Slaggskumning  är  ett  användbart  verktyg  för  att  optimera  processen  i  en ljusbågsugn. Traditionell slaggskumning baseras på en tillsats av syrgas och kolpulver, vilket skapar och reducerar oxider i slaggen. När oxiderna reduceras bildas kolmonoxid och om gasgenereringen är tillräcklig kommer slaggen att expandera i volym och slutligen bilda ett skum.  Skummet underlättar  överföringen  av  energi  från elektroderna,  vilket möjliggör  effektivare  smältning samt skyddar infodringen mot slitage.  Slagg från höglegerade och rostfria stålsorter uppvisar generellt  en  sämre skumning,  vilket resulterar  i  att  krom  (Cr)  i  form  av  kromoxid  (𝐶𝑟₂𝑂₃) förloras till slaggen.

För att minska förlusten av krom har försök att förbättra skumningen genomförts vid Alleima AB:s ljusbågsugn i Sandviken.  Slagprover har analyserats med röntgenfluorescens (XRF) och försökskampanjerna  har  fokuserat  på  nyttjandet  av kol-  och  syrgaslansarna,  då  slaggsammansättningen bedömdes vara gynnsam för skumning.

Genom att begränsa mängden injicerad syrgas och justera förhållandet mellan kolpulver och syrgas till 1,5 uppnåddes en lägre halt 𝐶𝑟₂𝑂₃ i slaggen.  Minskningen av 𝐶𝑟₂𝑂₃ var inte lika beroende av förhållandet mellan kol och syre om det inlastade materialets sammansättningen togs i beaktande. Dock konstaterades det att en minskad mängd syre och en ökad mängd kisel i skrotkorgarna var fördelaktigt för att nå låga nivåer av 𝐶𝑟₂𝑂₃.

Det observerades också att med mindre tillsatser av syrgas ökade ugnens elförbrukning, samt att 𝐶𝑟₂𝑂₃ reducerades med mer än 20% under tappning. Avståndet mellan kolansen och slaggytan undersöktes även, men inga slutsatser kunde dras om dess effekt på reduceringen av 𝐶𝑟₂𝑂₃. Studien  har  också  belyst  svårigheten  att kvantifiera skumningen baserat  på  operatörernas uppskattningar.

Avslutningsvis bör det även nämnas att föreliggande rapport är en reducerad version av den rapport som publicerats internt inom Alleima AB.

Slag foaming is a useful tool to optimize the process in the electric arc furnace (EAF). Traditional slag foaming is based on the addition of oxygen gas and carbon powder, which creates and reduces  oxides  in  the  slag.   When  the  oxides  are reduced, carbon monoxide  gas  is  created and if the gas generation is substantial, the slag will expand in volume and eventually create a foam. The foam facilitates the transfer of energy from the electrodes, allowing for more efficient melting as well as protecting the refractory lining from wear. Slag from high-alloy and stainless steel grades generally exhibits poor foaming, resulting in a loss of chromium (Cr) in the form of chromium oxide (𝐶𝑟₂𝑂₃) to the slag after tapping.

In ordet to reduce the loss of chromium attempts to improve slag foaming at Alleima AB have been carried out in production at their EAF in Sandviken.  Slag samples have been analyzed using X-ray fluorescence (XRF). The experiments have focused on the utilisation of the carbon and oxygen lances, once the slag composition had been assesed and concluded favourable for slag foaming.

By limiting the amount of blown oxygen and adjusting the ratio of carbon powder to oxygen gas to 1.5, a decrease in 𝐶𝑟₂𝑂₃ levels of the slag was achieved.  The reduction of 𝐶𝑟₂𝑂₃ was not as dependent on the ratio if carbon and oxygen if the composition of the charged material was taken into account.  However, it was concluded that a decreased amount of oxygen and an increased amount of silicon in the scrap baskets was noted to be beneficial for reaching low 𝐶𝑟₂𝑂₃ levels.

It was also observed that with less additions of oxygen gas, the furnace’s electricity consumption increased, and that 𝐶𝑟₂𝑂₃ was reduced by more than 20% during tapping. The distance of the carbon lance to the slag surface was examined, but no conclusion could be drawn regarding its effect on the reduction of 𝐶𝑟₂𝑂₃.  The study have also highlighted the difficulty of quantifying foaming based on the operators estimations.

It should also be mentioned that the following report is a reduced version of the report published internally within Alleima AB.ii