Inverkan av processparametrar på ljusbågsugnsslaggens<br /> kromlakningsegenskaper

Sammanfattning

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.