Vid LKAB´s experimentmasugn har försök med att minska behovet av
styckeformigt reduktionsmedel samt att minska variationerna i
råjärnskvalitet från masugnen undersökts. Försöket genomfördes under kampanj
15 våren 2005 som en del i ett Jernkontorsprojekt (Closed loop styrning av
masugn) med en ökad andel injicerat reduktionsmedel i form av pulveriserat
kol. För att kunna upprätthålla en stabil drift av masugnen trots en ökad
andel injicerat kolpulver måste finesgenereringen till följd av
materialsönderfall minimeras. I examensarbetet har det undersökts hur den
ökande andelen injicerat reduktionsmedel i form av två olika sorters
kolpulver påverkat pelleten och dess hållfasthet. Materialet som studerats
vid försöket är uttaget kontinuerligt under försökets gång via schaktsonder.
Schaktsondsproverna har siktats, sorterats och fotograferats, för att sedan
skickas till LKAB´s metallurgiska laboratorium i Malmberget för kemisk
analys och hållfasthetstest.
Pelletens hållfasthet under reduktionsförloppet i en masugn är beroende av
en rad faktorer som exempelvis om pelleten innehåller sprickor eller porer,
vilka kan uppstå om det finns restmagnetit kvar i kulorna från
oxidationssteget vid tillverkningen. Misstanke finns om att en ökad andel
vätgas kan ge upphov till mer sönderfall av pelleten. Sprickor och/eller
porer kan i sin tur leda till sönderfall och därmed en ökad finesgenerering
eller svällning av järnbäraren.
Totalt utfördes 21 materialsondningar under försökets gång. 11 av dessa
sondningar togs ur den övre sonden och 10 ur den nedre sonden. Materialet
från sondningarna indelades i 2 till 4 påsar per sond. Materialet som
studerats var två typer av olivinpellet från Malmberget (MPBO) respektive
Kiruna (KPBO). Materialsonderna fylldes aldrig helt under något
sondningstillfälle vare sig vid den övre eller nedre sonden, vilket leder
till osäkerhet med att bestämma exakt position för var ett prov funnits i
ugnen. Två olika kolsorter testades också varav det ena (kol A) var ett
lågflyktigt kol och det andra (kol B) var ett högflyktigt kol. Andra
parametrar som varierades var kolinjektionstakten som skiftade mellan låg
och hög, 75 kg/trj och 145 kg/trj. Tillförseln av kolpulver med antingen
luft eller syrgasberikad luft var även det en varierande parameter. Försöket
indelades i 7 perioder där varje ny period innebar en ny kombination av de
ingående försöksparametrarna.
Siktanalysen för övre respektive nedre schaktsond av det totala
påsinnehållet visade att andelen finfraktion, dvs. andelen < 6,3 mm blev
högre med lågflyktigt kol än med högflyktigt kol. Vid siktningen av enbart
pelletfraktion var förhållandet det omvända: den lägsta andelen mindre
pelletfraktioner gav högflyktigt kol B. Misstanken om att en högre andel
vätgas skulle ha en negativ inverkan på pelletens hållfasthet kunde inte
observeras då kol B genererade en högre vätgashalt vid hög kolinjektion.
Pellet som utsattes för högflyktigt kol B visade genom de utförda ITH -
testerna att fraktionen < 6,3 mm var lägre än de som utsattes för
lågflyktigt kol A oavsett variation av övriga försöksparametrar. Om hänsyn
bara togs till finesgenereringen, fraktioner mellan 0 ? 0,5 mm, visade det
sig att den lägsta andelen gav lågflyktigt kol A tillsammans med hög
kolinjektion och luftkol. Vid övre sond uppnådde...
