Parameters of a gas-solids JET in pneumatic powder injection into liquid alloys with a non-submerged lance

The paper presents powder injection into liquid alloys with a non-submerged lance. The parameters of the diphase gas-solids jet were found as the most important factor to achieve good efficiency of the process. If the parameters are improper, the jet will not penetrate the liquid and the solid particles will not be uniformly distributed. The jet cone profile is often crucial for diphase jet penetration, so this parameter was analyzed along with particle velocity on the lance outlet and the experiments proven this assumption. The use of a high-speed camera allowed to capture and analyze jet motion, which verified the data of previous authors and that in the literature. Experiments of both the model and real injection into molten cast iron proved both the mathematical model and numerical simulation

Stan wykorzystania narzędzi Lean Manufacturing w polskich odlewniach

The concept of Lean Manufacturing (or Lean Production) is widely present in the quality management systems of the best factories. Foundry plants in Poland have continuously been implementing modern management tools; however, the experiences of the authors show that the usage of lean tools is at a lower level in domestic foundries than in similar plants abroad. This was the reason why a survey was prepared and over 300 foundry plants were questioned regarding the application of Lean Manufacturing tools. The questions (20 in total) asked if and what tools are implemented in the plant and what benefits have been achieved, or why lean tools have not been implemented in a particular plant. The answers were thoroughly analysed and the results show that, among others, only 29% of all foundries use lean tools, and the main reason why most of them do not is that these tools are not understood well enough.Koncepcja Lean Manufacturing (lub Lean Production) obecna jest szeroko w systemach zarządzania wiodących zakładów przemysłowych. W odlewnictwie, w tym polskim, również widoczny jest stały postęp we wdrażaniu nowoczesnych narzędzi zarządzania. Jednak doświadczenia autorów wskazują, że w aspekcie zastosowania narzędzi lean, polskie odlewnie odstają jednak od zagranicznych. Te spostrzeżenia były powodem podjęcia badań, ankietowych skierowanych do krajowych odlewni (ponad 300). Pytania (łącznie 20) dotyczyły głównie zagadnień, czy i jakie narzędzia lean są wykorzystywane w zakładzie, jakie są korzyści z ich stosowania lub też dlaczego takich narzędzi nie wdrożono. Odpowiedzi zostały starannie przeanalizowane a wyniki wskazują między innymi, że zaledwie 29% odlewni stosuje jakiekolwiek narzędzia lean a najczęstszym powodem ich niestosowania jest niewystarczające zrozumienie

A R C H I V E S of F O U N D R Y E N G I N E E R I N G Computer simulation of carburizers particles heating in liquid metal

Abstract In this article are introduced the problems of computer simulation of carburizers particles heating (anthracite, graphite and petroleum coke), which are present in liquid metal. The diameter of particles, their quantity, relative velocity of particles and liquid metal and the thermophysical properties of materials (thermal conductivity, specific heat and thermal diffusivity) have been taken into account in calculations. The analysis has been carried out in the aspect of liquid metal carburization in metallurgical furnaces

The Influence of Final Inoculation on the Metallurgical Quality of Nodular Cast Iron

The article presents the results of research on the physicochemical and mechanical properties, microstructure, and the tendency to form shrinkage of nodular cast iron depending on the type of inoculant used for secondary inoculation. Six different inoculants containing different active elements in their chemical composition were used for the research. Step castings and Y2 wedges were made on the vertical forming line using an automatic pouring machine. The inoculation in the amount of 0.2% was made using a pneumatic dispenser equipped with a vision system controlling the effectiveness of the inoculation. The results of the thermal analysis were determined and compared, and the potential of each of the inoculants was assessed

Teoria i praktyka wdmuchiwania proszków do ciekłego metalu lancą niezanurzoną

The method of powder injection into molten metal has been widely known since tens of years and successfully utilized in various metallurgical processes. The most common is a solution with injection lance submerged under the liquid alloy surface, because it is easier apart from some of disadvantages of this approach. In this paper the authors’ complex experiments on the pneumatic injection process with non-submerged lance have been presented. The new approach on jet cone angle importance and its influence on the efficiency of the injection process has been shown. The issue of the effective jet radius that was proposed by former scientists as well as computer modelling and injection experiments recorded with high speed camera have been presented. The final comparison of the typical injection lance and developed by authors new lance with flange was presented, too. The benefits of use of a new one for the treatment of small liquid alloy volume (e.g. inoculation or alloys addition introduction) have been pointed.Technologia wdmuchiwania proszków do ciekłego metalu jest znana od kilkudziesięciu lat i z powodzeniem stosowana w różnorodnych procesach metalurgicznych i odlewniczych. Zdecydowanie najczęściej stosowane jest rozwiązanie z użyciem lancy zanurzonej pod lustro obrabianego stopu, jako łatwiejsze choć nie pozbawione wielu istotnych wad. W pracy zaprezentowano zakończone kompleksowe badania autorów nad procesem wdmuchiwania proszków bez zanurzania lancy w kąpieli. Przedstawiono nowe spojrzenie na tzw. „kąt stożka rozejścia strumienia” i jego wpływ na skuteczność procesu, przeanalizowano zagadnienie tzw. „skutecznego promienia strumienia” proponowanego przez wcześniejszych badaczy oraz opisano wyniki badań symulacyjnych oraz eksperymentów wdmuchiwania, zarejestrowanych z użyciem kamery do szybkich zdjęć. Podjęto się także ostatecznego porównania rozwiązań lancy zwykłej i opracowanej przez autorów tzw. „lancy kołnierzowej” wskazując na zalety tej drugiej, jako narzędzia do obróbki niewielkich objętości ciekłych stopów np. w procesach wprowadzania żelazostopów czy też modyfikacji

The factors affecting the recarburization process indicators

W artykule przedstawiono czynniki wpływające na uzyskiwane wskaźniki nawęglania (szybkość i efektywność) w procesie wytapiania żeliwa. Analiza obejmuje rodzaj nawęglacza (antracyt, grafit naturalny i grafit syntetyczny , koks naftowy ) oraz wielkość cząstek. Kolejne czynniki rozpatrywane w pracy to metoda nawęglania (wprowadzanie nawęglacza do stałego wsadu i na powierzchnię kąpieli metalowej) oraz parametry ciekłego metalu (temperatura i skład chemiczny ). Analizę przeprowadzono w oparciu o wykonane eksperymenty , wyniki obliczeń symulacji komputerowych oraz dane literaturowe.The article presents the factors affecting the carburizing rates obtained (rate and efficiency) during the process of melting cast iron. The analysis includes the recarburizer type (anthracite, natural and synthetic graphite, petroleum coke) and particle size. Further factors considered in work are the methods of recarburization (recarburizer introduction to a solid charge and on the surface of the metal bath) and the parameters of the melt (temperature and chemical composition). The analysis was based on experiments performed, the calculation results of computer simulations and literature data

Grey Cast Iron and Ductile Iron Melting Without Pig Iron

Przedstawione w artykule zagadnienia w sposób pośredni, ale bardzo znaczący dotykają problematyki ochrony środowiska. Obejmują one tematykę wytwarzania żeliwa szarego i sferoidalnego wyłącznie na bazie złomu stalowego. Eliminacja lub ograniczenie surówki we wsadzie to korzyści zarówno ekonomiczne jak i ekologiczne. W artykule omówiono podstawowe zagadnienia związane z metodą prowadzenia procesu nawęglania w piecach elektrycznych. Przedstawiono jak wpływa rodzaj materiału nawęglającego na skład chemiczny, strukturę i własności wytopionego żeliwa. Wskazano również czynniki ograniczające produkcję żeliwa sferoidalnego na bazie złomu stalowego.The problems presented in the article relate to the environmental protection issue in indirect but very significant way. They cover the issue of grey and ductile cast iron production exclusively on the steel scrap base. The pig iron limitation or even complete elimination from solid charge results both in economic and ecological benefits. The main topics related to carburization process in electric furnaces were presented in the article. The influence of the carburizer type on the chemical composition, microstructure and the properties of the produced cast iron were described. The limitations in ductile iron production on the steel scrap were indicated, too

Melting of Grey Cast Iron Based on Steel Scrap Using Silicon Carbide

The paper presents the issue of synthetic cast iron production in the electric induction furnace exclusively on the steel scrap base. Silicon carbide and synthetic graphite were used as carburizers. The carburizers were introduced with solid charge or added on the liquid metal surface. The chemical analysis of the produced cast iron, the carburization efficiency and microstructure features were presented in the paper. It was stated that ferrosilicon can be replaced by silicon carbide during the synthetic cast iron melting process. However, due to its chemical composition (30% C and 70% Si) which causes significant silicon content in iron increase, the carbon deficit can be partly compensated by the carburizer introduction. Moreover it was shown that the best carbon and silicon assimilation rate is obtained where the silicon carbide is being introduced together with solid charge. When it is thrown onto liquid alloy surface the efficiency of the process is almost two times less and the melting process lasts dozen minutes long. The microstructure of the cast iron produced with the silicon carbide shows more bulky graphite flakes than inside the microstructure of cast iron produced on the pig iron base