Uusi tutkimusprojekti energiankäytön ja rehevöitymisen vähentämiseksi

SSAB:n Oxelösundin tuotantolaitos on mukana ainutlaatuisessa eurooppalaisessa tutkimusprojektissa, jonka kautta pyritään kehittämään teknisiä parannuksia masuuneihin. SSAB ja muutama muu eurooppalainen teräsyritys, teräksentutkimuslaitos MEFOS ja eurooppalainen Betriebsforschungsinstitut (BFI) tutkivat, kuinka koksinkulutusta voidaan vähentää masuuniprosessissa valvomalla ja ohjaamalla emäksisten aineiden käyttäytymistä masuunissa.

”Kaikkien masuunien haasteena on, kuinka estää alkali-skollien kertymistä masuunin sisään. Kasvettuaan riittävän suuriksi skollat irtoavat ja vajoavat metallisulaan, mikä saa uunin lämpötilan laskemaan”, kertoo Oxelösundin masuunien prosessi-insinööri David Lindström.

Juuri lämpötilan vaihtelut ovat masuunin kannalta erittäin huono asia, sillä ne voivat aiheuttaa prosessihäiriöitä, jotka vaativat suuren määrän energiaa lämpötilan palauttamiseksi tasapainoon. Se on kallista eikä tee hyvää masuunin toimintakyvylle: masuunin pesä ei saa jäähtyä niin, että rauta ja kuona jähmettyvät. Tällainen tilanne vaatii uudelleenkäynnistyksen ja pitkän valmistelun, joka maksaa miljoonia ja josta aiheutuu myös tarpeettomia hiilidioksidipäästöjä. Tällainen vaikuttaa negatiivisesti myös työympäristöön, sillä masuunin uudelleen käynnistäminen vaatii paljon resursseja ja vaikeita työvaiheita.

”Tutkimme nyt tarkemmin, kuinka voimme muuttaa masuunissa olevaa koksipanosta parhaalla mahdollisella tavalla voidaksemme hallita emäksisten alkalien käyttäytymistä. On olemassa kaksi vakiintunutta menetelmää: niin sanottu keskikäyntisyys tilanteissa, jossa isoa koksia panostetaan masuunin keskelle, sekä reunakäyntisyys, jossa koksia panostetaan uunin reunoille. Molemmat menetelmät vaikuttavat alkalien käyttäytymiseen masuunissa, mutta olisi mielenkiintoista löytää aivan uusi ajotapa, joka lieventäisi alkali-skollien kerääntymistä”, Lindström selittää.

SSAB osallistuu tutkimukseen Oxelösundin masuuniprosessiin kohdistuvilla mittauksilla, joilla tutkitaan sisäseinämille pakkautuvaa koksia. Alkalien poistumaa uunista voi seurata mm. masuunikaasusta. Masuuniin asennetaan uusi mittauslaitteisto, jotta saataisiin tarkemmat mittaustulokset ja voitaisiin seurata paremmin alkalitasetta.

”Hypoteesiin, jonka parissa työskentelemme, sisältyy kuona-aineiden tai seosaineiden panostaminen koksin päälle, jolloin koksista lähtevät emäksiset aineet sitoutuisivat kuonaan paremmin. Tällöin suurempi osa alkaleista voisi poistua masuunista kuonan mukana. Menetelmän toinen etu on, että rikinpoistotarve raakaraudasta voi vähentyä, jos saamme enemmän rikkiä pois jo masuuniprosessissa”, Lindström kertoo.

Myös muut projektiin osallistuvat teräsyritykset, kuten Voestalpine, osallistuvat tutkimukseen mittauksilla omissa masuuniprosesseissaan, joiden uuneissa on erilainen ajotapa. Projektin arvioidaan jatkuvan noin neljä vuotta. Sen rahoittavat siihen osallistuvat yritykset, ja siihen saadaan myös EU-tukea.
Masuunikaasun analysoimiseen käytettävät välineet uudistetaan, jotta saataisiin kokonaiskuva alkalisten aineiden sisään- ja ulosvirtauksista masuunissa ja jotta testit voitaisiin arvioida. Kun mitataan masuunikaasun sisältämä alkali, mitataan samalla myös ammoniakin määrä. Masuunikaasun ammoniakki muuttuu ammoniumiksi, kun se joutuu kosketuksiin jäähdytysveden kanssa.

”Hyödynnämme tätä ympäristöpäästöseurannassa, kun tarkastelemme, kuinka prosessimuutokset vaikuttavat veden ammoniumpitoisuuteen. Mittaus helpottaa toimenpiteitämme ammoniumpäästöjen vähentämiseksi. Aine ei ole suoranaisesti vaarallinen meille ihmisille, mutta voi rehevöittää meriä ja muita vesistöjä. Rehevöitymistä on tapahtunut jo jonkin verran, mikä näkyy lisääntyneenä leväkukintana ja johtuu pääasiassa maatalouden kasvaneista päästöistä”, Lindström sanoo.