Importance of Slag on the Decarburisation in the AOD Process

Abstract

Föreliggande arbete är inriktat på kolfärskningsperioden i AOD baserat på undersökningar utförda i en produktionskonverter. Idag så används modeller för att prediktera och kontrollera kolfärskningen med ändamålet att erhålla en stabil process och därmed en hög produktivitet.T ex leder en ökad stabilitet till möjlighet att gjuta långa sekvenser, vilket är produktivitetshöjande. Mycket arbete har lagts ned på att utveckla kolfärskningsmodeller för prediktion och kontroll av kolfärskningsförloppet. Fast fortfarande förekommer variationer i resultat jämfört med prediktioner och en av variablerna är inverkan av toppslaggen.Detta arbete fokuserar på toppslaggen under kolfärskningsperioden. Ändamålet är att lägga grund för framtida möjligheter att inkludera en mer dynamisk inverkan från toppslaggen i prediktions och kontrollmodellerna. Studierna är utförda för en rent bottenblåsande AOD konverter. Provtagning av stål, slagg och temperatur utfördes två gånger under avkolningsperioden för totalt 21 charger. Slaggproverna utvärderades med en petrogafisk metod som innefattade slipning, polering och efterföljande studie i LOM. LOM studien omfattade totalt 3780 bilder. Dessa bilder processades i ett bildbehandlingsprogram för att säkerställa den statistiska tillförlitligheten. Somliga prover studerades även i SEM för att klargöra förekomsten av olika faser. Arbetet innefattar även användandet av de statistiska metoderna (PCA och PLS) för att utvärdera kolfärskningsresultaten. Den statistiska utvärderingen innefattade produktionsdata,data från den extra provtagningen samt data från LOM studien. I arbetet har ävenmassbalansberäkningar gjorts för att jämföra med och utvärdera provtagningens resultat.Massbalansberäkningarna har även använts för att teoretiskt beräkna fördelning av olika faserför jämförelse med LOM data.Resultaten från SEM studierna visade att tre faser återfanns i slaggproverna, nämligendikalciumsilikat (2CS), kalciumkromit (CK) och en metalloxidfas innehållande Ca och Mg(MeOx). Resultaten från LOM studierna visade närvaron av följande faser (inte inkluderande metalldroppar som hittades i slaggproverna) listade i en fallande ordning baserat på fraktion(%): i) kalciumkromit (prov 1: 29-72.3 och prov 2: 33.1 – 71.3), ii) dikalciumsilikat (prov 1:22.5 – 52.3 och prov 2: 11.3 – 43.8), iii) MeOx (prov 1: 0 – 27.7 och prov 2: 0 – 34.8) och iv)en amorf fas (prov 1: 2.1 – 9.1 och prov 2: 1.8 – 9.8).Metallografiska undersökningar visade att metalldroppar av mikrostorlek återfanns i slaggproverna. Resultaten från utvärderingen av den kemiska sammansättningen visar att detär ett linjärt förhållande mellan NiO innehållet och FeO innehållet. Baserat grundläggande termodynamik så ska inte NiO kunna förekomma i slaggen i dessa stål/slagg system. Därförvisar resultaten att FeO fraktioner mellan 0.8 – 8.0 % inte kan härröras till slaggen själv, men till metalldroppar. Resultaten från den statistiska utvärderingen av processdata fokuserat på en förbättrad avkolning visade på följande huvudsakliga indikationer: i) 2CS/CK förhållandet ska vara högt, ii) inte alltför stora kalktillsatser ska göras i början av processen och iii) slaggen ska innehålla så lite andel flytande slagg som möjligt. Den övergripande slutsatsen är att resultaten från denna studie kan användas för att förbättra processmodeller som används för att kontrollera avkolningsprocessen i AOD konvertrar. 

Link to DiVA