chemicznego i właściwości fizycznych żużla. Dla skutecznego odsiarczania konieczna jest również minimalna zawartość łatwo redukowalnych tlenków w żużlu. Istnieje wiele zależności do wyrażenia zdolności żużla do odsiarczania, dla których można znaleźć funkcyjną zależność pomiędzy współczynnikiem podziału siarki, optyczną zasadowością, zasadowością, zawartością siarczków, potencjałem odsiarczania żużla, a także stosunkiem tlenków wapnia do glinu w żużlu lub zawartością łatwo redukowalnych tlenków w żużlu. W pracy przedstawiono statystyczną i graficzną korelację pomiędzy zawartością manganu i parametrami żużla uzyskaną z około 768 wytopów, i na ich podstawie optymalne parametry zdolności żużla do odsiarczania przedstawione zostały dla stali wewnętrznie oznaczonych jako OR1, OR3 w Železiarne Podbrezová, a.s. Gatunki stali OR1 i OR3 zostały wybrane ze względu na różnice w zawartości manganu przy podobnej zawartości innych składników. Zawartość MnO w żużlu jest jednym z najważniejszych parametrów. Mimo większego rozrzutu uzyskanych wartości, współczynnik podziału siarki (Ls) jest jednym z wielu parametrów, dla których istnieje bardzo ścisła zależność od zawartości MnO w żużlu. Keywords

11

Zastosowanie programów ewolucyjnych dla doboru materiałów wsadowych do pieca kadziowego w stalowni

Kuźnik T., Kuźnik A., Szulc W.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2010

|

T. 62, nr 3

53-55

PL

Celem pracy było opracowanie Programu Ewolucyjnego Doboru Wsadu dla Pieca Kadziowego w Stalowni Elektrycznej [PEDWPKSE]. Do opracowania programu wykorzystano ideę algorytmu Symulowanego Wyżarzania [SW]. Program [PEDWPKSE], po odpowiedniej adaptacji, może być zastosowany do opracowania komputerowego wspomagania i sterowania technologią dla dowolnej linii wytapiania stali w piecach elektrycznych z rafinacją pozapiecową. System [PEDWPKSE] został opracowany jako modułowy, sieciowy, wielodostępny serwer aplikacji.

EN

The purpose of the work was to develop the Program for Euolution Selection of Charge for Ladle Furnace at Electric Steelworks [Program Ewolucyjnego Doboru Wsadu dla Pieca Kadziowego w Stalowni Elektrycznej - PEDWPKSE]. The idea of the Simulated Annealing [SA] algorithm was used for development of the software. When suitably adapted, the [PEDWPKSE] may be used for the development of the technology support and control computer systems for any steel melting line in electric furnaces with secondary steel refining. The [PEDWPKSE] system was developed as a modular, network, multi-access application server.

12

The technology of recovery melting of steel for turbine castings in induction furnace

Mańkowski P., Kalandyk B., Zapała R.

Archives of Foundry Engineering

|

2010

|

Vol. 10, iss. 4

137--140

EN

A technology of recovery melting of G17CrMo 5-5 and G17CrMoV 5-10 steel for turbine castings in induction furnace followed by ladle-furnace refining (EIF+LF) was evaluated. Studies included testing of molten steel metallurgical purity, mechanical tests and evaluation of benefits for both economy and ecology resulting from the introduction of new technology. It was concluded that using the EIF+LF technology for production of massive castings of large overall dimensions (26Mg) has brought numerous multi-level advantages.

13

Effect of melting technology on the properties of G17CrMo5-5 steel for cast turbines

Mańkowski P., Kalandyk B., Zapała R.

Archives of Foundry Engineering

|

2010

|

Vol. 10, iss. 4

133--136

EN

Two technologies of the G17CrMo 5-5 cast steel melting were compared, i.e. the so far used oxygen-recovery melting technology (electric arc furnace + ladle furnace – EAF + LF) and a new recovery melting technology (electric induction furnace + ladle furnace - EIF + LF). The effect of the melting technology on the properties of cast steel for turbine parts was determined. The cast steel was evaluated in term of its metallurgical purity and mechanical properties. During melting of G17CrMo 5-5 steel in induction furnace, lower total content of oxygen in casting was reached, but nitrogen content was higher than it was in the cast steel from arc furnace. Metal refining in LF improved the steel desulphurising degree and contributed to modification of the non-metallic inclusions.

14

Upgrading of EAF Shop at Kramatorsk Engineering Plant Energomashspecstal (Ukraine)

Smirnov A., Safonov V., Tsuprun A., Kovalev A., Tiunov V.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 2

483-488

EN

Competitive and high quality steelmaking is unthinkable today without ladle treatment stations and vacuum degassing systems in which secondary metallurgical operations are carried out. Emphasis in ladle metallurgy operations was placed on rational molten steel mixing in gas stirred ladles. On the basis of physical modeling results of bath stirring with two porous plugs the H/D ratio and gas flow rate were found to exert most influence on mixing time. To substantiate the adequacy and appropriateness of simulation results the operational trials were carried out in a 75 t commercial ladle-furnace facility using varied values of gas flow rates. The results of plant experiments revealed the relationships between average desulphurization rate as well as arc heating rate and mixing efficiency. A new method of steel stirring was proposed as one of the means for stirring optimization under concurrent processing steps of desulphurization and heating in the ladle. A flow chart of high quality steel production at EAF shop of ENERGOMASHSPECSTAL JSC, based on process module principle, was developed to meet modern quality requirements for large ingots and to assure resource- and energy saving.

PL

Konkurencyjne i jakościowe wytwarzanie stali jest dzisiaj niewyobrażalne bez stanowiska do obróbki kadziowej i systemu odgazowania próżniowego, w których przeprowadzane są operacje metalurgii pozapiecowej. Nacisk w operacjach metalurgii kadziowej został położony na racjonalne mieszanie ciekłej stali w kadziach z dmuchem gazowym. Na podstawie wyników modelowych mieszania kąpieli w kadzi z dwoma porowatymi zatyczkami stwierdzono, że wskaźnik H/D i szybkość przepły- wu gazu wywierają największy wpływ na czas mieszania. Aby udowodnić adekwatność wyników symulacji, próby zostały przeprowadzone w 75 t piecokadzi przemysłowej, umożliwiającej użycie różnych wartości szybkości przepływu gazu. Wyniki doświadczeń przemysłowych pokazały zależność między średnim stopniem odsiarczania, jak również szybkością nagrzewania łuku, a sprawnością mieszania. Nowa metoda mieszania stali została przedstawiona jako jedna z możliwości optymalizacji mieszania przy równoczesnym odsiarczaniu i nagrzewaniu w kadzi. Schemat technologiczny produkcji stali wysokiej jakości w stalowni EAF przedsiębiorstwa ENERGOMASHSPECSTAL JSC, bazujący na zasadzie modułu, został opracowany, aby sprostać współczesnym wymaganiom jakościowym dużych wlewków i aby zapewnić oszczędność zasobów i energii.

15

Control of chemical composition of slag in ladle furnace

Adolf Z., Suchanek P.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2006

|

T. 58, nr 4

59-60

EN

Authors compare slag regime for heat in ladle furnace at making of steel for rails. The works were aimed at formulation of conditions for replacement of fluorspar slag by alumina slag with preservation of identical refining effects. Both types of slag were assessed according to mass of admixtures added into ladle, mass of ladle slag, corrosion effect of slag on lining and their ability to desulphurise steel.

PL

Autorzy porównują warunki pracy żużla wsadowego do piecokadzi w czasie procesu odlewania stali na szyny. Prace miały na celu sformułowanie warunków dotyczących zastąpienia żużla fluorytowego żużlem glinowym z zachowaniem identycznych warunków rafinacji. Oba rodzaje żużla zostały poddane ocenie ze względu na masę domieszek dodanych do kadzi, masę żużla kadziowego, wpływ żużla na korozję wyłożenia i zdolność do odsiarczania stali.