Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Nitrogen Removal in a Vacuum Tank Degasser: An Investigation on the Nitrogen Removal Performance
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Materials Science and Engineering.
2019 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 300 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

The impending change of processes at SSAB Oxelösund due to the HYBRIT project, where the blast furnace and LD converter are to be replaced with an EAF will have a significant impact on the manufacturing of steel in Oxelösund. One issue that will arise is the nitrogen content in the steel. Sources claim that the nitrogen content in steel from an EAF route is substantially larger, 60-70 ppm, than in steel from a blast furnace and LD converter route, which have a nitrogen content of around 25 ppm. Therefore, the nitrogen removal capabilities of SSAB Oxelösund’s vacuum tank degasser were to be examined. Industrial trials were performed where the amount of slag during vacuum treatment was lowered. The intention was that half the amount of slag removed prior to vacuum treatment and later completely slag free. This was performed in an attempt to increase the effective reaction area, where nitrogen removal occurs. Due to some practical problems with the steel mill, the industrial trial were unfortunately cut short. Consequently, only trials with half the amount of slag were performed and compared to existing process data for standard praxis. Also, nitrogen removal calculations based on the industrial data were performed. A parameter representing the overall reaction rate, which is dependent on effective reaction area was obtained, validated and subsequently applied to a future case scenario. The results indicate that the reduction in slag amount does have the desired effect, increasing the said area and increasing the rate of nitrogen removal. However, the sample size is not nearly sufficient enough to determine this definitively. The conclusions reached were that the facility does have the possibility to decrease the increased nitrogen content down to reasonable levels, around 20-30 ppm. Albeit, an increase in vacuum treatment time is probably required. Another conclusion was that surface active elements, such as oxygen and sulphur greatly reduce the nitrogen removal. Therefore, efforts should be taken to remove these elements prior to vacuum treatment. In addition, it was established that the effective reaction area is of great importance for a successful nitrogen removal. Therefore, actions to maximise this area should be taken. Finally, it was stated that further research is necessary in order to fully understand nitrogen contamination prevention- and removal techniques

Abstract [sv]

Förändringar till följd av HYBRIT projektet kommer påverka SSAB Oxelösunds stålverk. Masugn och LD konverter skall ersättas med ljusbågsugns teknologi. Ett problem till följd av detta är kvävehalter i stålet. Enligt litteraturen är kvävehalterna betydligt högre i stål tappat från en ljusbågsugn. Med kvävehalter runt 60-70 ppm jämfört med stål tappat från en LD konverter som har kvävehalter kring 25 ppm. Därför krävdes en undersökning kring kvävereningpotentialen för SSAB Oxelösunds vakuum tank avgasare. Industriella experiment med minskad slaggmängd jämfört med standard praxis blev utförda. Detta utfördes med tanken att minskad slaggmängd skulle ge en större effektiv reaktionsarea. Intentionen var att utföra försök först med halverad slaggmängd följt av slaggfria försök. Dock, på grund av produktions praktiska problem vid verket blev försöken avbrutna. Som en följd av detta blev bara försök med halverad slaggmängd utförda och jämförda med processdata från standard praxis. Kvävereningsberäkningar på historisk processdata utfördes. En parameter som representerade genomsnittlig reaktionshastighet, vilken beror på den effektiva reaktionsarea blev erhållen, validerad och senare applicerad på ett hypotetiskt framtida scenario. Resultaten indikerar att minskad slaggmängd har en positiv inverkan på den effektiva reaktions arean och till följd av detta även en positiv inverkan på kväverening. Dock är för få försök utförda för att kunna fastställa detta. De slutsatser som dras är att vakuum anläggningen vid SSAB Oxelösund har möjligheten att, med förlängd vakuumbehandlingstid, rena de ökade kvävehalter till nivåer runt 20-30 ppm. Ytterligare slutsatser var att ytaktiva element, såsom syre och svavel, i stålet har en stor negativ påverkan för kväverening. Samt att den effektiva reaktionsarean är av stor betydelse för kväverening. Därför bör ansträngningar tas för att minska koncentrationen av ytaktiva element samt att försöka göra den effektiva reaktionsarean så stor som möjligt. Slutligen fastställdes det att ytterligare studier är nödvändiga för att öka kunskapen kring förebyggande tekniker och reningstekniker för kväveföroreningar i stål.

Place, publisher, year, edition, pages
2019. , p. 31
Series
TRITA-ITM-EX ; 2019:547
Keywords [en]
Nitrogen Removal, VTD
National Category
Metallurgy and Metallic Materials
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-256066OAI: oai:DiVA.org:kth-256066DiVA, id: diva2:1343718
External cooperation
SSAB Special Steels
Subject / course
Materials Design and Engineering
Educational program
Master of Science in Engineering - Materials Design and Engineering
Presentation
2019-06-10, Sefström Room, Brinellvägen 23, Stockholm, 10:59 (English)
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-08-19 Created: 2019-08-19 Last updated: 2019-09-11Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1088 kB)12 downloads
File information
File name FULLTEXT03.pdfFile size 1088 kBChecksum SHA-512
ca5de848e772a0857a3384d1668b3793e491d59c792144b963d9b9e0f8b599afd43f6c4b9958bef60cf25efdd73f564c99fd3100a15b88b5fa465fd02fff130c
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Materials Science and Engineering
Metallurgy and Metallic Materials

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 20 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 186 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf