Till innehåll på sidan

Assessment of Raw Materials in Stainless Steelmaking-Their Energy Consumption and Greenhouse Gas Emission

Tid: To 2021-09-16 kl 14.00

Plats: https://kth-se.zoom.us/j/69683350570, Stockholm (English)

Ämnesområde: Metallurgisk processvetenskap

Licentiand: Wei Wenjing , Processer

Granskare: Ye Guozhu,

Huvudhandledare: Anders Tilliander, Processer; Peter Samuelsson, Materialvetenskap; Professor Pär Jönsson, Processer

Exportera till kalender

Abstract

Vid tillverkning av rostfritt stål kommer cirka 68% av växthusgaserna ifrån råvaruanvändningen. Därför är det viktigt för ståltillverkare att göra en samordnad insats med sina levenrantörer för att reducera dessa utsläpp. Den här avhandlingen ämnar att undersöka råvaror ur två perspektiv: i) att utvärdera olika produktionsscenarier för  molybden och nickelleggeringar genom en statisk processmodell i kombination med livscykelanalys för att undersöka potentialen för att minska miljöbelastningen; ii) att undersöka hur spårämnesinnehållet (fosfor) i rostfritt stålskrot påverkar ståltillverkningskostnaden, resursförbrukningen och miljöpåverkan med ett webbaserat verktyg för processmodellen.

Resultaten visar att växthusgasutsläppen från produktionen av FeMo varierar mellan 3.16-14.79 t CO2-eq/t FeMo (d.v.s. 5.3-24.7 tCO2-eq/t Mo). Variationen beror främst på malmets anrikningsgrad under malmbrytnings- och anrikningsprocessen. När molybden förekommer  i kopparmalm och utvinns som en co-produkt så kan det ha en större effekt på molybdens energiförbrukning och växthusgasutsläpp än vad malmens anrikningsgrad har. I fallet för tillverkning av nickelmetall, nickeloxid, ferronickel och nickeltackjärn är växthusgasutsläppen 14, 30, 6 respektive 7 tCO2-eq/t legering (motsvarande 14, 40, 18, respektive 69 tCO2-eq/t Ni). Användningen av sulfidmalm i flashsmältningsprocessen har visat sig ha lägst energibehov och växhusgasutsläpp medan användningen av oxidmalm i ljusbågsugn både är mer energiintensiv och utsläppsintensiv  på grund av en stor mängd oxider i nickelmalmen. Dessa utsläpp kan dock förbättras genom användningen av hållbar energi (till exempel el från vattenkraft), eller genom värmeåtervinning under processen. Utöver detta kan skrot med lågt fosforinnenhåll också användas vid tillverkningen av rostfritt stål för att minska slaggmängden, förbrukningen av legeringar, produktionskostnaden och växthusgasutläppen.  En ekvation mellan fosforinnehållet och skrotets värde föreslås här som underlag för att utveckla en inköpsstrategi för skrot.

Sammanfattningsvis så kan en statisk processmodell baserad på mass- och energibalans tillämpas för att utvärdera råvarors miljöbelastning (energiförbrukning och växthusgasutsläpp) och identifiera potentialen för en hållbar tillverkning av rostfritt stål.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-300133