SUMAR VOL. XXV/2015
Cercetari Metalurgice si de Noi Materiale, Nr. 4/2015
Impactul strategiei europene de reducere a emisiilor de gaze cu efect de seră asupra sectorului oţelăriilor electrice din siderurgia românească
Utilizarea gazului de cocs în arzătoare recuperative performante
Aspecte privind simularea solidificării pieselor turnate cu simetrie de rotaţie
Cercetări privind crăiţuirea cu plasmă cu aplicaţii pentru oţel şi aluminiu
Arzător pentru cuptoare de încălzire tip cameră din industria siderurgică cu emisii reduse de noxe
Rezumat 1
Lucrarea prezintă influenţa măsurilor de modernizare recomandate de Comisia Europeană asupra emisiilor de gaze cu efect de seră (în principal, CO2) ale oţelăriilor electrice din siderurgia românească.
Ansamblul de îmbunătăţiri cu caracter tehnologic vizează intensificarea proceselor de topire a încărcăturii metalice prin reducerea duratei şarjei şi a consumului specific de energie electrică, care, implicit, diminuează şi emisiile de gaze cu efect de seră. Astfel, consumul specific de energie electrică se reduce de la 600-700 kWh/t oţel (corespunzător cuptoarelor nemodernizate) la 300 – 550 kWh/t oţel.
Emisiile de CO2 sunt 0,359 t CO2/t oţel (la nivelul UE) şi, respectiv, 0,3676 t CO2/t oţel (pentru oţelăriile moderne din România de la ArcelorMittal Hunedoara, TMK Reşiţa şi Tenaris Călăraşi). Comparativ cu emisiile de CO2 ale cuptoarelor nemodernizate se obţine o reducere semnificativă de 0,06 t CO2/t oţel, reprezentând 14%.
Keywords: emission, greenhouse gas, carbon dioxide, electricity, oxygen, specific consumption, electric arc furnace
Rezumat 2
Lucrarea prezintă o soluţie tehnică performantă pentru arderea gazului de cocs într-o instalaţie de tip recuperativ implementată la un cuptor de încălzire a semifabricatelor pentru forjare de la ArcelorMittal Galaţi.
În condiţiile preîncălzirii atât a aerului de combustie (până la 400ºC), cât şi a gazului de cocs (până la 120ºC), s-a obţinut o reducere a consumului specific de combustibil faţă de instalaţia de ardere clasică, de referinţă, cu 11,8%. Datorită tehnicilor adoptate de îmbunătăţire a procesului de ardere prin distribuţia aerului în trei trepte de amestec, au fost diminuate emisiile de noxe (CO, NOx, SO2) degajate în mediul ambiant sub limitele maxime admise de normele legale.
Keywords: coke gas, recuperative burner, heating furnace, waste gas, emission
Rezumat 3
La Universitatea Transilvania din Braşov a fost realizat un soft specializat pentru simularea solidificării pieselor turnate cu simetrie de rotaţie. Acesta este bazat pe un model matematic 2D cu diferenţe finite în coordonate cilindrice. Softul în coordonate cilindrice prezintă avantajul că simulează solidificarea în volum a pieselor cu simetrie de rotaţie, prin simulare 2D. Simularea 2D asigură o reducere considerabilă a duratei de simulare. În funcţie de configuraţia şi dimensiunile piesei şi de pasul de reţelei de divizare a sistemului piesă turnată – formă, durata simulării se poate reduce de zeci sau sute de ori. Un alt avantaj al softurilor care utilizează coordonate cilindrice constă în divizarea mai simplă a sistemului în elemente finite, şi de asemenea în redarea mai precisă a conturului pieselor cu simetrie de rotaţie.
Funcţionarea softului şi corectitudinea rezultatelor obţinute cu ajutorul acestui soft a fost verificată prin mai multe metode.
În aceasta lucrare sunt prezentate rezultatele verificarii softului cu coordonate cilindrice prin compararea rezultatelor obţinute cu ajutorul softului respectiv, cu rezultate obţinute cu un soft 3D în coordonate carteziene.
Piesa supusă simulării solidificării este o bară cilindrică din fontă cenuşie perlitică, cu diametrul D = 2r = 60 mm şi lungime mare (L >> 6D). S-au efectuat simulări pentru divizarea sistemului piesă turnată – formă, cu pasul reţelei Δ = 5 mm, şi respectiv Δ = 2,5 mm,
Analiza rezultatelor a condus următoarele observaţii:
– În cazul simulării în coordonate cilindrice începutul solidificării, cât şi sfârşitul solidificării piesei sunt întârziate în raport cu simularea în coordonate carteziene.
– Micşorarea pasului divizării a condus la ambele tipuri de simulare (în coordonate cilindrice, cât şi în coordonate carteziane) la o durată mai mică a începutului şi sfârşitului solidificării.
– Cu cât divizarea este mai fină, diferenţa între rezultatele celor două tipuri de simulări (cu coordonate cilindrice şi cu coordonate carteziene) sunt mai apropiate.
– Durata simulării în coordonate carteziene în cazul piesei studiate este de circa 10 ori mai mare la simularea în coordonate carteziene în raport cu coordonate cililindrice.
În concluzie, diferenţele între rezultatele obţinute prin cele două tipuri de simulare sunt nesemnificative, nu afectează dinamica solidificării în ansamblul piesei turnate.
Keywords: casting, solidification simulation, hot spot, mathematical modeling
Rezumat 4
În acest articol vrem să prezentăm suprafeţele crăiţuite cu plasmă manuală şi mecanizată şi caracterizarea suprafeţelor prin rugozitate, microstructură, macrostructură şi duritate. În urma procesului de crăiţuire s-au măsurat noxele.
La experimente s-au folosit două materiale de bază, primul este un oţel S355J2, cu caracteristicile mecanice de rezistenta cele mai înalte şi este recomandat pentru a fi utilizat pentru construcţiile foarte intens solicitate.
Al doilea material de bază este un aliaj de aliminiu AlMg3 (EN AW-5754, EN 10204/3.1), foarte sudabil, rezistent la coroziune în special la mediul marin şi în atmosferă industrială.
Keywords: gouging, roughness, hardness, AlMg3, Steel S355J2
Rezumat 5
În lucrare este prezentat un nou arzǎtor care funcţioneazǎ cu gaz natural şi aer de combustie preîncǎlzit la 400ºC destinat cuptoarelor de încǎlzire tip camerǎ din industria siderurgicǎ.
Arzǎtorul, cu puterea termicǎ nominalǎ de 150 kW, a fost conceput şi realizat pentru a înlocui actualele arzǎtoare TRICEM 15, utilizate pe scarǎ largǎ în România, caracterizate prin emisii de NOx peste limitele maxime admise de normele legale. Emisiile de NOx ale noului arzǎtor sunt mult sub limita maximǎ admisǎ de 350 mg/Nm3, având valori de 172 – 201 mg/Nm3 pe întregul domeniu de funcţionare.
Keywords: burner, natural gas, heating furnace, emission, pollutant