Reactivity of silicomanganese slag towards carbon materials - A comparison of coke and charcoal as reducing agents

Silikomangan produseres ved karbotermisk reduksjon med koks som reduksjonsmiddel. Mens koks er laget av kull og er en fossil karbonkilde, er trekull laget av trær og er en fornybar karbonkilde som ikke slipper ut ekstra CO2 når den brukes til metallproduksjon. Dersom koks kan byttes ut med trekull vil utslippene av CO2 fra produksjon av silikomangan reduseres betydelig. I denne oppgaven sammenlignes derfor koks og trekull som reduksjonsmiddel for silikomangan. To syntetiske silikomangan-slagger, hvor den ene hadde et høyere innhold av manganoksid og silisiumoksid enn den andre, ble testet mot en industriell koks og trekull av løvtre i en fuktningsovn. Testene ble utført i CO-gass med ovnstemperatur på 1600°C, og hadde varigheter på 5, 15 og 30 minutter. Totalt 22 tester ble utført, og de to slaggene ble testet med begge karbonmaterialene og med alle tre varighetene. Bilder tatt i ovnen under testene ble brukt til å finne endring i volumet av slaggdråpen, og utviklingen kontaktvinkelen hadde i løpet av testene. Prøvene ble veid og støpt inn i epoxy etter testene, før de ble analysert i elektronmikroskop og mikrosonde for å finne sammensetningen av slagg og metall. Innholdet av manganoksid i slaggen, beregnet innhold av silisium i metallet, og beregnede reduksjonsgrader for mangan og silisium ble vurdert for alle tester. Resultatene viste at testene med trekull hadde bedre fukting og høyere endring i relativt volum med begge slaggene enn testene med koks. Resultatene viste også at innholdet av manganoksid var lavere for tester med trekull enn for tester med koks, og at silisiuminnholdet i metallet var høyere for tester med trekull enn for tester med koks. Innholdet av silisium var noe høyere for tester med slagg 2 enn tester med slagg 1. Videre viste resultatene at reduksjonsgradene for både mangan og silisium var høyere når trekull ble brukt enn når koks ble brukt. Hovedkonklusjonene er at innholdet av silisium i metallet var lavere enn de ønskede 18% i alle tester, og at trekull var et bedre reduksjonsmiddel enn koks