Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Substation reliability evaluation in the context of the stability prediction of power grids

Borecki M., Ciuba M., Kharchenko Y., Khanas Y.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2020

|

Vol. 68, nr 4

769--776

EN

The aim of the presented work was to examine the reliability assessment model on the example of a selected power grid object. The analyzed object was tested based on assumptions about technological breaks that were caused by overvoltage, among others. The study was conducted to check the reliability of integral elements of the power grid object and to assess the change in reliability level as a function of the frequency of inspections. The test results are to determine the optimal frequency of inspections of individual power grid objects in order to increase its reliability. In addition, the possibility of correlating optimal inspection periods resulting from the findings of this paper with periodic inspections of power network facilities was assessed.

2

Polish perspective on process emissions in the steel sector

Niesler M., Szulc W., Stecko J., Zdonek B., Borecki M., Różański P.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2016

|

T. 68, nr 4

8--13

EN

Segmentation of greenhouse gas emission into fuel combustion emissions and process emissions is very important in energy-intensive industries, including the steel sector. The ratio of process emissions to emissions from fuel combustion is different in various industries, e.g. in the cement industry is 60:40 (no data for the steel sector). A common feature of all energy-intensive industries are very limited opportunities to reduce process emissions. Most often, this would require the development of entirely new processes. Another solution could be the method of capturing and storage carbon dioxide underground (CCS), but for various reasons, including social, this technology does not develop too intensively towards the creation of practical possibilities of its use. Therefore, it seems advisable to accurately separate process emissions and fuel combustion emissions in each production process of energy intensive industries and to make efforts so that these emissions are excluded from the EU Emissions Trading Scheme (ETS). Currently, benchmarks set by the European Commission define the total emission cap, and the share of emissions from the combustion of fuels is determined based on gas combustion, which further deteriorates the competitiveness of these industries, the functioning of which is based on the combustion of coal, as the steel sector in Poland. In many manufacturing processes reactions of carbon with oxygen are triggered not in order to produce energy required in the process (fuel emission), but are the result of chemical reactions necessary to obtain the required physico-chemical semi-finished products or products (process emissions) – e.g. calcium carbonate decomposition during sintering of iron ore. The paper presents the results of analyses that are fundamental to making efforts to exclude process emissions from the EU ETS and cover the identification of the issue and the justification for exclusion. In the steel sector, the most promising in this area are the following processes: sintering, blast furnace, BOF and steel melting in an electric arc furnace. Other energy-intensive industries, such as industrial energy, heating, non-ferrous metals, chemicals, cement, glass and lime, also conducts similar analyses, and the consolidated results will be the subject of a request to the European Commission.

PL

Podział emisji gazów cieplarnianych na emisje ze spalania paliw i emisje procesowe jest bardzo ważny w energochłonnych gałęziach przemysłu, w tym w sektorze stalowym. Stosunek emisji procesowych do emisji ze spalania paliw jest różna w różnych gałęziach przemysłu, np. w przemyśle cementowym wynosi 60:40 (brak danych dla sektora stalowego). Wspólną cechą wszystkich energochłonnych gałęzi przemysłu są bardzo ograniczone możliwości redukcji emisji procesowych. Najczęściej wymagałoby to opracowania zupełnie nowych technologii. Innym rozwiązaniem mogłaby być metoda wychwytywania i składowania dwutlenku węgla pod ziemią (CCS), ale z różnych powodów, w tym społecznych, ta technologia nie rozwija się zbyt intensywnie w kierunku stworzenia praktycznych możliwości jej wykorzystania. Dlatego też wydaje się wskazane dokładne rozdzielanie emisji procesowych i emisji ze spalania paliwa w każdym procesie produkcji w energochłonnych gałęziach przemysłu i podejmowania działań na rzecz wyłączenia tych emisji z systemu handlu uprawnieniami do emisji (tzw. ETS). Obecnie kryteria określone przez Komisję Europejską określają całkowity limit emisji, a udział emisji ze spalania paliw jest ustalany w oparciu o spalanie gazu, co dodatkowo pogarsza konkurencyjność tych gałęzi przemysłu, których funkcjonowanie opiera się na spalaniu węgla, jak sektor stalowy w Polsce. W wielu procesach produkcyjnych reakcje węgla z tlenem są przeprowadzane nie w celu wytworzenia energii potrzebnej w procesie (emisje ze spalania paliw), ale są wynikiem reakcji chemicznych niezbędnych do uzyskania półproduktów lub produktów o określonych wymaganiach fizyko-chemicznych (emisje procesowe) – np. rozkład węglanu wapnia podczas spiekania rudy żelaza. W artykule przedstawiono wyniki analiz, które mają fundamentalne znaczenie dla dołożenia starań, aby wykluczyć emisje procesowe z EU ETS, pokazać skalę zagadnienia i uzasadnić to wyłączenie. W sektorze stalowym, najbardziej obiecujące w tym obszarze są procesy: spiekania, wielkopiecowy, konwertorowy i topienia stali w piecu elektrycznym. Inne energochłonne gałęzie przemysłu również prowadzą podobne analizy, a skonsolidowane wyniki tych analiz będą przedmiotem wniosku do Komisji Europejskiej.

3

Praktyki ochrony odgromowej napowietrznych linii średniego napięcia z przewodami niepełnoizolowanymi

Borecki M., Kuca B., Kisielewicz T., Tarimer I., Lysiak H

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 1

70-72

PL

Artykuł zawiera krótką charakterystykę urządzeń ochrony odgromowej napowietrznych linii średniego napięcia z przewodami niepełnoizolowanymi oraz zasady ich doboru i instalowania. Zwrócono uwagę na techniczną, ekonomiczną i normalizacyjną stronę ich doboru i instalowania oraz dokonano oceny kryteriów wariantowego instalowania jednego z rozpatrywanych urządzeń.

EN

The present paper aims to illustrate brief technical description of the selected problems of protection of medium-voltage overhead lines with covered conductors. Typical protection measures to be applied are describe and discussed with aim to determine critical points of lightning protection. Moreover special attention is paid for the economic and standardization issues introduction to the topic considered.

4

Recykling żużli, zgarów i odpadów biomasy

Borecki M., Bulkowski L., Pogorzałek J., Różański P., Stecko J.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2015

|

T. 67, nr 2

44--57

PL

Przedstawiono prace badawcze zrealizowane w ostatnich kilku latach w IMŻ, których wspólną cechą było zagospodarowanie odpadów i wykorzystanie surowców odnawialnych w stalownictwie. Zaprezentowano wyniki badań nad zawracaniem do procesu stalowniczego żużli z obróbki pozapiecowej i wytwarzaniem żużli syntetycznych z wykorzystaniem odpadów z przemysłu hutniczego i wydobywczego. Przedstawiono również rezultaty pracy poświęconej wykorzystaniu w hutnictwie odpadowej biomasy z przemysłu spożywczego do wytwarzania zasypek izolująco-ocieplających.

EN

This paper presents the research works completed within the last few years at the Institute for Ferrous Metallurgy the common feature of which was to manage the waste and use renewable raw materials in steel-making. The results of investigations on recirculation of secondary metallurgy slags and production of synthetic slags using the waste from the steel and mining industries are presented. In addition, the results of the work devoted to the use of waste biomass from the food industry for production of insulting and heating casting powders are presented.

5

Multispektralny system pomiarowy do określenia parametrów żużla stalowniczego podczas spustu stali z pieca hutniczego do kadzi odlewniczej

Wittchen W., Borecki M., Więcek B., Pacholski K., Olbrycht R., Strąkowski R.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2015

|

T. 67, nr 2

168--174

PL

Przedstawiono wyniki projektu badawczego, o charakterze interdyscyplinarnym, dotyczącego opracowania metody oraz wielospektralnego systemu pomiarowego do oceny zawartości tlenku żelaza w żużlu stalowniczym, podczas spustu stali z pieca hutniczego do kadzi odlewniczej. Parametr ten ma istotne znaczenie w procesie dalszego wytwarzania stali. Realizowany projekt oparty był na założeniu, że na podstawie charakterystyk promieniowania żużla podczas spustu stali z pieca do kadzi, rozkładu temperatury wzdłuż strugi oraz innych parametrów procesu metalurgicznego można ocenić zawartość tlenku żelaza (FeO) w żużlu stalowniczym. Do realizacji tego celu zaproponowano między innymi wykorzystanie kamer termowizyjnych, które coraz częściej są instalowane w wielu zakładach metalurgicznych do detekcji żużla podczas spustu stali. W ramach projektu opracowano metodykę oraz oprogramowanie komputerowe pozwalające na wyznaczanie parametrów promieniowania, które wraz z emisyjnością charakteryzują żużel stalowniczy. Wartości tych parametrów wyznaczane były za pomocą obróbki statystycznej obrazów strugi stali i żużla przy użyciu wielospektralnego systemu pomiarowego wykorzystującego dwie kamery termowizyjne (średniofalową i długofalową) w zakresie promieniowania podczerwonego oraz aparatu RGB dokonującego rejestracji obrazów w paśmie światła widzialnego. Do klasyfikacji i aproksymacji danych pomiarowych są wykorzystywane sztuczne sieci neuronowe, gdzie wartość wyjściowa odpowiada zawartości tlenku żelaza w żużlu stalowniczym, pojawiającym się podczas spustu stali z pieca hutniczego do kadzi.

EN

This article presents results of the multidisciplinary research project for development of the method and multispectral measuring system for evaluation of ferric oxide content in steel slag during steel tapping from metallurgical furnace to casting ladle. This parameter is essential during further steelmaking process. The project relied on the assumption that ferric oxide (FeO) content in steel slag could be evaluated on the basis of slag radiation characteristics during steel tapping from furnace to ladle, temperature distribution along the stream and other metallurgical process parameters. To accomplish this objective, it was proposed, among other things, to use thermal cameras, which are more and more often installed in many metallurgical plants for slag detection during steel tapping. Under the project, the methodology and computer software were developed to allow the determination of radiation parameters, which, together with emissivity, characterise steel slag. The values of these parameters were determined by static treatment of steel and slag stream images using the multispectral measuring system with two infrared radiation thermal cameras (medium- and long-wave) and the RGB device to record images in the visible light band. For classification and approximation of measuring data the artificial neural networks are used where the initial value corresponds to ferric oxide content in steel slag that occurs during steel tapping from metallurgical furnace to ladle.

6

Badania nad wykorzystaniem krajowej biomasy w produkcji zasypek odlewniczych

Pogorzałek J., Borecki M., Różański P.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2013

|

T. 65, nr 4

8--17

PL

Przedstawiono przebieg i wyniki prac badawczych mających na celu opracowanie technologii wytwarzania zasypek odlewniczych dla stalownictwa z wykorzystaniem krajowej biomasy. Przeprowadzono badania właściwości fizyko-chemicznych wybranych odpadów z przemysłu rolno-spożywczego celem porównania z właściwościami szeroko stosowanej obecnie łuski ryżowej. Wykonano analizy chemiczne, analizy termiczne TG-DSC w atmosferze obojętnej i utleniającej oraz laboratoryjne badania procesu termicznego rozkładu otrąb, plew i innych odpadów z przetwórstwa krajowych zbóż. Skuteczność opracowanych składów zasypek izolacyjnych i izolacyjno-egzotermicznych z wykorzystaniem w/w biomas oraz odpadów mineralnych w postaci żużli stalowniczych określono w warunkach laboratoryjnych. Stwierdzono możliwość zastąpienia importowanej łuski ryżowej krajowymi odpadami przemysłu zbożowego w zasypkach odlewniczych.

EN

The paper presents the course and results of the research works aimed at developing technology for manufacturing casting powders for steelmaking using the domestic biomass. The tests of physical and chemical characteristics of selected waste from the food processing industry were carried out to compare them to those of the rice husk which is widely used at present. Chemical analyses, TG-DSC thermal analyses in inert gas atmosphere and in oxidizing atmosphere conditions and laboratory tests of thermal decomposition of bran, chaffs and other wastes from domestic cereals treatment processes were done. Insulation efficiency of developed casting powders (insulating and exothermicinsulating types) based on the above-mentioned biomasses and mineral wastes (steelmaking slags) was determined in laboratory scale. It was concluded that domestic biomasses (wastes from the food processing industry) could replace the imported rice husk in casting powders.

7

Badania możliwości wykorzystania żużli stalowniczych jako nawozu mineralnego

Różański P., Bulkowski L., Pogorzałek J., Ostrowska-Popielska P., Borecki M.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2013

|

T. 65, nr 1

51-53

PL

Celem pracy było przeprowadzenie badań możliwości wykorzystania żużli stalowniczych, powstających w stalowniach, jako nawozu mineralnego. Wykonano analizę danych literaturowych wykorzystania żużli stalowniczych w rolnictwie w różnych krajach oraz analizę przepisów i norm dotyczących dopuszczalnych zawartości metali i ich związków w nawozach. Przeprowadzono badania materiałowe żużli pod kątem możliwości ich wykorzystania w rolnictwie, w tym: oznaczenia składu chemicznego, fazowego oraz analiz postaci fizycznej. Wyniki badań składu fazowego skonfrontowano z wynikami symulacji komputerowych procesu krzepnięcia przykładowych żużli. Wykonano także laboratoryjne badania podatności do procesu grudkowania wybranych żużli ulegających samorozpadowi. Na podstawie zebranych wyników wytypowano żużle do dalszych badań nad ich wykorzystaniem w rolnictwie: żużle konwertorowe, ze względu na wieloletnie tradycje ich wykorzystywania w tym charakterze na świecie i żużle z procesów pozapiecowej obróbki ciekłej stali ze względu na wysoką zawartość wapna i tlenku magnezu. Uzyskana w trakcie realizacji wiedza została wykorzystana przy opracowaniu wniosku na projekt rozwojowy w ramach Programu Badań Stosowanych.

EN

The purpose of this paper was to carry out the investigations of possibilities to use steel slags, generated in steel-works, as a mineral fertiliser. The review of literature data on using steel slags in agriculture in different countries as well as regulations and standards concerning the permissible contents of metals and their compounds in fertilisers was made. The materials testing of slags, including the determination of chemical and phase composition as well as analyses of physical forms, was carried out with regard to the possibility of their use in agriculture. The results of phase composition tests were compared to the results of computer simulations of solidification of sample slags. The laboratory investigations of susceptibility to pelletising of selected slags subject to self-disintegration were also carried out. Based on the acquired results, the following slags were selected for further investigations on their use in agriculture: Bessemer slags, due to long-standing tradition of use in this capacity all over the world, and slags from secondary treatment of liquid steel, due to high contents of calcium and magnesium oxide. The knowledge gained during this work has been used for development of application for development project under the Applied Research Programme.

8

Program do wyznaczania statystycznych cech promiennych żużla stalowniczego

Strąkowski R., Pacholski K., Więcek B., Olbrycht R., Wittchen W., Borecki M.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 9

985--988

PL

W artykule opisano oprogramowanie pozwalające na wyznaczenie promiennych parametrów statystycznych, które wraz z emisyjnością charakteryzują skład chemiczny żużla stalowniczego pojawiającego się podczas spustu stali z pieca hutniczego. Wartości tych parametrów wyznaczane są za pomocą obróbki statystycznej obrazów strugi rejestrowanych podczas spustu stali za pomocą wielospektralnego komputerowego systemu pomiarowego wykorzystującego dwie kamery termowizyjne (średnio i długofalową) oraz cyfrowy aparat fotograficzny rejestrujący zdjęcia w pasmie światła widzialnego.

EN

The authors have applied thermovision in iron and steel industry, where basing on the analysis of the recorded sequence of thermograms it is possible to estimate the FeO content in the slag during the process of steel discharge from a converter to a ladle. Not only mid and long wavelength infrared cameras are required for this purpose but also appropriate software dedicated for analysis of the recorded thermal images. This paper describes such a software (Figs. 3, 4) created especially for this purpose, enabling qualitative and quantitative analysis of FeO content in the slag. The software enables determination of radiative statistical parameters that (alongside with emissivity) characterize chemical ingredients of the steel slag discharged from the converter with molten steel. The values of the above mentioned parameters are determined by the statistical analysis of thermograms recorded with a multispectral computer measurement system containing two thermal cameras and one vision-range camera. This analysis is performed with the developed algorithms (Fig. 5) using neural network approach (Fig. 6). The obtained results are promising as the software managed to properly asses the FeO content in 27 test cases (Fig. 7).

9

Ilościowe aspekty zastosowania termowizji w podczerwieni w hutnictwie

Wittchen W., Borecki M., Więcek B., Pacholski K., Olbrycht R., Strąkowski R.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 9

916--919

PL

Przedstawiono możliwości wykorzystania techniki termowizyjnej w hutnictwie żelaza i stali jako bezinwazyjną metodę pomiarową służącą do badania rozkładu pola temperaturowego na zewnętrznej powierzchni monitorowanego obiektu. Zaprezentowano wybrane przykłady wykorzystania kamery termowizyjnej w aplikacjach hutniczych jako narzędzia umożliwiającego kontrolę stanu termalnego urządzeń oraz ostrzegania przed awariami jak również badanie procesów technologicznych. Podkreślono nieinwazyjny charakter badań.

EN

Thermovision has a wide range of applications in iron and steel industry, where on the basis of the obtained results, researches and analysis, it is possible to evaluate the thermal state of a device, to control the production cycle, to verify technological procedures and to support processes of physical and numerical simulation. With using an infrared camera and appropriate software dedicated for the analysis of thermal images, we have the possibility to detect spots with the lowest and highest temperature on the surface of the examined object and determining the real-time temperature distrbution along a specified line, area or point. This method allows creating a qualitative and quantitative analysis. Considering the fact, that in the iron and steel metallurgy many processes consisting of great heat removal are realized, thermovision plays an important role in control of the state of devices and technological processes. In many cases, infrared cameras or scanners are installed on the production lines in order to monitor the production cycle e.g. systems of slag detection during draining steel from a metallurgical furnace to a ladle or infrared scanners used during the plate rolling process, where maintaining the temperature in a given scope is obligatory. The presented problems do not cover all possibilities of thermovision technique in iron and steel metallurgy; they only show selected aspects and examples of its typical applications.

10

Recykling żużli z procesów pozapiecowej obróbki ciekłej stali

Pogorzałek J., Różański P., Bulkowski L., Borecki M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2013

|

Vol. 80, nr 6

447--455

PL

Przedstawiono przebieg i wyniki prac badawczych mających na celu opracowanie technologii recyklingu żużla w procesie stalowniczym. W ramach pracy określono charakterystyki żużli stalowniczych. Wytypowano żużle nadające się do zawracania do procesów stalowniczych wraz z określeniem niezbędnych modyfikacji ich składu chemicznego i postaci fizycznej. Na podstawie badań w skali laboratoryjnej i przemysłowej opracowano między innymi: sposób stabilizacji żużli w celu wyeliminowania ich rozpadu na pył i technologie aglomeracji na drodze grudkowania i brykietowania oraz określono ilości recyrkulowanych żużli w procesie piecowym (EAF) i w procesach obróbki pozapiecowej (LF, VAD). W wyniku przeprowadzonych prac badawczych ustalono, że żużle z procesów pozapiecowej obróbki ciekłej stali (LD i VAD) nadają się w wielu przypadkach do ponownego wykorzystania w technologiach stalowniczych. Mogą one zastąpić część wapna hutniczego, przyczyniając się do ograniczenia eksploatacji złóż kamienia wapiennego i ograniczenia emisji CO2 związanej z jego przerobem na wapno palone. Recykling żużli stalowniczych może dać wymierne korzyści ekonomiczne.

EN

The course and results of the research work aimed at developing the recycling method of steelmaking slags are presented.The characteristics of steelmaking slags were determined. Slags suitable for recycling in steelmaking processes were selected. The processes necessary to modify chemical composition and physical form of these slags were determined. The method of slag stabilizing for the elimination of its decomposition to the dust form, the agglomeration technologies by briquetting and pelletizing of white slags and the possible mass amounts of recirculated slags in the furnace (EAF) and secondary metallurgy processes (LF, VAD) were developed and established. As a result of the research work it was established that the slags from ladle treatment of liquid steel processes (LD and VAD) are suitable in many cases for re-use in steelmaking technologies. They can replace a portion of metallurgical lime, contributing to reduction of the limestone exploitation and contributing to reduction of CO2 emissions associated with the manufacture process of the burnt lime. The recycling of steelmaking slags can provide tangible economic benefits.

11

Wieloparametryczna klasyfikacja właściwości użytkowych biopaliw ciekłych : optymalizacja głowicy sensora

Borecki M., Szmidt J., Doroz P., Pszczółkowski P., Duk M., Kociubiński A., Korwin-Pawlowski M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2013

|

Vol. 54, nr 9

49-51

PL

Prezentowana praca dotyczy zagadnień optymalizacji konstrukcji głowicy czujnika do klasyfikacji właściwości użytkowych biopaliw ciekłych, przeznaczonych dla silników wysokoprężnych. Przeprowadzone badania pokazały, że zakładana klasyfikacja paliw jest możliwa na podstawie analizy lokalnego przejścia fazowego cieczy w gaz, które zachodzi w warunkach zbliżonych do wtrysku paliwa. Badanie takiego przejścia jest możliwe z zastosowaniem kapilar i optoelektronicznych metod detekcji. Podstawowym parametrem możliwym do wyznaczenia, niezależnie od konfiguracji głowicy, jest energia potrzebna do wytworzenia fazy gazowej. Natomiast w zależności od konfiguracji głowicy i optrody można wyznaczyć typ przepływu paliwa w kapilarze lub szybkość przejścia paliwa w fazę gazową. Obydwie informacje są ściśle powiązane z właściwościami użytkowymi biopaliwa. Do badań wykonano dwa typy głowic oraz dwa typy optrod kapilarnych. Okazało się, że optymalną konfigurację głowicy stanowi układ do oceny szybkości przejścia fazowego.

EN

This work concerns issues of optimization of the sensor head for the classification of liquid biofuels usability for diesel engines. The expected classification of fuels is possible on the basis of an analysis of the local phase transition of liquid to gas, which occurs in conditions similar to the fuel injection. An examination of such a transition is possible using capillaries and optoelectronic detection methods. The primary possible parameter to designate regardless of head configuration is the energy needed to generate of a gaseous phase. However, depending on the configuration of the head and optrode, you can designate the type of fuel flow in capillary or fuel gas phase transition speed. Both are closely linked to usability of biofuels. Two types of heads and two types of capillary optrod were used in examination. It turned out, that the optimum head configuration is circuit to evaluate the speed of the liquid to gas transition.

12

Wykorzystanie programu FactSage w projektowaniu stalowniczych żużli kadziowych

Różański P., Borecki M., Szypuła I.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2012

|

T. 64, nr 1

184-187

PL

Komputerowe programy termochemiczne wraz z bazami danych, obejmującymi ciekłe stale, żużle i stałe roztwory tlenków coraz częściej wykorzystuje się do symulacji skomplikowanych reakcji chemicznych i równowag fazowych występujących w procesach wytwarzania stali. Dzięki temu można ograniczyć zakres eksperymentów w skali laboratoryjnej i przemysłowej, co pozwala skrócić czas i obniżyć koszty prac badawczo-rozwojowych. Za pomocą programu FactSage można obliczyć lepkość żużli oraz określić przebieg ich krzepnięcia przy użyciu modelu równowagowego lub modelu Scheil'a, wyznaczając temperatury likwidusu i solidusu oraz powstające fazy. Symulacje w układzie ciekła stal-żużel pozwalają oceniać zdolności rafinacyjne żużli, w tym zdolność odsiarczania lub odfosforowania kąpieli stalowej. Z kolei symulacje w układzie żużel - materiał ogniotrwały można wykorzystać w procesie doboru wymurówki roboczej urządzenia na linii żużla. W artykule przedstawiono przykłady wykorzystania programu FactSage w procesie doboru kadziowego żużla rafinacyjnego.

EN

Computer programs with thermochemical databases, covering the liquid steels, slags and oxide solid solutions, are increasingly used to simulate complex chemical reactions and phase equilibria occurring in the steelmaking process. This enables to limit number of experiments in laboratory and industrial scale, which allows shortening the time and reducing the cost of research and development works. Slag viscosity can be calculated and slag solidification microstructure can be defined using the equilibrium solidification and Scheil's models by FactSage software. Simulations in the liquid steel - slag refining systems allow to assess the refining abilities of slags, including the desulfurization and dephosphorization ability of steel bath. The simulations in the system slag - refractory material can be used in selection of refractory materials for the slag line. The paper presents examples of thermochemical simulations made by FactSage used for selection of the ladle refining slag.

13

Wybrane odpady tworzyw sztucznych jako źródła paliw alternatywnych w przemyśle metalurgicznym

Sorek A., Borecki M., Ostrowska-Popielska P.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2012

|

T. 64, nr 4

47-57

PL

W artykule przedstawiono aspekty energetyczne procesu wytwarzania stali i scharakteryzowano stosowane paliwa alternatywne. Przedstawiono podział odpadów tworzyw sztucznych, możliwości ich ponownego wykorzystania i zagospodarowania oraz metody wykorzystania odpadów tworzyw sztucznych w procesach metalurgicznych.

EN

In this article the energy power of steel making process and alternative fuels were presented. The division of plastic waste, possibilities of its reused and their recycling were shown and methods for used of plastic waste in metallurgical processes were characterized.

14

Opracowanie systemu informatycznego wspomagającego technologię wytapiania stali i stopów w próżniowym piecu indukcyjnym VSG-100S

Galisz U., Borecki M., Bulkowski L., Pogorzałek J.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2012

|

T. 64, nr 4

65-66

PL

Celem pracy było opracowanie programu komputerowego analizującego dane technologiczne z wytopów w funkcji "stopowości" wytapianych stali i stopów oraz utworzenie komputerowych baz danych zawierających informacje o uzyskach poszczególnych pierwiastków - składników stali, dla potrzeb wykonania wytopów w próżniowym piecu indukcyjnym VSG 100S. Opracowany program stanowi poszerzenie i usystematyzowanie wiedzy w zakresie technologii procesu metalurgicznego i zostanie wykorzystany przy opracowywaniu technologii wykonywania wytopów badawczych w próżniowym piecu indukcyjnym VSG 100S w warunkach Instytutu Metalurgii Żelaza.

EN

The purpose of the work was to develop the computer program to analyse process data from steel and alloy melts in the "alloying" function and create computer databases with information on yields of individual elements - steel components, for the needs of making melts with vacuum induction furnace VSG 100S. This program is the extension and systemisation of knowledge on steel-making process technology and will be used in development of technology for making experimental melts with vacuum induction furnace VSG 100S under the Institute for Ferrous Metallurgy conditions.

15

Numeryczna symulacja roztapiania drutów aluminiowych wprowadzanych do ciekłej stali

Borecki M.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2012

|

T. 64, nr 1

179-183

PL

Przedstawiono wyniki numerycznej symulacji roztapiania drutów aluminiowych wprowadzanych do ciekłej stali. Do obliczeń wykorzystano program Calco-MOS przeznaczony do symulacji ciągłego odlewania stali. Uznano, że proces ciągłego odlewania, czyli ciągłego krzepnięcia stali, jest odwrotny do procesu ciągłego roztapiania metalu, który ma miejsce podczas wprowadzania drutów do stali. W związku z tym program powinien dobrze modelować roztapianie drutów wprowadzanych do ciekłej stali. Właściwości termofizyczne niezbędne do obliczeń wyznaczono za pomocą programu JMatPro, a współczynnik wymiany ciepła między drutem, a warstwą zakrzepłej na nim stali wyznaczono eksperymentalnie korzystając z wyników doświadczeń laboratoryjnych i pomocniczego modelu numerycznego. Obliczenia wykonano dla drutów o średnicy 10 i 13 mm wprowadzanych do kadzi z różną prędkością w zakresie od 60 do 150 m/min w różnych temperaturach. Na tej podstawie wyznaczono czas i głębokość roztapiania się drutów w kadzi. Uzyskane wyniki porównano ze skutecznością odtleniania stali drutem aluminiowym, wprowadzanym do kadzi z różną prędkością w warunkach przemysłowych.

EN

The results of numerical simulation of melting the aluminium wires introduced into liquid steel are presented. For calculations the CalcoMOS software designed for simulation of continuous casting of steel was used. It was assumed that the process of continuous casting - or continuous solidification of steel is opposite to the process of continuous melting of metal, which takes place during the introduction of aluminium wires into liquid steel. Thus, the program should model the melting of aluminium wires introduced into liquid steel. The thermo-physical properties necessary for calculations were determined using JMatPro program and the coefficient of heat transfer between the wire and the solid steel layer on it was determined using the results of laboratory experiences and the auxiliary numerical model. The calculations were made for wires with diameters of 10 and 13 mm introduced into the ladle with different speed varying from 60 to 150 m/min and at different temperatures. Based on this, the time and depth of wire melting in the ladle were determined. The obtained results were compared to the effectiveness of deoxidizing the steel with aluminium wire introduced into ladle with different speeds under the industrial conditions.

16

Alternatywne materiały do izolacji cieplnej nadlewu wlewka stalowego

Pogorzałek J., Borecki M., Bulkowski L., Różański P.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2012

|

T. 64, nr 4

66-68

PL

Podjęto badania nad możliwością opracowania izolacji cieplnej nadlewu wlewka z materiałów odpadowych powstających w stalowni. Zastosowano różne środki spieniające mieszaninę skomponowaną z materiałów odpadowych pochodzących z procesów stalowniczych. Określono wytrzymałość na ściskanie i zginanie oraz izolacyjność cieplną opracowanych materiałów. Przeprowadzone testy opracowanych materiałów potwierdziły wysoką izolacyjność i przydatność do wykonywania ociepleń nadlewu wlewka klasycznego.

EN

The research on the possibility to develop thermal insulation for sinkhead of an ingot from waste materials generated at steelworks was taken up. Various agents were used to foam the mixture comprised of waste materials from steel-making processes. The compression and bending strength and thermal insulating power of developed materials were determined. The tests of developed materials confirmed high insulating power and suitability for making thermal insulations for sinkhead of a classic ingot.

17

Wieloparametryczna klasyfikacja właściwości użytkowych biopaliw ciekłych : głowica współpracująca z optrodami kapilarnymi

Borecki M., Kalenik J., Pszczółkowski P., Ciupa E., Duk M., Korwin-Pawłowski M., Frydrych J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 9

57-60

PL

Prezentowana praca dotyczy zagadnień konstrukcji głowicy czujnika do klasyfikacji właściwości użytkowych biopaliw ciekłych przeznaczonych dla silników wysokoprężnych. Ze względów praktycznych, badanie właściwości olei powinno być wykonywane w jednorazowym, tanim naczyniu. Jako wzmiankowane naczynie celowym wydaje się zastosowanie kapilar optycznych. Umożliwiają one automatyczne wprowadzenie cieczy do wnętrza kapilary i badania optyczne cieczy z zastosowaniem przejść fazowych gaz - ciecz oraz fluorescencji. Analiza przejścia fazowego umożliwia określenie właściwości użytkowych paliwa tj. energii potrzebnej do wytworzenia fazy gazowej jak i szybkości przejścia paliwa w fazę gazową. Wobec wysokich temperatur wrzenia olei i estrów pochodzenia roślinnego wynoszących od około 200 do 360°C oraz bezkontaktowego transferu ciepła do cieczy znajdującej się w kapilarze, istotnym zagadnieniem okazało się opracowanie właściwego mikrogrzejnika. Do tego celu zastosowano technologię hybrydową i węgliko-krzemową. Wykonano i testowano dwa typy łóż głowicy oraz dwa typy optrod. Przeprowadzone badania głowicy pokazały, że zakładana klasyfikacja paliw dla silników wysokoprężnych w wykonanej głowicy jest możliwa i bazuje na zakresie czasów przejścia fazowego cieczy w gaz i szybkości narastania fazy gazowej.

EN

The paper presents the constructions of a low-cost disposable optrode for multiparametric classification of bio-diesel fuels. The capillary optrode can be used in the liquid-gas phase transition classification mode and the fluorescence classification mode. The liquid-gas phase transition classification can be correlated with the evaporation energy of the liquid sample and with its evaporation rate. Those parameters are indirectly connected with fuel usability in diesel engines. This type of bio-diesel fuel classification requires use of high temperatures between 200°C and 360°C, depending on the type of fuel to be analyzed. The heater operating temperature must be greater than that because of non contact heat transfer between the heater and the optrode. A suitable micro-heater using SiC has been designed and evaluated. Two versions of the sensor head base that position the optrode in relation to auxiliary optical fibers and the micro-heater has been evaluated, as well as two versions of optrodes. In conclusion the classification of bio-diesel fuels was proven possible based as two major parameters on the time needed for vapor phase creation in the liquid and the speed of vapor volume increase.

18

Design and realization of a microfluidic capillary sensor based on a silicon structure and disposable optrodes

Szczepański Z., Borecki M., Szmigiel D., Korwin Pawlowski M. L.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 1

28-30

EN

In this paper a new design and technology of microfluidic capillary sensors is presented. Those sensors can be applied for in situ classification of biological and chemical liquids. The principle of work of capillary sensors is based on changes of light transmission within capillary filled the liquid subject to a local heating pulse. An example of its application can be instant determining of biofuel usability at a filling station. The main advantages of microfluidic capillary sensors are the small sample volume of about 3 mm³ and a short time of examination, below 2 minutes. The microfluidic capillary sensor head has been designed as a 3D hybrid structure working in conjunction with disposable optical capillary optrodes. The hybrid structure consists of ceramic base (DBC) and a silicon substrate. The silicon substrate is fabricated using MEMS micromachining processes.

PL

W artykule przedstawiono projekt i omówiono realizację optycznego mikrocieczowego czujnika kapilarnego, przeznaczonego do badań cieczy chemicznych i biologicznych. Zasada ich działania oparta jest na wykorzystaniu zmian sygnału świetlnego przechodzącego przez kapilarę wypełnioną badaną cieczą. Sygnały optyczne wychodzące z czujnika są przetwarzane w obwodach optoelektronicznych i przekazywane do komputera. Przy analizowaniu sygnałów wykorzystywane są sztuczne sieci neuronowe. Dla poprawienia dokładności pomiarowej, czujnik pracuje w układzie wieloparametrycznym, rejestrując informacje o podstawowych parametrach cieczy. Główną zaletą tych czujników jest mała ilość cieczy potrzebnej do badań i krótki czas pomiaru. Optoelektroniczne czujniki kapilarne znajdują zastosowanie w biotechnologii, diagnostyce medycznej, w wykrywaczach narkotyków oraz w badaniach właściwości użytkowych biopaliw.

19

Analiza układu lokalnego ogrzewania próbki cieczy o nanolitrowej objętości w wieloparametrycznych czujnikach kapilarnych

Kociubiński A., Kozicki M., Borecki M., Kalenik J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 9

91-94

PL

W odróżnieniu od dotychczas znanych układów wykorzystujących kapilary do badania cieczy, takich jak głowice elektroforetyczne (CE) i komory cieczowe z kapilar optycznych (LCW), analizowany wieloparametryczny czujnik kapilarny wykorzystuje przełączanie strumienia optycznego. Przełączanie to zachodzi podczas lokalnego ogrzewania próbki, które powoduje wytwarzanie bąbla par własnych i jest realizowane z wykorzystaniem kapilary pracującej jako podzespół światłowodowy lub optyczny. Niniejsza praca dotyczy analizy konstrukcji układu lokalnego ogrzewania próbki tj. układu grzejnik-kapilara.

EN

In contrary to known systems of capillary electrophoresis and liquid capillary waveguide the analyzed multiparametric capillary sensor bases of thermal light switching. This light switching is forced by local sample heating that cause bubble of liquid vapor creation. The capillary during the light switching can be used as fiber optic element or as cylindrical lens. We present analysis of construction of local sample heating unit of capillary sensor. The analysis was performed in experimental and numerical approaches. Obtained result enables optimization of local heating unit and simplified interpretation of liquid examination.

20

System informatyczny sterujący logistyką materiałów wsadowych oraz wspomagający technologie prowadzenia wytopów w piecach próżniowych VSG 100S i VSG 50

Galisz U., Borecki M., Bulkowski L., Pogorzałek J.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2011

|

T. 63, nr 3

59-61

PL

Celem pracy było utworzenie komputerowych baz danych zawierających informacje o przyjętych i wydanych materiałach wsadowych na potrzeby wytopów wykonanych w próżniowych piecach indukcyjnych: VSG 100S i VSG 50, z uwzględnieniem danych o materiałach wsadowych stanowiących złom własny. W wyniku realizacji pracy powstał zestaw narzędzi informatycznych wspomagających proces optymalizacji planowania wytopów oraz zamawiania materiałów wsadowych, a także gospodarki złomem własnym.

EN

The purpose of the work was to create the computer data-bases with information on the received and released charge materials for the needs of melts made in vacuum induction furnaces: VSG 100S and VSG 50, including the data on charge materials that represent own scrap. As a result of the work the set of IT tools was created to support the optimisation of planning the heats and ordering charge materials as well as the own scrap management.