Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
PRAKTIKI_LARKO-fondo.compressed
1.
2. 1.Εισαγωγή
Η έκθεση αυτή αναφέρεται στην εργασία µου στο εργοστάσιο της ΛΑΡΚΟ, στη Λάρυµνα τον
Ιούλιο του ’97. Εργάσθηκα εκεί σαν ασκούµενος µηχανικός, στα πλαίσια του µαθήµατος
«µεγάλες µεταλλουργικές ασκήσεις», της σχολής Μηχανικών Μεταλλείων-Μεταλλουργών
του ΕΜΠ.
Αρχικά αφού προµηθεύτηκα τα µέσα ασφαλείας, οι µηχανικοί µε ξενάγησαν λεπτοµερώς στο
εργοστάσιο. Στη συνέχεια εργάσθηκα στο τµήµα των καµίνων αναγωγικής τήξης (Η/Κ) όπου
µελέτησα τα πιο κάτω αντικείµενα:
• ∆ειγµατοληψία σκουριάς µε ταυτόχρονη καταγραφή των παραµέτρων λειτουργίας του
καµινιού (καµίνι IV).
• Χρονοµέτρηση και καταγραφή των ενεργειών των γερανών του τµήµατος των
ηλεκτροκαµίνων (Π2).
Έτσι έχοντας µια γενική εικόνα των διεργασιών που γίνονται στο εργοστάσιο, στο πρώτο
µέρος της εργασίας µου περιγράφω τη λειτουργία του. Εκτενής αναφορά γίνεται στο τµήµα
των Η/Κ. Επιπλέον αναφέρω κάποια στοιχεία περί νικελίου.
Στο δεύτερο µέρος της εργασίας µου, γίνεται αναφορά και συζήτηση των αποτελεσµάτων.
Θεωρώ ότι ωφελήθηκα πολύ από την εργασία µου σε αυτή τη βιοµηχανική µονάδα. Η φύση
του µηχανικού είναι να εργάζεται «στην παραγωγή», όπου πρέπει να έχει τη γνώση για να
αντιµετωπίζει πολλά και πιθανώς δυσεπίλυτα προβλήµατα. Αυτή η γνώση δεν κατακτείται µε
διάβασµα, µα µε εµπειρία. Και σίγουρα η θεωρητική αντιµετώπισή τους απέχει πολύ από την
πρακτική σε βιοµηχανική κλίµακα. Στη βιοµηχανία τα προβλήµατα που ένας µηχανικός έχει
να αντιµετωπίσει µπορεί να αφορούν το κόστος, την τήρηση των χρόνων παράδοσης, την
ασφάλεια του προσωπικού και των εγκαταστάσεων και πιθανώς ακόµη προβλήµατα που
προκύπτουν από την κακή σχέση µεταξύ του προσωπικού.
Το πιο σηµαντικό που αποκόµισα από την εργασία µου αυτή όµως, είναι η συνειδητοποίηση
της αξίας που έχουν για έναν εργαζόµενο τα µέσα εργασίας και η τήρηση του κανονισµού
εργασίας. Μέχρι να το δω αυτό στην πράξη, πίστευα ότι όλα αυτά είναι εντελώς τυπικά. Στην
ουσία όµως σε µια βιοµηχανία ο κίνδυνος παραµονεύει παντού και η χρήση των µέσων
ασφαλείας πρέπει να γίνει µια αυθόρµητη καθηµερινή συνήθεια. Ιδιαίτερα ο µηχανικός
πρέπει να είναι αυτός που θα «δίνει το καλό παράδειγµα».
Τέλος θα ήθελα να ευχαριστήσω όλους τους εργαζοµένους της εταιρίας µε τους οποίους
συνεργάσθηκα άψογα και κυρίως τους µηχανικούς: ∆ηµήτρη Καµαργιάρη, Βασίλη
Ριτσογιάννη, Μάρκο Ζέρβα, Βασίλη Σταµατιάδη, Γιώργο Βαλωµένο και Νίκο Μπόµπολη.
3. 2.Nικέλιο
Το νικέλιο έχει ατοµικό αριθµό Z=28, ατοµικό βάρος 58,71, ειδικό βάρος στους 20 ο
C 8,5
gr/cm3
, ειδική θερµότητα στους 17 ο
C 0,1034, σηµείο τήξης 1450 ο
C, και σηµείο ζέσης 2150
ο
C. Το ανακάλυψε ο Kronstedt to 1751 και το παρήγαγε o Bergman το 1775 κατά την
κατεργασία σουηδικών µεταλλευµάτων κοβαλτίου. Η λεπτοµερής µελέτη των ιδιοτήτων του
έγινε το 1804 από τον Richter.
2.1 Πηγές νικελίου
Βιοµηχανικές πηγές νικελίου θεωρούνται τα µικτά θειούχα και τα οξειδωµένα
µεταλλεύµατα πολυπλόκου ορυκτολογικής σύστασης. Επιπλέον πηγή νικελίου αποτελούν τα
scraps και διάφορα νικελιούχα υπολείµµατα άλλων µεταλλουργιών.
2.2 Θειούχα µεταλλεύµατα
Βασικό ορυκτό του νικελίου στα θειούχα µεταλλεύµατα είναι ο πεντλανδίτης (Nis.FeS µέχρι
Nis.2FeS) και σε λιγότερο βαθµό ο νικελιούχος πυρροτίνης (στερεό διάλυµα Ni µέσο σε
FenSn+1). Άλλα ορυκτά όπως ο µιλλερίτης (NiS) κλπ είναι περιορισµένης σηµασίας. Με τα
πιο πάνω ορυκτά συναντούνται πάντα ορυκτά του χαλκού του κοβαλτίου και ενώσεις των
µετάλλων της οµάδας της πλατίνας (Pt, Os, Ir, Rh, Ru, Pd).
Από το θειούχο µετάλλευµα αποµακρύνονται µε επίπλευση τα σύνδροµα, που αποτελούνται
κυρίως από µαγνητίτη και από διάφορες πυριτικές ενώσεις του σιδήρου, µαγνησίου και
αργιλίου. Έτσι προκύπτει µικτό συµπύκνωµα πεντλαδίτη-χαλκοπυρίτη. Αν είναι δυνατόν το
συµπύκνωµα διασπάται µε διαφορική επίπλευση σε συµπύκνωµα νικελίου (πεντλαδίτη) και
χαλκού (χαλκοπυρίτη).
2.3 Οξειδωµένα µεταλλεύµατα
Το οξειδωµένα µεταλλεύµατα προέρχονται από λατεριτική αποσάθρωση βασικών
εκρηξιγενών πετρωµάτων µε ασήµαντη ποσότητα νικελίου και περιέχουν ως κύριο ορυκτό
τον γαρνιερίτη. Πρόκειται για ένυδρο σύνθετο πυριτικό αλάτι νικελίου και µαγνησίου
(nNiΟ.SiO2, mMgO.SiO2.xH2O) µε µεταβλητή περιεκτικότητα νικελίου.
Κατά τη λατεριτική εξαλλοίωση τέτοιων πετρωµάτων, ο σίδηρος, το νικέλιο, το κοβάλτιο και
το µαγγάνιο µεταβαίνουν στο διάλυµα, µαζί µε ποσότητα κολλοειδούς πυριτικού οξέος. Ο
σίδηρος και το µαγγάνιο οξειδώνονται γρήγορα και κατακρηµνίζουν επί τόπου υδροξείδια,
συµπαρασύροντας το περισσότερο κοβάλτιο και µέρος του νικελίου. Σχηµατίζονται έτσι επί
της επιφάνειας νικελιούχα µεταλλέυµατα χαρακτηριζόµενα σαν «λατερίτες».
Βαθύτερα, το όξινο διάλυµα έρχεται σε επαφή µε υγιές πέτρωµα και εξουδετερώνεται.
Αποτέλεσµα αυτής της εξουδετέρωσης είναι η εκλεκτική κατακρήµνιση του νικελίου µε
ποσότητα λίγου µαγνησίου, ενώ µεγάλο µέρος του τελευταίου παραµένει διαλυµένο και
απάγεται. Κάτω από αυτές τις συνθήκες, αποτίθεται µέσα σε ρωγµές των πετρωµάτων µέσα
από τα οποία διέρχονται τα κατερχόµενα νερά. Τα προκύπτοντα µεταλλεύµατα, που είναι
σχετικά πλούσια σε νικέλιο και φτωχά σε σίδηρο, χαρακτηρίζονται σαν «γαρνιερίτες».
Τα σύνδροµα τόσο στους λατερίτες όσο και στους γαρνιερίτες είναι υδροξείδια του σιδήρου
και διαφόρων πυριτικών ενώσεων, που βρίσκονται κάτω από τέτοιες συνθήκες που
αποκλείουν τον διαχωρισµό του συµπυκνώµατος του νικελίου µε φυσικές µεθόδους. Κατά
συνέπεια τα οξειδωµένα µεταλλεύµατα δεν µπορούν να εµπλουτιστούν.
2.4 Scrap-νικελιούχα υπολείµµατα
4
4. Σηµαντικές ποσότητες scrap προέρχονται από τη µεταλλουργία παρασκευής ανοξείδώτων
χαλύβων ή άλλων νικελιούχων χαλύβων και τις µηχανουργικές εγκαταστάσεις κατεργασίας
αυτών. Το περιεχόµενο νικέλιο ανακτάται µε απ’ ευθείας ανακύκλωση στις αντίστοιχες
µεταλλουργίες. Υπολογίζεται ότι το 15% της κατανάλωσης νικελίου για κατασκευή
ανοξείδωτων χαλύβων, καλύπτεται από αυτή την ανακύκλωση.
Άλλη πηγή νικελίου συνιστούν άλλες µεταλλουργίες όπως αυτή του χαλκού.
2.5 Χρήσεις-παραγωγή νικελίου
Το σηµαντικότερο κέντρο εκµετάλλευσης οξειδωµένων µεταλλευµάτων είναι η νέα
Καληδονία που τροφοδοτεί την Ιαπωνία µε µετάλλευµα και τη Γαλλία µε ενδιάµεσα
µεταλλουργικά προϊόντα. Εκτεταµένη εκµετάλλευση γίνεται στην πρώην Σ. Ένωση και την
Κούβα, ενώ εγκαταστάσεις εκµετάλλευσης και κατεργασίας οξειδωµένων µεταλλευµάτων
λειτουργούν στις ΗΠΑ, τη Βραζιλία και την Ελλάδα.
Μεγάλος παραγωγός θειούχων µεταλλευµάτων νικελίου είναι Καναδάς από τον οποίο
προέρχεται το 60% της παγκόσµιας παραγωγής νικελίου.
Ο κυριότερος καταναλωτής νικελίου είναι η παραγωγή ανοξείδωτων χαλύβων που απορροφά
το 35-40% της παγκόσµιας παραγωγής. Υπολογίζεται ότι 1000 τόνοι χάλυβα αντιστοιχούν σε
1 τόνο νικελίου. Νικέλιο καταναλώνει επίσης, η παραγωγή ειδικών κραµάτων ειδικών
χαλύβων, η χηµική βιοµηχανία, και η βιοµηχανία τροφίµων.
5
5. Α΄ Μέρος
Περιγραφή του εργοστασίου
1.Γενικά
Το µεταλλουργικό εργοστάσιο της ΛΑΡΚΟ (ΣΕΛ) στη Λάρυµνα, έχει τέσσερα παραγωγικά
τµήµατα:
• Τµήµα διακίνησης και προπαρασκευής των πρώτων υλών (Π0)
• Τµήµα περιστροφικών καµίνων (Π1)
• Τµήµα ηλεκτρικών καµίνων αναγωγικής τήξης (Π2)
• Τµήµα µεταλλακτών OBM (Π3)
Επιπλέον υπάρχει το τµήµα των pellets, καθώς και βοηθητικά τµήµατα όπως αυτό της
συντήρησης.
Στην έκθεση αυτή γίνεται εκτενής περιγραφή του τµήµατος Π2-που ήταν και το τµήµα όπου
εργάσθηκα- και κάπως πιο συνοπτική περιγραφή των άλλων τµηµάτων. Επιπλέον
συνοδεύεται από στοιχειώδες διάγραµµα ροής.
6
6.
7. 2.Τµήµα διακίνησης και προπαρασκευής των πρώτων
υλών (Π0)
Το Π0 είναι το µέρος αυτό του εργοστασίου όπου εισάγονται οι πρώτες ύλες, τοποθετούνται
σε σιλό για αποθήκευση και στη συνέχεια αναµειγνύονται για να µπουν στο κύκλωµα του
εργοστασίου.
Στο εργοστάσιο χρησιµοποιείται τριών ειδών µετάλλευµα:
• µετάλλευµα Αγ. Ιωάννη (ΜΕΙ)
• µετάλλευµα Καστοριάς (ΜΕΕ)
• µετάλλευµα Κοζάνης (ΜΕΚ)
Το ΜΕΙ και το ΜΕΚ έρχονται στο εργοστάσιο µε φορτηγό και το ΜΕΕ µε καράβι. Στις
Περιστροφικές Καµίνους (Π/Κ) χρησιµοποιείται λιγνίτης και γαιάνθρακας οι οποίοι επίσης
αποθηκεύονται σε σιλό στο Π0 και αναµειγνύονται µε το µετάλλευµα στην προκαθορισµένη
αναλογία. Αυτή είναι για 1 tn µετ/τος, 120 kg λιγνίτη και 40 kg γαιάνθρακα.
Τα µηχανήµατα που χρησιµοποιούνται στο Π0 είναι κυρίως οι µεταφορικές ταινίες. Ο όγκος
των υλικών που διακινούνται είναι τεράστιος και συχνά παρατηρούνται φθορές στις ταινίες,
που αν δεν επισκευαστούν εγκαίρως οδηγούν στην καταστροφή τους. Τότε καλείται ο
µηχανικός να επέµβει και χρησιµοποιώντας είτε εφεδρικές είτε αλλάζοντας την διάταξη των
ήδη διαθέσιµων, να συνεχίσει να τροφοδοτεί τις Π/Κ χωρίς διακοπή. Στο εργοστάσιο δεν
γίνεται καµία προπαρασκευή ή εµπλουτισµός των πρώτων υλών.
7
8. 3.Τµήµα περιστροφικών καµίνων (Π1)
Στο τµήµα των Π/Κ γίνεται η ξήρανση, η πύρωση, και η αναγωγή του µεταλλεύµατος. Το
Π1 περιλαµβάνει τέσσερις Π/Κ καθώς και όλες τις βοηθητικές εγκαταστάσεις (συσκευές
αποκονίωσης, καµινάδες, κλπ)
3.1 Λειτουργία περιστροφικής καµίνου
Η Π/Κ είναι µια σχετικά απλή κατασκευή: ένας κεκλιµένος κύλινδρος µήκους γύρω στα
100m διαµέτρου περίπου 5m και κλίσης 2-4%.Περιστέφεται µε ταχύτητα 0,5-5 στροφές το
λεπτό. Όπως ήδη αναφέρθηκε υπάρχουν τέσσερις κάµινοι διαφορετικής χρονολογίας
κατασκευής και φυσικά διαφορετικών προδιαγραφών. Έτσι υπάρχουν κάµινοι οι οποίοι έχουν
µήκος µικρότερο ή µεγαλύτερο από 100m και διαφορετική διάµετρο. Τα πιο πάνω µεγέθη
αναφέρονται για να δώσουν µια ιδέα για την τάξη µεγέθους των συσκευών αυτών.
Η Π/Κ εδράζεται πάνω σε ράουλα (κυλινδρικά εξαρτήµατα πάνω στα οποία κυλίεται ο
κύλινδρος). Για την καλή λειτουργία τους είναι απαραίτητη η ψύξη και η λίπανσή τους.
Γι’ αυτό βρίσκονται ηµιβυθισµένα µέσα σε µια δεξαµενή νερού.
Η κίνηση δίνεται από ηλεκτροκινητήρα που βρίσκεται κάπου στο µέσο του σώµατος (καµιά
φορά ο κύλινδρος της καµίνου αναφέρεται ως σώµα). Κατά µήκος του σώµατος βρίσκονται
ανεµιστήρες που παρέχουν τον αέρα που απαιτείται για την καύση του άνθρακα. Τέλος στην
έξοδο της καµίνου υπάρχει ο καυστήρας που παρέχει τις θερµίδες για την έναυση του
άνθρακα. Θα πρέπει να τονιστεί εδώ ότι η κίνηση των καπναερίων γίνεται κατά αντιρροή και
έτσι εξασφαλίζεται καλύτερη εναλλαγή θερµότητας.
Η κάµινος εξωτερικά είναι κατασκευασµένη από χάλυβα και εσωτερικά φέρει
αργιλλοπυριτική επένδυση. Οι θερµοκρασίες της καµίνου είναι της τάξης των
900o
C -σχετικά χαµηλές - και γι’ αυτό δεν απαιτείται ακριβή επένδυση. Έχει ενδιαφέρον να
αναφέρουµε τον τρόπο που αυτή χτίζεται: Τα τούβλα έχουν σχήµα τοµέα κύκλου.
Κολλιούνται µε κόλλα στο εσωτερικό. Είναι πρακτικά αδύνατο ο κύκλος να κλείσει µε
ακέραιο αριθµό τούβλων. Έτσι στο κάτω µέρος αφήνουν µια γραµµή η οποία γεµίζεται µε
ένα κοµµάτι του τούβλου. Όταν η κάµινος τίθεται σε λειτουργία η κόλλα καταστρέφεται και
τα τούβλα διαστέλλονται και µ’αυτόν τον τρόπο συγκρατούνται στη θέση τους. Με τον καιρό
δηµιουργούνται µικροφθορές. Αν δεν είναι απαραίτητη η ολική αλλαγή ενός τµήµατος της
επένδυσης κολλιούνται σιδεράκια σχήµατος µικρού «γ» και πάνω σ’αυτα τοποθετείται λάσπη
από πυρόχωµα.
Κάθε κάµινος έχει το χειριστήριό της όπου υπάρχουν όργανα που πληροφορούν για τη
θερµοκρασία στα διάφορα σηµεία και διακόπτες για τη ρύθµιση της λειτουργίας της.
Η Π/Κ είναι µια συσκευή που µπορεί να δεχτεί µια αρκετά µεγάλη ποικιλία καυσίµων. Στον
καυστήρα που βρίσκεται στην έξοδο της καµίνου παρέχεται µαζούτ, ενώ το µετάλλευµα
αναµιγνύεται µε λιγνίτη και γαιάνθρακα (1tn µεταλλεύµατος αναµιγνύεται µε 120kg λιγνίτη
και 40kg γαιάνθρακα). Πρώτος καίγεται ο λιγνίτης που παρέχει τις απαιτούµενες θερµίδες για
θέρµανση και ξήρανση ενώ ο γαιάνθρακας ως πιο σκληρός καίγεται δεύτερος. Σηµαντική
ποσότητα γαιάνθρακα παραµένει άκαυστος στην έξοδο της καµίνου και δρα ως αναγωγικό
µέσα στο καµίνι αναγωγικής τήξης.
Μέσα στην κάµινο δηµιουργείται αναγωγικό µίγµα CO/CO2.Μ’ άλλα λόγια η αναγωγή δεν
γίνεται από τον άνθρακα αλλά από το CO. Γι’ αυτό και η αναγωγή ελέγχεται από την
διάχυση. Στην Π/Κ γίνεται σταδιακή (όχι πλήρης) αναγωγή των οξειδίων του σιδήρου ενώ το
οξείδιο του νικελίου µπορούµε να πούµε ότι ανάγεται πλήρως (στην πραγµατικότητα στο
ΠΕΚ υπάρχουν και οξείδια του Ni). O έλεγχος της αναγωγής γίνεται µε τον υπολογισµό του
8
9. βαθµού αναγωγής που ορίζεται ως εξής: Bαθµός αναγωγής=
2+
Fem
Fetot
m
Η αναγωγή των οξειδίων
του σιδήρου γίνεται σε 3 στάδια:
Fe2O3 →Fe3O4 →FeO → Fe
Η ποσότητα του άνθρακα που εισάγεται στο κύκλωµα είναι καθοριστική για την απόδοσή
του: Λίγος άνθρακας σηµαίνει όχι πλήρη αναγωγή του Ni µε συνέπεια αυτό να χάνεται στη
σκουριά. Αν αντιθέτως χρησιµοποιήσουµε πολύ άνθρακα τα οξείδια του σιδήρου θα
αναχθούν σε σηµαντικό βαθµό και έτσι θα έχουµε φτωχό σε Ni µέταλλο.
Το αναγµένο µετάλλευµα (ΠΕΚ) αφού περάσει απ’ το περιστρεφόµενο κόσκινο που
βρίσκεται στην έξοδο της καµίνου (για συλλογή των χιτώνων) συγκεντρώνεται σε ένα σιλό
απ’ όπου µε τα µπεν (κάδοι µε ανοιγόµενο πάτο για την τροφοδοσία των Η/Κ) τροφοδοτείται
στις Η/Κ.
Τα καπναέρια1
οδηγούνται σε συσκευές αποκονοίωσης για κατακράτηση της σκόνης. Στις
Π/Κ Ι ΙΙ & ΙΙΙ χρησιµοποιούνται σε πρώτη φάση πολυκυκλώνες που συγκρατούν το 70% της
σκόνης και στη συνέχεια πύργοι πλύσης (Venturi washers) ενώ στην Π/Κ IV
χρησιµοποιούνται ηλεκτρόφιλτρα. Μέρος της σκόνης ανακυκλώνεται1
µε µορφή πέλετς.
Στη συνέχεια τα καπναέρια οδηγούνται στην µεγάλη καµινάδα (ύψους 150m περίπου) απ’
όπου εναποτίθενται στο περιβάλλον. Κάθε κάµινος έχει επιπλέον τη δική της καµινάδα
φυσικού ελκυσµού για την περίπτωση που για κάποιο λόγο η µεγάλη καµινάδα δεν µπορεί
να χρησιµοποιηθεί.
Η εµπειρία έχει βοηθήσει στην επίλυση κάποιων σηµαντικών προβληµάτων. Η δηµιουργία
χιτώνων (συσσωµατωµάτων αρκετών εκατοστών) ήταν ένα σηµαντικό πρόβληµα. Η χρήση
του βιοµηχανικού πυροβόλου και του (κυλινδρικού) περιστρεφόµενου κόσκινου στην
έξοδο της καµίνου έχει βοηθήσει στην επίλυση αυτού του προβλήµατος.
3.2 Π/Κ IV
Η Π/Κ IV είναι η πιο µεγάλη κάµινος του εργοστασίου και ταυτόχρονα η πιο σύγχρονη. Η
ρύθµιση της λειτουργίας της γίνεται από σύστηµα ηλεκτρονικών υπολογιστών (FLS). O
έλεγχος γίνεται από ηλεκτρονικά όργανα ακριβείας και θέτοντας τους στόχους ο χειριστής, το
σύστηµα από µόνο του αλλάζει τις παραµέτρους που χρειάζεται για να επιτευχθούν οι στόχοι
αυτοί. Κάθε φορά που υπάρχει υπέρβαση κάποιων ορίων υπάρχει προειδοποίηση και ο
χειριστής έχει πάντα τη δυνατότητα να πάρει την κατάσταση στα χέρια του
απενεργοποιώντας το αυτόµατο σύστηµα.
1
Αναφορά σε επόµενη ενότητα
9
10. 4.Τµήµα ηλεκτρικών καµίνων αναγωγικής τήξης (Π2)
Στο Τµήµα ηλεκτρικών καµίνων αναγωγικής τήξης (Π2) γίνεται η αναγωγική τήξη του
µεταλλεύµατος και η εξαγωγή του Ni µε τη µορφή Fe-Ni.
Το τµήµα περιλαµβάνει 5 Η/Κ (µε ισχύ 26MW για το καθένα από τα καµίνια Ι,ΙΙΙ,ΙV-32MW
το II και 44MW το V) και όλες τις βοηθητικές εγκαταστάσεις(γερανούς, σαργιό, λούκια για
µεταφορά της σκουριάς στις δεξαµενές απόθεσης κλπ).
4.1 Περιγραφή του ηλεκτρικού καµινιού αναγωγικής
τήξης (Η/Κ)
Το Η/Κ είναι µία συσκευή που λειτουργεί µε ηλεκτρικό ρεύµα. Το ρεύµα από το δίκτυο της
∆ΕΗ (υψηλής τάσης) πηγαίνει στον µετασχηµατιστή. Κάθε καµίνι έχει το δικό του
µετασχηµατιστή όπου το ρεύµα µετασχηµατίζεται σε ρεύµα σχετικά χαµηλής τάσης (≅380V)
και υψηλής έντασης (≅60KA).Όλα αυτά τα στοιχεία διαφέρουν από καµίνι σε καµίνι και
µεταβάλλονται ανάλογα µε το σε ποια φάση βρίσκεται (αύξησης /πτώσης τάσης ή κανονικής
λειτουργίας) αλλά και µε άλλους παράγοντες που πιθανώς δεν έχουν να κάνουν µε την
παραγωγή (πχ οδηγία της ∆ΕΗ για εξοικονόµηση ενέργειας σε περιόδους αυξηµένης
ζήτησης). Στη συνέχεια µέσω των πλακών ρευµατοδοσίας, το ρεύµα οδηγείται στα
ηλεκτρόδια τύπου (södeberg), τα οποία είναι βυθισµένα µέσα στο τήγµα. Ανάλογα µε το αν
οι πλάκες ρευµατοδοσίας βρίσκονται πάνω ή κάτω από τον θόλο τα καµίνια διακρίνονται σε
υψηλής και χαµηλής ρευµατοδοσίας. Φαινοµενικά δεν δηµιουργείται τόξο, στην
πραγµατικότητα όµως στη διεπιφάνεια τήγµατος-ηλεκτροδίου, υπάρχει ένα φιλµ CO που
βοηθά στη δηµιουργία πολλών µικροτόξων. Τα τόξα (Rτόξ)αυτά σε συνεργασία µε την
ηλεκτρική αντίσταση της σκουριάς (RΣκ) παρέχουν την απαιτούµενη ενέργεια για την
θέρµανση και τήξη του µεταλλεύµατος. Παράλληλα δηµιουργείται κυκλοφορία υλικού µε
συνέπεια την ανάδευση του υλικού (τα θερµά ανεβαίνουν και τα ψυχρά κατέρχονται).
Το καµίνι είναι µια αρκετά ογκώδης κατασκευή (12m διάµετρος-21m ύψος). Το κυρίως
µέρος του είναι µια κατασκευή από χάλυβα που έχει σχήµα τσουκαλιού και περιέχει
πυρίµαχη, χρωµιµαγνησιακή επένδυση. Αυτή η κατασκευή εδράζεται σε βάση από µπετόν.
Τα τοιχώµατα του καµινιού ψύχονται µε βιοµηχανικό νερό ενώ η θερµοκρασία τους
παρακολουθείται συνεχώς από πυρόµετρα τοποθετηµένα σε διάφορα σηµεία. Στην κορυφή
του κυρίως µέρους λίγο κάτω από το επίπεδο του θόλου, υπάρχει διάτρητο λούκι πού το
περιβάλλει και παρέχει το νερό ψύξης. Το λούκι αυτό ονοµάζεται µπανάνα. Λίγο πιο κάτω
υπάρχουν δυο τρύπες: η αποµετάλλωση και η αποσκωρίωση όπου υπάρχουν και τα
αντίστοιχα πατάρια για να δουλεύουν οι εργάτες. Από την αποσκωρίωση βγαίνει η σκουριά
ενώ από την αποµετάλλωση βγαίνει το µέταλλο. Αφού η σκουριά είναι ελαφρύτερη και
επιπλέει η οπή της αποσκωρίωσης είναι τοποθετηµένη υψηλότερα σε σχέση µε αυτή της
αποµετάλλωσης. Οι άξονές τους σχηµατίζουν γωνία 90°. Γύρω από την οπή αποµετάλλωσης
υπάρχει µια κατασκευή που λέγεται καθρέφτης. Ο κάθε καθρέφτης πρέπει να επισκευάζεται
το πολύ µετά από δέκα αποµεταλλώσεις. Από εδώ µε εµφύσηση οξυγόνου ανοίγεται πέρασµα
για να πάρουµε το µέταλλο που έχει παγιδευτεί στο κάτω µέρος του καµινιού. Στην
αποσκωρίωση υπάρχουν δυο χάλκινοι κώνοι ψύξης (ο µικρός και ο µεγάλος). Οι κώνοι αυτοί
έχουν διάρκεια ζωής µεγαλύτερη από αυτή του καθρέφτη (της τάξης του ενός µε δυο χρόνια).
Με παρόµοια διαδικασία ανοίγεται αυτή η οπή για την αποµάκρυνση της σκουριάς.
Το καµίνι στο πάνω µέρος φέρει οριζόντιες χαλύβδινες µπάρες, ακτινωτά τοποθετηµένες απ’
όπου κρέµονται τα πυρότουβλα του θόλου. Ο θόλος φέρει τέσσερις µεγάλες οπές (τρεις για
τα ηλεκτρόδια και µια για την καµινάδα) και περιφερειακά άλλες µικρότερες από τις οποίες
γίνεται η τροφοδοσία το υλικού στο καµίνι. Παλιότερα η τροφοδοσία γινόταν από µια τρύπα
11
11. στο κέντρο του θόλου. Με την περιφερειακή τροφοδοσία έχουµε καλύτερη προστασία της
πυρίµαχης επένδυσης καθώς δηµιουργείται ένα πρανές που καλείται «αυτοεπένδυση».
Πάνω από το επίπεδο του θόλου υπάρχει ένα δεύτερο πατάρι στο οποίο βρίσκεται το
σύστηµα καταβίβασης και βύθισης του ηλεκτροδίου καθώς και τα έξι σιλό τροφοδοσίας.
Κάθε σιλό, όπως και κάθε ηλεκτρόδιο είναι αριθµηµένο. Τέλος ακόµη πιο ψηλά υπάρχει ένα
τελευταίο πατάρι στο οποίο εργάζονται οι εργάτες της πάστας και των βιρόλ (virole-casing).
Αυτό είναι ξύλινο και υπάρχει ξύλινο χώρισµα γύρω από κάθε ηλεκτρόδιο, για την αποφυγή
ηλεκτροπληξίας.
Τα άγονα συστατικά του υλικού τήκονται µόλις φθάσουν στους 1100-1200 ο
C, και τα
µεταλλικά ψήγµατα Ni και Fe, ακόµη σε στερεά κατάσταση, καταβυθίζονται µέσα στην υγρή
φάση ένεκα διαφοράς ειδικού βάρους και φθάνουν στον πυθµένα όπου διαλύονται στο
λουτρό του Fe-Ni θερµοκρασίας 1550 ο
C, περίπου. Το Fe-Ni περιέχει Ni 12-14 %.
4.2 Χειρισµός ηλεκτροκαµίνων
Κάθε καµίνι έχει το δικό του χειριστήριο, απ’ όπου ελέγχεται και ρυθµίζεται η λειτουργία
του. Κάθε καµίνι ελέγχεται από όργανα όπως πυρόµετρα (σε διάφορα σηµεία του καµινιού πχ
θόλος πυθµένας κλπ) και αµπερόµετρα για διάφορα σηµεία του κυκλώµατος .
Στόχος του χειριστή είναι να διατηρεί το συνηµίτονο -ο συντελεστής ισχύος του κυκλώµατος-
σε µια προκαθορισµένη τιµή (συνήθως cosφ=0,86). Η τιµή αυτή µπορεί να αλλάξει για
διάφορους λόγους, όπως η παρουσία «πολλών παγωµένων» (στερεοποιηµένου υλικού) στον
πυθµένα του καµινιού οπότε και απαιτείται βύθιση των ηλεκτροδίων και συνεπώς µείωση του
συνηµιτόνου (αύξηση διεπιφάνειας → αύξηση του Rτόξ)
Ο χειριστής αρχικά µε βάση κάποιο πρόγραµµα ή και από την εµπειρία του, επιλέγει την
τάση εξόδου του µετασχηµατιστή. Κάθε µετασχηµατιστής έχει 23 σκάλες (διαφορετικές
τάσεις εξόδου). Η πρώτη είναι η πιο µικρή και η 23η
η πιο µεγάλη (380V). Στο ξεκίνηµα
µπαίνει η πρώτη σκάλα και ακολουθώντας το πρόγραµµα η τάση αυξάνεται. Ο χειριστής
αφού επιλέξει τη σκάλα προσπαθεί να επιτύχει οµοιοµορφία έντασης στα τρία ηλεκτρόδια
(≅60ΚΑ) και κατάλληλο συνηµίτονο βυθίζοντας η ανεβάζοντας κάθε ηλεκτρόδιο χωριστά.
Στο καµίνι V η διαδικασία αυτή γίνεται αυτόµατα από ηλεκτρονικό σύστηµα. Το σύστηµα
αυτό δεν πρέπει να είναι ούτε υπερευαίσθητο, γιατί καταπονεί τα ηλεκτρόδια, ούτε µε πολλές
ανοχές, γιατί δεν θα έχει το επιθυµητό αποτέλεσµα.
Η αύξηση της ισχύος γίνεται αργά και µπορεί να κρατήσει 24 ώρες. Αντιστοίχως το ίδιο
συµβαίνει και κατά την πτώση τάσης. Αυτό γίνεται για να µην καταπονούνται τα ηλεκτρόδια
από τα θερµικά σοκ. Αν η διακοπή ρεύµατος γίνει απότοµα και o χρόνος που παρέµεινε
κλειστό το καµίνι είναι µικρός (τα ηλεκτρόδια δεν ψύχθηκαν) τότε η αύξηση της τάσης είναι
γρήγορη·σε αντίθετη περίπτωση ακολουθείται το πρόγραµµα αύξησης τάσης.
4.3 Ηλεκτρόδια Södeberg
Τα Η/Κ της ΛΑΡΚΟ χρησιµοποιούν ηλεκτρόδια τύπου Södeberg. Tα ηλεκτρόδια Södeberg
αποτελούνται από δυο στοιχεία: την πάστα (paste) και το µεταλλικό κέλυφος (casing ή
virole). Η πάστα είναι µίγµα κόκκων οπτηµένου άνθρακα και πίσσας η οποία λειτουργεί ως
συνδετικό µέσο των κόκκων. Σε θερµοκρασία περιβάλλοντος η πάστα είναι στερεή και
διατίθεται στο εµπόριο σε διάφορες µορφές όπως µπριγκέτες, κύλινδροι και πρίσµατα. Στη
ΛΑΡΚΟ η πάστα έρχεται σε µορφή κυλίνδρων. Με αυτή τη µορφή της πάστας επιτυγχάνεται
η απαιτούµενη καθαρότητα του ηλεκτροδίου. Καθώς µεταφέρεται στο ηλεκτρόδιο θερµότητα
εξαιτίας της διέλευσης του ηλεκτρικού ρεύµατος και της ακτινοβολίας από το λουτρό της
καµίνου, η θερµοκρασία της πάστας ανέρχεται µε αποτέλεσµα να υπερβαίνει το σηµείο
µαλάκυνσής της, να ρευστοποιείται και να µετατρέπεται στη συνέχεια σε στερεό υλικό το
οποίο ακολούθως γραφιτοποιείται και καθίσταται καλός αγωγός του ηλεκτρικού ρεύµατος.
12
12. Το µεταλλικό κέλυφος λειτουργεί ως καλούπι σχηµατισµού του ηλεκτροδίου καθώς και
στήριγµά του, από τη θερµοκρασία ρευστοποίησης της πάστας ως τη θερµοκρασία
στερεοποίησής της. Το κέλυφος κατασκευάζεται από χάλυβα και είναι κυλινδρικού
σχήµατος. Στην εσωτερική του επιφάνεια φέρει ακτινικά πτερύγια τα οποία συγκλίνουν προς
τον άξονα του κελύφους. Τα πτερύγια αυτά χρησιµεύουν στην αγωγή του ρεύµατος στη µάζα
του ηλεκτροδίου. Επιπλέον λειτουργούν ως θερµαντικά στοιχεία για την όπτηση της πάστας
και βοηθούν στη στήριξη του ηλεκτροδίου. Για να εξασφαλιστεί η καλή αγκύρωση της
ψηµένης πάστας στο virole είναι απαραίτητη η παρουσία οπών (θυρίδων) στα πτερύγια. Το
µέγεθός τους είναι τέτοιο ώστε να διατηρείται η καλή ηλεκτρική αγωγιµότητα (χωρίς
υπερθέρµανση) και η καλή µηχανική αντοχή του µεταλλικού µέρους. Το ηλεκτρόδιο
södeberg είναι καταναλισκόµενο (χηµική και µηχανική φθορά) γι’ αυτό απαιτείται η
προσθήκη νέας πάστας και virole. Απαιτείται περίπου ένα virole και εννιά κοµµάτια πάστας
για κάθε την ηµέρα καµίνι.
4.4 Βοηθητικές διατάξεις του ηλεκτροδίου
• Σύστηµα συγκράτησης. (holder system) Αποτελείται από δυο ζεύγη σιαγώνων, οι οποίες
πιέζονται µε υδραυλικό τρόπο στο ηλεκτρόδιο και το συγκρατούν. Οι σιαγώνες συγκράτησης
στηρίζονται µέσω εµβόλων στη σιδεροκατασκευή που περιβάλλει την κάµινο. Με τη βοήθεια
αυτών των εµβόλων όλο το σύστηµα του ηλεκτροδίου κινείται πάνω ή κάτω σαν ενιαίο
σύνολο.
• Πλάκες ρευµατοδοσίας ή πλάκες επαφής. (contact blocks-contact shoes) Αυτές είναι
κατασκευασµένες από χαλκό, εφάπτονται στο ηλεκτρόδιο και άγουν το ηλεκτρικό ρεύµα από
τους ρευµαταγωγούς στο χαλύβδινο κέλυφος του ηλεκτροδίου. Ανάλογα µε τη θέση τους ως
προς το θόλο της καµίνου διακρίνουµε δυο τύπους καµίνων: Τα ηλεκτρόδια χαµηλής
ρευµατοδοσίας (Tieffassung electrodes) στα οποία οι πλάκες επαφής βρίσκονται στο επίπεδο
του θόλου και λίγο κάτω απ’ αυτόν & τα ηλεκτρόδια υψηλής ρευµατοδοσίας (Hochfassung
electrodes) στα οποία οι πλάκες επαφής βρίσκονται σε τµήµα του ηλεκτροδίου επάνω απ’ το
θόλο. Σηµειώνεται ότι τα πρώτα είναι ηλεκτρόδια πιο «καθαρά» αφού δεν υπάρχουν φλόγες
που δηµιουργούν καπνούς αλλά ταυτόχρονα και πιο επικίνδυνα αφού το ύψος της ρευστής
πάστας είναι µεγαλύτερο και η υγρή πάστα βρίσκεται πιο κοντά στο τήγµα (κίνδυνος
εκτόνωσης σε περίπτωση θραύσης) καθώς και γιατί αυτό το σύστηµα απαιτεί ψύξη των
πλακών µε τη βοήθεια των «economizer» στα οποία κυκλοφορεί νερό. Σε περίπτωση που
νερό διαφύγει στο τήγµα είναι δυνατόν να γίνει εκτόνωση µε δυσάρεστες συνέπειες (έχουν
αναφερθεί ακόµη και εκτινάξεις θόλων)
• ∆ακτύλιοι σύσφιγξης των πλακών επαφής. (pressure ring) Ο δακτύλιος αυτός µε τη
βοήθεια υδραυλικού συστήµατος εξασφαλίζει την απαραίτητη πίεση επί των πλακών ώστε να
διατηρείται ικανοποιητική επαφή µεταξύ πλακών ρευµατοδοσίας και κελύφους του
ηλεκτροδίου. Είναι ιδιαίτερα σηµαντικό να εξασφαλιστεί καλή επαφή µεταξύ πλακών και
κελύφους διότι σε αντίθετη περίπτωση εµφανίζονται µικροτόξα µε κίνδυνο να τρυπήσει το
κέλυφος και να χυθεί ρευστή πάστα στο θόλο ή ακόµη και µέσα στην κάµινο.
• Στεγανοποιητικές πλάκες (στα ηλεκτρόδια χαµηλής ρευµατοδοσίας). (sealing
segments) Οι πλάκες συναρµολογούµενες σχηµατίζουν ένα µεταλλικό δακτύλιο ο οποίος
περιβάλλει το ηλεκτρόδιο στο επίπεδο του θόλου και σκοπό έχει να κλείσει αεροστεγώς το
άνοιγµα του θόλου γύρω από τα ηλεκτρόδια, βελτιώνοντας τις συνθήκες εργασίας στο
επίπεδο του θόλου. Στα ηλεκτρόδια υψηλής ρευµατοδοσίας υπάρχουν ανοίγµατα στο θόλο
υπό µορφή δακτυλίων οι οποίοι επιτρέπουν τη διέλευση των φλογών, οι οποίες είναι
αναγκαίες για την όπτηση της πάστας ως το κάτω µέρος των πλακών επαφής.
13
13. • Σύστηµα καταβιβάσεων. Τέλος πρέπει να σηµειωθεί ότι κάθε ηλεκτρόδιο διαθέτει
ανεξάρτητο υδραυλικό σύστηµα καταβιβάσεων. Το σύστηµα είναι τοποθετηµένο στο επίπεδο
των Silos ή στο χειριστήριο της καµίνου και µπορεί να είναι χειροκίνητο ή αυτόµατο. Με το
σύστηµα καταβιβάσεων συµπληρώνεται νέο τµήµα ηλεκτροδίου προς τα κάτω σύµφωνα µε
το ρυθµό κατανάλωσής του ηλεκτροδίου.
4.5 θερµοκρασιακές ζώνες του ηλεκτροδίου
• Περιοχή πάνω από το επίπεδο της ρευστής πάστας. Στην περιοχή αυτή προστίθενται
νέα τµήµατα χαλύβδινου κελύφους και τροφοδοτείται στερεή πάστα. Η θερµοκρασία αυξάνει
προς τα κάτω , η πάστα ρευστοποιείται και καλύπτει όλα τα κενά του κελύφους.
• Περιοχή επάνω από τις πλάκες ρευµατοδοσίας. Η θερµοκρασία εξακολουθεί να αυξάνει
και η ήδη ρευστή πάστα θερµαίνεται ακόµη περισσότερο
• περιοχή πλακών ρευµατοδοσίας. Το ηλεκτρικό ρεύµα άγεται προς το ηλεκτρόδιο µέσω
των πτερυγίων του κελύφους και παράγεται θερµότητα, η οποία µετατρέπει τη ρευστή πάστα
σε στερεό αγωγό υψηλής µηχανικής αντοχής.
• Περιοχή µεταξύ πλακών ρευµατοδοσίας και επιφάνειας σκουριάς. Η θερµοκρασία
αυξάνει ακόµη περισσότερο µε αποτέλεσµα το χαλύβδινο κέλυφος να τήκεται και να
οξειδώνεται µέρος του γυµνού ηλεκτροδίου από τον ατµοσφαιρικό αέρα που υπάρχει στην
κάµινο.
• Περιοχή κάτω από την επιφάνεια της σκουριάς. Η θερµοκρασία αποκτά την µέγιστη
τιµή της. Εδώ προκαλείται το µεγαλύτερο ποσοστό της κατανάλωσης του ηλεκτροδίου. Η
κατανάλωση οφείλεται κυρίως σε χηµικά και µηχανικά αίτια.
4.6 Γερανοί
Στο τµήµα των Η/Κ είναι απαραίτητη η παρουσία γερανών για την τροφοδοσία του µετ/τος,
της πάστας καθώς και για άλλες βοηθητικές δουλειές (αγγαρείες). Υπάρχουν τρεις γερανοί
(δυο σε λειτουργία και ένας εφεδρικός) που κινούνται παράλληλα πάνω σε ράγες οι οποίες
βρίσκονται πάνω από τα καµίνια. Υπάρχει επιπλέον ένας σταθερός γερανός στην άκρη της
σιδηροτροχιάς ο οποίος σε περίπτωση βλάβης κάποιου γερανού, σηκώνει τον χαλασµένο
γερανό στον αέρα και επιτρέπει στον εφεδρικό να πάρει τη θέση του χαλασµένου. Για την
καλύτερη συνεννόηση υπάρχει επικοινωνία µε ασύρµατο µεταξύ των γερανιστών και των
εργοδηγών. Επιπλέον ο γερανός που βρίσκεται προς τη µεριά της θάλασσας και εξυπηρετεί
κυρίως τα καµίνια V,I,II oνοµάζεται «γερανός θάλασσα». Αντιστοίχως υπάρχει ο «γερανός
βουνό».
Στο επίπεδο των τροχών του γερανού και κάθετα προς τις ράγες υπάρχει το χειριστήριο
(διακόπτες που δίνουν εντολή για την κίνηση των διαφόρων µερών του). Έτσι υπάρχουν
διακόπτες για τη κίνηση του γερανού δεξιά-αριστερά, για την κίνηση του γάντζου µπρος-
πίσω και πάνω-κάτω. Θα πρέπει σ’αυτό το σηµείο να αναφέρω ότι κάθε γερανός έχει τρεις
γάντζους: έναν για το µπεν, έναν για την πάστα και έναν τρίτο για όλες τις αγγαρείες (πχ
µεταφορά ηλεκτροσυγκόλλησης, σωλήνων για αποµετάλλωση κλπ).
4.7 Τροφοδοσία ΠΕΚ
Ό γερανιστής πρέπει να φροντίζει ώστε τα σιλό του καµινιού (έξι στον αριθµό) να είναι
πάντα γεµάτα -και κυρίως αυτά της αποµετάλλωσης και της αποσκωρίωσης ώστε αν συµβεί
14
14. κάτι (πχ η οπή να µην κλείνει) να µπορούν οι εργάτες του θόλου να «ταίσουν2
» ώστε το
υλικό να κρυώσει και να µπορεί να στερεοποιηθεί πιο εύκολα. Επιπλέον επειδή τα σιλό των
Π/Κ έχουν χωρητικότητα 2 µπεν πρέπει ο γερανιστής να φροντίζει ώστε να µην «µπλοκάρουν
οι Π/Κ».
Όταν βγει το µπεν από την Π/Κ ο γερανός το παίρνει µε τον ειδικό γάντζο και το τοποθετεί
πάνω από το σιλό. Αυτό είναι ένα δύσκολο κοµµάτι γιατί το µπεν πρέπει να τοποθετηθεί εκεί
προσεκτικά ώστε να µην πέσει. Υπάρχουν δε σιλό (πχ αυτό της αποσκωρίωσης) που
βρίσκονται πίσω από τα ηλεκτρόδια και δεν είναι ορατά από το χειριστήριο. Σε αυτά το µπεν
τοποθετείται µε «σηµάδια» που έχουν οι γερανιστές.
Μόλις το µπεν ακουµπά πάνω στο σιλό ο πάτος του ανοίγει επιτρέποντας στο µετάλλευµα να
βγει. Εκεί ακριβώς είναι ένα σηµείο όπου δηµιουργείται ρύπανση: σκόνες φεύγουν µε φόρα
και γεµίζουν τη γύρω περιοχή. Ταυτόχρονα καπνός βγαίνει από πάνω από το µπεν. Όταν
αυτός σταµατήσει να βγαίνει σηµαίνει ότι το µπεν έχει αδειάσει. Αν αυτό δεν γίνει σε εύλογο
διάστηµα τότε το υπόλοιπο ΠΕΚ τροφοδοτείται σε άλλο σιλό.
Ανάµεσα στα καµίνια ΙΙ & ΙΙΙ, υπάρχει ένα σιλό το «βοηθητικό σιλό» από το οποίο
τροφοδοτείται υλικό στις εξής περιπτώσεις : α) Όταν απαιτείται ΠΕΚ και δεν έχουν οι
περιστροφικές και β) Όταν στο ΠΕΚ πέσει µαζούτ από τον καυστήρα της περιστροφικής
(όπως λένε το ΠΕΚ είναι «σουπιά»). Αν το ΠΕΚ αυτό χρησιµοποιηθεί στα καµίνια µπορεί να
προκαλέσει καταστάσεις εκτός ελέγχου. Σ’ αυτή την περίπτωση λαµβάνεται ένα µπεν από το
βοηθητικό σιλό, και το ΠΕΚ της περιστροφικής αναπληρώνει το ΠΕΚ που λάβαµε από το
σιλό και χρησιµοποιείται σε αντίστοιχη περίπτωση.
4.8 Τροφοδοσία Πάστας-virolle
Κάθε πρωί ο «γερανός βουνό» είναι επιφορτισµένος να κάνει την τροφοδοσία της πάστας.
Για κάθε καµίνι υπάρχει µια πλατφόρµα στην οποία τοποθετούνται εννιά κοµµάτια πάστας.
Με τον ειδικό γάντζο γεµίζεται κοµµάτι-κοµµάτι η πλατφόρµα. Όταν γεµίσουν και οι πέντε
εναποτίθενται πάνω στα καµίνια. Σε περίπτωση που ένα ηλεκτρόδιο αρχίσει να καπνίζει ή το
ύψος υγρής πάστας πέσει κάτω από ένα συγκεκριµένο ύψος τροφοδοτείται η πάστα.
Αντίστοιχα όταν χρειαστεί κάπου virole ο γερανός φέρνει ένα στο ηλεκτρόδιο που το
χρειάζεται, και το κρατά έως ότου οι εργάτες της πάστας το βιδώσουν στα πτερύγια του
τελευταίου ηλεκτροδίου. Στη συνέχεια οι εργάτες της πάστας κολλούν ανάµεσα στα δυο
virole µια µεταλλική λουρίδα που ονοµάζεται φασκιά. Αυτή βοηθά το ηλεκτρόδιο να φέρει το
φορτίο του και παράλληλα έχει στεγανοποιητικό ρόλο (δεν επιτρέπει στην υγρή πάστα να
διαφύγει). Τέλος το ηλεκτρόδιο καταβιβάζεται ώστε παρά την κατανάλωσή του να
διατηρείται σταθερό το µήκος που είναι βυθισµένο στην πάστα.
4.9 Σαργιό
Η µεταφορά του ΠΕΚ και του λιωµένου µετάλλου γίνεται µε τη βοήθεια οχήµατος που
κινείται πάνω σε ράγες µε τη βοήθεια ενός ηλεκτροκινητήρα (για να αποµακρυνθεί από την
αρχική του θέση και επανέρχεται µε τη βοήθεια ενός συρµατόσχοινου που είναι δεµένο στο
σαργιό και τυλίγεται σ’ ένα βαρούλκο). Το όχηµα αυτό ονοµάζεται σαργιό (πιθανότατα από
το όνοµα της κατασκευάστριας εταιρείας).
4.10 Αποµετάλλωση
2
Να επιτρέψουν στο ΠΕΚ να εισέρθει στο καµίνι
15
15. Η αποµετάλλωση είναι µια πολύ σηµαντική διεργασία για πολλούς λόγους. Πρώτα απ’ όλα
είναι µια πολύ επικίνδυνη διεργασία και γι’ αυτό οι αποµεταλλωτές είναι υποχρεωµένοι να
λαµβάνουν όλα τα µέτρα προστασίας. Επιπλέον από το αν η οπή ανοίξει όπως πρέπει ή όχι
κρίνεται η ποσότητα του µετάλλου που θα ληφθεί.
Για κάθε καµίνι γίνεται µια αποµετάλλωση στο οχτάωρο. Οι αποµεταλλωτές φορώντας την
πυρίµαχη στολή τους πηγαίνουν στο καµίνι που θα γίνει η αποµετάλλωση. Ο κάδος
τοποθετείται κάτω από τον καθρέφτη (πάνω στο σαργιό). Στη συνέχεια ετοιµάζεται η
«µηχανή πωµάτωσης» που θα κλείσει την οπή όταν αρχίσει να βγαίνει σκουριά από την οπή.
Οι αποµεταλλωτές παίρνουν χάλκινους σωλήνες που είναι συνδεµένοι µε το δίκτυο
τροφοδοσίας οξυγόνου και στην άκρη τους τοποθετούν ένα κοµµάτι πάστας. Στη συνέχεια
ανάβουν φωτιά στην πάστα και ταυτόχρονα παρέχουν οξυγόνο. Ο σωλήνας αρχίζει να πετά
σπίθες. Ο αποµεταλλωτής πλησιάζει τον σωλήνα στον καθρέφτη και από τις σπίθες που
δηµιουργούνται το στερεοποιηµένο µέταλλο που έχει αποτεθεί στον καθρέφτη αρχίζει να
λιώνει. Ταυτόχρονα λιώνει και ο σωλήνας που αντικαθίσταται. Η δίοδος του µετάλλου πρέπει
αν ανοίξει µε φορά προς τα κάτω όπου και βρίσκεται συσσωρευµένο το µέταλλο. Επίσης η
οπή πρέπει να ανοίξει όσο το δυνατόν πιο βαθιά ώστε να µην καταρρεύσει το τοίχωµα της
αυτοεπένδυσης και τρυπήσει το καµίνι. Όπως έχει ήδη αναφερθεί το σιλό της
αποµετάλλωσης πρέπει να είναι πάντα γεµάτο ώστε σε περίπτωση που κάτι πάει στραβά (πχ
να πέσει τοίχωµα3
) να «ταίσουν» και αποφευχθεί το τρύπηµα του καµινιού. Κάποια στιγµή
το µέταλλο αρχίζει να ρέει µε τη βοήθεια της υδροστατικής πίεσης που δηµιουργεί η
σκουριά. Τότε µε την ειδική κουτάλα παίρνουν δείγµα το οποίο πηγαίνει στο χηµείο του
εργοστασίου ώστε να καθοριστεί η σύσταση του µετάλλου. Η όψη του είναι πολύ φωτεινή
(σχεδόν έχει λευκό χρώµα) η ροή πολύ οµαλή (υγρού µε χαµηλό ιξώδες) και παντού γύρω
απ΄ τη ροή υπάρχουν χαρακτηριστικές σπίθες. Το µέταλλο ρέει για περίπου ένα τέταρτο.
Ξαφνικά το υγρό παύει να είναι τόσο φωτεινό, η ροή παύει να είναι στρωτή και οι σπίθες
παύουν να υπάρχουν. Αυτό σηµαίνει ότι το µέταλλο έχει βγει και έχει αρχίσει να ρέει η
σκουριά. Τότε η οπή πρέπει να κλείσει µε τη «µηχανή πωµάτωσης» που στην ουσία είναι ένα
έµβολο που βάζει πυρίµαχο υλικό στην οπή. Όταν η τρύπα κλείσει ο κάδος µεταφέρεται στη
χαλυβουργία. Με γερανό που φέρει ζυγαριά το µέταλλο χύνεται στον µεταλλάκτη τύπου
ΟΒΜ. Από το βάρος του µετάλλου και τη σύστασή του που λαµβάνεται από το χηµείο
ορίζεται ο χρόνος εµφύσησης οξυγόνου. Αν η ποσότητα του µετάλλου δεν αρκεί η εµφύσηση
δεν αρχίζει και λαµβάνεται συµπλήρωµα από άλλο καµίνι.
4.11 Αποσκωρίωση
Η διαδικασία αποσκωρίωσης είναι παρόµοια µε αυτή της αποµετάλλωσης. Η αποσκωρίωση
θεωρητικά πρέπει να είναι ανοιχτή είκοσι ώρες τη µέρα. Η υγρή σκουριά µεταφέρεται µε τη
βοήθεια υδρόψυκτων λουκιών σε έναν οχετό όπου ρέει εικοσαπλάσια ποσότητα νερού υπό
πίεση. Εκεί η σκουριά κοκκοποιείται. Αν η σκουριά είναι πολύ ζεστή ή η ποσότητα είναι
µεγάλη σε σχέση µε αυτή του νερού το νερό διασπάται µε αποτέλεσµα τη δηµιουργία κρότου.
Εκεί ο κρότος είναι µόνο ενοχλητικός και δεν είναι πηγή κινδύνου. Οι αποσκωριωτές πρέπει
να είναι ιδιαίτερα προσεκτικοί ώστε να τα αντικαθιστούν τα τρυπηµένα λούκια. Επίσης
πρέπει πάντα πριν ανοίξουν την οπή να φυσούν καλά τα βρεγµένα κοµµάτια ώστε να
αποµακρυνθούν οι µεγάλες ποσότητες νερού που µπορεί να προκαλέσουν επικίνδυνη έκρηξη
κατά την επαφή τους µε το µέταλλο. Η σκουριά πρέπει να διατηρείται µέσα στο καµίνι σε
συγκεκριµένο πάχος ώστε να υπάρχει η κατάλληλη υδροστατική πίεση-για την εξαγωγή του
µετάλλου- που δεν πρέπει να γίνεται υπερβολική γιατί υπάρχει ο κίνδυνος τρυπήµατος του
καµινιού. Σε περίπτωση που η ροή της σκουριάς είναι µεγάλη τοποθετείται ένα υδρόψυκτο
3
Να καταρρεύσει η αυτοεπένδυση.
16
16. εµπόδιο που λέγεται φρένο. Όταν χρειαστεί να κλείσει η οπή τοποθετείται µε τη βοήθεια ενός
µακριού σίδερου µια κωνική κατασκευή από πυρόχωµα που λέγεται «ταπόνι».
17
17. 5.Τµήµα µεταλλακτών OBM (Π3)
Στο τµήµα των µεταλλακτών (Μ/Τ) γίνεται ο «εµπλουτισµός»1
του µετάλλου σε Ni µε την
εµφύσηση οξυγόνου µέσα σε µεταλλάκτη τύπου ΟΒΜ. Το τµήµα αυτό περιλαµβάνει εκτός
από τους δυο µεταλλάκτες και τις βοηθητικές τους εγκαταστάσεις (σαργιό, γερανούς, κάδους
κλπ), το τµήµα της κοκκοποίησης.
5.1 Περιγραφή του µεταλλάκτη (Μ/Τ)
Ο Μ/Τ είναι ένας αντιδραστήρας όπου µε εµφύσηση οξυγόνου, το συστατικό µε τη
µεγαλύτερη συγγένεια µε αυτό, σχηµατίζει οξείδιο που αποβάλλεται στη σκουριά. Επιπλέον
προστίθεται µεταλλουργικός ασβέστης που µπορεί να ρυθµίζει τη ρευστότητα της σκουριάς
µα κυρίως συµβάλλει στη αποθείωση και scrap για την ψύξη καθώς και για την
εκµετάλλευση του περιεχοµένου σε αυτό Ni2
. Από αυτό βγαίνει ότι ο µεταλλάκτης µπορεί να
έχει συντελεστή απόδοσης µεγαλύτερο από 100% (Το Νi που εισέρχεται στον αντιδραστήρα
µε τη µορφή του λιωµένου µετάλλου είναι λιγότερο από αυτό που βγαίνει.
Η διαφορά
παρέχεται από το scrap)
Ο Μ/Τ είναι µια χαλύβδινη κατασκευή, ειδικού σχήµατος, που εσωτερικά φέρει πυρίµαχη
επένδυση. Στο ΣΕΛ παλαιότερα χρησιµοποιήθηκαν µεταλλάκτες τύπου LD, στους οποίους η
εµφύσηση οξυγόνου γινόταν από πάνω. Συχνά παρουσιαζόταν εκτινάξεις υλικού (όχι ήρεµη
αντίδραση) και κυρίως γι’ αυτόν το λόγο αντικαταστάθηκαν από µεταλλάκτες τύπου ΟΒΜ.
Σ’ αυτούς η εµφύσηση γίνεται µέσω του διάτρητου πυθµένα. Όπως είναι φυσικό εξ’ αιτίας
της επαφής των ακροφυσίων µε το τήγµα, αυτά καταπονούνται θερµοκρασιακά. Γι’ αυτό µαζί
µε το οξυγόνο τροφοδοτείται προπάνιο το οποίο πυρολύεται και δρα ως ψυκτικό.
5.2 Λειτουργία του µεταλλάκτη
Όπως αναφέρθηκε υπάρχουν δυο µεταλλάκτες ΟΒΜ (και κάποιοι παροπλισµένοι LD). Ο
ένας λειτουργεί ενώ ο άλλος επισκευάζεται (υπάρχει ειδικότητα θερµοδόµων στο εργοστάσιο
που ασχολούνται µε την επισκευή των πυριµάχων). Το µέταλλο έρχεται από τα καµίνια µέσα
στον κάδο µε τη βοήθεια ενός σαργιό. Ο Μ/Τ όταν δεν λειτουργεί είναι γυρισµένος ανάποδα
και διατηρείται ζεστός µε καύση προπανίου για την προστασία των πυριµάχων από τα
θερµικά σοκ. Το µέταλλο χύνεται µέσα στον Μ/Τ. Αν είναι αρκετό (αν βγαίνει χυτήριο όπως
λένε) αρχίζει η εµφύσηση· αλλιώς από κάποιο άλλο καµίνι λαµβάνεται συµπλήρωµα. Από το
χηµείο του εργοστασίου ο χειριστής πληροφορείται την σύσταση του µετάλλου σε Ni που
συνήθως είναι περίπου 14%. Από την περιεκτικότητα στην οποία θέλει να έχει το µέταλλο
καθορίζεται ο χρόνος εµφύσησης. Ταυτόχρονα τροφοδοτείται ασβέστης και scrap. Θα πρέπει
εδώ να σηµειωθεί ότι η λειτουργία της χαλυβουργίας είναι αρκετά ρυπογόνος (σκόνες και
θόρυβος). ∆ιαδοχικά διακόπτεται η εµφύσηση, αποχύνεται η σκουριά και τροφοδοτείται
συλλίπασµα και scrap. Όταν ολοκληρωθεί ο χρόνος εµφύσησης και αποχυθεί όλη η σκουριά
το µέταλλο µεταφέρεται στην κοκκοποίηση όπου αποχύνεται σε µια δεξαµενή µε νερό και
κοκκοποιείται. Το Fe-Ni της ΛΑΡΚΟ είναι το µόνο που δεν έχει τη µορφή χελωνών και το
προτιµούν οι αγοραστές γιατί µεταφέρεται εύκολα µε µεταφορικές ταινίες και µπορεί να
αποθηκευτεί σε σορούς. Η σκουριά µε περονοφόρο όχηµα µεταφέρεται σε ένα χώρο όπου
αποχύνεται και αφήνεται να κρυώσει.
1
Ο όρος «εµπλουτισµός» έχει αφαιρετική σηµασία, αφού στην ουσία γίνεται αφαίρεση του σιδήρου σαν οξείδιο
στη σκουριά.
2
Λεπτοµέρειες παρέχονται στο διάγραµµα ροής.
29
18. 6.Καπναέρια-απόβλητα-ανακύκλωση υλικού
Σε ένα εργοστάσιο του µεγέθους της ΛΑΡΚΟ είναι αδύνατο να έχουµε παραγωγή που η
πρώτη ύλη να οδηγείται κατ’ ευθείαν, χωρίς ανακύκλωση στο τελικό προϊόν. Σε πολλά
σηµεία της παραγωγής έχουµε την παρουσία παραπροϊόντων και απαιτείται η ανακύκλωση.
6.1 Σκόνη Π/Κ
Η ξηρή σκόνη (από τις συσκευές ξηρής αποκονίωσης) µπορεί είτε να διαβρέχεται και να
στοκάρεται, είτε να οδηγείται στη συσκευή σφαιροποίησης.
Η υγρή σκόνη (από τους πύργους Ventouri), µε τη µορφή πολφού, οδηγείται σε παχυντή. Το
νερό της υπερχείλισης ανακυκλώνεται στους πύργους πλύσης. Το νερό βρίσκεται σε σχετικά
υψηλή θερµοκρασία όπου ευνοείται η διάλυση χηµικών ουσιών. Όταν το διάλυµα γίνει
κορεσµένο οι ουσίες αυτές αποτίθενται στους αγωγούς µε συνέπεια πιθανώς την απόφραξή
τους. Γι’ αυτό απαιτείται η χρήση αντικαθαλωτικών ή διασπαρτικών ουσιών καθώς και
οξέων ή βάσεων. Ο πλακούντας οδηγείται σε φίλτρα κενού και στη συνέχεια είτε στην
εγκατάσταση σφαιροποίησης, είτε στον υπαίθριο χώρο απόθεσης.
6.2 Απαέρια περιστροφικών
Τα απαέρια αφού καθαριστούν, διαφεύγουν στην ατµόσφαιρα µέσω µιας καµινάδας ύψους
156m. Ή σύστασή τους είναι:
Συστατικό %, κατ’ όγκο
CO2 20,0
CO 0,5
O2 1,5
N2 78,0 (από διαφορά)
SO2 0-0,3
6.3 Απαέρια Η/Κ
Η σύσταση των απαερίων των Η/Κ είναι η εξής:
Συστατικό %, κατ’ όγκο
CO2 27,4
CO 20,2
O2 0,3
N2 52,1 (από διαφορά)
Τα απαέρια των Η/Κ οδηγούνται στην ατµόσφαιρα όπου καίγεται το CO. Αέρια ρύπανση
παρατηρείται όταν γίνεται η τροφοδοσία των καµινιών (γιατί το σιλό και το µπεν δεν
κλείνουν αεροστεγώς). Καπνοί παράγονται και από την έψηση της πάστας των ηλεκτροδίων
καθώς και κατά την αποσκωρίωση και την αποµετάλλωση. Τέλος οι ατµοί από την
κοκκοποίηση της σκουριάς, οδηγούνται µε φυσικό ελκυσµό από µικρές καπνοδόχους ύψους
10m στην ατµόσφαιρα.
6.4 Υγρά-στερεά απόβλητα Η/Κ
Τα υγρά απόβλητα των Η/Κ προκύπτουν από τη χρήση θαλασσινού και βιοµηχανικού νερού
όπως φαίνεται στον πιο κάτω πίνακα:
Θαλασσινό νερό βιοµηχανικό νερό
32
19. 1. Κοκκοποίηση της σκουριάς
1. καπνοδόχοι Η/Κ
1. Υδρόψυκτοι αγωγοί αποσκωρίωσης
1. Ηµικώνος αποσκωρίωσης Η/Κ
1. Στήριγµα µικρού κώνου και φρένου
αποσκωρίωσης
2. Κοκκοποίηση FeNi
1. Μετασχηµατιστές Η/Κ
1. Περιφερειακή ψύξη
Η/Κ
Αρχικά για την περιφερειακή ψύξη Η/Κ χρησιµοποιείτο θαλασσινό νερό, το οποίο θεωρείτο
αιτία για το τρύπηµα των καµινιών. Σήµερα χρησιµοποιείται βιοµηχανικό και το πρόβληµα
έχει αντιµετωπισθεί.
Οι σκουριές αποτελούν το 85% της τροφοδοσίας. Το αιώρηµα της κοκκοποίησης της
σκουριάς οδηγείται σε δεξαµενή όπου το νερό υπερχειλίζει και η σκουριά καταβυθίζεται. Το
νερό χύνεται στη θάλασσα ενώ το µεγαλύτερο µέρος της σκουριάς απορρίπτεται σε
καθορισµένη θαλάσσια περιοχή (µε φορτηγίδες) και ένα µικρό µέρος προορίζεται για άλλες
χρήσεις (βιοµηχανία τσιµέντου-αµµοβολή).
Η σύσταση της σκουριάς είναι η εξής:
Συστατικό Βάρος
FeO 41,1
Fe2O3 2,7
Fetot 33,9
Ni 0,193
Co 0,025
SiO2 33,6
CaO 3,3
MgO 3,4
Al2O3 8,9
Cr2O3 4,3
S 0,16
6.5 Απόβλητα Μ/Τ
Η σκουριά των µεταλλακτών, αφού ψυχθεί, θραύεται και στη συνέχεια λειοτριβείται. Με
µαγνητικό διαχωρισµό, ξεχωρίζεται το στείρο υλικό από το FeNi που έχει συγκρατηθεί στη
σκουριά. Η σκουριά των µεταλλακτών αναµιγνύεται µε το κλάσµα -3mm του υγρού
κοκκοποιηµένου FeNi, αφήνεται να ξηραθεί και να συσσωµατωθεί και ακολουθεί
ανακύκλωση στους Μ/Τ.
Το ειδικό βάρος της σκουριάς είναι 4,7-4,9 gr/cm3
Το φαινόµενο βάρος της σκουριάς είναι 3,0 gr/cm3
Η σύσταση της σκουριάς των Μ/Τ είναι η εξής:
Συστατικό Βάρος %
Υγρασία 1,4
33
20. FeO 73,4
Fe2O3 10,5
Fetot 64,4
Ni+Co 0,4
SiO2 2,9
CaO 4,1
MgO 5,0
Al2O3 1,4
Cr2O3 0,7
S 0,285
Στο χώρο των Μ/Τ κατά την εµφύσηση του Ο2 έχουµε τη δηµιουργία σκόνης µε την εξής
σύσταση:
Συστατικό Βάρος %
Απώλεια πύρωσης 7,8
FeO 6,7
Fe2O3 37,2
Fetot 31,1
Ni+Co 4,1
SiO2 3,2
CaO 21,0
MgO 14,5
Al2O3 0,5
Cr2O3 1,7
S 0,4
Για την αποφυγή εκτινάξεων έχουν τοποθετηθεί χαλύβδινες πόρτες πάνω από το άνοιγµα του
Μ/Τ.
Σκόνη επίσης δηµιουργείται και από τον µεταλλουργικό ασβέστη κατά την τροφοδοσία του.
Το πρόβληµα αντιµετωπίζεται µε διατήρηση µικρού αποθέµατος ασβέστη.
Τέλος η ηχορύπανση είναι ένα συνηθισµένο φαινόµενο στο εργοστάσιο (εκτονώσεις-θόρυβος
µηχανηµάτων κλπ)
34
21. Β΄ µέρος
Παρουσίαση αποτελεσµάτων
7.ΓΕΝΙΚΑ
Κατά την παραµονή µου στο εργοστάσιο της ΛΑΡΚΟ ασχολήθηκα µε δυο αντικείµενα:
• ∆ειγµατοληψία σκουριάς µε ταυτόχρονη καταγραφή των παραµέτρων λειτουργίας του
καµινιού (καµίνι IV).
• Χρονοµέτρηση και καταγραφή των ενεργειών των γερανών του τµήµατος των
ηλεκτροκαµίνων (Π2).
Στο εργοστάσιο παρατηρήθηκε το εξής φαινόµενο: To Ni που περιέχονταν στο µέταλλο και
στην σκουριά ήταν πολύ λιγότερο από αυτό που εισαγόταν στο κύκλωµα µε την τροφοδοσία
των Α υλών (λατερίτη). ∆εδοµένου ότι τη δειγµατοληψία την έκαναν οι ίδιοι οι
αποσκωριωτές σύµφωνα µε ένα πρόγραµµα που τους είχε δοθεί -και όπως παρατηρήθηκε δεν
το τηρούσαν-, χρειάσθηκε να γίνει ένας πιο συστηµατικός έλεγχος και ταυτόχρονα
προσπάθεια συσχέτισης µε τις συνθήκες λειτουργίας του καµινιού.
Στους γερανούς των καµινιών, για περίπου τέσσερις ώρες τη µέρα γινόταν καταγραφή και
χρονοµέτρηση των ενεργειών, ώστε να βρεθεί το ποσοστό του χρόνου που απαιτείται για τις
διάφορες διεργασίες και να γίνει κάποια περαιτέρω στατιστική ανάλυση στατιστική ανάλυση.
41
22. 8. ∆ειγµατοληψία σκουριάς
Η δειγµατοληψία της σκουριάς για τη συγκεκριµένη µελέτη, γινόταν στο καµίνι IV,
παράλληλα µε τη δειγµατοληψία που έτσι κι’ αλλιώς διενεργούσαν οι αποσκωριωτές, της
οποίας τα στοιχεία, χρησιµοποιούνται για τον υπολογισµό της περιεκτικότητας σε Ni της
σκουριάς. Τα δικά µου δείγµατα, τα ελάµβαναν οι εργάτες, ύστερα υπόδειξή µου και
σύµφωνα µε πρόγραµµα που µου δόθηκε από τους µηχανικούς του εργοστασίου µε κουτάλα
ηµισφαιρικού σχήµατος. Η κουτάλα αυτή έφερε χερούλι µήκους 4m και το τοίχωµά της είχε
πάχος 0,5-1cm. Πιο συγκεκριµένα το πρώτο δείγµα λαµβανόταν 10΄ µετά το άνοιγµα της
οπής και στη συνέχεια κάθε 30΄ -στην αρχή είχε οριστεί να λαµβάνεται δείγµα κάθε 60΄,όµως
έτσι δεν λαµβανόταν ένας ικανοποιητικός αριθµός δειγµάτων-. Το τελευταίο δείγµα
λαµβανόταν λίγο πριν το κλείσιµο. Έτσι, όπως φαίνεται γινόντουσαν ταυτόχρονα δυο
δειγµατοληψίες -αυτή των εργατών και η δική µου- και συνεπώς µπορούσαν να γίνουν
συγκρίσεις. Ταυτόχρονα τη στιγµή της δειγµατοληψίας, γινόταν πυροµέτρηση της σκουριάς
που έρεε µε οπτικό πυρόµετρο και καταγραφόταν η ισχύς και το συνηµίτονο -ο συντελεστής
ισχύος- του καµινιού. Το πυρόµετρο που χρησιµοποιήθηκε δεν είναι γνωστό κατά πόσο ήταν
βαθµονοµηµένο σωστά1
, γι’ αυτό έγινε µια προσπάθεια να βαθµονοµηθεί στο χηµείο του
εργοστασίου -η σωστή θερµοκρασία είναι κατά 95ο
C χαµηλότερη-. Παρ’ όλα αυτά η ακριβής
θερµοκρασία δεν έχει τόση σηµασία όσο οι διακυµάνσεις της. Τα δείγµατα αφού κρύωναν
παραδιδόντουσαν στο χηµείο, όπου γινόταν για κάθε ένα χωριστά ανάλυση Ni και για όλα
µαζί τα δείγµατα της ηµέρας -µετά από λειοτρίβηση και ανάµιξη σε ίσες αναλογίες- ανάλυση
για Fetot και SiO2. Ταυτόχρονα γινόταν ανάλυση δειγµάτων που έδιναν οι αποσκωριωτές και
από τις τρεις βάρδιες. Στη συνέχεια θα προσπαθήσουµε να συσχετίσουµε τις παραµέτρους
λειτουργίας του καµινιού µε την απώλεια σε Ni και επιπλέον θεωρώντας ότι σε όλα τα
καµίνια συµβαίνουν αντίστοιχα φαινόµενα µε αυτά που συµβαίνουν στο υπό εξέτασιν καµίνι
θα ελέγξουµε αν το ισοζύγιο Ni για όλο το κύκλωµα «κλείνει» για το έτος 1996. Μα πρώτα
απ’ όλα καλό θα ήταν να παρουσιάσουµε µερικά συµπεράσµατα και διαπιστώσεις:
• Η µέση περιεκτικότητα της σκουριάς σε Ni, στα µεν δείγµατα των αποσκωριωτών είναι
0,175% στα ∆ε δικά µου δείγµατα 0,250%, δηλαδή περίπου 41% περισσότερο Ni 2
.
• Οι αποσκωριωτές παρατηρήθηκε ότι τα 7 περίπου δείγµατα της σκουριάς τα ελάµβαναν
κατ την πρώτη µισή ώρα της βάρδιας και όχι σε τακτά χρονικά διαστήµατα. Αυτό σηµαίνει
ότι τα δείγµατά τους δεν ήταν ενδεικτικά.
• Η σκουριά έρεε µόνο για 4 ώρες στη βάρδια -λίγες φορές ο χρόνος αυτός ήταν
µεγαλύτερος- και όχι 20 ώρες στο 24ωρο. Αυτό σηµαίνει µεγάλη παροχή σκουριάς που
δεν επιτρέπει στο Ni να διασχίσει το στρώµα της σκουριάς και να µεταβεί στο στρώµα του
µετάλλου και συνεπώς παρασύρεται εκτός του καµινιού.
1
H ακρίβεια εξαρτάται από τη φύση της επιφάνειας του αντικειµένου που ακτινοβολεί, πχ ανακλαστικότητα
2
Οι υπολογισµοί παραθέτονται στο τέλος του κεφαλαίου
42
23. 9.Συσχέτιση της απώλειας Ni µε τις παραµέτρους
λειτουργίας του καµινιού
Θα προσπαθήσουµε στη συνέχεια να βρούµε την επίδραση στην απώλεια Ni, της
θερµοκρασίας της σκουριάς, της χρονικής στιγµής της δειγµατοληψίας, της ισχύος
του καµινιού και του συνηµιτόνου του καµινιού. Επιπλέον θα προσπαθήσουµε να
δούµε αν η θερµοκρασία της σκουριάς µεταβάλλεται κατά κάποιο συγκεκριµένο
τρόπο κατά τη διάρκεια της αποσκωρίωσης. Τέλος θα παρουσιάσουµε τη
θερµοκρασιακή κατανοµή της σκουριάς. Λεπτοµερής αναφορά των στοιχείων της
δειγµατοληψίας ακολουθεί στο τέλος της παραγράφου.
9.1 Απώλεια Ni συναρτήσει της θερµοκρασίας
%Ni-Θερµοκρασία (C)
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
Θ/σία (C)
%Ni
Όπως φαίνεται οι τιµές δεν ακολουθούν κάποια ξεκάθαρη γραµµή. Αντίθετα οι τιµές
είναι σκορπισµένες άτακτα σε µια περιοχή. Συνεπώς δεν προκύπτει σχέση απώλειας
Νi και θερµοκρασίας σκουριάς.
43
24. 9.2 Απώλεια Ni συναρτήσει της χρονικής στιγµής
δειγµατοληψίας
%Ni-Χρονική στιγµή δειγµατοληψίας
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0 50 100 150 200 250
Χρόνος
%Ni
Ούτε στη συγκεκριµένη γραφική παράσταση φαίνεται να υπάρχει ξεκάθαρη σχέση
µεταξύ της χρονικής στιγµής δειγµατοληψίας και της απώλειας Ni. ∆ηλαδή φαίνεται
ότι η απώλεια είναι άτακτη σε σχέση µε το χρόνο και συνεπώς ούτε από εδώ
µπορούµε να βγάλουµε κάποιο συµπέρασµα. Πάντως φαίνεται ότι στο τέλος της
αποσκωρίωσης το περιεχόµενο Ni τείνει να είναι περισσότερο, γεγονός που µπορεί να
εξηγηθεί απλά: Στο τέλος της αποσκωρίωσης το στρώµα της σκουριάς είναι πιο λεπτό
µε αποτέλεσµα η σκουριά που εξέρχεται του καµινιού, να συµπαρασύρει είτε µη
αναγµένο Ni -που δεν είχε το χρόνο να αντιδράσει- είτε «σταγονίδια» Ni που δεν
πρόλαβαν να µεταβούν στη φάση του µετάλλου.
Τέλος παραθέτουµε γραφικές παραστάσεις της απώλειας του Ni µε το συνηµίτονο
του καµινιού και την ισχύ του καθώς και της θερµοκρασίας της σκουριάς σε σχέση µε
το χρόνο. Και από εδώ φαίνεται ότι δεν προκύπτει καµία συσχέτιση.
44
26. Θερµοκρασία-Χρονική στιγµή δειγµαατοληψίας
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
0 50 100 150 200 250
Χρόνος
Θ/σία(C)
Για την τελευταία γραφική παράσταση το µόνο πιθανώς σχόλιο που θα µπορούσε
κανείς να κάνει, είναι ότι αρχικά η θερµοκρασία της σκουριάς είναι σαφώς πιο υψηλή
σε σχέση µε τις επόµενες στιγµές. Επίσης µε µεγάλη επιφύλαξη µπορούµε να πούµε
ότι η θερµοκρασία παρουσιάζει µια περιοδικότητα.
9.3 Συσχέτιση της µέσης απώλειας Ni µε την
κατανάλωση ενέργειας και το βαθµό αναγωγής του Νi
Όπως φαίνεται από τα διαγράµµατα που ακολουθούν δεν προκύπτει καµιά σχέση της
απώλειας του Ni µε την κατανάλωση ενέργειας και το βαθµό αναγωγής του ΠΕΚ.
Aπώλεια Ni σε σχέση µε την κατανάλωση
ενέργειας (καµίνι IV)
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
58,3
59,1
59,2
59,3
59,3
59,7
59,7
59,9
60,0
MWh/tn Ni
%Ni
46
27. Απώλεια Ni σε σχέση µε τον βαθµό αναγωγής
(R ΠΕΚ) του ΠΕΚ
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
59,7
60,2
60,4
60,8
62,3
62,8
63,6
64,3
67,3
R ΠΕΚ
%Νι
9.4 Συµπέρασµα
Όπως φαίνεται από τα πιο πάνω, δεν µπορεί κανείς να βγάλει συµπέρασµα για το τι
φταίει για την απώλεια του Ni. Eίναι αναγκαίο όµως να γίνει µια περαιτέρω ανάλυση
του θέµατος. Πρέπει για παράδειγµα να διερευνηθεί η µορφή που βρίσκεται το Ni:
Είναι µεταλλικό και άρα δεν έχει προλάβει να µεταβεί στη µεταλλική φάση ή οξείδιο
που δεν πρόλαβε να αναχθεί; Κατά τη γνώµη µου δυο θα πρέπει να γίνουν αφού
διερευνηθεί το πιο πάνω:
1. Η σκουριά θα πρέπει να ρέει πιο οµαλά και για πιο πολλές ώρες (ίσως και για 20
ώρες την ηµέρα όπως αναφέρεται στη βιβλιογραφία), ώστε να δίνεται ο χρόνος
στο Ni να κατακάθεται στη µεταλλική φάση και όχι να παρασύρεται στη σκουριά.
2. Να γίνει µελέτη της απώλειας του Νi σε σχέση µε το ιξώδες της σκουριάς.
3. Μελέτη της επίδρασης της προσθήκης συλλιπάσµατος πχ CaO στη σκουριά. Η
σκουριά περιέχει µια αρκετά σηµαντική ποσότητα SiO2. Πιθανώς η προσθήκη
ενός τέτοιου συστατικού να συµβάλλει στη µείωση του ιξώδους (αν βρεθεί ότι το
ιξώδες συµβάλλει θετικά στην απώλεια Ni) και συνεπώς στον καλύτερο
διαχωρισµό των δυο φάσεων.
9.5 Θερµοκρασιακή κατανοµή της σκουριάς
Την κατανοµή των θερµοκρασιών της σκουριάς θα την περίµενε κανείς να
παρουσιάζει µέγιστο σε µια µέση τιµή και να φθίνει προς τις µεγαλύτερες και
µικρότερες τιµές. Εδώ όµως έχουµε τον µεγαλύτερο αριθµό δειγµάτων «µαζεµένο»
στη µεγαλύτερη θερµοκρασία.
47
28. 0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Συχνότητα
1175 1225 1275 1325 1375 1425
Θερµοκρασία (C)
Θερµοκρασιακή κατανοµή
Αυτό το φαινόµενο µπορεί να εξηγηθεί: Αν περιµέναµε να δούµε το προφίλ που
περιγράψαµε πιο πάνω, θα έπρεπε να παρατηρήσουµε ακόµη πιο υψηλές
θερµοκρασίες. Αυτό όµως δεν είναι εφικτό γιατί ήδη οι θερµοκρασίες που
µετρήθηκαν εκείνη την εποχή ήταν πολύ υψηλές -ίσως από τις πιο υψηλές-. Ίσως αν
γινόταν η ίδια δουλειά κάποια άλλη εποχή και σε µεγαλύτερο διάστηµα να
παρατηρείτο σαν µέση τιµή µια µικρότερη θερµοκρασία και η συχνότητα των
θερµοκρασιών δεξιά και αριστερά του µέσου να ήταν φθίνουσα.
48
29. 9.6 Eφαρµογή των νέων δεδοµένων στο ισοζύγιο του Ni
Θα προσπαθήσουµε στη συνέχεια, µε τα νέα στοιχεία που προέκυψαν από την
δειγµατοληψία, να ελέγξουµε αν το ισοζύγιο Ni της προηγούµενης χρονιάς (1996) «κλείνει».
Πιο συγκεκριµένα από το γραφείο στατιστικής της εταιρίας πήραµε τα πιο κάτω στοιχεία:
ΠΕΚ (tn) Ni(tn) στο(ΠΕΚ) Ni (tn) στο(Μέταλλο) % Ni (Μέταλλο) % Ni (Σκουριά)
2.135.083 21.575,546 16.771,591 13,95 0,14
Αν λάβουµε υπ’ όψιν ότι το βάρος της σκουριάς είναι το 85% του βάρους του ΠΕΚ µπορούµε
εύκολα να βρούµε το βάρος της : 2.135.083tn*0,85=1.814.821tn. Το Ni που περιέχεται στο
µέταλλο και τη σκουριά (σύµφωνα µε την περιεκτικότητα της σκουριάς που δίνει το γραφείο
στατιστικής) είναι: 16.771,6tn+1.814.821tn*0,14%=19.312tn. Όµως το Ni του ΠΕΚ είναι
21.576tn. Φαίνεται δηλαδή ότι υπάρχει ένα έλλειµµα 2.264tn.
Σύµφωνα µε τα δεδοµένα της δειγµατοληψίας που έγινε και σύµφωνα µε τη σύγκριση που
έγινε µε τα δεδοµένα του χηµείου το Ni της σκουριάς θα πρέπει να είναι προσαυξηµένο κατά
41% από αυτό που χρησιµοποιήθηκε στον πιο πάνω υπολογισµό:
16.771,6tn+1.814.821tn*0,14%*1,41=20.354tn. Με αυτές τις µετρήσεις η απώλεια του Ni
είναι 1.222tn.
H τιµή αυτή εξακολουθεί να είναι µεγάλη, πλησιάζει όµως πιο κοντά στο «κλείσιµο» του
ισοζυγίου. Για αυτή την διαφορά, µπορεί να φταίει κυρίως το γεγονός ότι οι µετρήσεις έγιναν
σε ένα µόνο καµίνι και ότι η παραδοχή που κάναµε ότι σε όλα τα καµίνια συµβαίνει το ίδιο
δεν είναι και τόσο σωστή. Επιπλέον ίσως και ο χρόνος των µετρήσεων να ήταν περιορισµένος
και πιθανώς για δειγµατοληψίες µεγαλύτερης διάρκειας το αποτέλεσµα που περιµένουµε να
προσεγγιστεί ακόµη καλύτερα.
∆υστυχώς δεν µπόρεσε αυτή η σηµαντική απώλεια να συσχετιστεί µε καµιά από τις
παραµέτρους που εξετάστηκαν και έτσι από την παρούσα έρευνα δεν προκύπτει κάτι που να
συµβάλλει στην µείωση της απώλειας Ni. Το µόνο που θα µπορούσε να γίνει, είναι µια
περαιτέρω έρευνα όπως προτάθηκε στην προηγούµενη παράγραφο.
49
