Koksaamon kuivasammutuslaitoksen ulospuhalluskaasun pölynpoistopilotin materiaalien kehittäminen

Abstract

Tämän opinnäytetyön toimeksiantajana on Ruukki Metals Oy:n Raahen terästehtaan koksaamolaitos. Yhtenä tavoitteena oli kehittää koksaamon kuivasammutuslaitoksella aiemmin testijaksossa olleen ulospuhalluskaasun pilot-mittakaavaisen pölynpoistojärjestelmän materiaaleja. Olennaisena osana työtä oli myös tutkia pölynpoistojärjestelmään syntyneitä korroosiovaurioita.

Työ toteutettiin selvittämällä kuivasammutuslaitoksen prosessin olosuhteet. Työssä selvitettiin myös korroosion aiheuttajat ja niiden alkuperä, jonka jälkeen laitteelle laadittiin vaurioanalyysi. Vaurioanalyysi toteutettiin purkamalla pölynerotusjärjestelmä ja leikkaamalla sen teräslevyistä näytepalat korroosion aiheuttaneiden tekijöiden todistamiseksi. Näytepaloja tutkittiin FE-SEM/EDS- menetelmällä Ruukki Metals Oy:n tutkimuskeskuksella.

Taustatietona työhön käytettiin materiaalitekniikkaan ja korroosioon liittyvää kirjallisuutta, koksaamon sisäistä materiaalia, sekä eri alojen asiantuntijoiden haastatteluja. Laaditusta vaurioanalyysistä voidaan päätellä mitä pölynpoistolaitteen testijakson aikana on tapahtunut. Lopuksi tutkittiin ja verrattiin teoriatasolla varteen otettavia materiaaleja, joiden käyttöä voitaisiin harkita täysmittakaavaisessa pölynpoistojärjestelmässä.

Tulokseksi saatiin vaurioanalyysi, jonka perusteella pääteltiin korroosiota aiheuttaneet tekijät ja korroosiomekanismit. Työssä tutkittiin myös erilaisia materiaaleja ja saatiin hyödyllistä tietoa niiden korroosion kestävyydestä ja soveltuvuudesta pölynpoistojärjestelmän toimintaympäristöön. Viisi yleisintä tutkittua materiaalia/pinnoitetta valittiin teoreettiseen vertailutaulukkoon, jossa ehdokkaat pisteytettiin niiden eri ominaisuuksien perusteella. Tätä opinnäytetyötä voidaan hyödyntää taustatietona täysmittakaavaista pölynpoistojärjestelmää suunniteltaessa.

The Raahe Works Coking Plant, Ruukki Metals commissioned this Bachelor’s thesis. One of the objectives was to improve the materials of the pilot scale dust extraction system of exhaust gases that had earlier been in test use at the coking plant’s dry quenching unit. An important part of the work was to examine the damages caused by corrosion to the dust extraction system.

The work started by finding out the process conditions at the dry quenching plant. Also, the reasons for corrosion and their origin were investigated before analyzing the damages of the system. The damage analysis was made by dismantling the dust extraction system and by cutting sample pieces from steel structures to show the causes for corrosion. These sample pieces were examined with the FE-SEM/EDS method in the research laboratory of Ruukki Metals.

The work was based on literature handling corrosion and material technology, coking plant's internal materials and interviews with experts. On the basis of the damage analysis, it can be concluded what has happened during the test use of the dust extraction equipment. Finally, different materials were examined and compared theoretically. These were the materials which could be considered to be used in the full scale dust extraction system.

The result of the work was the damage analysis on the basis of which the factors causing corrosion and the corrosion mechanisms could be concluded. Different materials were examined in this work and it also provided useful information on the corrosion resistance of different materials and their suitability to the operating environment of the dust extraction system. The five most common materials/coatings were selected to a theoretical comparison table in which the candidates were scored according to their characteristics. This Bachelor's thesis can be used as background information when designing the full scale dust extraction system.