Coke properties in simulated blast furnace conditions. Investigation on hot strength, chemical reactivity and reaction mechanism
Väitöstilaisuuden tiedot
Väitöstilaisuuden päivämäärä ja aika
Väitöstilaisuuden paikka
Linnanmaa, Wetteri-sali (IT115)
Väitöksen aihe
Coke properties in simulated blast furnace conditions. Investigation on hot strength, chemical reactivity and reaction mechanism
Väittelijä
Diplomi-insinööri Juho Haapakangas
Tiedekunta ja yksikkö
Oulun yliopiston tutkijakoulu, Teknillinen tiedekunta, Prosessimetallurgia
Oppiaine
Prosessimetallurgia
Vastaväittäjä
Professori Bo Björkman, Luulajan teknillinen yliopisto, Ruotsi
Kustos
Professori Timo Fabritius, Oulun yliopisto
Metallurgisen koksin ominaisuudet masuunin olosuhteissa
Väitöstyössä tutkittiin metallurgisen koksin tärkeimpiä ominaisuuksia masuuniprosessia simuloivissa olosuhteissa.
Valtaosa maailman terästuotannosta tuotetaan yhä masuuni-konvertteri yhdistelmällä. Metallurginen koksi on masuuniperäisen raakaraudantuotannon tärkein polttoaine. Koksin laatuominaisuudet vaikuttavat voimakkaasti masuunin toimintaan ja tehokkuuteen. Koksin tärkeimpiä ominaisuuksia masuunissa ovat mekaaninen lujuus ja kemiallinen reaktiivisuus.
Työssä tutkittiin koksin kuumalujuutta ja muodonmuutoskäyttäytymistä masuunin alaosia simuloivissa korkeissa lämpötiloissa. Kuumalujuuden mittaamiseen kehitettiin ensimmäistä kertaa tilastollisesti merkitsevä metodi hyödyntämällä Gleeble 3800 termomekaanista simulaattoria. Koksin lujuuden havaittiin alenevan merkittävästi korkeissa lämpötiloissa ja muodonmuutoksen havaittiin olevan osittain plastista. Lisäksi eri koksilaatujen kuumakäyttäytymisessä havaittiin yksilöllisiä piirteitä.
Koksin kemiallista reaktiivisuutta mitataan maailmalla yleisesti nk. CRI-testillä (Coke Reactivity Index). Tämä testi suoritetaan 100 % hiilidioksidikaasussa, joka eroaa voimakkaasti masuunissa vallitsevasta kaasuatmosfääristä. Väitöstyössä kehitettiin uusi metodi reaktiivisuuden määritykseen, joka sisälsi kaikki tärkeimmät masuunin kaasukomponentit. Vesihöyryllä havaittiin olevan voimakkaasti reaktiivisuutta kasvattava vaikutus. Lisäksi havaittiin, että reaktiivisuus CRI-testin olosuhteissa ja simuloidussa masuunikaasussa ei korreloi täysin keskenään. Näin ollen yleisesti käytetty CRI-testi ei kykene tarkasti ennustamaan koksin reaktiivisuutta masuunin olosuhteissa.
Valtaosa maailman terästuotannosta tuotetaan yhä masuuni-konvertteri yhdistelmällä. Metallurginen koksi on masuuniperäisen raakaraudantuotannon tärkein polttoaine. Koksin laatuominaisuudet vaikuttavat voimakkaasti masuunin toimintaan ja tehokkuuteen. Koksin tärkeimpiä ominaisuuksia masuunissa ovat mekaaninen lujuus ja kemiallinen reaktiivisuus.
Työssä tutkittiin koksin kuumalujuutta ja muodonmuutoskäyttäytymistä masuunin alaosia simuloivissa korkeissa lämpötiloissa. Kuumalujuuden mittaamiseen kehitettiin ensimmäistä kertaa tilastollisesti merkitsevä metodi hyödyntämällä Gleeble 3800 termomekaanista simulaattoria. Koksin lujuuden havaittiin alenevan merkittävästi korkeissa lämpötiloissa ja muodonmuutoksen havaittiin olevan osittain plastista. Lisäksi eri koksilaatujen kuumakäyttäytymisessä havaittiin yksilöllisiä piirteitä.
Koksin kemiallista reaktiivisuutta mitataan maailmalla yleisesti nk. CRI-testillä (Coke Reactivity Index). Tämä testi suoritetaan 100 % hiilidioksidikaasussa, joka eroaa voimakkaasti masuunissa vallitsevasta kaasuatmosfääristä. Väitöstyössä kehitettiin uusi metodi reaktiivisuuden määritykseen, joka sisälsi kaikki tärkeimmät masuunin kaasukomponentit. Vesihöyryllä havaittiin olevan voimakkaasti reaktiivisuutta kasvattava vaikutus. Lisäksi havaittiin, että reaktiivisuus CRI-testin olosuhteissa ja simuloidussa masuunikaasussa ei korreloi täysin keskenään. Näin ollen yleisesti käytetty CRI-testi ei kykene tarkasti ennustamaan koksin reaktiivisuutta masuunin olosuhteissa.
Viimeksi päivitetty: 23.1.2024