1/2014

Automaatio tehostaa kiven murskausta

Automaatio tehostaa kiven murskausta

 

Tutkijat Teemu Väyrynen ja Pekka Itävuo sekä professori Matti Vilkko esittelevät tietokoneohjelmaa, joka näyttää reaaliajassa murskaamon eri kuljettimilta mitattuja tietoja.

 

Kaivoksista louhittua kiveä on perinteisesti murskattu ’sokkona’ ja manuaaliohjauksella. TTY:n kehittämät automatisoidut mittaus- ja ohjausratkaisut tuovat ennen näkemätöntä tehoa ja säätövaraa murskaamoiden valvomoihin. Samalla säästyy rutkasti energiaa.

EU:ssa kulutetaan vuosittain kolme miljardia tonnia kivimurskeita, ja käsisäätö on vielä valttia 16 000:n eurooppalaisen kivenmurskausyrityksen valvomoissa. Automaatiota ei juurikaan käytetä pölyisissä ja meluisissa murskaamoissa, joiden tärinässä sensori kuin sensori helposti rikkoontuu.

– Sekä kaivannais- että maanrakennuspuolella automaation aste on 30–50 vuotta jäljessä muita aloja. Kolmisen prosenttia maailmasta käytetystä sähköenergiasta kuluu kivien, malmien ja mineraalien hienonnukseen, mutta toiminnan energiatehokkuudessa on paljon parannettavaa, kertoo tutkija Pekka Itävuo TTY:n systeemitekniikan laitokselta.

Kaivosteollisuuden kilpailukyky nousuun

Automaatiota kehittämällä voidaan parantaa kaivosteollisuuden kilpailukykyä, mutta Itävuon mukaan tätä korttia ei ole missään vielä käännetty. Syynä on hyvin vaativa ympäristö, joka vaikeuttaa muun muassa luotettavan mittaustiedon tuottamista automatisoitujen ohjausprosessien pohjaksi.

Suomessa automaatiohaasteeseen on tartuttu. SOREX-projektissa tutkitaan automaatioratkaisuja malminetsinnän, mineraalianalyysin, malmin murskauksen sekä rikastuksen tehostamiseksi ja optimoimiseksi. Projektissa kehitettävät menetelmät jalostuvat edelleen uusiksi tuotteiksi ja palveluiksi alan suomalaisille yrityksille.

Kiven murskauksen automatisointi kiinnostaa Metsoa

– Asensimme Metson murskauslaitokselle Espooseen sensoreita, jotka mittaavat massavirtaa. Lisäksi mittaamme murskaimien tehoa ja painetta. Mittaustietojen ohella sensorit paljastavat myös sen, milloin joku laite on menossa epäkuntoon, kertoo TTY:n tutkija Teemu Väyrynen.

– Halusimme lähteä tutkimaan kiven murskauksen automatisointimenetelmiä ja sitä, mitä kivimurskalle tapahtuu. Halusimme myös saada selville miten koneita voisi ohjata siten, että murskausprosessin häiriötekijät saadaan poistettua. Olemme saaneet jo paljon uutta tietoa, kertoo Metson projektipäällikkö Antti Jaatinen.

Kivenmurskausalalla on Jaatisen mukaan paljon hyödyntämätöntä automaatiopotentiaalia.

– Tavoitteemme on, että kivimurskaa voisi tulevaisuudessa tehdä älykkäämmin käyttäen muutaman ison koneen sijasta useaa pienempää konetta. Koneet käyttäisivät vähemmän polttoainetta ja ne olisivat helpommin liikuteltavia ja huollettavia, mikä parantaisi murskausprosessin joustavuutta ja luotettavuutta, hän linjaa.

 

Matematiikkaa ja mallinnusta

TTY on mukana SOREX-projektissa, jossa tutkitaan mittaus- ja säätömenetelmiä, joilla voi ohjata murskaus- ja rikastusprosesseja tehokkaasti.

– Malminkäsittelyn ja mineraalituotannon materiaali- ja energiatehokkuus paranee, kun pystytään automaattisella säädöllä säätämään murskausprosesseja. Hyvällä mittaamisella ja säätämisellä ohjataan sitä, että prosessi tuottaa juuri haluttua kivikokoa, kertoo systeemitekniikan laitoksen professori Matti Vilkko.

Juuri oikean kivikoon tuottaminen on tärkeää, jotta jatkoprosessit saadaan toimimaan kokonaistaloudellisesti. Esimerkiksi maanrakennuspuolella liiallinen hienonnus kuluttaa energiaa ja liian hieno lopputulos on arvotonta.

Kun prosesseja ajetaan järkevästi, myös tuotto maksimoituu. Energiatehokkuus ja maksimaalinen tuotanto eivät sulje toisiaan pois.

– Me käytämme matematiikkaa ja mittaustietoja mallintaaksemme ja kuvataksemme eri prosesseja. Mallien avulla ymmärrämme paremmin, mitä prosesseissa ja laitteissa tapahtuu. Kun mallinnus on tehty, voimme matematiikan ja tietokoneen avulla visualisoida asioita ja tehdä testejä, joita aiemmin tehtiin vain laboratoriossa tai kentällä, Vilkko selittää.

Service Oriented Automation for Efficient Rock and Ore Exploitation (SOREX) -projekti

1.1.2012–31.8.2014

SOREX-projektin tavoitteena on nopeuttaa ja täydentää mineraalien analysointia ja malmioiden paikallistamista uusilla mittaustekniikoilla, parantaa murskausvaiheen energia- ja materiaalitehokkuutta kehittyneillä mittaus- ja säätöratkaisuilla sekä hyödyntää dynaamista prosessisimulointia rikastamo-operaattorien päätöksenteon tukena. SOREX-projekti kuuluu Tekesin Green Mining -tutkimusohjelmaan.

SOREX-projektiin osallistuvat Tampereen teknillisen yliopiston systeemitekniikan laitos ja Aalto-yliopiston automaatio- ja systeemitekniikan laitos. Projektissa on mukana myös suomalaisia yrityksiä: Outotec Oy, Metso, IMA Engineering, Mine On-Line Services, Pyhäsalmi Mine Oy, FQM Kevitsa Mining Oy, Agnico-Eagle Kittilä ja GTK.

 

Teksti: Leena Koskenlaakso
Kuvat: Petri Laitinen

 
Kerro kaverille
Mikrotehdas tuo valmistuksen työpöydälle ja myymälän takahuoneeseen
Mikrotehdas tuo valmistuksen työpöydälle ja myymälän takahuoneeseen
1/2014
Mikrotehdas tuo valmistuksen työpöydälle ja myymälän takahuoneeseen
Voittaako Suomi seuraavassa teollisuuden murroksessa?
Voittaako Suomi seuraavassa teollisuuden murroksessa?
1/2014
Voittaako Suomi seuraavassa teollisuuden murroksessa?
Kultaryntäys avaruuteen
Kultaryntäys avaruuteen
1/2014
Kultaryntäys avaruuteen
Kirkastuvaa luvassa
Kirkastuvaa luvassa
1/2014
Kirkastuvaa luvassa
Terästutkimuksen uudet kuviot
Terästutkimuksen uudet kuviot
1/2014
Terästutkimuksen uudet kuviot
Oppimisympäristö on enemmän kuin tuoli ja pulpetti
Oppimisympäristö on enemmän kuin tuoli ja pulpetti
1/2014
Oppimisympäristö on enemmän kuin tuoli ja pulpetti
Karjalainen perinnepeli Hervannassa päättyi häihin Kroatiassa
Karjalainen perinnepeli Hervannassa päättyi häihin Kroatiassa
1/2014
Karjalainen perinnepeli Hervannassa päättyi häihin Kroatiassa
Työkaluja turvallisuuden mittaamiseen
Työkaluja turvallisuuden mittaamiseen
1/2014
Työkaluja turvallisuuden mittaamiseen
TTY-säätiön hallitukseen kaksi uutta jäsentä
TTY-säätiön hallitukseen kaksi uutta jäsentä
1/2014
TTY-säätiön hallitukseen kaksi uutta jäsentä
Mikä on strategia ja miten se tehdään?
Mikä on strategia ja miten se tehdään?
1/2014
Mikä on strategia ja miten se tehdään?
TTY kehittää palveluita pk-yrityksille
TTY kehittää palveluita pk-yrityksille
1/2014
TTY kehittää palveluita pk-yrityksille
Tampere energia- ja ekotehokkuuden ytimessä
Tampere energia- ja ekotehokkuuden ytimessä
1/2014
Tampere energia- ja ekotehokkuuden ytimessä
Tietojärjestelmien hankinta on taitolaji
Tietojärjestelmien hankinta on taitolaji
1/2014
Tietojärjestelmien hankinta on taitolaji
Kehittäkää palveluita, teollisuusyritykset
Kehittäkää palveluita, teollisuusyritykset
1/2014
Kehittäkää palveluita, teollisuusyritykset
Pintakäsittelytekniikoiden konferenssi Tampereella
Pintakäsittelytekniikoiden konferenssi Tampereella
1/2014
Pintakäsittelytekniikoiden konferenssi Tampereella
Rajapinta uudistui
Rajapinta uudistui
1/2014
Rajapinta uudistui

Tampereen teknillinen yliopisto on teknologisen kehityksen tiennäyttäjä sekä tutkimusmaailman ja elinkeinoelämän yhteistyökumppani. Yliopistosta valmistuu haluttuja osaajia yhteiskunnan eri aloille.

Käyntiosoite:
Korkeakoulunkatu 10,
33720 Tampere

Postiosoite:
PL 527, 33101 Tampere

Puhelinvaihde:
03 311 511
ma–pe kello 8–16.15
kesällä ma–pe 8–15.45

Virallinen sähköpostiosoite:
tty.asiointi@tut.fi