umu.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Värmeöverföring från smälta till vattenkyld tapputrustning
Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Applied Physics and Electronics.
2011 (Swedish)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Heat transfer from matte to water-cooled copper tap block (English)
Abstract [sv]

Examensarbetet är utfört på smältverket Rönnskärsverken på uppdrag av Boliden Mineral AB. Kopparhyttan är en elektrisk smältugn för smältning av kopparslig och sekundära material i form av askor, fragmenterat skrot, krossad skärsten, slagger och slam. Beroende på hur det ingående materialet varierar kommer smältans kemiska sammansättning att variera. Variationerna i smältans kemiska sammansättning medför också att de fysikaliska egenskaperna hos smältan varierar och därmed också värmeöverföringen mellan smälta och tapputrustning. En hög värmelast på tapputrustningen medför ett ökat slitage på tapputrustningen och därför behövs en förståelse för de bakomliggande orsakerna för att förebygga och om möjligt undvika detta.

De genomförda analyserna visar på att en hög värmelast på tapputrustningen framförallt är kopplad till kopparhalten. En lägre kopparhalt medför att smältpunkten sänks och dessutom minskar viskositeten, vilket leder till ett ökat massflöde. En ökad värmelast indikerar således ett ökat massflöde i kombination med en sänkt smältpunkt, vilket innebär att tillfrysningen av ett erosionsskyddande skikt skärstenen på insidan av tappkanalens väggar försvåras och därmed en ökad erosion av tapputrustningen. Svavelunderskottet, som beräknas utifrån en kemisk analys av skärstensproven, visade ingen korrelation mot en hög värmelast vid tappning och ingen koppling mellan svavelunderskott och erosion av tapputrustningen kunde därmed konstateras.

De åtgärder som föreslås för att minska slitaget på tapputrustningen är ökning av kylvattenflödet samt minskning av tapphålsdiametern för att öka tillfrysning av ett skyddande lager samt reducera flödet vid tappning.

Abstract [en]

This thesis work is done on behalf of Boliden Mineral AB at Rönnskärsverken.

Kopparhyttan is an electric copper furnace for melting of copper concentrates and secondary materials in the form of ashes, metal scrap, crushed matte, slag and sludge.

Depending on how the input material varies, the chemical composition of the melt will vary as well. Variations in the chemical composition of the melt also imply that the physical properties of the melt vary and the heat transfer between melt and tap block.

A high heat load on the tap block during tapping of matte, results in increased wear and severe erosion of the tap channel and therefore the need of an understanding of the underlying causes to prevent and if possible avoid the high heat load.

The completed analysis shows that a high heat load on the tap equipment mainly is associated with the copper content. A lower copper content leads to the melting point is lowered and also reduces the viscosity, leading to an increased mass flow. The increased heat load thus indicate an increased mass flow in combination with a reduced melting point, which means that the freezing of an erosion protective coating of matte on the inside of tapping channel walls becomes more difficult and thus increases the erosion on the tap equipment. Sulphur deficit, which is calculated from a chemical analysis of matte, showed no correlation to a high heat load and no connection between the sulfur deficit and the erosion of the tap equipment were successfully concluded.

Measures proposed to reduce the wear on the tap equipment are increasing the flow of cooling water and a possible reduction of the tap channel diameter.

Place, publisher, year, edition, pages
2011. , 61 p.
Series
EN1105
National Category
Energy Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:umu:diva-58945OAI: oai:DiVA.org:umu-58945DiVA: diva2:550374
External cooperation
Boliden Mineral AB
Educational program
Master of Science Programme in Energy Engineering
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2012-09-07 Created: 2012-09-06 Last updated: 2012-09-07Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1496 kB)615 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1496 kBChecksum SHA-512
e4f750627f1665bb56f46c19803232b27ca9396e7d07f56cc1b7eb301ec9392aefcd8cc14fd6f346d17eda1ac41b6705f139580cf8680a9f29a1f7634fece3a1
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Applied Physics and Electronics
Energy Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 615 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 557 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf