This work aims to describe the designing and construction of a 10 kg laboratory scale Electric Arc Furnace equipped with a system for measurement of electrical parameters. The EAF is used in a research project where the aim is to develop a new online measurement system for an optimized steel production with respect to a low energy consumption and resource efficiency. The laboratory scale is the first step in the project and will be followed by pilot testing and industrial testing, if the results are successful. In order to calculate how much energy that is fed into the system, the power and voltage were measured. To simplify the system at this initial stage with regard to energy and heat losses, the system is limited to treating pre-melted metal. This report provides some theoretical background for not only EAF´s, but also induction furnaces. This is due to that an induction furnace is used to melt the steel before the laboratory scale EAF is used. This report will give some advice based on the experience gained in this study. Furthermore, list important things to consider while working with this kind of equipment. Also, a system that manages to scale voltage and current signals to more easy handled magnitude is presented. The overall conclusion is that it was possible to construct an experimental setup, which can be used to perform on-line measurements from an electric arc furnace operated with steel and slag. / Det här arbetet beskriver designen och konstruktionen av en ljusbågsugn i labbskala, för 10 kg stål, som är utrustad med ett mätsystem för elektriska parametrar. Den här ljusbågsugnen används i ett forskningsprojekt som ska utveckla ett nytt uppkopplat mätsystem för optimerad stålproduktion med avseende på energi- och resurseffektivitet. Experiment i labbskala är det första steget i det här projektet, som efterföljs av tester i pilotskala och sedan industriell skala, om resultaten är bra. För att kunna räkna ut hur mycket energi som matas in i systemet så mättes ström och spänning. För att förenkla systemet i ett initialt skede med avseende på energi- och värmeförluster så begränsas systemet till att behandla redan smält metall. Den här rapporten tillhandahåller teoretisk bakgrund om inte bara ljusbågsugnar, utan även induktionsugnar eftersom att en induktionsugn används för att smälta stålet innan den labbskaliga ljusbågsugnen används. Den här rapporten ger råd av erfarenhet från den här studien. Vidare listas viktiga saker att ta hänsyn till när man jobbar med sådan här utrustning. Ett system som skalar upp och ner signalstyrka vid ström- och spänningsmätningar till mer hanterbara storlekar presenteras. Den övergripande slutsatsen är att det var möjligt att konstruera en försöksutrustning som kan användas till mätningar i ett uppkopplat system i en ljusbågsugn som körs med stål och slagg.

Additive manufacturing (AM) enables the fabrication of complex geometries using layer-by-layerdeposition of materials like polymers and metals. However, predicting the long-term viscoelasticcharacteristics of AM polymer parts is challenging due to limited available data. This thesisinvestigates the applicability of time-temperature superposition (TTS) to forecast mechanicalbehaviour over extended timescales beyond experimentally feasible testing durations.Comprehensive stress relaxation testing was systematically conducted on 3D-printed polylacticacid (PLA) samples across a temperature range of 26°C to 34°C using a customised climatechamber. The results demonstrated an increasing rate and extent of stress relaxation at highertemperatures, confirming the viscoelasticity of the printed PLA. Leveraging Python programmingand the Williams-Landel-Ferry (WLF) equation, the individual stress relaxation curves at differenttemperatures were shifted to create master curves. By quantitatively determining the shift factors,a continuous prediction of viscoelastic properties spanning much longer time durations wasachieved. Experimental validation through prolonged relaxation testing showed reasonableagreement between the actual mechanical data and the model predictions, thereby validating thecapability of TTS in expanding the behavioural forecast. This research provides a robustframework and methodology for the accelerated determination of time-dependent viscoelasticcharacteristics of polymers fabricated through additive manufacturing. The computational toolsand experimental techniques established here can be extended to other AM materials likecomposites and metal alloys. Overall, this thesis demonstrates a methodology for timetemperaturesuperposition as a viable and powerful tool for developing comprehensive predictivemodels of the long-term mechanical performance of viscoelastic material.

No description available.

Den snabbt ökande användningen av solcellspaneller innebär stora påfrestningar på miljön efter att dessa kasseras. Uttjänta solcellspanelerna kräver stora markarealer för deponi av avfallet samtidigt som det finns risk för utsläpp av bland annat bly som har negativ påverkan på miljön. Dessutom innehåller solcellspaneler värdefulla material som metaller, kisel och glas som har potential att återvinnas. En effektiv återvinning av panelerna är nödvändig för långsiktig och hållbar utveckling av energiförsörningssystem.  Avsikten med detta arbete är att hitta lämpliga separationsmetoder för material som vanliga typer av solcellspaneler består av inför återvinning av dessa. Metoderna som används är litteraturstudier, experiment och konceptval. Initiativet till detta arbete kommer från E.ON som vill återvinna solcellspaneler efter att dessa är använda och uttjänta hos deras kunder. Panelerna som undersöks i detta arbete består av aluminiumram, en glasskiva, ett lager solceller som kapslats in i härdplasten EVA, en baksida av plasten PVF samt ledningar och annan elektronik. Experiment avseende olika uppvärmnings processerar och mekaniska metoder genomförs. Uppvärmnings processerna omfattar två olika processer som syftar till att hitta lämpliga temperaturintervaller för att separera materialen i solcellspaneler. De mekaniska metoder som undersökts innefattar valsning, krossning, centrifugering och delaminering. Konceptval innefattar konceptgenerering och konceptframtagning som poängsätts. Poängsättningen  byggs på resultat från egna experiment och information från tekniska och vetenskapliga källor. Genom att använda metoderna i det vinnande konceptet är det möjligt att separera materialen i solcellspaneler som sedan kan skickas vidare till återvinningen. Först tas kopplingsboxen och kablarna bort. Solcelsspanelen värms upp och placeras i en pressmaskin som pressar ut aluminiumramen från sina fästen. Glaset på skiktet tas bort med delamineringsprocessen. Skiktet värms upp i 600 °C för att förbränna EVA och PVF. Efter förbränningen hammarkrossas skiktet som sedan läggs i ett vattenbad för bortsköljning av askan efter förbränningen. Slutligen används vibrationsfiltrering för att separera halvledarbaserat kiselmaterial från metalltrådar. Problemen med separation av materialen beror till stor del på EVA (etenvinylacetat). Det rekommenderas att hitta alternativa inkapslingsmedel istället för EVA. Tillverkning av solcellspaneler bör regleras så att tillverkarna kan använda material som gynnar och underlättar återvinning av solcellspaneler. / After being discarded, solar panels have a significant impact on the environment due to their rapidly expanding use. The disposal of obsolete solar panels necessitates the use of expansive areas of land, and there is a risk of harmful emissions, including lead. In addition, solar panels are composed of recyclable materials such as metals, silicon, and glass. For the long-term and sustainable growth of energy supply systems, efficient recycling of the panels is required. The objective of this research is to identify suitable separation methods for the materials that make up common types of solar panels prior to their recycling.Literature studies, experiments, and concept selection are the methods employed.The initiative for this project comes from E.ON, which intends to recycle solar panels after their customers have used them. The panels examined in this study are comprised of an aluminum frame, a glass plate, a layer of solar cells encased in thermosetting EVA plastic, a backing of PVF plastic, wires and other electronic components. Experiments involving various thermal and mechanical processes are conducted. The heat treatment consists of two distinct procedures designed to determine the optimal temperature ranges for separating the components of the solar panels. The investigated mechanical processes include rolling, crushing, centrifuging, and delamination. Concept selection consists of concept generation, concept development, and a scoring matrix, which is based on the outcomes of one's own experiments and data from technical and scientific sources. Using the winning concept's methods, it is possible to separate the materials into solar panels that can then be recycled. The process begins by removing the junction box and cables followed by heating solar cell panel and then placing the solar cell panel in a press machine that separates the aluminum frame from its mounting bracket. The Delamination procedure is used to separate the glass layer from the rest of the layers. The layer is heated to 600 degrees Celsius to burn EVA and PVF. The structure is hammered to break the bond between silicon and metal wires. Vibration based filtering is used to separate the silicon based semiconductor material from metal wires. EVA (ethylene vinyl acetate) is largely to blame for the difficulty in separating the materials. It is recommended to find alternatives to EVA as encapsulants. Solar panel production should be regulated so that manufacturers can use materials that promote and facilitate solar panel recycling.

See file

The main objectives of this research were to find a measuring technique for the gas stirring intensity and relate this to the argon gas stirring in the ladle furnace. However, the investigation mainly focused on methods of measuring the true amount of argon gas entering the ladle furnace, since this was needed to further determine the gas stirring intensity. The as stirring intensity is of importance because steel plants want to relate the quality and composition of the steel to the effect of the stirring. The methods for executing this research have been based on a literature study and a field trip, where five Swedish steel plants have been investigated. The steel companies included  SSAB, Uddeholms AB, Sandvik, Ovako and Outokumpu. The literature study focused on previous experiments with similar objectives that have been carried out, and other processing industries where measurements of gas flow are used. Since the physical conditions at steel plants are rather extreme (with respect to temperature and noise) compared to most other industries, those researches were not applicable for this implementation. The literature study also showed that previous studies with the same aim only exist to a very limited extent. The measuring techniques found to have a certain level of relevance were camera and vibrational measuring techniques. The field trip focused on collecting information about the present physical conditions at each steel plant and understanding the practical problems if a measuring method were to be implemented. In addition to this, the field trip investigation also included interviews and discussions with experienced operators and engineers. From the field trip it can be concluded that the most severe limitations for implementing are the physical conditions at the steel plant, such as temperature, loudness and vibrations, and not the research and simulations being available of what they would show. The results of the field trip indicated that all steel plants need an individual solution. However, most investigated companies face problems such as clogging of porous plug and inaccuracy of the measurement of the argon gas entering the ladle furnace. The latter can be partially removed by placing the flowmeter closer to the porous plug. The major conclusion of this study indicates that improvements of the porous plugs needs to be further studied to avoid clogging of the porous plugs and assure that no argon gas escapes. Furthermore, a relocation of the flowmeter needs to be made at all of the steel plants to improve the accuracy of the gas flow. / Syftet med detta arbete var att hitta en potentiell mätmetod för att bestämma gasomrörningsintensiteten under skänkbehandling i ståltillverkning. Studien har till mestadels fokuserat på att hitta mätmetoder för att hitta den faktiska mängden gas som kommer in i skänken, då detta behövs för att kunna bestämma omrörningsintensiteten. Gasomrörningsintensiteten är i sin tur viktig eftersom stålverken vill ha en möjlighet att koppla kvaliteten och sammansättningen av stålet till gasomrörningsintensiteten. Metoderna för att utföra denna studie baseras på en litteraturstudie och en fältövning, där fem olika Svenska stålverk besöktes. Dessa företag var SSAB, Uddeholms AB, Sandvik, Ovako och Outokumpu. Litteraturstudiens huvudsakliga avsikt var att titta på tidigare experiment som gjorts med liknande syften samt undersöka andra processindustrier där mätmetoder för gasflöden används. Eftersom de fysiska förutsättningarna på stålverk är relativt extrema (med avseende på temperatur och ljudnivå) i jämförelse med andra industrier, var flera av dessa studier ej applicerbara inom stålindustrin. Litteraturstudien visade även att tidigare forskning med identiska mål existerar i ett väldigt begränsat antal. De mätmetoder som hade störst relevans var kameramätnings- och vibrationsmätningstekniker. Fältstudiens syfte var att samla information om de nuvarande fysiska förutsättningarna på varje stålverk samt att förstå de praktiska problemen som uppkommer om en mätmetod skulle implementeras. Fältstudien omfattade också intervjuer och diskussioner med erfarna operatörer och ingenjörer. Från fältveckan kunde det sedan konstateras att de största svårigheterna för en eventuell implementering av ett mätinstrument är de fysiska förutsättningarna på ett stålverk, så som temperatur, ljudnivå och buller. Det är alltså inte bristen på forskning, modeller eller simuleringar som saknas för en implementering av ett mätinstrument. Resultaten av fältveckan indikerade att samtliga stålverk behöver en individuellt anpassad lösning. Emellertid har de undersökta stålverken i stor utsträckning liknande problem, såsom igentäppning av spolstenen som leder till felaktigheter i den uppmätta mängden argongas som går in i skänken. Det sistnämnda skulle möjligtvis kunna förbättras genom att placera flödesmätaren närmare skänken eller förbättra spolstenen. En tydlig slutsats som kan dras efter denna studie är att spolstenar kan förbättras genom vidareutveckling för att undvika att dem täpper igen samt för att försäkra att ingen argongas färdas andra vägar än den önskade. En omplacering av flödesmätaren skulle dessutom kunna göras på samtliga stålverk för att förbättra noggrannheten på mätningen av gasflödet.

Sandviks stenkrossar brukas i ett flertal industrier där dess syfte är att minska storleken på inmatad sten. Ett konstaterat problem för maskinen i fråga är förslitningar som till slut resulterar i utmattning. Den bakomliggande orsaken är svängningar i systemet som uppkommer när sten matas in i stenkrossen och skapar ett moment som beror av tiden. En lösning är att placera en massdämpare i form av ett svänghjul på stenkrossens axel men frågan är vart denna ska placeras. Två fall illustrerades med olika placeringar på massdämparen. Fall 1 har en placering mellan axelns start och stenkrossen medans fall 2 har en placering efter stenkrossen. Med hjälp av jämvikt och rörelseekvationer beräknas de egenfrekvenser för systemet som används för att beräkna dess egenmoder. Med dessa beräkningar och sambandet mellan vinklar och vridmoment ges resultat för de bägge fallen. Dessa resultat visar att fall 1 var fördelaktig vid längre tider och fall 2 vid kortare tider. För just Sandviks system är fall 2 att föredra.

No description available.

No description available.

No description available.