Automaattisen pitoisuusmittalaitteiston käyttöönotto peittauslinjalla

Abstract

Tämä opinnäytetyö on tehty SSAB Europe Oy Raahen tehtaan peittauslinjalle. Kirjallisuusosuudessa käsitellään peittauksen kemiaa, peittaustulokseen vaikuttavia asioita ja näiden hallitsemista. Lisäksi teoriaosuudessa selvitetään peittausnesteen pitoisuutta automaattisesti mittaavan laitteiston toimintaperiaate ja käyttö.

Työn tavoitteena on korvata peittausnesteen manuaalinen analysointi linjalle hankitulla automaattisella pitoisuusmittalaitteella. Tavoitteen saavuttamiseksi selvitettiin syy mittalaitteen ilmoittamiin virheellisiin pitoisuuksiin ja tehtiin sen mukaiset korjaustoimenpiteet. Korjaustoimenpiteiden myötä laitteistolle laadittiin kalibrointi- ja huolto-ohjeet. Tavoitteena oli lisäksi pohtia reaaliaikaisen mittaustiedon hyödyntämistä käytännössä: happovirtauksen säädössä. Tätä varten peittauslinjalla toteutettiin erilaisia askelvastetestejä. Pohdintaosuudessa käsitellään askelvastetestin mukaisen säätömuodon etuja, riskejä ja säädön automatisointiin vaadittavia toimenpiteitä.

Työn ohessa nostettiin esille joitakin kyseenalaisia toimintatapoja tai ongelmakohtia peittauslinjalla, jotka vaikeuttavat prosessin säätöä ja siten laadun ja tehokkuuden hallitsemista. Näiden osalta pyrittiin antamaan informatiivinen kuvaus asioiden vaikutuksesta koko peittausprosessiin.

Käytännöllinen osuus toteutettiin sekä pitoisuusmittalaitteen, askelvastetestien että näytteiden analysoinnin osalta SSAB Raahen peittauslinjalla. Askelvastetestien toteuttamiseen ja näytteiden analysointiin käytettiin osittain apuna peittauslinjan käyttöhenkilöstöä.

Automaattisen pitoisuusmittalaitteen käyttöönoton kannalta ratkaiseva toimenpide oli hapon mittaussuureen muuttaminen laitteiston ohjaimelle, joka toteutettiin 2-piste-kalibroinnin avulla. Mittaussuureen muuttamisen seurauksena laitteisto ilmoitti siinä määrin tarkempia pitoisuusarvoja, että laite voitiin todeta käyttöönotettavaksi hyväksyen sen tietyt, toiminnalliset rajat.

Askelvastetestien tulosten perusteella löydettiin toteutettavissa oleva säätömuoto jaksottaisesti ajettavaan peittauslinjaan. Säädön automatisoimiseksi tutkimus vaatii tarkentavaa lisäselvitystä muun muassa venttiilin säätimen ohjearvojen kannalta.

This thesis was conducted for the acid pickling line on SSAB Europe Oy Raahe. Literature section discusses the chemistry of pickling, factors affecting the pickling process and how to manage those. In addition, the theory part explains operating and using the process analysis equipment, which measures the concentrations of pickle liquor automatically.

The aim of this thesis was to replace the manual analysis of the pickle liquor with the automatic content measuring instrument, which has been mounted — but not used on the pickling line. To achieve the objective, it was necessary to investigate why the equipment was displayed with incorrect measuring results. Appropriate corrective operations as well as calibration and maintenance instructions were made for the equipment. The aim was also to consider the use of real-time measurement data in practice — the acid flow control. For this purpose, a variety of step response tests were carried out on the pickling line. The discussion part deals with the benefits and risks of the control form according to the step response tests.

While working, some questionable practices or problem areas in the pickling process were highlighted, mainly which make the process more difficult to control. For these matters the aim was to provide an informative description of the impacts on the entire pickling process.

Practical section comprised of the concentration measuring device, step response tests and the analysis of samples carried out on the pickling line on SSAB Europe Oy Raahe. The operating personnel were partially used as a reference for the implementation of step response tests and analysis of samples.

In terms of the introduction of the automatic content measuring instrument the key operation was changing the acid content measuring unit to a controller. This was accomplished by 2-pointcalibration. As a result of the conversion the equipment announced more accurate concentration values and it was able to be introduced into operation when accepting its specific operational limits.

Based on the results of step response steps was found a feasible control form for a periodically used pickling line. In order to automate the control, the research requires further clarification on, the valve controller instruction values, among other things.