Effektiv utlastning i LKAB:s världsunika hamnanläggning

Smart industri | Effektiv verksamhet med Safety Integrated
Vill du veta mer?

Ann-Louise Lindmark

2016-07-05

Hanteringen vid utlastningen av LKAB:s järnmalm i hamnen i Narvik måste vara varsam med rätt kvalitet på det som levereras och kontinuerligt flöde på processen. Eitech, en Siemens Solution Partner, har i ett totalåtagande levererat el- och automationslösningen för en ny skeppslastningsstation där modern teknik från Siemens med integrerad, mjukvarubaserad säkerhet används och där Eitech Engineering stod för automationslösningen. LKAB har fått en flexibel och kostnadseffektiv lösning som säkerställer kapaciteten och kvaliteten.

Från LKAB:s året-runt-isfria hamn i Narvik med tillräckligt djup för oceangående fartyg skeppas järnmalm till hela världen. Hit kommer varje dygn tio tåg från Kiruna, Svappavaara och Malmberget med 6 500 ton malm vardera som lossas i den nya lossningsstationen Sila som har byggts för att möta den ökade kapaciteten på Malmbanan. Den 650 meter långa, automatiserade lossningsstationen med hög utlastningskapacitet har effektiviserat malmhamnen i Narvik avsevärt och minimerat miljöpåverkan i hamnområdet.

Säkerheten har höjts rejält

Världsunik lösning fördelar tryck

Sila består av tolv stycken 60 meter djupa lagringssilor nedsprängda i berget med lagringskapacitet på 1,2 miljoner ton malmpellets. Ovan jord syns bara den långa lossningshallen som sträcker sig över alla silor. Malmtåget kör in i ena änden och kommer en halvtimme senare ut i den andra – 6 500 ton lättare. I mitten reser sig en 45 m hög innersilo, en världsunik lösning designad av LKAB för att fördela lastens tryck under rörelse. Lasten fylls i innersilon och fördelas via öppningar i den stora silon. När silon töms är principen densamma fast omvänd; pellets rinner ut via öppningar i innersilon vidare ut via en transportör som sträcker sig under alla silor. På full öppning tömmer en silo 9 000 ton i timmen.

Ny skeppslastningsstation säkerställer kapaciteten

Att lasta ett fartyg tar 16 timmar till 2,5 dygn. Eftersom det kostar att ha fartyg liggande i hamnen är det viktigt att inte få stopp i produktionen. För att säkra tillgängligheten och inte vara beroende av en enda skeppslastningsstation har LKAB låtit bygga ytterligare en skeppslastningsstation.

 

– Då kan man göra service och underhåll på den ena lastningslinjen och samtidigt köra obehindrat på den andra. Det handlar om att säkerställa kapaciteten, säger Björn Hellström, enhetschef för Automation på Eitech Engineering som i ett totalåtagande har levererat automationslösningen för den nya skeppslastningen.

 

– Det är sådana här projekt vi är bra på, att få ihop helheten, säger Björn Hellström.

Integrerad säkerhet gör lastningen flexibel och effektiv 

Helhetsleverans

Eitech har ansvarat för en komplett el- och automationsleverans från transformatorer på 10 kV/0,69 kV respektive 10 kV/0,4 kV, lågspänningsställverk, automationsskåp, frekvensomriktare, startapparater, AKB, värmeanläggning med mera. Eitech Engineering har projekterat hela anläggningen med plc-program, HMI-bildbyggnad, elkonstruktion, nätverkskommunikation, frekvensomriktare för hela styrsystemet samt samordnat funktionerna från de många maskinleverantörerna, till exempel Sandvik för transportbansystemet, Joest för sikthuset, Thyssen Krupp för skeppslastaren och AG för dammfilteranläggningen.

 

– 25 000 meter kraft- och signalkabel har dragits, säger Pasi Karhu, som är projektledare på Eitech Engineering och har varit inblandad i projektet sedan hösten 2014 och veckostationerad i Narvik tillsammans med medarbetare från Eitech Electro och underleverantörer från Sverige, Norge och Island.

 

– Miljön är väldigt speciell med mycket malmdamm, vibrationer, hög luftfuktighet och stark kyla. Det ställer krav på utrustningen.

Olika egenskaper

LKAB producerar i huvudsak två järnmalmstyper: Blast Furnace Pellets och Direct Reduction Pellets, där Blast Furnace görs i två varianter: KPBA (Kiruna Pellets Blast furnace Acid) och olivinpellets (KPBO från Kiruna och MPBO från Malmberget). Resterande produktion består framförallt av sinterfines, finmald järnmalmssand som först klumpas ihop – sintras – till större stycken innan den används.

 

För LKAB, internationellt ledande inom forskning och utveckling runt pelletstillverkning, är det viktigt att de högkvalitativa järnmalmsprodukterna med unika mervärden svarar mot kundernas olika produkt- och kvalitetskrav. Genom noga utprovade och avvägda tillsatser i pelletstillverkningen kan stålverkens produktivitet öka samtidigt som energibehov, slitage och slaggförekomst minskar. Därför är det viktigt att rätt sort, storlek och blandning kommer rätt i det logistiska flödet.

 

När järnmalmspelletsen tippas i silorna har en del fallit sönder och blivit PF, pellets fines, medan en del är för stora (oversize). Därför siktas pelletsen; små pellets siktas ut som fines och oversizematerial skickas till en kvarn som maler till fines, och dessa går i retur till fineslager.

 

– Pelletsen ska vara så ren som möjligt och får inte överskrida gränsnivåerna, förklarar Pasi Karhu.

Med mjukvarubaserad säkerhet går konfigurering och drifttagning samt felsökning snabbare

Noggrant flöde

Ju mer exakt rätt LKAB levererar desto nöjdare blir kunden. Logistikflödet är noggrant med kvalitetsanalyser och vägning längs utlastningsbanan. Malmen vägs kontinuerligt på en bandvåg. Genom att regelbundet styra flödet av malm till en statisk våg kan anläggningen kontinuerligt kalibreras. Ett jämnt flöde av malm till transportörerna ger säker och korrekt mätsignal från bandvågarna. Kontroll av hur mycket malm som passerar på föregående band görs och riktvärde räknas ut så att reglering för ett jämnt flöde ska kunna åstadkommas.

 

Hastighetsregulatorer styr i samspel hastigheten på banden. Eftersom jämnt flöde eftersträvas för att få så bra resultat som möjligt måste regleringen vara snabb. Data från provtagningsutrustningen – andel procent fines i pelletsen – skickas löpande till styrsystemet som reglerar processen genom att justera flödet till siktarna som i sin tur säkerställer proportionerna mellan de olika fraktionerna på malmen så att rätt kvalitet kan erhållas.

 

Förutom kvalitet och mängd kontrolleras fuktighet. Vattnet tillsätts för att hålla tillbaka dammbildning men förhållande vatten och malm måste regleras.

 

Rätt kvalitet ska alltså lastas med rätt mängd och rätt vattengrad – och så snabbt som möjligt eftersom tid är pengar. Dessutom måste malmen lastas varsamt i vissa sekvenser för att inte fartyget ska välta.

Integrerad säkerhet effektiviserar

Anläggningen styrs av ett överordnat, felsäkert styrsystem, Simatic S7-416F. Den nya anläggningen kommunicerar med de befintliga systemen via TCP/IP (CP443). Där skickas information om materialtyp, driftstatus på transportörer, mängder med mera. Runt hela anläggningen går LKAB:s 24-V-fiberslinga bestyckad med Scalance X204-fiber-koppar-switchar. Som subnät ligger en 12-V-fiberslinga som intern fiberring för Eitechs styrsystem. För kommunikation till alla fältenheter såsom I/O-öar, frekvensomriktare, ställverksfack och motorskydd används Profinet och Scalanceswitchar. För de säkra funktionerna på motorstartare och frekvensomriktare nyttjas Profisafeprotokollet.

 

– Säkerheten har höjts rejält. När något behöver stoppas stannas allt som är i närheten automatiskt med indikation på varenda nödstoppsknapp och nödstoppslina, vilket visualiseras på processbilder i operatörsrum. Tidigare fick man gå och leta var felet var, säger Pasi Karhu.

 

– Integrerad säkerhet gör lastningen flexibel och effektiv för LKAB. Dessutom blir projekteringen effektiv för oss. Med mjukvarubaserad säkerhet går konfigurering och drifttagning samt felsökning snabbare. Ändringar i säkerheten sker i huvudsak på mjukvarunivå vilket resulterar i lägre kostnader för kunden, fortsätter han.

Stabila produkter ger hållbara lösningar

Eitech Engineering, vars verksamhet innan januari 2016 var en del inom Goodtechkoncernen, har samarbetat i många år med Siemens.

 

– Grundförutsättningen för bra samarbete är förtroende. Vi vill jobba med stabila, säkra och väl beprövade produkter. Ett samverkansprojekt av den här storleken är en lagsport där den samlade mängden kunskap, erfarenhet och viljan till samarbete är avgörande. Tillsammans skapar vi en bättre värld genom att integrera hållbara lösningar. Det blir man stolt av, säger Björn Hellström.

Luossavaara-Kiirunavaara AB,
LKAB, är en internationell högteknologisk mineralkoncern, världsledande producent av förädlade järnmalmsprodukter för ståltillverkning och en växande leverantör av mineralprodukter till andra industribranscher.

Eitech Engineering AB, med enheterna Automation, Infrateknik, Installation och Power, utvecklar och levererar projekt och tjänster inom elteknik för bygg- och offentlig sektor, industri, infrastruktur, energi och miljö.
 

Goodtechs huvudägare Rolf Tannergård med familj har förvärvat tillbaka den svenska del av Goodtech som ingick i Goodtech Intressenter AB. Den nya verksamheten är sedan januari 2016 uppdelad i Eitech och INAC och är därmed den tidigare El & Industrimontage-koncernen.

Felsäkert styrsystem: Simatic S7-416F i toppen; Simatic S7-417-cpu på befintliga systemet som kommuniceras med med kommunikationskort CP343 som körs med ethernetprotokoll

Distribuerade I/O: Simatic ET 200S, 15 st IM151-moduler

Nätverkskommunikation: Profinet, nätverksswitchar Scalance X204

Frekvensomriktare med Safety Integrated: Sinamics G150 (skåpsutförande) och Sinamics G120

Lågspänningsapparater: Sirius startapparater, Simocode motorskydds- och övervakningssystem, Simatic ET 200S-motorstartare

Installationsprodukter: dvärgbrytare Sentron 5SY, effektbrytare Sentron 3VL och 3WL, säkringslastbrytare Sentron 3KL

Brandskyddssystem: Sinteso FS20