Optimisation of the Refractory Lining Thickness in a Flash Smelting Furnace

dc.contributorAalto-yliopistofi
dc.contributorAalto Universityen
dc.contributor.authorKoitto, Jyrki
dc.contributor.departmentKonetekniikan osastofi
dc.contributor.schoolTeknillinen korkeakoulufi
dc.contributor.schoolHelsinki University of Technologyen
dc.contributor.supervisorHänninen, Hannu
dc.date.accessioned2020-12-04T14:15:37Z
dc.date.available2020-12-04T14:15:37Z
dc.date.issued2001
dc.description.abstractTyön 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.fi
dc.format.extent98+17
dc.identifier.urihttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/89398
dc.identifier.urnURN:NBN:fi:aalto-2020120448233
dc.language.isofien
dc.programme.majorKoneenrakennuksen materiaalitekniikkafi
dc.programme.mcodeKon-67fi
dc.rights.accesslevelclosedAccess
dc.titleOptimisation of the Refractory Lining Thickness in a Flash Smelting Furnaceen
dc.titleLiekkisulatusuunin vuorauksen paksuuden optimointifi
dc.type.okmG2 Pro gradu, diplomityö
dc.type.ontasotMaster's thesisen
dc.type.ontasotPro gradu -tutkielmafi
dc.type.publicationmasterThesis
local.aalto.idinssi18263
local.aalto.openaccessno

Files