Sierpień 2011 Zastosowanie symulacji fizycznej i numerycznej do opracowania technologii ciągłego odlewania wlewków stalowych o przekroju kołowym na urządzeniu o małym promieniu łuku
Kierownik projektu: mgr inż. Harald Kania (Zespół Technologii i Aplikacji Wyrobów) Zleceniodawca: Narodowe Centrum Badań i Rozwoju
Celem projektu było opracowanie technologii odlewania ciągłego wlewków w zakresie wymiarowym Ø 170÷200 mm na urządzeniach o małym promieniu łuku R = 6 i 7 m, ze szczególnym uwzględnieniem naprężeń powstających podczas prostowania żyły. Nie był znany przypadek w światowym hutnictwie stali, odlewania wlewków tak dużego formatu na urządzeniu o tak małym promieniu łuku.
Do zaprojektowania technologii odlewania wlewków o przekroju kołowym posłużono się wynikami symulacji numerycznych i fizycznych, stosując rzeczywiste wartości parametrów techniczno-technologicznych dwóch urządzeń przemysłowych COS:
dwużyłowego urządzenia o promieniu łuku R = 7 m firmy VOEST-ALPINE, produkującego wlewki Ø 200 mm, Ø 180 mm i Ø 150 mm,
trzyżyłowego urządzenia COS (R = 6 m) firmy CONCAST, produkującego wlewki Ø 170 mm.
Symulacja numeryczna z wykorzystaniem programu CalcoSoft 2D pozwoliła zidentyfikować zjawiska związane z wymianą ciepła, wyznaczyć zmiany temperatury i udziału fazy stałej na przekroju wlewka oraz określić prędkości przepływów stali w krystalizatorze dla różnych wariantów parametrów odlewania. Uzyskane wyniki badań modelowych były punktem wyjścia do przeprowadzenia symulacji matematycznej, z zastosowaniem programu Forge 2005, określającej wielkość naprężeń powstających w paśmie w strefie odginania żyły. W projekcie zastosowano symulację fizyczną procesu ciągłego odlewania stali z użyciem symulatora Gleeble 3800 do wyznaczenia wysokotemperaturowych charakterystyk (m.in. temperatur zerowej wytrzymałości i zerowej plastyczności). Symulacje te uzupełniono modelowaniem fizycznym i numerycznym (Fluent) na Politechnice Śląskiej. Do określenia charakterystyki przepływu i mieszania w kadzi pośredniej i krystalizatorze zbudowano dwa modele kadzi pośredniej i cztery modele krystalizatorów okrągłych. Wielowariantowe eksperymenty dotyczące wizualizacji sposobu przepływu i mieszania się ciekłej stali w kadzi pośredniej i krystalizatorze pozwoliły na zidentyfikowanie stref martwych i ich eliminację poprzez właściwe ukierunkowanie przepływu strumienia. Badania te przyczyniły się również do właściwego określania głębokości zanurzenia wylewów w krystalizatorze i ustalenia minimalnego poziomu stali dla analizowanych typów kadzi pośrednich. Badania symulacyjne uzupełniono obliczeniami z wykorzystaniem wzorów empirycznych, parametrów charakteryzujących prawidłową pracę krystalizatorów w zakresie oscylacji i smarowania ścian. Wyniki symulacji fizycznej i numerycznej oraz obliczeń i analiz jakościowych, posłużyły do opracowania wstępnej technologii odlewania wlewków o przekroju kołowym, którą zweryfikowano na podstawie przemysłowych wytopów doświadczalnych i badań odlanych wlewków.
Połączenie metod modelowania numerycznego i fizycznego z doświadczeniem i wiedzą praktyczną, pozwoliły na dokładną identyfikację procesów fizycznych zachodzących podczas odlewania wlewków o przekroju kołowym. Uzyskano dzięki temu możliwości właściwego zaprojektowania technologii odlewania wlewków, zidentyfikowania błędów konstrukcyjnych urządzeń COS i zastosowania nowych rozwiązań technicznych optymalizujących ich funkcjonowanie i poprawiających jakość wlewków ciągłych.
Projekt był realizowany w okresie 01.09.2009 - 31.08.2011 przez Instytut Metalurgii Żelaza (koordynator i główny wykonawca) we współpracy z Politechniką Śląską i spółkami: Gonar Stalownia Baildon oraz Ferrostal Łabędy.
Sierpień 2011 Optymalizacja technologii produkcji korpusu silnika marszowego Kierownik projektu: dr inż. Marek Burdek (Zespół Technologii i Aplikacji Wyrobów) Zleceniodawca: Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego
Celem projektu była optymalizacja technologii produkcji korpusu silnika marszowego, zapewniająca uzyskanie poprawy jego parametrów eksploatacyjnych i obniżenie kosztów wytwarzania, a polegająca na:
zastosowaniu nowego gatunku stali o wyższych właściwościach mechanicznych,
wykonaniu korpusu z odcinka pręta, a nie jak dotychczas z krążka wyciętego z taśmy stalowej walcowanej na zimno w stanie zmiękczonym,
wykonaniu korpusu w formie monolitu bez konieczności spawania węzła łączącego korpus silnika z dyszą.
Opracowano dokumentację techniczną modelowej partii korpusu silnika marszowego o zoptymalizowanej konstrukcji, wykonanego z pręta ze stali N18K12M4Ts oraz wykonano partię odkuwek i ich przeróbkę plastyczną na zimno, obejmującą m.in. wyciąganie ścianek tulei i zgniatanie obrotowe tulei. Równocześnie zakupiono niezbędne oprogramowanie i wykonano symulacje numeryczne procesu zgniatania obrotowego na zimno korpusu wg obecnej technologii oraz dla dwóch nowych wariantów, różniących się średnicami rolek odkształcających i grubością ścianki korpusu. Na wybranych korpusach silników marszowych z partii modelowej przeprowadzono badania nieniszczące i niszczące, w tym badania w warunkach eksploatacyjnych. Wszystkie badania zakończyły się pozytywnymi wynikami. Uzyskano korpus silnika marszowego w formie monolitu o podwyższonych właściwościach mechanicznych. Stwierdzono, że zastosowana nowatorska technologia wykonania korpusów z pręta kutego na gorąco ze stali N18K12M4Ts zamiast z blachy walcowanej na zimno ze stali N18K9M5T jest korzystniejsza od technologii dotychczas stosowanej, ponieważ
obniża koszty wytwarzania korpusów,
pozwala uzyskiwać wyższe właściwości wytrzymałościowe korpusów w stosunku do korpusów obecnie wytwarzanych oraz
eliminuje operację spawania węzła łączącego korpus silnika marszowego z dyszą.
Maj 2011 Opracowanie podstaw przemysłowych technologii kształtowania struktury i właściwości wyrobów z metali i stopów z wykorzystaniem symulacji fizycznej i numerycznej Kierownik projektu: prof. nzw. dr hab. inż. Bogdan Garbarz (Zespół Technologii i Aplikacji Wyrobów) Zleceniodawca: Narodowe Centrum Badań i Rozwoju
Opracowano modele numeryczne przeznaczone do symulacji procesów fizycznych i operacji technologicznych mające zastosowanie w procesach wytwarzania i przetwarzania półwyrobów i wyrobów stalowych. Rozwinięto metody modelowania fizycznego obróbki cieplnoplastycznej stali i stopów żelaza w warunkach laboratoryjnych i półprzemysłowych oraz opracowano podstawy przemysłowych technologii wytwarzania wyrobów stalowych z trzech nowych grup gatunkowych stali: konstrukcyjnej niestopowej ultradrobnoziarnistej, konstrukcyjnej wielofazowej (CP - complex phase) i supertwardej wysokowęglowej bainitycznej.
Opracowano następujące modele numeryczne mające zastosowanie do symulowania procesów i operacji w warunkach przemysłowych:
model wlewka ciągłego opracowany w programie ProCAST,
model wlewka ciągłego opracowany w programie autorskim AGH,
model symulujący zamykanie i spajanie wewnętrznych nieciągłości materiałowych w trakcie walcowania na gorąco blach i prętów opracowany w programie Forge2008,
model ewolucji mikrostruktury austenitu dla stali wielofazowej konstrukcyjnej umożliwiający przeprowadzenie symulacji wielostopniowego odkształcenia z wykorzystaniem programów opartych o metodę elementów skończonych,
model przemian fazowych zachodzących w trakcie ciągłego chłodzenia stali konstrukcyjnej wielofazowej,
modele w programie Forge2008 walcowania na gorąco i obróbki cieplnoplastycznej blach i prętów,
program komputerowy do symulacji zmian temperatury podczas walcowania prętów i blach.
Rozwinięto i udoskonalono metodykę półprzemysłowej symulacji procesów wytwarzania metali i stopów oraz półwyrobów i wyrobów walcowanych. W Instytucie Metalurgii Żelaza realizowany jest program etapowej budowy linii do półprzemysłowej symulacji nowoczesnych procesów wytwarzania półwyrobów i wyrobów z metali i stopów (LPS). Planowana kompletna linia ma składać się z modułów do wytapiania i odlewania (A), walcowania na gorąco z obróbką cieplnoplastyczną (B, C/D), przeróbki plastycznej na zimno (E) i do obróbki cieplnej wyrobów finalnych (F). Główna część modułu do wytapiania i odlewania stopów metali (A1) oraz moduł do walcowania na gorąco blach arkuszowych i prętów kwadratowych oraz ich obróbki cieplnej (B) są już eksploatowane i zostały wykorzystane w projekcie m.in. do do opracowania podstaw przemysłowych technologii wytwarzania wyrobów z nowych gatunków stali.
Projekt był realizowany w okresie 1.06.2008 - 31.05.2011 przez Instytut Metalurgii Żelaza (koordynator i główny wykonawca) we współpracy z Akademią Górniczo-Hutniczą, Politechniką Częstochowską, Politechniką Śląską i Politechniką Warszawską.
Grudzień 2010 Hartowność bainityczna - efektywne wykorzystanie kosztownych i strategicznych dodatków stopowych w stalach wysokowytrzymałych Kierownik projektu: prof. dr hab. Roman Kuziak (Laboratorium Symulacji Procesów Technologicznych IMŻ) Projekt międzynarodowy dofinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Badawczego Węgla i Stali RFCS
Zbadano wpływ dodatków stopowych na hartowność bainityczną, stosowanych zarówno pojedynczo, jak w kombinacjach oraz opracowano model hartowności bainitycznej, umożliwiający projektowanie składów chemicznych stali bainitycznych, zapewniających optymalne zużycie kosztownych i strategicznych pierwiastków stopowych. Badania skoncentrowano na stalach niskowęglowych, zawierających 0,05% C, 1,5% Mn, 0,3% Si i niewielkie zróżnicowane dodatki Cu, Ni, Cr, V, Ti oraz Mo. Bazowy wytop przemysłowy został wykonany przez Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH. Wpływ dodatków stopowych na przemiany fazowe badano konstruując wykresy TTT, CCT i DCCT. Wyniki badań dylatometrycznych, ocenę właściwości mechanicznych oraz wyniki badań strukturalnych zgromadzono w dedykowanej bazie danych, opracowanej specjalnie w projekcie Bainhard. W oparciu o zgromadzone dane przeprowadzono identyfikację parametrów modelu przemian fazowych oraz analizę wyników próby Jominy. W oparciu o dane eksperymentalne opracowano model hartowności bainitycznej, który zweryfikowano w doświadczeniach przemysłowych.
Listopad 2010 Opracowanie podstaw technologii produkcji elementów stalowych amunicji Kierownik projektu: dr inż. Jarosław Marcisz (Zespół Technologii i Aplikacji Wyrobów) Zleceniodawca: Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego
W wyniku realizacji projektu opracowano podstawy technologii seryjnej produkcji elementów stalowych: amunicji (łuska) i taśmy amunicyjnej (ogniwo taśmy rozsypanej). Projekt był realizowany przez Instytut Metalurgii Żelaza, Politechnikę Poznańską i FPS Bolechowo zgodnie z umową konsorcjum pomiędzy wymienionymi instytucjami.
W projekcie opracowano:
skład chemiczny i technologię produkcji stali oraz rodzaj wsadu do wytwarzania elementów stalowych amunicji,
założenia do technologii produkcji półwyrobów w postaci prętów oraz blach kształtowanych na gorąco z przemysłowego wlewka ciągłego i z wlewków laboratoryjnych,
podstawy technologii obróbki plastycznej obejmującej parametry operacji kształtowania oraz projekt i wykonanie narzędzi w celu wytworzenia modelowych wyprasek przeznaczonych na łuski stalowe,
podstawy technologii kształtowania plastycznego wyrobu finalnego w postaci modelowych stalowych ogniw taśmy rozsypnej,
parametry obróbki cieplnej w celu uzyskania wymaganych właściwości technologicznych półwyrobów oraz właściwości mechanicznych i użytkowych wyrobów finalnych.
Finalnym etapem projektu było wytworzenie partii modelowych łusek oraz ogniw taśmy rozsypnej. Opracowane w projekcie założenia do technologii wytwarzania ww. wyrobów umożliwiają kontynuację badań w ramach projektu aplikacyjnego.
Wrzesień 2010 Opracowanie systemu oceny stanu materiału i przewidywanie czasu bezpiecznej eksploatacji ciśnieniowych elementów i urządzeń energetycznych pracujących w podwyższonej temperaturze Kierownik projektu: dr inż. Janusz Dobrzański (Zespół Badań Materiałowych Urządzeń Energetycznych) Zleceniodawca: Narodowe Centrum Badań i Rozwoju
Opracowano i zweryfikowano w warunkach przemysłowych system oceny stanu części ciśnieniowej urządzeń energetycznych pracujących w podwyższonej temperaturze w warunkach pełzania. Zaproponowany sposób oceny uwzględnia: wybór i kwalifikację metod badawczych, dobór metod diagnostycznych stosowanych bezpośrednio na obiektach przemysłowych, jak również wykonywanych w warunkach laboratoryjnych, opracowanie sposobu oceny stanu i przewidywanie czasu dalszej bezpiecznej eksploatacji, najczęściej znacznie poza wyznaczony obliczeniowy czas pracy.
Zaproponowano zasady wyboru reprezentatywnych elementów do badań oraz system kontroli nieustalonych stanów cieplno-mechanicznych tych elementów. Opracowano metodę obliczania stopnia zużycia wybranych elementów krytycznych będących w eksploatacji, dla ich rzeczywistego czasu eksploatacji i stopnia "wyeksploatowania" oraz typowych zmian temperatury i ciśnienia. W elementach krytycznych na podstawie analizy przebiegu naprężeń w miejscach ich koncentracji w czasie, stopień zużycia spowodowany zmęczeniem niskocyklowym, a następnie pełzaniem wyznaczany jest metodą elementów skończonych. Trwałość resztkowa obliczana jest z zastosowaniem reguły Palmgrena-Minera oraz zjawiska pełzania za pomocą programu ANSYS.
Przeprowadzono kwalifikację i weryfikację stosowanych nieniszczących metod badań elementów wraz z opracowaniem niezbędnych procedur na podstawie metodologii zgodnej z praktyką dokumentów europejskich. W niszczących badaniach materiałowych istotnym elementem i podstawowym źródłem informacji w ilościowej ocenie stanu materiału są próby pełzania; dokonano oceny przydatności tych prób oraz praktycznej ich weryfikacji.
Opracowano sposób klasyfikacji i system oceny materiału w zależności od stopnia rozpadu podstawowych składników fazowych struktury, rozwoju procesów wydzieleniowych, rozwoju procesów uszkodzenia i stopnia wyczerpania. Istotnym elementem systemu jest opracowany atlas struktur stali najczęściej stosowanych na elementy pracujące powyżej temperatury granicznej zawierający obrazy mikrostruktur obserwowanych w skaningowym mikroskopie elektronowym.
Dokonano przeglądu i wyboru do stosowania metod fizycznych oraz weryfikacji ich przydatności do praktycznego zastosowania w ocenie stanu elementów ciśnieniowych. Wykonanie powyższego zakresu badań pozwoliło na opracowanie systemu oceny stanu i przewidywania czasu dalszej bezpiecznej eksploatacji materiału oraz sposobu oceny stanu części ciśnieniowej kotłów z prognozą ich dalszej bezpiecznej pracy.
Wyniki projektu w praktyce są wykorzystywane do oceny stanu elementów części ciśnieniowej kotłów energetycznych oraz do opracowania prognozy ich dalszej bezpiecznej eksploatacji, szczególnie poza obliczeniowy czas pracy.
Wrzesień 2010 Niskowęglowe-wysokowytrzymałe stale bainityczne umacniane wydzieleniowo na wyroby kute na zimno Kierownik projektu: prof. dr hab. Roman Kuziak (Laboratorium Symulacji Procesów Technologicznych) Zleceniodawca: Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego
Opracowano oszczędnościowe składy chemiczne stali bainitycznych na elementy złączne wytwarzane bez stosowania zabiegów obróbki cieplnej. Wykorzystanie umocnienia wydzieleniowego umożliwiło obniżenie zawartości węgla w stalach do wartości < 0,1% bez spadku wytrzymałości. Opracowane modele reologiczne wykorzystano do przeprowadzenia symulacji numerycznej procesu kucia elementów złącznych, w oparciu o którą zaprojektowano proces przemysłowy. Wytworzono walcówkę ze stali bainitycznej, którą zastosowano do przemysłowych prób kucia śrub w klasie właściwości 8.8. Śruby spełniały warunki norm bez zastosowania ulepszania cieplnego.
Sierpień 2010 Opracowanie podstaw technologicznych wytwarzania wyrobów stalowych na obudowy górnicze o wysokiej wytrzymałości i podwyższonej odporności na obciążenia dynamiczne Kierownik projektu: mgr inż. Artur Żak (Zespół Technologii i Aplikacji Wyrobów) Zleceniodawca: Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego
W wyniku realizacji projektu opracowano podstawy technologii wytwarzania kształtowników typu V o wysokiej wytrzymałości i ciągliwości przeznaczonych do zastosowania na konstrukcję obudowy chodnikowej dla górnictwa. W szczególności opracowano skład chemiczny stali oraz opracowano lub uszczegółowiono technologie produkcji stali ciekłej, rafinacji stali ciekłej, ciągłego odlewania i walcowania na gorąco kształtowników.
Wykonano dwa doświadczalne wytopy stali o ograniczonej do 0,006 % zawartości glinu całkowitego, z dodatkiem tytanu i wanadu oraz zróżnicowanej zawartości azotu (100 i 150 ppm), z których wyprodukowano próbne partie kształtowników V36.
Wprowadzenie dodatku tytanu w ilości od 0,016% do 0,018% do stali zawierającej 100 ppm azotu prowadzi do znacznego zwiększenia ciągliwości wyrobów gotowych. Udarność po starzeniu, KCU2A, odwalcowanych kształtowników V36 zawiera się w przedziale od 135 J/cm2 do 180 J/cm2, podczas gdy średnia udarność tych kształtowników ze stali nie zawierającej tytanu jest równa około 60 J/cm2.
Znaczne zwiększenie właściwości wytrzymałościowych kształtowników uzyskano w wyniku zastosowania stali zawierającej obok dodatków tytanu i wanadu podwyższonej do 150 ppm zawartości azotu. Kształtowniki V36 ze stali zawierającej 0,12 % wanadu i 0,016 % tytanu oraz o zawartości azotu w ilości 150 ppm charakteryzują się korzystnym połączeniem wysokiej wytrzymałości i plastyczności. Wartości granicy plastyczności, wytrzymałości na rozciąganie i wydłużenia A5 zawierają się odpowiednio w przedziałach od 573 MPa do 592 MPa od 735 MPa do 750 MPa i od 21,0 % do 23,0 %. Udarność kształtowników V36 wyprodukowanych z tego gatunku stali mieści się w przedziale od 75 J/cm2 do 85 J/cm2.
Maj 2010 Opracowanie na potrzeby przemysłu lotniczego metodyki profilowej analizy składu chemicznego związków międzymetalicznych typu NiAl modyfikowanych pierwiastkami szlachetnymi i reaktywnymi metodą optycznej spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem jarzeniowym Kierownik projektu: dr inż. Marta Kubiczek (Laboratorium Analiz Chemicznych) Zleceniodawca: Narodowe Centrum Badań i Rozwoju
Opracowano metodykę profilowej analizy składu chemicznego(pierwiastkowego)powłok ochronnych ze związków międzymetalicznych NiAl na podłożu superstopów metodą optycznej spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem jarzeniowym (GD OES). Metodyka uwzględnia analizę następujących pierwiastków: Al, Ni, Ti, Cr, Co, Ta, W, Mo V, Nb, Fe, Si, Mn, Cu, modyfikujących te związki pierwiastków szlachetnych - Re, Pt, Pd, pierwiastków reaktywnych Hf, Zr, Y oraz pierwiastków lekkich - C, B, S, P. Metodyka może być zastosowana do kompleksowej analizy składu chemicznego pokryć żaroodpornych ze związków międzymetalicznych NiAl, w tym do badania procesów dyfuzji, oraz zjawisk zachodzących na skutek cyklicznego utleniania takich pokryć.
Otrzymane przy wykorzystaniu opracowanej metodyki profile wgłębne GD OES dla próbek przewodzących pozwalają na wyczerpującą identyfikację pokryć i poszczególnych stref dyfuzyjnych, różniących się między sobą składem pierwiastkowym oraz na określenie ich średniej grubości. Profile dla próbek przewodzących pozwalają na identyfikację zewnętrznej warstwy składającej się z niklu i glinu oraz wewnętrznej strefy dyfuzyjnej z nierównomiernie rozłożonymi pierwiastkami stopowymi oraz węglem i borem.
Kwiecień 2010 Nowa technologia rafinacji ciekłego metalu za pomocą filtrów ceramicznych Kierownik projektu: dr inż. Lech Bulkowski (Zespół Procesów Surowcowych) Zleceniodawca: Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego
Opracowano nową technologię rafinacji stali metodą filtracji z zastosowaniem filtrów ceramicznych. Przeprowadzono badania laboratoryjne i przemysłowe, w których zastosowano filtry kanalikowe, wykonane z materiałów typu mulit i korund, o konstrukcji dostosowanej do warunków technologicznych procesu odlewania. Laboratoryjne badania filtracji stali prowadzono w Instytucie Metalurgii Żelaza w próżniowym piecu indukcyjnym podczas odlewania stali z zastosowaniem filtra ceramicznego umieszczonego w nadstawce wlewnikowej, a próby przemysłowe wykonano w dwóch spółkach hutniczych:
Gonar- Stalownia Baildon Sp. z o.o. w Katowicach, w której wykonano wytopy z filtrowaniem ciekłej stali
podczas ciągłego odlewania, przez przegrody ceramiczne umieszczone w kadzi pośredniej (COS),
Magnesy Baildon Sp. z o.o. - Wydział Mikrostalowni w Katowicach, gdzie filtrowanie ciekłej stali odbywało się
w ceramicznej nadstawce z filtrem, umieszczonej nad wlewnicą, podczas odlewania konwencjonalnego (z góry).
Na podstawie przeprowadzonych prób opracowano przemysłową technologię rafinacji stali, z zastosowaniem filtrów ceramicznych dla warunków Spółki Gonar, obejmującą zalecany materiał filtrów, konstrukcję przegrody filtracyjnej oraz technikę i technologię zabudowy przegrody w kadzi pośredniej. Opracowano również przemysłową technologię filtracji stali odlewanej metodą konwencjonalną, do wlewnicy z góry, dla Spółki Magnesy Baildon, obejmującą zalecany materiał filtrów i nadstawki ceramicznej do zabudowy filtra, konstrukcję i sposób zabudowy zestawu filtrującego oraz technikę i technologię procesu filtracji podczas odlewania stali do wlewnicy. Technologie te mogą być adaptowane dla innych stalowni, po uprzednim przeprowadzeniu badań weryfikacyjnych, uwzględniających lokalne warunki techniczno - technologiczne oraz ruchowe danej stalowni.
Luty 2010 Opracowanie i wdrożenie systemu oceny jednorodności wytopów wsadowych wybranych nadstopów niklu i kobaltu Kierownik projektu: dr Grażyna Stankiewicz (Laboratorium Analiz Chemicznych) Zleceniodawca: WSK PZL - Rzeszów
W ramach projektu celowego opracowano kompleksowy system oceny jakości dostarczanych do WSK PZL - Rzeszów wlewków wsadowych do wykonywania odlewów precyzyjnych ze stopów żarowytrzymałych. Przeprowadzono chemiczne i mikrostrukturalne badania stopów. Oceniono jak duże niezgodności składu chemicznego występują w obrębie jednego wytopu wsadowego na długości i na średnicy pojedynczego wałka oraz jak stwierdzone niezgodności wpływają na makro- i mikrostrukturę stopu. Opracowany system kontroli wstępnej wlewków wsadowych obejmuje: sposób i ilość pobieranych próbek, rodzaj i zakres prowadzonych badań chemicznych oraz sposób interpretacji wyników tych badań w odniesieniu do założeń technicznych i wymagań kontroli jakości w odlewni lotniczej, badania makrostruktury, badania mikrostruktury metodą elektronowej mikroskopii skaningowej.
Luty 2010 Opracowanie technologii produkcji żelazonośnego materiału wsadowego ze szlamów konwertorowych przez redukcję zawartych w nich tlenków żelaza Kierownik projektu: mgr inż. Mariusz Borecki (Zespół Procesów Surowcowych) Zleceniodawca: Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego
Opracowano dwa sposoby zagospodarowania szlamów konwertorowych poprzez redukcję zawartych w nich tlenków żelaza. Pierwszy polega na wytworzeniu granulatu, który jest następnie redukowany w stanie stałym w piecu obrotowym. Drugi opiera się na redukcji brykietów na bazie szlamów konwertorowych w piecu szybowym typu żeliwiak, w wyniku czego wytapia się wysokowęglowe żelazo, nazwane surówką syntetyczną ze względu na duże podobieństwo do klasycznej surówki wielkopiecowej.
We wstępnej fazie projektu wykonano wszechstronne badania właściwości szlamów z obu polskich stalowni konwertorowych. Obejmowały one określenie składu chemicznego i innych istotnych właściwości, badania dotyczące mechanicznego przygotowania odwodnionych szlamów w postaci wyprasek z prasy filtracyjnej w zależności od ich wilgotności, różnych metod dosuszania szlamów, tworzenia mieszanek z innymi składnikami i doboru spoiw.
Następny etap prac polegał na opracowaniu całościowej technologii redukcji szlamów konwertorowych w stanie stałym, w celu otrzymania żelazonośnego materiału wsadowego. Badania obejmowały dobór reduktorów, opracowanie technologii grudkowania, próby badawcze redukcji w piecu obrotowym, badania właściwości zredukowanych grudek, próbne wytopy z zastosowaniem wytworzonego w trakcie prób materiału żelazonośnego. Etap poświęcony opracowaniu technologii redukcji szlamów w piecu szybowym typu żeliwiak obejmował przygotowanie szlamów do procesu brykietowania oraz próby brykietowania z zastosowaniem trzech odmiennych technologii wraz z badaniem właściwości wytrzymałościowych uzyskanych brykietów.
Następnie wykonano wytopy doświadczalne i badania otrzymanej surówki syntetycznej oraz innych produktów. Na podstawie tych przedsięwzięć opracowano technologię redukcji szlamów w piecu szybowym. Ostatnim zadaniem tego etapu były wytopy wykonane z zastosowaniem wsadu z udziałem surówki syntetycznej.
Listopad 2009 Opracowanie podstaw technologii przetwórstwa wyrobów z superwytrzymałych stali maraging i odpornych na korozję z przeznaczeniem dla przemysłu lotniczego Kierownik projektu: dr inż. .Stanisław Pawlak (Laboratorium Badań Właściwości i Struktury Materiałów) Zleceniodawca: Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego
Celem projektu było opracowanie podstaw technologii wytwarzania i przetwarzania nowych stali superwytrzymałych przeznaczonych dla lotnictwa. Badania eksperymentalne obejmowały stale typu maraging (tzw. wysokokobaltową 2N11K13M i bezkobaltową N19M4Ti) oraz stal H11N10M2T (stal SONK-UW umacnianą wydzieleniowo). Badano przydatność wymienionych stali do przetwórstwa na drodze odkształcania na gorąco i na zimno oraz spawania. Wysokokobaltowa stal maraging nie jest podatna do odkształcania plastycznego na zimno, ze względu na bardzo wysoką twardość i silne umacnianie się przez zgniot, natomiast stale: maraging bezkobaltowa i SONK-UW doskonale nadają się do wytwarzania blach cienkich. Badane stale są podatne do spawania technologiami SWE (spawanie wiązką elektronową) oraz TIG (spawanie łukowe) - w warunkach i parametrach opracowanych w pracy. Scharakteryzowano szczegółowo mikrostrukturę stali na poszczególnych etapach wytwarzania, stosując mikroskopię świetlną, TEM, SEM i różne techniki dyfrakcji rentgenowskiej (ilościową analizę fazową, metodę proszkową oraz teksturę blach). W oparciu o wyniki badań mikrostrukturalnych oraz zmiany właściwości mechanicznych i sposobów pękania dobrano parametry obróbki cieplnej, właściwe dla każdej z tych stali i wyrobu. Najwyższe właściwości mechaniczne posiada wysokokobaltowa stal maraging, natomiast właściwości bezkobaltowej stali maraging i SONK-UW są zbliżone.
Listopad 2009 Opracowanie technologii wytapiania surówki syntetycznej w piecu szybowym z użyciem brykietów na bazie odwodnionego szlamu konwertorowego Kierownik projektu: mgr inż. Mariusz Borecki (Zespół Procesów Surowcowych) Zleceniodawca: Przedsiębiorstwo PEDMO S.A., Tychy
Opracowano żużlotwórczy granulat MgO-nośny, który charakteryzuje się:
zawartością MgO przekraczającą 60%,
wysoką czystością pod względem szkodliwych w metalurgii pierwiastków i związków chemicznych,
bardzo dobrą przyswajalnością przez żużel stalowniczy,
odpowiednią dla warunków przemysłowych wytrzymałością mechaniczną oraz
średnicą grudek od 2 do 10 mm w zależności od wymagań klienta.
Stosowanie w procesach stalowniczych opracowanego żużlotwórczego nośnika MgO powoduje wydłużenie czasu eksploatacji wymurówki oraz obniżenie zużycia energii elektrycznej i elektrod węglowych w stalowniczym piecu łukowym. Z pierwszych doświadczeń przemysłowych wynika, że stosowanie opracowanego granulatu podczas obróbki pozapiecowej może wydłużyć czas eksploatacji wyłożenia ogniotrwałego kadzi o kilkadziesiąt procent. Opracowano również technologię wytwarzania żużlotwórczego granulatu MgO-nośnego na nowej linii grudkowania, uruchomionej przez PEDMO S.A. Grudkowanie przebiega w dwóch etapach. W mieszalniku intensywnym następuje zarodkowanie grudek, a na talerzu grudkującym wzrost ich średnicy. Wytworzone grudki są wstępnie suszone podczas sezonowania z wykorzystaniem egzotermicznej reakcji hydratacji cementu, a następnie dosuszane w suszarni do poziomu wymaganego przez odbiorcę. Opracowana technologia zapewnia odpowiednie parametry wytrzymałościowe granulatu oraz optymalizuje koszty jego wytwarzania.
Wrzesień 2009 Opracowanie metody granulacji koksiku do procesu spiekania rud żelaza celem zwiększenia jego wydajności oraz obniżenia emisji gazowych Kierownik projektu: dr inż. Janusz Stecko (Zespół Procesów Surowcowych) Zleceniodawca: Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego
Opracowano wytyczne techniczno-technologiczne do zaprojektowania instalacji granulacji koksiku do procesu spiekania. Metoda ta polega na podawaniu domielonego tradycyjnie koksiku (na kruszarce walcowej) na granulator odśrodkowy. W granulatorze odśrodkowym drobna frakcja koksiku ulega zgranulowaniu przy dodawaniu w odpowiedniej proporcji materiału wiążącego, a następnie przygotowane w ten sposób paliwo podawane jest na główny transporter z mieszanką, a następnie na taśmę spiekalniczą. Stosowanie tak przygotowanego paliwa powoduje polepszenie wykorzystania ciepła pochodzącego ze spalania koksiku i obniżenie jego zużycia, jak również wzrost wydajności procesu spiekania, przy obniżeniu emisji do atmosfery CO2, NOx oraz CO.
Sierpień 2009 Wykorzystanie filtrującego działania warstwy spieku żelaza w ekologicznym recyklingu produktów ubocznych zanieczyszczonych substancjami olejowymi Kierownik projektu: dr inż. Marian Niesler (Zespół Procesów Surowcowych) Zleceniodawca: Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego
Opracowano technologię recyklingu zaolejonej zgorzeliny walcowniczej i mułków zgorzelinowych w procesie spiekalniczym. Technologia ta polega na wprowadzaniu w/w materiałów w ściśle określonych porcjach na powierzchnię wytworzonej warstwy spieku o określonej grubości. Zapalenie tak umiejscowionej warstwy zaolejonych produktów ubocznych powoduje, że powstałe gazy odlotowe przechodzą przez warstwę żaru standardowego spieku. Powoduje to dopalanie węglowodorów zawartych w zaolejonych produktach ubocznych. Opracowana technologia może być jednym ze źródeł obniżenia kosztów produkcji spieku, poprzez zamianę części żelazonośnej mieszanki spiekalniczej produktami ubocznymi. Jednocześnie wykorzystanie tych produktów ma aspekt ekologiczny, wynikający m.in. z utylizacji odpadów zalegających na składowiskach. W warunkach laboratoryjnych obniżono zużycie paliwa od ok. 1% przy spiekaniu bez recyrkulacji spalin i do 3,5% z recyrkulacją spalin. Jednocześnie dzięki zastosowaniu recyrkulacji spalin w warstwie spieku, która spełnia rolę filtrującą, możliwe jest obniżenie emisji gazów i pyłów do środowiska. W zależności od wariantu, w warunkach laboratoryjnych uzyskano obniżenie emisji: CO2 o 11-24%, CO 39-47%, NOx 30-43%, SO2 31-66%, pyłów 32-41%. WWA pozostały na stałym poziomie, natomiast szacowana zawartość dioksyn oraz furanów nie przekracza 2 ng TEQ/Nm3.
Sierpień 2009 Opracowanie technologii kucia odkuwek stalowych na elementy przekładni silników lotniczych Kierownik projektu: prof. dr hab. Roman Kuziak (Laboratorium Symulacji Procesów Technologicznych IMŻ) Zleceniodawca: Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego
Opracowano i zweryfikowano w warunkach przemysłowych podstawy technologii wytwarzania odkuwek ze stali stopowych, stosowanych do produkcji elementów przekładni silników lotniczych. Do badań wybrano stal w gatunku 16NCD13. W początkowym etapie opracowano modele materiałowe, które wykorzystano do opracowania technologii kucia i obróbki cieplnej z wykorzystaniem metody symulacji numerycznej procesu. W ramach prac wdrożeniowych przeprowadzono symulacje numeryczne alternatywnych technologii kucia odkuwek typu 10SN i 2SN oraz doświadczenia przemysłowe, których głównych celem było uzyskanie prawidłowego płynięcia plastycznego (orientacji włókien) w operacjach kucia. Założono, że średnia wielkość ziarna austenitu w odkuwce bezpośrednio po kuciu i chłodzeniu do zakresu temperatur przemian fazowych powinna być mniejsza od 50 µm. Przeprowadzone próby przemysłowe pokazały dobrą zgodność między wynikami symulacji numerycznej a układem linii płynięcia plastycznego i wielkością ziarna austenitu w odkuwkach. Potwierdza to dużą dokładność opracowanych modeli: reologicznego i rozwoju mikrostruktury austenitu. Można przyjąć, że modele te mogą być wykorzystane do opracowania technologii kucia dowolnej odkuwki ze stali doświadczalnej, jak również mogą być łatwo adoptowane w celu opisania reologii i rozwoju mikrostruktury austenitu w przypadku innych gatunków stali.
Marzec 2009 Opracowanie podstaw fizycznych i technologicznych sterowania systemami chłodzenia natryskowego stali w celu wytworzenia zmodyfikowanej struktury Kierownik projektu: dr inż. .Jarosław Marcisz (Zespół Technologii i Aplikacji Wyrobów) Zleceniodawca: Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego
Na podstawie symulacji numerycznych z wykorzystaniem danych z prób laboratoryjnych i przemysłowych chłodzenia natryskowego wyznaczono zmiany wartości współczynnika przejmowania ciepła dla zmiennych parametrów chłodzenia w zakresie temperatur stosowanych w warunkach przemysłowych. Na podstawie eksperymentów laboratoryjnych wykonanych i poddanych analizie dla wybranych procesów technologicznych wytypowano optymalne sposoby chłodzenia w strefie wtórnej COS i dla chłodzenia blach po walcowaniu na gorąco lub po re-austenityzowaniu.
Wyniki projektu zawierają dane dotyczące chłodzenia z zastosowaniem dysz wodnych i wodno-powietrznych, standardowo stosowanych w warunkach przemysłowych. Określone w wyniku realizacji projektu parametry chłodzenia dotyczą m.in. doboru rodzaju dysz, odległości dysz od powierzchni chłodzonej i odległości pomiędzy dyszami, parametrów mediów chłodzących, czasu chłodzenia, temperatury początku chłodzenia i innych istotnych elementów procesu chłodzenia natryskowego.
Styczeń 2009 Zaprojektowanie technologii wykonywania odkuwek pierścieniowych o wysokiej jakości powierzchni z zastosowaniem metod symulacji numerycznej i fizycznej Kierownik projektu: dr inż. Marek Burdek (Zespół Technologii i Aplikacji Wyrobów) Zleceniodawca: Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego
Opracowano modyfikację technologii kucia matrycowego odkuwek pierścieniowych, w celu poprawy jakości powierzchni i warstwy przypowierzchniowej w krytycznych miejscach obręczy kolejowych. Zakres pracy obejmował:
opracowanie propozycji zmodyfikowanych parametrów procesu odkształcania i kształtów narzędzi do kucia odkuwek pierścieniowych,
wyznaczenie metodą symulacji numerycznej przemieszczeń stref wsadu i charakterystyki odkształcenia, intensywności, szybkości i temperatury w trakcie spęczania i dziurowania odkuwek pierścieniowych,
symulację fizyczną płynięcia materiału przy użyciu symulatora Gleeble 3800,
weryfikację zmodyfikowanych założeń technologii kucia odkuwek pierścieniowych w warunkach symulacji procesu przemysłowego,
ocenę wyników wpływu głównych parametrów procesu kucia na jakość odkuwek,
opracowanie podstaw procesowych i konstrukcyjnych udoskonalonej technologii produkcji odkuwek pierścieniowych.
W projekcie opracowano naukowe podstawy opisanej technologii ramowej, które umożliwiają zrealizowanie projektu aplikacyjnego.
Grudzień 2008 Uruchomienie produkcji hutniczych walców żeliwnych odlewanych odśrodkowo Kierownik projektu: doc. dr hab. Jerzy Wiedermann (Laboratorium Badań Właściwości i Struktury Materiałów) Zleceniodawca: Huta Buczek Sp. z o.o.
Opracowano i wdrożono technologię produkcji dwuwarstwowych walców żeliwnych wytwarzanych metodą odlewania odśrodkowego. Poszczególne warstwy walców wykonywane są z dwóch rodzajów żeliw: jako rdzeń stosuje się żeliwo zwykłe zawierające ok. 1% Ni, a jako płaszcz walca żeliwo stopowe, zawierające Ni, Cu i Mo. Zakres pracy obejmował obok opracowania technologii wytwarzania walców żeliwnych następujące zagadnienia:
- metodologię doboru składu chemicznego żeliwa pod kątem uzyskania właściwej struktury i właściwości mechanicznych przy uwzględnieniu ograniczeń technologicznych, technicznych i ekonomicznych,
- ustalenie parametrów przebiegu odlewania, krzepnięcia oraz ich wpływu na kształtowanie właściwości eksploatacyjnych płaszcza walca odlewanego metodą odśrodkową,
- technologię obróbki cieplnej pod kątem jej wpływu na właściwości eksploatacyjne, oraz
- metody pomiaru naprężeń wewnętrznych przed i po obróbce cieplnej odlewanych walców.
Październik 2008 Scenariusze rozwoju technologii nowoczesnych materiałów metalicznych, ceramicznych i kompozytowych. Kierownik projektu: dr Marcin Miczka (Zespół Wspomagania Procesów Produkcyjnych i Gospodarczych IMŻ) Zleceniodawca: Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN
Od lipca 2006 roku Instytut Metalurgii Żelaza uczestniczył w projekcie, realizowanym w ramach Sektorowego Programu Operacyjnego Wzrost Konkurencyjności Przedsiębiorstw. Celem projektu było monitorowanie i prognozowanie rozwoju technologii (z ang. foresight). Zadania IMŻ zostały zakończone w kwietniu 2007 roku, a cały projekt - w październiku 2008 roku. W ramach tego projektu zespół pracowników IMŻ zrealizował dwa zadania:
Analiza stanu wiedzy, SWOT, PT, PPT w zakresie technologii przetwórstwa żelaza i stali oraz wprowadzenie informacji do bazy danych (PT - analiza Prerequisite Tree tj. zidentyfikowanych barier w procesie opracowywania i wdrażania wyrobu; PPT - konsultacje z Polską Platformą Technologiczną Stali)
Przeprowadzenie analizy społeczno-ekonomicznej zagadnień żelaza i stali, konsultacje z przemysłem oraz PPT.
Wrzesień 2008 Opracowanie hybrydowego systemu komputerowego projektowania technologii walcowania blach taśmowych w nowej Walcowani Gorącej w Mittal Steel Poland Kierownik projektu: prof. dr hab. Roman Kuziak (Laboratorium Symulacji Procesów Technologicznych IMŻ) Zleceniodawca: ArcelorMittal SA
Opracowano modele rozwoju mikrostruktury dla stali HSLA, wielofazowych i głębokotłocznych. Modele te podzielone zostały na dwie odrębne grupy, tj. modele rozwoju mikrostruktury austenitu dla stali C-Mn-Nb i DP oraz modele dla stali głębokotłocznych. Przeprowadzono symulację fizyczną obróbki cieplno-plastycznej z wykorzystaniem symulatora Gleeble oraz badania dylatometryczne dla stali w gatunkach DC04EK, H280LA, H320LA i H400LA oraz DP. Opracowano krzywe plastyczności na podstawie badań plastometrycznych i analizy odwrotnej oraz porównano obliczenia modelowe udziału zrekrystalizowanego austenitu z wynikami pomiarów. Wyniki badań wykorzystano do opracowania komputerowego hybrydowego systemu projektowania technologii walcowania blach taśmowych w nowej Walcowni Gorącej ArcelorMittal Oddział w Krakowie. System opracowała Katedra Informatyki Stosowanej i Modelowania, AGH, Kraków.
Sierpień 2008
Opracowanie i wdrożenie technologii wytwarzania, z zastosowaniem odśrodkowego odlewania, nadwymiarowych dwuwarstwowych panewek łożysk ślizgowych wysokoprężnych silników lokomotyw spalinowych
Kierownik projektu: doc. dr hab. Jerzy Wiedermann (Laboratorium Badań Właściwości i Struktury Materiałów) Zleceniodawca: Zakłady Produkcyjno-Naprawcze Taboru Maszyn i Urządzeń "TABOR"
Opracowano i wdrożono technologię odśrodkowego wylewania stopem łożyskowym: 20% Pb-2% Sn-Cu nadwymiarowych dwuwarstwowych panewek łożysk ślizgowych dla wysokoprężnych silników lokomotyw spali-nowych. Zgodnie z wymaganiami norm ISO - 9000 opracowano system kontroli jakości procesu wytwarzania panewek. Wykonane panewki zostały poddane badaniom właściwości mechanicznych i struktury, obejmującym między innymi metodę skaningowej mikroskopii elektronowej. Stwierdzono, że powierzchnia wylanych panewek jest czysta, gładka, bez wtrąceń i pęknięć, makrostruktura jest jednorodna na całym przekroju, a mikrostruktura jest drobnoziarnista i nie zawiera wtrąceń niemetalicznych. Twardość warstwy stopu łożyskowego mieści się w zakresie od 22 do 35 HB. Wdrożenie wyników projektu w zakładach "TABOR" pozwoliło na rozszerzenie asortymentu produkcyjnego.
Sierpień 2008 Wpływ topografii powierzchni na właściwości technologiczne metalowych wyrobów płaskich Kierownik projektu: dr inż. Marek Burdek (Zespół Technologii i Aplikacji Wyrobów) Zleceniodawca: Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego
W ramach pracy wykonano badania laboratoryjne i przemysłowe, obejmujące walcowanie wygładzające blach ze stali DC01 i DC01 walcami o zaprojektowanej topografii powierzchni, wykonanie pomiarów chropowatości 3D powierzchni walców i blach, badanie właściwości mechanicznych i technologicznych blach o zróżnicowanej topografii powierzchni oraz analizę wpływu topografii powierzchni na właściwości mechaniczne i technologiczne blach. Stwierdzono, że topografia powierzchni wywiera wpływ na tłoczność i głębokotłoczność blach. Można zatem tak zaprojektować obróbkę powierzchniową walców, aby uzyskać po wygładzaniu blachy o możliwie najwyższej tłoczności i głębokotłoczności.
W czerwcu 2008 roku zakończony został projekt europejski: Cold heading quality low-carbon ultra-high strength bainitic steels (Niskowęglowe - wysokowytrzymałe stale bainityczne na wyroby spęczane), finansowany z Funduszu Badawczego Węgla i Stali. Kierownikiem projektu był prof. dr hab. Roman Kuziak (Laboratorium Symulacji Procesów Technologicznych IMŻ). Celem projektu było opracowanie składu chemicznego stali bainitycznej, umacnianej wydzieleniowo, i technologii walcowania półwyrobów z tej stali, przeznaczonych do produkcji elementów złącznych z pominięciem ulepszania cieplnego. W trakcie badań opracowano skład chemiczny stali bainitycznej z mikrododatkiem tytanu oraz technologię walcowania walcówki z tej stali. Stwierdzono, że optymalną mikrostrukturą walcówki, charakteryzującą się doskonałą ciągliwością i plastycznością technologiczną w operacjach kucia na zimno, jest mikrostruktura bainitu ziarnistego. Technologię tę zweryfikowano w warunkach przemysłowych, zaś z próbnej partii walcówki wyprodukowano śruby z pominięciem zabiegów obróbki cieplnej. Badania wykazały, że śruby charakteryzowały się właściwościami mechanicznymi wymaganymi dla elementów złącznych w klasie wytrzymałości 8.8.
Maj 2008 Opracowanie metod monitorowania strumienia masy rtęci w przemyśle hutniczym Kierownik projektu: dr inż. Bożena Smolec (Laboratorium Analiz Chemicznych) Zleceniodawca: Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego
Opracowano metody oznaczania rtęci we wszystkich surowcach, produktach i odpadach przemysłu hutniczego, za pomocą analizatora rtęci MA-2000 firmy Nippon Instruments Corporation. W ramach pracy wykonano programy analityczne pozwalające oznaczać zawartość rtęci w materiałach hutniczych, opracowano metody kalibracji analizatora i dobrano odpowiednie parametry instrumentalne dla próbek stałych, ciekłych i gazowych. Weryfikację i ocenę opracowanych metod przeprowadzono analizując certyfikowane materiały odniesienia z atestowaną zawartością rtęci. Walidację metod wykonano poprzez wielokrotną analizę każdego materiału wchodzącego w skład substratów, produktów i odpadów procesu hutniczego. Na podstawie uzyskanych wyników wyznaczono granice powtarzalności, granice odtwarzalności (precyzje pośrednie), standardową złożoną niepewność pomiaru i rozszerzoną niepewność pomiaru.
Opracowane metody oznaczania rtęci pozwolą na pełną kontrolę przepływu masy tego pierwiastka w procesach hutniczych, dzięki czemu możliwa będzie dokładna ocena ilościowa wielkości jego emisji. Opracowane metody będą przydatne we wprowadzaniu pozwoleń zintegrowanych (IPPC), jak również będą służyły do oceny skuteczności wprowadzania najlepszych dostępnych technik w produkcji żelaza i stali (BAT). Dodatkowo za pomocą opracowanych procedur będzie możliwy monitoring (poprzez analizę gleby, wód i roślinności) zanieczyszczeń środowiska w otoczeniu zakładów hutniczych.
Maj 2008 Zbadanie przydatności żużla zawierającego metaliczny glin w metalurgii pozapiecowej Kierownik projektu: dr inż. Bogdan Zdonek (Zespół Procesów Surowcowych) Zleceniodawca: Przedsiębiorstwo Obrotu Surowcami Wtórnymi Hermex
Zbadano przydatność żużla syntetycznego typu Al-Al2O3 do odtleniania stali podczas spustu do kadzi oraz odtleniania żużla rafinacyjnego w procesie pozapiecowej rafinacji ciekłej stali. Zakres pracy obejmował badania laboratoryjne żużla, m.in. określenie charakterystycznych punktów topliwości materiału oraz badania przemysłowe jego zastosowania. Stwierdzono, że żużel syntetyczny Al-Al2O3 w postaci granulatu o uziarnieniu około 20 mm, zawierający w swoim składzie glin metaliczny, w ilości większej niż 60% oraz Al2O3, jest wysoce przydatny do stosowania w metalurgii pozapiecowej stali, m.in. do odtleniania, odsiarczania i rafinacji stali. Żużel ten posiada uniwersalne działanie i eliminuje w całości potrzebę stosowania do odtleniania wstępnego stali przy spuście glinu hutniczego w postaci gąsek oraz stosowania upłynniacza, boksytu lub jego zamienników. Nadaje się do stosowania zarówno podczas spustu stali z pieca do kadzi, jak i podczas rafinacji pozapiecowej stali do odtleniania żużla i uzupełniania glinu w stali.
Luty 2008 Opracowanie założeń do technologii wytwarzania stali na wały turbin Kierownik projektu: dr inż. Bogdan Zdonek (Zespół Procesów Surowcowych) Zleceniodawca: Akademia Górniczo-Hutnicza
Opracowano założenia technologii wytwarzania wlewków o dużej masie, przeznaczonych do kucia wałów turbin gazowych w Celsa - Huta Ostrowiec. Zakres pracy obejmował określenie dla średniowęglowej, niskostopowej stali konstrukcyjnej optymalnej technologii wytapiania, rafinacji pozapiecowej w piecu kadziowym, próżniowego odgazowania i odlewania wlewków o masie od 15 do 65 ton. Według opracowanych wytycznych wykonano przemysłowe wytopy wlewków o masie od 16 do 35 t z docieplaną głową i odkuto z nich wały turbin gazowych. Analiza parametrów technologicznych oraz wyniki badań mikroskopowych struktury wałów wykazały, że opracowane założenia do technologii wytwarzania wlewków zostały dobrane właściwie do istniejących warunków przemysłowych i umożliwiają podjęcie seryjnej produkcji w Celsa - Huta Ostrowiec wałów turbin gazowych i wirników generatorów o wysokich wymaganiach jakościowych. Rosnący popyt na rynkach światowych na tego typu odkuwki umożliwi rozszerzenie oferty produkcyjnej Huty.
Luty 2008 Badania nad utylizacją zużytego katalizatora niklowo-molibdenowego Kierownik projektu: dr inż. Piotr Różański (Zespół Procesów Surowcowych) Zleceniodawca: Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego
Zbadano możliwości i uwarunkowania kompleksowej utylizacji zużytego katalizatora molibdenowo-niklowego na nośniku glinokrzemianowym, który zawiera dodatkowo wanad, siarkę i ciekłą fazę węglowodorową. Opracowano założenia do technologii usuwania ropopochodnych i siarki w procesie prażenia zużytego katalizatora w piecu obrotowym oraz technologię jego przetapiania w procesie łukowo-oporowym na stop metali i żużel. Technologia ta po niezbędnych modyfikacjach może zostać wykorzystana także do procesu przetapiania innych katalizatorów.
W wyniku przeprowadzonych badań potwierdzono, że uzyskany stop metali może być wykorzystany do produkcji stali stopowych. Przy rocznym zużyciu katalizatora molibdenowo-niklowego w Polsce na poziomie od 3 do 5 tys. ton, można odzyskać około 305 t wanadu, 170 t molibdenu i 120 t niklu w postaci stopu tych metali. Żużel powstający w procesie przetapiania katalizatora można wykorzystać jako kruszywo w produkcji polimerobetonów, które wykazują znacznie lepsze właściwości eksploatacyjne od betonów tradycyjnych lub też jako kruszywo w drogownictwie, po uzyskaniu odpowiednich certyfikatów dopuszczeniowych.
Grudzień 2007 Opracowanie i wdrożenie technologii produkcji korpusów wyciskanych na gorąco przeznaczonych na wyroby dla przemysłu obronnego Kierownik projektu: dr inż. Jerzy Stępień (Zespół Technologii i Aplikacji Wyrobów) Zleceniodawca: Fabryka Produkcji Specjalnej Sp. z o.o.
Opracowano i wdrożono technologię produkcji korpusów wyrobów specjalnych ze stali 45H1 z zastosowaniem procesu
wyciskania na gorąco z indukcyjnym nagrzewaniem wsadu. W tym celu opracowano charakterystyki stali 45H1,
jak również określono wpływ parametrów prądowych i temperaturowo-czasowych grzania indukcyjnego
oraz naprężeniowo-odkształceniowych wyciskania na gorąco na głębokość zalegania strefy wpływu ciepła i jej
właściwości mechaniczne na przekroju korpusu oraz na właściwości mechaniczne korpusów po końcowej obróbce
ulepszania cieplnego. Proces wyciskania na gorąco korpusów pozwoli na obniżenie kosztów ich wytwarzania.
W efekcie jego zastosowania w miejsce wytaczania i obtaczania korpusu z pręta uzyskuje się wzrost uzysku
materiału o około 40% i obniżenie pracochłonności o około 14%.
Grudzień 2007 Opracowanie i wdrożenie technologii wytwarzania stali bezkrzemowych przeznaczonych do dużej redukcji przekrojów w procesie ciągnienia oraz do pokrywania powłokami antykorozyjnymi Kierownik projektu: dr inż. Bogdan Zdonek (Zespół Metalurgii Stali) Zleceniodawca: Ferrostal Sp. z o.o.
Opracowano technologię produkcji wlewków ciągłych ze stali bezkrzemowych, wytapianych w piecu łukowym,
odznaczających się dużą podatnością do walcowania na gorąco, ciągnienia, spęczania i wyciskania na zimno oraz
do powlekania wyrobów powłokami antykorozyjnymi. Technologia ta obejmuje odtlenianie stali podczas spustu do
kadzi oraz jej rafinację w piecu kadziowym, zapewniającą powstawanie wtrąceń niemetalicznych, które są
plastyczne w procesie walcowania na gorąco. Poprzez zastosowanie ukierunkowanego przepływu stali w czasie
odlewania ciągłego technologia ta zapewnia ujednorodnienie temperatury ciekłej stali w kadzi pośredniej, a
przez to zmniejszenie temperatury przegrzania stali i w konsekwencji poprawę jakości wewnętrznej i
powierzchniowej wlewków ciągłych ze stali bezkrzemowej. Zastosowanie opracowanej technologii zapewnia poprawę
efektywności ekonomicznej stalowni, dzięki możliwości zwiększenia asortymentu produkcji wlewków ciągłych z
procesu elektrostalowniczego, emitującego o jedną trzecią mniej gazów cieplarnianych (CO2) do
atmosfery, w porównaniu z procesem konwertorowo-tlenowym.
Listopad 2007 Opracowanie doświadczalnych składów mieszanek pyłów z procesów odlewniczych w aspekcie ich brykietowania i granulowania Kierownik projektu: dr inż. Marian Niesler (Zespół Metalurgii Surówki IMŻ) Zleceniodawca: Akademia Górniczo-Hutnicza
Celem brykietowania i/lub granulowania pyłów z procesów odlewniczych jest opracowanie metod ich
zagospodarowania, jak najszerszego ich wykorzystania w gospodarce w połączeniu z odzyskiem zawartych w nich
cennych składników. Wykonano analizy składu chemicznego, struktury ziarnowej oraz strat prażenia materiałów
odpadowych. Wyniki badań będą wykorzystane do opracowywania nowych technologii brykietowania i granulowania
odpadów hutniczych oraz doświadczalnych zestawów mieszanek pyłów odlewniczych. Dokonano wstępnego doboru
parametrów granulowania i brykietowania pyłów z odpylania stacji przerobu mas z bentonitem i z żywicami
furanowymi.
Październik 2007 Badania żużla syntetycznego w postaci granulatu pod kątem wykorzystania w hutnictwie żelaza Kierownicy projektu: dr inż. Bogdan Zdonek (Zespół Metalurgii Stali), inż. Adam Czech (Hermex) Zleceniodawca: Przedsiębiorstwo Obrotu Surowcami Wtórnymi Hermex Adam Wojciech Czech
Przeprowadzono badania laboratoryjne żużla syntetycznego w postaci granulatu pod kątem wykorzystania
w hutnictwie żelaza, obejmujące analizę zawartości wilgoci i wody związanej, określenie temperatury topnienia i
zachowania się żużla w procesie topienia oraz rafinacji w piecu laboratoryjnym. Próby przemysłowe w piecu
kadziowym wykazały, że żużel syntetyczny w postaci granulatu o uziarnieniu 5 do 10 mm, zawierający w swoim
składzie nośniki tlenków (CaO, Al2O3) oraz glin metaliczny, przyczyniające się do rafinacji i odsiarczania
stali, nadaje się do bezpośredniego wykorzystania w metalurgii pozapiecowej stali. Żużel ten wykazuje dużą
zdolność do spieniania - tłumi pracę łuków elektrycznych i chroni stal przed pochłanianiem gazów z atmosfery
oraz nadaje się do zastosowania we wszystkich stalowniach posiadających urządzenia do obróbki pozapiecowej
stali.
Lipiec 2007 Identyfikacja wpływu parametrów odkształcenia i warunków chłodzenia na mikrostrukturę stali TRIP Kierownik projektu: doc. dr hab. Roman Kuziak (Laboratorium Symulacji Procesów Technologicznych IMŻ) Zleceniodawca: Politechnika Śląska
Przeprowadzono badania dylatometryczne dwóch stali TRIP, których celem było określenie
optymalnych warunków chłodzenia tych stali. W drugim etapie zaplanowano i
przeprowadzono symulację przeróbki cieplno-plastycznej stali z wykorzystaniem
symulatora Gleeble 3800. W wyniku przeprowadzonych badań opracowano optymalne warunki
odkształcenia i chłodzenia w celu uzyskania pożądanej mikrostruktury badanych stali.
Wyniki projektu mogą być wykorzystane w badaniach wyprzedzających procesów wytwarzania
blach karoseryjnych ze stali TRIP.
Czerwiec 2007 Opracowanie i wdrożenie systemu procedur technologicznych monitorowania i projektowania jakości oraz kosztów walców Kierownik projektu: dr inż. Tadeusz Kuźnik (Zespół Metalurgii Stali); Zleceniodawca: Technologie Buczek S.A.
W ramach projektu celowego dofinansowanego przez MNiSzW opracowano dla Huty Buczek
Sp. z o.o. komputerowy system procedur technologicznych monitorowania i projektowania
jakości oraz kosztów walców. W ramach systemu opracowano:
Model matematyczny i program komputerowy wyznaczania naprężeń cieplnych w cyklach nagrzewania i chłodzenia walców
Model matematyczny i program komputerowy wyznaczania geometrii i stopnia zużycia wykroju walca
Program komputerowy dla organizacyjno ekonomicznych ograniczeń w procesie zarządzania gospodarką walcami u odbiorców
Program komputerowy przetwarzania informacji z monitoringu na decyzje technologiczne w procesie wytwarzania walców
Program komputerowy dla systemu procedur technologicznych monitorowania i projektowania jakości oraz kosztów walców.
Wyniki pracy, po niezbędnych pracach adaptacyjnych, mogą być zastosowane do
komputerowego wspomagania technologii produkcji walców i śledzenia kosztów w czasie
rzeczywistym w odlewniach żeliw i staliw.
W czerwcu 2007 roku zakończony został projekt europejski: Intense Precipitation
Strengthening of Bainitic Flat and Long Products - Mechanisms Means and Process Routes,
European Commission (Zintensyfikowane umocnienie wydzieleniowe wyrobów długich ze
stali bainitycznych - mechanizmy, sposoby, metody procesowe), finansowany z Badawczego
Funduszu Węgla i Stali (RFCS). Kierownikiem projektu był doc. dr hab. Roman Kuziak
(Laboratorium Symulacji Procesów Technologicznych IMŻ)
Celem pracy było opracowanie naukowych podstaw i metodologii projektowania składu
chemicznego nowoczesnych stali bainitycznych umacnianych wydzieleniowo oraz parametrów
walcowania na gorąco i chłodzenia wyrobów płaskich i długich z tych stali. Połączenie
bardzo wysokiej wytrzymałości i ciągliwości stali bainitycznych uzyskano poprzez
ograniczenie zawartości węgla do wartości poniżej 0,1%, przy jednoczesnym
skompensowaniu obniżenia wytrzymałości spowodowanego stosowaniem niskich zawartości
węgla poprzez umocnienie wydzieleniowe ferrytu bainitycznego nanocząstkami TiC, NbC i
VC. Wymagało to zaprojektowania odpowiedniego składu chemicznego stali, warunków
walcowania oraz chłodzenia półwyrobu/wyrobu po walcowaniu.
Badania przeprowadzone w projekcie pokazały, że po walcowaniu otrzymywane będą
półwyroby i wyroby charakteryzujące się bardzo wysoką wytrzymałością i doskonałą
ciągliwością, przewyższającą ciągliwość wyrobów ze stali mikrostopowych o podwyższonej
wytrzymałości (HSLA). Półwyroby stanowić będą wsad dla procesów kształtowania na zimno,
w których przy stosowaniu odpowiedniej technologii otrzyma się wyroby o wymaganych
właściwościach mechanicznych z pominięciem zabiegów obróbki cieplnej. Jednym z
przykładów zastosowania nowych gatunków stali bainitycznych jest produkcja elementów
złącznych, pozwalająca wyeliminować kosztowne i uciążliwe dla środowiska naturalnego
zabiegi obróbki cieplnej, stosowanej w tradycyjnej technologii. Stale bainityczne
mogą, ponadto, być zastosowane do produkcji szyn wysokowytrzymałych (tzw. Premium rails),
blach oraz elementów konstrukcji samochodów.
Czerwiec 2007 Opracowanie technologii i uruchomienie produkcji blach konstrukcyjnych ulepszanych cieplnie o wysokiej granicy plastyczności w zakresie 890÷1000 MPa i powyżej 1000 MPa Kierownik projektu: dr inż. Józef Gawor (Zespół Technologii i Aplikacji Wyrobów);
Zleceniodawca: ISD Huta Częstochowa Sp. z o.o.
W ramach projektu celowego dofinansowanego przez MNiSzW opracowano i wdrożono w ISD
Huta Częstochowa kompleksową technologię wytwarzania i obróbki pozapiecowej stali oraz
walcowania i obróbki cieplnej blach grubych wysokowytrzymałych konstrukcyjnych o
granicy plastyczności od 890 MPa do 1100 MPa, jak również odpornych na ścieranie i
pancernych o twardości rzędu 400-600 HB. Opracowane składy chemiczne, technologia
produkcji i obróbki cieplnej blach pozwalają na wytwarzanie w ISD Huta Częstochowa
blach wysokowytrzymałych o właściwościach porównywalnych z właściwościami
trudnodostępnych na rynku blach importowanych (np.: kuloodporność blach z Częstochowy
jest porównywalna z kuloodpornością blach ARMOX 500 o uznanej w świecie jakości, a
właściwości mechaniczne blach w gatunku WELDOX 1100 z właściwościami blach
oferowanych przez firmę SSAB Oxelösund).
Maj 2007 Opracowanie technologii podwyższania właściwości użytkowych kształtowników V, J,
KS/KO i płaskowników przeznaczonych dla górnictwa oraz analiza efektywności
ekonomicznej wytwarzania tych wyrobów w warunkach Huty Łabędy S.A. Kierownik projektu: doc. dr hab. Roman Kuziak (Laboratorium Symulacji Procesów Technologicznych IMŻ)
Zleceniodawca: Huta Łabędy S.A.
Przeanalizowano możliwość podwyższania właściwości ciągliwych kształtowników
wytwarzanych ze stali z mikrododatkiem wanadu oraz dodatkami Cr i Cu podwyższającymi
odporność korozyjną poprzez zastosowanie mikrododatku tytanu o zawartości ok. 0.02%.
Stwierdzono, że pożądany efekt wzrostu ciągliwości kształtowników występuje w
przypadku, gdy w procesie ciągłego odlewania uzyska się prawidłową morfologię cząstek
azotka TiN, a więc gdy wielkość tych cząstek nie przekracza około 20 nm. Ważne jest
też uzyskanie jednorodnego rozkładu cząstek TiN w objętości materiału, przy
nieznacznie zróżnicowanej średniej wielkości. Wzrost ciągliwości kształtowników można
osiągnąć stosując metodę walcowania ze sterowaną rekrystalizacją statyczną austenitu z
temperaturą końca walcowania ok. 1050oC. Wyniki pracy zostaną wykorzystane
do opracowania nowej generacji kształtowników dla górnictwa węgla kamiennego,
charakteryzujących się podwyższoną trwałością eksploatacyjną i gwarantujących wzrost
bezpieczeństwa wydobycia.
Maj 2007 Najlepsze Dostępne Techniki (BAT). Wytyczne dla branży produkcji żelaza i stali - walcowanie na gorąco Kierownik projektu: dr inż. Marian Niesler (Zespół Metalurgii Surówki IMŻ)
Zleceniodawca: Ministerstwo Środowiska
Opracowano propozycje zestawu minimalnych wymagań charakteryzujących najlepsze
dostępne techniki (BAT) dla walcowni gorących. Opracowaniem objęto technologie i
techniki stosowane w Polsce, z uwzględnieniem wymagań określonych w krajowych
przepisach prawnych oraz zaleceń opisanych w dokumentach referencyjnych (BREF) i/lub
innych. Dane i analizy zawarte w przewodniku będą wykorzystywane przez prowadzących
instalacje w procesie przygotowania wniosku o wydanie pozwolenia zintegrowanego i
przez administrację państwową przy wydawaniu tych pozwoleń, a także przy ustalaniu
dopuszczalnych wielkości emisyjnych i parametrów technicznych wynikających z
najlepszej dostępnej techniki.
Marzec 2007 Monitorowanie przebiegu procesu restrukturyzacji hutnictwa żelaza i stali w Polsce
oraz bieżącego stanu sektora i rynku wyrobów hutniczych Kierownik projektu: dr inż. Wojciech Szulc (Zespół Analiz Techniczno-Ekonomicznych IMŻ)
Zleceniodawca: Ministerstwo Gospodarki
Praca została zrealizowana przez konsorcjum w składzie: Instytut Metalurgii Żelaza w
Gliwicach - partner wiodący konsorcjum, Centrum Usług Informatycznych "CIBEH" S.A. w
Katowicach i Wydział Zarządzania Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Pełnym
zakresem monitorowania objęto 12 obszarów: rynek, wielkość i asortyment produkcji,
realizacja programów inwestycyjnych, restrukturyzacja zatrudnienia, zdolności
produkcyjne MMP, koszty, pomoc publiczna, stan finansowy, prywatyzacja, powstanie
nowych podmiotów wnoszących dodatkowe zdolności produkcyjne, przekształcenia
organizacyjne i własnościowe, ochrona środowiska, zestawienie zastosowanych procedur
ochrony rynku. Podmiotami monitorowanymi były huty beneficjenci pomocy publicznej:
Huta Bankowa Sp. z o.o., Technologie Buczek S.A., Huta L.W. Sp. z o.o. (obecnie
Arcelor Huta Warszawa Sp. z o.o.), Huta Łabędy S.A., Huta Pokój S.A., Polskie Huty
Stali S.A. (później Ispat Polska Stal S.A., a obecnie Mittal Steel Poland S.A.).
Ponadto, w wyniku zakończenia postępowania Komisji Europejskiej (decyzją KE z 20 lipca
2005), monitorowaniem objęto Hutę Stali Częstochowa Sp. z o.o. (obecnie ISD Huta
Częstochowa Sp. z o.o.), jako sukcesora działalności Huty Częstochowa S.A.
Marzec 2007 Analiza wpływu warunków formowania na reologię stopu aluminium o strukturze globularnej w stanie tiksotropowym (z udziałem fazy ciekłej) Kierownik projektu: dr inż. Władysław Zalecki (Laboratorium Symulacji Procesów Technologicznych IMŻ)
Zleceniodawca: Akademia Górniczo-Hutnicza
W pracy przeprowadzano symulację fizyczną procesu formowania stopów glinu A356 i 7075
w warunkach tiksotropowych. Praca stanowiła fragment badań realizowanych w ramach
projektu badawczego 3 T08A 070 27 pt. "Charakterystyka materiałów tiksotropowych przy
wsparciu zaawansowanego modelowania numerycznego". Zakres pracy obejmował: wykonanie
wstępnych obliczeń termodynamicznych z wykorzystaniem programu JmatPro, próby
spęczania stopów glinu w warunkach tiksotropowych, symulację procesu wyciskania
promieniowego (dla obu badanych stopów) oraz symulację procesu wyciskania
współbieżnego stopu 7075. Badania symulacji formowania tiksotropowego przeprowadzono z
wykorzystaniem jednostki MAXStrain symulatora Gleeble 3800. Wyniki badań stanowić będą
podstawę do opracowania modelu reologicznego badanych stopów. Opracowanie modelu
charakteryzującego zachowanie materiału odkształcanego w warunkach z udziałem fazy
ciekłej, pozwoli na przeprowadzanie analizy numerycznej procesów formowania
tiksotropowego i ich optymalizację.
W dniu 8 grudnia 2006 r. nastąpił odbiór prac zrealizowanych przez Instytut Metalurgii Żelaza
w ramach projektu badawczego zamawianego pt.: "Technologie wytwarzania wyrobów z metali i stopów o strukturze
nanometrycznej", koordynowanego przez Politechnikę Warszawską. Kierownikiem projektu był doc. dr hab.
Roman Kuziak (Laboratorium Symulacji Procesów Technologicznych IMŻ). W ramach projektu pracownicy Instytutu
wykonali:
Przegląd, analizę i dobór materiałów wyjściowych do badań na osnowie żelaza.
Określenie możliwości uzyskiwania struktur drobnoziarnistych i nanokrystalicznych metodą kumulacji
odkształcenia plastycznego z wykorzystaniem technologii MaxStrain oraz za pomocą metody skręcania pod
ciśnieniem hydrostatycznym.
Opracowanie metody wytwarzania wyrobów ze stali stopowej o strukturze nanometrycznej metodą prasowania
proszków uzyskanych za pomocą syntezy mechanicznej i jej weryfikacja.
Październik 2006 Zastosowanie metody Rietvelda do modelowania składowej niekrystalicznej w ilościowej analizie fazowej Kierownik projektu: dr Hanna Krztoń (Laboratorium Badań Właściwości i Struktury Materiałów)
Celem projektu było wykorzystanie metody Rietvelda do modelowania krótkozasięgowych
uporządkowań w składnikach niekrystalicznych materiałów wielofazowych. Materiałem
badań były: składowa organiczna antracytów oraz popioły lotne z polskich elektrowni.
W modelowaniu krótkozasięgowych uporządkowań w macerałach (składnikach antracytów)
zastosowano grupy przestrzenne typowe dla grafitów krystalicznych, natomiast w
analizie składników niekrystalicznych popiołów zastosowany model był funkcją składu
chemicznego tych składników. Wyniki ilościowe udziałów analizowanych składników,
otrzymane za pomocą modelowania, wykazały dobrą zgodność z wynikami otrzymanymi innymi
metodami (analiza petrograficzna, ilościowa analiza fazowa z zastosowaniem koncepcji
Chunga w metodzie Rietvelda).
30 września 2006 Opracowanie i wdrożenie technologii produkcji wlewków ciągłych ze stali z mikrododatkiem glinu o wysokiej
podatności do kształtowania plastycznego Kierownik projektu: doc. dr hab. Bogdan Garbarz (Zespół Technologii i Aplikacji Wyrobów); Zleceniodawca: Ferrostal Łabędy Sp. z o.o.
Opracowano i wdrożono w Ferrostalu Łabędy technologie wytwarzania stali ciekłej i jej ciągłego odlewania
we wlewki o wysokiej jakości powierzchni w formatach 140 i 160 mm2 z gatunków stali o zawartości węgla w
zakresie perytektycznym (0,07-0,25%) oraz z mikrododatkami Al i pierwiastków o silnym powinowactwie do
azotu (Nb, V, B). Opracowano także procedury uzyskiwania określonego poziomu siarki (do 0,040%) i azotu
(do 0,020%) w stali uspokojonej glinem. Opracowano i zastosowano metodę dodatkowego chwilowego schładzania
naroży wlewka ciągłego i ponownego ich nagrzewania ciepłem wnętrza wlewka w celu zmodyfikowania struktury i
polepszenia właściwości. Uzyskano wlewki o wysokiej jakości, o dobrej odkształcalności, bez powstawania wad
w procesach przeróbki plastycznej.
29 września 2006 Badania i ocena jakości kwadratowych wlewków ciągłych o przekrojach 140 i 160 mm ze stali w gatunku 45
odlanych w ramach serii próbnych oraz opracowanie propozycji zmian w stosowanej technologii ciągłego odlewania
tego gatunku stali Kierownik projektu: mgr inż. Artur Żak (Zespół Technologii i Aplikacji Wyrobów); Zleceniodawca: Ferrostal Łabędy SA
Opracowano i wdrożono w Ferrostalu Łabędy modyfikację parametrów ciągłego odlewania stali średniowęglowych
we wlewki kwadratowe o przekrojach 140 x 140 i 160 x 160 mm, zmierzającą do wyeliminowania wzdłużnych pęknięć
wlewków. Wykonano próby odlewania ze stali w gatunku 45 wlewków o przekrojach 120x120, 140x140 i 160x160 mm z
zastosowaniem różnych parametrów chłodzenia wtórnego i różnych wariantów chłodzenia wlewków po zdjęciu z
chłodni pokrocznej. Opracowana modyfikacja technologii odlewania ciągłego w zakresie intensywności chłodzenia
wtórnego oraz postępowania z wlewkami na chłodni pokrocznej i na składowisku pozwoliła na wyeliminowanie
pęknięć we wlewkach.
28 lipca 2006 Poprawa efektywności ekonomicznej procesu spiekania poprzez zastąpienie części koksiku tańszymi nośnikami
energii Kierownik projektu: dr inż. Janusz Stecko (Zespół Metalurgii Surówki); Zleceniodawca: Mittal Steel Poland S.A. Oddział Dąbrowa Górnicza
Opracowano modyfikację technologii produkcji spieku przez zastąpienie części stosowanego koksiku tańszym
węglem antracytowym. Przeprowadzono serię prób laboratoryjnych i przemysłowych, na podstawie których ustalono
30-procentowy udział węgla antracytowego w ogólnej ilości paliwa. Taki udział antracytu nie powoduje
pogorszenia parametrów procesu spiekania ani jakości spieku. Nie stwierdzono przekroczenia dopuszczalnych
standardów emisyjnych gazów. Uzyskano znaczny efekt finansowy wynikający z różnicy cen pomiędzy koksikiem i
antracytem oraz ze zmniejszenia kosztów utrzymywania zapasów. Po wprowadzeniu tej technologii nakłady
finansowe na prace naukowo-badawcze zostaną zwrócone w okresie miesiąca.
18 lipca 2006 Badania i analiza porównawcza własności stali stosowanych na elektrody zbiorcze Kierownik projektu: dr inż. Andrzej Maciosowski (Laboratorium Badań Własności i Struktury Materiałów); Zleceniodawca: Fabryka Elektrofiltrów Elwo S.A.
Wykonano badania właściwości wytrzymałościowych i współczynnika umocnienia i anizotropii normalnej oraz
mikrostruktury trzech gatunków stali do głębokiego tłoczenia, przewidzianych do stosowania na elektrody
zbiorcze. W oparciu o dane literaturowe przeanalizowano własności stali niskostopowych trudnordzewiejących
pod kątem możliwości ich zastosowania na elektrody.
W dniu 30 czerwca 2006 roku zakończony został projekt pt.: "Wprowadzenie metod
sterowania i optymalizacji procesów ciągłych, opartych na wiedzy podstawowej, do
produkcji blach ze stali IF w celu poprawy ochrony środowiska i wzrostu efektywności
produkcji" zrealizowany przez Instytut Metalurgii Żelaza w ramach programu Eureka.
Kierownikiem projektu był doc. dr hab. Roman Kuziak (Laboratorium Symulacji Procesów
Technologicznych IMŻ). Celem projektu było zdobycie wiedzy dotyczącej wpływu składu
chemicznego i parametrów technologicznych na postęp procesów wydzieleniowych w
nowoczesnych stalach typu IF dla przemysłu motoryzacyjnego. Badano trzy etapy
technologii: ciągłe odlewanie, walcowanie na gorąco i wyżarzanie rekrystalizujące.
Uzyskane wyniki umożliwiają opracowanie technologii wytwarzania blach ze stali IF, w
których wysoką tłoczność uzyskuje się poprzez sterowanie postępem procesów
wydzieleniowych we wszystkich etapach procesu wytwórczego.
