LTU - EX - - 10/168 - - SE - Sök - Luleå tekniska universitet

Sammanfattning
Den tonnagemässigt största restprodukten som bildas hos Ovako i Hofors är
ljusbågsugnsslaggen. Tidigare deponerades ljusbågsugnsslaggen men då tillståndet för
deponin tog slut skapades en nollvision som innebär att Ovako försöker hitta
användningsområden till alla restprodukter. Ett användningsområde för ljusbågsugnsslagg är
vägbyggnad, särskilt som ballast i asfalt då slaggen har utmärkta egenskaper inom detta
område.
Ståltillverkningen är skrotbaserad och det ingående skrotet innehåller krom som till en del går
in i slaggen. Det är viktigt att slaggen lakar så lite krom som möjligt för att den på ett
miljövänligt sätt ska kunna användas som ballast. Ovako Hofors arbetar därför aktivt med att
minimera kromlakningen. Stora framsteg skedde då slaggbildartillsatsen som tidigare enbart
bestod av kalk byttes ut mot en blandning av dolomit och kalk.
Fasta lösningar baserade på MgO och spineller är de faser som tros kunna innehålla krom
utan att kromlakning sker. Krom som binds i andra faser kan lakas ut. Vid ett högt CaO/MgOförhållande
finns risken att primärkristallisationen sker med CaO istället för som önskat med
MgO. Enligt termodynamiska beräkningar ger ökande FeO-halt i slaggen att ett något högre
CaO/MgO-förhållande kan tolereras innan primärkristallisationen börjar ske med CaO.
I detta arbete testas om en ökad järnoxidhalt minskar kromlakningen genom att stabilisera de
fasta lösningarna av MgO. Undersökningar gjorda vid Luleå tekniska universitet visar på att
en ökad järnoxidhalt stabiliserar de krominnehållande MgO-baserade fasta lösningarna. I
arbetet är målet att FeO/MgO-förhållandet i den fasta lösningen ska vara minst 50/50. Enligt
termodynamiska beräkningar är det främst järnoxid i form av FeO som kan lösas in i fast
lösning.
Stelningshastigheten har betydelse för att tillräckligt mycket FeO ska hinna lösa in sig i den
fasta lösningen innan slaggen stelnar. När slaggen väl stelnat har FeO svårt att fortsätta lösa in
sig. Enligt termodynamiska beräkningar innebär en högre halt FeO i slaggen att FeO löser in
sig snabbare i den fasta lösningen och därmed borde stelningshastigheten bli mindre viktig
med ökande FeO-halt.
Tre olika metoder testades för att öka halten järnoxid. Den första var att en ny syrgasbrännare
installerades som blåste in mycket syre. De andra metoderna innebar tillsats av
järnoxidbärande material och extra syrgasblåsning utöver vad den nya syrgasbrännaren
tillförde. Slaggprov från försöksserien togs både från slagg som hamnat i slaggrytan och den
slagg som hamnat bredvid på golvet då golvslaggen stelnar snabbare än grytslaggen. Som
referensprov användes slagg som tillverkats tidigare.
De analyser som gjordes för att utvärdera resultaten var XRD, SEM, totalanalys och lakning.
Ökad syrgasinblåsning genom den nya syrgasbrännaren ökade järnoxidhalten medan de andra
två metoderna inte visade någon ytterligare ökning. I de flesta slaggproven låg kromlakningen
under detektionsgräns (0,04 mg/kg) vilket är ett nytt fenomen. Då endast några få slaggprov
lakar krom tyder detta på att en höjd halt järnoxid minskar kromlakning.
i