Yhä laadukkaampaa terästä

Artikkeli on julkaistu Power & Automation -lehdessä 1/2010.

Outokummun terästehtaan RAP5-linjalla ruostumattoman teräksen kylmämuokkaustoiminnot on integroitu yhdelle linjalle: valssaus, hehkutus, peittaus, venytysoikaisu ja viimeistelyvalssaus.

Kun tuotanto pyörii täydellä teholla, linjalla käsitellään samanaikaisesti jopa neljän kilometrin verran teräsnauhaa. Teräs kiertää 850 metriä pitkän tehdashallin kahteen kertaan. Ensimmäisen kierroksen aikana kuumavalssaamosta tullut teräsnauha hehkutetaan ja peitataan kirkkaaksi. Toisella kierroksella tuote kylmävalssataan haluttuun paksuuteen.

Kylmävalssaamon valvomossa prosessioperaattori Janne Juuso seuraa herkeämättä työpisteensä näyttöpäätteitä. Ne kertovat, mitä tuotantolinjalla tapahtuu. Janne Juuson apuna laatua valvoo konenäkö, ABB:n Outokummulle toimittama HDI800-pinnantarkastusjärjestelmä. ”Parhaimmillaan teräs menee ikkunan ohi 350 metrin minuuttivauhdilla. Paljain silmin on vaikeaa nähdä pinnan pienen pieniä virheitä”, Juuso kertoo.



Kamerat kuvaavat linjalla etenevää teräsnauhaa ja ottavat 50 000 kuvaa sekunnissa, havaitsevat pienimmätkin naarmut ja merkitsevät ne päätteelle arvioitaviksi. Johtopäätökset tekee aina ihminen.

Tarkastuksen konkari, kiertävä tarkastaja Valtteri Korva on nähnyt monta vaihetta Outokummun tehtaalla. Kun Korva tuli taloon vuonna 1975, teräs eteni linjoilla kävelyvauhtia ja vuosituotanto oli 50 000 tonnia. Nykyisin tehtaalla syntyy täydessä tuotannossa 1,2 miljoonaa tonnia jaloterästä vuodessa. ”Tässä vauhdissa tarvitaan jo erittäin hyviä apuvälineitä. Olen ollut alusta asti mukana pinnantarkastuksen kehitystyössä. Nykyinen järjestelmä on minusta hyvin toimiva”, Korva toteaa.

Nopeaa reagointia laatupoikkeamiin
Ruostumattomalla teräksellä on lukemattomia käyttötarkoituksia, ja asiakkaille toimitetaan terästä heidän tarpeisiinsa. ”Tarkka laadunvalvonta on meille kilpailuvaltti. Outokumpu tunnetaan luotettavana toimittajana ja siitä haluamme pitää kiinni. ABB:n pinnantarkastusjärjestelmä on tässä työssä tärkeä väline”, sanoo kylmävalssaamon pinnantarkastuksen kehitysinsinööri Heini Hämäläinen.

Järjestelmä koostuu erittäin nopeista digitaalikameroista, voimakkaasta valaistuksesta ja tietokoneohjelmistosta. Laaduntuotantokyvyn parantamiseksi eräs tärkeä ominaisuus on ohjelmiston kyky luokitella viat oikein – näin tuotantolinjalla voidaan kohdistaa tarvittaessa korjaustoimenpiteet nopeasti oikeaan kohteeseen. ”Luokittelukyky on erittäin hyvä, 98 prosenttisesti ohjelma tunnistaa virheen oikein.”

Hämäläisen mukaan pinnantarkastusjärjestelmästä on Outokummun tehtaalla kokemuksia jo 10 vuoden ajalta. Tuorein valvontajärjestelmä, HDI800 SIS (Surface Imaging System) asennettiin syksyllä kylmävalssaamolle hehkutus- ja peittauslinjalle. ”Yhteistyö ABB:n kanssa on toiminut erinomaisesti ja hyöty on varmasti ollut molemminpuolinen. Järjestelmää on osin räätälöity meidän tarpeisiimme”, Heini Hämäläinen kertoo.

Tavoitteena tyytyväinen asiakas
Tornio Workissa vastuu hyvästä laadusta kuuluu jokaiselle. Tuotteen laatua valvovat eri prosessivaiheissa sekä prosessioperaattorit että pinnantarkastajat. Kaiken kaikkiaan pinnantarkastuksen parissa työskentelee noin 200 henkilöä. Heillä on apunaan viisi ABB:n pinnantarkastusjärjestelmää: molemmilla kylmävalssaamoilla kaksi ja tuotantoketjun alkupäässä kuumavalssaamolla yksi.

”Laitteiston tuottamat suorat säästöt saavutetaan sekä sisäisten että ulkoisten laatukustannusten vähentymisestä. Materiaalin vaatimat korjaus- ja uudelleenkäsittelyt saadaan pidettyä kurissa nopean laatupalautteen ansiosta ja myös reklamaatiokustannukset ovat pienentyneet. Tietenkin tärkein tavoite on tyytyväinen asiakas”, Hämäläinen sanoo.

Kuumavalssaamolla käytännöt uusiksi
Kuumavalssaamon prosessissa loppumittaansa valssattu kuumanauha kulkee tyypillisesti 500–1 200 metriä minuutissa riippuen kulloinkin valssattavan kuumanauhan leveydestä ja paksuudesta. Nauhan lämpötila on alimmillaankin kelausvaiheessa noin 600 astetta.

Käytännössä ihmissilmällä nauhalla havaittavia pisteitä ovat vain satunnaisesti nauhan pinnassa kulkevat vesipisarat, kehitysinsinööri Pentti Jauhola kertoo. ”Kuumavalssaamolla SIS-järjestelmä on ratkaisevan tärkeä apuväline. ABB:n konenäköön perustuva järjestelmä on korvannut vanhat tarkastusmenetelmät täysin ja nopeuttanut tuotantoa ratkaisevasti”, Jauhola sanoo.

Muita merkittäviä etuja uudessa toimintatavassa ovat työturvallisuuden kehittyminen ja nopeampi laatupalaute. Nyt linja pysäytetään välittömästi virheen ilmetessä. Prosessin puutteet, kuten rikkoontunut työvalssi tai kuumanauhan pintaa raapiva pellin kappale, saadaan kiinni välittömästi ja linja korjataan takaisin tuotantoiskuun ennen kuin seuraavaa aihiota otetaan linjalle.

”Kerralla valmis -ajattelumallissa pinnantarkastusjärjestelmän on oltava SIS-järjestelmän kaltainen väsymätön puurtaja”, Pentti Jauhola kertoo. ”Kaikkia SIS-järjestelmässä saavutettuja kustannussäästöjä ei voitane edes laskea. Tehostetulla tarkastuksella on positiivinen vaikutus myös tuotteen läpimenoaikaan ja sitä kautta myös toimitustäsmällisyyteen.”

Outokumpu Tornio Works Outokumpu Oyj:n Tornion tehdas muodostaa maailman suurimman ruostumattoman teräksen tuotantoketjun. Tornio Worksiin kuuluu ferrokromitehdas sekä terästehdas sulattoineen ja valssaamoineen. Lisäksi olennainen osa kokonaisuutta on ruostumattoman teräksen raaka-ainetta, kromia, tuottava Kemin kaivos, joka avattiin 1960-luvun puolivälissä Elijärvelle. Tornio Worksiin kuuluu myös Hollannin Terneuzenissa sijaitseva teräksen jatkokäsittelylaitos. Ruostumattoman teräksen tuotanto käynnistyi Torniossa toukokuussa 1976. Nykyinen tuotantokapasiteetti on 1,2 miljoonaa tonnia valssattua jaloterästä vuodessa. Tuotannosta 89 prosenttia menee Eurooppaan. Suomen osuus siitä on yhdeksän prosenttia. Tehdas työllistää Torniossa noin 2 300 henkeä.

Teksti: Jussi Pääkkönen
Kuvat: Kai Tirkkonen