Nere i skänkugnen flyter smält stål och hettan är enorm. För att mixa sådana rödglödgade ingredienser till rätt metallkvalitet krävs något mer än en visp och det ordnar ABB-enheten Metallurgy med elektromagnetiska omrörare.
Efter 50 års produktion är omrörarna idag hetare än någonsin – på marknaden.
I början av 1930-talet satt våra forskare med önskemål från stålverk att kunna röra om den 1 500 grader heta smältan i ljusbågsugnen eller skänkugnen. Omrörning skulle ge en bättre inblandning av tillsatta legeringsämnen och en mer homogen smälta. Problemet var att det inte finns något som kan användas inuti själva smältan – allt smälter ner eller legeras in.
Lösningen kom från doktoringenjör Dreyfus som utvecklade möjligheten att använda ett elektromagnetiskt fält som kunde sätta smältan i rörelse ”på egen hand”. År 1939 tillverkade vi den första omröraren.
– ABB:s omrörare finns idag för ljusbågsugnar, stränggjutning och skänkugnar i stålverk eller för smältugnar i aluminiumverk. Vanligast är det med omrörare för skänkugnar och stränggjutning, berättar utvecklingschef Jan Erik Eriksson på enheten Metallurgy i Västerås.
I ett stålverk tillverkas stål i en konverter eller i en ljusbågsugn. För att lättare kunna tillsätta legeringsämnen som behövs för att det ska bli exempelvis rostfritt stål, hälls smältan över i en mindre ugn, en skänkugn, som kan vara uppåt fyra meter i diameter och rymma 20-300 ton. Där hålls smältan 1 500 grader varm medan legeringsämnena tillsätts och allt blandas. Effektivaste sättet att blanda så att smältan blir jämnvarm och homogen är att utrusta skänkugnen med en omrörare.
ABB:s omrörare monteras utanpå sidoväggen av skänkugnen och har i sitt inre ett stort antal lindningar som matas med elektrisk ström. När strömmen kopplas på skickar omröraren in ett elektromagnetiskt fält i stålsmältan på andra sidan ugnsväggen.
Via omrörarens styrsystem väljs vilka lindningar som ska matas med ström och med vilken styrka, och när de väljs efter vissa mönster bildas en vandringsvåg av magnetfältet som får smältan att röra sig i bestämda hastigheter och riktningar.
– Det fungerar som en elmotor, med omröraren likt en stator och smältan som en rotor, förklarar Jan Erik Eriksson. Men medan rotorn i en elmotor normalt alltid rör sig åt samma håll kan vår omrörare få smältan att röra sig olika, från botten till ytan och runt igen, eller runt i cirkel, eller i mer sofistikerade mönster.
Ett exempel är att få smältan i sådan rörelse att slaggen, som flyter på ytan, glider undan och ger en liten, slaggfri yta. Där kan legeringsämnena lätt tillsättas och sedan ”vispas” ner med rätt rörelse och rätt hastighet.
Effektiv inblandning på kort tid, utan att påverka slaggen på ytan, är det önskvärda. Ofta är tiden begränsad till 35-40 minuter innan ljusbågsugnen ska leverera nästa smälta till skänkugnen.
– Här får inte finnas någon väntetid, produktionen pågår dygnet runt, säger Jan Erik Eriksson.
Metoden att använda elektromagnetiska fält för att röra om eller bromsa upp metalliska smältor är den gemensamma nämnaren för alla produkter från Metallurgy: bland annat en mindre och cylinderformad omrörare för stränggjutning, en stränggjutningsbroms och EM Stabilizer som ger ett jämnt och tunt zinkskikt i en galvaniseringsanläggning.
Specialistkunskaper om både metaller och kundens processer krävs.
– En specialitet är strömningsteknik och ofta kommer simulering av stålsmältans och slaggens rörelsemönster till användning, säger Jan Erik Eriksson.