Studier av degraderingsmekanismer hos rostfria grate plattor

LKAB Contact Lars Petterson    LTU Contact
Posted in Smart pellets

project description only in swedish

Vid LKAB finns idag fyra pelletsverk (tre i Kiruna och ett i Svappavaara) och de är av typen grate-kiln. I ett grate-kiln system sker torkning och förvärmning av råa (blöta) kulsinter (pellets) på en transportband som kallas grate-band eller roster-band. I en roterugn (kiln) så sintras kulorna för att därefter kylas. Ugnen värms med en brännare som eldas med kol eller olja. Transportbandet består av 15 rader av sammankopplade så kallade grate-plattor (roster plates). Under den senaste 10-årsperioden har förslitningen av grate-plattorna vid LKABs kulsinterverk ökat i omfattning. Grate-plattorna håller nu endast i 10 månaders drift, mot tidigare runtomkring 3 år.

Figur nedan visar deras utseende före och efter degradering.

Grate-plattorna är gjorda i rostfritt stål med hög nickelhalt, vilket ger en hög materialkostnad, så det finns en stor potential för kostnadsbesparing i att förlänga livslängden för dessa grate-plattor.

Byten av grateplattor medför i sig kostnader eftersom det blir stillestånd i kulsinterverken när grate-plattorna ska bytas. Under de planerade stoppen skulle även andra delar av grate-kiln systemet bytas ut om inte grate-bandet är i behov av att bytas.

Detta projekt syftar till att undersöka orsakerna till denna degradering och föreslå åtgärder för att kunna öka livslängden. Mekanismerna bakom slitaget av grate-plattorna ska kartläggas för att till fullo förstå vad som påverkar degraderingen samt ge förslag på förbättrat material och/eller konstruktion av transportbandet för att minska material- och underhållskostnaderna.

De förbättrade materialen kommer även kunna användas i roster-stavarna i Malmberget och därmed även förbättra deras prestationsförmåga.

I första delprojektet skall en testrigg för termisk cykling av materialet konstrueras. Dessutom skall både använda och icke använda grate-plattor undersökas med SEM, EDX och optiskt mikroskop för att påpeka skillnader mellan plattorna.

I andra delprojektet skall en modell tas fram som kan beskriva den degradation av grateplattor.

I tredje delprojektet kommer ett samarbete ske mellan materialavdelningen och den tribologiska avdelningen för att tillverka en testrigg som skall kunna utföra erosion av heta gaser av prov. Dessa prov kommer att undersökas och jämföras med in situ grateplattor.

I det fjärde och sista delprojektet kommer nya material att undersökas och testas.

Projektet påbörjades i oktober 2011 och för närvarande konstrueras utrustningen för den termiska cyklingen.