Universiẗat, Diss., 1990--Paderborn.

I processen för kopparframställning finns en delprocess som kallas kopparkonvertering. Denna process är en batchprocess och utförs i många fall med hjälp av en Peirce-Smith-konverter. I konvertern finns en murning av eldfast tegel som mellan batcherna utsätts för temperaturcykler där kylning och värmning förekommer. Till följd av detta uppstår problem som nötning och sprickbildning i teglet. För att undvika dessa problem kan underhållsbrännare användas. Målet med projektet var att utveckla en konstruktion som förflyttar en brännare till och från mynningen på konvertern. Genom att värma genom mynningen på konvertern ska en jämnare värmefördelning erhållas och därmed minska den effekt som temperaturcyklerna har på teglet. Genom studiebesök och litteraturstudier har behov identifierats och från dessa har en kravspecifikation skapats. Utveckling av konstruktionen har sedan utförts med kravspecifikationen i beaktning. Fokus har legat på att konstruktionen ska konstrueras av standardiserat material, vara lätt att tillverka, lätt att underhålla och klara den tuffa miljön som den monteras i. Resultatet är en lösning som medför effektivare underhållsvärmning genom mindre värmeförluster, jämnare värmefördelning och automatiserad montering.

Techn. Hochsch., Diss., 2005--Aachen.

Det här examensarbetet har utförts i samarbete med Metso:Outotec, där målet var att utföra en grundlig produktutvecklingsprocess för en lösning som möjliggör granulering direkt från en kaldo-konverter. Kaldo-processen är en batchprocess där man konverterar metall och tappar den i en skänk för vidare bearbetning. Med en lösning för att granulera metallen direkt från konvertern kan man undvika transport av flytande metall genom att samla processer på samma plats samt besparas behovet av en transferugn. Genom insamling av information via litteraturstudie och intervjuer identifierades behov som användes som grund för kravspecifikationen. Flertalet koncept togs fram och utvärderades med kravspecifikationen i beakting. Resultatet blev ett konceptförslag som innefattar ett parallellänkage med motvikt och nivåindikation som operatören använder för att styra flödet. Vid högre krav på flödeskontrollen finns möjlighet att montera en sensor och aktuator med pinnplugg för en automatisk flödeskontroll.

Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2009

Zugl.: Chemnitz, Techn. Univ., Diss., 2006 / Text engl.

Techn. Hochsch., Diss., 2000--Aachen.

Despite great progress of lab-on-a-chip (LoC) technology platforms in the last 30 years, there is a lack of standardized microfluidic components, real on-chip utomation and progressive functional scalability of the fluidic circuits. Hydrogel-based microfluidic circuits have a high scaling potential and provide on-chip automation, but are complex in system design. An advanced circuit concept for planar microfluidic chip architectures, originating from the early era of the semiconductor-based resistor-transistor-logic (RTL) is presented and the hydrogel-based chemical volume phase transition transistor (CVPT) for logic gate operations is implemented. The circuit concept (CVPT-RTL) is robust and simple in design, feasible with common materials and manufacturing techniques of the LoC technology. Thereby, three major challenges are solved: contamination issues, maintaining the signal compliance for cascadability, and chemical signal inversion. As a central element, a CVPT cascode is introduced. The functionality of the concept is verified by a 24 h test of the NAND gate operation and a self-automated chemofluidic analog-to-digital converter, utilized as interface between bioreactors and extended microfluidic logic circuits. Moreover, the CVPT-RTL cascode demonstrates the expected selfstabilizing performance of the NAND gate. Accompanying simulations of the component behavior based on a network description implemented in Matlab Simscape match with the experimental results.

Stålindustrin är kraftigt energi och utsläppsintensiv och står för upp till cirka 7% av de globala 𝐶𝑂2-utsläppen. Den huvudsakliga utsläppskällan utgörs av masugnsprocessen där järnmalm reduceras till råjärn med hjälp av fossilt kol i den malmbaserade processvägen. Flera tidigare studier har visat att den mest effektiva metoden för att minska industrins utsläpp av 𝐶𝑂2 och därmed bidrag till klimatförändringar är att öka andelen skrot i kolfärskningsprocessen för att på så sätt minska behovet av råjärn.  Syftet med studien var att undersöka möjligheterna att minska stålindustrins utsläpp av 𝐶𝑂2 genom en ökad andel skrot i kolfärskningsprocessen. Rapporten delades upp i två delar, inledningsvis en litteraturstudie som ge en bild över vilka metoder som finns tillgängliga samt vilken potentiell effekt dessa har. Den andra delen baserades på analyser av produktionsdata från SSAB Oxelösund. Tillsammans med resultatet från litteraturstudien användes analyserna för att ta reda på hur mycket råstålets 𝐶𝑂2-avtryck skulle kunna minskas med användning av metoder relevanta för det specifika stålverkets förutsättningar, förbättringsområden och framtida planer.  Parametrarna som undersöktes utgjordes av effekt på skrotinsmältning samt övriga utmaningar och fördelar kopplat till industrins klimatpåverkan. Resultatet från litteraturstudien visade att det fanns ett flertal effektiva metoder för att öka skrotinsmältningskapaciteten i kolfärskningsprocessen och att dessa vid kombinerad användning har en addidativ effekt och har potential att höja skrotinsmältningen avsevärt. Effekten av dessa är dock till stor del beroende på utgångspunkt och produktionsspecifika förutsättningar och måste undersökas vidare genom exempelvis industriförsök.  Eftersom stålverket ställer om produktionen till 2026 kan inte några större investeringar för att minska utsläppen från den äldre produktionen anses vara motiverbar både gällande utsläpp av 𝐶𝑂2 och investeringskostnad. Analyserna av produktionsdata tillsammans med resultatet från litteraturstudierna visade att det fanns flera förbättringsområden och rimliga metoder för stålverket att öka sin skrotinsmältning med syfte att minska utsläppen av 𝐶𝑂2. Genom implementering av dessa metoder som skulle skrotinsmältningen kunna ökas med 2,3 % vilket skulle resultera i en relativ minskning av råstålets 𝐶𝑂2-avtryck med 2,8%.

Stainless steel, an alloy of iron and chromium, is renowned for its corrosion resistance, strength, ductility and durability. Phosphorus in stainless steel production is considered an impurity due to its detrimental impact on the material's properties, for example, increased brittleness and decreased corrosion resistance. Due to this reason, the amount of phosphorus in the stainless steel must be controlled. Currently, dephosphorization is not applied in stainless steel production using the EAF and AOD pathway, since chromium is oxidized simultaneously along with phosphorus. This thesis explores whether phosphorus refinement is theoretically possible for stainless steel production and evaluates its feasibility from both economic and environmental perspectives. The aim is to offer valuable insights and potentially enhance stainless steel manufacturing processes. The goal of this thesis is achieved through conducting a literature study, a theoretical study using the software Thermo-Calc, interviewing various steel industries and a study visit to Outokumpu in Avesta where an empirical experiment is carried out. The results of this thesis show that dephosphorization is theoretically possible for stainless steel production when varying the temperature, CaO content, gas quantity, and argon quantity. However, regardless of the dephosphorization degree, high amounts of chromium oxidize to the slag. The chromium losses increase production costs and environmental impacts. Therefore, it is not feasible from an economic and environmental standpoint. / Rostfritt stål, en legering av järn och krom, är känt för sin korrosionsbeständighet, styrka och duktilitet. Fosfor i rostfritt stål tillverkning betraktas som en förorening på grund av dess negativa inverkan på materialets egenskaper. Fosfor bidrar till exempel med ökad sprödhet och minskad korrosionsbeständighet. På grund av detta måste mängden fosfor kontrolleras under tillverkningen. I dagsläget utför man inte fosforraffinering vid tillverkning av rostfritt stål i ljusbågsugn och AOD konverter eftersom krom oxideras samtidigt med fosfor, som är ett dyrt och värdefullt material.Detta projekt syftar till att undersöka om fosforraffinering är teoretiskt möjligt för tillverkning av rostfritt stål, samt undersöka dess genomförbarhet ur både ett ekonomiskt och miljömässigt perspektiv. Målen med detta projekt uppnås genom att genomföra en litteraturstudie, termodynamiska beräkningar med programvaran Thermo-Calc, intervjuer med olika stålindustrier och ett studiebesök till Outokumpu i Avesta där även ett empirisk experiment utförs. Resultatet visar att fosforraffinering är teoretiskt möjligt vid tillverkning av rostfritt stål när varierande temperaturer, kalk mängder, gas mängder och argon mängder testas i Thermo-Calc. Höga halter krom oxideras till slaggen oavsett graden av fosforraffinering. Dessa kromförluster ökar produktionskostnaderna och medför en negativ miljöpåverkan. Sammanfattningsvis så är fosforraffinering inte genomförbart ur ett ekonomiskt och miljömässigt perspektiv.