Fundamental studies related to the development of the smelting reduction of iron oxide and carbon-constant volume studies

Abstract

Today, most of the iron-making capacity of the world is still dependent upon the blast furnace process, although the production of sponge iron by direct reduction processes is gaining acceptance in many areas. Another method of making iron, known as smelting reduction, is receiving attention, and pilot-plant scale operations are being developed in Europe and possibly elsewhere. In this method, iron oxide is reduced with carbon (coal) by a fast reaction such that liquid iron is the product, heat being provided to the reaction by the exothermic oxidation of carbon monoxide by oxygen within the reaction vessel.

In the present investigation, an attempt has been made to study the behaviour of composite pellets of wüstite and carbon in the region of 1500°C in various gas atmospheres at constant volume. Reaction rates were followed within the constant-volume system by measuring the increase in pressure with time using a pressure transducer. Composite pellets containing slightly more than the stoichiometrically required amount of carbon were reacted to form liquid iron in an argon atmosphere; to achieve melting, good mixing of the pellets was a critical requirement. Melting conditions were also obtained in carbon monoxide-carbon dioxide mixtures between 100 per cent CO and 100 per cent CO₂ When composite pellets, surrounded by a protective layer of carbon, were introduced into an atmosphere containing free oxygen, it was again possible to obtain melting and reduction to liquid iron. The activation energy for the reaction was approximately 15 kcal/mole. Possible reaction mechanisms are discussed.

Résumé

De nos jours, la réduction des oxydes de fer s'accomplit en grande partie au haut foumeau. On note toutefois une implantation graduelle des procédés de réduction directe des oxydes en fer éponge. Une autre méthode de production du fer, connue sous Ie nom de smeltage réducteur, est actuellement à l'étude. Des essais à l'échelle de l'usine pilote se font actuellement en Europe et possiblement ailleurs. La méthode consiste à produire du fer liquide en réduisant rapidement l'oxyde de fer par du carbone. L'énergie requise pour la réaction vient de l'oxydation exothermique du monoxyde de carbone par l'oxygène présént dans l'enceinte réactionnelle.

Les auteurs ont étudié le comportement de boulet1es composées de wüstite et de carbone en présence de diverses atmosphères gazeuses dans une enceinte fermée à 1,500°C. Les vitesses de réaction ont été détérminées en mesurant l'augmentation de la pression dans l'enceinte au moyen d'un transducteur de pression. Des boule1tes composées comportant un peu plus que la quantité stoechiométrique de carbone ont été réduites en fer liquide dans une atmosphère d'argon. La fusion n'avait lieu que si les constituants des boulet1es étaient intimement mélangés. La fusion de boulet1es a été réalisée dans des atmosphères constituées de melanges CO-CO₂, les proportions variant entre 100% CO et 100% CO₂. Le fer liquide a aussi été obtenu en faisant réagir des boulettes d'oxyde et de carbone entourées d'une couche protectrice de carbone, dans une atmosphère contenant de l'oxygène libre. L' énergie d'activation de la réaction était d'environ 15 kcal/mole. En fin, les auteurs discutent des mécanismes de la réaction.     

Modeling of Transient Flow Phenomena in Continuous Casting of Steel

Abstract

This paper describes initial efforts to develop and apply 3D finite-difference models to simulate transient flow in the mold. These transient flow phenomena include flow pattern oscillations caused by sudden changes in nozzle inlet conditions and rapid fluctuations in the molten steel/flux interface level at the top surface of the mold. The flow model incorporates interactions with other transport phenomena, including turbulence, superheat removal and argon gas bubble injection. Predictions are shown for the oscillatory evolution of the flow pattern from biased steady flow to symmetrical steady flow after a sudden change in inlet conditions. In addition, the predicted turbulent kinetic energy levels at steady state are shown to correlate with measured surface level fluctuations. The effect of processing conditions are consistent with experimental findings. Without argon, the greatest level fluctuations are found near the narrow face, while increased argon moves the maximum towards the center. Fluctuations decrease with deeper submergence and lower casting speed. These transient phenomena are important because they may lead to defects in the final steel product from entrainment of slag, disruption of solidification at the meniscus and non-uniform heat transfer. © 1998 Canadian Institute of Mining and Metallurgy. Published by Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Résumé

Ce document décrit les éfforts initiaux de déveoppement et d'application de modèles aux différences finies en 3D à la simulation de l'écoulement transitoire dan le moulé. Ces phénoménés d'écoulement transitoiré incluent les oscillations du patron d'écoulement causées par des changements de conditions de la tuyere d'entrée ainsi que les fluctuations rapides du niveau de l'interface acier fondu/écoulement à la face superiéure du moulé. Le modéle d'écoulement incorpore des interactions avec d'autres phénoménés de transport, incluant la turbulénce, l'énlevement de la surchauffé et l'injection de bulle de gas d'argon. On predit l'evolution oscillatoire du patron d'écoulement, allant d'un écoulement permanént biaise à un écoulement permanent symétrique, après un changement soudain des conditions d'entrée. En plus, on montré que les niveaux predits d'energie cinetiqué turbulente en regime permanent sont correles avec les valeurs mesurées de fluctuations du niveau de la surface. L'effet des conditions du traitement est consistant avec les données experimentales. San argon, le niveau le plus élevé de fluctuations se situe prés de la face etroité alors que l'augmentation d'argon deplace le maximum vers le centre. Les fluctuations diminuent avec une immersion plus profonde et une vitesse de moulage plus lente. Ces phénoménés transitoires sont importants parce qu'ils peuvent conduire à des defauts dan le produit final en acier par entrainement de scories, par derangemént de la solidification au menisqué et par transfert de chaleur non uniforme. © 1998 Canadian Institute of Mining and Metallurgy. Published by Elsevier Science Ltd. All rights reserved.     

The Use of Temperature Measurements in the Analysis and Control of Flotation Columns

Abstract

The temperature of the wash water added to the top of the froth in a flotation column is often significantly different from the temperature of the feed slurry. In such cases very valuable information can be obtained by measuring temperatures in and below the froth phase and of streams entering and leaving the column. Data collected on an industrial lead cleaner column at Polaris Mine, N.W.T., Canada, are used to obtain: measurements of froth-slurry interface level; estimates of froth washing efficiency; quantifications of the mixing process occurring in the froth phase; and measurements of the effectiveness of the wash water distributor. The use of measurements of froth-slurry interface level and estimates of froth washing efficiency in the on-line control of the column is discussed.

Résumé

La température de l'eau de lavage ajoutée à l'écume dans la colonne de fiottation est souvent significativement différente de la température de la pulpe à l'entrée. Dans ce cas, des informations très pertinentes peuvent être obtenues en mesurant les températures de l'écume, en dessous de l'écume ainsi que celles des courants entrants et sortants de la colonne. Des données échantillonnées sur une colonne industrielle de nettoyage du plomb à la mine Polaris, T.N.O., Canada ont été utilisées pour obtenir: des mesures de niveau de l'interface écume-pulpe; des estimés de l'e fficacité de lavage de l'écume; des quantifications du processus de mélange s'eifectuant dans la phase écume; et des mesures de l'efficacité du distributeur d'eau de lavage. L'utilisation des mesures du niveau de l'interface écume-pulpe et des estimés de l'efficacité de lavage de l'écume sur le contrôle en continu de la colonne est discutée.     

安钢100J低温冲击功Q370qE的开发实践

阐述了-40℃纵向V型冲击功不小于100J的Q370qE桥梁结构用钢板在安钢100t转炉／电炉—2800mm中板生产线的试制过程，通过合理的确定微合金化成分体系、冶炼和连铸工艺、轧制工艺，确保了Q370qE钢板显微组织、力学性能满足用户要求，实现了批量生产。     

全萃取分离方法生产激光级氧化铕

介绍了钐铕钆富集物为原料,用P507全萃取分离方法分离生产激光级氧化铕的生产方法和工艺流程,并与传统还原—萃取分离法进行比较,明确了全萃取分离方法的优越性,指明了高纯氧化铕生产的发展方向。研究表明,全萃取分离方法可取消锌粉还原工序,克服锌粉带来的渣量大、重金属废液污染严重、氢气安全隐患大等弊端,同时具有可连续生产,操作控制方便、成本低等优点,每吨氧化铕生产成本可降低近5万元。     

Continuous casting — the present and the future

Abstract

During the past few years casting machines have evolved that bring the ladle closer and closer to the ground. The ultimate horizontal casting machine may be in the development stage at this time. Improvements in operating technology will permit casting machines of the future to be operated at rates much higher than at present.

Résumé

Depuis plusieurs années on cherche à placer la poche de coulée le plus prés possible du plancher de l'usine. Il se pourrait que la machine horizontale de coulée continue soit déjà en stade de creation. Les améliorations apportées aux machines de coulée continue permettront des taux de production de plus en plus élevées.     

地下金属矿智能矿山总体规划

针对地下金属矿智能矿山建设中集成化程度低、共享性差和协同性缺乏等问题,提出地下金属矿智能矿山总体规划,包含规划目标、规划思路、系统架构和应用平台架构。以矿山生产业务流和数据流为线索,围绕生产技术、生产管理、过程管控和安全环保,规划覆盖全要素、贯穿全流程的智能矿山建设内容。生产技术协同平台促进生产技术协同作业流程化和规范化,生产管理平台确保生产管理及时性与共享性,智能开采装备与系统保障现场作业人员安全和设备跟踪调度,安全环保平台为管理低成本化和痕迹化提供了方法,三维可视化智能管控平台为数据集成可视化提供了手段。研究成果可为地下金属矿智能矿山规划、设计和建设提供指导。     

High Temperature Oxidation of Copper and Copper Aluminum Alloys

Abstract

Small amounts of aluminum (1 to 3 wt% Al) were alloyed with copper to study oxidation resistance at high temperatures. Pure copper and the alloyed samples were oxidized from 700 to 1000 °C in air for various lengths of time. The oxidation rates of the samples increased with temperature. The oxidation rates of pure copper and the 1 wt% Al sample were found to follow parabolic rate law kinetics in the temperature range studied indicating diffusion controlled growth. The oxidation resistance of the 2 wt% Al alloy disappeared between 800 and 900 °C. It was found that the 3% Al-Cu samples oxidized at a rate 100 times lower than that of pure copper. The activation energy of copper oxidation at 122 kJ/mol was found to be very close to reported values.

On a allié de petites quantités d’aluminium (1 à 3% Al en poids) avec du cuivre afin d’étudier la résistance à l’oxydation à des températures élevées. On a oxydé le cuivre pur et les échantillons alliés entre 700 et 1000 °C, à l’air, sur des durées variées. Le taux d’oxydation des échantillons augmentait avec la température. On a trouvé que le taux d’oxydation du cuivre pur et celui de l’échantillon de 1% en poids d’Al suivaient une loi cinétique à taux parabolique dans le domaine de température étudié, indiquant une croissance contrôlée par la diffusion. La résistance à l’oxydation de l’alliage à 2% en poids d’Al disparaissait entre 800 et 900 °C. On a trouvé que les échantillons de 3% Al-Cu s’oxydaient à un taux 100 fois plus faible que celui du cuivre pur. L’énergie d’activation de l’oxydation du cuivre, à 122 kJ/mol, se rapproche des valeurs rapportées.     

Development of a model for copper converting

Abstract

Building on previous work reported in the literature, a dynamic model of the operation of the Peirce-Smith Converter has been developed to describe the distribution of the major elements present. The fundamental principle of the model was a thermodynamic calculation. The situation of non-equilibrium conditions was considered by dividing the converter into different zones linked by predefined flow parameters. The model was verified against actual converter plant data, with the simulated results for the major elements being in good agreement with the plant data. The agreement between plant and calculated data for Pb, and Zn was not as good and more work is required regarding this aspect.

En se basant sur des travaux antérieurs rapportés dans la littérature, on a développé un modèle dynamique de l’opération du Convertisseur de Peirce-Smith afin de caractériser la distribution des principaux éléments chimiques présents. Le principe fondamental de ce modèle repose sur un calcul thermodynamique. On a considéré la situation des conditions hors d’équilibre en divisant le convertisseur en différentes zones reliées par des paramètres d’écoulement prédéfinis. On a confronté le modèle à des données issues du convertisseur d’une usine existante, les résultats simulés montrant un bon accord avec les données de l’usine en ce qui concerne les éléments majoritaires. La concordance des données de l’usine et des valeurs calculées pour le plomb et le zinc n’était pas aussi bonne et, donc, une investigation plus poussée concernant cet aspect du modèle s’avère nécessaire.     

设备备件辅料消耗和储备定额编制

确定备件和材料的消耗和储备定额,是资材管理的一项重要工作。它是编制各类物资需求计划的基础资料,是指导生产、采购、储备以及科学地管理库房的依据。从广义上讲消耗和储备定额是指企业为保证生产和设备维修,按照经济合理的原则,在收集各类实际统计资料的基础上制定的材料备件消耗数量、储备数量、库存资金和储备时间等的标准限额。     

Effect of Extended Grinding on the Dissolution of A Ta/Nb Concentrate

Abstract

A tantalum/niobium concentrate was ball milled for up to 100 hours in a laboratory mill without any evidence of a phase change other than a decrease in unit cell symmetry. After 2 hours of milling, the dry milled powders had passed through their maximum BET surface areas and milling for longer times resulted in a decreased surface area. The surface area of wet milled powders continued to increase with milling time. These differences were attributed to the presence of water hindering, impact induced rewelding of the particles.

The extent of dissolution in a mixture of hydrochloric acid and sodium fluoride increased with milling time until over 86% of the concentrate was solubilised in 24 hours. It was found that a powder milled for 50 hours dissolved 4500 times more rapidly than a powder milled for 2 hours. Both strong acid and high fluoride were required for the maximum rate. The dissolution was shown to be two stages: an initial, rapid solution diffusion controlled reaction followed by a slower chemically controlled step. The dissolution associated with the fast step increased with milling time.

On a broyé (avec des billes) un concentré de tantalum/niobium, jusqu'à 100 h, dans un broyeur de laboratoire, sans évidence d'un changement de phase, à part une diminution de la symétrie de l'unité cellulaire. Après 2 h de broyage, les poudres broyées à sec sont passées par leur superficie maximum BET alors que le broyage pour de plus longues durées a résulté en une diminution de la superficie. La superficie de poudres broyées avec fluide a continué à augmenter avec la durée de broyage. On a attribué ces différences à la présence de l'eau qui empêchait le re-soudage des particules, induit par impact.

Le degré de dissolution dans un mélange d'acide chlorhydrique et de fluorure de sodium a augmenté avec la durée de broyage, jusqu'à ce que plus de 86% du concentré soit solubilisé en 24 heures. On a trouvé qu'une poudre broyée pendant 50 h se dissolvait 4500 fois plus rapidement qu'une poudre broyée pendant 2 h. Un acide fort ainsi qu'un contenu élevé en fluorure étaient requis pour le taux maximum. On a montré que la dissolution se produisait en deux étapes, une réaction initiale rapide de solution contrôlée par diffusion, suivie par une étape plus lente contrôlée chimiquement. La dissolution associée avec l'étape rapide augmentait avec la durée de broyage.     

Effect of blockage of outlet nozzle on fluid flow and heat transfer in continuously cast multistrand billet caster tundish

Abstract

Shop floor problems like strand breakout, mechanical or electrical failure in the strand or inadequate availability of molten steel from coming ladle sometimes lead to closing one/two strand in a continuous casting unit. Closing any of the outlets affects the flow distribution inside the tundish and so it is important to study which of the outlets should be closed to have proper results in terms of residence time distribution (RTD) and thermal behaviour of the tundish. The present study aims at finding the effect of closing one or two outlets on flow behaviour and heat transfer in a multistrand tundish. Navier–Stokes equation has been solved using standard K–? turbulence model with the help of educational version of computational fluid dynamics software PHOENICS to find the steady state velocity field inside the tundish. Furthermore, tracer dispersion study was carried out using pulse input technique of the tracer to find the RTD curve of the tundish. Mixing parameters, namely ratio of actual to theoretical mean residence time and ratio of mixed volume to dead volume have been found out for different cases when either all the outlets are open or one/two outlets are closed. It was found that closing the near outlet increases the mixing capability of the tundish the most as compared with far or middle outlet. A larger recirculation zone created in the half of the tundish results in better mixing when near outlet is closed. Numerical code was validated against the experimental observation by performing the tracer dispersion study inside a multistrand tundish and reasonably good match between the experimental and numerical results in terms of RTD curves is observed.

Des problèmes d’atelier comme la percée du cordon, la défaillance mécanique ou électrique du cordon ou la disponibilité inadéquate de l’acier fondu de la poche d’arrivée mènent quelquefois à la fermeture d’un ou deux cordons d’une unité de coulée en continu. La fermeture de n’importe laquelle des orifices de sortie affecte la distribution de l’écoulement dans le panier de coulée. Il est donc important de déterminer lequel des orifices de sortie devrait être fermé pour avoir des résultats appropriés par rapport au RTD et au comportement thermique du panier de coulée. La présente étude vise à trouver l’effet de la fermeture d‘un ou deux orifices de sortie sur le comportement de l’écoulement et sur le transfert de chaleur dans un panier de coulée à plusieurs lignes. On a résolu l’équation de Navier-Stokes en utilisant le modèle normal de turbulence K-?, avec l’aide de la version éducationnelle du logiciel de CFD PHOENICS, afin de trouver le champ de vitesse à régime constant à l’intérieur du panier de coulée. En plus, on a effectué une étude de dispersion de traceur en utilisant une technique d’entrée de l’impulsion du traceur afin de trouver la courbe de Distribution du Temps de Séjour (RTD) du panier de coulée. On a trouvé le paramètre de mélange, soit le rapport du temps de séjour moyen actuel à théorique et le rapport de volume mélangé à volume mort, pour différents cas où soit que toutes les sorties étaient ouvertes, soit qu’une ou deux sorties étaient fermées. On a trouvé que la fermeture de la sortie la plus proche augmentait davantage la capacité de mélange du panier de coulée par rapport à la sortie la plus éloignée ou à celle du milieu. Une plus grande zone de re-circulation créée dans la moitié du panier de coulée avait pour résultat un meilleur mélange lorsque la sortie la plus proche était fermée. On a validé le code numérique contre l’observation expérimentale en effectuant l’étude de dispersion du traceur à l’intérieur d’un panier de coulée à plusieurs lignes. On a observé une correspondance raisonnable entre les résultats expérimentaux et numériques par rapport aux courbes de la RTD.     

Laboratory investigation into reduction the production of dust in basic oxygen steelmaking

Large amounts of dust produced in basic oxygen steelmaking not only reduce the yield of metal, but also increases the dedusting load. Based on the different vapour pressure of Mn, Fe, V, Mo, disparate alloys were added into induction furnace with various carbon content, and different portions of mixed gas of CO₂ and O₂ were blown into the furnace. Through laboratory investigation of the production behaviour of dust in basic oxygen steelmaking, the dust production mechanism was studied. The experiments prove that the production of dust in basic oxygen steelmaking depends on both entrainment of the bubbles and evaporation of elements. As the reactions proceed, the dust particle size shows a tendency to become larger. With the increasing of CO₂ blowing rate, the amount of dust produced by entrainment of the bubble increases, while which produced by evaporation of elements decreases, and dust size diminishes. Blowing a certain portion of CO₂ into the bath not only contribute to the utilisation of CO₂, but also reduce dust and obtain higher quality converter gas. The purpose of energy saving and consumption reducing can be implemented finally.     

Thermodynamic modelling of Mn-Y and Mn-Gd systems for application of RE in Mg alloy development

Abstract

Mg alloys are extensively used as light structural materials in the modern industry. Mn and RE (rare earth) metals are effectively used as alloying elements to enhance the properties of Mg alloys. Therefore, the thermodynamic database of those alloys is important in the design and processing of Mg alloys. Critical evaluation and optimisation of all available literature data for the Mn-Y and Mn-Gd systems were conducted to obtain reliable thermodynamic functions of all solid and liquid phases. Recent experimental data were taken into account and the phase diagram and thermodynamic properties were slightly revised for the Mn-Y system and considerably altered for the Mn-Gd one from previous studies. Both systems have quite similar thermodynamic properties and phase diagrams. The systematic trend observed in RE elements for Mn-RE systems is discussed.

On fait un usage considérable des alliages de Mg comme matériaux de construction légers dans l’industrie moderne. Le Mn et les métaux de TR (terre rare) sont utilisés effectivement comme éléments d’alliage pour améliorer les propriétés des alliages de Mg. Par conséquent, les bases de données thermodynamiques de ces alliages sont importantes dans la conception et le traitement des alliages de Mg. On a effectué une évaluation critique et l’optimisation de toutes les données disponibles dans la littérature pour les systèmes Mn-Y et Mn-Gd afin d’obtenir des fonctions thermodynamiques fiables de toutes les phases solides et liquides. On a pris en compte des données expérimentales récentes et l’on a révisé légèrement le diagramme de phases et les propriétés thermodynamiques du système Mn-Y et l’on a modifié considérablement celui du Mn-Gd provenant d’études antécédentes. Les deux systèmes ont des propriétés thermodynamiques et des diagrammes de phases plutôt similaires. On discute de la tendance systématique observée chez les éléments de terre rare des systèmes Mn-TR.     

The Implementation of a Mathematical Model to Characterize Mold Metal Interface Effects in Metal Casting

Abstract

The formation of the air gap at the mold/metal interface during casting is responsible for considerable changes in local cooling rates. Often, boundary conditions input to a mathematical model have routinely been guessed at (often inaccurately) or have been determined experimentally, both of which can introduce difficulties in predicting solidification history. A novel technique which minimizes the error associated with selecting boundary conditions without experimentation is proposed. Advance knowledge of air gap formation and its correlation to the heat transfer coefficient at the mold/metal interface is used to formulate a coupled mathematical model which determines the growth of the air gap and predicts the instantaneous cooling conditions at a given mold wall. The accuracy of the simulation is consequently improved and the need to match experimental boundary conditions is eliminated. This paper presents the current results of an ongoing research program. © 1998 Canadian Institute of Mining and Metallurgy. Published by Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Résumé

La formation d'un espace d'air à l'interface moule/métal lors du coulage est résponsable de changements considerables des taux de refroidissément locaux. Souvent, les conditions limites d'entrée d'un modéle mathematiqué ont fait 1'0bjet, par routine, d'une estimation (souvent incorrecte) ou ont été determinées experiméntalement, les deux methodés pouvant introduiré des difficultés dans la prediction de l'histoiré de la solidification. On propose une nouvellé technique qui minimise l'erréur associée avec la selection de conditions limites sans expérimentation. La connaissance, à l'avance, de la formation d'un espace d'air et sa correlation avec le coefficient de transfert de chaleur à l'interface moulé/metal est utilisée dans la formulation d'un modéle mathematiqué couple. Ce modéle determine la croissance de l'espace d'air et predit les conditions de refroidissément instantane à une paroi donnée du moule. L'éxactitude de la simulation est ameliorée, consequemment, et on elimine le besoin d'association à des conditions limites experimentales. Ce document présente les résultats courants d'un programme de recherche en cours. © 1998 Canadian Institute of Mining and Metallurgy. Published by Elsevier Science Ltd. All rights reserved.     

Voices from beyond: Comment from other countries: Introduction.

The first "made-in-Canada" code for psychologists was adopted in 1986, 34 years after the American Psychological Association adopted its first code. In the ensuing years Canadian psychologists tested the viability of applying the Code to various areas of psychological activity. The results were generally positive, especially regarding the ethical principles, the ethical decision making process and the usefulness of the Code in teaching. What we had not anticipated was the international attention that the Canadian Code of Ethics for Psychologists would receive. It seems important to know what use is being made of the Canadian Code outside of Canada, and what aspects of the Code seem most valuable to others. For this special issue, several psychologists beyond Canada's borders were asked to comment on the Canadian Code. We are happy to present the voices of the six contributors who responded to our request. (PsycINFO Database Record (c) 2010 APA, all rights reserved)     

The determination of oxygen activity in liquid steel and the practical use of these values to control deoxidation

Abstract

The application of a galvanic oxygen-concentration cell to measure dissolved oxygen content in molten steel has been investigated using Leigh Instruments’ Oxygen Probe. Data collected on 65 BOF heats (0.12% max. carbon) were processed for multiple correlation analysis on Algoma Steels IBM 1150 computer. Nomographs, to predict the oxygen concentrations in liquid steel before tap, were constructed on the basis of regression equations developed from multiple analysis. Results show that oxygen concentrations in low carbon steels (0.12% max. carbon), determined with the help of these nomographs, are within less than 10% of the true oxygen values obtained by using oxygen probe measurements.

Oxygen values determined before tap are later used as a basis for etermining ladle aluminum requirements for low-carbon, aluminum-killed (L.C.A.K.) BOF steels. Another nomograph is constructed from which the quantity of aluminum to be added to the ladle can be directly read. Results show that the per cent frequency in meeting aim aluminum ranges for these heats has nearly doubled since the nomograph has been used in production. Considerable savings in aluminum consumption have also been reported, together with a sizable reduction in the diversion rate for L.C.A.K. steel.

Résumé

L'applicabilite d'une sonde à oxygène pour mesurer l'oxygène dissout dans l'acier liquide a été appréciée en utilisant une sonde à oxygène de Leigh Instruments. Les données recueillies sur 65 charges de convertisseur à oxygené (0.12% max. de carbone) ont été analysées par corrélations multiples, sur calculateur IBM 1150 de l'Algoma. Les nomogrammes, pour prédire la concentration d'oxygéne dans l'acier liquide avant la coulée, ont été construits à partir des équations de régression obtenues après analyse statistique des résu1tats. Les résultats subséquemment obtenus de ces nomogrammes montrent que les concentrations en oxygène pour les aciers à bas carbone (0.12% max. de carbone) ne diffèrent pas de plus de 10% des valeurs obtenues par mesure directe de l'oxygene avec la sonde à oxygéne.

Les valeurs d'oxygène ainsi obtenues avant la coulée sont par la suite utilisées pour déterminer les quantités d'aluminium dans la poche de coulée a ajouter pour ces aciers de convertisseur à oxygène à bas carbone calmés a l'aluminium. Un autre nomogramme a été construit a partir duquel on peut lire directement la quantité d'aluminium, a ajouter dans la poche de coulée. Les résultats démontrent que depuis que ce nomogramme a été utilisé en production, le pourcentage de fois que la quantité d'aluminium nécessaire ajouté s'est avéré exacte a presque doublé. Ses économies substantielles dans la consommation d'aluminium ont été ainsi enregistrées ainsi qu'une réduction appréciable de différence dans les nuances de ces aciers à bas carbone, calmé à l'aluminium.     

Use of waste anode dust for sorption of Ni(II) from aqueous solution

Abstract

This study was aimed at investigating the sorption of Ni(II) ions on anode dust which is an industrial waste material of aluminium production. The effects of various parameters such as the initial pH, contact time, temperature and initial concentration were studied. The thermodynamic parameters were determined. The positive values of enthalpy change ΔH suggested the endothermic nature of the sorption process. The sorption kinetic data could be described well using a pseudo‐second‐order model and the equilibrium data could be fitted well to the Langmuir and Freundlich isotherm. It can be concluded that the obtained sorption capacity for Ni(II) ions is a good indicator of the anode dust potential for use in an aqueous sorption system.

Cette étude avait pour but l’investigation de la sorption des ions de Ni(II) sur la poussière d’anode, un matériau de rejet industriel de la production de l’aluminium. On a étudié l’effet de divers paramètres comme le pH initial, la durée de contact, la température, et la concentration initiale. On a déterminé les paramètres thermodynamiques. Les valeurs positives du changement d’enthalpie ΔH suggéraient la nature endothermique du procédé de sorption. On pourrait bien décrire les données cinétiques de la sorption en utilisant un modèle de pseudo deuxième ordre et l’on pourrait bien ajuster les données d’équilibre à l’isotherme de Langmuir et Freundlich. On peut conclure que la capacité de sorption obtenue pour les ions de Ni(II) est un bon indicateur du potentiel de la poussière d’anode pour utilisation dans un système aqueux de sorption.     

The effect of rolling at different temperatures on the fracture toughness anisotropy of a C-Mn structural steel

Abstract

The toughness of rolled plates of a plain C-Mn steel was evaluated for three sections, at different temperatures, by means of small-scale Wedge Open Loading (WOL) specimens. These were machined to orient the fracture plane parallel to the rolling plane, the transverse plane or the longitudinal plane which, according to the ASTM Standards code (12) are termed the S-L, the L-T and the T-L orientations, respectively. In addition, small tensile specimens having the tensile axis perpendicular to the rolling plane were tested at different temperatures.

The plates had been soaked at various temperatures between 1200°C and 680°C (finishing temperatures ～980°C to ～680°C) and then continuously rolled to the final thickness of 3/4-in. (10). The observed toughness depended on finishing temperature and also on specimen orientation; the S-L orientation being the least and the L-T orientation the most tough in any given plate. Brittle fractures were observed on the rolling-plane (S-L orientation) of WOL specimens made from. plates that had been soaked at temperatures ≤800°C (finishing temperatures ≤760°C) and these were attributed to the microstructure and texture. Scanning electron micrographs disclosed that elongated MnS inclusions were principally responsible for the fracture toughness anisotropy for higher soaking and finishing temperatures.

Résumé

La résistance de plaques laminées d'un acier au carbone et manganèse fut évaluée à differentes températures, selon les trois orientations possibles du plan de rupture par rapport au plan de laminage. Les éprouvettes ont été usinées conformément à une homothétie: reduite de la géométrie WOL (wedge open loading) et de sorte que le plan de rupture soit parallèle au plan de laminage, au plan transversal ou au plan longitudinal Ces orientations sont appelées S-L, L-T, et T-L respectivement, suivant les normes de l'ASTM (12). De plus, de petites éprouvettes de traction dont les axes de traction sont perpendiculaires au plan de laminage, furent expérimentées a differentes températures.

Les plaques ont été maintenues à differentes températures entre 1200°C et 680°C (températures finales de 980°C a 680°C), puis laminées en continue jusqu'à une épaisseur finale de 3/4 po. (10). On trouve que la resilience observee depend de la température finale et de 1'orientation de l'eprouvette. L'orientation S-L a été la moins résiliente tandis que 1'orientation L-T a été la plus résiliente de toutes les plaques expérimentées. Des cas de rupture fragile ont été observés sur le plan de laminage (orientation S-L) d' éprouvettes WOL obtenues de plaques ayant été maintenues à des températures ≤ 800°C (températures finales ≤760°C), et ceux-ci sont attribués à la microstructure et la tex ture du rnateriau. Des micrographics obtenues du microscope électronique a balayage révélèrent que des inclusions allongées de MnS étaient en grande partie responsables de l'anisotropie de la résistance a la rupture pour de plus hautes températures de maintien et températures finales.     

Wettability of modified silica surfaces

Abstract

wettability of silica surfaces was investjgated-by contact angle measurements of water and glycerol. Clean silica surfaces gave zero contact angle for water. Silica surfaces modified with alcohols and silanes, on the other hand, gave finite contact angle values. The actual value of the contact angle depended on the surface tension of the liq uid, the molecular structure and surface coverage of the adsorbed species. The following equation was used to describe the contact angle (θ), on treated silica surfaces:

Cos θ = Cos θ₁ ? (Cos θ₁ ? Cos θ₂) qa/100

where θ₁ and θ₂ are the contact angles on unmodified and modified surface with maximum coverage respectively q is the number of adsorbed molecules per 100Ų and a is the effective cross sectional area of the adsorbed ,molecule. The cross sectional areas of the alkoxy groups determined from the contact angle values were in close agreement with the calculated values.

Résumé

La mouillabilité de surfaces de silice fut étudiée par les mesures d'angle de raccordement eau-glycérol. Les surfaces propres de silice ont donné un angle de raccordement zéro pour l'eau. Des surfaces modifiées par l'alcool et les silanes ont donné, d'autre part, des valeurs finies d'angle de raccordement. La valeur de l'angle de raccordement dépend de la tension superficielle du liquide, de la structure moléculaire et de la fraction de la surface couverte par l'espéce adsorbée. L'équation suivante fut utilisée pour exprimer l'angle de raccordement θ sur la surface de silice traitée:

Cos θ = Cos θ₁ ? (Cos θ₁ ? Cos θ₂) qa/100

avec θ₁ et θ₂ les angles de raccordement de surface pour des fractions de surface couverte maximum, θ₁ étant pour les surfaces non modifiées et θ₂ pour les surfaces modifyées. q représente le nombre de molécules adsorbées par 100° A², et a est la section effective de la molécule adsorbée. La surface de la coupe transversale des groupes alcoxy déterminée par mesure des angles de raccordement était en accord avec les valeurs calcuIées.