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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-348668 |
| Date | January 2024 |
| Creators | Naseri, Shoaib, Yücel, Melisa |
| 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 ; 2024:161 |
Page generated in 0.0126 seconds