Elektrodien käsittelypaikan modernisointisuunnittelu

Abstract

Tämän opinnäytetyön tehtävänä oli saavuttaa aiempaa turvallisempi työnsuoritustapa valokaariuunin tasolla Tornion terästehtaalla. Työn toimeksiantaja oli Outokumpu Stainless Oy. Työturvallisuuden parantamiseksi valokaarinuunin tasolle hankitaan elektrodinkääntölaitteisto, jolla vanhentunut toimintamalli saadaan modernisoitua vastaamaan nykypäivän normeja.

Opinnäytetyössä suunniteltiin kääntölaitteisto ja määritettiin kääntölaitteiston sijoituspaikka. Laitteisto suunniteltiin vaihtoehdoksi markkinoilla oleville valmiille laitteistokokonaisuuksille. Rakenteiden ja toimilaitteiden mitoituksessa hyödynnettiin erilaisia alan lähdeteoksia, kuten Tekniikan taulukkokirjaa ja valmistajien erikseen määrittämiä ohjeita sekä suunnittelumalleja. Laitteiston päärakenneosat suunniteltiin kahdessa osassa, joita ovat elektrodipöytä ja kääntölaite. Elektrodipöydän perusrakenteet mitoitettiin lujuusopillisesti ja mitoitettuja rakenteita hyödynnettiin edelleen kääntölaitteen suunnittelussa. Kääntölaitteen rakennevaihtoehdot käytiin läpi perusteellisesti morfologisen analyysin avulla. Kääntötapahtuma jaettiin osatoimintoihin ja osatoiminnoille annettiin erilaiset toteuttamisvaihtoehdot, kuten käännölle tehonsiirtomuodon vaihtoehdoiksi pneumatiikka, hydrauliikka, hammaspyörät ja ketju. Osatoiminnot koottiin kokonaisuuksiksi. Vaihtoehtoiset kokonaisuudet pisteytettiin ja eniten pisteitä saanut toteuttamisvaihtoehto valittiin kääntölaitteen suunnittelun lähtökohdaksi. Laitteiston suunnittelussa käytettiin Solidworks-3D-mallinnusohjelmaa. Laitteisto mallinnettiin kokonaisuudessaan ja rakenteiden kestävyyttä simuloitiin mallinnusohjelmalla. Kääntölaitteistoon mitoitettiin tarvittavat hydrauliset toimilaitteet, venttiilit ja iskunvaimennus. Laitteiston valmistamisesta aiheutuvista kustannuksista tehtiin kustannuslaskelma. Laitteen käytöstä laadittiin käyttöohjeet.

Työn tuloksena suunniteltiin teräsrakenteinen, hydraulitoiminen elektrodinkääntölaitteisto. Laitteisto on rakenteeltaan yksinkertainen, ja se voidaan toteuttaa sellaisenaan Tornion terästehtaalla. Kääntölaitteistosta tehtiin valmistuspiirustukset, kustannuslaskelma ja käyttöohjeet. Suunnitellun laitteiston avulla työturvallisuus elektrodien kääntötilanteessa paranee ja toimintamalli modernisoituu.