Optimisation of the Refractory Lining Thickness in a Flash Smelting Furnace

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology | Diplomityö
Ask about the availability of the thesis by sending email to the Aalto University Learning Centre oppimiskeskus@aalto.fi
Date
2001
Major/Subject
Koneenrakennuksen materiaalitekniikka
Mcode
Kon-67
Degree programme
Language
fi
Pages
98+17
Series
Abstract
Työn tavoitteena oli selvittää liekkisulatusuunin lämpötekniset perusteet vuorauksen paksuuden pienentämiseksi valituissa kohteissa. Vuorauksen paksuuden pienentäminen johtaa investointikustannusten pienemiseen. Työn teoriaosassa on tarkasteltu liekkisulatusuunin prosessia, rakennetta ja materiaaleja sekä uunin jäähdytystä. Uunista on valittu tarkastelukohteita, joihin kohdistuu suuret lämpökuormat ja joissa on paljon tulenkestävää vuorausta. Näiksi kohteiksi valittiin reaktiokuilun seinä ja ala-osa, alauunin sulatilan seinä sekä nousukuilun alaosa. Tarkastelukohteiden rakennetta on käsitelty tarkemmin. Koska lämpökuorma on suurin vuorausta rasittava kuormitus, on lämmönsiirron teoriasta käsitelty kaasujen ja pintojen säteilyä, lämmön johtumista, konvektiota sekä konvektiokiehumista. Soveltava osa koostuu teoreettisista laskelmista ja mallinnustuloksista. Tarkastelukohteissa vuorauksiin kohdistuvat suurimmat kuormitukset eli lämpökuormat on laskettu lämmönsiirron teorian avulla vuorauksen paksuuden muuttuessa. Laskenta on tehty Lotus -taulukkolaskentaohjelmalla iteroiden. Tarkastelukohteena olevasta liekkisulatusuunista on valittu kohteet, joiden teoreettisia lämpökuormia on verrattu olemassa oleviin mittaustuloksiin. Mitatut ja lasketut lämpökuormat vastaavat toisiaan hyvin, mikä vahvistaa laskentamenetelmän luotettavuuden. Vuorauksen kulumisen ja koko uunin toiminnan kannalta jäähdytyksen riittävyys on tärkeää. Riittävyyden varmistamiseksi tarkastelukohtien jäähdytyselementtien vesikanavien seinämien lämpötilat ja jäähdytysveden ulosvirtauslämpötilat on laskettu lämpökuormien avulla vuorauksen paksuuden muuttuessa. On havaittu, että vuoraus kuluu tiettyyn paksuuteen riippumatta siitä, miten paksu uusi vuoraus on. Vuorauksen tasapainotila määräytyy jäähdytyksen ja lämpökuorman mukaan. Suojaava autogeenikerros muodostuu vuorauksen pintaan pysäyttäen sen kulumisen. Reaktiokuilun alaosan ja keskikohdan vuorauksen kulumista on arvioitu MSC Nastran FEM -ohjelman avulla. Mallinnus- ja mittaustulokset vastaavat hyvin toisiaan. Tarkastelun perusteella on todettu, että uunin vuorauksen paksuutta valituissa kohdissa ja siten investointikustannuksia voidaan pienentää noin kaksi miljoonaa markkaa.
Description
Supervisor
Hänninen, Hannu
Keywords
Other note
Citation