The nature and properties of liquid solutions - metallurgical slags (used in the pig iron and steel production) affect the quality of the final product and processing time. The main object of the study was slag system: CaO-SiO2-MgO-Al2O3, when the content of Al2O3 was raised to ca. 25% in liquid and semi-liquid state. Measurements were performed using Searle’s method of concentric cylinder systems. Graphite measuring systems were used for testing with two types of bobs: smooth and perforated. Rheological measurements were carried out for five slag systems in the temperature range between 1310-1500°C, shear rate values were changed in the wide range between 1s-1 to 150/180s-1. FactSage application was used to calculate the mass of solid phases precipitating from the slag volume for different chemical compositions at various temperatures. In the temperature range in which the solid phases occurred in the slag the analysed systems show non-Newtonian behaviour.
PL
Charakter oraz właściwości ciekłych żużli metalurgicznych (wykorzystywanych w procesach wielkopiecowym oraz stalowniczym) wpływa na jakość produktu oraz na czas prowadzonego procesu. W niniejszej pracy analizowano żużle typu CaO-SiO2-MgO-Al2O3. domieszkowane do ok. 25% Al2O3, w stanie ciekłym oraz stało-ciekłym. Badania zostały wykonane przy użyciu rotacyjnej metody z koncentrycznymi cylindrami typu Searle’a. Narzędzia pomiarowe wykonano z grafitu, charakteryzowały się one gładkimi oraz perforowanymi powierzchniami. Badania reologiczne wykonano dla pięciu systemów żużlowych w temperaturach 1310-1500°C. Prędkość ścinania w trakcie pomiarów zmieniana była od ls-1 do 150/180s. -1 Pakiet FactSage został wykorzystany do obliczenia masy fazy stałej, wytrącającej się z objętości żużla, dla różnych składów chemicznych, w różnych temperaturach. W temperaturach, w których zaobserwowano występowanie fazy stałej charakter reologiczny badanych układów żużlowych odbiegał od zachowania ciała idealnego Newtona.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The reduction of iron oxides in molten slag by means of solid reducing agents takes place during various stages of pig iron and steel production. It may also be used in other metallurgical technologies, e.g. for the utilization of metallurgical slag. The possibility of using the utilization methods requires an in-depth analysis of the phenomenon and specification of the optimal conditions for their industrial application. This article presents the results of experiments involving FeO reduction in metallurgical slag in an electric arc furnace. The experiments were conducted using slag melt mixed with various carbon reducing agents. The experiments determined the effects of different components of the molten slag on the effectiveness of the FeO reduction process
PL
Proces redukcji tlenków żelaza z ciekłego żużla stałym reduktorem zachodzi podczas różnych etapów produkcji surówki i stali, może on być wykorzystywany w innych technologiach metalurgicznych np. do utylizacji żużli hutniczych. Mozliwość zastosowania takiego sposobu utylizacji wymaga dokładnego poznania zjawiska oraz ustalenia optymalnych warunków do przeprowadzenia go w warunkach przemysłowych. Artykuł prezentuje wyniki badań procesu redukcji FeO z żużli metalurgicznych w elektrycznym piecu łukowym, w warunkach laboratoryjnych. W czasie badan zastosowano wsad żużlowy wymieszany z różnymi reduktorami węglowymi. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, wpływ niektórych składników wsadu żużlowego na efektywność procesu redukcji tlenku żelaza.
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.
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.
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.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.