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

Reagents Activity in a Copper Droplets / Post-Processing Slag Suspension

Wołczyński W., Karwan-Baczewska J., Najman K., Bydałek A. W.

Archives of Foundry Engineering

|

2016

|

Vol. 16, iss. 3

147--150

EN

The suspension of the copper droplets in the post-processing slag taken directly from the KGHM-Polska Miedź S.A. Factory (from the direct-to-blister technology as performed in the flash furnace) was subjected to the special treatment with the use of the one of the typical industrial reagent and with the complex reagent newly patented by the authors. This treatment was performed in the BOLMET S.A. Company in the semi-industrial conditions. The result of the CaCO3, and Na2CO3 chemicals influence on the coagulation and subsequent sedimentation of copper droplets on the crucible bottom were subjected to comparison with the sedimentation forced by the mentioned complex reagent. The industrial chemicals promoted the agglomeration of copper droplets but the coagulation was arrested / blocked by the formation of the lead envelope. Therefore, buoyancy force forced the motion of the partially coagulated copper droplets towards the liquid slag surface rather than sedimentation on the crucible bottom. On the other hand, the complex reagent was able to influence the mechanical equilibrium between copper droplets and some particles of the liquid slag as well as improve the slag viscosity. Finally, the copper droplets coagulated successfully and generally, were subjected to a settlement on the crucible bottom as desired / requested.

4

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.

5

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.

6

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.

7

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.

8

Investigations of FeO reduction from liquid slags of CaO-FeO-SiO2 type

Mróz J.

Archives of Metallurgy

|

2002

|

Vol. 47, iss. 1

95-117

EN

The reduction of iron oxides from liquid slags is the fundamental stage of many newly developed, future-oriented technologies of obtaining liquid iron (pig iron), which are referred to as reduction iron smelting processes, whose main distinquishing feature is the use of non-coking coals. The reduction processes in those technologies are heterogeneous processes in which the following phases take part: a solid phase (carbon reducer), a liquid phase (molten iron oxides in the salg), and a gaseous phase (carbon monoxide and carbon dioxide). This is the reason for the complexity of the reduction process mechanism, which makes the kinetic description of these reaction difficult. In the present study, a methodology of examining the reduction was adopted using the so called graphite rotating disk. The investigations carried out within the present study were aimed to determine the kinetic area for the reduction of iron oxides in the temperature range of 1350-1420C in the CaO-FeO-SiO2 slags and with an FeO content from 20 to 60% by weight, with the use of a graphite reducer, as well as to evaluate the kinetic parameters of the process. The applied methodology of the rotating disk tests has enabled a conclusion to be drawn of the suitability of this method for identifying the kinetic area of reduction in most of the reduction variants used. It has been found that for slags with a basicity from 0.31 to 1.53 and in the viscosity range from 4.23 to 0.31 dPa s the rediction rate is determined by the diffusion of FeO the slag-reducer interface. Parameters of the kinetic diffusion area have been calculated, such as: FeO diffusion coefficient, the limiting diffusion layer thickness and mass transfer coefficient. The analysis of the calculated values of FeO diffusion coefficients made based on the available literature data indicates that these should be regarded as specific for the diffusion coefficients of oxygen ions in the liquid slag. The determined mass transfer coefficients have enabled the reduction rate to be calculated for particular variants of reduction. A good agreement with the experimental results has been obtained at low disc rotations.

PL

Redukcja tlenków żelaza z ciekłych żużli jest podstawowym etapem wielu nowo rozwijanych technologii otrzymywania ciekłego żelaza (surówki), określanych mianem wytapiania redukcyjnego, których główną cechą jest wykorzystanie niekoksujących węgli kamiennych. Procesy redukcji w tych technologiach są procesami heterogenicznymi, w których biorą udział następujące fazy: faza stała (reduktor węglowy), faza ciekła (ciekłe żelazo i żużel) i faza gazowa (tlenek i dwutlenek węgla). Jest to przyczyną złożoności mechanizmu procesu redukcji i trudności opisu tego mechanizmu. W obecnych badaniach redukcji FeO z ciekłych żużli zaadoptowano metodykę wirującego dysku, w tym przypadku dysku grafitowego. Badania przeprowadzone w niniejszej pracy miały na celu określenie obszaru kinetycznego redukcji FeO w zakresie temperatur 1350-1420 stopni C z żużli typu CaO-FeO-SiO2 z zawartością 20 i 60% FeO i określenie parametrów kinetycznych procesu. Zastosowana metodyka wirującego dysku pozwoliła stwierdzić jej przydatność do identyfikacji obszaru kinetycznego redukcji w większości stosowanych wariantów redukcji. Stwierdzono, że w przypadku badanych żużli o zasadowości od 0,31 do 1,53 i zakresie lepkości od 4,23 do 0,3 dPa s szybkość redukcji jest określona przez dyfuzję FeO w żużlu. Obliczono takie parametry kinetyczne redukcji jak: współczynniki dyfuzji FeO, grubość granicznej warstwy dyfuzyjnej i współczynniki przenoszenia masy. Analiza wartości obliczonych współczynników dyfuzji FeO i ich weryfikacja na podstawie dostępnych danych literaturowych wskazuje, że należy je interpretować jako charakterystyczne dla współczynników dyfuzji jonów tlenkowych O2- w ciekłym żużlu. Określone współczynniki przenoszenia masy pozwoliły obliczyć szybkość redukcji dla poszczególnych wariantów redukcji. Stwierdzono dobrą zgodność wyników obliczonych z wynikami eksperymentalnymi w zakresie niskich obrotów dysku 100 i 400 obr/min.