Nedmalningsgradens inverkan på KPRS och en multivariat analys av ATH
Målet med detta examensarbete är att undersöka hur de metallurgiska och fysikaliska egenskaperna på direktreduktionspelletsen av kvalitetn KPRS (Kiruna Pellets Reduktion Special) påverkas av förändringar i nedmalningsgrad, järnmalmskoncentratets nedmalningsgrad med avseende på specifika yta och tillsatsmedlets mätt i procent mindre än 45µm. Försöken utfördes i laboratorieskala med upplägg enligt ett fullfaktorförsök. Järnmalmskoncentratet och tillsatsmedlet som används vid försöken har tagits ut från anrikningsprocessen, av detta material har sedan pellets tillverkas i en så kallad pot furnace som kan simulera pelletsprocessen. På färdiga pellets har det sedan utförts en rad tester. Då försöken med nedmalningsgrad ej var fullt genomförbara kompletterades arbetet med en multivariat studie av ATH. ATH är ett mått på materialets motstånds- kraft mot sönderfall och nedbrytning genom slag, stötar och nötning och mäts i viktsprocent mindre än 0,5 mm. I försöken med nedmalningsgrad utfördes endast 5 stycken pot furnace försök av 11 planerade. Detta på grund av att det inte var möjligt att få ut den fina ytan inom rimlig tid och uttagen mängde av magnetitsligen med låg yta var för litet. Ett av försöken är den så kallade mittpunkten som är utgångspunkten för försöken och har liknande nedmalningsgrad på magnetit och dolomit som i produktion. Denna punkt har en magnetitsligs yta på 9928 cm2/cm3 och en dolomit sikt på 75,2 procent mindre än 45 µm, två av de utförda försöken är replikat av denna punkt. Två försök har utförts utanför mittpunkterna, ett försök med magnetitsligens yta på 9928 cm2/cm3 och en dolomitsikt på 66,3 procent mindre än 45 µm och den andra punkten med en yta på 8728 cm2/cm3 och en sikt på 66,3 procent mindre än 45 µm. Tester har sedan utförts på dessa tre varianter av pellets. De testmetoder som använts är TTH, ATH (ISO 3271), KTH (ISO 4700), RHM, ITH, LTB (ISO 13930), Midrexlinder (ISO 11257), RedM 830 R40 och RedM 830 REDT. Resultaten från de två försöken utanför mittpunkterna hamnar för en del testmetoder innanför spridningen för mittpunkterna. Tittar man på de enskilda testerna gav midrexlinder den störst förändring, där fraktionen mindre än 3,15 mm är lägre i både försöken och ITH större än 6,3 mm är högre för pelletsen tillverkad av grov slig och dolomit, om man tittar på fraktionen större än 6,3 mm i midrexlinder, LTB, RHM och ITH så visar samma pellets på ett något högre värden än övriga vilket kan tyda på att den har ett något lägre sönderfall under reduktion. De övriga resultaten är mindre och svår att skilja från mittpunkterna och försöken visar inte på någon tydlig inverkan av förändringarna av nedmalningsgraden inom dessa gränser. Skall liknande försök göras i framtiden bör ett större spann användas för magnetit och dolomit för att komma ifrån spridningen i mittpunkterna. En multivariat dataanalys med mål att om möjligt att hitta någon av de faktorer som påverkar ATH utfördes, även korrelationen mellan ATH och KTH har samtidigt undersökts. Ett antal olika modeller har utförts, en hierarkisk modell med både ATH och KTH som responsvariabler var den som predikterade oberoende ATH observationer närmast. Modellen indikerar att höga tryck underbädd i kylaren är negativt för ett lågt ATH medan höga tryck ovan bädd TPH-zon och zon 2 i kylaren bidrar till ett lågt ATH. Den starkast påverkande variabeln ser ut att vara tryck ovan bädd i TPH zon och efter om- byggnationen i graten steg detta och det verkar ha en positiv effekt för att få låga ATH värden. KTH ser ut att vara negativt korrelerad till ATH, det är dock svårt att säga hur starkt då KTH är så pass svag i modellen. Men en koppling mellan ett högt KTH och ett lågt ATH finns. Mekanismerna som påverkar ATH och KTH verkar dock vara delvis olika, om liknande mekanismer styrde dessa borde bägge vara lika välmodellerade. Tittar man på observerade oberoende värden mot de av modellen predikterade är den tidvis mycket lång ifrån det verkliga värdet och kan gå i motsatt riktning, detta beror antagligen på att det saknas en koppling mot kalla delen. En inverkan på ATH från kalla delen av processen har påvisats i tidigare undersökningar. För att förbättra befintlig modell kan data gås igenom dygn för dygn och rensa bort observationer på avvikande mätvärden som finns kvar och hitta felaktiga mätvärden, detta borde förbättra modellen. Det är dock svårt att få bra modeller då ATH är ett dygnsmedel. Skall nya modeller göras borde dessa göras med designade försök där man får korta samplingstider och man har möjlighet att tidsförskjuta data.