Submerged-arc furnaces: Improved electrical conditions for increased energy efficiency and decarbonization (SAPPHIRE)

SAPPHIRE skal bidra til renere og mer energieffektiv metallproduksjon. I elektriske smelteovner er det elektrisitet som tilfører den energien som trengs for å omdanne malm til metall. De elektriske forholdene i smelteovnen påvirker prosesskjemien. Vi skal forstå denne vekselvirkningen bedre. Kunnskapen vi skaper skal brukes til å få en jevnere drift av smelteovnene, og dermed • redusere det spesifikke energiforbruket (kWh/kg metall produsert), og • gjøre der mulig å avkarbonisere prosessen ved å bruke biokull. Vi skal nå disse målene ved å • lage matematiske modeller som gir pålitelige estimater av den elektriske ledningsevnen til ulike råmaterialer og blandinger; • bruke disse estimatene i simuleringsverktøy som kan modellere oppførselen til ovnene; og • hente ut mer informasjon om ovnstilstanden fra eksisterende målinger og foreslå nye målinger som kan gi bedre modeller. SAPPHIRE ledes av NORCE. Det skal også utføres forskning ved NTNU, og våre internasjonale samarbeidspartnere er Háskólinn í Reykjavík og Universitetet i Padova. Prosjektet støttes av Elkem ASA, Eramet Norway AS, Finnfjord AS og Wacker Chemicals Norway AS gjennom Ferrolegeringsindustriens Forskningsforening (FFF). Arbeidet i prosjektet dekker hele spennet fra teoriutvikling til multifysikksimuleringer og databaserte tilnærminger. Vi fokuserer på å utvikle fundamentale modeller som kan forklare elektriske nøkkelvariable i ovnsdriften ved hjelp av egenskapene til råmaterialene som brukes. Vi skal også se på hvilke målinger som er nødvendige for å bestemme den indre ovnstilstanden ved hjelp av ytre målinger, og hvordan mer informasjon kan hentes ut fra eksisterende målinger. Her vil dynamikken til ovnen og forståelse av lysbuer være viktig. Prosjektet vil utdanne én doktorgradskandidat og flere mastergradskandidater.