Inverkan av processparametrar på ljusbågsugnsslaggens
kromlakningsegenskaper
Ovako Steel AB i Hofors producerar årligen 450.000 ton låglegerat specialstål i en skrotbaserad process. Den mängdmässigt största biprodukten är ljusbågsugnsslagg med en volym på ungefär 40.000 ton varje år varav allt i dagsläget deponeras. En anledning till att Ovako Steels ljusbågsugnsslagg inte används i externa tillämpningar är att den innehåller en del krom som riskerar att laka ut. Målet med detta examensarbete har varit att genom driftsförsök undersöka inverkan av några utvalda processparametrar på ljusbågsugnsslaggens kromlakningsegenskaper. Tidigare undersökningar har visat att 80-95% av det krom som lakar är sexvärt krom. Sexvärt krom existerar inte i temperaturer över 1228°C. Bildandet sker i stället under avsvalning efter process eller då slaggen lagras utomhus. Genom att vid hög temperatur binda kromet i stabila spinellstrukturer skulle kromlakningen kunna minskas. Undersökningar har visat att tillsats av magnesium och aluminium i processen underlättar spinellbildningen. Fyra driftsparametrar valdes ut för försöken: slaggbildare (enbart kalk eller både dolomit och kalk), kalkmängd, aluminiumoxidtillsats och kylninghastighet. Försöksplanering utfördes i dataprogrammet Modde och totalt genomfördes tjugo försök i full skala i ljusbågsugnen. Lakningstestet visade att kromlakningen från försök med kalkslagg varierade mellan 0,009 och 4,65 mg/kg. Sexvärt krom kunde bara detekteras i två av dessa prover. Kromlakningen från försök med dolomitslagg varierade mellan 0,009 och 0,31 mg/kg och sexvärt krom kunde endast detekteras i ett prov. Det är tänkbart att den låga kromlakningen och de låga halterna sexvärt krom beror på att slaggen inte vädrats tillräckligt länge innan provuttaget gjordes. Oxidationen av krom verkar inte ha skett under avsvalningen vilket har medfört att effekten av snabbkylningen inte gått att se. På grund av den låga lakningen visade inte den multivariata dataanalysen i SIMCA några tydliga resultat. För att se effekten av utomhuslagringen kommer nya prover att tas ut när slaggen legat ute i sex månader och data från dessa kommer att behandlas med multivariat analys. Sex prover valdes ut och analyserades med svepelektronmikroskop. Alla proverna innehöll krom bundet i en stabil spinellstruktur innehållande mangan, syre, magnesium samt små mängder järn. Spinellerna som bildats i doldomitslaggserien innehöll mer magnesium än de i kalkslaggsserien. I fyra av proverna fanns även områden där krom samexisterade med kalcium. I dessa områden kommer troligen lättlösligt sexvärt krom att bildas eftersom kalk påskyndar oxidationen av trevärt krom. Risken för att dessa faser ska bildas minskar troligtvis om kalkhalten i slaggen är låg.