| Loading .... [chempa.prj, /produkt/info/html/educ.htm -> /produkt/html/data/educ.php] .... ok |
 eller  , typ av folder som betyder, klicka på rubrik - öppnar flik med info  , typ av folder som betyder, klicka på rubrik - stänger flik med info |
Teknisk utbildning om stålproduktion
[chemfile(), nC=0 nr=452-cl, f1=/produkt/info/html/452-cl.htm] Kolet anländer med stora båtar till Viktoriahamnen i Luleå där det lossas med kranar och grävare och lagras på olika platser i kollagret beroende på kvalité och leverantörsland. Maskinerna som används för lastning av stenkol kallas för kolgrävare och de är utrustade med transportband och skovelhjul med grävskovlar. Transportbandet kan köras bakåt eller framåt och när kol ska grävas startas skovelhjulet. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument] [chemfile(), nC=0 nr=452-ct, f1=/produkt/info/html/452-ct.htm] Krossnings- och malningsanläggning, kolfickor, blandarstation Kolet från kolhögarna lastas på transportband med kolgrävare för transport till en kolkross för krossning och malning och vidare till en sortenbunker (inre kollager i närheten av koksbatteriet). I blandarstationen blandas olika kolsorter till en kolmix. Från sortenbunkern transporteras kolmixen med transportband till fylltornet på batteribyggnaden. Från fylltornet doseras rätt kolmängd ned i fyllvagnens kolbehållare med hjälp av en våg som är placerad under behållarna. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument]
Koksverk Med koksverket vid SSAB i Luleå menas hela anläggningen med kolhamn, kollager, krossningsstation, kolfickor, blandarstation, koltorn, koksbatteri, släcktorn, gasrening och transportsystem (transportband) för kol och koks.
Kollager Allt kol som koksverket förbrukar tas in med båtar via Viktoriahamnen. Kolet lagras i kollagret, där de olika kolkvaliteterna sorteras i olika högar. Från kollagret transporteras kolet med transportband till krossnings- och malningsanläggningen, kolfickor och blandarstation. Det pulvriserade och blandade kolet transporteras med transportband från blandarstationen till koltornet på koksbatteriet. Koksbatteri På koksbatteriet finns hål med lock och kolet i koltonet fylls till koksbatteriet genom dessa sk fyllhål. På koksbatteriets topp finns ett antal rör sk stigarrör där rågasen från koksningsprocessen förs till ett grovt rör som kallas förlag. Då koksen töms trycks den ut på framsidan (kokssidan) av batteriet. Koksen förs sedan till släcktornet där vatten släpps över koksen. Om koksen inte släcks, skulle den förvandlas till aska. I släckningen kan antingen renat processvatten från gasreningen användas, eller rent vatten från Lule älv. Den släckta koksen tippas sedan vid koksrampen, varefter den transporteras med transportband till siktningen och därefter till masugnen. Rågasen från förlaget förs till gasreningsanläggningen. En del av den renade rågasen (koksgas) förs tillbaka till koksbatteriet som energimedium cör uppvärmning av koksbatteriet. Den renade rågasen (koksgasen) som inte används i koksverket levereras till masugnen, stålverket och LUKAB. Överskott av koksgas som inte används i koksverket, masugnen, stålverket och LUKAB lagras i gasklockan och det som inte ryms i gasklockan facklas.
Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument] [chemfile(), nC=0 nr=mk452-1, f1=/produkt/info/html/mk452-1.htm] Gasreningsanläggning I koksverket vid SSAB i Luleå finns en gasbehandlingsanläggning med en serie olika processer där rågasen från torrdestillationen av kol till koks renas i flera steg och där utvinns Stenkolstjära Stenkolstjära från rågasen separeas i förlaget genom att kyla gasen, i kylaren med ammoniakvatten och resten i elektrofilter. Från kylaren leds kondensatvatten till kondensatbehandlingen där tjära och beck separeras 1). Stenkolstjära och beck är hälsofarliga och de är även starkt hud- och ögonirriterande. Hudkontakt i kombination med solexponering kan ge svårartade eksem. 1)
Tjära / beck Tjära är en trögflytande vätska som erhålls som kondensat vid pyrolys (torrdestillation) av organiska material som kol och petroleum, tjära som bildas från kol kallas för Det finns risk för hudcancer och överkänslighet för solljus (fototoxiskt eksem) efter långvarig direktkontakt med tjära/beck. Eksem av typ fototoxiskt uppstår då huden utsätts för solljus. Polyaromatiska kolväten, polycykliska aromatiska kolväten eller polyaromater, ofta förkortat PAH av engelska Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, är en grupp ämnen som finns i stenkol och petroleum (råolja). Det mest kända av dessa ämnen är benso(a)pyren. Flera av PAH-ämnena är cancerframkallande, t ex benso(a)pyren. Dessa ämnen har dessutom obehaglig lukt redan vid låga koncentrationer. PAH-ämnen är inte flyktiga men de sprids över stora områden med partiklar. Tjära och beck innehåller polyaromatiska kolväten (PAH). Referens = Arbetsmiljö från A till Ö, SO Hansson, E Hellsten [chemfile(), file(), referens i dokument] Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument] Råbensen I naftalentvätten absorberas naftalen, bensen, toluen och xylen från gasen i processolja. I bensentvätten absorberas bensen, xylen och toluen från gasen i processolja. Processoljan leds till bensenanläggningen för utvinning av råbensen (bensen, xylen, toluen). Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument] [chemfile(), nC=0 nr=452-b, f1=/produkt/info/html/452-b.htm] Rågas, koksgas Vid koksningen, som är en torrdestillation utan lufttillförsel, avdrivs flyktiga ämnen i kolet som gas, sk Rågasen renas i flera steg. Den renade rågasen ( Koksningsprocessen Vid koksningsprocessen avger kolet sina flyktiga beståndsdelar i form av rågas, med följer även vattenångan från fukten i kolet. Den största delen av rågasen består av vätgas och metangas, men den innehåller även ämnen som bensen, svavel, tjära samt en mängd olika kolväteföreningar t ex cyanider. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument] 
Gasreningsanläggning Gasreningsanläggningen kan liknas vid en kemisk fabrik, där koksgasen tvättas och en mängd olika restprodukter tas till vara. Gasreningen ger två huvudprodukter, förutom alla biprodukterna. Huvudprodukterna är Det finns en rad orsaker till att gasen måste renas innan den kan användas. En viktig orsak är miljön. Både arbtesmiljön och den yttre miljön är beroende på en väl fungerande gasrening. Men det finns även processtekniska orsaker till att rena gasen. De föroreningar som finns naturligt i det kol som används, finns också i den gas som koksningsprocessen ger upphov till. Rågasen från koksbatteriiet sugs genom gasledningarna med hjälp av stora fläktar. Fläktarna ligger sist i gasbehandlingen, och det betyder att det är undertryck i hela gasbehandlingen. I gasreningsanläggningen utvinns biprodukterna - Koksgas - Stenkolstjära - Råbensen - Svavel Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument]
Släcktorn Släckvagnen är ett lok med en stor vagn där koksen rasar ned vid tryckningen. Loket körs vanligtvis med automatik men kan även manövreras manuellt. Efter tryckningen kör loket in koksen i ett släcktorn där ca 40 m3 vatten sprutas på för att kyla ned koksen innan transporten till masugnen. Här är det viktigt att vattenmängden är den rätta eftersom hela koksmängden måste släckas samtidigt, för mycket vatten ger för hög fukthalt på koksen. Temperaturen på koksen på släckvagnen mäts med en pyrometer placerad ovanför spåret för släckvagnen. Pyrometern tar ett antal mätningar när släckvagnen passerar vid transporten till släcktornet varefter ett medelvärde beräknas. Temperaturen på koksen bestämmer släcktiden för koksen och det avgör hur lång tid släckningen skall pågå och därmed den mängd vatten som måste användas. Efter släckning tippas koksen i en ficka som fördelar ut koksen på transportband för transport till masugnen. Referens = SSAB Luleå
Förlag, rågas När kolet avger de flyktiga beståndsdelarna är temperaturen kring 700°C, därefter lämnar rågasen ugnen genom stigarrören som är placerade ovanför varje ugn på batteriet. I stigarrören sprayas gasen med ammoniakvatten för att temperaturen skall sjunka till ca 80°C. Därefter samlas den kylda rågasen från alla ugnar i ett förlag där tjära och naftalen faller ut. Blandningen av ammoniakvatten, tjära och naftalen i förlaget går vidare till tjäravskiljare (kondensattank) där ytterligare tjära och ammoniakvatten avskiljs. Gasen tas ut ovanför vätskenivån och går vidare till förkylarna. Referens = SSAB Luleå
Vätskeavskiljare (tjäravskiljare) När rågasen kyls kondenseras tjära och vatten från gasen. Den fuktmättade gasen förs från förlaget tillsammans med gaskondensat till en vätskeavskiljare. Där avskiljs gaskondensat från gasen och förs till den sk kondensatbehandlingen som avskiljer tjära och beck. Efter vätskeavskiljaren förs rågasen till fyra förkylare som finns på koksverket. Här kyls gasen varvid ytterligare föroreningar, bland annat tjära, faller ut. Vätskan, som till viss del innehåller tjära leds vidare till kondensatbehandlingen. Referens = SSAB Luleå
Kondensatbehandling I kondensatbehandlingen avskiljs tjära och beck först i tre liggande behållare, som kallas för hästar, och därefter i tryckseparerare. Vätskan sedimenteras, dvs det tyngsta (beck) faller till botten och det lättaste (tjära) hamnar överst. Den avskiljda stenkolstjäran lagras i tjärtanken och säljs till kemisk industri. Beck återförs till koksbatteriet via kollagret. Det renade vattnet, dvs gaskondensatet eller ammoniakvattnet, återförs till förlaget för kylning av rågas. Överskottet mellanlagras i en ammoniaktank. Referens = SSAB Luleå
Gaskylare Rågasen går från vätskeavskiljaren till fyra gaskylare. Gaskylarna är runda torn av stål och här kyls gasen, från 80oC till ca 20oC, med ammoniakvatten som sprayas på gasen i olika steg. Ammoniakvattnet cirkulerar i systemet och kyls i spiralvärmeväxlare med ca 1,5 m3 kylvatten per timme. Det ammoniakvatten som förångas i kylarna ersätts med motsvarande mängd från ammoniaktanken. Efter förkylarna fortsätter gasen till elfiltret där ännu mer tjära separeras från gasen. Referens = SSAB Luleå
Elfilter Från förkylarna fortsätter gasen till elfiltret. Där separeras ännu mer tjära genom att gasen passerar elektriska fält med spänningen 20 kV mellan anod och katod. Här kan det bli farligt om det av någon anledning kommit in luft i systemet vilket medför explosionsrisk. Det är viktigt att få bort så mycket tjära som möjligt ur gasen eftersom tjäran annars resulterar i igensatta dysor vid undereldningen. Efter elfiltret följer en naftalentvätt som renar gasen med hjälp av en tvättolja. Referens = SSAB Luleå
Naftalentvätt Efter elfiltret följer en naftalentvätt där gasen renas i ett absorbtionstorn. Tvättolja sprutas över gasen i tornet, som absorberar naftalen, bensen, toluen och xylen. Tvättoljan samlas upp i en sump i botten av tornet och pumpas därefter till bensenanläggningen för bensenutvinning. Referens = SSAB Luleå
Efter naftalentvätten förs gasen vidare till grovtvätten för svavelrening. Grovtvätten är en absorbtionskollon där gasen sprayas med ammoniakvatten i två steg 1). Den renade gasen förs upp genom toppen av tornet till nästa tvättsteg, som är fintvätten (ammoniaktvätten). Tvättvatten från svaveltvätten förs till destillationskolloner (avdrivare och avsyrare). Där frigörs ammoniak och svavelväte genom uppvärmning med ånga 1). Tvättvatten som renats från svavelväte och ammoniak i destillationskolloner återförs till fintvätten och cirkulerar mellan fintvätt, grovtvätt, avdrivare och avsyrare. Ammoniakångorna (NH3)och svavelväteångorna (H2S) förs vidare till spaltugnen där spaltas ammoniakångorna till grundämnena kväve (N) och väte (H). I den efterföljande sk Clausanläggningen omvandlas svavelväte (H2S) till svavel (S) och här framställs flytande svavel för försäljning. Referens = SSAB Luleå 1) [chemvib() f1=/produkt/info/html/452-w.htm] Ammoniakvatten från ammoniaktanken används som tvättvatten för rågas i fintvätt och grovtvätt och cirkulerar mellan fintvätt, grovtvätt, avdrivare och avsyrare. Den mängd ammoniakvatten som förångas i destillationskolonner (avdrivare, avsyrare) ersätts med motsvarande mängd från ammoniaktanken. Avdrivarna är två kolloner, varav den ena är helt byggt i titan för att undvika korrosionsproblem. I avdrivarna förångas ammoniak. Till en av avdrivarna pumpas dessutom ammoniakvatten från ammoniaktanken och natronlut tillsätts för att möjliggöra avdrivning av ammoniak. Avsyrarna är två destillationstorn där svavelväte förångas. Referens = SSAB Luleå [chemvib(), file]
Den renade gasen från grovtvätten förs upp genom toppen av tornet till nästa tvättsteg, som är fintvätten (ammoniaktvätten). Även i det här tvättsteget sprayas gasen med ammoniakhaltigt vatten som löser ammoniak 1). Referens = SSAB Luleå __________ 1) [chemvib() f1=/produkt/info/html/452-w.htm] Ammoniakvatten från ammoniaktanken används som tvättvatten för rågas i fintvätt och grovtvätt och cirkulerar mellan fintvätt, grovtvätt, avdrivare och avsyrare. Den mängd ammoniakvatten som förångas i destillationskolonner (avdrivare, avsyrare) ersätts med motsvarande mängd från ammoniaktanken. Avdrivarna är två kolloner, varav den ena är helt byggt i titan för att undvika korrosionsproblem. I avdrivarna förångas ammoniak. Till en av avdrivarna pumpas dessutom ammoniakvatten från ammoniaktanken och natronlut tillsätts för att möjliggöra avdrivning av ammoniak. Avsyrarna är två destillationstorn där svavelväte förångas. Referens = SSAB Luleå [chemvib(), file]
Tjärtank I tjärtanken kan 7000 ton stenkolstjära lagras innan den i rörledning leds till hamnen för utskeppning med båt. Referens = SSAB Luleå
Ammoniakvatten Ammoniakvatten från de olika tjärtvättarna separeras från tjäran och lagras i ammoniaktanken. Ammoniakvatten från ammoniaktanken används som tvättvatten för rågas i fintvätt och grovtvätt och cirkulerar mellan fintvätt, grovtvätt, avdrivare och avsyrare. Den mängd ammoniakvatten som förångas i destillationskolloner (avdrivare, avsyrare) ersätts med motsvarande mängd ny produkt från ammoniaktanken. Det cirkulerade ammoniakvattnet är hälsofarligt då det innehåller ammoniak och att svavelväte, fenol, cyanider och olika svavel- och kväveföreningar anrikas i vattnet. Ammoniakvatten som har cirkulerat i systemet klassificeras som giftigt. Vattnet avger ångor även vid låga temperaturer, det är ammoniak som avges och som har en stark lukt. Referens = SSAB Luleå
I koksningsprocessen blir en fjärdedel av kolet till gas (rågas). Gasen avgår genom ett hål i ugnens tak via ett gasrör, som kallas stigarrör, och vidare till ett grovt uppsamlingsrör som går längs hela batteriets trycksida. Det stora uppsamlingsröret kallas för förlag. Gasen som avgår från kolet innehåller samma flyktiga ämnen som kolet - tjära - naftalen - svavelväte - ammoniak - bensen och andra ämnen. Gasen måste kylas och det sker genom att gasen besprutas med vatten i det rör som finns mellan stigarröret till respektive ugn och uppsamlingsröret (förlaget). Munstycket som fördelar kylvattnet kallas för dysa och det finns tre sådana dysor i varje fallrör. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument]
När gasen kyls utkondenseras tjära och vatten från gasen. Den fuktmättade gasen har nu en temperatur på ca 80 oC och leds från förlaget tillsammans med gaskondensatet till en vätskeavskiljare. Där avskiljs gaskondensat från gasen och går till den sk kondensatbehandlingen som avskiljer tära och beck. Det sker först i tre liggande behållare, som i dagligt tal kallas för hästar, och därefter i tryckseparerare. Vätskan sedimenteras, dvs det tyngsta hamnar i botten och det lättaste hamnar överst. Den avskiljda Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument]
Det renade vattnet, dvs gaskondensatet, återförs till förlaget för kylning av rågasen. Överskottet mellanlagras i en ammoniakvattentank. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument] [fcdat(), nr=452-ammoniakvatten.dat, f1=/produkt/chemdata.dat] Ammoniakvatten Ammoniakvatten från de olika tjärtvättarna separeras från tjäran och lagras i ammoniaktanken. Ammoniakvatten från ammoniaktanken används som tvättvatten för rågas i fintvätt och grovtvätt och cirkulerar mellan fintvätt, grovtvätt, avdrivare och avsyrare. Den mängd ammoniakvatten som förångas i destillationskolloner (avdrivare, avsyrare) ersätts med motsvarande mängd ny produkt från ammoniaktanken. Det cirkulerade ammoniakvattnet är hälsofarligt då det innehåller ammoniak och att svavelväte, fenol, cyanider och olika svavel- och kväveföreningar anrikas i vattnet. Ammoniakvatten som har cirkulerat i systemet klassificeras som giftigt. Vattnet avger ångor även vid låga temperaturer, det är ammoniak som avges och som har en stark lukt. Referens = SSAB Luleå
Koksgasen går från vätskeavskiljaren till fyra gaskylare. Gaskylarna är 30 meter höga runda torn av stål. Gasen kyls där av processvatten som cirkulerar. Processvattnet kyls därefter i nio spiralvärmeväxlare med 1500 m3 kylvatten/tim. I nästa steg avskiljs resterande tjära från koksgasen i två parallella elektrostatiska filter. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument]
Efter el-filtret leds koksgasen genom en Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument]
Gasen förs vidare till en Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument]
Den renade gasen förs upp genom toppen av tornet i svavevätetvätten till ammoniaktvätten, som är ett 22 meter högt torn. Även här besprutas gasen med vatten, som löser Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument]
Tvättvattnet från svavelvätetvätten förs till Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument]
Avdrivarna är två ca 16 meter höga kolonner, varav den ena är helt byggd i titan för att undvika korrossionsproblem. I avdrivarna förångas ammoniak. Till avdrivare B pumpas dessutom ammoniakvatten från ammoniakvattentanken och natronlut tillförs för att möjliggöra avdrivning av ammoniak. Andra destillationstorn är de två 15,6 meter höga avsyrarna. I avsyrarna renas rågasen från svavelväte genom förångning. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument]
Sist av tvättarna är bensentvätten, som är ett 47,6 meter högt torn. Bensentvätten behövs inte för rening av rågasen. I bensentvätten tillvaratas råbensen, som är en blandning av bensen, toluen och xylen, och säljs till externa kunder. I bensentvätten besprutas gasen med en tvättolja som absorberar råbensen, dvs bensen, toluen och xylen. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument]
Både ammoniakångorna och svavelväteångorna förs vidare till den sk spaltugnen. Där spaltas ammoniakgasen katalytiskt till sina grundämnen kväve (N) och väte (H). I den efterföljande sk Clausanläggningen omvandlas svavelväte (H2S) till elementärt svavel (S). I Clausanläggningen framställs sedan flytande svavel som säljs på marknaden. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument]
Tvättoljan från naftalen- och bensentvättarna renas från bensen, xylen och toluen i bensenfabriken. Råbenen som produceras i bensnefabriken lagras i en bensentank och lastas på båt via tankbilar. Råbensen sälj till petrokemisk industri. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument]
Efter bensentvätten leds den renade rågasen (koksgasen) till gassugarna. Tryckkraften från gassugarna används för att transportera koksgasen genom gasledningarna till gasklockan, koksbatteriet, masugn, stålverk och LuleKraft. Gasklockan rymmer 6000 m3 gas och är främst ett utjämningskärl för att balansera variationer i gasförbrukningen eller jämna ut förbrukningen som energiråvara i koksbatteriet. Dessutom finns en gasfackla där överskottsgas, som inte används, facklas (förbränns). Hela gasreningsanläggningen kräver två ånpannor på ca 24 megawatt effekt vardera, en i drift och en i reserv. Koksgas används som energiråvara i ångpannorna. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument]
Allt överskott av processvatten som gasbehandlingen ger upphov till efter de olika reningsstegen, samlas i ett avlopp, som går till den kemiska och biologiska reningsanläggningen. Efter kemisk fällning går vattnet till en bassäng för biologisk rening. Där finns bakterier som äter de restprodukter som finns kvar i vattnet. Det renade processvattnet går till en sedimenteringsbassäng, där det biologiska slammet skilj av från det renade processvattnet. Slammet pumpas tillbaka till den biologiska reningen och vattnet till tre parallella sandfilter, där vattnet filtreras innan det antingen släpps ut i inre Herstjöfjärden eller användss som släckvatten vid släckning av koks. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument]
Den renade koksgasen används som energiråvara i masugnen, stålverket och LUKAB (Luleå Kraft). Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument] 
[cfile() nchem=2 f1=/produkt/info/html/452-rb.htm ] [fcdat(), nr=452-rb.dat, f1=/produkt/chemdata.dat] Bensenanläggning I bensenanläggningen renas rågasen från bensen, toluen, xylen, naftalen och andra kolväten och det görs i bensentvätten, bensenavdrivaren och i fraktioneringskolonnen. Bensentvätt Bensentvätten är det första steget i bensenanläggningen och består av en absorptionskolonn 1) med ett antal bottnar och med fyllning av keramikringar för att öka absorptionsytan. Uttvättnig av bensen från rågasen utförs med processolja (tjärolja) i motström. Processoljan anrikas på bensen, toluen, xylen, naftalen och andra kolväten då den rinner ner genom kolonnen och samlas upp i en bottensump varifrån den rinner med självfall via en oljeavskiljare till en mellanlagringstank (anrikad tank). Värmeväxlare Den bensenanrikade processoljan från mellanlagringstanken (anrikad olja) pumpas till värmeväxlarsystemet för uppvärmning och vidare till bensenavdrivaren. Till bensenavdrivaren pumpas också processoljan som har använts i naftalentvätten. Bensenavdrivare Bensenavdrivaren består av en klockbottenkolonn 1) med ett antal bottnar. I kolonnens botten tillförs ånga som direktvärme för uppvärmning av processoljan och gasformig Processoljan från bensenavdrivaren samlas upp i en bufferttank (avdriven tank) och pumpas tillbaka till bensentvätten. Då processoljan cirkuleras försvinner det olja ur systemet, därför måste olja tillföras då och då för att hålla nivåerna konstanta. Densiteten på oljan ökar då den cirkuleras i systemet och några gånger per år bytts oljan ut och ersätts med ny produkt. Fraktioneringskolonn 1) Processoljan separeras genom en uppdelning av komponenter med olika kokpunkt i en process som kallas destillation. Vid destillationen används en fraktioneringskolonn, som är en apparat för motströms kontakt mellan gas och vätska. Processoljan från mellanlagringstanken, efter bensenavdrivaren, pumpas genom förvärmare till fraktioneringskolonnen. I botten av kolonnen tillsätts ånga som direktvärme för uppvärmning av processoljan. 1) __________
En klockbottenkolonn är ett ihåligt torn avdelat i flera nivåer - bottnar, med mellanrum mellan bottnarna. Varje botten har flera rörförsedda hål med ett lock, sk klocka, över varje rör. De nivåer som är längst ned är varmast och sedan avtar temperaturen högre upp i kolonnen. På det viset kommer olika ämnen i processoljan att kondensera på olika nivåer, varvid erhålls en uppdelning i komponenter med olika kokpunkt. De ämnen som har låg kokpunkt hamnar högre upp i kolonnen, medan de med högre kokpunkt hamnar längre ned. Bensen, xylen, toluen och en del andra kolväten, som har lägre kokpunkt än naftalen, övergår i gasform högre upp i kolonnen och kondenserar till vätska. Produkten kallas för Bensentank Bensenlagret består av 1 cistern på 4470 m3 som är placerad inom en betonginvallning. Utlastning till fartyg sker ca 4 gånger per år med hjälp av tankbilar. Bilarna är utrustade för transport av bensen. Råbensenen pumpas från lagercisternen till tankbilarna via rörledning och sista biten med slang. Varje slang är försedd med slangbrottsskydd som bryter utlastningen vid ett eventuellt haveri. Till utlastningssystemet hör också ett system som gör att råbensenångor återförs till koksgasnätet från tankbilarna. Tankbilarna kör sträckan ner till Uddebo oljehamn där råbensenen pumpas ombord på fartyg via slangar och rörledningar. Här finns också installerat slangbrottsventiler. När bilen töms finns även här luftningssystem så att råbensenångorna från fartygstankarna återförs till bilen som sedan transporterar ångorna tillbaks till koksgasnätet. Alla behållare och tankar i bensenverket är anslutna till ett luftningssystem som i sin tur är kopplade till koksgassystemet. Detta system gör att ingen råbensen eller oljeångor kommer ut i atmosfären. Referens = SSAB Luleå [cfile()]
Spaltugn I spaltugnen spaltas ammoniak och svavelväte i sina beståndsdelar varvid kvävgas, vätgas och svaveldioxid bildas. I nästa processteg reagerar vatten med svaveldioxid varvid vattenånga och rent svavel bildas. Referens = SSAB Luleå
Råbensen är en flyktig organisk vätska extraherad från gasen som utvecklas vid torrdestillation av kol. Består främst av bensen (>70%), toluen (10-15%) och xylen (2-5%), kan innehålla andra kolväten i låga halter. Bensen kan ge cancer (leukemi) och finns tillsammans med 95 andra ämnen i den högsta cancerriskklassen. Klassningen är gjord av International Agency for Research on Cancer (IARC). Bensen tas lätt upp i kroppen, både vid inandning av gas och ångor samt vid hudkontakt med lösning, och förs sedan snabbt vidare till alla kroppens vävnader framförallt till fettvävnaden. Vid exponering för ämnet i höga doser påverkar bensen det centrala nervsystemet. Vid långvarig och upprepad inandning av bensen finns risk för anemi 1) och ökad infektionskänslighet. 1)
Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument]
Gasreningsanläggning I koksverket vid SSAB i Luleå finns en gasbehandlingsanläggning med en serie olika processer där rågasen från torrdestillationen av kol till koks renas i flera steg och där utvinns Stenkolstjära Stenkolstjära från rågasen separeas i förlaget genom att kyla gasen, i kylaren med ammoniakvatten och resten i elektrofilter. Från kylaren leds kondensatvatten till kondensatbehandlingen där tjära och beck separeras 1). Stenkolstjära och beck är hälsofarliga och de är även starkt hud- och ögonirriterande. Hudkontakt i kombination med solexponering kan ge svårartade eksem. 1)
Tjära / beck Tjära är en trögflytande vätska som erhålls som kondensat vid pyrolys (torrdestillation) av organiska material som kol och petroleum, tjära som bildas från kol kallas för Det finns risk för hudcancer och överkänslighet för solljus (fototoxiskt eksem) efter långvarig direktkontakt med tjära/beck. Eksem av typ fototoxiskt uppstår då huden utsätts för solljus. Polyaromatiska kolväten, polycykliska aromatiska kolväten eller polyaromater, ofta förkortat PAH av engelska Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, är en grupp ämnen som finns i stenkol och petroleum (råolja). Det mest kända av dessa ämnen är benso(a)pyren. Flera av PAH-ämnena är cancerframkallande, t ex benso(a)pyren. Dessa ämnen har dessutom obehaglig lukt redan vid låga koncentrationer. PAH-ämnen är inte flyktiga men de sprids över stora områden med partiklar. Tjära och beck innehåller polyaromatiska kolväten (PAH). Referens = Arbetsmiljö från A till Ö, SO Hansson, E Hellsten [chemfile(), file(), referens i dokument] Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument] Råbensen I naftalentvätten absorberas naftalen, bensen, toluen och xylen från gasen i processolja. I bensentvätten absorberas bensen, xylen och toluen från gasen i processolja. Processoljan leds till bensenanläggningen för utvinning av råbensen (bensen, xylen, toluen). Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument] [chemfile(), nC=0 nr=452-b, f1=/produkt/info/html/452-b.htm] Rågas, koksgas Vid koksningen, som är en torrdestillation utan lufttillförsel, avdrivs flyktiga ämnen i kolet som gas, sk Rågasen renas i flera steg. Den renade rågasen ( Koksningsprocessen Vid koksningsprocessen avger kolet sina flyktiga beståndsdelar i form av rågas, med följer även vattenångan från fukten i kolet. Den största delen av rågasen består av vätgas och metangas, men den innehåller även ämnen som bensen, svavel, tjära samt en mängd olika kolväteföreningar t ex cyanider. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument]
SSAB I processen har 1/4 av kolet övergått i gasform som renas i gasbehandlingsprocessen. I svaveltvätten besprutas gasen med ammoniakhaltigt vatten. Tvättvätskan från svaveltvätten förs till destillationskolonner. Där frigörs svavelväte och ammoniak genom uppvärmning med ånga. Både ammoniakångorna och svavelväteångorna förs vidare till den sk spaltugnen. Där spaltas ammoniakgasen katalytiskt upp i sina grundämnen, kväve (N) och väte (H). Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument] Svavel [chemfile(), nC=0 nr=H2S-452, f1=/produkt/info/html/H2S-452.htm] Gasen efter naftalentvätten förs vidare till en svaveltvätt. Det är en absorbtionskolonn och där besprutas gasen med ammoniakvatten från ammoniaktvätten. Den renade gasen, efter svaveltvätten, förs upp genom toppen av kolonnen till ammoniaktvätten. Även där besprutas gasen med ammoniakvatten, som löser ammoniak i gasen. Det är det vatten som sedan används som tvättvätska i svaveltvätten. Tvättvätskan från svaveltvätten förs till destillationskolonner, sk avsyrare och avdrivare. Där frigörs svavelväte och ammoniak genom uppvärmning med ånga. I avdrivare förångas ammoniak och i avsyrare förångas svavelväte. Vattnet efter destillationskolonnerna återförs till ammoniaktvätten och cirkulerar mellan ammoniaktvätten, svaveltvätten, avsyrare och avdrivare i ett kretslopp. Ammoniakångorna (NH3)och svavelväteångorna (H2S) förs vidare till spaltugnen där spaltas ammoniakångorna till grundämnena kväve (N) och väte (H). I den efterföljande sk Clausanläggningen omvandlas svavelväte (H2S) till svavel (S) och här framställs flytande svavel för försäljning. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument]
Gasreningsanläggning Gasreningsanläggningen kan liknas vid en kemisk fabrik, där koksgasen tvättas och en mängd olika restprodukter tas till vara. Gasreningen ger två huvudprodukter, förutom alla biprodukterna. Huvudprodukterna är Det finns en rad orsaker till att gasen måste renas innan den kan användas. En viktig orsak är miljön. Både arbtesmiljön och den yttre miljön är beroende på en väl fungerande gasrening. Men det finns även processtekniska orsaker till att rena gasen. De föroreningar som finns naturligt i det kol som används, finns också i den gas som koksningsprocessen ger upphov till. Rågasen från koksbatteriiet sugs genom gasledningarna med hjälp av stora fläktar. Fläktarna ligger sist i gasbehandlingen, och det betyder att det är undertryck i hela gasbehandlingen. I gasreningsanläggningen utvinns biprodukterna - Koksgas - Stenkolstjära - Råbensen - Svavel Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument] [chemfile(), nC=0 nr=1618-c, f1=/produkt/info/html/1618-c.htm]
Släcktorn Släckvagnen är ett lok med en stor vagn där koksen rasar ned vid tryckningen. Loket körs vanligtvis med automatik men kan även manövreras manuellt. Efter tryckningen kör loket in koksen i ett släcktorn där ca 40 m3 vatten sprutas på för att kyla ned koksen innan transporten till masugnen. Här är det viktigt att vattenmängden är den rätta eftersom hela koksmängden måste släckas samtidigt, för mycket vatten ger för hög fukthalt på koksen. Temperaturen på koksen på släckvagnen mäts med en pyrometer placerad ovanför spåret för släckvagnen. Pyrometern tar ett antal mätningar när släckvagnen passerar vid transporten till släcktornet varefter ett medelvärde beräknas. Temperaturen på koksen bestämmer släcktiden för koksen och det avgör hur lång tid släckningen skall pågå och därmed den mängd vatten som måste användas. Efter släckning tippas koksen i en ficka som fördelar ut koksen på transportband för transport till masugnen. Referens = SSAB Luleå
Förlag, rågas När kolet avger de flyktiga beståndsdelarna är temperaturen kring 700°C, därefter lämnar rågasen ugnen genom stigarrören som är placerade ovanför varje ugn på batteriet. I stigarrören sprayas gasen med ammoniakvatten för att temperaturen skall sjunka till ca 80°C. Därefter samlas den kylda rågasen från alla ugnar i ett förlag där tjära och naftalen faller ut. Blandningen av ammoniakvatten, tjära och naftalen i förlaget går vidare till tjäravskiljare (kondensattank) där ytterligare tjära och ammoniakvatten avskiljs. Gasen tas ut ovanför vätskenivån och går vidare till förkylarna. Referens = SSAB Luleå
Vätskeavskiljare (tjäravskiljare) När rågasen kyls kondenseras tjära och vatten från gasen. Den fuktmättade gasen förs från förlaget tillsammans med gaskondensat till en vätskeavskiljare. Där avskiljs gaskondensat från gasen och förs till den sk kondensatbehandlingen som avskiljer tjära och beck. Efter vätskeavskiljaren förs rågasen till fyra förkylare som finns på koksverket. Här kyls gasen varvid ytterligare föroreningar, bland annat tjära, faller ut. Vätskan, som till viss del innehåller tjära leds vidare till kondensatbehandlingen. Referens = SSAB Luleå
Kondensatbehandling I kondensatbehandlingen avskiljs tjära och beck först i tre liggande behållare, som kallas för hästar, och därefter i tryckseparerare. Vätskan sedimenteras, dvs det tyngsta (beck) faller till botten och det lättaste (tjära) hamnar överst. Den avskiljda stenkolstjäran lagras i tjärtanken och säljs till kemisk industri. Beck återförs till koksbatteriet via kollagret. Det renade vattnet, dvs gaskondensatet eller ammoniakvattnet, återförs till förlaget för kylning av rågas. Överskottet mellanlagras i en ammoniaktank. Referens = SSAB Luleå
Gaskylare Rågasen går från vätskeavskiljaren till fyra gaskylare. Gaskylarna är runda torn av stål och här kyls gasen, från 80oC till ca 20oC, med ammoniakvatten som sprayas på gasen i olika steg. Ammoniakvattnet cirkulerar i systemet och kyls i spiralvärmeväxlare med ca 1,5 m3 kylvatten per timme. Det ammoniakvatten som förångas i kylarna ersätts med motsvarande mängd från ammoniaktanken. Efter förkylarna fortsätter gasen till elfiltret där ännu mer tjära separeras från gasen. Referens = SSAB Luleå
Elfilter Från förkylarna fortsätter gasen till elfiltret. Där separeras ännu mer tjära genom att gasen passerar elektriska fält med spänningen 20 kV mellan anod och katod. Här kan det bli farligt om det av någon anledning kommit in luft i systemet vilket medför explosionsrisk. Det är viktigt att få bort så mycket tjära som möjligt ur gasen eftersom tjäran annars resulterar i igensatta dysor vid undereldningen. Efter elfiltret följer en naftalentvätt som renar gasen med hjälp av en tvättolja. Referens = SSAB Luleå
Naftalentvätt Efter elfiltret följer en naftalentvätt där gasen renas i ett absorbtionstorn. Tvättolja sprutas över gasen i tornet, som absorberar naftalen, bensen, toluen och xylen. Tvättoljan samlas upp i en sump i botten av tornet och pumpas därefter till bensenanläggningen för bensenutvinning. Referens = SSAB Luleå
Efter naftalentvätten förs gasen vidare till grovtvätten för svavelrening. Grovtvätten är en absorbtionskollon där gasen sprayas med ammoniakvatten i två steg 1). Den renade gasen förs upp genom toppen av tornet till nästa tvättsteg, som är fintvätten (ammoniaktvätten). Tvättvatten från svaveltvätten förs till destillationskolloner (avdrivare och avsyrare). Där frigörs ammoniak och svavelväte genom uppvärmning med ånga 1). Tvättvatten som renats från svavelväte och ammoniak i destillationskolloner återförs till fintvätten och cirkulerar mellan fintvätt, grovtvätt, avdrivare och avsyrare. Ammoniakångorna (NH3)och svavelväteångorna (H2S) förs vidare till spaltugnen där spaltas ammoniakångorna till grundämnena kväve (N) och väte (H). I den efterföljande sk Clausanläggningen omvandlas svavelväte (H2S) till svavel (S) och här framställs flytande svavel för försäljning. Referens = SSAB Luleå 1) [chemvib() f1=/produkt/info/html/452-w.htm] Ammoniakvatten från ammoniaktanken används som tvättvatten för rågas i fintvätt och grovtvätt och cirkulerar mellan fintvätt, grovtvätt, avdrivare och avsyrare. Den mängd ammoniakvatten som förångas i destillationskolonner (avdrivare, avsyrare) ersätts med motsvarande mängd från ammoniaktanken. Avdrivarna är två kolloner, varav den ena är helt byggt i titan för att undvika korrosionsproblem. I avdrivarna förångas ammoniak. Till en av avdrivarna pumpas dessutom ammoniakvatten från ammoniaktanken och natronlut tillsätts för att möjliggöra avdrivning av ammoniak. Avsyrarna är två destillationstorn där svavelväte förångas. Referens = SSAB Luleå [chemvib(), file]
Den renade gasen från grovtvätten förs upp genom toppen av tornet till nästa tvättsteg, som är fintvätten (ammoniaktvätten). Även i det här tvättsteget sprayas gasen med ammoniakhaltigt vatten som löser ammoniak 1). Referens = SSAB Luleå __________ 1) [chemvib() f1=/produkt/info/html/452-w.htm] Ammoniakvatten från ammoniaktanken används som tvättvatten för rågas i fintvätt och grovtvätt och cirkulerar mellan fintvätt, grovtvätt, avdrivare och avsyrare. Den mängd ammoniakvatten som förångas i destillationskolonner (avdrivare, avsyrare) ersätts med motsvarande mängd från ammoniaktanken. Avdrivarna är två kolloner, varav den ena är helt byggt i titan för att undvika korrosionsproblem. I avdrivarna förångas ammoniak. Till en av avdrivarna pumpas dessutom ammoniakvatten från ammoniaktanken och natronlut tillsätts för att möjliggöra avdrivning av ammoniak. Avsyrarna är två destillationstorn där svavelväte förångas. Referens = SSAB Luleå [chemvib(), file]
Tjärtank I tjärtanken kan 7000 ton stenkolstjära lagras innan den i rörledning leds till hamnen för utskeppning med båt. Referens = SSAB Luleå
Ammoniakvatten Ammoniakvatten från de olika tjärtvättarna separeras från tjäran och lagras i ammoniaktanken. Ammoniakvatten från ammoniaktanken används som tvättvatten för rågas i fintvätt och grovtvätt och cirkulerar mellan fintvätt, grovtvätt, avdrivare och avsyrare. Den mängd ammoniakvatten som förångas i destillationskolloner (avdrivare, avsyrare) ersätts med motsvarande mängd ny produkt från ammoniaktanken. Det cirkulerade ammoniakvattnet är hälsofarligt då det innehåller ammoniak och att svavelväte, fenol, cyanider och olika svavel- och kväveföreningar anrikas i vattnet. Ammoniakvatten som har cirkulerat i systemet klassificeras som giftigt. Vattnet avger ångor även vid låga temperaturer, det är ammoniak som avges och som har en stark lukt. Referens = SSAB Luleå
Koksgaskondensat är kondensat som samlas upp i vattenlås vid distribution av koksgas i ledningar. Kondensatet innehåller ammoniak, svavelväte, cyanider, fenoler och bensen i arbetshygieniskt betydelsefulla halter. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), chemdata.dat, referens i dokument]
SSAB Koks tillverkas i koksverk genom torrdestillation av stenkol. Torrdestillation eller pyrolys är en process där ett ämne upphettas till en hög temperatur, i en syrefri miljö, så att det sönderfaller utan att förbränning sker. Vid torrdestillation av stenkol avgår flyktiga ämnen från kolet i gasform, medan en fast återstod som kallas för Gaserna som avgår från kolet kallas för rågas och innehåller samma föroreningar och flyktiga ämnen som kolet innehåller. I gasreningsanläggningen kyls rågasen och då utkondenseras tjära och vatten som lagras i kondensatbehandlingen. Vätskan sedimenterar och det tyngsta (beck) faller till botten och det lättaste (tjäran) hamnar överst. Den avskilda tjäran lagras och säljs till kemisk industri. Beck återförs till kollagret. Det renade vattnet, dvs gaskondensatet, återförs till förlaget för kylning av rågasen. Öveskottet mellanlagras i en ammoniakvattentank. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), chemdata.dat, referens i dokument] [chemfile(), nC=0 nr=koks, f1=/produkt/info/html/koks.htm]
Från den producerade mängden koks faller, främst genom siktning, en finandel koks (<10%) som kallas för koksgrus och kan säljas för användning inom andra metallurgiska verksamheter. Koksgrus består av Referens = SSAB Luleå [chemfile(), chemdata.dat, referens i dokument] [cfile() nchem=2 f1=/produkt/info/html/pict-c.htm ]
Hyttanläggning - Masugn - Råmaterialhantering - Chargering - Gasrening - Cowper-apparater, förvärming av blästerluft till masugn - Omhändertagande av råjärns- och slaggflöden - Instrumentering och styrsystem Masugn I masugnen framställs smält råjärn genom reduktion av järnmalmpellets 1) med kol. Kemisk reduktion innebär att syre tas bort från pelletsen och smält järn bildas, reaktionerna sker i flera steg. SSAB i Luleå använder järnmalmpellets 1) från LKAB för framställning av råjärn. LKAB-pellets har hög järnhalt, över 66%. Beskickning (blandning av olika material) - Järnmalmpellets 1) - Briketter tillverkade av diverse interna restprodukter - Slaggbildare som kalksten och LD-slagg - Koks från koksverket Filterstoft och hyttsot blandas med cement och vatten och används som tillsatsmaterial vid tillverkning av Koks En del av koksen i masugnen kan ersättas med Blästerluft Kemiska reaktioner [chemfile(), nC=0 nr=056r1, f1=/produkt/info/html/056r1.htm] Principen för kemiska reaktioner är att i reduktionsprocessen i masugnen reduceras pelletsen genom I nedre delen av masugnen blåses blästerluft in och syre (O) reagerar med kol (C) i koksen och bildar koloxid (CO), som strömmar uppåt och värmer den nedåtgående besckickningen och reducerar pelletsens innehåll av järnoxider. Gasen lämnar toppen av masugnen och renas i gasreningsanläggningen. I nedersta delen av masugnen är temperaturen så hög att järnet smälter och tar upp kol och får en kolhalt på 3,5-4,7%, Längre ned i masugnen är temperaturen högre och där sker 1) Pellets är råkulor som tillverkas genom rullning i rulltrummor av en blandning av finkornig malmslig, slaggbildare och tillsatsmedel med lämplig fukthalt. Råkulorna måste sedan sintras (sammanfogas) ihop vid hög temperatur för att få tillräcklig hållfasthet. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument] Råmaterialhantering Det siktade råmaterialet (pellets, briketter, tillsatsmaterial) och koks lagras i ett bunkersystem nära masugnen. Chargeringssystem Från bunkersystemet matas materialet ut, vägs i vågfickor och transporteras till hundspelet för transport till masugnens topp för chargering (fördela material till masugnen). Järnbärare med tillsatsmaterial och koks chargeras skiktvis. Hundspel kallas transportsystemet för transport av råmaterial och koks till masugnens topp för chargering. Gasrening Den bildade Koloxid är energirik och masugnsgasen används som energi dels till masugnens egna processer (bl a för att värma blästerluften), dels till andra energikunder inom SSAB i Luleå, och dessutom till elproduktion hos Luleå Kraft AB (LUKAB) och Luleå Energi AB (LEAB). Reningsanläggningen består av cyklon, textilfilter och skrubber. I cyklonen avkiljs större partiklar och de mindre partiklarna avskiljs på textilfiltret. I skrubbern används vatten för att separera fasta partiklar från gasen. Överskott av masugnsgas lagras i blandgastanken. Masugnsgas som inte kan utnyttjas eller lagras i blandgastanken förbränns i en fackla. Cowper-apparater Blästerluften 2) värms upp i höga murade torn (cowprar eller varmapparater) med återvunnen energi från masugns- och koksgas, och blåses in i masugnen under högt tryck genom ett antal grova munstycken under masugnen där kolpulver samtidigt injiceras. Blästermunstyckena kallas formor. Omhändertagande av råjärns- och slaggflöden I tapphallen sker tappning av Slaggbildare t ex kalk tillsätts i masugnsprocessen för att samla upp kisel och andra oönskade ämnen till en slagg. Slaggen består huvudsakligen av kisel och kalk samt aska från koks och kol. Kisel är rester från malmens gråberg som omgivit malmen i gruvorna. Vid tappning rinner råjärn och slagg via en ränna där den lättare slaggen flyter upp till ytan och avskiljs till en Instrumentering och styrsystem Masugnen vid SSAB i Luleå är försedd med system för övervakning/larm, loggning och processtyrning. Data på temperaturer, flöden, tryck, analyser samlas kontinuerligt in till processtyrsystemen, bearbetas och presenteras på bildskärmar i kontrollrummen. Chargering, blästerparametrar och cowperstyrning styrs helt automatiskt och behöver normalt bara övervakas. 1) 2)
2) Blästerluft är luft som värms upp i murade torn, cowprar eller varmapparater, med återvunnen energi från masugns- och koksgas och blandas med syrgas, blåses in i masugnen med en blåsmaskin under högt tryck genom ett antal grova munstycken under masugnen där kolpulver samtidigt injiceras, blästermunstyckena kallas för formor. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument]
För att omvandla malmpellets till råjärn i masugnen måste syret i pelletsen tas bort. Det kallas för reducering. Masugnsprocessen är en smältreduktionsprocess. I järnmalmen är järnet bundet till syre som magnetit enligt kemiska formeln Fe3O4. Fe står för ferrum (järn) och O står för oxygen (syre). Siffrorna anger antalet atomer av varje ämne i magnetitmalmen. Ett reduktionsmedel måste tillsättas som kan reagera med syret under hög temperatur. Som reduktionsmedel används kol, med kemisk beteckning C, i form av Kolet reagerar med syret i den förvärmda blästerluften och bildar koloxid (CO). Den bildade koloxiden reducerar järnmalmpelletsen till järn genom att reagera med syret i pelletsen och bildar koldioxid (CO2). Råjärn Reduktionsprocessen sker inuti den keramiskt infodrade masugnen. När järnet reducerats och smält droppar det ned och samlas upp i masugnens botten, det sk stället. Masugnen tappas på råjärn i jämn takt. Tappningarna pågår under några timmar och därefter är det ett uppehåll på 40-50 minuter innan nästa tappning äger rum. Kolhalten i råjärnet är cirka 4,5%. Råjärnet transporteras till stålverket i en cigarrformad järnvägsvagn som kallas torped. Den rymmer 300 ton flytande råjärn. __________ 1) Råkulorna måste sedan sintras (sammanfogas) ihop vid hög temperatur för att få tillräcklig hållfasthet. LKAB-pellets tillverkas av magnetitmalm (Fe3O4) och har hög järnhalt, över 66%. 2) Här tillsätts också kolpulverinjektion. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument] 
Masugnsprocessen I masugnen framställs Masugnen består av ett schakt, där järnbärare (pellets), koks och tillsatser (kalksten, LD-slagg och briketter) tillförs upptill och blästerluft 2) och kolpulver blåses in i nedre delen via blästerformor. SSAB i Luleå använder järnmalmpellets 1) från LKAB, slaggbildare som LD-slagg och kalksten, koks och kolpulver, samt briketter tillverkade av diverse interna restprodukter. En del av koksen i masugnen kan ersättas med Pellets 1) och tillsatsmaterial samt koks förs in i masugnens övre del, medan blästerluft 2) och kolpulver blåses in underifrån genom grova munstycken (formor). Järnbäraren (pellets) 1) består till största delen av järnoxid. Dessutom finns en gångart som innehåller oxider av andra ämnen t ex fosfor, kisel, mangan, kalcium. Gångart är beteckning för icke-malmmineral eller gråbergsmineral som följer malmen. Järnbärare, tillsatsmaterial och koks chargeras skiktsvis i masugnen. Syret i blästerluften 2) reagerar med kol i koksen och kolpulvret och bildar en gas med hög halt koloxid (CO), som strömmar uppåt och värmer den nedåtgående besckickningen och reducerar pelletsens innehåll av järnoxider och smälter det producerade järnet. 1) 2) [chemfile(), nC=0 nr=056r, f1=/produkt/info/html/056r.htm] Principen för kemiska reaktioner I nedre delen av masugnen blåses blästerluft in och syre (O) reagerar med kol (C) i koksen och bildar koloxid (CO), som strömmar uppåt och värmer den nedåtgående besckickningen och reducerar pelletsens innehåll av järnoxider. Gasen lämnar toppen av masugnen och renas i gasreningsanläggningen. I översta delen av masugnen sker inga reaktioner, gasen värmer endast materialet. I reduktionsprocessen reduceras pelletsen genom 1) Längre ned i masugnen är temperaturen högre och där sker I nedersta delen av masugnen är temperaturen så hög att järnet smälter och tar upp kol och får en kolhalt på 3,5-4,7%, Råjärn, slagg Järnet smälter vid ca 1500oC. När järnet reducerats och har smält droppar det ned och samlas upp i masugnens botten, det sk stället. I tapphallen sker tappning av Vid tappning rinner råjärn och slagg via en ränna där den lättare slaggen flyter upp till ytan och avskiljs till en Den flytande slaggen transporteras till produktionsområdet för hyttsten. Där tippas den varma slaggen ut på bädd, luftkyls under en viss tid och kyls därefter med vatten. Om producerat råjärn inte kan överföras till stålverket, antingen pga bristande kvalitet eller på driftstörningar i stålverket, gjuts råjärnet på sandbäddar till Masugnsgas Den utgående gasen som består av kväve (N2) och en blandning av koloxid (CO) och koldioxid (CO2) tas ut i toppen av ugnen och renas i en reningsanläggning, varefter den återanvänds i cowprarna och LUKAB:s kraftvärmeverk. Reningsanläggningen består av cyklon, textilfilter och skrubber. I cyklonen avkiljs större partiklar och de mindre partiklarna avskiljs på textilfiltret. I skrubbern används vatten för att separera fasta partiklar från gasen. Överskott av masugnsgas lagras i blandgastanken. Masugnsgas som inte kan utnyttjas eller lagras i blandgastanken förbränns i en fackla. Referens = Jernkontoret Stockholm [chemfile(), file(), referens i dokument] Stoft Vid produktionsenheten råjärn finns filteranläggningar för stoftavskiljning vid tappning av råjärn och slagg samt vid hanteringen av råmaterial. För råmaterialhanteringen, som till stor del är inbyggd, sker utsugning av luft till ett flertal filteranläggningar. Slam Vattnet från skrubbern, I hyttslambassängen sedimenterar den fasta delen av slammet, medan vattnet överförs till den sista sedimenteringsbassängen i det sk Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument]
Pellets - Masugnen har en beskickning (råvaror) som består av järnmalmpellets, briketter tillverkade av diverse interna restprodukter samt slaggbildare som LD-slagg och kalksten. Beskickningen chargeras mha en roterande ränna vars rörelse är programmerad och styrs så att önskad gasfördelning i schaktet uppnås genom att skikttjockleken av koks och pellets över tvärsnittet kontrolleras. I masugnens nedersta del blåses stora mängder varm blästerluft (syrgasanrikad luft) in tillsammans med injektionskol i form av pulver. - Järnmalmpellets är oxider där järnet (Fe) är förenat med syre (O). Syre i järnoxiderna måste avlägsnas och det görs genom kemisk reduktion av pelletsen, så att rent järn (Fe) bildas. För att avlägsna syret och reducera järnmalmpelletsen används koks och kolpulver som reduktionsmedel. Ur metallurgisk synpunkt kan masugnen delas in i zoner. Indelningen är enbart schematisk och zonerna är inte distinkta. En kemisk inaktiv zon kan förekomma mellan mellersta och övre dele. Reaktioner i masugnens nedersta del då blästerluft och kolpulver blåses in Blästring är en delmetod vid framställning av järn och som innebär att varm luft (blästerluft) blåses genom smältan i en masugn vilket gör att ugnens bränslekonsumtion minskas. Syre (O) i den injicerade blästerluften oxiderar kolet (C) till en blandning av koloxid (
1) Typreaktioner i masugnens delar
2) Definitioner Avgivande av elektroner. Ett ämne eller en kemisk förening som kan åstadkomma oxidation hos ett annat ämen eller en annan kemisk förening. Upptagande av elektroner. Kemisk förändring av en substans som resulterar i att antalet elektroner i en atom eller molekyl ökar. Ett ämne eller en kemisk förening som kan åstadkomma reduktion hos ett annat ämen eller en annan kemisk förening. Reduktion av ett ämne innebär att ett annat oxideras (redoxreaktion). I järnets metallurgi får järnmalmpelletsens omvandling till järn tillsammans med kol i masugnen betraktas som den viktigaste redoxreaktionen. Referens = Jernkontoret, Stockholm [chemfile(), file(), referens i dokument] Referens = Jernkontoret, Stockholm [chemfile(), file(), referens i dokument]
Metallurgisk bakgrund Vid svavelreningen avskiljs svavel från råjärn och det görs genom att tillsätta ett ämne som reagerar med svavel, t ex kalcium eller magnesium, och bildar en lättflytande slagg. Avsvavlingsprocessen utförs genom injektion av reagens i det flytande råjärnet varpå svavelinnehållande föreningar flyter upp till ytan och bildar en slagg som kan avlägsnas. Slaggen separeras från råjärnet med en mekanisk skrapa. De vanligaste reagenserna är Den bildade slaggen är normalt fast och innehåller kalciumsulfid (CaS) eller magnesiumsulfid (MgS) beroende på typ av reagens och slaggen innehåller även stora mängder järn. Slaggen med järninnehållet tippas sedan ut och avsvalnar innan materialet krossas och magnetsepareras. De metallinnehållande resterna kan till viss del återanvändas. Efter upparbetning av slaggen återanvänds den magnetseparerade delen eller säljs externt, den omagnetiska delen skickas till deponi. Referens = Forskningsrapport Jernkontoret [chemfile(), file(), referens i dokument] Svavelreningsstationen vid SSAB Luleå Utrustningen för dosering av avsvavlingsmedel finns i anslutning till svavelreningen. Avsvavlingsreagens blåses från tryckbehållare. Som bärgas används syrgas, men även kvävgas och argongas kan användas. Hela processen är datorstyrd och mängden avsvavlingsmedel beräknas automatiskt beroende på råjärnets svavel- och kiselhalt, stålets svavelkrav och råjärnets temperatur. Slaggskrapan är mekanisk och styrs från en kontrollkur i anslutning till utrustningen. Den rörformade lansen består av keramiskt material. Största svavelkällor vid råjärnsproduktion är koks och injektionskol. Av svavel i råjärn kommer 85-95% från koks och kol. Varje råjärnsskänk betecknas med ett chargenummer, där järnet i skänken följer ett specifikt recept genom hela processen fram till stränggjutningen. - LD-blåsaren beställer råjärnet - Råjärnet tappas ur torpedo till en råjärnsskänk - Skänken transporteras till svavelreningsanläggningen och placeras i en tippstol - Operatören vid svavelreningen beräknar mha dator mängden avsvavlingsmedel, kör ut huven med lansstativet och startar injektionen av avsvavlingsmedel via lansen - Injektionen avslutas och operatören går ned och tar ut ett råjärnsprov som skickas till laboratoiet för analys - Behandlingen avslutas med att operatören utför slaggdragning och mäter temperaturen - Huven körs tillbaka och skänken transporteras med travers till LD Då den svavelrika slaggen avlägsnas från råjärnsskänken med slaggskrapan följer även en del av råjärnet med slaggen. Efter upparbetning av slaggen återanvänds den magnetseparerade delen eller säljs externt, den omagnetiska delen skickas till deponi. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument] [chemfile(), nr=7100, f1=/produkt/chemdata.dat] Avsvavlingsslagg Bildad avsvavlingsslagg separeras från råjärnsskänken för vidare hantering genom gjutning, kylning, magnetseparering, malning och siktning för att tillvarata järninnehållet medan slaggdelen transporteras till deponi. Om Referens = Jernkontoret, Stockholm [chemfile(), chemdata.dat, referens i dokument] Avsvavlingsreagens Vid SSAB i Luleå används en Soda består till största delen av natriumkarbonat (Na2CO3) och tillsätts för att göra slaggen lättflytande men fungerar även som avsvavlingsmedel. Kalkstenens (CaO) funktion är att ge tillräcklig omrörning vilket sker av gasutvecklingen då soda spjälkas till kalk och koldioxid. Gasutvecklingen ger upphov till en kraftig Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument]
Tillverkning av råstål från råjärn enligt LD-processen - - LD-konverter är en reaktor eller behållare i vilken råjärn färskas till stål genom blåsning med syrgas i smältan genom en vattenkyld lans för att sänka kolhalten och för omrörning. Värmen som därvid utvecklas nyttjas för smältning av skrot. Konvertern består av ett upprättstående kärl. Syrgaslansen förs in lodrätt ned mot badytan. Vid blåsningen sätts en stor avgashuv över öppningen. Konvertern kan vridas kring en axel för att fungera vid de olika momenten i chargeförloppet. [chemfile(), nC=0 nr=iron-t, f1=/produkt/info/html/iron-t.htm] Referens = Jernkontoret, Stockholm [chemfile(), file(), referens i dokument] [chemfile(), nC=0 nr=ld_info, f1=/produkt/info/html/ld_info.htm] LD är en förkortning för Linz-Donawitz, efter de orter där tekniken först användes i fullskaledrift, och det är en process inom kategorin BOS (Basic Oxygen Steelmaking) med syrgasblåsning via lans. Referens = Jernkontoret, Stockholm [chemfile(), file(), referens i dokument] - Syftet med - Dessutom innehåller råjärn föroreningar som t ex Metallurgisk bakgrund - Råjärnets innehåll av kol och fosfor måste sänkas för att stålet ska få bra egenskaper. Det sker med syrgas, som i LD-processen blåses mot råjärnet med högt tryck. Då syrgasen kommer i kontakt med råjärn reagerar - - - - - Även - När syrgasen reagerar med bl a kol och kisel utvecklas mycket värme vilket medför att temperaturen på stålet höjs kraftigt från ca 1350 oC till långt över 1750 oC. Värmeutvecklingen är så stor att - En del av LD-slagg - Alla de här oxiderna, förutom koloxid, bildar tillsammans med kalk (kalciumoxid - CaO) och dolomitkalk (magnesiumoxid - Mgo, kalciumoxid - CaO) slaggen. Viss svavelrening kan också fås i konvertern om råjärnet innehåller mer än 0,015% svavel (S). Faser i blåsningsförloppet - De första 4-5 minuterna oxideras nästan allt kisel. Järn och mangan oxideras och bildar slagg med kiseldioxid. Då värme bildas vid oxidationen börjar den tillsatta kalken och dolomitkalken lösas upp till slaggen. - Under de nästkommande 7-8 minuterna sker kolfärskningen. Under den fasen oxideras de mesta av kolet och kalkupplösningen avstannar. Fosfor i slaggen återreduceras till en del tills järnet börjar oxideras igen. - De sista 2-3 minuterna börjar kolet ta slut. Syreöverskottet går till oxidation av koloxid (CO) till koldioxid (CO2) och till oxidation av järn, mangan och fosfor till slaggen. Kalkupplösningen tar fart igen under slutskedet av blåsningen. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument] [chemfile(), nC=0 nr=ld-slagg, f1=/produkt/info/html/ld-slagg.htm] LD-slagg Dolomit är ett mineral bestående av kalciummagnesiumkarbonat (CaMg(CO3)2). Färskning är den reaktion då kol (C) inlöst i råjärn reagerar med syre (O) och bildar koloxid (CO). LD-sten LD-sten innehåller oreagerad kalk (CaO) vilket ger ett instabilt och svällande material. Referens = SSAB Merox [chemfile(), file(), referens i dokument] LD-konverter, processer Processen innebär att kolhalten sänks till en nivå under 2 % och råjärn omvandlas till råstål. Som ett komplement till syrgasblåsning i LD-konverter finns bottenspolning med syrgas, - - - - - Konverterbehandling
Legeringssystem När LD-konvertern har blåst färdigt tas ett prov för analys på råstålet som i konvertern är ungefär lika från charge till charge. För att tillverka stål med rätt analys krävs tillsättning av legeringsämnen. De mesta av legeringarna tillsätts under tappningen från konvertern till skänken. Men vissa svåra legeringsämnen, t ex aluminium (Al), bor (B) och niob (Nb), tillsätts i skänkmetallurgistationen. När analysen av råstålet är bestämt beräknas med hjälp av en datorbaserad legeringsmodell den mängd ferrolegeringar som ska tillsättas, så att rätt analys för stålsorten erhålls. Då skänken är fylld till hälften med råstål, vid tappningen från konvertern, tillsätts legeringarna till skänken via ett störtrör. (LD)
[chemfile(), nC=0 nr=ld_info, f1=/produkt/info/html/ld_info.htm] LD är en förkortning för Linz-Donawitz, efter de orter där tekniken först användes i fullskaledrift, och det är en process inom kategorin BOS (Basic Oxygen Steelmaking) med syrgasblåsning via lans. Referens = Jernkontoret, Stockholm [chemfile(), file(), referens i dokument] (LBE)
Referens = Jernkontoret, Stockholm [chemfile(), file(), referens i dokument]
Råjärnets innehåll av kol och fosfor måste sänkas för att stålet ska få bra egenskaper. Det sker med syrgas, som i LD-processen blåses mot råjärnet med högt tryck. Kemiska reaktioner med syre i LD-konvertern
När syrgasen reagerar med bl a kol och kisel utvecklas mycket värme vilket medför att temperaturen på stålet höjs kraftigt från ca 1350 oC till långt över 1750 oC. Värmeutvecklingen är så stor att Slagg Råstålet renas från fosfor då en del av 2P + 5FeO -> P2O5 + 5Fe Alla Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument]
Färskning I råstålsprocessen omvandlas Processer vid tillverkning av stålämnen från råjärn - - Avkolning av råjärnet i - - - Svavelrening [chemfile(), nC=0 nr=CaC2-064, f1=/produkt/info/html/CaC2-064.htm] Starka svavelbindare är kalcium (Ca) och magnesium (Mg) och därför används Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument] LD-processen LD-processen (Basic Oxygen Furnace) är en process för framställning av stål [chemfile(), nC=0 nr=ld_info, f1=/produkt/info/html/ld_info.htm] LD är en förkortning för Linz-Donawitz, efter de orter där tekniken först användes i fullskaledrift, och det är en process inom kategorin BOS (Basic Oxygen Steelmaking) med syrgasblåsning via lans. Referens = Jernkontoret, Stockholm [chemfile(), file(), referens i dokument] Referens = Jernkontoret, Stockholm [chemfile(), file(), referens i dokument] Skänkmetallurgi I skänkmetallurgin förädlas råstålet ytterligare för att uppfylla kraven i slutprodukten. Antingen behandlas råstålet från LD-konvertern i CAS-OB eller i RH, beroende vilken stålsort som ska tillverkas. CAS-OB I [chemfile(), nC=0 nr=cas-ob_i, f1=/produkt/info/html/cas-ob_i.htm] RH-anläggning I [chemfile(), nC=0 nr=rh-v, f1=/produkt/info/html/rh-v.htm] RH-processen är uppkallad efter de två företag, Ruhrstahl och Heraeus, som utvecklade den. Referens = Jernkontoret, Stockholm [chemfile(), file(), referens i dokument] Stränggjutning I stränggjutningen gjuts flytande stål via gjutlåda och kokill. Kokillen och stålet kyls med vatten. När det flytande stålet i skänken är färdigbehandlat i skänkmetallurgin gjuts stålet med strängjutningstekniken. Avsikten med gjutning är att överföra stålet från flytande form till fast form. Stränggjutningstekniken är en kontinuerlig process där det flytande stålet gjuts till färdiga ämnen. Stålämnena kapas i rätta längder och vidarebehandlas till stålprodukter i form av tunnplåt. Referens = Jernkontoret, Stockholm [chemfile(), file(), referens i dokument]
Processer i stålverket - - Avkolning av råjärn till råstål i - Skänkmetallurgi - Vakuumbehandling - Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument] (LD) (ULC)
[chemfile(), nC=0 nr=ld_info, f1=/produkt/info/html/ld_info.htm] LD är en förkortning för Linz-Donawitz, efter de orter där tekniken först användes i fullskaledrift, och det är en process inom kategorin BOS (Basic Oxygen Steelmaking) med syrgasblåsning via lans. Referens = Jernkontoret, Stockholm [chemfile(), file(), referens i dokument] (ULC) ULC = Ultra low carbon (stål med mycket låg kolhalt)
Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument] [chemfile(), nr=7100, f1=/produkt/chemdata.dat] Avsvavlingsslagg Bildad avsvavlingsslagg separeras från råjärnsskänken för vidare hantering genom gjutning, kylning, magnetseparering, malning och siktning för att tillvarata järninnehållet medan slaggdelen transporteras till deponi. Om Referens = Jernkontoret, Stockholm [chemfile(), chemdata.dat, referens i dokument]
Syftet med __________ 1)
[chemfile(), nC=0 nr=ld_info, f1=/produkt/info/html/ld_info.htm] LD är en förkortning för Linz-Donawitz, efter de orter där tekniken först användes i fullskaledrift, och det är en process inom kategorin BOS (Basic Oxygen Steelmaking) med syrgasblåsning via lans. Referens = Jernkontoret, Stockholm [chemfile(), file(), referens i dokument] Dessutom innehåller råjärn föroreningar som t ex Råjärnets innehåll av kol och fosfor måste sänkas för att stålet ska få bra egenskaper. Det sker med syrgas, som i LD-processen blåses mot råjärnet med högt tryck. Då syrgasen kommer i kontakt med råjärn reagerar syre med kol till koloxid (CO), järn till järnoxid (FeO), kisel till kiseldioxid (SiO2 och mangan till manganoxid (MnO). Även Vanadin (V) och titan (Ti) reagerar med syre på samma sätt till oxider. När syrgasen reagerar med bl a kol och kisel utvecklas mycket värme vilket medför att temperaturen på stålet höjs kraftigt från ca 1350 oC till långt över 1750 oC. Värmeutvecklingen är så stor att [chemfile(), nC=0 nr=ld-slagg, f1=/produkt/info/html/ld-slagg.htm] LD-slagg Dolomit är ett mineral bestående av kalciummagnesiumkarbonat (CaMg(CO3)2). Färskning är den reaktion då kol (C) inlöst i råjärn reagerar med syre (O) och bildar koloxid (CO). LD-sten LD-sten innehåller oreagerad kalk (CaO) vilket ger ett instabilt och svällande material. Referens = SSAB Merox [chemfile(), file(), referens i dokument] Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument] Processer - - - - - __________ 2)
Legeringssystem När LD-konvertern har blåst färdigt tas en analys på råstålet som i konvertern är ungefär lika från charge till charge. För att tillverka stål med rätt analys krävs tillsättning av legeringsämnen. De mesta av legeringarna tillsätts under tappningen från konvertern till skänken. Men vissa svåra legeringsämnen, t ex aluminium (Al), bor (B) och niob (Nb), tillsätts i skänkmetallurgistationen. När analysen av råstålet är bestämt beräknas med hjälp av en datorbaserad legeringsmodell den mängd ferrolegeringar som ska tillsättas, så att rätt analys för stålsorten erhålls. Då skänken är fylld till hälften med råstål, vid tappningen från konvertern, tillsätts legeringarna till skänken via ett störtrör. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument]
[chemfile(), nC=0 nr=alloy064, f1=/produkt/info/html/alloy064.htm] En legering är en blandning av metalliska grundämnen som är metallurgiskt bundna till varandra i önskade haltförhållanden. Tillsatser av legeringsmetaller, såsom krom och nickel i stål, innebär bl a förbättrat korrosionsskydd. I råstålsprocessen tillsätts legeringsämnen, t ex krom, nickel, molybden och vanadin. På så sätt skapas förutsättningar för att ge stålet önskade egenskaper, t ex korrosionsbeständighet, hårdhet, slitstyrka och seghet. Tillsatserna är större i höglegerat stål, t ex rostfritt stål. Ett vanligt rostfritt stål, sk 18/8, innehåller 18% krom och 8% nickel. Så långt det är möjligt används skrot som innehåller de önskade legeringsämnena men för att materialet ska få rätt analys så tillsätts även legeringsämnen i form av ferrolegeringar. Att hitta optimal legering för varje kvalificerat användningsområde är en vetenskap som hela tiden befinner sig i utveckling genom forskning. Med legerat stål avses stål med fastställda minimigränser för olika legeringsämnen. Exempel på legeringsämnen är mangan (Mn), kisel (Si), krom (Cr), nickel (Ni), vanadin (V) och molybden (Mo). Med olegerat stål avses stål med lägre halter av legeringsämnen än vad som krävs för legerat stål. Fosfor (P) är i normala fall en inte önskvärd inblandning i järn och stål, då detta ämne i halter över det normala medför sprödhet (kallbräcka). Fosforhalten hålls därför i regel nere så långt som möjligt, dvs under ca 0,06%. För speciella ändamål tillverkas stål i ett fåtal fall med högst 0,5% fosfor. Svavel (S) utgör normalt en skadlig beståndsdel i järn och stål då det förorsakar sprödhet vid högre temperatur (rödbräcka). Svavelhalten försöker man i regel hålla under ca 0,06%, och endast i specialfall tillverkas stål med upp till några tiondels procent svavel. Kolstål Stål som förutom kol innehåller endast normala halter av kisel, mangan, fosfor och svavel kallas för kolstål. Legerade stål eller specialstål Då stål har extra tillsatser av av kisel, mangan, fosfor och svavel eller vissa andra legeringsämnen benämns de legerade stål eller specialstål. Övriga ämnen, vilka stål ofta legeras med för att få vissa önskvärda egenskaper, är bl a krom, nickel, volfram, vanadin, molybden och kobolt. Allteftersom stålet legerats med ett eller flera av de här ämnen kallas det manganstål, kromnickelstål, kromvolframvanadinstål osv. Referens = Guide för legeringsmetaller och spårelement i stål, Jernkontoret [chemfile(), file(), referens i dokument] [cfile() nchem=2 f1=/produkt/info/html/Si-064.htm] Kisel Kisel (Si) ingår inte i någon kemisk förening med järnet utan finns löst i detta. Legeringsämnet verkar höjande på hållfastheten och höjer stålets härdningstemperatur. Referens = Guide för legeringsmetaller och spårelement i stål, Jernkontoret [cfile()] [cfile() nchem=2 f1=/produkt/info/html/Mn-064.htm] Mangan Mangan (Mn) bildar inte någon kemisk förening med järn (Fe) utan förekommer endast upplöst i detta. Det medför en höjning av hållfastheten och i viss mån även segheten. Mangan sänker stålets härdningstemperatur. Referens = Guide för legeringsmetaller och spårelement i stål, Jernkontoret [cfile()] [cfile() nchem=2 f1=/produkt/info/html/Cr-064.htm] Krom Krom (Cr) ingår dels i lösning i järnet och dels förenar det sig med kol till kromkarbid. Krom ökar såväl hårdhet och hållfasthet som seghet och verkar också höjande på stålets härdningstemperatur. Den mest betydelsefulla användningen av krom inom stålindustrin är som legeringstillsats i rostfria stål och i olika typer av högtemperaturlegeringar. Vid kromhalter överstigande 12 % bildas ett passiverande ytskikt som ger rostskydd. De rostfria stålen innehåller mellan 12-30% krom. Referens = Guide för legeringsmetaller och spårelement i stål, Jernkontoret [cfile()] [cfile() nchem=2 f1=/produkt/info/html/Ti-064.htm] Titan Titan används ofta som mikrolegeringstillsats i halter från 0,01 till 0,10% i varmvalsade, höghållfasta konstruktionsstål, HSLA-stål, och i kallvalsade och glödgade bandstål. Användningen av titan som legeringsämne ger mycket bra korrosionsbeständighet. Referens = Guide för legeringsmetaller och spårelement i stål, Jernkontoret [cfile()] [cfile() nchem=2 f1=/produkt/info/html/Bo-064.htm] Bor Många höglegerade material, t ex rostfria stål, får försämrad varmbearbetbarhet vid högac temperaturer på grund av sprickbildning i korngränserna. Det har visat sig att mikrolegering med bor i halter på 15-30 ppm påtagligt begränsar sådan sprickbildning. Därför görs bortillsatser till rostfria stål tämligen regelmässigt, för att förbättra varmbearbetbarheten. Av samma skäl görs bortillsatser t ll varmhållfasta stål för att öka deras duktilitet under krypförhållanden. Bor höjer härdbarheten kraftigt hos låglegerade stål och det krävs endast små tillsatser, ca 20 ppm, för att uppnå denna effekt. [cfile() nchem=2 f1=/produkt/info/html/Ni-064.htm] Nickel Nickel (Ni) går helt i lösning med järnet. Det ökar hållfastheten utan att segheten minskar i motsvarande grad. Nickel sänker härdningstemperaturen hos stål. Legeringsämnet intensifierar verkan av vissa andra legeringsämnen, särskilt krom, som gör stålet särskilt lämpat för konstruktionsändamål och till vissa verktyg. Inom stålområdet är den största och viktigaste användningen av nickel som legeringsämne i de rostfria stålen. De dominerande användningarna av Ni är - Rostfria stål och andra legerade stål - Ni-legeringar och övriga icke-järn-legeringar - Förnickling [cfile() nchem=2 f1=/produkt/info/html/W-064.htm] Volfram Volfram (W) ingår dels i lösning i järnet och dels bildar det tillsammans med kol volframkarbid (W2C). Det medför en ökning av stålets hårdhet, hållfasthet och i viss mån dess seghet. Volfram höjer härdningstemperaturen. [cfile() nchem=2 f1=/produkt/info/html/V-064.htm] Vanadin Vanadin (V) går dels i lösning i järnet och dels bildar det med kolet vanadinkarbid (V2C). Vanadin tillsätts oftast endast i mindre mängder, någon eller några tiondels procent, för att ge stålet förbättrad kvalitet. Vanadin höjer härdningstemperaturen. Vanadin som legering används framför allt i snabbstål och i verktygsstål för kallformning, men i vissa fall också i hårdmetall och gjutjärn. Andra tillämpningar är i låglegerade varmhållfasta stål, medium-kolhaltiga smidesstål och härdade stål för handverktyg. [cfile() nchem=2 f1=/produkt/info/html/Mo-064.htm] Molybden Molybden (Mo) bildar med kolet karbid, molybdenkarbid, och går även delvis i lösning i järnet. Det inverkar på stålet ungefär på samma sätt som volfram men är kraftigare. Molybden verkar höjande på genomhärdningsegenskaperna hos exempelvis kromnickelstål. I härdbarhetshöjande syfte används molybden (Mo) tämligen vanligt i seg- och sätthärdningsstål. I verktygsstål används Mo för att ge högre hårdhet. [cfile() nchem=2 f1=/produkt/info/html/kobolt.htm] Kobolt Kobolt (Co) går liksom nickel helt i lösning i järnet och har i flera avseenden samma verkan som nickel. Kobolt höjer härdningstemperaturen. Legeringsämnet förekommer i olika legeringar för att ge ökad brottstyrka, motstånd för syreangrepp eller av dess magnetiska egenskaper. [cfile() nchem=2 f1=/produkt/info/html/Al-064.htm] Aluminium Vid ståltillverkning används aluminium, dels som desoxidationsmedel och dels som legeringsämne. Den största användningen av aluminium är som desoxidationsmedel. Desoxidation av stål vid råsstålstillverkning innebär att halten av syre löst i smält stål reduceras till en önskad nivå. Aluminium används också som mikrolegeringselement i konstruktionsstål vid halter som något överstiger det som krävs för fullständig desoxidation. Det ger stålet finkorneffekter. Den andra viktiga användningen av aluminium som legeringsämne är i stål för högtemperaturtillämpningar, eftersom aluminium-legering ger en betydande ökning av oxidationsmotståndet. Rostfria högtemperaturstål är därför ofta legerade med aluminium. En annan användning av Aluminium inom stålteknologin är för korrosionsskyddande ytbeläggningar. Referens = Guide för legeringsmetaller och spårelement i stål, Jernkontoret [cfile()] [chemfile(), nC=0 nr=ssab-cas, f1=/produkt/info/html/ssab-cas.htm]
I skänkmetallurgin förädlas råstålet ytterligare för att uppfylla kraven i slutprodukten och för att träffa rätt analysinneslutningshalt och temperatur samt leverera stålet i rätt tid till stränggjutningen. I Arbetsgång - Utjämning (homogenisering) av temperatur och analys - Temperaturjustering genom gasspolning och skrottillsats - Aluminiumtillsats för syrekontroll - Analysjustering - Inneslutningsmodifiering med kiselkalciumtillsats (SiCa) Temperaturkontroll Temperaturjusteringar utförs med gasspolning i skänk genom spolstenar i skänkens botten. Gasspolning genom lans utförs i vissa fall. Kylskrottillsats måste ibland utföras vid hög övertemperatur eller vid tidsbrist för att hålla ihop en sekvens. Sänkning av syrehalten i stålet De oxider som bildas vid desoxidation 2) måste avlägsnas från smältan. Genom omrörning flyter oxiderna lättare till ytan. Legeringar Det färdiga stålets egenskaper styrs genom små tillsatser av legeringsämnen till råstålet. Legeringstillsättningarna kan indelas i två steg - Grovlegering, dvs tillsats för att nå rätt analysområde - Justeringslegering, dvs slutgiltig justering till det rätta analysintervallet för stålsorten Grovlegering utförs genom tillsats av styckeformiga legeringar. Justeringslegering eller trimlegering utförs via tillsats av legering som är i form av en tråd. I båda fallen är det viktigt med omrörörning av stålet. Inneslutningsmodifiering Tillsats av kiselkalcium (SiCa) utförs för modifiering av inneslutningar. Kalcium reagerar med mangansulfider och aluminiumoxider och bildar inneslutningar som är runda. Inneslutningsmodifiering förbättrar gjutbarheten och den valsade plåtens egenskaper. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument] _________ 1) 2)
2) Desoxidation är avlägsnande av syre ur smält metall
Referens = Jernkontoret, Stockholm [chemfile(), file(), referens i dokument] [chemfile(), nC=0 nr=ssab-rh, f1=/produkt/info/html/ssab-rh.htm] [chemfile(), nC=0 nr=1214-t, f1=/produkt/info/html/1214-t.htm] (RH)
RH-processen är uppkallad efter de två företag, Ruhrstahl och Heraeus, som utvecklade den. Referens = Jernkontoret, Stockholm [chemfile(), file(), referens i dokument] Tillsatsen av legeringar kan ske automatiskt eller manuellt. Det finns en legeringssluss för tillsats av legeringar under vakuum. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument] I RH-anläggningen cirkulerar stålet under vakuumbehandlingen. Behandlingstiderna varierar beroende på stålsort och ståltemperatur. Efter behandlingen kan kolhalter <=20 ppm kol erhållas och vätehalter <=2 ppm väte. Vid vakuumbehandling av stål, i RH-anläggningen, kan följande fördelar nås - Avkolning till kolhalter under 0,003% kol (C) - Väterening till vätehalter under 2 ppm - Kväverening - Avskiljning av desoxidationsprodukter 1) i stål med höga krav på slaggrenhet - Hög träffsäkerhet vid justering av analys 1)
Desoxidation av stål är en teknik vid ståltillverkning, i vilken koncentrationen (aktiviteten) av syre löst i smält stål reduceras till en önskad nivå. Syre löst i en metallsmälta är ofta mycket skadligt i stål och brukar då avlägsnas (desoxidation) genom tillsats av ett element som bildar en stabil oxid, vilken samlas som slagg på smältans yta. Kisel (Si), aluminium (Al), natrium (Na), magnesium (Mg), kalcium (Ca), mangan (Mn) kan användas ofta som desoxiderare. En stålsmälta desoxideras framför allt med mangan (Mn) och kisel (Si) i vissa fall även med aluminium (Al). Referens = Jernkontoret Stockholm [chemfile(), file(), referens i dokument] Vid Från LD transporteras råstålet till RH-anläggningen, som är en station för vakuumbehandling av stål. Det låga trycket gör att kemiska reaktioner går fortare än vid atmosfärstryck. I RH processen utnyttjas undertryck för att påskynda reaktioner som är tryckberoende, som t ex bildandet av koloxid (CO). Omrörning av stålet sker genom spolning av argongas och legeringar tillsätts genom en legeringsficka i en syrefri miljö, vilket ökar legeringsutbytet. I RH processen tillverkas i huvudsak stålkvalitéer med ultralåg halt kol. Stålet kan också vakuumrenas från väte och kväve. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument]
Skänkmetallurgi, CAS-OB (cas-ob) (cas-ob)
I Referens = Jernkontoret, Stockholm [chemfile(), file(), referens i dokument] Här sker den sista kemiska- och termodynamiska finjusteringen på stålet för att uppnå de analys- och temperaturkrav som gäller för den stålsort som ska produceras. Vid SSAB i Luleå är CAS-OB en skänkmetallurgianläggning med trådmatning och bulkmatning av legeringar. Här behandlas stålet till rätt temperatur och kemisk analys för leverans till stränggjutningen. Utrustning - Ferromangan (FeMn), - Ferrokisel (FeSi), - Kiselkarbid (SiC), - Ferroniob (FeNb), - Ferrovanadin (FeV), - Ferromolybden (FeMo), - Ferrotitan (FeTi) , - kol - Aluminium (Al), - Ferrobor (FeB), - Kalciumkisel (CaSi) - Instrument för mätning av temperatur och syreaktivitet - Utrustning för provtagning av stål - Processtyrningsutrustning - System för tillsättning av kylskrot - System för gasspolning via spolsten alternativt spollans - Tråd hasplas på i stora haspeltrummor och tillförseln av tråd ner i smältan kan ske med ett vanligt trådmatarverk Process - Skänken placeras i position - Argonspolning startas för att lösa upp hård slagg och för att homogenisera stålet i skänken - Nedsänkning av skyddsklockan - Temperaturmätning och första provet tas för kemisk analys - Eventuell justering av temperatur - Tillsats av legeringar enligt tillverkningsföreskrifter, t ex niob (Nb), mangan (Mn), titan (Ti), bor (B), aluminium (Al), och argonspolning. - Ny temperaturmätning och prov för kemisk analys - Då stålet i skänken har rätt temperatur och kemisk analys skickas den vidare till stränggjutning Processoperatören styr så att chargen (skänken) har rätt mängd legeringsämnen och temperatur för gjutning i stränggjutningen. Under större delen av processen spolas argon i botten av skänken för omrörning så att blandningen blir homogen samt för att transportera oönskade inneslutningar till slaggen. Vid SSAB i Luleå har varje stålsort ett unikt recept som måste följas exakt. Operatörerna använder datorer och laboratoriesvar från analysprover för att kontrollera att stålet innehåller rätt mängd av rätt ingredienser och har rätt temperatur. Legeringar I CAS-OB justeras stålet till rätt temperatur och kvalitet genom tillsatser av legeringsämnen och genom homogenisering. För att homogenisera stålet blåses argon in genom en spolsten i botten på skänken. Stålet kan värmas med syrgas och tillsats av aluminium eller kylas med stålskrot. Temperaturen justeras i skänken genom att samtidigt tillsätta aluminium och syrgas som ger en exoterm reaktion där aluminiumoxid (Al2O3) bildas. I den exoterma reaktionen när aluminium oxideras avges nödvändig energi direkt in i stålet. En exoterm reaktion är en kemisk reaktion där energi (oftast värme) avges. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument]
[chemfile(), nC=0 nr=1214-t, f1=/produkt/info/html/1214-t.htm] (RH)
RH-processen är uppkallad efter de två företag, Ruhrstahl och Heraeus, som utvecklade den. Referens = Jernkontoret, Stockholm [chemfile(), file(), referens i dokument] Tillsatsen av legeringar kan ske automatiskt eller manuellt. Det finns en legeringssluss för tillsats av legeringar under vakuum. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument] I RH-anläggningen cirkulerar stålet under vakuumbehandlingen. Behandlingstiderna varierar beroende på stålsort och ståltemperatur. Efter behandlingen kan kolhalter <=20 ppm kol erhållas och vätehalter <=2 ppm väte. Vid vakuumbehandling av stål, i RH-anläggningen, kan följande fördelar nås - Avkolning till kolhalter under 0,003% kol (C) - Väterening till vätehalter under 2 ppm - Kväverening - Avskiljning av desoxidationsprodukter 1) i stål med höga krav på slaggrenhet - Hög träffsäkerhet vid justering av analys 1)
Desoxidation av stål är en teknik vid ståltillverkning, i vilken koncentrationen (aktiviteten) av syre löst i smält stål reduceras till en önskad nivå. Syre löst i en metallsmälta är ofta mycket skadligt i stål och brukar då avlägsnas (desoxidation) genom tillsats av ett element som bildar en stabil oxid, vilken samlas som slagg på smältans yta. Kisel (Si), aluminium (Al), natrium (Na), magnesium (Mg), kalcium (Ca), mangan (Mn) kan användas ofta som desoxiderare. En stålsmälta desoxideras framför allt med mangan (Mn) och kisel (Si) i vissa fall även med aluminium (Al). Referens = Jernkontoret Stockholm [chemfile(), file(), referens i dokument] Vid Från LD transporteras råstålet till RH-anläggningen, som är en station för vakuumbehandling av stål. Det låga trycket gör att kemiska reaktioner går fortare än vid atmosfärstryck. I RH processen utnyttjas undertryck för att påskynda reaktioner som är tryckberoende, som t ex bildandet av koloxid (CO). Omrörning av stålet sker genom spolning av argongas och legeringar tillsätts genom en legeringsficka i en syrefri miljö, vilket ökar legeringsutbytet. I RH processen tillverkas i huvudsak stålkvalitéer med ultralåg halt kol. Stålet kan också vakuumrenas från väte och kväve. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument]
- När det flytande stålet i skänken är färdigbehandlat gjuts stålet med strängjutningstekniken. Avsikten med gjutning är att överföra stålet från flytande form till fast form. Stränggjutning är en kontinuerlig process där det flytande stålet gjuts i form av färdiga ämnen. - [chemfile(), nC=0 nr=cast-1, f1=/produkt/info/html/cast-1.htm] - Med stränggjutningstekniken gjuts stålet i en vertikal kopparkokill som är vattenkyld. Från skänken rinner stålet ned i en - Efter att strängen stelnat helt kapas den i lämpliga längder till - När en skänk gjutits färdigt kan en ny skänk växlas in med hjälp av ett Gjutlåda [chemfile(), nC=0 nr=cast_b, f1=/produkt/info/html/cast_b.htm] En
En viktig funktion för gjutlådan, förutom att fånga upp slagger, är att reglera trycket vilket underlättar nivåhållningen i kokillen. Viktigt är att täckmedel har sådana egenskaper att uppflytande slagg fastnar och löser in sig i täckmedlet på ytan. För att erhålla en god avskiljning av slaggpartiklar eftersträvas att ge smältan längsta möjliga uppehållstid i gjutlådan. Avskiljningen i gjutlådan kan även förbättras genom att styra strömningen med hjälp av Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument] Skyddsrör - Det är viktigt att stålet inte kommer i kontakt med luftens syre på vägen mellan skänken och kokillen. Om stålet kommer i kontakt med syre kan det ske reoxidation och det medför att stålets renhet försämras. För att undvika det används Stoppare - Stålflödet från gjutlådan till kokillen kan regleras med Kokill [chemfile(), nC=0 nr=kokill, f1=/produkt/info/html/kokill.htm] En
Gjutpulvret som tillsätts i kokillen smälter där till lättflytande slagg, som rinner in mellan strängskalet och kokillväggen och omsluter på så sätt strängen i kokillen, och fungerar som smörjmedel och bildar ett skikt runt ämnet och förhindrar det därför att fastna på kopparplattorna. Överytan av gjutpulvret är inte smält medan ytan mot stålet och kokillen är smält. Viktigt är att gjutpulver har sådana egenskaper att uppflytande slagg fastnar och löser in sig i gjutpulvret på ytan. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument] Gjutrör - - Gjutrörets utformining och dess doppdjup inverkar på strömningsbilden i kokillen, stora nivåförändringar resulterar i gropar och slagger i strängens ytskikt. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument]
Adjustaget Adjustaget består av två enheter, en svalningshall och en behandlingshall. Här lastas stålämnena på järvägsvagnar för transport till Borlänge. Svalningshallen När ämnena är gjutna transporteras de på rullbana till en svalningshall. På rullbanorna finns speciella skrapor som automatiskt avlägsnar skärslaggen som bildats vid kapningen av ämnena vid stränggjutningsmaskinerna. Traverser med hydrauliska tänger används för att lyftade varma ämnena från rullbanorna för svalning i hallen. Svalningsprocessen tar mellan 8 tim och 72 tim. Behandlingshallen Då ämnena svalnat tillräckligt tas de in i behandlingshallen via överföringsbäddar. Direkt innanför väggen finns en syningsstation. Där synas varje ämne med avseende på ytor, form, längd, dimension, märkning etc. En viss kompletterande färgmärkning utförs även här. Ämnen behäftade med ytfel kan ofta behandlas till prima med en speciell fläckhyvlingsmaskin. Där hyvlas felaktigheter bort med hjälp av syrgas. Felen kan vara sprickor, ytliga slagger, mekaniska ytfel, gjutpulverrester och liknande. I behandlingshallen finns även två datorstyrda skärmaskiner, där ämnen delas på längden och kantskärs. Med de här maskinerna kan även provbitar, för kontroll av ämnenas inre kvalitet, skäras ut. Transport Efter syning i behandlingshallen lastas de ämnen som inte är behäftade med syningsfel på järnvägsvagn. Som lyftdon används traverser med elektromagneter. Referens = SSAB Luleå [chemfile(), file(), referens i dokument] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
