Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Usuwanie ołowiu ze stopu Cu-Pb-Fe na drodze barbotażu helem

100%

Oleksiak B.

|

2008

|

tom R. 53, nr 6

353-358

PL

Technologia przerobu stopu Cu-Pb-Fe polega na jego konwertorowaniu przy dmuchu powietrzem. Celem tego procesu jest uzyskanie miedzi zawierającej do 0,3 % mas. ołowiu oraz usunięcie z niej arsenu, a także uzyskanie jak największego stopnia eliminacji ołowiu do pyłów. Produktami konwertorowania oprócz miedzi są pyły i żużel. Pyły kierowane są do bezpośredniego przerobu w celu odzyskania z nich ołowiu, żużel natomiast wraca do przetopu w piecu elektrycznym wraz z żużlem z pieca zawiesinowego. Można więc przyjąć, że ołów zawarty w żużlu konwertorowym krąży w obiegu technologicznym. Aby określić możliwość opracowania technologii przerobu stopu Cu-Pb-Fe, umożliwiającej nie tylko otrzymanie miedzi o odpowiedniej zawartości ołowiu, ale także pozwalającej na całkowite przejście ołowiu do pyłów przeprowadzono badania kinetyki procesu barbotażu tego stopu argonem. W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań usuwania ołowiu ze stopu Cu-Pb-Fe na drodze barbotażu helem. Badania prowadzono w temperaturze 1473 i 1548 K i przy przepływie gazu 5,55ź10/-06, 6,94ź10/-06, 8,33ź10/-06, 9,72ź10/-06 m/3źs/-1. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że wraz ze wzrostem temperatury i natężenia przepływu gazu następuje wzrost stopnia usunięcia ołowiu.

EN

Technology of processing the Cu-Pb-Fe alloy comprises its converting by air blast. The aim of this process is extraction of copper containing up to 0.3 % wt. of lead and removal of arsenic, as well as obtainment of the highest degree of lead elimination to the dust. The products of converting, besides of copper are the dusts and slag. The dusts are run to the direct processing for recovery of lead, while the slag is returned back to electric furnace for remelting together with the slag from fluidized-bed furnace. It can be assumed then, that the lead contained in converter slag is circulating in the processing cycle. To determine the possibility of preparation of the processing technique for Cu-Pb-Fe alloy, enabling not only a recovery of copper with proper lead content, but also making possible for total transfer of lead to the dust, there were conducted examinations of kinetics of argon barbotage process for this alloy. In this article are presented the test results of 1523 K and gas flow 5.55ź10/-06, 6.94ź10/-06, 8.33ź10/-06, 9.72ź10/-06 m/3źs/-1. For examinations was utilized a PR-110/1300-H/V tube furnace allowing to heat the samples up to 1573 K temperature. Measurements of process temperatures was performed by three adjustable thermocouples PtRh10-Pt type. The gas was introduced to metal bath through an Al2O3 lance, immersed down to the depth 0.03 m over crucible bottom. Flow of gas was controlled by means of a system of values and rotameters. Basing on performed examinations it was proved that along with increase of temperature and intensity of gas flow, there occurs increase of lead removal degree.

2

Influence of the geometry of the arrangement inductor - crucible to the velocity of the transport of mass in the liquid metallic phase mixed inductive

100%

Przyłucki R. , Golak S. , Oleksiak B. , Blacha L.

|

2011

|

tom Vol. 11, no 1

171-179

EN

The mutual reactions between the gaseous phase and liquid metals or their alloys are of particular importance for the processes of metal smelting and refining. A comprehensive kinetic analysis of such processes requires extensive knowledge of the mass transfer phenomena taking place in both the aforementioned phases. This results from the fact that in heterogeneous systems, the components of the individual phases react with one another only after penetrating the interface. The parameter characterising the mass transfer velocity in the given phase is the so-called mass transfer coefficient. Knowing its value with reference to both phases as well as knowing the constant velocity of the reaction taking place in the interfacial area enables calculation of the general mass transfer coefficient values characteristic for the given process but also identification of the stages determining the coefficient. Some of the metallurgical aggregates whose design evolution is currently widely discussed are vacuum induction furnaces used for smelting of metals and alloys as well as for their refining. Intensive mixing of the metallic bath, which occurs in the said aggregates, causes an increase in the mass transfer velocity in the metal, and therefore, it can determine various parameters, such as the evaporation process rate for the bath volatile contaminants. This article is an analysis of the results obtained under the tests aimed at determination of the influence exerted by the melting pot position against the inductor in an induction furnace on the mass transfer coefficient for liquid metallic phase.

PL

Pełna analiza kinetyczna procesów chemicznych zachodzących w klasycznych układach metalurgicznych ciekły metal-faza gazowa wymaga znajomości zjawisk transportu masy, z którymi mamy do czynienia w obu fazach. Wynika to z faktu, że w układach heterogenicznych składniki poszczególnych faz reagują ze sobą tylko po przedostaniu się do granicy międzyfazowej. Parametrem charakteryzującym szybkość transportu masy w danej fazie jest tzw. współczynnik transportu masy. Jego znajomość w odniesieniu do obu faz, jak i znajomość stałej szybkości reakcji zachodzącej na powierzchni międzyfazowej pozwala na wyznaczenie wartości ogólnego współczynnika transportu masy charakteryzującej dany proces a także określenie etapów determinujących go. Jednymi z agregatów metalurgicznych, których rozwój konstrukcyjny jest obecnie szeroko obserwowany są próżniowe piece indukcyjne wykorzystywane do wytapiania metali i stopów, jak i ich obróbki rafinacyjnej. Poniżej przedstawiono wyniki badań, których celem było określenie wpływu geometrii układu cewka-tygiel na szybkość transportu masy w ciekłej fazie metalicznej mieszanej indukcyjnie.

3

Rafinacja aluminium i jego stopów metodą flotacji i barbotażu.

100%

Stuczyński T. , Pierewicz L. , Wężyk W.

|

1998

|

tom R. 43, nr 11

661-662

PL

Rafinacja aluminium za pomocą gazu obojętnego i wirującej dyszy staje się coraz częściej stosowana w krajowych odlewniach metodą odgazowania i usuwania niemetalicznych wtrąceń z metalu. Przedstawiono zasady procesu wykorzystującego efekt barbotażu i flotacji. Omówiono zastosowanie przez Oddział Metali Nieżelaznych IMN w Skawinie w produkcji rozwiązań technicznych i doświadczenia z ich eksploatacji. Przedstawiono wpływ czystości i rodzaju stosowanych gazowych czynników rafinujących na uzyskiwane wyniki.

EN

Aluminium refining by the inert gas and rotating nozzle is the method for degassing and removing non-metallic inclusions from metal which is still more frequently used in the domestic foundries. The paper presents main principles of this process which employs the effects of barbotage and flotation. Technological solutions applied and experience gathered has been discussed. An effect of purity and type of the gaseous media on the process performance are presented.

4

Analiza termodynamiczna procesu odparowania ołowiu ze stopu Cu-Pb-Fe

100%

Oleksiak B.

|

2009

|

tom R. 54, nr 4

196-199

PL

Technologia przerobu stopu Cu-Pb-Fe polega na jego konwertorowaniu przy dmuchu powietrzem. Celem tego procesu jest uzyskanie miedzi zawierającej do 0,3 % mas. ołowiu oraz usunięcie z niej arsenu, a także uzyskanie jak największego stopnia eliminacji ołowiu do pyłów. Produktami konwertorowania oprócz miedzi są pyły i żużel. Pyły kierowane są do bezpośredniego przerobu w celu odzyskania z nich ołowiu, żużel natomiast wraca do przetopu w piecu elektrycznym wraz z żużlem z pieca zawiesinowego. Można więc przyjąć, że ołów zawarty w żużlu konwertorowym krąży w obiegu technologicznym. Aby określić możliwość opracowania technologii przerobu stopu Cu-Pb-Fe, umożliwiającej nie tylko otrzymanie miedzi o odpowiedniej zawartości ołowiu, ale także pozwalającej na całkowite przejście ołowiu do pyłów przeprowadzono badania kinetyki procesu barbotażu tego stopu helem. W artykule przedstawiono analizę termodynamiczną procesu odparowania ołowiu ze stopu Cu-Pb-Fe.

EN

Technology of processing the Cu-Pb-Fe alloy comprises its converting by air blast. The aim of this process is extraction of copper containing up to 0.3 % wt. of lead and removal of arsenic, as well as obtainment of the highest degree of lead elimination to the dust. The products of converting, besides of copper are the dusts and slag. The dusts are run to the direct processing for recovery of lead, while the slag is returned back to electric furnace for remelting together with the slag from fluidized-bed furnace. It can be assumed then, that the lead contained in converter slag is circulating in the processing cycle. To determine the possibility of preparation of the processing technique for Cu-Pb-Fe alloy, enabling not only a recovery of copper with proper lead content, but also making possible for total transfer of lead to the dust, there were conducted examinations of kinetics of helium barbotage process for this alloy.

5

Intensyfikacja wymiany masy w fazie ciekłej w reaktorze z nowym typem dystrybutora gazu

100%

Pawełczyk R. , Jaroszyński M. , Pindur K. , Bylica I.

|

2003

|

tom Nr 4

9-12

PL

Przedstawiono eksperymentalne wyniki badań wnikania masy w fazie ciekłej w reaktorze z dystrybutorem gazu typu DSP. Badania przeprowadzono w reaktorze o średnicy 293 mm i wysokości 220 mm. Dokonano porównania uzyskanych wyników z rezultatami dla innych reaktorów dwufazowych ciecz—gaz.

EN

The experimental results dealing with liquid phase mass transfer in a reactor with the DSP-type gas distributor are presented. The experiments have been carried out in the reactor of 293 mm in diameter and 220 mm in height. A comparison of the results with those obtained in other two-phase gas-liquid reactors has been accomplished.

6

Solid oxide inclusions refining from molten aluminium by barbotage

100%

Onopiak K. , Botor J.

|

2006

|

tom Vol. 51, iss. 3

443-450

EN

Mechanism of removing oxide inclusions using inert gas flotation method based on water mineral processing systems was described. A selection of physicochemical data for calculation has been made. In the mechanism description many factors in the field of solid particle and gas bubble interaction in the molten aluminium phase were discussed, namely: bubble velocities and diameters, hydrodynamic conditions of the flotation process and its time connected parameters, probabilities of inclusion collision and adhesion to the bubble surface. A simple mathematical model describing the process of removing alumina inclusions from molten aluminium by barbotage was developed. The solid oxide particle removal efficiency in time was described based on hydrodynamic conditions. Influence of the refining gas bubble diameter was also discussed. Presented mathematical model of the solid inclusions flotation with experimental results acquired on an industrial plant was verified. The plant consists of: periodically working crucible furnace for aluminium melting, URO-200 rotary impeller, Prefil footprinter melted metal quality analyzer and scanning microscope. Oxygenated with air or oxygen by the use of URO rotary impeller liquid A0 aluminium was refined in specified time limits for flow rate of argon averaging 10, 15 and 20 dm3 min-1. Metal refining was performed for metal weight in the furnace from 180 to 250 kg, in the temperature range of 993–1023 K. Solid oxide removal efficiency was given by equation which is in keeping with adopted model i.e.: η = 100(1-exp(-0:00096t)) where t is refining time.

PL

W pracy scharakteryzowano mechanizm usuwania wtrąceń tlenkowych metodą flotacji w oparciu o zjawiska zachodzące w systemach wzbogacania i flotacji rud. Przeprowadzono selekcję danych fizykochemicznych oraz dobrano niezbędne dane do przeprowadzenia obliczeń. W opisie mechanizmu uwzględniono szereg czynników w zakresie oddziaływania stałego wtrącenia z gazowym pecherzykiem w fazie ciekłej, m.in.: prędkości wznoszenia i średnice pęcherzyków gazu; warunki hydrodynamiczne procesu i jego parametry czasowe oraz prawdopodobienstwa zderzenia i adhezji wtrącenia na powierzchni pecherzyka. Przedstawiono prosty model matematyczny procesu usuwania wtrąceń tlenku glinu z ciekłego aluminium metodą barbotażu. W wyniku przeprowadzonych obliczeń symulacyjnych, w uzależnieniu od warunków hydrodynamicznych, określony został stopień eliminacji stałych wtrąceń tlenkowych w czasie, jak również optymalna średnica pęcherzyków gazu rafinującego. Scharakteryzowany matematyczny model procesu flotacji stałych wtrąceń tlenkowych zweryfikowano z danymi doświadczalnymi uzyskanymi na stanowisku przemysłowym składającym się z: pracującego cyklicznie pieca tyglowego do topienia aluminium, rafinatora barbotażowego typu URO 200, aparatury PREFIL określającej jakość metalu oraz mikroskopu skaningowego. Utlenione powietrzem lub tlenem technicznym za pomocą rotora rafinatora URO ciekłe aluminium w gatunku A0, poddawane było rafinacji w określonych przedziałach czasu, dla natężeń przepływu gazu rafinującego – argonu, wynoszących 10, 15 oraz 20 dm3 min-1. Rafinacje metalu przeprowadzano dla wytopów aluminium o masie 180–250 kg, w zakresie temperatur 993–1023 K. Sprawność usunięcia stałych wtrąceń opisano równaniem w postaci zgodnej z przyjetym modelem η = 100(1 - exp(- 0,00096 t)), gdzie t jest czasem rafinacji.

7

Odpylanie w strefie barbotażowej i kroplowej aparatu o działaniu okresowym

100%

Krawczyk J. , Roszak Z. , Wisła H.

|

2006

|

tom Nr 4s

99-100

EN

The analysis of fractional dust removal efficiency changes in intensive barbotage conditions and in the drop zone with total liquid recirculation was presented in the paper. A reduction of the overall efficiency was observed for the suspension concentration close to 2.5%. It was confirmed that the effect was caused by the reduction of dust removal fractional efficiency for particles smaller then 5 mm.

8

Wpływ wielkości reaktora i mocy doprowadzonej na powierzchnię międzyfazową w reaktorach z dystrybutorem gazu typu DSP

80%

Pindur K. , Pawełczyk R.

|

2003

|

tom Nr 2

17-20

PL

Badano dwa reaktory (ciecz - gaz) o różnej wielkości (skala laboratoryjna i skala pilotowa) i o różnym obciążeniu czynnikami roboczymi. W każdym z reaktorów zastosowano metodę DSP (Dwa Strumienie Prostopadłe) rozpraszania gazu. Wymiary geometryczne reaktorów i natężenia przepływu czynników roboczych pozostawały w stosunku ok. 1:2 . Rozpatrywano wpływ różnic tych wielkości w obu reaktorach na parametry hydrodynamiczne i na moc jednostkową wnoszoną do reaktorów wyłącznie z czynnikami roboczymi. Wyznaczono udział objętościowy gazu w mieszaninie, średnicę Sautera i powierzchnię międzyfazową. Wyniki sugerują większą efektywność metody DSP w przypadku reaktora większej skali przynajmniej dla mediów słabo hamujących koalescencję.

EN

Differently loaded, laboratory and pilot-scale gas-liquid reactors have been tested. The DSP (two perpendicular streams) method of gas dispersion has been employed in both reactors. A ratio of geometry and media flow rates in reactors was equal to 1:2. An influence of differences of these parameters on hydrodynamics and unit power raising into reactors entirely by working media has been considered. A gas volume fraction in the mixture, the Sauler diameter and interface area have been determined. The results obtained suggests that effectiveness of the DSP method is better in the case of large-scale reactor, at least for weak-inhibiting coalescence media.

9

Process of solid oxide inclusions removal from liquid aluminium. Part 1

80%

Onopiak K. , Botor J.

|

2006

|

tom R. 51, nr 6

356-362

EN

In paper types of inclusions occurring in liquid aluminium, techniques of their removal by barbotage and molten metal quality assessment methods were characterized. High efficiency refining devices equipped with rotors such as AFD, Alpur, ASV, URO and SNIF allow to claim that barbotage by rotors is one from the most effective methods for solid and gaseous impurities removal. Among techniques of metal analyzing for inclusions presence especially favorable are these which facilitate testing the liquid metal samples in the process of production, i.e.: based on solid inclusion physical properties — e.g. ultrasonic technique and electric-sensing zone technique — LiMCA and filtration techniques - e.g. PREFIL. Mechanisms of liquid aluminium refining from solid inclusions and hydrogen are different but both impurities are removed from aluminium by inert gases (Ar or N2). Active gas admixture is possible, e.g. chlorine for alkalis removal (Li, Na). For oxide inclusion removal flotation is decisive factor. Rate of hydrogen removal from aluminium and its alloys is controlled by mass transport, especially in liquid metallic phase and heterogenic reaction on interfacial surface. From hydrodynamic factors the most important for description of liquid metal refining from solid inclusions are diameters and velocities of refining gas bubbles characterized by Davidson and Amick plus Davies and Taylor equations. Liquid aluminium film thickness hkr between sharp angular alumina and gas bubble surface amounts for hole formation model about 0.5 to 3mum. These values are a few times higher than those acquired for spherical inclusion (e.g. silica inclusion) — gas bubble system. It means that it is easier to get firm union between bubble and angular shape inclusion.

PL

W artykule scharakteryzowano rodzaje występujących w aluminium wtrąceń, sposoby ich usunięcia metodą barbotażu przy zastosowaniu rotorów oraz techniki kontroli jakości analizowanego metalu. Wysoka efektywność rafinatorów wyposażonych w rotory, takich jak AFD, Alpur, ASV, URO oraz SNIF, pozwala stwierdzić, że technika barbotażu przy użyciu wymienionych urządzeń jest jedną z najefektywniejszych w usuwaniu zanieczyszczeń stałych i gazowych. Pomiędzy metodami analizy metalu na obecność wtrąceń szczególnie korzystne są te, umożliwiające badanie na bieżąco próbek ciekłego metalu, tj.: analiza aluminium oparta na własnościach fizycznych stałych wtrąceń (np. LIMCA) oraz metody filtracyjne (np. PREFIL). Mechanizmy rafinacji wodoru i stałych wtrąceń są odmienne, lecz oba rodzaje zanieczyszczeń usuwa się z aluminium przy użyciu gazu obojętnego (Ar lub N2), z ewentualną domieszką gazu aktywnego, np. chloru dla usunięcia pierwiastków alkalicznych (Li, Na). O przebiegu procesu usuwania wtrąceń tlenkowych decyduje przede wszystkim czynnik flotacji stałych tlenków. O stopniu usunięcia wodoru z aluminium i jego stopów decydują zjawiska transportowe, szczególnie w fazie ciekłej oraz reakcja heterogeniczna na powierzchni międzyfazowej. Z czynników hydrodynamicznych najistotniejsze dla opisu przebiegu rafinacji ciekłego metalu od stałych wtrąceń są średnice i prędkości pęcherzyków gazu rafinującego, scharakteryzowane zależnościami Davidsona i Amicka oraz Daviesa i Taylora. Grubość hkr ciekłej warstewki aluminium między ostrokątnym wtrąceniem tlenku glinu, a powierzchnią pęcherzyka gazowego wynosi dla modelu formującego się otworu około 0,5 do 3mum. Są to wartości kilkakrotnie większe od otrzymanych dla modelu oscylacyjnego, charakteryzującego układ wtrącenie sferyczne (np. tlenek krzemu)—pęcherzyk gazu, co oznacza, że łatwiej jest uzyskać trwałe połączenie między pęcherzykiem a wtrąceniem o kształtach nieregularnych.

10

Process of solid oxide inclusions removal from liquid aluminium. Part 2

80%

Onopiak K. , Botor J.

|

2006

|

tom R. 51, nr 8

478-483

EN

In the second part of the paper the following equations characterizing solid oxide inclusions removal from molten aluminium were analyzed. Only certain time parameters from the described in this paper have numerical solutions. These are the equations representing times of: bubble with inclusion collision time — tZ amounting to about a few tenths microseconds; film drainage time during collision — tWZ, which reaches a few hundred microsecond values; inclusion sliding over the bubble surface tP time varies approximately from 5 to 25 milliseconds. Total inclusion removal probability can be calculated by taking into account only the collision interception probability — PZS. Inertial collision probability PZB has meaning for large inclusions of above 100 mum in diameter. The adhesion probability PA amount to practically 100 % for all bubble — inclusion encounters. From the analyses of solid inclusions removal mechanism it is seen, that the application of as small as possible bubble diameter favors the higher inclusions removal efficiency. It can be explained via major adhesion of interfacial area in case of a high number of smaller bubbles. The presented analysis of complex inclusion removal mechanism based on equations used in mineral processing, was applied for formulation of solid oxides removal model. A few of the equations selected from the described analysis (part I and II of the paper), were utilized in the model. There, for practical reasons, an experimental equation characterizing inclusions removal efficiency eta, %, from liquid aluminium was adopted [14]:eta = 100(1 – exp(– 0,00096 t)), where: t — liquid aluminium refining time, s.

PL

W II części pracy analizowano kolejne zależności charakteryzujące mechanizm procesu usuwania stałych wtrąceń tlenkowych z ciekłego aluminium. Tylko niektóre z opisanych zależności czasowych posiadają proste rozwiązania. Są to równania opisujące czasy: zderzeń pęcherzyka gazu z wtrąceniem — tZ o wartościach w układzie tlenek glinu—ciekłe aluminium— —argon, około kilkudziesięciu mikrosekund; zaniku warstewki podczas zderzenia wtrącenia i pęcherzyka — tWZ, osiągający wartość kilkuset mikrosekund; poślizgu wtrącenia po powierzchni pęcherzyka — tP wynoszący od 5 do 25 milisekund. Prawdopodobieństwo całkowite usunięcia wtrąceń można wyznaczyć biorąc pod uwagę jedynie prawdopodobieństwo zderzenia się pęcherzyka z wtrąceniem wskutek przechwycenia stałego tlenku w strumieniu ciekłego metalu — PZS. Prawdopodobieństwa zderzenia pod wpływem bezwładności wtrącenia PZB mają znaczenie dla dużych wtrąceń o średnicach wyższych od 100mum. Prawdopodobieństwo adhezji PA wynosi praktycznie 100 % dla każdego przypadku zderzenia wtrącenia z pęcherzykiem gazu. Z dokonanych analiz elementów składowych mechanizmu usuwania stałych wtrąceń wynika, że zastosowanie pęcherzyków gazu o jak najmniejszej średnicy sprzyja wyższemu stopniu usunięcia wtrąceń, co można wyjaśnić bardziej rozwiniętą powierzchnią adhezji wtrąceń w przypadku dużej liczby mniejszych pęcherzyków. Przedstawioną analizę złożonego mechanizmu usuwania wtrąceń, zbudowaną w oparciu o zależności wykorzystywane w procesach wzbogacania i flotacji rud, wykorzystano do opracowania modelu usuwania stałych tlenków z ciekłego aluminium. Znalazły tam zastosowanie równania wyselekcjonowane z charakterystyki procesu przedstawionej w obu częściach niniejszej pracy. Tam też dla celów praktycznych przyjęto równanie doświadczalne charakteryzujące sprawność eta [%] usunięcia wtrąceń z ciekłego aluminium w postaci [14]:eta. = 100(1 – exp(– 0,00096 t)), gdzie: t — czas rafinacji ciekłego aluminium [s].-