×

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza
PIMŻ nr 1 2013.jpg

SPIS TREŚCI (pobierz)

 

Marian Niesler

Instytut Metalurgii Żelaza

DOPALANIE SPALIN Z PROCESU SPIEKANIA Z ZASTOSOWANIEM TECHNIKI MIKROFALOWEJ

W artykule przedstawiono możliwości dopalania spalin z procesu spiekania rud żelaza i odpadów przy zastosowaniu promieniowania mikrofalowego w warunkach IMŻ w Gliwicach. Opisano zasadę działania nowatorskiego urządzenie firmy ATON, zainstalowanego w układzie spiekania, które za pomocą mikrofal neutralizuje szkodliwe związki zawarte w gazach odlotowych. Badania wykazały, że mikrofalowy układ dopalania gazów działał z bardzo wysoką efektywnością, czego dowodem była śladowa zawartość WWA oraz CO w oczyszczanych spalinach.

Słowa kluczowe: technika mikrofalowa, spiekanie, spaliny, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne WWA

 

Marta Kubiczek, Grażyna Stankiewicz, Waldemar Spiewok

Instytut Metalurgii Żelaza

EKSPLORACJA WYNIKÓW ANALIZ ATESTACYJNYCH WZORCÓW PRODUKCJI IMŻ JAKO BAZY DLA SYSTEMU OCENY NIEPEWNOŚCI Z WYKORZYSTANIEM RÓWNANIA HORWITZA

W artykule przedstawiono koncepcję wykorzystania równania Horwitza do oceny wyników analiz atestacyjnych certyfikowanych materiałów odniesienia. Omówiono podstawowe zagadnienia dotyczące postaci, obszarów wykorzystania równania Horwitza w światowej analityce oraz jako kryterium służące ocenie biegłości laboratoriów analitycznych. Przygotowano bazę danych obejmującą wyniki analiz atestacyjnych 113 wzorców stalowych wyprodukowanych przez IMŻ w latach 1970-2010. Przygotowana baza posłużyła do wyznaczenia współczynników równania odpowiadającego swoją formułą równaniu Horwitza i porównania ich z nowymi współczynnikami zaproponowanymi przez reprezentantów producentów certyfikowanych materiałów odniesienia z obszaru metalurgii żelaza. Otrzymane wartości pozwalają przypuszczać, że dalsza eksploracja wyników analiz atestacyjnych pozwoli rozszerzyć obliczenia na stopy nieżelazne, a także ustalić kompromisowe graniczne wartości dopuszczalnego wewnątrzlaboratoryjnego odchylenia standardowego, wartości docelowej niepewności pomiaru (TMU) w odniesieniu do niepewności atestacji wzorców.

Słowa kluczowe: równanie Horwitza, certyfikowane materiały odniesienia, atestacja wzorców, niepewność pomiaru

 

Grażyna Stankiewicz, Marta Kubiczek

Instytut Metalurgii Żelaza

BADANIA PRZYDATNOŚCI BEZWZORCOWEJ ANALIZY METODĄ XRF DO OKREŚLANIA SKŁADU CHEMICZNEGO MATERIAŁÓW METALURGICZNYCH

Celem pracy było zbadanie i sprecyzowanie granic przydatności bezwzorcowej analizy metodą XRF do badania składu chemicznego różnych materiałów. Badaniami objęto stale (nisko-, średnio- i wysokostopowe), stopy metali (niklu, kobaltu, chromu, tytanu, miedzi, aluminium, cynku, magnezu, cyrkonu, ołowiu) oraz surowce (rudy żelaza, manganu, chromu) i odpady hutnicze (żużle, pyły). Szeroki asortyment materiałów umożliwił dokonanie oceny dla których matryc można uzyskać wyniki w największym stopniu zbliżone do wyników analizy ilościowej.

Słowa kluczowe: skład chemiczny, fluorescencyjna spektrometria rentgenowska, analiza bezwzorcowa, materiały metalurgiczne

 

Jerzy Wiedermann, Krzysztof Radwański

Instytut Metalurgii Żelaza

Andrzej Adamiec

Przeróbka Plastyczna Na Zimno-Baildon Sp. Z o.o.

Jarosław Gazdowicz

Instytut Metalurgii Żelaza

WPŁYW ODKSZTAŁCENIA NA ZIMNO I OBRÓBKI CIEPLNEJ NA WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE I STRUKTURĘ TAŚM PRZEZNACZONYCH NA PIŁY TAŚMOWE

Celem pracy było określenie wpływu parametrów odkształcenia oraz międzyoperacyjnej i końcowej obróbki cieplnej na właściwości mechaniczne, strukturę i właściwości użytkowe taśm ze stali C75 pod kątem zastosowania ich na piły taśmowe. Taśmę wyjściową walcowaną na gorąco o grubości 2,00 mm poddano walcowaniu na zimno na grubość 0,65 mm w kolejnych 8 przepustach przedzielonych międzyoperacyjną obróbką cieplną. Następnie wykonano próby hartowania i odpuszczania taśm w celu nadania im końcowych właściwości użytkowych, spełniających wymagania na piły taśmowe w zakresie twardości, płaskości i jakości powierzchni. Przeprowadzone badania wykazały, że w oparciu o zastosowane parametry procesów opracowano technologię wytwarzania taśm spełniających wymagania stawiane piłom taśmowym. Uzyskano zadaną kategorię twardości taśm w drodze hartowania i odpuszczania. Końcowa mikrostruktura w zależności od temperatury odpuszczania złożona jest z odpuszczonego martenzytu lub sorbitu. Taśmy spełniają również wymagania związane ze stanem powierzchni oraz płaskością bez efektu korytkowatości.

Słowa kluczowe: taśma zimnowalcowana, stal C75, obróbka cieplna, właściwości mechaniczne, mikrostruktura

 

Agata Sorek, Harald Kania

Instytut Metalurgii Żelaza

WPŁYW SMAROWANIA NA JAKOŚĆ POWIERZCHNI WLEWKÓW CIĄGŁYCH

Istotnym czynnikiem wpływającym na jakość powierzchni wlewków ciągłych są zjawiska fizyczne, chemiczne i mechaniczne zachodzące w strefie przymeniskowej krystalizatora COS. Do zjawisk tych możemy między innymi zaliczyć "smarowanie" powierzchni wlewka ciągłego w krystalizatorze. Powszechnie stosowaną metodą smarowania powierzchni wlewka jest stosowanie zasypek krystalizatorowych. Zasypki w kontakcie z ciekłą stalą tworzą ciekłą fazę żużlową która jest czynnikiem smarującym. W artykule scharakteryzowano proces smarowania powierzchni wlewka w procesie ciągłego odlewania stali. Przedstawiono wyniki badań przemysłowych wpływu stosowanej zasypki na jakość powierzchni otrzymywanych wlewków ciągłych.

Słowo kluczowe: smarowanie, zasypka krystalizatorowa, znaki oscylacyjne, jakość

 

Ireneusz Szypuła, Bogdan Zdonek

Instytut Metalurgii Żelaza

BADANIA PRZYDATNOSCI MATERIAŁÓW ZAWIERAJĄCYCH ZWIĄZKI ORGANICZNE JAKO REDUKTORÓW DO SPIEKANIA I REDUKCJI RUD ŻELAZA ORAZ ODPADÓW ŻELAZONOŚNYCH

Zbadano przydatność odpadowych tworzyw sztucznych jako części reduktora węglowego w procesie redukcji rud żelaza oraz odpadów żelazonośnych. Do badań wykorzystano tworzywo sztuczne z plastykowych butelek PET oraz z organicznych pozostałości pochodzących ze strzępienia złomu samochodowego, tzw. ASR. Wykonano charakterystyki odpadów; analizy chemiczne, fizyczne, fazowe i termiczne. Z materiałów tych wykonano partię grudek i brykietów stanowiących materiał wyjściowy do badań procesów redukcji bezpośredniej z zastosowaniem reduktora węglowego z różnym udziałem ASR oraz PET. Grudki i brykiety z udziałem ASR poddano próbie redukcyjności statycznej (do 500oC) i dynamicznej (do 950sup>oC) w urządzeniu do badań redukcyjności. Próby redukcji grudek z udziałem PET przeprowadzono w mikrofalowym piecu obrotowym - laboratoryjnym ATON HR-lab, wykorzystującym promieniowanie mikrofalowe do nagrzewania materiału od wewnątrz. Wyniki badań próbek grudek i brykietów zawierających koncentrat magnetytowy, reduktor węglowy oraz mieszanki węgla z ASR po procesie redukcji wskazały, że dodatek do reduktora węglowego (koksiku) do 20% pozostałości ASR sprzyja procesowi redukcji rud żelaza. Nie udało się zbadać wpływu częściowego zastąpienia reduktora węglowego materiałem PET, z powodu niewystarczającej mocy mikrofalowego nagrzewania w piecu obrotowym do redukcji rudy.

Słowa kluczowe: grudka, ruda, redukcja, plastik, samochód, złom

 

Projekty badawcze sfinansowane z dotacji na działalność statutową

Valeriy Pidvysots'kyy, Roman Kuziak, Zdzisław Łapczyński

Rozwój komputerowej analizy danych uzyskanych w badaniach plastometrycznych mających na celu opracowywanie modelu rozwoju mikrostruktury i modelu reologicznego materiału

Celem pracy było opracowanie programu komputerowego wspomagającego wyznaczenie modelu reologicznego i rozwoju mikrostruktury. Opracowany program zawiera dwa moduły odpowiadające za obróbkę i opracowanie modelu reologicznego oraz rozwoju mikrostruktury. Przedstawiono przykłady wykorzystania programu i krótki opis jego możliwości.

 

Krzysztof Radwański, Roman Kuziak, Andrzej Wrożyna

Ilościowy opis wpływu cykli cieplnych na strukturę blach cienkich ze stali wielofazowych AHSS wyżarzanych w procesie ciągłym

W pracy przeprowadzono ilościową i jakościową ocenę zmian struktury stali o wyjściowej strukturze wielofazowej po symulacjach ciągłego wyżarzania. Przeanalizowano szczegółowo możliwości zastosowania parametrów wyznaczanych w analizie EBSD do analizy stanu mikrostruktury stali wielofazowych, odkształconych na zimno o zróżnicowanym udziale fazy zrekrystalizowanej. Symulacje fizyczne cykli cieplnych wykonano przy użyciu dylatometru różnicując parametry wyżarzania. Badania struktury po tych próbach wykonano za pomocą wysokorozdzielczego mikroskopu skaningowego z wykorzystaniem detektorów SE i EBSD. Realizacja pracy pozwoliła na rozwój metodyki badawczej EBSD oraz określenie wpływu cykli cieplnych na strukturę odkształconej stali wielofazowej. Wyniki badań zostaną wykorzystane w opracowaniu technologii ciągłego wyżarzania stali.

 

Piotr Knapik

Opracowanie metody oznaczania śladowych zawartości As, Bi, Pb, Sb, Se, Te, Tl w stalach

Celem pracy było opracowanie procedur badawczych dla oznaczeń śladowych zawartości arsenu, bizmutu, ołowiu, antymonu, selenu, telluru i talu w stalach metodą absorpcyjnej spektrometrii atomowej ze zbudzeniem w piecu grafitowym (GF AAS). Opracowanie metody oznaczania wymienionych pierwiastków śladowych w stalach pozwoliło rozszerzyć ofertę analityczną Laboratorium Analiz Chemicznych.

Piotr Różański, Lech Bulkowski, Jerzy Pogorzałek, Patrycja Ostrowska-Popielska, Mariusz Borecki

Badania możliwości wykorzystania żużli stalowniczych jako nawozu mineralnego

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.

 

Jerzy Pogorzałek, Lech Bulkowski, Urszula Galisz, Piotr Różański, Janusz Stecko

Zbadanie możliwości wykorzystania odpadów z przetwórstwa zbóż w technologiach stalowniczych

Celem pracy było zbadanie możliwości wykorzystania odpadów powstających w przetwórstwie zboża (otrąb, plew itp.), do produkcji zasypki izolującej w metalurgii. Zbadano poszczególne odpady zbożowe, opracowano zasypki z ich udziałem i zbadano skuteczność izolacyjną zarówno samych odpadów jak i zasypek. Badania wykazały, że otręby pszenne i jęczmienne są skutecznymi izolatorami ciepła, a opracowane z ich udziałem zasypki stanowią skuteczną izolację nadlewów wlewków stalowych.

 

Rafał Sikora, Janusz Dobrzański, Adam Zieliński

Struktura i właściwości stali X10CrMoVNb9-1 (P91) po długotrwałej eksploatacji w warunkach pełzania w obliczeniowym czasie pracy

Celem projektu była ocena odporności na pełzanie, zmian struktury i stanu wydzieleń oraz ocena właściwości mechanicznych stali X10CrMoVNb9-1 (P91) po eksploatacji odpowiadającej obliczeniowemu czasowi pracy. Zbadano właściwości mechaniczne w temperaturze pokojowej i podwyższonej, przeprowadzono skrócone próby pełzania dla materiału eksploatowanego przez ponad 90 000 godzin i porównano z materiałem odpowiadającym typowemu stanowi wyjściowemu uzyskano poprzez obróbkę cieplną materiału eksploatowanego. Ponadto przeprowadzono obserwację mikrostruktury w mikroskopie skaningowym oraz wykonano rentgenowską analizę fazową wydzieleń.

 

Jerzy Pogorzałek, Lech Bulkowski, Urszula Galisz, Piotr Różański

Uruchomienie i testy odbiorcze nowego pieca próżniowego do wytapiania stali i stopów specjalnych o masie 30 kg

Celem pracy było opracowanie konstrukcji obsługi i pracy poszczególnych modułów pieca VIM Lab 30-70 i ich testowanie w poszczególnych fazach procesu metalurgicznego. Przeprowadzono szkolenie operatorów w zakresie obsługi pieca, wykonano wytopy testowe i odbiorowe pieca. Opracowano dokumentację szczegółowych procedur uruchamiania pieca, opracowano ogólną technologię prowadzenia procesu metalurgicznego oraz opracowano instrukcję konserwacji pieca. Próby testowe pieca wykazały, że spełnia on wymagania pod względem przewidywanych zastosowań.

 

Piotr Skupień, Krzysztof Radwański, Sebastian Arabasz

Badania strukturalne warstw ochronnych ze stali nakładanych metodami odlewniczymi na żeliwo szare z grafitem płytkowym w osnowie perlitycznej

Celem pracy było przeprowadzenie badań strukturalnych różnego rodzaju warstw ochronnych ze stali nakładanych metodami odlewniczymi na żeliwo szare z grafitem płytkowym w osnowie perlitycznej. Przeprowadzone badania obejmowały charakterystykę struktury i morfologii materiału rodzimego jak również warstwy ochronnej i strefy przejściowej. W wyniku przeprowadzonych badań zgromadzono wiedza na temat mikrostruktury warstw ochronnych ze stali nakładanych metodami odlewniczymi na żeliwa szare z grafitem płytkowym w osnowie perlitycznej.

 

Hanna Paszkowska, Janusz Dobrzański, Adam Zieliński

Odporność na pełzanie stali T321H w stanie wyjściowym i po eksploatacji

Podstawowym celem prowadzonych badań austenitycznej stali T321H w stanie wyjściowym i po różnych czasach pracy jest zbudowanie modelu umożliwiającego przewidywanie trwałości eksploatacyjnej materiału elementów części ciśnieniowej kotła po długotrwałej eksploatacji w warunkach pełzania wykonanych z tej stali. W pracy wykonano rentgenowską analizę dyfrakcyjną wydzieleń wyizolowanych elektrolitycznie dla oceny rozwoju procesów wydzieleniowych węglików. Zbadano wpływ temperatury i naprężenia na czasową wytrzymałość na pełzanie w oparciu o skrócone próby pełzania oraz wyznaczono resztkową wytrzymałość na pełzanie. Zastosowana metodyka badań oraz uzyskane wyniki badań zostaną wykorzystane w tworzeniu modeli umożliwiających przewidywanie trwałości eksploatacyjnej dla badanej stali T321H o strukturze austenitycznej.

 

Wojciech Burian, Jarosław Marcisz

Kinetyka procesów wydzieleniowych w stalach maraging - obliczenia termodynamiczne i badania strukturalne

W pracy przeprowadzono obróbkę cieplną stali maraging MS350 w celu uzyskania informacji o możliwości uzyskania wymaganych pożądanych wysokich właściwości mechanicznych w wyniku zastosowania krótkich czasów starzenia w szerokim zakresie temperatury. Wykonano również ilościową analizę nanowydzieleń w stali maraging za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego (TEM) oraz obliczenia termodynamiczne kinetyki procesów wydzieleniowych, które dostarczyły danych o rozmiarach i czasie powstania wydzieleń.

 

Seminaria Naukowe w Instytucie Metalurgii Żelaza

2013-04-17


Powrótwersja do druku