Optimering av tappningsförfarandet på LD
Vid SSAB EMEA i Luleå framställs råstål i syrgasugnar (LD) där kolhalten i råjärn reduceras till en nivå under 2 % genom reaktion med syrgas. Under processen bildas en slaggfas bestående av oxiderade orenheter från metallfasen och slaggbildare. För att förhindra att slagg rinner ned i skänken efter att ugnen tömts på råstål använder SSAB EMEA ett slaggstopparsystem som kan delas upp i två olika funktioner; detektion av slagg följt av mekanisk blockering av tapphål där slagg tvingas tillbaka in i ugnen genom ett högt kvävgastryck. Systemet introducerades våren och hösten 2010 vilket medförde att en bättre styrning av medföljande slagg kan möjliggöras. För att uppnå en optimering av tappningsförfarandet med minskad medföljande slagg och maximalt stålutbyte utfördes en metallurgisk processtudie av tappningsförloppet på LD under våren 2011. Examensarbetet syftade i att kartlägga vilka parametrar som styr medföljande slagg genom att utforma en statistisk modell utifrån flervariabelanalys. Eftersom medföljande slagg inte uppmäts i daglig drift utfördes slaggprovtagning och slaggdjupsmätning för att möjliggöra en uppskattning av parametern. Beräkningsmetoderna framtogs genom litteratursökning och tidigare tillämpningar på SSAB EMEA i Luleå. Utifrån uppskattad medföljande slagg tillsammans med stålutbyte och processdata skapades statistiska modeller med hjälp av flervariabelanalysverktyget SIMCA-P+ 12.0 (SIMCA) för att studera sambanden mellan processvariabler och tappningsutfallen. Starkast modeller erhölls då värden på medföljande slagg verifierades utifrån ett mått på detekterad slagg (SMI). Med hänsyn till dessa indikerades att främst tillsatt råkalksten under efterspolningen samt ståltemperaturen efter blåsslut har en stor negativ inverkan på medföljande slagg, medan svavelhalt i chargerat råjärn istället har en stark positiv påverkan. Det fanns även en antydan till att ståltemperaturen har en stark positiv korrelation med stålutbytet, vilket medför att parametern kan betraktas som essentiell faktor för ett optimerat tappningsförfarande under förutsättningen att underlaget är rättvisande. Fortsatt utvärdering av modellerna visade på att oavsett ståltyp finns samma förutsättningar att minska medföljande slagg genom tillsatsen av råkalksten under efterspolningen. SMI uppskattades följa sambandet SMI?177 kg medföljande slagg. Utifrån modellerna antyddes även att ett slitet tapphål bidrar till att omkring 80 kg mer slagg hamnar i stålskänken i förhållande till ett nytt tapphål. Det finns en misstanke till att olika processförfaranden kan ha en påverkan på resultaten av flervariabelanalysen. På grund av detta krävs en fortsatt undersökning av hur sambanden mellan medföljande slagg och processvariabler ser ut för ett större underlag.