Variabel dyshöjd i AOD konverter, steg 2 (VariAOD2)

AOD processen har sedan slutet på 60-talet varit den dominerande processen inom rostfri ståltillverkning. Processen bygger på att en blandning av inertgas och syre injiceras från sidan av konverterkroppen i ett antal steg. Det första steget har högst andel syre och med varje efterföljande steg så sänks denna andel och andelen inertgas ökar. Syftet med stegen är att bibehålla ett lågt partialtryck av CO i bubblorna för att inte oxidera krom. Ett alternativ till AOD processen är VODC processen som är en AOD med vakuum under de senare stegen. Syftet med vakuum är att ytterligare sänka partialtrycket av CO. VODC är en relativt dyr investering och det är oklart vad de löpande underhållskostnaderna blir. Processen försvårar dessutom möjligheten att tillsätta skrot i konvertern, vilket kan vara ett problem.

Efter intervjuer med tre nordiska stålverk och en utförd genomförbarhetsstudie så står det klart att färskningstiden är en funktion av konverterns ålder. Med ökande ålder så minskar färskningstiden. Detta går emot ett rent strömningsteknisk beaktande, eftersom omrörningstiden blir sämre med en lägre badhöjd i förhållande till badvolym. Hypotesen är att processens reaktioner sker vid lägre tryck då konvertern är sliten Detta eftersom badhöjden är lägre och därmed även det ferrostatiska trycket vid reaktionszonen.

I detta projekt undersöks de praktiska möjligheterna att förflytta dysorna i konvertern samt vilken effekt detta har på konverterprocessen under en hel kampanj. Vidare svarar numeriska modeller och experiment i pilotskala på om högre placerade dysor leder till en effektivare AOD process. Avslutningsvis så undersöks möjligheten att sänka badhöjden över dysorna genom att vinkla konvertern, samt vilken effekt det har på processen.

Förväntade effekter och resultat

Övergripande målet är att leverera svar på om det går att implementera variabel dyshöjd i AOD konvertern, så att en processförbättring med 10 procent kan uppnås. Denna processförbättring mäts i förhållande till nymurad konverter. 10 procent kortare kolfärskning eller 10 procent lägre syrgasförbrukning eller 10 procent lägre förbrukning av reduktionsmedel.

Projektets delmål är att svara på följande frågor:

1. Kan kolfärskningen förbättras genom att använda en variabel dyshöjd i AOD konvertern?

2. Går det praktiskt att förflytta dysorna i en befintlig konverter?

3. Går det praktiskt att förändra badnivån ovanför dysorna i en befintlig konverter genom att vinkla konvertern, eller slits då infodringen för mycket?

Planerat upplägg och utförande.

Projektet är uppdelat i arton arbetspaket.

AP1: Projektstyrning och spridning av kunskap

AP1.1: Projektstyrning

AP1.2: Rapportering

AP1.3: Workshop för deltagande företag

AP2: Numerisk modellering av konvertern

AP2.1: Numerisk modell (CFD) som beskriver flödet i konvertern

AP2.2: Numerisk modell där CFD kopplas med termodynamik i konvertern

AP2.3: Parameterstudie, reaktioner vid olika dyshöjd

AP3: Experimentell modellering av konvertern

AP3.1: Experimentserie 1 i pilotreaktor

AP3.2: Experimentserie 2 i pilotreaktor

AP4: Insamlande av data hos deltagande verk

AP4.1: Mätning av badhöjd i nymurad konverter

AP4.2: Mätning av badhöjd i gammal konverter

AP4.3: Insamlande av fysikaliska data och randvillkor

AP4.4: Test med högre placerad dysa (eller dysor) i nymurad konverter

AP4.5: Test med förändrad badhöjd genom vinkling av konverter

AP4.6: Fortsättning på AP4.5.

 

Koordinator: KTH