Modellbyggnad och simulering av Kiln styrning
Projektet i denna rapport har fokuserat på positionering av bärhjulen till Kiln i Kiruna på LKAB. Kiln är en roterande ugn där pelletskulorna sintras, vilket är ett steg i pelletiseringsprocessen. För att positionera Kiln i axial-och vertikalled justeras bärhjulen manuellt genom att snedställas mot Kiln eller att centrum på bärhjulen förflyttas till/ från Kiln.Arbetet som är beskrivet i denna rapport är tänkt att fungera som ett förarbete inför konstruktion av ett automatiserat system för justering av bärhjulen till Kiln. Ett automatiserat justeringssystem av Kiln kan förenkla positioneringen, öka livslängden samt öka tillförlitligheten för hela Kiln-systemet.Även innan ett automatiserat system har implementerats kan ovan nämnda fördelar uppnås, då detta arbete även skall fungera som ett stöd för underhållet vid positionering av Kiln. Ett positioneringsstöd kan bidra till att undvika produktionsstörningar pga. exempelvis skadade komponenter som stödhjul och delar till Kiln drivlina. Minskade produktionsstörningar innebär ökad tillgänglighet på Grate-Kilnverket och därigenom ökad lönsamhet för LKAB. Uppgiften i projektet gick ut på att ta fram en beräkningsmodell som visar hur Kiln reagerar vid positionering av bärhjulen, som tar hänsyn till uppvärmnings och avkylningsförloppet samt kuggingreppet. Uppgiften bestod även av att dokumentera skador som kan uppkomma vid felaktig positionering av bärhjulen samt att föreslå optimerade positioner på bärhjulen. Projektet som är ett examensarbete är den slutgiltiga delen i examinationen på en Civilingenjörsexamen mot Maskinteknik med inriktning konstruktion på Luleå Tekniska Universitet LTU. Arbetet har till stor del bestått av att ta fram en beräkningsmodell. Beräkningsmodellen som är framtagen är samlad i ett Matlab skript där i huvudsak sex delar kan varieras:- Temperaturer i systemet.- Längdmått hos komponenter- Massan hos Kiln, dvs. med eller utan pelletsbädd- Positionen på pelletsbädden- Snedställningen av bärhjulet- Centrumpositionering av bärhjulenUtifrån en variation av dessa parametrar kan resultat fås för över 170 variabler. Beräkningsmodellen visar främst hur krafter i systemet reagerar vid positionering av bärhjulen men även hur Kiln reagerar vid termisk expansion/kontraktion samt hur höjdpositioneringen av Kiln påverkas av temperaturändringen. Vid positionering av bärhjulen i modellen är det främst centrumpositioneringen som har gett resultat på systemet. Beräkningarna angående snedställning av bärhjulen visade sig vara allt för komplicerade och tidskrävande för att kunna avslutas under examensarbetet. Beräkningarna vid ett snedställt hjul har dock påbörjats och förslag till fortsatt arbete har givits.Beräkningsmodellen som är ett resultat i rapporten har använts för att analysera Kiln-systemet enligt uppdragsbeskrivningen. Genom att undersöka hur stor höjdändringen är för Kiln har en maximal förskjutning av bärhjulen/bärhjulets centrum kunnat förslås, detta för att inte skada kuggingreppet i drivlinan. Krafterna i systemet påverkas inte nämnvärt av temperaturändringar. Höjdändringar vid uppvärmning och avkylning uppemot 9 mm har noterats. Under intervallet för maximal höjdändring sker ingen större inverkan på krafter då bärhjulen positioneras. Resultaten som har redovisats i denna rapport planeras att valideras på LKAB under sommaren 2015.