Dekantterilingon käyttövarmuuden parantaminen

Abstract

TIIVISTELMÄ Kemi-Tornion ammattikorkeakoulu, Tekniikan yksikkö Koulutusohjelma Kone- ja tuotantotekniikka Opinnäytetyön tekijä Lauri Haapsaari Opinnäytetyön nimi Dekantterilingon käyttövarmuuden parantaminen Työn laji Opinnäytetyö päiväys 16.5.2012 sivumäärä 40+6 liitesivua Opinnäytetyön ohjaaja TkL Timo Kauppi Yritys Outokumpu Chrome Oy Yrityksen yhteyshenkilö/valvoja DI Mika Päätalo / ins. Mikko Lintula

Outokumpu Tornio Worksin ferrokromisulatolla käsitellään paljon vettä eri prosessivaiheissa. Vettä käytetään muun muassa jäähdytykseen ja erilaisiin pesuihin, sekä kuonan rakeistukseen. Suurin osa vedestä kierrätetään järjestelmässä uudelleen. Osa vedestä kuitenkin vaihdetaan uuteen, joten sitä lasketaan mereen ja osa vedestä poistuu haihtumalla. Kaikki likaiset vedet puhdistetaan ennen kuin ne käytetään uudelleen tai poistetaan kierrosta

Tämän työn aiheena oli dekantterilingon käyttövarmuuden parantaminen. Tämä työ on tehty FeCr-tehtaan toimeksiannosta. Dekantterilinko kuuluu tärkeimpänä yksittäisenä laitteena valokaariuunien savukaasujen pesujärjestelmään. Dekantterilingon on tarkoitus erottaa kiintoaine pois savukaasujenpesuvedestä. Kiintoaine on peräisin sulatuspanoksesta, jonka vaihtuvuus on voimakasta uunissa sulanlaskun aikana. Dekantterilinko on ollut häiriöherkkä laite. Alkutiedoissa oletettiin lingolle tulevan likaisen veden kiintoainepitoisuuden vaihtelun vaikuttavan jotenkin häiriöiden syntyyn. Työn tarkoituksena oli tutkia savukaasujen pesuvedessä olevan kiintoainepitoisuuden vaihtelun vaikutusta dekantterilinkoon. Dekantterilingon ollessa häiriötilassa se ei puhdista likaista vettä, joten riski liian suuriin päästöihin FeCr-tehtaalla kasvaa.

Työssä tutkittiin historiatietojen pohjalta dekantterilingon tärinöitä ja kuormituksen aiheuttamia momentteja sekä valokariuunien sulanlaskunaikoja. Näitä tietoja yhdistämällä saatiin selvitettyä niiden yhteys. Työssä otettiin dekantterilingolle tulevasta lietteestä kiintoainepitoisuusnäytteitä, jotka Outokummun Tornion tehtaiden laboratorio analysoi. Näytteenotontuloksia verrattiin dekantterilingon tärinöihin ja kuormituksen aiheuttamaan momenttiin

Tutkimustuloksista saatiin selvitettyä, että sulanlaskun yhteydessä kaasunpesuveteen irtoava kiintoainehuippu saapuu dekantterilingolle noin 1,5 - 2 tunnin viiveellä. Lisäksi tutkimustuloksista nähtiin, että dekantterilingon tärinäpiikit kasvavat siinä vaiheessa, kun lietteen kiintoainepitoisuus ja kuormituksen aiheuttama momentti dekantterilingossa laskee. Työssä saatujen tulosten pohjalta suunniteltiin vaihtoehtoja korjaaviksi toimenpiteiksi dekantterilingon käyttövarmuuden parantamiseksi.

Asiasanat: dekantterilinko, vedenkäsittely, savukaasunpesu

ABSTRACT Kemi-Tornio University of Applied Sciences, Technology Degree Programme Mechanical and Production Engineering Name Lauri Haapsaari Title Improving the Reliability of a Decanter Centrifuge Type of Study Bachelor’s Thesis Date 16 May 2012 Pages 40+6 appendices Instructor Timo Kauppi, Lic (Tech.) Company Outokumpu Chrome Oy ContactPerson/Supervisor from Company Mika Päätalo, MSc / Mikko Lintula, BEng

The ferrochrome smelters at Outokumpu Tornio Works use a lot of water in different processing stages. Water is used for cooling, various washing and slag granulation among other purposes. Most of the water is recirculated and reused. Some water is replaced with clean so some is released to sea while some evaporates. All dirty water is treated before it is reused or removed from circulation.

The topic of this thesis is improving the reliability of the decanter centrifuge. This thesis was commissioned by the FeCr plant. The most important single device in the flue gas scrubber of the arc furnace is the decanter centrifuge. The purpose of the decanter centrifuge is to separate solid matter content from the flue gas scrubber water. The solid matter comes from the smelting charge, which can vary a lot in the furnace during tapping. The decanter centrifuge has been susceptible to failure. It has been previously assumed that the variation of solid matter content in incoming dirty water is somehow the cause of the failure. The purpose of this thesis was to investigate how solid matter content variation in the flue gas scrubber water affects the decanter centrifuge. The risk of excessive FeCr plant emissions grows when the decanter is out of order and not purifying dirty water.

In this thesis, vibration and load-related torque of the decanter centrifuge and the tapping times of the arc furnace were investigated based on history information. By combining the information, a connection was found between these issues. Solid matter content samples were also taken from the incoming sludge to the decanter centrifuge and the samples were analyzed in the Tornio Works laboratory. The samples were compared with the decanter centrifuge vibration and load-related torque.

When studying the combined results, it was found that solid matter separated during tapping reached the decanter centrifuge after approximately 1.5 - 2 hours. It was also found that centrifuge vibration increased when the concentration of the sludge’s solid matter decreased as well as when load-related torque decreased. Corrective action options to improve the reliability of the decanter centrifuge were planned based on the results of this thesis.

Key words: decanter centrifuge, water treatment, the flue gas scrubber.