Evaluation of quality variation in accordance with ISO3084

Luossavaara Kiirunavaara Aktiebolag (LKAB) är ett av Sveriges äldsta industriföretag som bedriver världens två största underjordsgruvor för järnmalmsbrytning och deras huvudprodukt är järnmalmspellets. Hög och stabil kvalitet är av stor vikt för LKAB, därav är kvalitetskontroll en av deras nyckelaktiviteter. För att fastställa kvaliteten på de produkter som levereras till företagets kunder görs en provtagning och analys av alla båtlaster som lämnar företagets hamnar. Provtagning sker löpande i samband med lastning, där flera primära prov tas ut i en provtagningsanläggning. De primära proven delas systematiskt ned i mindre mängder, blandas och genererar ett leveransprov. Leveransprovet används för att analysera lastens kemiska, metallurgiska och fysikaliska parametrar, där järnhalten ligger till grund för den specifika lastens slutpris. LKAB:s provtagningsanläggningar har designats enligt ISO 3082, där produktens kvalitetsvariation tillsammans med önskad provtagningsprecision ligger till grund för hur omfattande provtagningen bör vara. Om produktens kvalitetsvariation inte är känd ska den fastställas experimentellt med ISO 3084. Ett sådant försök har inte tidigare utförts av LKAB. I stället har företaget gjort egna antaganden kring kvalitetsvariation utifrån deras mångåriga erfarenhet av produkterna och ingenjörsmässiga bedömningar med utgångspunkt i historiska leveransdata. För att säkerställa att provtagningen sker i enlighet med ISO 3082 krävs en utvärdering av produkternas faktiska kvalitetsvariation. Utifrån produktens fastställda kvalitetsvariation kan därefter provtagningens befintliga precision bestämmas. Arbetet syftar till att besvara följande två frågeställningar: 1. Hur stor är kvalitetsvariationen hos LKAB:s järnmalmspellets KPRS som lastas i Narviks hamn? 2. Hur stor är precisionen vid provtagning i LKAB:s provtagningsanläggning Kai 7 i Narviks hamn? Försöket utförs på järnmalmspelletstyp KPRS med analyserna ISO 4700, ISO 11256, KTH 950, XRF, Fe HCl samt siktanalys. KPRS är en pellets avsedd för ståltillverkning med metoden direktreduktion. För de kvalitetsparametrar där variationens magnitud kan klassificeras i de ISO-standardiserade kategorierna liten, mellan eller stor, visar LKAB:s pellets på en liten variation. Variationen är till och med mycket liten och långt under klassifikationsgränserna. LKAB saknar interna krav för minsta accepterade precision vid provtagning, vilket inte gör det möjligt att bedöma den befintliga provtagningens duglighet. Som fortsatt arbete bör företaget därav fastställa interna krav på provtagningsprecision och även utvärdera befintlig precision för provberedning och mätning i enlighet med ISO 3085. Luossavaara Kiirunavaara Aktiebolag (LKAB) is one of Sweden’s oldest industrial companies which operates the world’s two biggest iron ore underground mines, and their main product is iron ore pellets. High and stable quality is of high importance for LKAB, that is why quality control is one of their key activities. To determine the quality of the products delivered to their customers, sampling and analysis is conducted on all vessels leaving the company’s ports. Several primary samples are taken during the loading process by a sampling facility. The primary samples are systematically divided in smaller portions and mixed, called a shipment sample. The shipment sample is used to determine the lot’s chemical, metallurgical and physical quality characteristics and the iron content determines that specific lot’s price. The sampling facility and sampling scheme is designed according to the international standard ISO 3082. According to ISO 3082 the product’s quality variation together with desired sampling precision should determine the number of primary samples to be taken. If the quality variation is unknown, it should be determined in accordance with another standard: ISO 3084. A determination like this have not previously been made by LKAB. Instead, the company have made own assumptions about the quality variation based on their long experience of pellet production and historical delivery data. To reassure that the number of primary samples is collected in accordance with ISO 3082 an evaluation of the actual quality variation is needed. When the quality variation is determined, the current sampling precision can be defined. The master thesis aims to answer the two research questions: 1. How big is the quality variation for LKAB: s iron ore pellets KPRS which are loaded at the port of Narvik? 2. How good is the current sampling precision in Kai 7 at the port of Narvik? The attempt is made on iron ore pellet type KPRS with the analyzes ISO 4700, ISO 11256, KLH 950, XRF, Fe HCl and sieving. KPRS is a pellet made for steel manufacturing with the method direct reduction. For the quality characteristics where the variations’ magnitude can be classified into ISO 3082’s categories small, medium, or large, LKAB’s pellets turn out to have a small variation. The variation is actually very small and far below the standard’s classification limits. LKAB lack internal limits for sampling precision, which makes it impossible to determine the current sampling scheme’s capability. As future work, LKAB should therefore decide upon sampling precision limits. An evaluation of precision for sample preparation and measurement should also be made in accordance with ISO 3085.