search query: @keyword sulkeumat / total: 6
reference: 2 / 6
| Author: | Vainionpää, Joonas |
| Title: | OES-PDA-analyysimenetelmän hyödyntäminen teräksen sulkeumakuvan määrityksessä |
| Behavior of inclusion population in steel manufacturing process - study with OES-PDA | |
| Publication type: | Master's thesis |
| Publication year: | 2015 |
| Pages: | vi + 84 s. + liitt. 30 Language: fin |
| Department/School: | Kemian tekniikan korkeakoulu |
| Main subject: | Materiaalien prosessointi (MT3002) |
| Supervisor: | Louhenkilpi, Seppo |
| Instructor: | Erkkilä, Helena |
| Electronic version URL: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201510164756 |
| Location: | P1 Ark Aalto 3136 | Archive |
| Keywords: | inclusions sulkeumat OES-PDA Sparkdat Factsage SEM-EDS |
| Abstract (eng): | Reliability of the OES-PDA-measurements was studied in this thesis with many different perspectives. First study was to observe how the inclusion amounts develop during the steel manufacturing process and how well the changes in the inclusion profile reflect to the actual changes happening in the process. Changes in inclusion profile respond very well to process parameter changes, especially to alloying steel with elements appearing in inclusions. OES-PDA-results were also compared with SEM-EDS-results, thermodynamic modelling with Factsage, micro slag-test, immersion ultrasound-test and also how inclusion population alters as a function of different process parameters. Between OES-PDA and SEM-EDS can be seen similar behaviour with inclusions. However, comparison is problematic because SEM-EDS-method doesn't analyse inclusions with diameter below three micrometre in our study. That is probably the main reason why there is big difference in detecting inclusions including calcium between these two methods. In comparison with Factsage-models, OES-PDA-results correlate fairly well. Practically only problem concerns pure calcium-sulfide which is present in OES-PDA in almost every sample but is rarely found in Factsage-results. Unlike OES-PDA-results Factsage-models are calculated in process temperature. These results might indicate that calcium-sulfide forms when steel sample solidifies and therefore is not present in actual steel melt in modelling temperatures. Comparison to micro slag-test and immersion ultrasound-test which were done to bearing steel was unsuccessful. Apparently those measurements are done overly different part of the steel making process (from casted and rolled product) and almost no correlation was found with OES-PDA-results. OES-PDA-results were also compared to machinability test which is done to tempering steel. Correlation was found between large amount of inclusion and good machinability properties as was expected. Induction stirring is done to steel after vacuum in ladle furnace at Ovako Imatra. In this study we compared induction stirring time to total amount of inclusions. Short stirring time seems to lead to lesser amount of inclusions. However, this conclusion is very uncertain due to many variables and small amount of analyzed samples in this study. OES-PDA-results were also compared to tapping temperature, but no correlation was found. Finally, OES-PDA results were compared to castability of steel and study was done to micro alloyed steel. There was only few samples available, but slight correlation was found between small amount of inclusions and good castability. |
| Abstract (fin): | Tässä työssä tutkittiin OES-PDA-menetelmän antaman sulkeumatuloksen luotettavuutta monin eri menetelmin. Aluksi tutkittiin OES-PDA-tuloksista sulkeumaprofiilin käyttäytymistä teräksen valmistusprosessin edetessä. OES-PDA-tuloksien käyttäytyminen eri teräslaaduilla on keskimääräisten tulosten perusteella hyvin olettamusten mukainen. OES-PDA-tulokset reagoivat selkeästi, jos teräkseen seostetaan alkuainetta, joka sulkeumissa on mukana. Yksittäisissä sulatuksissa saattaa silti esiintyä poikkeamia sulkeumakuvan muuttumisessa. Tämän lisäksi OES-PDA-tuloksia verrattiin SEM-EDS-tuloksiin, termodynaamiseen mallinnukseen kaupallisella mallinnusohjelmalla Factsage, mikrokuonaluentaan, immersioultraäänitutkimuksiin sekä sulkeumakuvan käyttäytymistä eri prosessiparametrien funktiona. OES-PDA- ja SEM-EDS-tulosten välillä on nähtävissä samankaltaista käyttäytymistä sulkeumaprofiilissa. Ongelmana vertailussa on SEM-EDS-menetelmälle määritetty kolmen mikrometrin alaraja sulkeumien tunnistukseen. Tämä luultavasti aiheutti vertailun ongelmallisuuden erityisesti kalsiumin pitoisuuden kohdalla. Factsage-kuvaajien kanssa OES-PDA-tulokset korreloivat pääosin hyvin, vaikka Factsage-mallinnukset on tehty prosessilämpötilassa ja OES-PDA-tulokset on analysoitu jäähtyneestä näytteestä. Ainoastaan puhtaiden kalsiumsulfidien kanssa on suurta eroavaisuutta, kun termodynaamisesta mallista niitä ei yleensä löydy toisin kuin OES-PDA-tuloksissa, mistä niitä löytyy käytännössä jokaisessa mittauksessa. Kalsiumsulfidin puuttuminen Factsage-laskelmissa johtuukin luultavasti siitä, että OES-PDA-tuloksissa näkyvä kalsiumsulfidi muodostuu OES-PDA-näytteen jähmettymisessä. Vertailu mikrokuonaluentoihin ja immersioultraäänitutkimuksiin laakeriteräksellä ei tuottanut toivottua tulosta. Nämä kokeet tehdään valssatusta teräksestä otetulle näytteelle ja teräksessä on tapahtunut niin paljon muutoksia välialtaan jälkeen, että ainakaan tämän työn näytteiden osalta korrelaatiota ei kyetty löytämään. OES-PDA-tuloksia verrattiin lastuttavuuskokeeseen nuorrutusteräksellä ja todettiin hyvän lastuttavuuden korreloivan isoon sulkeumamäärään, kuten odotettua. OES-PDA-tulosten vertailussa vakuumin jälkeen senkkauunikäsittelyssä tapahtuvan induktiosekoituksen keston kanssa havaittiin lyhyen sekoitusajan korrelaatiota pieneen sulkeumamäärään. Tämä päätelmä on kuitenkin epävarma mittausdatan vähyydestä ja muiden vaikuttavien muuttujien määrästä johtuen. OES-PDA-tuloksia verrattiin myös kaatolämpötilaan, mutta korrelaatiota ei tullut esiin mihinkään suuntaan. Lopuksi verrattiin OES-PDA:lla mitattujen sulkeumamäärien vaikutusta teräksen valettavuuteen mikroseosteräksellä. Näyteotos oli hyvin pieni, mutta pientä korrelaatiota oli havaittavissa pienen sulkeumamäärän ja hyvän valettavuuden välillä. |
| ED: | 2015-11-08 |
INSSI record number: 52363
+ add basket
INSSI