Kohti pienempiä CO2-päästöjä raudan ja teräksen valmistuksessa – Vetyavusteinen pelkistys ja sementittömät briketit
Väitöstilaisuuden tiedot
Väitöstilaisuuden päivämäärä ja aika
Väitöstilaisuuden paikka
L5, Linnanmaa, Oulun yliopisto
Väitöksen aihe
Kohti pienempiä CO2-päästöjä raudan ja teräksen valmistuksessa – Vetyavusteinen pelkistys ja sementittömät briketit
Väittelijä
Diplomi-insinööri, ympäristötekniikka Ahmed Abdelrahim
Tiedekunta ja yksikkö
Oulun yliopiston tutkijakoulu, Teknillinen tiedekunta, Prosessimetallurgian tutkimusyksikkö
Oppiaine
Prosessitekniikka
Vastaväittäjä
Professori, lämpötekniikka Prof. Henrik Saxén, Åbo Akademi
Kustos
Professori, prosessimetallurgia Prof. Timo Fabritius, Oulun yliopisto
Kohti pienempiä CO2-päästöjä raudan ja teräksen valmistuksessa – Vetyavusteinen pelkistys ja sementittömät briketit
Tässä työssä on tutkittu vedyn ja vesihöyryn vaikutusta happamien rautapellettien pelkistymiseen masuunia jäljittelevissä olosuhteissa. Vetyä sisältävässä kaasu-atmosfäärissä pelkistetyt pelletit pelkistyivät nopeammin ja saavuttivat korkeamman pelkistysasteen suuremman BET pinta-alan ja huokoisuuden ansiosta.
Lisäksi useita raudan ja teräksen¬ valmistuksen sivuvirtoja käytettiin kylmä¬puristettujen masuunibrikettien valmistuksessa hyödyntäen ettringiitti-pohjaista sideainetta. Ettringiitti-pohjainen sideaine valmistettiin etupäässä senkka¬kuonasta ja sillä korvattiin perinteinen Portland-sementti briketin side¬aineena. Ettringiitti-pohjaisesta sideaineesta valmistetuissa briketeissä havaittiin useita teknisiä, taloudellisia ja ympäristöön liittyviä etuja verrattuna Portland-sementistä valmistettuihin referenssi-briketteihin kuten erinomainen puristuslujuus ja vähäinen vaurio¬alttius pudotuksessa erityisesti 2 ja 7 päivän kovettumisen jälkeen.
Lisäksi selvitettiin sivutuotevirroista valmistettujen itsepelkistyvien ja kuonaa muodostavien brikettien soveltuvuutta valokaariuuni¬prosessiin laboratoriokokein. Briketeissä käytettiin sekä orgaanisia että epäorgaanisia sideaineita. Mekaanisia, kemiallisia ja korkealämpötilaominaisuuksia arvioitiin tekemällä erilaisia testejä kuten termogravimetria (TGA) yhdistettynä massa¬spektrometriin (MS) sekä dilatometri- ja sulamiskokeita. Laboratoriotestitulosten pohjalta seitsemästä brikettilaadusta kahden todettiin soveltuvan valokaariuuniin, kolme brikettilaatua osoittautui ei-soveltuviksi valokaariuuniin ja kahden arvioitiin soveltuvan rajoitetusti valokaariuuniin.
Lisäksi useita raudan ja teräksen¬ valmistuksen sivuvirtoja käytettiin kylmä¬puristettujen masuunibrikettien valmistuksessa hyödyntäen ettringiitti-pohjaista sideainetta. Ettringiitti-pohjainen sideaine valmistettiin etupäässä senkka¬kuonasta ja sillä korvattiin perinteinen Portland-sementti briketin side¬aineena. Ettringiitti-pohjaisesta sideaineesta valmistetuissa briketeissä havaittiin useita teknisiä, taloudellisia ja ympäristöön liittyviä etuja verrattuna Portland-sementistä valmistettuihin referenssi-briketteihin kuten erinomainen puristuslujuus ja vähäinen vaurio¬alttius pudotuksessa erityisesti 2 ja 7 päivän kovettumisen jälkeen.
Lisäksi selvitettiin sivutuotevirroista valmistettujen itsepelkistyvien ja kuonaa muodostavien brikettien soveltuvuutta valokaariuuni¬prosessiin laboratoriokokein. Briketeissä käytettiin sekä orgaanisia että epäorgaanisia sideaineita. Mekaanisia, kemiallisia ja korkealämpötilaominaisuuksia arvioitiin tekemällä erilaisia testejä kuten termogravimetria (TGA) yhdistettynä massa¬spektrometriin (MS) sekä dilatometri- ja sulamiskokeita. Laboratoriotestitulosten pohjalta seitsemästä brikettilaadusta kahden todettiin soveltuvan valokaariuuniin, kolme brikettilaatua osoittautui ei-soveltuviksi valokaariuuniin ja kahden arvioitiin soveltuvan rajoitetusti valokaariuuniin.
Viimeksi päivitetty: 17.4.2023