Till huvudinnehållet

Nu lanserar vi TripleM – häng med från starten! 

Metalliska Material

Projektinitiativ #87: clean steel production through an inproved separation of inclusions to the sla

The steel makers have always focused on developing cleaner steels to improve the material properties of steel in order to make it more useful for the current applications as well as to find new applications. A key aspect with respect to development of cleaner steels with fewer inclusions is to understand how the separation of inclusions at a steel/slag interface can be optimized.

15 februari, 2017 4 minuters läsning

One important aspect to consider with respect to an improved inclusion separation is the slag/steel interface. It is commonly accepted that most chemical reactions reach thermodynamic equilibrium locally at steelmaking temperatures. To the knowledge of the present authors, the models describing the slag-metal reactions have all made this assumption [1-4]. However, ladle treatment is to great extent based on slag-metal reaction. While the assumption of local equilibrium may be good enough for impurity removal, it cannot meet the requirement for the study of inclusion generation and separation (see the discussion below). It should also be noted that one study [5] suggested that it is beneficial to generate a slag-metal emulsification to promote slag-metal reactions such as desulphurization. However, an increased stirring intensity could introduce more non-metallic inclusions from the slag to the steel, even if for example the collision growth in the melt would be promoted by an increa sed stirring.

In order to consider inclusion separation, it is also of course necessary to consider the source of inclusions. Here, most previous studies on inclusion generation have focused on nucleation of deoxidation products and slag entrainment. For homogeneous nucleation, the size and generating rate are very often evaluated by the classical nucleation theory.[6-9] While these models are theoretically valuable for improving our understanding for the formation of inclusions nucleated homogeneously, the use of these models in process is still difficult. This difficulty is not due to the models themselves, but because of the serious lack of the process information. Recently, more and more attention has also been drawn to the role of ladle glaze as a source of non-metallic inclusions in molten steel [10-17]. The formation of inclusion by slag entrainment has been discussed by many researchers. Krishnapisharody and Irons [18] came to the conclusion that the momentum of interfacial shear was not s ignificant for emulsification of oil but it is rather triggered by Kelvin-Helmholtz instability when two stratified fluids are in relative motion.

It is also important to discuss the models that have been developed to predict separation of inclusions at a steel/slag interface. Here, most models assumed that all inclusions reaching the interface between the steel and the slag would be separated from the steel. [19-21] Realizing the importance of interfacial energy and liquid metal film in the removal of inclusions to the slag, researchers later developed detailed models taking these factors into consideration. [22-25]. These models have a sound physical description of the phenomena when inclusions crossing the slag-metal interface. Nakajima and his co-works applied the model to both solid inclusions [22, 23] and liquid inclusions [25]. On the basis of the model calculation, Strandh et al [25] reported that there could be three types of inclusion behaviours at the interface, namely (1) remaining, (2) oscillation and (3) passing. Chevrier and Cramb[26] report that even the inclusions having the size larger than 1 mm would stay at the slag-metal interface for about 11sec before entering the slag. It is well known that the surface velocity of the liquid metal could be very high, 0.1-0.7 m/s. The strong drag force due to the high liquid velocity can likely bring the inclusions back to the steel bulk. Many inclusions are found to follow the metal flow coming out from the open-eye region without being separated to the slag.[27] .

The current project will use the knowledge from all these projects when studying the separation of inclusions from the steel to the slag. However, a new novel approach will be taken. It is well known in industry that the steel and slag have a reached an equilibrium after a successful vacuum treatment. Thus, during the remaining part of the ladle treatment the top slag is known to be chemically inactive (“dead”). This is good from many point-of-views, such as that the slag will not cause reoxidation or formation of new inclusions due to slag dispersion into steel, if the stirring is not to high. Since the slag is so chemically inactive, it gives us an opportunity to try to modify the inclusions by an addition to the steel that will transform the inclusions that more easily can be separate from the steel to the slag, under gentle stirring conditions.

Namn pär jönsson
Organisation KTH Materialvetenskap

Kommentar #1

In order either to minimize or control the inclusions for "the steels of the future" it is important to increase the knowledge of how to remove the inclusions the and how to prevent them to reenter the steel from the slag.

Namn Ewa Sjöqvist Persson
Organisation Uddeholms AB



Nyhet

Välkommen till TripleM!

TripleM är en ny journalistisk plattform för metall-, mineral- och gruvindustrierna. Vi följer tekniken, affärerna, forskningen och människorna som formar branschen, allt med ett nordiskt perspektiv, nyfikenhet och en ambition att förklara hur branscherna hänger ihop.

Mats Janson
Mats Janson 10 september, 2026 2 minuters läsning
Slide 16_9 - 29
Nu lanseras TripleM!

Idén bakom TripleM bottnar i det faktum att metaller finns överallt i våra liv. Och att kunskapen, arbetet och vägvalen bakom dem trots det sällan får det utrymme de förtjänar. 

TripleM ska därför vara en plats för alla som arbetar i branschen och för dem som vill förstå den bättre. Vi vill inte bara berätta att en investering görs eller att en teknik utvecklas, utan också varför det spelar roll för produktionen, människorna och samhället runt omkring. Samtidigt är branscherna som vi bevakar stora och spretiga. Därför erbjuder vi möjligheten att skräddarsy vilken typ av nyheter och uppdateringar man vill ta del av.

Flera av oss som är med och lanserar TripleM har arbetat inom metall-, mineral- och gruvindustrierna med journalistik, kommunikation och affärsutveckling. Rent redaktionellt vill vi vara nära branschen och självständiga i vår bevakning. Samarbetspartner bidrar med kunskap, perspektiv och kontakter, men redaktionen bestämmer vad vi bevakar och publicerar. Vår uppgift är att ställa frågor, kontrollera uppgifter och skilja resultat från löften.

Sajten är vårt första steg med intervjuer, fördjupningar och forskningsbevakning. Under hösten växlar vi upp med poddar och nyhetsbrev, en bit i taget för att varje del ska bli genomarbetad och användbar. Längre fram vill vi även skapa fler möjligheter för människor i branschen att mötas och utbyta kunskap.

Nu vill vi gärna höra från dig vad som behöver förklaras bättre? Vem borde vi träffa? Vilka frågor saknar du i bevakningen?

Välkommen till TripleM, vi ser fram emot att lära känna dig!

Tipsa oss!
Har du tips, idéer och tankar kring vad vi på TripleM ska skriva om?
Här hittar du kontaktuppgifter.


Dela artikeln

Nyhet

Slites kalktillstånd står fast

Heidelberg Materials har fått ett lagakraftvunnet tillstånd för fortsatt och utökad kalkstensbrytning i Slite under 30 år. Högsta domstolen tar inte upp överklagandena. Därmed är tillståndsfrågan avgjord, men bolagets planerade CCS-anläggning är fortfarande pausad i väntan på en finansieringslösning.

Redaktionen 10 september, 2026 2 minuters läsning
20240515_140310
Cementfabriken i Slite. Det lagakraftvunna tillståndet ger Heidelberg Materials rätt att fortsätta och utöka brytningen av kalk- och märgelsten i Slite under 30 år.  Heidelberg Materials

Högsta domstolen meddelade den 7 september att den inte beviljar prövningstillstånd för överklagandena av Heidelberg Materials täkttillstånd i Slite på Gotland.

Mark- och miljööverdomstolen hade redan i november 2025 beslutat att inte pröva överklaganden från bland andra föreningen Urbergsgruppen och ett antal markägare. När ärendet inte heller tas upp av Högsta domstolen står mark- och miljödomstolens ursprungliga avgörande fast och vinner laga kraft.

Tillstånd för 30 års brytning

Mark- och miljödomstolen vid Nacka tingsrätt beviljade tillståndet i maj 2025. Det gäller i 30 år och omfattar fortsatt och utökad brytning av kalk- och märgelsten i File hajdar-täkten samt märgelsten i Västra brottet.

Heidelberg Materials får också uppföra anläggningar för sortering, krossning och transport av materialet samt leda bort inläckande dag- och grundvatten från täkterna. Kalkstenen används som råvara vid bolagets cementfabrik i Slite.

Tillståndet innehåller ett stort antal villkor om bland annat yt- och grundvatten, naturvärden, buller, vibrationer, damning och kemikaliehantering. Domstolen beviljade även Natura 2000-tillstånd och dispens från vissa bestämmelser i artskyddsförordningen.

Domstolen bedömde att täktverksamheten inte äventyrar den allmänna dricksvattenförsörjningen eller vattenuttag ur enskilda brunnar i täkternas närhet. Om verksamheten ändå skadar brunnar inom det fastställda påverkansområdet ska Heidelberg Materials ordna en alternativ dricksvattenförsörjning.

Bolaget ska investera 1,5 miljarder

Heidelberg Materials uppger att omkring 1,5 miljarder kronor ska investeras i skydds- och kompensationsåtgärder för vatten och natur på Gotland.

I åtagandena ingår enligt bolaget insatser som ska stärka dricksvattenförsörjningen. De planerade åtgärderna beräknas fördubbla den lokala kapaciteten för dricksvatten. Ett kontroll- och uppföljningsprogram ska användas för att följa effekterna och vid behov justera åtgärderna tillsammans med tillsynsmyndigheterna.

Investeringens storlek och den beräknade fördubblingen av dricksvattenkapaciteten är uppgifter från Heidelberg Materials. Effekterna har ännu inte uppnåtts utan är beroende av att åtgärderna genomförs och fungerar som planerat.

CCS-projektet är fortfarande pausat

Det långsiktiga täkttillståndet är en förutsättning för Heidelberg Materials planer på att bygga en anläggning för avskiljning och lagring av koldioxid, CCS, vid cementfabriken.

HD-beskedet innebär däremot inte att CCS-projektet har återstartat eller att finansieringen är klar. Utvecklingsarbetet är fortfarande pausat medan bolaget arbetar vidare med finansieringsfrågan.

Heidelberg Materials står fast vid ambitionen att genomföra satsningen. Enligt bolagets egen beräkning skulle anläggningen kunna minska Sveriges samlade klimatutsläpp med upp till fyra procent. Uppgiften är en prognos och inte ett uppmätt resultat.

Tillståndet undanröjer därmed den rättsliga osäkerheten kring den långsiktiga råvaruförsörjningen till cementfabriken. Det återstår fortfarande ett separat investerings- och finansieringsbeslut innan CCS-planerna kan förverkligas.



Cookies

Den här webbplatsen använder cookiesför statistik och användarupplevelse.

Core-template använder cookies för att förbättra din användarupplevelse, för att ge underlag till förbättring och vidareutveckling av hemsidan samt för att kunna rikta mer relevanta erbjudanden till dig.

Läs gärna vår personuppgiftspolicy. Om du samtycker till vår användning, välj Tillåt alla. Om du vill ändra ditt val i efterhand hittar du den möjligheten i botten på sidan.