När man använder raffslagg eller LDSF-slaggbildaren måste AOD-slaggen avlägsnas innan. Detta resulterar i stålförluster i samband med
avslaggningen. Dessa stålförluster kommer vara lägre vid användning av STENA-slaggbildaren. Detta eftersom denna används i kombination med AOD-slaggen. Det krävs därför inte lika mycket avslaggning. Det tar även längre tid ju mer slagg som måste avlägsnas. Denna tidsåtgång anses dock vara irrelevant. Detta på grund av att skänkugnen ofta får vänta på AOD:n mellan varje charge. Den tid som skänkugnen får vänta är huvudsakligen längre än tiden det tar för avslaggningen. Den totala produktionstiden för skänkugnen för varje försök kan ses nedan.
Figur 60: Den totala produktionstiden för skänkugnen för de kiselreducerade stålsorterna.
Figur 61: Den totala produktionstiden för skänkugnen för de aluminiumre-ducerade stålsorterna.
Produktionstiden vid användning av de syntetiska slaggbildarna är i stort sett oförändrad jämfört med referensvärdena. Det finns ett avvikande högt värde för raffslaggen. Detta beror på att omvänd skänkordning användes vid sekvensgjutningen. Detta innebär att charge två i sekvensen
behandlades först och togs sedan ut i väntan på att charge ett i sekvensen skulle bli klar. Denna avvikelse har inget med slaggbildaren att göra.
Det finns ett avvikande högt värde för STENA-slaggbildaren. Detta beror på att för mycket AOD-slagg användes vid detta försök. Den totala
slaggmassan blev därför för hög. Detta isolerade stålet och orsakade en för långsam avsvalning. Detta är en konsekvens av att det är problematiskt att uppskatta mängden AOD-slagg i skänken.
9 Slutsatser
• Jämfört med AOD-slaggen minskar den totala syrehalten mer vid användning av de tre syntetiska slaggbildarna.
• Inneslutningsmängden minskar mer vid användning av raffslagg jämfört med AOD-slaggen.
• Inneslutningemängden ökar mindre vid användning av
STENA-slaggbildare i kombination med AOD-slagg jämfört med AOD-slaggen.
• Inneslutningsmängden förblir relativt oförändrad vid användning av LDSF-slaggbildare jämfört med AOD-slaggen.
• Mätning av slagghöjd med hjälp av armeringsjärn ger en bra överensstämmelse jämfört med beräkning av slagghöjd baserat på massbalans.
• Det finns ingen korrelation mellan den totala syrehalten och inneslutningsmängden.
Med avseende på den totala syrehalten och mängden icke-metalliska inneslutningar får stålet en högre kvalitet vid bruk av de tre syntetiska slaggbildarna. På grund av ovanstående resultat är det författarens
rekommendation att raffslaggen används på de kiselreducerade stålsorterna som har undersökts i detta projekt. Vidare är det rekommenderat att STENA-slaggbildaren i kombination med AOD-slaggen används på de aluminiumreducerade stålsorterna som har undersökts i detta projekt.
10 Fortsatt arbete
För att bättre kunna rena stålet från icke-metalliska inneslutningar bör man veta dessa inneslutningars sammansättning och ursprung. En viss del av detta projekt har bestått i att analysera sammansättningen på
inneslutningarna. Detta har dock ej varit huvudsyftet. Det är relevant att veta vilka steg i processen, och vilka tillsatser som ger upphov till olika typer av inneslutningar. Därför bör beräkningar i exempelvis Thermo-Calc utföras. Detta för att undersöka vilka inneslutningar som borde existera på grund av utskiljning vid avsvalning. Dessa resultat kan därefter jämföras med de inneslutningar som faktiskt existerar i stålet. Detta kan bidra till att identifiera hur väl olika tillverkningssteg renar stålet från inneslutingar, samt vilka tillsatsämnen som skapar vilka typer av inneslutningar.
11 Referenser
[1] Sandvik AB. SMT Sandviken. Stålverket. Informationskompendium.
2016.
[2] Edwin Bergsted, Johan Földhazy och Alexander Lundstjälk.
Vibration analysis on AC electric arc furnace, kandidatexamensarbete inom material och processdesign, kungliga tekniska högskolan. 2015.
[3] Erik Andersson. Effekten av argonomrörning med spolsten på
separation av oxidiska inneslutningar i skänkugnen, Examensarbete i Tillämpad processmetallurgi, kungliga tekniska högskolan. 2015.
[4] Intervjuv med Olle Sundqvist R&D expert metallurgy at Sandvik materials technology. 9-11-2016.
[5] Jim Hägglund och Erik Sandberg. Förbättrad kvävekontroll i flytande stål under AOD behadling, examensarbete inom processmetallurgi, Luleå tekniska universitet. 1999.
[6] Pencheng Yan m. fl. ”Effect of the CaO-Al2O3-Based Top Slag on the Cleanliness of Stainless Steel During Secondary Metallurgy”. I: The Minerals, Metals & Materials Society and ASM International (2013).
[7] Sanna welen och Ida Källquist. Kartläggning av slaggsammansättning i skänkugnen, Teknisk rapport hos Sandvik Materials Technology, Research and Development. 2013.
[8] Bruna Goulart Bartosiaki m. fl. ”Assessment of inclusion analysis via manual and automated SEM and total oxygen content of steel”. I:
Journal of materials science and technology (2015).
[9] Lauri Holappa. Treatise on process metallurgi, industrial processes, Part A volume 3. Kapitel 1.6 Secondary steelmaking. Elsevier, 2014.
[10] Fei Pan m. fl. ”Thermodynamic Calculation among Cerium, oxygen, and Sulphur in liquid iron”. I: Scientific Reports (2016).
[11] D. Sichen. Fundamentals of Metallurgy, kapitel 9 Improving process design in steelmaking. Woodhead publishing, 2005.
[12] Lifeng Zhang m. fl. ”Evaluation and control of steel
cleainliness-review”. I: 85th Steelmaking Conference Proceedings, ISS-AIME, Warrendale, PA (2002).
[13] Lauri Holappa och Olle Wijk. Treatise on process metallurgi, industrial processes, Part A volume 3. Kapitel 1.7 Inclusion engineering. Elsevier, 2014.
[14] Yukitaka Murakami. Metal Fatigue Effects of Small Defects and Nonmetallic Inclusions, Kapitel 6 Effects of Nonmetallic Inclusions on Fatigue Strength. Elsevier, 2002.
[15] Mats Hillert, John Ågren och Annika Borgenstam. Mikro och nanostrukturer i materialdesign. Instutionen för materialvetenskap, kungliga tekniska högskolan, 2005.
[16] Mats Söder. Growth and removal of inclusion during ladle stirring, Licentiate thesis, department of material science and engineering, Division of metallurgy, Royal institute of technology. 2001.
[17] Martin Valdez, George S. Shannon och Seetharaman Sridhar. ”The ability of slags to absorb solid oxide inclusions”. I: ISIJ International (2006).
[18] Bruno Henrique Reis, Wagner Viana Bielefeldt och
Antonio Cezar Faria Vilela. ”Absorption of non-metallic inclusions by steelmaking slags-a review”. I: Journal of materials research and technology (2014).
[19] Lifeng Zhang och Brian G. ”State of the art evaluation and control of steel cleainliness”. I: ISIJ International (2002).
[20] Ola Ericsson. An experimental study of liquid steel sampling.
Licentiate Thesis. KTH, Stockholm. 2009.
[21] Sandvik. SPPK-10.2-774-Metodbeskrivningar-Bestämning av O N och H i stål och nickelbaslegeringar i solid form med TCH600 (TC62).
2016.
[22] H.R. Verma. Atomic and Nuclear Analytical Methods. XRF, Mössbauer, XPS, NAA and ion-beam spectroscopic techniques.
Springer, 2007.
[23] AB Sandvik Materials Technology. Validering av K735 (Slagg). XRF PW2640, process support, Technical report. 2008-11-17.
[24] https://sites.ualberta.ca/ ccwj/teaching/microscopy/ hämtad:
2017-05-03.
[25] K. Kristiansen. Surface Characterization: a user’s sourcebook.
WILEY-VCH, 1997.