Valokaariuunin Panostusajankohta

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin Outokummun Tornion tehtaiden terässulatolla. Työn tarkoituksena oli tutkia valokaariuuni 2:n toisen korin panostuksen ajankohtaa ja kehittää sille kaava, minkä perusteella ajankohtaa voidaan ennustaa seuraavissa sulatuksissa.

Valokaariuunin panostuksen ajankohtaan vaikuttavat kierrätysteräksen laadun ja tiheyden suuret vaihtelut, sekä monet muuttujat valmistettavan teräslaadun vaatimuksista vuorossa oleviin operaattoreihin. Työssä suurena tekijänä oli romukorien täyttöaste, jonka perusteella saatiin selville romujen vaatima tilavuus uunissa.

Panostuksen ajankohtaan vaikuttavia tekijöitä lähdettiin ratkaisemaan perehtymällä valokaariuuniin, kierrätysteräksen sulamiseen ja sulattamiseen. Suurimmaksi osaksi perehtyminen tapahtui perehtymällä alan kirjallisuuteen ja aiheeseen liittyviin raportteihin.

Ajankohtaa ennustavan mallin kehittämisessä tutkittiin kierrätysteräksen sulattamiseen vaadittavaa sähköenergiaa ja sen sulamisen vaiheita valokaariuunissa. Ajankohdan mallia verrattiin työssä kerätyn romukorien täyttöastedatan sulatusten panostusajankohtiin.

Työn tuloksena toisen korin panostuksen ajoitukseen tehtiin panostusajankohdan malli. Mallilla voidaan ennustaa, milloin toinen romukorillinen kannattaa panostaa uuniin siten, ettei ensimmäiseen romupanokseen ajeta ylimääräistä sähköenergiaa.

Tuloksena saatu ajankohdan malli tullaan liittämään VKU 2:n tuotannonohjausjärjestelmään sen tulevan päivityksen yhteydessä, minkä jälkeen panostusajankohdan malli saadaan käytännön kokeiluun kesällä 2016. Tämän päivityksen johdosta järjestelmä ilmoittaa sulattajalle panostusajankohdan työssä määritetyn kaavan mukaan.

This thesis was done for Outokumpu Tornio Works Steel Smelting Plant. The objective of this thesis was to study the second bucket's charging time of electric arc furnace two, and develop a pattern which can be used to predict timing in the future melts.

The charging period of the electric arc furnace is affected by large variations in quality and density of recycled steel, as well as many other variables from steel grade requirements to operators on duty. In this work the major factor was the filling degree of the scrap buckets which was used to discover volume of the scrap in the electric arc furnace.

By studying at electric arc furnace the melting of recycled steel we could solve the factors affecting the charging periods timing. Mostly the study happened through literature of the field and reports related to the subject.

The electric energy needed to melt recycled steel and the stages of melting in the electric arc furnace were studied in developing the models of predicting the charging time. The predicting model was compared to the data from charge period being used in the melts.

As a result of the work the charging period model was made in the charging timing of the second bucket. The model can be used to predict when the second scrap bucket should be charged in the EAF in the way that the first charge is not fed by extra electrical energy.

This model will be joined to EAF 2 production management system in its next update. In the summer 2016 this model will be practically tested. Because of the update the system will now inform the operator about the charging time defined in the formula.