Projektinitiativ #53: Igensättningsproblematiken vid gjutning - Vad förstår vi egentligen!? ( 4 kommentarer)

Ingensättning av tärning och gjutrör vid göt-och stränggjutning ger stora kostnads- och planeringsproblem för stålverken. Mycket forskningsarbete har lagts ner på att testa olika lösningar men tyvärr med begränsat resultat. Det vi idag vet är att fasta inneslutningar / partiklar binds till keramikens innerväggar. De fasta partiklarna binds också till varandra och bildar clusters, (se bild). Genom clustertillväxt sätts trånga passager succesivt igen varvid gjutningen måste avbrytas. Beprövade åtgärder idag, som dokumenterat ökar gjuttiden och tillämpas, är modifiering av stålsammansättningen i skänkugn för att undvika att fasta partiklar skiljs ut, större gjutrörs- eller tärningsdiameterar samt Ar-gas tillförsel till stoppare eller gjutrör. Orsaken till varför Ar-tillförsel minskar tillväxthastigheten av clusters är inte känd.

Olle Sundqvist presenterar initiativ #53 på programkonferensen Metalliska material 2017

I ett flertal tidigare projekt har olika lösningar på igensättningsproblemet testats. Tyvärr har de varit utan större framgång. Ett exempel är roterande stoppare för att ändra strömningsbilden kring gjutrörssätet och beläggning av keramiken för att förhindra att partiklarna fastnar.

När det gäller de grundläggande mekanismerna bakom clustertillväxt förstår vi inte vilka kriterier som gäller för att en partikel skall fastna på en annan partikel eller på keramiken, ytspänningsförhållanden mellan partikel / partikel, hur strömningen vid clusterbildningen ser ut, hur tillväxthastigheten hos ett cluster beror av partikelförekomsten i smältan, kriterier för bärigheten hos clusters i trånga passager, varför Ce-legerade stålsorter verkar ha en större igensättningstendens än Al-tätade stål, varför det vid rostfri tillverkning ibland bildas fasta partiklar av MgO-typ som sätter igen gjutrör etc.

Nyhetsvärdet i projektförslaget är att en grundläggande förståelse för mekanismerna bakom clusterbildning och vad som sker i värdekedjan från ståltillverkning till gjutning söks. Experter från olika kompetensområden behöver därmed samverka och utnyttja befintliga verktyg som t.ex. beräkning av metallurgiska jämvikter, Ab initio beräkningar för att bestämma ytspänning mellan partiklar, strömningsberäkningar, metoder för att bestämma partikelförekomster i smältan, stelningsberäkningar, värmeledning i keramiken etc. Vid ett avslutat projekt ska sådana kunskaper om igensättningarnas natur finnas att en väg mot att undvika dem identifieras.

Projektinitiativet stöds av Jernkontorets teknikområde 24, Gjutning och stelning.

Namn Robert Vikman
Organisation Jernkontoret

Kommentar #1

Intressant om det även innefattar götgjutning och dess problem, och då ej enbart fokuserar direkt på strängjutningen. Viss del är gemensamt, men inte allt.

Namn Ewa Sjöqvist Persson
Organisation Uddeholms AB

Kommentar #2

Detta är ett intressant problem där många tekniker tillämpats för att lösa problemen. En grundläggande förståelse skulle kunna hjälpa industrin att ta nästa kliv.
Frågan har tidigare skickats mellan gjutning och tidigare stålbehandling och det är viktigt att inkludera alla delar och söka kompetens från bägge områderna.

Det är viktigt att etablera en grund för vad har hänt i gjutröret för att ha underlag till simuleringar till de olika problemformuleringarna. Grundläggande data bör samlas in från nogranna analyser av igensatta gjutrör.

Initiativ #72 vill angripa samma problem men mer handfast. Man kan dock tänka sig att mättekniker från initiativ #72 används för att tydligt kvantifiera problemet innan man går vidare till åtgärder.

Namn Christoffer Schmidt
Organisation Outokumpu Stainless AB

Kommentar #3

Intressant projekt då ökad förståelse behövs för att minska igensättningar. Genom att lösa igensättningsproblem vid gjutning möjliggörs stränggjutning av nya stålsorter och därmed ökar utbytet markant. Detta ger besparingar i form av minskad material- och processkostnad. Instämmer med ovan kommentar om att intitiativ #72 är närliggande och att det behövs kompetens från flera expertområden.

Namn Karin H Antonsson
Organisation Sandvik Materials Technology, R&D Metallurgy

Kommentar #4

Även för stålgjuterier är detta en högaktuell problematik då samma effekter ofta uppstår vid användning av bottentömmande skänkar. Ytterligare en faktor här är att dessa mindre skänkar i regel saknar temperaturreglering vilket leder till stora temperaturgradienter genom gjutprocessen.

Namn Åsa Lauenstein
Organisation Swerea SWECAST AB