Tvåsidig artikel om projektet - Jernkontoret

PROJEKTBESKRIVNINGEnergieffektiv raffinering av råjärnUtvecklingen av nya produkter och nischning mot höghållfasta produkter har inneburit allt tuffare krav påsvavelrening och högre krav på råvarorna. Detta leder i sin tur till betydande förluster av järn isvavelreningssteget och kraftiga begränsningar av mängden skrot som kan användas i LD-konvertern.Inom Stålindustrins Energiforskningsprogram drivs ett projekt som syftar till att förbättra materialekonomini raffineringen av råjärn genom att minska materialförlusterna i svavelreningssteget och ersätta kalk ikonvertern med recirkulerad slagg från skänken. Dessutom tittar man på att utöka tillvaratagandet av denenergirika gas som bildas i LD-konverten genom att höja hastigheten på slaggbildningsförloppet. Målet äratt spara 315 GWh/per årProblemställningDe svenska stålproducenterna har utvecklat sin produktionmot alltmer nischad tillverkning med högre kvalitetskravpå slutprodukten. Detta har lett till att den svavelreningsom föregår råjärnets färskning i LD-konvertenmåste drivas hårdare, med ökade järnförluster som följd.Internationell forskning har visat att höga titanhalter kanpåverka svavelreningen negativt i det hänseendet. Desvenska malmbaserade verken har () här en specielltkomplicerad situation i och med att användningen avLKABs pellets som råvara och recirkulering av LD-slaggtill masugnen innebär speciellt höga halter av titan.Samtidigt innebär de ökade produktkraven (att) kraftigabegränsningar i mängden använt skrot i LD-processen.Då mängden skrot minskar, finns energi som annarsskulle gått åt till skrotsmältning tillgänglig för att reduceraoch smälta järnoxidinnehållande restprodukter. Dettager en potential ersätta kalk som slaggbildare med lågvärdigarestprodukter.Den gas som produceras i LD-konverten innehåller storamängder energi. Problemet är dock att gasen är så utspäddatt det är svårt att tillgodogöra sig energiinnehållet.I Luleå finns återvinning av gaserna från LD-processen.Återvinning sker automatiskt då halten koloxid i gasen ärtillräckligt hög. Uppskattningsvis återvinns gas under ca75% av den aktiva blåstiden. Återvinningen skulle dockkunna ökas om koncentrationen av brännbara gaser höllstillräckligt höga under en större del av processen.ProjektidéProjektet består av två delprojekt, ett som fokuserar påatt minska järnförlusterna vid svavelrening och ett somfokuserar på att förbättra energi och råvaruekonomin iLD-konverten.Delprojekt 1 tittar på processförändringar som sänkerviskositeten för den bildade slaggen vid svavelrening såatt järndropparna kan separeras från den trögflytandesvavelreningsslaggen och återförs till råjärnet. Metodernainnebär dels tillsatser av industrimineral och dels genomförändring av injiceringstekniken.Projektet undersöker bl a om recirkulerad skänkslaggkan användas som råvara i LD-processen.Delprojekt 2 studerar möjligheten att använda restprodukter(exempelvis skänkslagg) med hög CaO-halt ochlägre smältpunkt än kalk för att ersätta en del av kalkensom slaggbildare i LD-processen. Detta antas ge ensnabbare slaggbildning i LD-konverten. Delprojektetbygger på utprovning av olika metoder för recirkuleringProjektfaktaProjektet syftar till att ta fram processförändringar iLD-processen samt den svavelrening som föregårdenna för att minska järnförlusterna, minska åtgångenav kalk och öka återvinningen av LD-gas.Tid: 2006-10-01 till 2010-09-30Forskare: Swerea MEFOS - Johan Eriksson, MarianneMagnelöv. KTH – Anders Tilliander, AndersDahlinMedverkande: SSAB Strip Products, SSAB Plate,SSAB MEROX AB och Carbide Sweden.Ingår i: Energiforskningsprogrammet, Jernkontoretsteknikområde 21.Finansieras av: Energimyndigheten och medverkandeföretag.

av skänkslagg till LD-processen, samt test av användningav olika restprodukter i LD-processen. Exempel på sådanarestmaterial kan vara kallbundna pellets gjorda avoxidiska stofterMålProjektets mål är att ta fram förslag på processförändringari svavelreningsteget och LD-konvertern, somminskar järnförlusterna till slaggen och användningen avbränd kalk, samt ökar återvinningen av den brännbaragas som bildas i färskningen.EnergibesparingspotentialProjektmålet är att minska energianvändningen med 315GWh/år vid svavelrening och konvertering av råjärn.Potentialen ska uppnås genom att1. Begränsa järnförlusterna vid svavelrening av råjärntill 1% vilket innebär en besparing på 58 kton råjärn/årmotsvarande 273 GWh per år.2. Optimera slaggbildning i LD-konverten genom attersätta 16,4 kton bränd kalk med recirkulerad skänkslaggsamt öka tiden för gasåtervinning från LDkonvertenpå målverket i Luleå från 12-13 min. Dessaåtgärder motsvarar en energibespering på 13 respektive29 GWh/år.Förhoppningen är att potentialen skall vara till 25% uppnåddinom projekttiden och till 50% uppnådd inom 5 årfrån projektslut.IndustrinyttaOm projektet lyckas i sin målsättning, kommer svenskmalmbaserad stålindustri få metoder för att ökat järnutbytetvid svavelreningen vilket primärt innebär en kostnadsbesparing,dels i produktionskostnad för stål, menäven indirekt i form av utsläppsrättigheter av CO 2 .Då det gäller recirkulering av skänkslagg och andrarestmaterial är incitamentet för industrin främst att minimeradeponibehovet. Detta i kombination med minskadråvaruåtgång genom ett materialutnyttjande från restmaterialenmedför incitament att utveckla metoder för recirkuleringav dessa material.Inom delprojekt 1 (svavelrening) har man genomfört enlitteraturstudie. Man har också genomfört tre försökskampanjerpå SSAB i Luleå. I den första kampanjen undersökteshur stora järnförlusterna var vid svavelrening.Det visade sig att ca 2,5 % viktsprocent av råjärnet förlorasi svavelreningssteget, samt att järn- och titanförlusternaär proportionella mot slaggmängden. I den andrakampanjen undersöktes om byte av bärgas från kväve tillargon innebar någon sänkning av järnförlusterna. Detvisade sig att det inte förelåg någon skillnad i järnförlustermellan de båda bärgaserna, varför man kunde draslutsatsen att Ti(C,N) inte är huvudorsak till järnförlusterna,vilket man hade trott. I stället verkar det som omhög smältpunkt på slaggen är huvudorsak till järnförlusterna.I den tredje försökskampanjen tillsattes nefelinsyenit.Preliminära resultat från uppföljning visar på enminskning av metalliska förluster från 2.5% ner mot1,85% vid tillsats med 5% nefelinsyenit. Möjligheten ärstor att projektet kommer att klara målen samt att projektresultatenimplementeras i Luleå under projekttiden.Inom delprojekt 2 (LD-konverten) har man också genomförten litteraturstudie. Dessutom har man genomförttvå försökskampanjer på SSAB Luleå med tillsats avskänkslagg till konverten. I den första kampanjen undersökteman (om) effekten av olika tillsatsmängder ochstoftbildning. Man observerade en något förbättrad fosforreningmen noterade ingen synbar förändring i stoftrening.I den andra försökskampanjen undersökte man hur tillsatsenav skänkslagg påverkade slaggbildningen. Manobserverade mer och snabbare upplöst slagg under blåsningenoch visade på möjligheterna att minska mängdenbränd kalk. Möjligheten är stor att skänkslaggtillsatskommer att implementeras i drift, men troligen ej underprojekttiden.Man har också inom delprojektet gjort en uppföljning avgasåtervinningen från LD-konverten i Luleå. Energi istorleksordningen av 50-60 GWh/år facklas bort ochmängden slaggbildartillsatser i början av blåsningen inverkarnär gasåtervinningen startar. Detta visar att detfinns potential att öka gasåtervinningen men det är osäkertom målen för gasåtervinning kommer att hinna implementerasunder projekttiden.Återstående arbete innan projektslutInom delprojekt 1 (svavelrening) återstår att utvärderaresultaten från försöken med tillsats av nefelinsyenit.Under hösten 2009 planeras också försök med coinjektionmed magnesium.Inom LD-delprojektet planerar man att under hösten2009 genomföra försök med tillsats av skänkslagg undermer driftsliknande förhållanden. Eventuellt kommer manockså att genomföra försök med optimering av gasåtervinningenunder våren 2010.2009-10-03Arbete och resultat hittills i projektet