Konstruktion av bandtransportör för hantering av järn(II)sulfat i korrosiv miljö
2024 (Swedish)Independent thesis Basic level (university diploma), 10 credits / 15 HE credits
Student thesis
Abstract [sv]
För att avlägsna kapselplåt från pulvermetallurgiska produkter använder Sunds Industrierbetningslösning som innehåller svavelsyra (H2SO4). För att separera det upplöstajärnet används en kristalliseringsanläggning där betvätskan genomgår tre stegför att avskilja järnet i form av järnsulfat heptahydrat (FeSO4∙7H2O). Via en skruvtransportörlastas järnsulfatet i avfallsäckar som sedan skickas vidare och återanvändsinom andra användningsområden eller till deponi. Skruvtransportören har vid fleratillfällen havererat, symptomet har varit brusten skruv, orsaken är ej helt klarlagd.Uppdragsgivaren vill öka driftsäkerheten och kapaciteten för järnsulfathanteringen,vilket också är syftet med detta arbete. Målet är att skapa tillverkningsunderlag förden nya konstruktionen som ersätter skruvtransportören. Miljön i bethallen är korrosivvilket ställde krav på materialvalen. Vetenskapliga artiklar och annan litteraturstuderades för att skapa en förståelse av miljöns beskaffenhet, samt för att underbyggamaterialvalen.
Den nya järnsulfathanteringen delades upp i segment. Flera koncept för varje segmentkunde identifieras. Efterföljande konceptval gav två möjliga koncept för detsegment som skulle fördela järnsulfat mellan flera säckar. Utredning av kritisk vinkelför när järnsulfat glider på stålplåt, vilken golvyta som skulle krävas för vardera koncept,samt effektbehovet blev argument för att göra valet. Flödesmätning av järnsulfatgenomfördes, datat användes för att dimensionera den nya konstruktionen.Materialvalet resulterade i att syrafast rostfritt stål används i huvudsak. För att bemötaeventuella brister i konstruktionen med avseende på drift- och personsäkerhetgenomfördes en riskanalys. Beräkningar för att estimera kastlängden av järnsulfatetoch krafterna i transportbanden utfördes, dessa användes för att bestämma drivmotornsegenskaper och för att ta fram randvillkor till FE-analyserna.
Resultatet av arbetet är en ny konstruktion för järnsulfathanteringen som består avtvå bandtransportörer: en elevationstransportör, och en tvärgående transportör somfördelar järnsulfatet mellan två avfallsäckar. Säckarna står på vibrationsplattformarnasom motverkar kon-bildning och ökar materialets densitet. Kapaciteten ökar medupp till 160 procent, och anläggningen kan fylla två avfallsäckar under obemannadarbetstid.
Vibrationsplattformarna ser till att operatören inte behöver fördela järnsulfatet manuellti avfallsäcken, detta bidrar till förbättrad arbetsergonomi. Sunds kommer attha full insikt i hur järnsulfathanteringen är konstruerad, de kommer också att tillverkamånga av komponenterna. Detta resulterar i att resurser används på ett optimaltsätt, till exempel för att råmaterialet kan fraktas i plåtformat och de kan utföraeventuella reparationer själva.
Abstract [en]
When removing the canister from products made with a specific form of powdermetallurgy, Sunds Industrier in Söderhamn, Sweden uses a pickling process, containningsulfuric acid (H2SO4). When separating dissolved iron from the pickle fluida crystallisation plant is being used, in a three stage process the iron is separated inthe form of iron(II) sulfate heptahydrate (FeSO4∙7H2O). With a screw conveyor theiron(II) sulfate is loaded in to bags before further transportation. The screw in thescrew conveyor has broke on multiple occasions, the reason is not completely clear. The client wish to increase the reliability and capacity of the iron(II) sulfate handling, which is the purpose of this work. The goal is to create drawings for the newdesign that replaces the current screw conveyor. The environment in the facility iscorrosive which had impact on the choice of materials. Knowledge was collectedfrom articles and other sources to get an understanding of the properties of the environment,but also to substantiate the choice of materials used in the new design.
The new iron(II) sulfate handling was divided into several segments. For each ofevery segment, several concepts were identified. During the choice of concept foreach segment, there was two options given for the segment which function was todistribute iron(II) sulfate in to several bags. Investigation of critical angle for wheniron(II) sulfate slides on a sheet of steel, required floor space and power usage wasarguments used to make a choice between the two. Flow measurements of iron(II)sulfate was carried out, the data was then used to dimension the new construction. The choice of material resulted in stainless steel being used for majority of the parts. A risk analysis was carried out to avoid possible shortcomings regarding reliabilityand safety of the individual. Calculations were made to estimate the trajectory of theiron(II) sulfate, and also the forces in the belt, these calculations where then used tochoose motor and to produce boundary conditions for the FE analyses.
The outcomings of this work is a new design for the iron(II) sulfate handling, whichcontains of two band conveyors: one for elevating and one that distribute theiron(II) sulfate to two separate bags. The bags are placed on two vibration platformswhich purpose is to eliminate piles and to increase density of the iron(II) sulfate. Theincrease of capacity is up to 160 percent and can fill two bags without any supervising.
Thanks to the vibration platforms there is no longer need for the operator to manuallydistribute the iron(II) sulfate in the bags, this measure contribute to a betterwork environment. The client will have full insight into the design of the iron(II)sulfate handling, they will also manufacture many of the components. This will resultin an optimal use of resources because raw materials can be shipped to Sunds insheet format, and they can also perform repairs by them self.
Place, publisher, year, edition, pages
2024. , p. 37
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:hig:diva-45355OAI: oai:DiVA.org:hig-45355DiVA, id: diva2:1890496
External cooperation
Sunds Industrier AB
Subject / course
Mechanical engineering
Educational program
Högskoleingenjör
Supervisors
Examiners
2024-08-202024-08-192024-08-20Bibliographically approved