Projektinitiativ #111: Förhindra utkok i konverter

Idag använder huvuddelen av världens integrerade stålverk en Linz-Donawitz (LD) process, där syre introduceras till råjärnet genom en syrgaslans. Syftet är att avlägsna kol från råjärnet och på så sätt konvertera det till råstål. Under denna avkolning så bildas det en slagg som huvudsakligen innehåller järnoxid och metalldroppar. Slaggen ligger ovanpå järnsmältan och vid höga nivåer av CO/CO2 så tenderar den att bilda ett skum. Vid höga nivåer av skumning kan konvertern ”koka över”, d.v.s. slagg och metalldroppar trycks ut genom konverterns toppöppning, ett så kallat utkok sker.

Mikael Ersson presenterar initiativ #111 på programkonferensen Metalliska material 2017

Shakirov har analyserat orsaker till utkok [1]. Eftersom slaggen innehåller en stor andel metalldroppar så kommer utbytet minska då utkok sker. Övriga problem associerade med utko k är minskad livslängd på utrustning, ökade produktionstider med produktionsavbrott samt miljömässiga problem. Idag finns ett antal motåtgärder då utkok håller på att ske. För att dessa motåtgärder skall kunna sättas in så krävs det att någon form av detektion används som kan förutse att ett utkok är på väg [2,3]. På grund av komplexiteten i systemet är det idag svårt att förutse utkok trots de metoder som nämns i [2,3] vilket minskar effekten hos motåtgärderna.

Nyligen har en metod för att förhindra utkok presenteras [4]. Det som särskiljer denna metod från ovanstående är att den kontinuerligt tillför gas som slår sönder den skummande slaggen då slaggen når en viss nivå. Det behövs med andra ord ingen detektering för att upptäcka när utkok håller på att ske!

Projektinitiativet vill i ett första steg utvärdera den ekonomiska och tekniska bärigheten i att använda detta kontinuerliga skydd mot utkok. Steg 1 samlar driftsdata från referensverk och utför småskaliga modellförsök. Frågor som förväntas besvaras i steg 1 för referensverk:

Hur mycket gas krävs för att förhindra utkok (kostnad)?

Behöver avgassystemet designas om för att klara de större volymerna gas?

Hur står sig dessa kostnader jämfört med kostnad för utkok?

[1] M. Shakirov, A. Boutchenkov, G. Galperine, B. Schrader, Iron Steel Tech. 2004, 38.
[2] M. Brämming, “An Operational View on Foaming and Slopping Control in Top-blown BOS Vessels”, Doctoral Thesis, Luleå University of Technology, Luleå, 2015. ISBN 978-91-7583-498-6
[3] M. Brämming, B. Björkman, C. Samuelsson, Steel Res. Int. 2016, 87, 301.
[4] P. Ni, T. Haglund, M. Ersson, Steel Res. Int. 2016, DOI: 10.1002/srin.201600399

Namn Mikael Ersson
Organisation KTH