Dat ruwijzerproductie grafiet genereert is onvermijdelijk. Maar waarom? En hoe voorkom je dat de buren er last van hebben?

‘Het probleem is van alle tijden’, begint Luc Bol, directeur ijzer en staal bij Tata Steel Europe in IJmuiden. ‘Grafiet is vederlicht en kan opstijgen in de thermiek.’ Inwoners van het nabijgelegen Wijk aan Zee merkten dat deze zomer, toen ze telkens een laagje fijn verdeeld grafiet aantroffen op hun auto’s en zonnepanelen.

Het gaf veel onrust. ‘Ik ben gestopt met pogingen het uit te leggen’, verzucht Bol, die in Utrecht is gepromoveerd in de geochemie, maar zelfs toen naar eigen zeggen nog zes jaar nodig had om het hoogovenproces enigszins te doorgronden. ‘Ik probeer het liever te verhelpen.’

Oververzadiging

Bol legt uit dat ruwijzer altijd 4 à 5 massaprocent koolstof bevat als het uit de hoogoven komt. Afkoeling kan leiden tot oververzadiging, waarbij een deel uitkristalliseert als grafiet. Dat mengt niet met vloeibaar ijzer. Als de kristallen groot genoeg worden, komen ze bovendrijven en kunnen wegwaaien. De kunst is het zo te plannen dat het ruwijzer zich op dat moment ergens onder een afzuiging bevindt. Dat kan bij het aftappunt van de hoogoven zijn of in de staalfabriek waar zuurstofinjectie de koolstof wegbrandt, maar niet tijdens het tussenliggende transport per spoor.

Het verzadigingspunt hangt mede af van de samenstelling van het ruwijzer, en daar ging het dit jaar mis. ‘Door omstandigheden op de wereldmarkt zit momenteel minder zwavel in onze grondstoffen’, legt Bol uit. ‘Op zich is dat een cadeau, want je hoeft minder te ontzwavelen. Maar zwavel helpt ook bij het in oplossing houden van koolstof in ruwijzer.’

‘Er zit nu minder zwavel in de grondstoffen’

Je moet dus voorkomen dat de slak, die in de hoogoven op het ijzer drijft en overtollige zwavel opneemt, te goed zijn best doet. Die slak is een mengsel van siliciumoxide, dat zuur reageert, en calcium- en magnesiumoxides die meer basisch zijn. Extra SiO₂ verlaagt de basiciteit van de slak en drijft zwavel als het ware terug het ijzer in.

Normaal heb je het proces zo prima in de hand. ‘Zolang hoogovens continu draaien, zijn ze buitengewoon stabiel. Hoe harder je produceert, hoe minder fluctuatie’, stelt Bol. ‘Maar door storingen elders in de productieketen moet je soms de hoogoven plotseling stilleggen. Op dat moment heb je de samenstelling van het ruwijzer minder onder controle. Die slingert op en neer, en dan kan plotseling veel grafiet ontstaan.’ Vandaar de enigszins overtrokken berichten in de media over productieverlaging. ‘Als je ergens risico op een storing ziet ontstaan, kun je alvast naar een lagere productiesnelheid gaan om de over­shoot minder heftig te maken.’

Vloeibare slak

De recente problemen hadden niet eens te maken met het ruwijzertransport, maar met de slak die ontstaat wanneer je het ruwijzer in de staalfabriek ontzwavelt. Die wordt afzonderlijk verwijderd en gaat in vloeibare vorm naar Harsco, een recyclingbedrijf op het Tata-terrein. Er zitten restjes ruwijzer in met grafiet, dat dáár soms vrijkwam tijdens de slakverwerking. De korrels zijn te groot om diep te kunnen doordringen in de longen, maar wel hinderlijk. De remedie is eenvoudig, aldus Bol. ‘We ontwikkelen een werkwijze waarbij we de slak eerst in platte bakken laten stollen in de staalfabriek voordat hij naar Harsco gaat, voor bewerking in een afgesloten ruimte met afzuiging.’

Voor wie gewend is aan petrochemische processen, klinkt het vrij primitief. ‘Een hoogoven is een zwarte doos’, besluit Bol. ‘Je werkt met grondstoffen met veel variatie bij extreem hoge temperaturen. Het is heel interessant, maar lastig in een pagina uit te leggen.’