0.5 Masugnens drift

Som tidigare påpekats representerar materialflödet genom masugnen stora ekonomiska värden. Det finns därför stor anledning att optimera den dagliga driften. Karaktäristiskt för många metallurgiska processer och i synnerhet masugnen är att det är tekniskt svårt att mäta processparametrar eftersom det är höga temperaturer i slutna rum och kontinuerliga flöden. Man kommer helt enkelt inte åt att mäta de centrala förloppen. Man får i stället styra bland annat efter slutresultatet, det vill säga temperatur och kemisk analys hos råjärnet. Eftersom det tar många timmar för godset att gå genom ugnen blir reaktionstiderna långa om man vill ändra på slutresultatet genom att ändra någon ingående parameter. Målet för driften av ugnen blir därför att hålla alla ingående parametrar så konstanta som möjligt och därigenom få en konstant gång med ett minimum av fluktuationer som behöver korrigeras.

Viktiga ingående parametrar är råvarornas egenskaper vilka man naturligtvis försöker hålla så konstanta som möjligt. Produktionen kan bland annat styras av blästervolym, blästerns förvärmning och blästerns fukthalt. Man påverkar även driften genom sättet hur ugnen beskickas, det vill säga hur råvarorna tillförs. Ett viktigt delmål är att få en god permeabilitet, det vill säga gasgenomsläpplighet, genom godspelaren. Man brukar tala om att man eftersträvar en god aerodynamik. Permeabiliteten påverkas av hur ugnen beskickas och därför läggs koks, malmråvara och slaggtillsatser i välplanerade sekvenser så att olika lager av material bildas. Man styr även fördelningen i radiell led. Genom att mäta tryckfallet i masugnen fås en information om permeabilitet.

En annan typ av mätdata som används vid styrningen är att mäta gassammansättningen och gastemperaturen över tvärsnittet när gasen lämnar beskickningen. Genom denna information kan man relativt snabbt se om ugnen går ojämnt. Ett exempel på detta är bildandet av gaskanaler, där gasen utnyttjas sämre. Ett annat exempel på problem man vill undvika är så kallade skullningar som är ihopklumpningar av material som kladdar fast på väggen och växer inåt. Skullningarna stör såväl gasflödet uppåt som materialflödet neråt. Skullningar i nedre delen av masugnen beror ofta på att slaggen får för hög viskositet och fastnar på den kallare väggen. Högre upp kan skullningar bero på för höga alkalihalter. Förloppet är här att alkali främst Na och K kommer in med järnbärarna i form av oxider. Långt nere i masugnen reduceras dessa och gasformig Na och K stiger upp i de kallare delarna där de oxideras och fälls ut på väggarna med skullningar som följd. Man får i värsta fall en cirkulation av alkali och med tillkommande alkali en ökande mängd. Lösningen är att transportera ut mer alkali, och då genom slaggen, än vad som tillkommer genom ingående komponenter. En sänkt basicitet på slaggen och ökad mängd slagg per ton råjärn förbättrar uttransporten men sänkt basicitet sker på bekostnad av sämre svavelrening och ökad mängd slagg betyder ökad koksförbrukning.

Andra negativa fenomen är hängningar eller släppningar. Hängningar betecknar ett
läge där godset lokalt inte rör sig nedåt. Detta kan bero på skullningar eller att permeabiliteten blivit för låg som i sin tur kan bero på en för stor finandel eller att slagg eller nedrinnande järn blockerar uppåtgående gas. Gastrycket kan då bli så stort att beskickningen ”hänger sig”. Släppningar sker när hängningar och skullningar släpper och är naturligtvis mycket negativa för att nå en stabil och optimal gång.