Kosteuden ja neliömassan mittaaminen kartonkikoneen viiraosalla

Diplomityön tavoitteena oli selvittää spraytärkkelyksen ja eri kerrosten liitossakeuksien vaikutusta kartongin palstautumislujuuteen ja formaatioon. Työn teon aikana viiraosille hankittiin gammasäteilyllä toimivat kosteusmittarit. Työssä haettiin keinoja varmentaa mit-tausten luotettavuus kartonkikoneella, jonka nopeudet ja tuotteiden neliömassat vaihtelevat suuresti. Työn loppuvaiheessa aloitettiin mittareiden toiminnan parantaminen. Spraytärk-kelyksen annostelua parannettiin ja annostelulle rakennettiin suhdesäätö. Tärkkisumun aiheuttamia haittoja vähennettiin lisäämällä spraytärkkelysputkien yhteyteen tärkkelys-tippoja poistavia imupalkkeja. Tämän diplomityön kirjallisuusosan tavoitteena oli tarkastella taivekartonkia tuotteena ja sen kilpailukyvyn kannalta tärkeitä ominaisuuksia. Kilpailukyvyn kannalta tärkeään palstautumislujuuteen sekä taivutusjäykkyyteen kiinnitettiin huomiota niiden toisistaan riippuvuuksien vuoksi. Spraytärkkelyksen käyttö riittävän palstautumislujuuden varmistajana ja spraytärkkelyksen määrän hallinta olivat kirjallisuusosassa mukana. Liitossakeuksien hallinta gammasäteilyä hyödyntävien NDC-mittareiden avulla oli toinenpääalue. Kirjallisuusosassa on viitattu myös tehtaalta saatuihin kokemusperäisiin tietoihin. Tämän työn kokeellisessa osassa selvitettiin InkeroistenKartonkitehtaan Kartonkikone 4:a. ja sillä suoritettuja spraytärkkelyskokeita. Liitoskosteuksia selvitettiin pääosin aiempien mittausten ja kokemusten perusteella.

Kartonkikoneen tuotannonsuunnittelu jalostuslähtöisesti

Työn tarkoituksena oli selvittää monipope-menetelmän taustaa, menetelmän karkea tekninen toteutus, sovellettavuus kartonkikone KA1:n tuotantoon ja menetelmän mukanaan tuomat edut ja haitat, sekä ratkaisumallit mahdollisten tuotannollisten häiriötilanteiden ratkaisemista varten. Työssä selvitettiin myös tuotannon, tuotannon-suunnittelun, varastoinnin, asiakaspalvelun ja tuottavuuden tehostamista monipope-menetelmän avulla, sekä tuotannonsuunnittelun jalostuslähtöisyyden korostamista. Työn kirjallisuusosassa käsitellään lyhyesti toiminnanohjauksen, tuotannonsuunnittelun ja materiaalinhallinnan perusteiden lisäksi tuotannon-suunnittelussa hyödynnettävän tietojärjestelmän toimintaa ja kartonkitehtaan tuotantoprosessi kartonkikoneiden ja muovipäällystyskoneiden osalta. Kokeellisessa osassa perehdyttiin tuotannon ja tuotannonsuunnittelun tämän hetkiseen tilaan, selvitettiin monipope-menetelmän idea ja sen karkea tekninen toteutus ja tutkittiin monipopemenetelmän sovellettavuutta pohjautuen toteutuneeseen tuotantoon ja nykyisiin tuotannon rajoitteisiin. Välivarastointikapasiteetin rajoittaminen johti päällystyskapasiteetin uudelleen organisoimisen ja nykyisen kapasiteetin riittävyyden selvittämiseen koetrimmitysten avulla. Lisäksi selvitettiin uuden menetelmän avulla saavutettavaa tuotannon nousua erityisesti jatkojalostuksen osalta. Monipope-menetelmän sovellettavuustutkimuksissa havaittiin uuden menetelmän tuovan mukanaan lukuisia etuja ja säästöjä muun muassa materiaalikulujen alentumisen ja vähentyneiden työvaiheiden kautta. Kartonkikone KA1:n tuotteiden jatkojalostuksen tuotannon nousuksi määritettiin noin 2 %:ia ja tämän lisäksi uusi menetelmä yksinkertaistaisi ja helpottaisi koko kartonkitehtaan rullaliikennettä ja varastojen hallintaa. Menetelmä toisi uusia toimintamalleja KA1:n tuotannon häiriötilanteiden varalle, lisäisi tuotannonsuunnittelun joustavuutta ja helpottaisi myös asiakaspalvelun ja laaduntarkkailun kehittämistä. Tutkimuksen tuloksena voidaan todeta, että monipope-menetelmän tuomat edut ovat kiistattomat. Menetelmän soveltamisen mahdollisuuksia tulisikin miettiä jatkossa investointeja suunnitellessa, jotta menetelmän toteuttaminen kohtuullisin investointikustannuksin nykyisten tuotantoedellytysten lisäksi olisi mahdollista.

Teollisuusjärjestelmien olosuhteiden hallinnan diagnostiikka

Tässä työssä tutkitaan kartonkikone- ja arkkisalin ilmastointijärjestelmän vaikutusta kartonkitehtaan olosuhteisiin. Ilmastoinnin ensisijainen tehtävä on taata prosessin häiriötön toiminta. Lisäksi hyvin toimivan ilmastointijärjestelmän avulla luodaan paremmat työskentelyolosuhteet sekä parannetaan rakennuksen toimintaolosuhteita. Kartonkitehtaan nykyiset olosuhteet selvitetään mittausten ja laskelmien avulla. Ilmastointijärjestelmän nykykuntoa ja tehokkuutta kartoitetaan havaintojen, mittausten ja laskelmien avulla. Olosuhteiden ja ilmastoinnin nykytilan kartoituksen avulla luodaan parannusehdotukset ilmastoinnin uusinnalle. Ilmastointijärjestelmän parannusehdotusten avulla hallitaan tuotannonlisäyksen aiheuttamat lisäkuormitukset sekä parannetaan työskentelyolosuhteita niin kesä- kuin talviolosuhteissa.

Hylky- ja vesijärjestelmän vaikutus kartongin tuotepuhtauteen

Kirjallisuusosassa käsitellään paperi- ja kartonkikoneiden eri vesijärjestelmiä, vedenkäytön vähentämistä ja sen vaikutusta prosessiin. Mikrobiologiaa, mikrobien aiheuttamia prosessiongelmia, mikrobien torjuntaa ja simulointia on myös käsitelty kirjallisuusosassa. Kokeellisessa osassa laadittiin Kartonkikone 1:n massa- ja vesijärjestelmän mikrobiologisen puhtauden simulointimalli Balas-prosessisimulointiohjelmalla. Kartongin mikrobiologinen puhtaus määritettiin kokonaispesäkelukuna. Kokeellinen osa sisälsi pilot-mittakaavan suodatinkoeajoja, joissa määritettiin tarvittavat erotusparametrit simulointimallille, selvitettiin Dynasand-hiekkasuodattimen soveltuvuus suihkuvesien puhdistukseen, Dynadisc-kiekkosuodattimen käyttökelpoisuus kiertoveden puhdistukseen kiertovesisuodattimena ja hiekkasuodattimien esisuodattimena sekä UV-reaktorin soveltuvuus suodatettujen vesien desifiointiin. Simulointimallilla tarkasteltiin eri prosessivaihtoehtojen vaikutus kartongin mikrobiologiseen puhtauteen. Suihkuvesien puhdistaminen hiekkasuodattimilla alentaa kokonaispesäkelukua vain vähän. Koneen ajettavuus paranee suihkuputkien roskaryöppyjen ja viiraosan limoittumisen vähenemisen takia. Kiertovesijärjestelmän pelkkä jakaminen hylkyprosessi- ja sakeudensäätövedeksi aiheuttaa kokonaispesäkeluvun kasvun prosessista poistettavien vesien puhdistumisen takia. Kokonaispesäkeluku minimoidaan poistamalla ylimääräinen vesi hylkysaostajan suodoksena. Suodatettua hylkysaostajan suodoksen ja viiraveden seosta käytetään sekä sakeudensäätö- että hylkyprosessivedeksi. Hylkymassalla on dominoiva vaikutus kokonaispesäkelukuun. Suurin vähennys kokonaispesäkeluvussa saadaan estämällä mikrobikasvu hylkymassassa. Tämä voidaan tehdä kuumentamalla hylkymassa 80 °C:n höyryllä. Suodatuskoeajojen perusteella Dynasand-hiekkasuodattimella voidaan puhdistaa pisaralämmönvaihtimelta saatavaa lämmintä suihkuvettä. Esisuodatettua kiertovettä voidaan puhdistaa Dynasand-hiekkasuodattimella viiran johtotelojen suihkuvedeksi. Dynadisc-kiekkosuodatinta voidaan käyttää hiekkasuodattimen esisuodattimena ja kiertovesisuodattimena. UV-säteily poistaa tehokkaasti mikrobeja suodatetuista vesistä.

Analyzing the Background Information of an Activity-Based Costing System

The aim of this thesis was to analyze the background information of an activity-based costing system, which is being used in a domestic forest industry company. The reports produced by the system have not been reliable, and this has caused the utilization of the system to diminish. The study was initiated by examining the theory of activity-based costing. It was also discovered, that the system produces management accounting information and therefore also that theory was introduced briefly. Next the possible sources of errors were examined. The significance of these errors was evaluated and waste handling was chosen as a subject of further study. The problem regarding waste handling was that there is no waste compensation in current model. When paper or board machine produces waste, it can be used as raw material in the process. However, at the moment the product, which is being produced, at the time does not get any compensation. The use of compensation has not been possible due to not knowing the quantity of process waste. As a result of the study a calculatory model, which enables calculating the quantity of process waste based on the data from the mill system, was introduced. This, for one, enables starting to use waste compensation in the future.

Enhancement of water removal in the press section

The effectiveness of water removal on press section is very important for a paper and board machine’s functioning, efficiency and economy. Today, the most effective method for wet pressing is shoe press technology. Metso has carried out a number of studies concerning anew type of water removal method for a press section, which has also been patented. These studies include rough sketches and some test runs. These issues form the basis of this thesis. The objective of this work was to gather together information for a new and enhanced waterremoval method for a press section by studying the functioning of the device andcarrying out test runs. This method is referred to here as Hydronip. The main goal was tobuild a functional test site which fulfills all the necessary requirements and has all thenecessary information gathering devices. The design process was carried out by emphasizing the safety aspects. The goal was also to gather together information about the nip structure in running conditions, the seal function, and to carry out the nip tests with paper or board wads. This thesis consists of a theory part, the design and construction of the test site, and carrying out test runs through information gathering. The theory part consists of the principals of water removal from a press section, Hydronip construction, and the requirements for the test place. The safety aspects were taken into account especially in test runs, but also in the assembly stages. The design and construction of the test site includes the selection of equipment and surroundings that are needed for managing the test runs in the best possible way at certain premises. The test site included the equipment that was already on the premises. Some equipment could be used as it was but some equipment had to be manufactured or modified from existing equipment. A functional test site with information gathering devices was accomplished as a result of thethesis. Test runs demonstrated that the Hydronip concept is, at least on a small scale,functional. Short-term tests for seal functioning showed that the seal can be lubricatedsufficiently under different kinds of nip load situations. Wad tests demonstrated that the metal belt is durable against different sizes of external particles. The seal also endured wad tests even though the pressure impacts impaired the lubrication. MTS tests showing dry content increases, combined with a rough cost calculation and the basic function of the machine in test runs, show that with some further study Hydronip could be a promising new product for water removal from a paper or board machine’s press section.

Vääräkosken kartonkitehdas : Sata vuotta ähtäriläistä pahvia

Ähtärissä Hyvölänjoen varrella oleva Vääräkoski oli teollisen toiminnan keskuksena pyöreät sata vuotta. Kosken partaalle vuonna 1898 perustetun kartonkitehtaan toiminta päättyi vararikkoon vuonna 1998. Vääräkosken kartonkitehdas luokiteltiin valtakunnallisesti arvokkaaksi kulttuurihistorialliseksi ympäristöksi Museoviraston ja ympäristöministeriön julkaisemassa selvityksessä ”Rakennettu kulttuuriympäristö” (1993). Tehtaan rakennukset ja laitteet suojeltiin rakennussuojelulailla vuonna 2002. Siirtyminen lumpun käytöstä puumassaan merkitsi metsäteollisuuden murrosta 1860-luvulla myös Suomessa. Muutos merkitsi puuhiomoteollisuuden syntymistä. Pahvinvalmistusteknologia kehittyi 1890-luvun lopulla teknisten keksintöjen seurauksena. Käsityövaltaisesta, monta erillistä vaihetta vaatineesta pahvin valmistuksesta voitiin siirtyä koneelliseen prosessiteollisuuteen. Ensimmäinen kartonkikone hankittiin Saksasta 1897 Inkeroisten tehtaalle. Vääräkosken kartonkitehtaalle vuonna 1901 tilattu kartonkikone oli järjestysnumeroltaan viides Suomessa. Vääräkosken kartonkitehdas oli maan mittakaavassa pieni ja sen toiminta pysyi suunnilleen samansuuruisena aina päättymiseensä asti. Tuotanto keskittyi kartonkiin, jota tehtaan ainoa kartonkikone valmisti 1000–4000 tonnia vuodessa. Vääräkosken tehdasympäristön arvo perustuu monipuolisuutensa säilyttäneeseen tehdaskokonaisuuteen, lähes alkuperäisinä säilyneisiin rakennuksiin ja laitteisiin, joista kartonkikone on teollisuushistoriamme ainoita yli satavuotiaita. Tämä inventointiraportti julkaistaan, jotta Vääräkosken kartonkitehtaasta jäisi edes jotakin luettavaa historian kirjoihin.

Pallomaisen rullalaakerin vauriotutkimus kartonkikoneen kiertoöljyvoidellulla kuivatusosalla

Tämä työ on tehty Stora Enson Imatran kartonkitehtaan kunnossapidosta vastaavalle Efora Oy:lle. Tavoitteena oli selvittää syy Imatran Kartonkikone 5:n kuivatussylinterien laakerivaurioiden suureen määrään verrattuna tehtaiden kolmeen muuhun kartonkikoneeseen. Tutkimuksissa keskityttiin laakerien käyttöolosuhteisiin. Syyn selvittämiseksi työssä vertailtiin eri kartonkikoneiden kiertoöljyvoitelujärjestelmiä, voiteluöljyjä, voiteluolosuhteita, öljyjen kuntoa ja kunnon seurantaa. Myös laakereihin kohdistuvia kuormia arvioitiin. Alan kirjallisuuden avulla on käyty läpi kartonkikoneen rakennetta ja toimintaa tarvittavassa laajuudessa, voitelun ja laakerin vaurioitumisen teoriaa sekä voiteluaineiden ominaisuuksien ja koostumuksen perusteita. Vertailevissa tutkimuksissa ei löytynyt vauriomäärien eroja selittäviä eroavaisuuksia Imatran tehtaiden eri kartonkikoneiden välillä, joskin Kartonkikone 5:n kiertovoiteluöljyn puhtaustaso oli muita Imatran kartonkikoneita heikompi. Laakerikuormien osalta havaittiin joidenkin laakerien käyvän laakerille asetetun vähimmäiskuorman alittavilla kuormituksilla. Vähimmäiskuormaa pienempi radiaalikuorma voi johtaa laakerin virheelliseen toimintaan ja edelleen vaurioitumiseen. Voiteluolosuhteet todettiin erittäin vaikeiksi ja niillä on epäilemättä vaikutusta voiteluöljyn ja laakerien lyhentyneeseen käyttöikään.

Vääräkosken kartonkitehdas - sata vuotta ähtäriläistä pahvia

Ähtärissä Hyvölänjoen varrella oleva Vääräkoski oli teollisen toiminnan keskuksena pyöreät sata vuotta. Kosken partaalle vuonna 1898 perustetun kartonkitehtaan toiminta päättyi vararikkoon vuonna 1998. Vääräkosken kartonkitehdas luokiteltiin valtakunnallisesti arvokkaaksi kulttuurihistorialliseksi ympäristöksi Museoviraston ja ympäristöministeriön julkaisemassa selvityksessä ”Rakennettu kulttuuriympäristö” (1993). Tehtaan rakennukset ja laitteet suojeltiin rakennussuojelulailla vuonna 2002. Siirtyminen lumpun käytöstä puumassaan merkitsi metsäteollisuuden murrosta 1860-luvulla myös Suomessa. Muutos merkitsi puuhiomoteollisuuden syntymistä. Pahvinvalmistusteknologia kehittyi 1890-luvun lopulla teknisten keksintöjen seurauksena. Käsityövaltaisesta, monta erillistä vaihetta vaatineesta pahvin valmistuksesta voitiin siirtyä koneelliseen prosessiteollisuuteen. Ensimmäinen kartonkikone hankittiin Saksasta 1897 Inkeroisten tehtaalle. Vääräkosken kartonkitehtaalle vuonna 1901 tilattu kartonkikone oli järjestysnumeroltaan viides Suomessa. Vääräkosken kartonkitehdas oli maan mittakaavassa pieni ja sen toiminta pysyi suunnilleen samansuuruisena aina päättymiseensä asti. Tuotanto keskittyi kartonkiin, jota tehtaan ainoa kartonkikone valmisti 1000–4000 tonnia vuodessa. Vääräkosken tehdasympäristön arvo perustuu monipuolisuutensa säilyttäneeseen tehdaskokonaisuuteen, lähes alkuperäisinä säilyneisiin rakennuksiin ja laitteisiin, joista kartonkikone on teollisuushistoriamme ainoita yli satavuotiaita. Tämä inventointiraportti julkaistaan, jotta Vääräkosken kartonkitehtaasta jäisi edes jotakin luettavaa historian kirjoihin.

Kartonkikoneen tuoreveden käytön vähentäminen kemiallisesti puhdistettua jätevesikirkastetta hyödyntäen

Tämän diplomityön tarkoituksena oli tutkia mahdollisuutta hyödyntää kemiallisesti puh-distettua jätevettä prosessivetenä. Vedensäästöpotentiaalin perusteella tutkimuskohteeksi valittiin kartonkikone 4. Tutkimuksen tavoite oli tuoreveden käytön ja jätevesipäästöjen vähentäminen Stora Enso Imatran tehtailla. Työn kirjallisuusosa keskittyy kemialliseen jätevedenkäsittelyyn, kartonkikoneen veden käyttöön ja prosessiveden laatuun vaikuttaviin tekijöihin. Työn kokeellisessa osassa laa-dittiin vesitase tuoreveden käyttökohteiden ja veden tarpeen määrittämiseksi. Kemialli-sesti puhdistetun jäteveden ja prosessiveden ominaisuudet määritettiin, jotta saatiin sel-ville ne ominaisuudet, jotka voisivat estää jätevesikirkasteen hyötykäytön. Laboratoriomääritykset osoittivat, että hyötykäytön esteenä ovat jätevesikirkasteen kiin-toaine-, sulfaatti- ja karbonaattipitoisuus sekä mikrobitaso ja väri. Metallien ja suolaionien haittavaikutusten selvittäminen vaatii lisätutkimusta. Lisäpuhdistusmenetelmien avulla, kuten käänteisosmoosi, jätevesikirkasteen laatu saataisiin vastaamaan prosessiveden tasoa ja hyötykäyttö olisi mahdollista myös kartonkikone 4:n ulkopuolella.