Från järn och kol till gas och stål Mystery Cache

En kraschkurs i industriella energisystem, kanske för att lite extra uppmärksamma den lyckade återstarten av den splajsans nyrenoverade masugn 3 i Luleå. Inga processmetallurgiska specialkunskaper krävs för att kunna lösa mysten.

I masugnen vid frågetecknet tillverkas smält råjärn från järnmalm, genom reduktion med hjälp av koks. För att framställa 1 ton koks i koksverket behövs 1396 kg kol, vilket har ett energiinnehåll eller värmevärde av 25,9 MJ/kg. Utöver koks produceras också koksugnsgas, närmare bestämt 340 Nm³ (normalkubikmeter) per ton kol. En del av den energirika koksugnsgasen, som har värmevärdet 17,5 MJ/Nm³, förbränns för att driva koksugnsbatteriet (4,0 GJ koksugnsgas per ton koks går åt).

För att producera ett ton råjärn i masugnen går det åt 1362 kg järnmalmspellets, 316 kg koks och 137,9 kg injektionskol (pulvriserat kol, samma värmevärde som kolet till koksverket). Vid råjärnsframställningen bildas också 1495 Nm³ masugnsgas (värmevärde 3 MJ/Nm³) per ton råjärn. Slaggmängden från masugnen per ton råjärn uppgår till 162 kg. För att producera den heta blästerluften som blåses in i masugnen används processgaser som primärt bränsle. Gasförbrukningen är totalt 0,55 GJ koksugnsgas och 1,3 GJ masugnsgas per ton råjärn.

För att framställa ett ton flytande stål krävs sedan 0,906 ton råjärn och 0,170 ton skrot. Råjärn och skrot blandas i den så kallade LD-konvertern där järnet färskas genom inblåsning av syrgas, vilket leder till att kolhalten sänks. Syrgasåtgången är 49,7 Nm³ per ton flytande stål. Gasen som bildas kallas LD-gas, och uppgår till 109 Nm³ per ton flytande stål, med ett värmevärde av 9 MJ/Nm³.

Slutligen gjuts ämnen (slabs) i stränggjutningen. Yielden eller utbytet är 92%, räknat från flytande stål till färdiga ämnen.

De energirika processgaser (från koksverk, masugn och LD-konverter) som inte används internt för att driva koksugnen och masugnen, förbränns i LuleKrafts kraftvärmeverk för produktion av el och värme. Om detta går läsa mer i beskrivningen till cachen Arons panna.

I det här exemplet ska 800 kg gjutna ämnen framställas. 
1) Hur mycket processgaser blir kvar efter den interna gasanvändningen, räknat i GJ? Detta blir ditt X. 
2) Hur mycket kol går åt totalt, räknat i GJ? Detta blir ditt Y.

Cachen hittas på N65 3X E022 Y

Geocheckern rättar lika snällt som en tentarättningstrött universitetslektor och godkänner även svar som inte är rätt på tredje decimalen. För den vetenskapligt/ ingenjörsmässigt/ matematiskt skolade rekommenderas INTE att följa gängse konventioner om antal gällande siffror vid angivande av X och Y. Ett lämpligt antal gällande siffror torde i detta fall vara varken fler eller färre än fyra respektive fem.