The impending change of processes at SSAB Oxelösund due to the HYBRIT project, where the blast furnace and LD converter are to be replaced with an EAF will have a significant impact on the manufacturing of steel in Oxelösund. One issue that will arise is the nitrogen content in the steel. Sources claim that the nitrogen content in steel from an EAF route is substantially larger, 60-70 ppm, than in steel from a blast furnace and LD converter route, which have a nitrogen content of around 25 ppm. Therefore, the nitrogen removal capabilities of SSAB Oxelösund’s vacuum tank degasser were to be examined. Industrial trials were performed where the amount of slag during vacuum treatment was lowered. The intention was that half the amount of slag removed prior to vacuum treatment and later completely slag free. This was performed in an attempt to increase the effective reaction area, where nitrogen removal occurs. Due to some practical problems with the steel mill, the industrial trial were unfortunately cut short. Consequently, only trials with half the amount of slag were performed and compared to existing process data for standard praxis. Also, nitrogen removal calculations based on the industrial data were performed. A parameter representing the overall reaction rate, which is dependent on effective reaction area was obtained, validated and subsequently applied to a future case scenario. The results indicate that the reduction in slag amount does have the desired effect, increasing the said area and increasing the rate of nitrogen removal. However, the sample size is not nearly sufficient enough to determine this definitively. The conclusions reached were that the facility does have the possibility to decrease the increased nitrogen content down to reasonable levels, around 20-30 ppm. Albeit, an increase in vacuum treatment time is probably required. Another conclusion was that surface active elements, such as oxygen and sulphur greatly reduce the nitrogen removal. Therefore, efforts should be taken to remove these elements prior to vacuum treatment. In addition, it was established that the effective reaction area is of great importance for a successful nitrogen removal. Therefore, actions to maximise this area should be taken. Finally, it was stated that further research is necessary in order to fully understand nitrogen contamination prevention- and removal techniques / Förändringar till följd av HYBRIT projektet kommer påverka SSAB Oxelösunds stålverk. Masugn och LD konverter skall ersättas med ljusbågsugns teknologi. Ett problem till följd av detta är kvävehalter i stålet. Enligt litteraturen är kvävehalterna betydligt högre i stål tappat från en ljusbågsugn. Med kvävehalter runt 60-70 ppm jämfört med stål tappat från en LD konverter som har kvävehalter kring 25 ppm. Därför krävdes en undersökning kring kvävereningpotentialen för SSAB Oxelösunds vakuum tank avgasare. Industriella experiment med minskad slaggmängd jämfört med standard praxis blev utförda. Detta utfördes med tanken att minskad slaggmängd skulle ge en större effektiv reaktionsarea. Intentionen var att utföra försök först med halverad slaggmängd följt av slaggfria försök. Dock, på grund av produktions praktiska problem vid verket blev försöken avbrutna. Som en följd av detta blev bara försök med halverad slaggmängd utförda och jämförda med processdata från standard praxis. Kvävereningsberäkningar på historisk processdata utfördes. En parameter som representerade genomsnittlig reaktionshastighet, vilken beror på den effektiva reaktionsarea blev erhållen, validerad och senare applicerad på ett hypotetiskt framtida scenario. Resultaten indikerar att minskad slaggmängd har en positiv inverkan på den effektiva reaktions arean och till följd av detta även en positiv inverkan på kväverening. Dock är för få försök utförda för att kunna fastställa detta. De slutsatser som dras är att vakuum anläggningen vid SSAB Oxelösund har möjligheten att, med förlängd vakuumbehandlingstid, rena de ökade kvävehalter till nivåer runt 20-30 ppm. Ytterligare slutsatser var att ytaktiva element, såsom syre och svavel, i stålet har en stor negativ påverkan för kväverening. Samt att den effektiva reaktionsarean är av stor betydelse för kväverening. Därför bör ansträngningar tas för att minska koncentrationen av ytaktiva element samt att försöka göra den effektiva reaktionsarean så stor som möjligt. Slutligen fastställdes det att ytterligare studier är nödvändiga för att öka kunskapen kring förebyggande tekniker och reningstekniker för kväveföroreningar i stål.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-256066 |
| Date | January 2019 |
| Creators | Ahlin, Björn T. I. |
| Publisher | KTH, Materialvetenskap |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2019:547 |
Page generated in 0.0017 seconds