Happea uuneihin

#1/2009
Teksti: Susanna Lidström

Moderni lämmitystekniikka on tuonut sekä tehokkuus- että ympäristöhyötyä Scana Steelin perinteikkäässä takomossa Björneborgissa. Perusta luotiin 1997 happipoltininvestoinnilla. Toinen askel oli liekittömän polton käyttöönotto vuonna 2005, ja loppukesästä 2008 laitokselle asennettiin uusi savukaasujärjestelmä.

Ensimmäinen takomo rakennettiin Värmlannissa sijaitsevaan Björneborgiin jo vuonna 1656. 350-vuotisjuhlien kunniaksi nykyinen omistaja, norjalainen teollisuuskonserni Scana, saattoi todeta, että viime vuosikymmenen panostukset modernisoin-tiin ovat tuottaneet toivotun tulok- sen. Yritys käyttää kolmessa suuressa vaunu-uunissaan AGAn REBOXhappipoltintekniikkaa. Asennukset tehtiin vuosina 1997, 1998 ja 2000.

– Happipoltintekniikalla olemme pystyneet nostamaan kuumennustehoa, mikä on ollut ratkaisevaa uunien nykyisen kapasiteetin kannalta. Ilman tätä lisäystä emme olisi päässeet nykytilanteeseen, kertoo projektipäällikkö Hans Joelsson, joka toimi aiemmin Scana Steel Björneborgin takomo- ja kunnossapitopäällikkönä.

Hän saa taustatukea nykyiseltä takomopäällikkö Leif Näsmanilta, joka lisää, että Björneborgissa on monien muiden teräsalan yritysten tavoin eletty kultaisia aikoja viime vuosien hyvässä markkinatilanteessa. Tuotanto on käynyt kovilla kierroksilla, jotta Björneborgin erityistuotteiden, suurten pyörähdyskappaleiden – esimerkiksi rahtilaivojen potkuriakseleiden – toimitukset olisivat pysyneet kysynnän tahdissa. Yrityksessä on 350 työntekijää, sen vuosiliikevaihto on noin miljardi kruunua, ja sillä on oma terästehdas, takomo, lämpökäsittely ja konepaja.

Terästehtaalla valetaan suuria, 5–75 tonnin valanteita, joiden pintalämpötila niiden tullessa takomoon on noin 650 °C. Jotta valanteet voitaisiin takoa haluttuun muotoon, ne kuumennetaan vaunu-uuneissa 1 250 asteeseen. Ennen uudistusta lämpötilaa voitiin nostaa 10–15 astetta tunnissa.

– Siirryttyämme happipolttimien käyttöön lämmönnostonopeus kasvoi 50 asteeseen tunnissa poltinjärjestelmän kokonaistehon pysyessä samana. Tämä merkitsee valtavaa ajansäästöä, ja lisäksi säästämme runsaasti energiaa, Hans Joelsson painottaa.

Happipoltintekniikassa palamiseen käytetään puhdasta happea ilman sijaan. Tällöin vältytään ilmassa olevan typen lämmittämiseltä, ja parannetaan merkittävästi kuumennuksen hyötysuhdetta. Prosessi vaatii huomattavasti vähemmän polttoainetta kuin konventionaalista tekniikkaa käytettäessä, mikä tarkoittaa myös pienempiä hiilidioksidipäästöjä.

Vaikka happipolttimet käyttävät puhdasta happea, voivat ne silti muodostaa runsaasti typpioksidipäästöjä. Syynä on, että toisaalta uuniin pääsee vuotoilmaa ja toisaalta tavanomaisessa happipoltossa liekki on erittäin kuuma; nämä asiat yhdessä tuottavat runsaasti typen oksideja.

Vuodesta 2005 Björneborgin takomo on käyttänyt AGAn liekitöntä poltinta. Sillä saadaan aikaan edellistä laajempi liekki, joka on seurausta uunissa olevien savukaasujen tehokkaasta sekoittumisesta liekkiin. Liekin maksimilämpötilaa pystytään alentamaan kuumennusvaikutuksen kärsimättä.

Uunin vuotoilmojen vähentämiseksi myös uunin paineensäätö on tärkeää. Vaihto ilmasta happeen vähentää savukaasuja noin 80 prosentilla. Savukaasukanavia on siis pienennettävä samassa suhteessa, muuten uuniin syntyy alipaine, joka imee lämmön uunista ja tuo kylmää ilmaa sisään. Aluksi Björneborgissa tätä säädettiin ”kuristamalla” savukaasukanavia, mutta viime kesänä asennettiin aivan uusi AGAn toimittama savukaasujärjestelmä.

– Aiemmin savukaasukanavat oli sijoitettu korkealle uunien yläosaan. Uudessa järjestelmässä niitä on laskettu alas niin, että ne ovat arinatasolla. Näin paine on helpompi pitää tasaisena koko uunissa, mikä osaltaan säästää polttoainetta 5–10 prosenttia, Leif Näsman kertoo.

Tiiveyden parantamiseksi yhteen uuniin vaihdettiin AGAn toimittama nykyaikainen luukkujen sulkujärjestelmä.

– Vaunu-uunimme ovat 1980-luvulta ja ne alkavat olla kuluneita. Tiiveys on tärkeää, jotta happipoltintekniikasta saataisiin kaikki hyöty, Leif Näsman toteaa.