Pellets hållfasthet i EBF samt inverkan av kolsort och injektionsmängd
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 uppnåddes en högre reduktionsgrad av järnbäraren med kol b än med kol a. prover uttagna vid den nedre sonden visade inte på samma tydliga resultat vad beträffar reduktionsgraden där kolsorten verkar spela en mindre roll. status i ugnen, temperatur och gasprofiler samt om det funnits kanaler och hålrum i ugnen måste också beaktas vid utvärderingen av de erhållna resultaten.