Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Sterowanie procesem ciągłego odlewania stali, Zakopane, 7-10 listopada 2012 Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej Katedra Metalurgii Stopów.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Sterowanie procesem ciągłego odlewania stali, Zakopane, 7-10 listopada 2012 Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej Katedra Metalurgii Stopów."— Zapis prezentacji:

1 Sterowanie procesem ciągłego odlewania stali, Zakopane, 7-10 listopada 2012 Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej Katedra Metalurgii Stopów Żelaza Zakopane, 7-10 listopada 2012 Analizator termiczny Netzsch STA 449 F3 Jupiter i jego zastosowanie w badaniach właściwości termofizyczynych Tomasz Kargul

2 Plan prezentacji Wprowadzenie Analizy termiczna i jej metody Schemat i zasada działania Netzsch 449 F3 Jupiter QMS 403 Aëolos – spektrometr masowy Korzyści płynące z analiz sprzężonych Podsumowanie 2 Sterowanie procesem ciągłego odlewania stali, Zakopane, 7-10 listopada 2012

3 3 Wprowadzenie STA 449 F3 Jupiter Aёolos QMS 403 Zakres pomiarowy C Szybkość nagrzewania 0,01-50 K/min Max. masa próbki: 35 g Atmosfera: statyczna i dynamiczna, obojętna, redukująca, utleniająca. Czułość DSC: 0,1 μW Rozdzielczość wagi: 1 μg Kwadropulowy spektrometr masowy sprzężony z STA Detekcja cząsteczek o masach do 300 amu Dokładność detekcji 0,5 amu Jonizacja elektronowa 25eV do 100eV Podgrzewana linia transmisyjna gazów do 300C Sterowanie procesem ciągłego odlewania stali, Zakopane, 7-10 listopada 2012

4 Metody analizy termicznej Metody analizy termicznej znajdują zastosowanie min. w badaniach: zmian właściwości materiałów w czasie ogrzewania lub chłodzenia przemian fazowych materiałów określania składu chemicznego i fazowego materiałów wyznaczania parametrów termodynamicznych i kinetycznych reakcji badaniach określających czystość materiałów wyznaczania ciepła właściwego oraz ciepła przemian fazowych badaniach określających zawartość wody i wilgoci badaniach trwałości termicznej materiałów Materiały: minerały, substancje organiczne, metale, ceramika, polimery, substancje organiczne, środki farmakologiczne. 4 Sterowanie procesem ciągłego odlewania stali, Zakopane, 7-10 listopada 2012

5 Metody analizy termicznej OznaczenieNazwa metodyBadane właściwości materiałów TGTermograwimetria Zmiany masy wynikające z procesów parowania, dekompozycji DTATermiczna analiza różnicowa Różnica temperatur pomiędzy próbką a materiałem wzorcowym DSCRóżnicowa kalorymetria skaningowa Efekty cieplne towarzyszące procesom fizycznym i chemicznym, cp(T) TDTermodylatometriaZmiany wymiarów TMAAnaliza termomechanicznaOdkształcenia spowodowane obciążeniem EGADetekcja produktów gazowychObjętość wydzielających się składników gazowych Nowoczesna aparatura do analizy termicznej daje możliwość jednoczesnej rejestracji sygnału TG-DTA, lub TG-DSC. Pozwala to na skorelować zmiany masy próbki z efektami cieplnymi zachodzącymi w materiale. 5 Sterowanie procesem ciągłego odlewania stali, Zakopane, 7-10 listopada 2012

6 Metody analizy termicznej TG - Thermogravimetric Analysis Tygiel z Al 2 O 3 Sensor nośnika Płaszcz radiacyjny nośnika 6 Analiza TG polega na rejestrowaniu zmian masy substancji podczas kontrolowanego ogrzewania lub chłodzenia w funkcji czasu lub temperatury lub na pomiarze izotermicznym zmiany masy substancji w funkcji czasu. Efektem końcowym badania jest krzywa termograwimetryczna, obrazująca przebieg zmian masy substancji w badanym zakresie temperaturowym. Krzywa TG dla próbki: 75% biomasy 25 % węgiel Zmiany masy próbki następują w skutek: usuwania wilgoci z próbki procesu spalania materiału procesu termicznego rozkładu Krzywa DTG nie rejestruje zmian związanych z procesami: przemian fazowych niszczenia struktury syntezy nowych faz Sterowanie procesem ciągłego odlewania stali, Zakopane, 7-10 listopada 2012

7 7 Analiza umożliwia wykrywanie efektów cieplnych, które towarzyszą przemianom fizycznym lub chemicznym. Polega na rejestracji różnicy temperatur pomiędzy substancją badaną a substancją odniesienia względem czasu lub temperatury. Podczas pomiaru rejestrowana jest termiczna krzywa różnicowa DTA. Metody analizy termicznej DTA - Differential Thermal Analysis Płaszcz radiacyjny nośnika Tygiel z Al 2 O 3 Sensor nośnika Krzywa DTA dla Al Reakcje endotermiczne: dehydratacja dehydroksylacja (oddawanie grup OH - ) przemiany fazowe termiczny rozkład węglanów dysocjacja termiczna niszczenie struktury materiałów Reakcje egzotermiczne: spalanie substancji organicznych utlenianie synteza nowych faz Sterowanie procesem ciągłego odlewania stali, Zakopane, 7-10 listopada 2012

8 8 DSC- Differential Scaning Calorimetry Analiza oparta jest na rejestracji różnic przepływu strumienia ciepła pomiędzy substancją badaną a otoczeniem (układem grzewczym) i substancją wzorcową a otoczeniem (układem grzewczym) w funkcji temperatury. Substancje badana oraz wzorcowa są ogrzewane lub chłodzone w jednakowych warunkach zgodnie z ustalonym programem temperaturowym. W wyniku pomiaru otrzymuje się krzywą DSC, która przedstawia ilość ciepła wymienionego przez próbkę z otoczeniem w funkcji czasu lub temperatury. Pole pików uzyskanych na krzywej DSC jest bezpośrednio związane z ciepłem zachodzącej przemiany. Nośnik TG-DSC cp Krzywa DSC dla Sn Sterowanie procesem ciągłego odlewania stali, Zakopane, 7-10 listopada 2012

9 25 ÷ 1650 C Zakres pomiarowy Szybkość nagrzewania 0.01 ÷ 50 C min -1 Max. masa próbki 35 g Atmosfera: statyczna i dynamiczna, obojętna, redukująca, utleniająca, próżnia mbar Czułość DSC< 0.1 μW 9 Schemat i zasada działania Netzsch 449 F3 Jupiter Sterowanie procesem ciągłego odlewania stali, Zakopane, 7-10 listopada 2012

10 Kapilara wykonana z kwarcu, kontrolowane podgrzewanie do 300 C w celu uniknięcia kondesacji przesyłanych do QMS gazów Ogrzewana komora pozwala na precyzyjną regulację kapilary 10 Analizator kwadrupolowy spektrometru Naturalny pionowy przepływ gazu poprzez piec analizatora do podgrzewanego adaptera z kapilarą Naturalny pionowy przepływ gazu poprzez piec analizatora do podgrzewanego adaptera z kapilarą Spektrometr masowy Aёolos QMS 403 Sterowanie procesem ciągłego odlewania stali, Zakopane, 7-10 listopada 2012

11 11 Spektrometr masowy Aёolos QMS 403 Sterowanie procesem ciągłego odlewania stali, Zakopane, 7-10 listopada 2012

12 12 Podsumowanie W metalurgii analiza termiczna wykorzystywana jest do badań właściwości termofizycznych materiałów mineralnych, oraz metali i ich stopów. W grupie materiałów mineralnych wyróżnia się surowce: rudy metali, mieszanki spiekalnicze, materiały technologiczne, materiały żużlotwórcze, topniki, nośniki węgla, składniki materiałów ogniotrwałych. Za pomocą analizy termicznej można określić ubytki masy, zawartość wody, straty prażenia, temperatury przemian fizycznych (temperatury topnienia, krzepnięcia, krystalizacji), efekty cieplne reakcji egzo i endotermicznych, wydzielone i pochłonięte ciepło, towarzyszące przemianom fizycznym i reakcjom chemicznym (rozkładu, utleniania i redukcji), parametry termodynamiczne jak ciepło właściwe, entalpia przemian. W przypadku metali i stopów analizę termiczną DTA lub DSC można wykorzystać do określania temperatur oraz efektów cieplnych przemian fazowych. Analiza DSC pozwala na wyznaczenie ciepła właściwego. Na podstawie uzyskanych w ten sposób informacji można określić szereg właściwości technologicznych i dobierać parametry procesów technologicznych z udziałem analizowanych substancji. Sterowanie procesem ciągłego odlewania stali, Zakopane, 7-10 listopada 2012

13 13 Dziękuję za uwagę Sterowanie procesem ciągłego odlewania stali, Zakopane, 7-10 listopada 2012 Literatura Charakterystyka ciał stałych z wykorzystaniem techniki TG-MS, Zakład Technologii Nieorganicznej i Ceramiki, Politechnika Warszawska 3. J.Stecko, P. Różański, Przykłady wykorzystania analizy termicznej w badaniach Instytutu Metalurgii Żelaza, Prace IMŻ 1 (2011)


Pobierz ppt "Sterowanie procesem ciągłego odlewania stali, Zakopane, 7-10 listopada 2012 Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej Katedra Metalurgii Stopów."

Podobne prezentacje


Reklamy Google