Wereldwijd wordt er momenteel 1878 miljoen ton staal per jaar geproduceerd. Ongeveer 70% hiervan wordt geproduceerd via het ‘basic oxygen furnace’ (BOF) proces, ook wel het convertor-proces genoemd.

Tijdens dit proces worden oxides (de slak) gevormd die bovenop het metaal drijven.. Deze slak speelt een belangrijke rol tijdens dit smeltproces. Dit omwille van zijn invloed op drie verschillende vlakken.

Ten eerste zal de slakfase de raffinage (zuivering) van de staalfase beïnvloeden. Zoveel mogelijk aanwezige onzuiverheden worden uit het vloeibare ruwijzer verwijderd. Ten tweede zal deze slakfase interageren met de vuurvaste wand van de convertor. Deze interactie kan zowel een negatieve als positieve impact hebben op de levensduur van de wand. En ten derde heeft de slakfase invloed op de schuimvorming tijdens het smeltproces. Ongecontroleerde schuimvorming is nadelig en dient tot een minimum beperkt te worden.

Ondanks erkenning van het algemene belang van deze fase blijven de exacte mechanismes tot op heden onbekend. Om inzicht te krijgen in de rol van de slak en het effect van slaksamenstelling is het belangrijk om de verandering van slaksamenstelling tijdens het proces te kunnen bestuderen.

“In mijn doctoraat onderzocht ik de rol van de slakfase in de convertor aan de hand van thermodynamische modellen. Ik combineerde verschillende modeleertechnieken om zowel de slak- als staalsamenstelling tijdens het proces en op het einde van het proces te kunnen simuleren”, legt ze uit.

De resultaten van de thermodynamische modellen werden geverifieerd met industriële metingen en datasets. Finaal werden twee compleet verschillende modellen ontwikkeld om de verandering van slaksamenstelling tijdens het proces te simuleren. Een model met als doel voorspellend te werken om nieuwe werkingsgebieden te onderzoeken en een niet-voorspellend model voor retroactief gebruik.

“Dankzij deze thermodynamische modellen kan staal in de toekomst nog meer gecontroleerd en efficiënter geproduceerd worden”, besluit Lotte.

Lees een uitgebreidere samenvatting of het volledige doctoraat

-

Titel doctoraat: Thermodynamisch onderzoek van de eigenschappen van de convertorslak met industriële validatie

-

Contact: Lotte De Vos, Inge Bellemans, Kim Verbeken

Lotte De Vos behaalde met grootste onderscheiding het diploma Master of Sustainable Materials Engineering aan de universiteit van Gent in 2017. In september van dat jaar startte zij haar doctoraat in samenwerking met ArcelorMittal Gent. Hiervoor werd een persoonsgebonden financiering via een Baekeland mandaat (VLAIO) verkregen

Tijdens haar doctoraat was Lotte betrokken bij verschillende onderwijsactiviteiten. Haar onderzoek resulteerde in meerdere A1 publicaties en werd gepresenteerd op verschillende internationale conferenties.

-

Redacteur: Jeroen Ongenae - Eindredactie: Ilse Vercruysse -  Illustrator: Roger Van Hecke