SUMAR VOL. XXIII/2015
Cercetari Metalurgice si de Noi Materiale, Nr. 1/2015
Contribuţie la reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră din industria oţelului
Acumulator de energie termică în industria oţelului
Modelarea matematică a solidificării pieselor turnate din aliaje eutectice
Comportamentul unor structuri ceramice de tip BTA în condiţii termice extreme
Cercetări privind caracteristicile tribologice ale compozitelor Al-SiC-Grafit
Rezumat 1
Lucrarea prezintă o importantă contribuţie a colectivului de autori la diminuarea emisiilor de gaze cu efect de seră din domeniul siderurgiei.
Datorită aplicării soluţiilor tehnice de scădere a pierderilor de căldură prin căptuşeala refractară a oalelor de turnare de la ArcelorMittal Galaţi, se reduce consumul de oxigen industrial al convertizoarelor, produs cu un aport important de energie electrică.
Astfel, a fost realizat, testat în laborator şi, apoi, pe un model experimental, un nou material refractar monolitic superaluminos, cu dozaj redus de ciment, refractaritate şi rezistenţă mecanică ridicate şi, în acelaşi timp, cu porozitate suficient de scăzută, care asigură o importantă reducere a conductivităţii termice comparativ cu materialul înlocuit şi, implicit, diminuarea pierderilor de căldură ale oţelului în oala de turnare.
Datorită economiei de energie electrică pentru supraîncălzirea oţelului în convertizor, protecţia mediului este favorizată, prin reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră cu 1,3•103 t CO2/an.
Keywords: concrete, thermal conductivity, experimental model, low cement dosage, greenhouse gases
Rezumat 2
Lucrarea prezintă rezultatele cercetării efectuate de un colectiv de la societatea Cermax 2000 Patents SRL şi ICEM SA în vederea recuperării căldurii fizice a zgurii de oţelărie, în condiţiile în care această resursă energetică este repartizată neuniform şi în cantităţi relativ mici.
Ţinând seama de particularităţile zgurii de oţelarie, soluţia adoptată constă în utilizarea unui acumulator de caldură cu bile ceramice din şamotă, alimentat de aerul cald rezultat din contactul la viteză mare cu jetul de zgură topită. Încălzirea acumulatorului se produce în timpul celor 10 minute cât durează turnarea zgurii, temperatura medie a bilelor ajungând la 285ºC. Răcirea liberă a acumulatorului are loc în 30 ore cu viteza medie de 8,4ºC/h. Soluţia este aplicabilă în procese de uscare a materiilor prime şi materialelor cu conţinut ridicat de umiditate.
Keywords: slag, granulation, accumulator, air, ball
Rezumat 3
La departamentul Ştiinţa Materialelor de la Universitatea Transilvania din Braşov au fost realizate mai multe modele matematice şi softuri pentru simularea solidificării pieselor turnate.
În lucrare este prezentat modelul matematic pentru simularea solidificării pieselor turnate din aliaje eutectice. Modelul matematic utilizează metoda diferenţelor finite. Modelul matematic are particularitatea că ecuaţia de bilanţ termic a elementelor de volum în care este divizată piesa turnată, este explicitată în nouă cazuri. Cazurile sunt stabilite în funcţie de temperatura iniţială şi de temperatura finală a elementelor pentru un interval de timp. Acest mod de lucru are avantajul că face posibilă modelarea solidificării la temperatură constantă. Modelele matematice utilizate de alte softuri sistematizează calculul numai în funcţie temperatura iniţială a elementelor de volum. Din această cauză aceste modele nu pot reproduce solidificarea la temperatură constantă (cazul metalelor pure şi al aliajelor eutectice). Pentru a simula solidificarea aliajelor eutectice şi a metalelor pure, aceste softuri consideră că aceste aliaje se solidifică într-un interval de temperatură foarte mic.
În final sunt prezentate date privind structura softului şi rezultatele (despre solidificarea pieselor turnate) pe care acesta le furnizează.
Keywords: casting, solidification, mathematical modeling, solidification simulation
Rezumat 4
Folosirea materialelor ceramice a adus avantaje importante în realizarea unor straturi de acoperire care acţionează ca şi bariere termice. Aceste bariere termice de acoperire (BTA) vor juca un rol din ce în ce mai important în industria componenetelor aeronautice datorită capacităţii de creştere a temperaturilor de operare şi a reducerii nevoii de răcire şi a emisiilor poluante.
Oxizii ceramici multi componenţi au conductivităţi termice semnificativ mai reduse şi stabilitate termică mai mare în special ZrO2 dopat cu Y2O3.
În această lucrare am ales să analizăm în special relaţia dintre parametri care definesc şocul termic şi schimbările structurale induse în stratul de protecţie tip BTA pe componentele motoarelor turbo.
Keywords: thermal barrier coatings (TBCs), turbo engines, wear factors, quick thermal shock
Rezumat 5
Scopul acestei cercetări este de a determina caracteristicile de exploatare ale compozitelor hibride, cu matrice din AlSi7Mg03 armată cu 10% SiC şi 1,5% respectiv 3% grafit acoperit cu cupru, obţinute prin încorporarea elementelor de armare în aliajul de aluminiu topit.
Testarea caracteristicilor tribologice a fost realizată cu ajutorul unui Tribometru Cs Instruments, cu tribosistem tip pin-la-disc, în condiţii de alunecare uscată. O creştere a procentului de grafit în compozitul hibrid conduce la o scădere a densităţii şi a durităţii materialului şi o îmbunătăţire a caracteristicilor tribologice generate de lubrifiere.
Consolidarea aliajelor de aluminiu cu SiC şi grafit a condus la o nouă generaţie de materiale, cu o combinaţie unică de proprietăţi, pentru multe aplicaţii industriale.
Keywords: hybrid composites, tribological characteristics, density, electron microscopy