Dmitrij Ramanenka
Dmitrij Ramanenka

Dmitrij Ramanenka

Hållfasthetslära
Material- och solidmekanik
Institutionen för teknikvetenskap och matematik
roter_ugn.png

Bakgrund

En vanligt förekommande utmaning i många industriella processer är nedbrytning av material. LKAB är en av världens ledande tillverkare av högkvalitativa järnmalmsprodukter. Järnmalmspellets är den viktigaste produkten för LKAB. Pellets finns i olika typer och ofta kan man skräddarsy dess egenskaper beroende på kundens behov. Innan transport till kund sintras all pellets i en roterugn för att uppnå full styrka. Sintringsprocessen är central och vital för kvalitén på LKABs produkter. Grate-ugn system, se bild, används för att oxidera och sintra pellets vid temperaturer upp till 1400° C. Oväntade fel i sådana system är mycket kostsamma och orsakar produktionsstop.

Projektet är inriktat på roterugnar vid LKAB och deras funktioner och robusthet. Roterugnar är stora cylindriska konstruktioner. Diametern kan vara upp till 7,5 m och dess längd ca 40 m. Cylindern är tillverkad av stål och på grund av de höga temperaturerna har den en isolerande infodring bestående av värmebeständigt tegel. Tegelstenarna utsätts för mycket tuffa förhållanden: höga temperaturer, temperaturvariationer, kemisk nedbrytning, slitage, lastsvängning (rotation av ugnen i kombination med vikten av tegellagret självt och belastningen av pellets) och mycket mer. Ofta används tegel med hög aluminiumhalt för denna applikation. Det är vanligt att teglet skadas och produktionen behöver avbrytas för långvarig reparation - vilket är mycket kostsamt.

För att studera roterugnen i detalj används numerisk modellering och simuleringar. Tanken är att arbeta både på en global och lokal nivå. Huvudsyftet med detta arbete är att skapa numeriska modeller för att prediktera påverkan av mekaniska och termomekaniska effekter (direkta eller indirekta) på tegelinfodringen. Med större förståelse kan man t.ex. förbättra hanteringen av roterugnen (t.ex. uppvärmningsschemat), eventuellt byta material eller förändra teglets geometri och på så sätt även förbättra teglets livslängd.

Publikationer

Artikel i tidskrift

Characterization of high-alumina refractory bricks and modelling of hot rotary kiln behaviour (2017)

Ramanenka. D, Antti. M, Gustafsson. G, Jonsén. P
Engineering Failure Analysis, ISSN: 1350-6307, Vol. 79, s. 852-864
Konferensbidrag

Evaluation of stress state in a brick lining of a hot rotary kiln due to material and design change (2017)

Ramanenka. D, Gustafsson. G, Jonsén. P, Nordin. L
Ingår i: Proceedings of the World Congress on Mechanical, Chemical, and Material Engineering, Avestia Publishing, 2017
Konferensbidrag

Modelling of Hot Rotary Kiln (2017)

Ramanenka. D, Gustafsson. G, Jonsén. P
Paper presented at : 11th European LS-DYNA Conference, Salzburg, Austria, 9-11 May 2017
Artikel i tidskrift

FEM investigation of global mechanisms affecting brick lining stability in a rotary kiln in cold state (2016)

Ramanenka. D, Stjernberg. J, Jonsén. P
Engineering Failure Analysis, ISSN: 1350-6307, Vol. 59, s. 554-569