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

Lisää tapahtuma kalenteriin

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.
Viimeksi päivitetty: 27.10.2016