Transcript MPNM14-tukema

Tulenkestävät materiaalit
pyrometallurgisissa prosesseissa
Metallurgiset prosessit ja niiden mallinnus
Keskiviikko 8.10.2014
klo 8-10
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Luennon tavoite
• Luoda yleiskatsaus tekijöihin, joita on
huomioitava tarkasteltaessa
vuorausmateriaaleja ja niiden käyttäytymistä
pyrometallurgisissa prosesseissa
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Sisältö
• Tulenkestävät materiaalit
–
–
–
–
Tehtävät ja rooli pyrometallurgiassa
Rakenne, ominaisuudet
Jaottelu: koostumus, muoto, ...
Valmistus
• Tulenkestäviin kohdistuvat rasitukset
– Kemialliset, termiset, mekaaniset
vs. materiaalin ominaisuudet
• Käytännössä huomioitavia asioita
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Tulenkestävien materiaalien rooli
ja merkitys pyrometallurgiassa
• Pyrometallurgiassa usein korkeat lämpötilat
• Tarvitaan materiaaleja, jotka kestävät
korkeita lämpötiloja
– Sulaminen + Kemialliset reaktiot
• Esim. teräksen, sementin ja lasin valmistus
tai energiantuotanto ei nykymittakaavassa
olisi mahdollista ilman tulenkestäviä
materiaaleja
• Materiaalin rikkoutuminen voi johtaa suuriin
taloudellisiin ja henkilövahinkoihin
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Tulenkestävien tehtävät
• Estää sulia vaurioittamasta vaippaa
– Toimia lämpösuojana sulan ja reaktorin vaipan
välillä
– Suojata vaippaa fyysisesti esim. panostuksen
yhteydessä
• Hidastaa sulan jäähtymistä reaktorissa
– Energian säästö
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Tulenkestävien materiaalien
määritelmä
• Tulenkestävän materiaalin fysikaalinen
muoto ja kemiallinen koostumus säilyvät
korkeissa lämpötiloissa. Materiaalin on
kestettävä vähintään 1500 C:n lämpötila.
• Aine on erittäin tulenkestävä, jos se kestää
vähintään 1830 C:n lämpötilan.
• Eristysmateriaalit ovat tulenkestäviä, jos ne
kestävät 800 C:n lämpötilan.
• ISO1109: Pehmenemislämpötila vähintään
1500 C
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Tulenkestävien materiaalien
yleisiä ominaisuuksia
• Koostuvat usein useista faaseista
– Ei sulamispistettä, vaan pehmenemisalue
• Lämpölaajeneminen huomioitava
• Vaadittavia asioita
– Kestettävä termisiä, kemiallisia ja mekaanisia
rasituksia
– Metallurginen stabiilisuus
•
Ei saa häiritä prosessia
– Työturvallisuus: käyttö ja asennus
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Tulenkestävät metallurgisessa
reaktorissa
• Kulutusvuoraus
• Taustavuoraus
• Eristevuoraus
Esimerkkinä väliallas teräksen
jatkuvavalussa
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Tulenkestävien materiaalien
rakenteesta
•
•
•
•
Runko- eli perusaine
Sideaineet
Lisäaineet
Huokoset
• Massojen asennuksessa käytetään yleensä
vettä
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Tulenkestävien materiaalien
rakenteesta
• Runko- eli perusaine
– Materiaalin tulenkestävä osa
– Mekaanisesti luja; tilavuuspysyvä
– Tärkeimmät ominaisuudet: kemiallinen ja
mineraloginen koostumus sekä raekokojakauma
•
•
Rakeiden väliin jäävä hienoaines = Matriisi
Raekokojakaumalla voidaan vaikuttaa erityisesti
massojen ominaisuuksiin
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Kemiallinen ja mineraloginen
koostumus?
• Kemiallinen koostumus kertoo, missä
suhteessa alkuaineet esiintyvät jossain
faasissa, yhdisteessä tai materiaalissa
– Voidaan esittää kemiallisten yhdisteiden (esim.
SiO2, Al2O3, CaO) määrinä alkuaineiden sijasta
• Mineraloginen koostumus kertoo, missä
suhteessa mineraaleja esiintyy jossain
materiaalissa
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Kemiallinen ja mineraloginen
koostumus?
• Yhdisteen kemiallinen nimi ottaa kantaa vain
kemialliseen koostumukseen
– Esim. ’pii(di)oksidi’ = SiO2 ottamatta kantaa
aineen olomuotoon/kiderakenteeseen
• Mineraalinimi kiinnittää kemiallisen
koostumuksen lisäksi myös kiderakenteen
– Esim. ’kvartsi’ = trigonisen (tai heksagonisen)
kiderakenteen omaava kiinteä SiO2 ( tai )
– On aina väärin puhua sulista mineraaleista, koska
jos aine on sulanut, sillä ei enää ole tiettyä
kiinteän mineraalin kiderakennetta!
•
Jos kvartsia sulatetaan, saadaan sulaa piioksidia
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Tulenkestävien materiaalien mineraaleja
Yksittäisille mineraaleille voidaan esittää
sulamispisteitä, vaikka useista faaseista
(mineraaleista) koostuville tulenkestäville
ei voidakaan!
Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto
Eetu-Pekka Heikkinen, 9.10.2012
Tulenkestävien materiaalien
rakenteesta
• Sideaineet
– Muodostaa sidefaasin, joka sitoo runkoaineen
rakeet toisiinsa
– Usein tulenkestävien materiaalien heikoin osa
– Esim. fosforihappo, fosfaatit, vesilasi, MgCl2,
epäorgaaniset polymeerit, savi,
kalsiumaluminaattisementit, terva, piki, hartsit,
silikaatit, kromaatit ja boraatit
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Tulenkestävien materiaalien
sidostyypit
• Keraaminen sidos
• Tuoresidos (10-30 C)
– Kaikkiin vettä hyödyntäviin
tuoresidoksiin liittyy
hydratoituminen
(’hydraulinen sidos’)
– Sidoksen nimeäminen
käytetyn sidosaineen mukan:
sementtisidos,
hydroksidisidos, jne.
• Lämpösidos (30-300 C)
– Esim. fosfaatit ja orgaaniset
sideaineet (hartsi)
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
– Suorasidos: Uuden kiinteän
faasin muodostuminen
kiinteäntilan diffuusion kautta
(yleensä yli 800 C)
– Sulasidos/lasisidos: Matriisiin
muodostuu pieni määrä
sulafaasia, joka jäähtyessään
jähmettyy lasiksi (luja, mutta
hauras sidos)
– Kasvusidos:
Yksifaasisysteemissä esiintyvä
sidos, kun rakeiden koko
kasvaa lämpötilan noustessa
diffuusion ansiosta
Tulenkestävien materiaalien
rakenteesta
• Lisäaineet
– Asennettavuuden parantaminen ja
ominaisuuksien hienosäätö; erilaisia tehtäviä
•
•
•
•
•
•
Paisunta-aineet kompensoivat kutistumista
Aktivaattorit nopeuttavat/katalysoivat kovettumista
Inhibiitit hidastavat kovettumista ja/tai kaasujen
muodostumista
Deflokkulantit parantavat massojen juoksevuutta
Kuonankeston parantaminen
Metallit suojaavat materiaalin hiiltä hapettumiselta
– Usein vaikea saada tietoa (tuotesalaisuus)
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Tulenkestävien materiaalien
rakenteesta
• Huokoset
– Vaikuttavat lämmönjohtavuuteen sekä siihen
miten sula pääsee tunkeutumaan vuorauksen
sisään
– Voivat olla suljettuja tai avoimia, joista
jälkimmäiset voivat olla läpivirtauksellisia tai
läpivirtauksettomia
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Tulenkestävien materiaalien
rakenteesta
• Materiaalin ominaisuudet riippuvat
rakenteesta
– Rakeiden väliset kontakit - Lujuus
– Mikrorakenne - Terminen kestävyys lämpötilojen
muuttuessa (kyky absorboida säröilyä)
– Ominaispinta-ala ja permeabiliteetti Reaktiivisuus atmosfäärin kanssa
– Huokoisuus - Sulien tunkeutuminen
– Komponenttien jakautuminen rakenteessa Kulumisreaktioiden eteneminen
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Tulenkestävien materiaalien
luokittelu
•
•
•
•
Massat ja tiilet (muotoillut tuotteet)
Käyttökohteen mukaan
Ominaisuuksien (esim. lujuus) mukaan
(Runkoaineen) Kemiallisen tai
mineralogisen koostumuksen mukaan
– Oksidiset ja ei-oksidiset tuotteet
• Käytettyjen sidos- tai lisäaineiden mukaan
• Huokoisuuden mukaan
– Tiheät tuotteet (huokoisuus < 45 til-%)
– Eristystuotteet (huokoisuus > 45 til-%)
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Tiilet
• Perinteisesti käytetyin, joskin massojen
käyttö yleistynyt
• Valmis muoto: suora tiili, puoli- ja
kokoholvitiili, säteistiilet
• Jaottelu valmistustavan mukaan poltettuihin,
polttamattomiin ja sulavalettuihin tiiliin
• Tiilten asennus muuraamalla
– Holvit, seinät, pohjat, arinat
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Tiilet
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Massat
• Saavat lopullisen muotonsa asennuksen
yhteydessä
• Matala- ja ultramatalasementtiset (LC,
ULC) ja sementittömät (CF) massat
• Asennustavan mukaan jaetaan valu-,
ruisku(tus)-, slammaus-, sively- ja
kuivamassoihin
• Kuivaus ja poltto käyttöpaikalla; asennus
vaativampaa kuin tiilien muuraus
• Tiiviit massat: haaste veden poistolle
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Massat
• Massojen käyttö on kasvanut, koska:
– valmistus vaatii pienet investoinnit
– massat ovat joustavia varastoinnin ja käytön
suhteen
– massoja on helppo(?) asentaa
– massat ovat hinnaltaan kilpailukykyisiä
– kestoikä vastaa tiilten kestoikää
– massattuja rakenteita on helppo korjata
(kuumanakin)
– massauksella saadaan saumaton vuoraus
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Tiilet ja massat
• Erilaiset materiaalit eri osissa reaktoria
• Esim. tiilillä vuoratun konvertterin paikkaus
massoja käyttäen
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Eristysmateriaalit
• Uunin tai reaktorin termisen hyötysuhteen
parantaminen hyvän eristyskyvyn omaavia
vuorausmateriaaleja käyttämällä
• Käyttö taustavuorauksena tai kulutuspinnalla
• Keskeiset vaatimukset eristysmateriaaleille:
– Mahdollisimman pieni lämmönjohtavuus
– Mahdollisimman pieni lämpökapasiteetti (lämmön
sitoutuminen vuoraukseen vähäistä)
• Huokosia vähintään 45 %, usein 70-90 %
– Hyvä eristys, mutta heikko lujuus,
kulumisherkkyys, suuri kaasunläpäisevyys
• Keraamisten kuitujen terveyshaitat
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Erityiskappaleet
• Valmiita muotoon tehtyjä kappaleita,
joiden rakenne on spesifisempi kuin
tiilillä
• Yleisiä esim. senkkametallurgiassa ja
jatkuvavalussa
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Tulenkestävien materiaalien
luokittelu pääkomponentin
kemiallisen koostumuksen mukaan
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Luokittelu ISO 1109:n mukaan
Tulenkestävien materiaalien
luokittelu pääkomponentin
kemiallisen koostumuksen mukaan
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Happamat ja emäksiset
vuorausmateriaalit
• Jos kuonan ja vuorauksen emäksisyyksissä
on suuri ero, on riski nopean kulumiseen
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Silikatuotteet
• Käyttö esim. koksauspattereissa ja jatkuvavalun jatketiilissä
• Etuja hyvät lämpölaajenemis- ja tulenkestävyysominaisuudet
– Jo pienet määrät epäpuhtauksia laskevat merkittävästi
sulamislämpötilaa
•
Pyrkimys puhtaisiin raaka-aineisiin
• Heikkouksia
– Alkaleja sisältävät kaasut korrodoivat silikaa
– Korkeissa lämpötiloissa pelkistävät kaasut pelkistävät silikaa
kaasuksi (SiO)
– Suuret tilavuudenmuutokset faasimuutosten yhteydessä
(mineraloginen koostumus tärkeä)
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
SiO2:n faasimuutokset
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Samotti-tuotteet
• 10-45 % Al2O3 +
’loput’ SiO2
– Koko Al2O3-SiO2systeemin
koostumusalue on
tulenkestävä
– Käyttö perustuu
mulliitin (3A2S)
muodostumiseen
(erittäin tulenkestävä;
vähäinen
lämpölaajeneminen)
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Samotti-tuotteet
• Käyttö esim. masuuneissa ja lämpökäsittelyym. uuneissa sekä taustavuorauksena
• Käyttö vähentynyt, kun siirrytty korkeaaloksisiin ja emäksisiin vuorauksiin
(laatuvaatimukset)
• Epäpuhtaudet laskevat sulamislämpötilaa
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Aloksi-tuotteet
• Al2O3-SiO2-systeemi; korkea Al2O3-pitoisuus
• Käyttö esim. senkkojen ja välialtaan
taustavuorauksena sekä masuuneissa ja
rikinpoistoaseman lanssissa
– Korkea-aloksituotteita terässenkoissa ja
valokaariuuneissa
• Tiukentuneet vaatimukset ovat johtaneet
siihen, että raaka-aineet ovat nykyisin
synteettisiä
• Korkea tulenkestävyys ja kuumalujuus, hyvä
kuonankesto
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Emäksiset materiaalit
•
•
•
•
Erittäin hyvä tulenkestävyys
Kestäviä emäksisiä kuonia vastaan
Korkea termodynaaminen stabiilisuus
Sisältävät usein MgO:a ja Cr2O3:a eri
suhteissa
– Nimeäminen MgO:n määrän mukaan
•
Magnesia, magnesiakromi, kromimagnesia
– Lisäksi CaO, Al2O3, SiO2, Fe2O3
•
Doloma, kromiitti, forsteriitti
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Emäksiset materiaalit
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Emäksiset materiaalit
•
•
•
•
•
•
Käyttö lisääntynyt terästeollisuudessa
Magnesia: VKU, terässenkat, BOF, AOD, ...
Magnesiakromi: sementtiuunit
Kromimagnesia: VKU kuonarajan yläpuolella
Doloma: VKU, terässenkat, BOF, AOD
Kromiitti: käyttö vähentynyt kromimagnesia
vuorausten käytön lisääntyessä
• Forsteriitti: kestää rautapitoisia kuonia
vastaan 1400 C:een asti
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
ZrO2-pohjaiset materiaalit
• ZrSiO4 = zirkoni = zirkoniumsilikaatti
• ZrO2 = zirkonia = zirkoniumoksidi
(Zr = zirkonium)
• Hyvä tulenkestävyys, korkea
termodynaaminen stabiilisuus
• Puhtaana lukuisia kidemuotoja
– Käyttö edellyttää seostamista
•
CaO-, MgO- tai Y2O3-stabilointi pitää
korkean lämpötilan faasit metastabiileina
matalammissakin lämpötiloissa
• Käyttö jatkuvavalun erikoiskappaleina
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
MgO-Al2O3-pohjaiset materiaalit
• Spinellimateriaalit ja spinelliä
muodostavat materiaalit
• Käyttö terässulaton kohteissa
(esim. senkka)
• Tulenkestävä, termodynaamisesti
stabiili, kuonankestävä ja kallis
• btw: ’spinelli’ voi tarkoittaa
– MgAl2O4-mineraalia
– R2+R23+O4-ryhmän mineraaleja
(spinelli, kromiitti, magnetiitti)
– synteettisiä spinellityyppisiä kiteitä
kuten ferriittiä ja jalokivijäljitelmiä
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Grafiitti
• Suuri lämmönjohtavuus
• Kestää hyvin lämpötilanvaihteluja
• Hyvä kuonankestävyys
– Huono kostutus oksidisulien kanssa
• Liukenee useimpiin metalleihin
• Käyttö sellaisenaan tai yhdessä oksidisten
materiaalien kanssa
• Ei sula, joten tarvitaan erillinen sidosaine
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Karbidit
• Lähinnä piikarbidi, SiC
• Ei sula (sublimoituu 2700 C:ssa), joten
tarvitaan erillisiä sidosaineita
– Oksidisidottu, nitridisidottu, piikarbidisidottu (piin ja
hiilen poltto), SiAlON-sidos
• Hyvä lämmönjohtokyky ja kulutuksenkesto
• Liukenee metallisuliin, herkkä hapettumiselle
• Käyttö masuuneissa, kuumennusuuneissa,
lämmönvaihtimissa.
• Muita karbideja: B4C ja TiC
– Käyttö kuluttavissa kohteissa (kovia)
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Nitridit ja oksinitridit
• Hyvä tulenkestävyys, lujuus ja lämpöshokin
kesto
• Käyttö yhdessä muiden aineiden kanssa
• Si3N4; eniten käytetty
• AlN; käyttöä rajoittaa hapettumisherkkyys
– Mek. ominaisuuksiltaan vastaava ja kemiallisesti
kestävämpi on AlON (mutta kallis)
• BN; valuputken kuonarajalla
• Sialonit (Si3N4-AlN-Al2O3-kiinteitä liuoksia):
esim. piikarbidin sidefaasina
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Tulenkestävien materiaalien
valmistus
• Raaka-aineet luonnonmateriaaleja tai
synteettisiä raaka-aineita
– Rajoitukset epäpuhtauksien suhteen ovat
johtaneet synteettisten raaka-aineiden
käytön yleistymiseen
• Valmistusmenetelmät:
– Sahaamalla suuremmista kappaleista
– Sulatus ja valu (sulavaletut)
– Hienokeraaminen menetelmä: hienojauhatus,
lietevalu, suulakepuristus, isostaattinen puristus
– Karkeakeraaminen menetelmä: murkaus,
luokitus, muotoilu, kuivaus, poltto
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Vuorauksiin kohdistuvat
rasitukset
• Termiset
• Kemialliset
• Mekaaniset
• Erilaiset rasitukset voivat kohdistua
vuoraukseen yhtä aikaa
• Rasitukset vaihtelevat ajallisesti ja
paikallisesti
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Esimerkkinä terässenkka
Vuorauksiin kohdistuvat
rasitukset
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Termiset rasitukset
•
•
•
•
Korkea lämpötila
Jälkilaajenema ja -kutistuma
Lämpötilan vaihtelut
Sulan metallin tunkeutuminen
vuorausmateriaaliin
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Termisiin rasituksiin liittyvät
ominaisuudet
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Tulenkestävyys (myös kuormitettuna)
Painepehmeneminen ja -juoksevuus
Kuumataivutuslujuus
Lämpölaajeneminen
Pysyvä mittamuutos (jälkilaajenema)
Lämpötilan vaihteluiden kesto
Lämmönjohtavuus
Lämpökapasiteetti
Tilavuuspaino
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Kemialliset rasitukset
• Vuorausmateriaalin ja sulan kuonan väliset reaktiot
– Vuorauksen liukeneminen kuonaan
– Kuonan tunkeutuminen vuorauksen huokosiin
– Uuden faasin syntyminen rajapinnalle
• Vuorausmateriaalin ja sulan metallin väliset reaktiot
– Analogiset vuoraus-kuona-reaktioiden kanssa
• Vuorausmateriaalin ja atmosfäärin väliset reaktiot
– Hapettuminen, pelkistyminen, sulfatoituminen,
hydratoituminen, alkalien aiheuttamat reaktiot, ...
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Kemiallisiin rasituksiin liittyvät
ominaisuudet
• Kemiallinen ja mineraloginen koostumus
• Huokoisuus ja kaasunläpäisevyys
• Termodynaaminen stabiilisuus ja
kemiallinen kestävyys kuonia, metallisulia ja
kaasuja vastaan
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Mekaaniset rasitukset
• Staattinen kuormitus
– Vuorauksen oma paino
• Dynaaminen kuormitus
– Reaktorin ja sen osien liikkeet
• Väliaineen kuluttava vaikutus
– Hiukkaset ja pisarat kaasun mukana
– Panostus
• Jännityksiä voi syntyä myös vääränlaisen
asennuksen vuoksi
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Mekaanisiin rasituksiin liittyvät
ominaisuudet
•
•
•
•
•
Puristuslujuus
Hankauslujuus
Taivutuslujuus
Huokoisuus
Tiheys
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Tulenkestävien materiaalien
käytössä huomioitavia asioita
•
•
•
•
•
•
•
Rakenne
Asennus
Käyttö
Turvallisuus
Kunnossapito
Energia ja talous
Kierrätys
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Tulenkestävistä materiaaleista
aiheutuvat kustannukset
• Materiaali(nhankinta)kustannukset
• Asennuskustannukset
– Kuivaus- ja ylöslämmityskustannukset
• Korjaus- ja purkukustannukset
• Varastointikustannukset
+ Vuorauksen vaikutus
– tuotteen laatuun
– prosessin luotettavuuteen
– työntekijöiden terveyteen
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Yhteenveto
• Tulenkestäviä materiaaleja tarkasteltaessa
huomioitavia asioita
– Rakenne
•
•
–
–
–
–
–
–
Materiaalin rakenne
Reaktorin tai vast. rakenne
Kemiallinen ja mineraloginen koostumus
Ominaisuudet
Käyttökohde ja sen asettamat vaatimukset
Käytännön rajoitukset yms.
Kustannukset
Turvallisuus
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014
Kiitokset
• JK2387/01 -projekti tulenkestäviä
materiaaleja käsittelevän oppimateriaalin
laatimiseksi
– Oulun yliopiston prosessimetallurgian lab.
(Oulu), MEFOS (Luleå), Bergsskolan
(Filipstad)
– Rautaruukki (Raahe), SSAB (Luleå)
– Jouko Härkki, Christina Viklund-White, Tommi
Niemi, Hannu Makkonen, Voicu Brabie,
Tommy Johansson, Jaakko Kärjä, Sune Mukka
Prosessimetallurgian tutkimusryhmä
Eetu-Pekka Heikkinen, 2014