×

Nr 3/2009
3.jpg

Marian Niesler

Instytut Metalurgii Żelaza

NOWE PODEJŚCIE DO PROCESU WIELKOPIECOWEGO W PROJEKCIE ULCOS

W artykule przedstawiono realizowany w ramach programu ULCOS projekt nowego podejścia do procesu wielkopiecowego - technologia Top Gas Recycling (TGR) and Carbon Capture and Storage (CCS). Idea projektu polega na zastąpieniu tlenem gorącego dmuchu potrzebnego do spalenia koksu i wytworzenia gazu redukcyjnego. Następnie z gazu wielkopiecowego usuwane jest CO2. Tak spreparowany gaz redukcyjny zostaje ponownie wdmuchany do wielkiego pieca. Testy wykonane w Eksperymentalnym Wielkim Piecu w MEFOS - Metallurgical Resarch Institute AB w Lulea (Szwecja) wykazały, że możliwe jest 24% obniżenie zużycia koksu przy 90% udziale zawracanego do procesu gazu wielkopiecowego. Inwestycje w TGR wiążą się z kosztami szacowanymi na 300-400 mln euro, dla pojedynczej przemysłowej instalacji demonstracyjnej.

Marian Niesler, Janusz Stecko

Instytut Metalurgii Żelaza

SPIEKANIE ZAOLEJONYCH ODPADÓW ŻELAZONOŚNYCH METODĄ PODWÓJNEJ WARSTWY Z RECYRKULACJĄ SPALIN

W artykule omówiono wyniki wariantowych prób spiekania zaolejonych odpadów żelazonośnych z zastosowaniem tzw. "podwójnej warstwy" i recyrkulacji spalin. W zrealizowanych próbach spiekania przy zmiennej wysokości górnej warstwy i stałej zawartości oleju 1%, około 30% zawracanych spalin przyjmowały obie połączone warstwy spiekanej mieszanki. Podstawowymi zaletami zmodyfikowanej technologii spiekania są znacznie niższe emisje do atmosfery pyłu oraz spalin a w szczególności CO, NOx i SO2. Czynnikiem niekorzystnym był wzrost zawartości FeO w spieku, spowodowany między innymi zwiększoną ilością paliwa dostarczoną do procesu spiekania, mimo że obniżeniu uległo o 1,5-3,5% zużycie koksiku. Dodatkowym źródłem ciepła było bowiem:

  • spalanie produktów olejowych zawartych w górnej warstwie,
  • dopalenie CO zawartego w recyrkulowanych spalinach.

Spiek ze zwiększoną zawartością FeO gorzej redukuje się w warunkach wielkiego pieca, ale jednocześnie wykazuje korzystniejszą wytrzymałość mechaniczną.

Janusz Stecko, Marian Niesler

Instytut Metalurgii Żelaza

MOŻLIWOŚCI POPRAWY STRUKTURY ZIARNOWEJ KOKSIKU W PROCESIE SPIEKANIA POPRZEZ JEGO GRANULOWANIE

W artykule zaprezentowano ogólne aspekty wpływu struktury ziarnowej paliwa na podstawowe parametry procesu spiekania i również na właściwości powstających spalin. Zastosowanie koksiku granulowanego spowodowało wzrost wydajności procesu spiekania oraz obniżenie szkodliwych emisji do atmosfery głównie CO, NOx. Przedstawiono koncepcję poprawy struktury ziarnowej koksiku przy zastosowaniu granulowanego podziarna koksiku za pomocą odśrodkowego urządzenia granulującego.

Marian Niesler, Bogna Poniewierska-Mokryńska

Instytut Metalurgii Żelaza

SYSTEMY RECYRKULACJI SPALIN STOSOWANE W SPIEKALNIACH RUD

W świecie wdrożone są i pracują w skali przemysłowej różnorodne systemy recyrkulacji spalin na taśmach spiekalniczych. W artykule opisano systemy EOS, LEEP, EPOSINT i system selektywnej recyrkulacji spalin. Na tym tle przedstawiono system recyrkulacji spalin opracowany w IMŻ w Gliwicach i wdrożony w krajowej spiekalni rud. Bez względu na typ wybranego systemu recyrkulacji spalin główne korzyści jakie wynikają z jego stosowania są następujące:

  • zmniejszenie ilości spalin, przy utrzymaniu wydajności i jakości spieku na niezmienionym poziomie,
  • odzysk ciepła spalin,
  • obniżenie ilości zanieczyszczeń emitowanych w czasie produkcji spieku, m.in. w wyniku częściowego odsiarczenia spalin,
  • zmniejszenie kosztów oczyszczania spalin,
  • obniżenie zużycia ciepła, a tym samym obniżenie zużycia koksiku w procesie spiekania, poprzez dopalenie CO zawartego w spalinach.

 

Bogna Poniewierska-Mokryńska, Marian Niesler

Instytut Metalurgii Żelaza

ODPYLANIE I NEUTRALIZACJA SPALIN W SPIEKALNIACH RUD

Emisje pyłowo-gazowe powstające w hutach zintegrowanych podczas procesu spiekania stanowią ok. 65% emisji zanieczyszczeń, z czego ok. 35-40% to emisje pyłu. Ze względu na skład, emisje te mają duży wpływ na środowisko naturalne. W artykule omówiono najczęściej stosowane metody odpylania (tj. elektrofiltry, filtry tkaninowe oraz coraz rzadziej stosowane cyklony), a także neutralizacji spalin (np. poprzez wdmuchiwanie adsorbentów węglowych, wapna gaszonego, redukcję katalityczną) stosowane w spiekalniach rud.

Józef Barański, Izabela Majchrowicz

Instytut Szkła, Ceramiki, Materiałów Ogniotrwałych i Budowlanych w Warszawie Oddział Materiałów Ogniotrwałych w Gliwicach

KOROZJA MATERIAŁÓW OGNIOTRWAŁYCH POD WPŁYWEM ŻUŻLA Z PROCESU NAGRZEWANIA STALI TRANSFORMATOROWYCH I PRĄDNICOWYCH

W procesie nagrzewania wsadu ze stali prądnicowych i transformatorowych powstaje wysokoreaktywny płynny żużel żelazisto-krzemianowy w wyniku czego wyłożenie obmurza trzonów pieców przepychowych ulega bardzo szybkiemu zużyciu. W wyniku badań odporności korozyjnej różnego gatunku wysokojakościowych wyrobów ogniotrwałych (glinokrzemianowych, magnezjowych i betonów niskocementowych) pod działaniem przedmiotowego żużla, wytypowano dwa gatunki wyrobów ogniotrwałych charakteryzujących się najlepszą odpornością korozyjną. Określono mechanizm korozji wyrobów glinokrzemianowych pod wpływem żużla z procesu nagrzewania stali transformatorowych i prądnicowych. Omówiono przyczynę wysokiej odporności korozyjnej wyrobów magnezjowych i magnezjowo-chromitowych. Wskazano rodzaj materiałów ogniotrwałych do stosowania w piecu przepychowym, spełniających warunek wysokiej trwałości wymurówki w kontakcie z wysokoreaktywnym, płynnym żużlem żelazisto-krzemowym.

 

Projekty badawcze sfinansowane z dotacji na działalność statutową

Janusz Dobrzański, Adam Zieliński, Hanna Paszkowska

SPOSÓB OCENY TRWAŁOŚCI RESZTKOWEJ NA PRZYKŁADZIE MATERIAŁU RODZIMEGO I ZŁĄCZA SPAWANEGO PO DŁUGOTRWAŁEJ EKSPLOATACJI W WARUNKACH PEŁZANIA ZNACZNIE POZA CZAS OBLICZENIOWY EKSPLOATACJI

Przedstawiono sposób wyznaczania trwałości resztkowej i resztkowej trwałości rozporządzalnej na podstawie skróconych prób pełzania dla różnych poziomów temperatury wyższej od eksploatacyjnej i przy poziomie naprężenia odpowiadającego eksploatacyjnemu. Zaproponowano sposób wyznaczania udziału trwałości rozporządzalnej w trwałości, wyznaczanie czasu bezpiecznej eksploatacji poza obliczeniowy oraz sposób wyznaczania minimalnej wymaganej grubości ścianki elementu dla parametrów dalszej eksploatacji na podstawie charakterystyk trwałości resztkowej. Zaproponowane procedury omówiono na przykładzie materiału elementu rurociągu pary świeżej ze stali 13HMF po ok. 200 000 godzin eksploatacji.

Ryszard Molenda, Roman Kuziak, Zdzisław Łapczyński, Władysław Zalecki, Piotr Głowacki

SYMULACJA FIZYCZNA I MODELOWANIE NUMERYCZNE PROCESU CIĄGŁEGO WYŻARZANIA BLACH ZE STALI TYPU DP

Zaprojektowano i zrealizowano szereg eksperymentów dotyczących procesu ciągłego wyżarzani blach zimnowalcowanych ze stali o składzie chemicznym odpowiadającym stali HCT600X.Określono optymalny zakres nagrzewania, oraz parametry chłodzenia blach, które gwarantowały uzyskanie drobnoziarnistych struktur ferrytyczno martenzytycznych o właściwościach mechanicznych wymaganych przez normę EN 10336 dla stali dwufazowych. Prowadzone równolegle obliczenia numeryczne dotyczące zmian ułamka ferrytu i austenitu oraz segregacji węgla podczas nagrzewania stali, a także zmiany ułamka ferrytu podczas chłodzenia realizowanego w procesie ciągłego wyżarzania dobrze koresponduje z wynikami mikrostruktury blach ze stali DP po symulacji fizycznej procesu ciągłego wyżarzania.

Jerzy Stępień , Bogdan Garbarz, Jarosław Marcisz, Marek Burdek

ZBADANIE WPŁYWU PARAMETRÓW ZGNIATANIA OBROTOWEGO NA ZIMNO NA STRUKTURĘ I WŁAŚCIWOŚCI WYBRANYCH STALI PRZEZNACZONYCH NA KORPUSY WYROBÓW SPECJALNYCH I USTALENIE MOŻLIWOŚCI ZASTOSOWANIA WSADU W POSTACI ODCINKA PRĘTA

Celem pracy było wykonanie badań oceniających możliwości modernizacji lub zastosowania innych technologii wytwarzania elementów określonych rodzajów pocisków produkowanych w kraju na potrzeby polskiej armii. Wykonano analizę wpływu parametrów zgniatania obrotowego na zimno na strukturę i właściwości stali "maraging" i stali w gatunku 15HGMV przeznaczonych na korpusy pocisków. Opracowano wstępne założenia do technologii wytwarzania łusek stalowych o średnicy 30 mm.

Jerzy Pogorzałek, Lech Bulkowski, Urszula Galisz, Bogdan Garbarz, Jarosław Marcisz

OPRACOWANIE PROCEDUR TECHNOLOGICZNYCH ZAPEWNIAJĄCYCH UZYSKANIE POWTARZALNYCH PARAMETRÓW WYTAPIANIA I ODLEWANIA STALI SPECJALNYCH W PIECU VSG100S

Doświadczenie uzyskane w czasie eksploatacji pieca w okresie gwarancyjnym ukazały szereg możliwości poprawy jego pracy i technologii wytapiania i odlewania stali. Celem pracy było opracowanie procedur wykorzystania poszczególnych części pieca i technologii wytapiania specjalnych gatunków stali zapewniających uzyskanie powtarzalnych parametrów procesu wytapiani i odlewania zapewniających uzyskania odpowiednich parametrów jakościowych wlewków. W tym celu opracowano nową konstrukcję wyłożenia ogniotrwałego kadzi pośredniej i procedury jej wygrzewania tak aby uzyskać maksymalną temperaturę wyłożenia. Opracowano nową konstrukcję wlewnicy żeliwnej wraz z nadstawką.

Dariusz Woźniak, Bogdan Garbarz

OPRACOWANIE OSTATECZNEJ WERSJI SIWZ NA WYKONANIE MODERNIZACJI WALCARKI WCHODZĄCEJ W SKŁAD LPS NA PODSTAWIE DANYCH UZYSKANYCH OD POTENCJALNYCH WYKONAWCÓW W TRAKCIE DIALOGU KONKURENCYJNEGO ORAZ ANALIZA I OCENA OFERT

Celem pracy było opracowanie wersji wyjściowej i dokonywanie modyfikacji opisu przedmiotu zamówienia do Specyfikacji Istotnych Warunków Zamówienia (SIWZ) na realizację w trybie przetargu, modernizacji istniejącej w IMŻ walcarki duo / kwarto wraz z dostawą nowych urządzeń uzupełniających stanowiących moduł B linii do półprzemysłowej symulacji wytwarzania wyrobów z metali i stopów (LPS). Wyjściową wersję opisu przedmiotu zamówienia opracowano na podstawie wyników wykonanych w IMŻ statutowych prac koncepcyjnych dotyczących technicznych, technologicznych i ekonomicznych aspektów budowy LPS. Modyfikacje i uzupełnienia opisu przedmiotu zamówienia dostosowane do potrzeb kolejnych etapów postępowania przetargowego opracowano na podstawie wyników rozmów z potencjalnymi wykonawcami zamówienia, z uwzględnieniem odnośnych przepisów ustawy Prawo Zamówień Publicznych. W wyniku opracowano zmodyfikowaną treść opisu przedmiotu zamówienia, która zostanie wykorzystana w ostatecznej wersji SIWZ.

Hanna Krztoń, Bożena Smolec

ILOŚCIOWA ANALIZA FAZOWA MINERAŁÓW PRZEMYSŁOWYCH - WPŁYW ATOMÓW DOMIESZEK NA OBLICZONE UDZIAŁY SKŁADNIKÓW MINERALNYCH

Celem pracy było zbadanie wpływu atomów domieszek, obecnych w minerałach przemysłowych, na wyniki rentgenowskiej ilościowej analizy fazowej. Wykonano prace doświadczalne, mające na celu otrzymanie roztworów stałych składników fazy krzemianowej w spiekach żelaza. Zastosowano metodę Rietvelda do symulacji dyfraktogramów mieszanin dwuskładnikowych zawierających fajalit (CaxFe1-x)2SiO4 o różnym stopniu podstawienia jonami wapnia, x = 0,0; 0,15; 0,30; 0,40; 0,50; 0,60. W wyniku stwierdzono, że nieuwzględnienie w obliczeniach ilościowych obecności roztworu stałego, prowadzi do błędu nie większego niż 2% wartości rzeczywistej udziału fazy oliwinowej.

Grażyna Stankiewicz, Marta Kubiczek, Waldemar Spiewok

OPRACOWANIE I ATESTACJA TRZECH WZORCÓW WIÓROWYCH STALI TRANSFORMATOROWEJ DO ANALIZATORÓW WĘGLA I SIARKI

Celem pracy było przeprowadzenie badań atestacyjnych, zgromadzonego i ujednorodnionego w pierwszym etapie pracy, materiału na wzorce wiórowe stali transformatorowej o zróżnicowanej zawartości węgla i siarki. W badaniach uczestniczyło siedem laboratoriów. Po przeprowadzeniu statystycznej oceny uzyskanych wyników oznaczeń opracowano certyfikaty wzorców serii 190-194.

Tadeusz Kuźnik, Lech Bulkowski, Bogdan Zdonek, Andrzej Kuźnik, Wanda Suchecka, Ireneusz Szypuła

INTEGRACJA PROGRAMÓW WSPOMAGANIA TECHNOLOGII W CIĄGU TECHNOLOGICZNYM WSAD- EAF- LHF

Opracowano zintegrowany program wspomagania technologii stalowniczej w ciągu technologicznym składowisko wsadu - piec elektryczny - piec kadziowy. Program, po odpowiedniej adaptacji, może być zastosowany do opracowania komputerowego wspomagania i sterowania technologią dla dowolnej linii wytapiania stali w piecach elektrycznych z rafinacją pozapiecową.

Jarosław Gazdowicz, Marta Kubiczek, Hanna Krztoń, Krzysztof Radwański

OPRACOWANIE METODYKI BADAŃ METALOGRAFICZNYCH I CHEMICZNYCH WARSTW WIERZCHNICH STOPÓW LEKKICH PO PROCESIE POLEROWANIA I OBRÓBKI ANODOWEJ

Celem pracy było opracowanie metodyki badań metalograficznych i chemicznych powierzchni warstw wierzchnich po procesie polerowania i obróbki anodowej stopów lekkich. W ramach pracy opracowano metodyki badań warstw wierzchnich za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego Inspect F wyposażony w EDS i EBSD, metodykę pomiaru mikrotwardości warstwy wierzchniej na przekroju poprzecznym. Opracowano także metodykę analizy profilowej stopów tytanu, magnezu i glinu z wykorzystaniem metody optycznej spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem jarzeniowym (GD OES). W ramach pracy zweryfikowano opracowane metodyki dla warstw wierzchnich naniesionych na stopie magnezu pozyskanych z Politechniki Śląskiej w ramach realizacji Projektu Zamawianego.

Andrzej Maciosowski, Krzysztof Radwański, Jarosław Gazdowicz, Stanisław Cesarz

PRZEPROWADZENIE PRÓB I BADAŃ LABORATORYJNYCH POD KĄTEM DOBORU OBRÓBKI CIEPLNEJ TAŚM I PASÓW STALOWYCH WALCOWANYCH NA ZIMNO

Celem pracy było określenie możliwości zastąpienia obróbki cieplnej taśm i pasów ze stali konstrukcyjnych i narzędziowych polegającej na hartowaniu i następnym odpuszczaniu w ołowiu, procesem hartowania izotermicznego i/lub wydłużonego chłodzenia w sprężonym azocie. W tym celu przeprowadzono w warunkach przemysłowych Przeróbki Plastycznej na Zimno - Baildon Sp. z o.o. próby hartowania i odpuszczania taśm i pasów wykorzystując dotychczas stosowaną technologię oraz próby wydłużonego ich chłodzenia sprężonym azotem. W warunkach laboratoryjnych wykonano obróbkę cieplną taśm polegającą na hartowaniu izotermicznym. Uzyskane wyniki badań taśm/pasów chłodzonych z temperatury austenityzowania azotem, wskazują, że możliwe jest uzyskiwanie porównywalnych właściwości mechanicznych i twardości taśm i pasów do właściwości mechanicznych i twardości taśm/pasów hartowanych i odpuszczanych w ołowiu.

2012-10-21


Powrótwersja do druku