DE102005026363A1

DE102005026363A1 - Verfahren zur Steuerung der Leistung von der Röstmaschine zum Brennen der Eisenerzpellets

Info

Publication number: DE102005026363A1
Application number: DE200510026363
Authority: DE
Inventors: Boris Alexandrowitsch Bokowikow; Wladimir Wladimirowitsch Bragin; Sergej Nikolajewitsch Jewstjugin; Viktor Iwanowitsch Klein
Original assignee: Siemens AG; Torex Ltd
Current assignee: Siemens AG; Torex Ltd
Priority date: 2005-06-07
Filing date: 2005-06-07
Publication date: 2006-12-14
Also published as: RU2450064C2; AU2006256830B2; WO2006131457A2; WO2006131457A3; AU2006256830A1; RU2007145360A; BRPI0611249A2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Aufbereitung des metallurgischen Rohstoffes in der Schwarzmetallurgie und betrifft insbesondere die Herstellung von Eisenerzpellets mit unterschiedlichen Eigenschaften auf der Röstmaschine. Das Verfahren beinhaltet die Nutzung des Begriffes einer limitierenden Zone der Maschine und die Anwendung des mathematischen Modells für den technologischen Prozess des Pelletbrennens. Das Verfahren wird durch die Ermittlung der limitierenden technologischen Zone der Röstmaschine mit Hilfe eines mathematischen Modells umgesetzt. Die maximale Stundenleistung der Maschine wird nach Arbeitskennziffern der limitierenden Zone eingestellt und mit Hilfe des mathematischen Modells werden erforderliche und ausreichende Betriebsparameter, welche die maximale Arbeitseffektivität der limitierenden Zone gewährleisten, ermittelt. Das ermöglicht, die besten ökonomisch-technischen Arbeitskennziffern der Röstmaschine bei der Herstellung von Pellets mit den vorgegebenen Eigenschaften zu erzielen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Aufbereitung des metallurgischen Rohstoffes in der Schwarzmetallurgie und betrifft insbesondere die Herstellung der Eisenerzpellets mit unterschiedlichen stofflichen, chemischen und granulometrischen Charakteristiken auf der Röstmaschine.

Es ist bekannt, dass die Leistung der sich im Betrieb befindlichen Röstmaschinen oft durch die Funktion einer der technologischen Zonen limitiert wird, z. B. durch die Trocknungszone der Grünpellets oder durch die Zone der Vorerwärmung vor der Brennungszone. Als limitierende Zonen können dabei unterschiedliche technologische Zonen je nach Eigenschaft der zu beschickenden Pellets und Qualitätsforderungen an die Fertigproduktion auftreten. Z. B. in der Monographie „Wärmetechnische Berechnungen der Aggregate zur Sinterung der Eisenerzmetalle" (S.W. Basilewitsch u.a., M., „Metallurgija,", 1979. 208 S.) ist das Prinzip für die Optimierung der Arbeit einzelner technologischer Zonen der Röstmaschine (S. 178), das im Einhalten des Verhältnisses besteht, dargelegt:

wobei

G: – Leistung der Maschine, t/h;
g_i: – spezifische Leistung der Zone i, t/h·m²;
F_i: – Fläche der i-Zone, m² sind.

Hier versteht man unter der spezifischen Leistung einer Zone die Leistung nach zu beschickenden Pellets, welche die Wärmeleistung der jeweiligen Zone bei der Ausführung der vorgegebenen Arbeit zur Wärmeabgabe an die Pelletschicht oder zur Vollendung der vorgegebenen Phasen- und physikalischchemischen Umwandlungen gewährleisten kann. Entspricht die Leistung einer der technologischen Zonen der zu beschickenden Pelletmenge nicht, wird sie zur limitierenden Zone und begrenzt die Leistung der gesamten Röstmaschine.

Diese Quelle kommt ihrem technischen Wesen nach der Erfindung am nächsten, weist jedoch eine Reihe von wesentlichen Mängeln auf. Sie deckt den Zusammenhang zwischen der erforderlichen Zonenleistung und den Eigenschaften der Grünpellets nicht auf, ermöglicht nicht, den Einfluss von Parametern einer limitierenden Zone auf die Arbeit der nachfolgenden Zonen zu berücksichtigen und kann die Betriebsparameter einzelner Zonen nicht mit der Endqualität der gebrannten Pellets in Zusammenhang bringen. All diese Aufgaben können nur über die erfindungsgemäße Anwendung des mathematischen Modells für den gesamten technologischen Prozess gelöst werden.

Es sind ebenso Verfahren der Prozesssteuerung des Pelletbrennens auf der Röstmaschine unter Anwendung von mathematischen Modellen (Burkarjow A.P. u.a. Mathematische Modelle zur Steuerung des Produktionsprozesses der Pelletherstellung auf der Förderbandanlage. Stahl, 2000, Nr. 3, 5. 10–13; RU 2145435C1 , 10.02.2000) bekannt. In diesen Quellen ist zur Anwendung von mathematischen Modellen eine langwierige und kontinuierliche automatisierte Datenerfassung über die Arbeit der Maschine erforderlich. Die Modelle selbst bringen nicht die Temperaturdaten in den Gas- und Luftkammern über die Länge der Maschine mit der Temperatur in der Pelletschicht in Zusammenhang. Dabei sind die Daten dieser Thermoelemente die einzige, wenn auch eine indirekte, Information, die den tatsächlichen Wärmezustand der Schicht wiedergibt. Das in dieser Erfindung beanspruchte mathematische Modell hat diese Mängel nicht, weil es den Wärmeaustausch in der Pellet- und Schutzschicht, in den Röstwagen und Gas- und Luftkammern im Zusammenhang beschreibt. Dabei berücksichtigt das erfindungsgemäße mathematische Modell wärmephysikalische, physikalisch-chemische und granulometrische Eigenschaften der Grünpellets und die Schichtcharakteristiken. Es ermöglicht ebenso, nur laufende Informationen über die Arbeit der Maschine aufgrund vorhandener Mess- und Kontrollapparatur zu verwenden.

Die technische Aufgabe der Erfindung besteht in der Leistungssteigerung der Röstmaschine und im Erzielen von ihren besten ökonomisch-technischen Arbeitskennziffern, u.a. Senkung der Energiekosten bei der vorgegebenen Menge gebrannter Pellets. Das genannte technische Ergebnis wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 erreicht, wobei die maximale Größe der Stundenleistung der Röstmaschine nach den Arbeitskennziffern der technologischen Zone, die den gesamten technologischen Prozess limitiert, eingestellt wird.

Vorzugsweise kann dabei die limitierende technologische Zone mit Hilfe eines mathematischen Modells des technologischen Prozesses ermittelt werden.

Anschließend können vorzugsweise man mit dem gleichen Modell die erforderlichen Parameter für die Temperatur- und Filtrationsfahrweise über die Länge dieser Zone derart berechnet werden, dass diese Parameter die unter vorhandenen Bedingungen maximal mögliche Erhöhung ihrer Arbeitseffektivität mit entsprechender Steigerung der Maschinenleistung und Senkung des Energieressourcenverbrauchs sicherstellen.

Mit Vorteil kann zur Optimierung der Arbeit der limitierenden Zone ein mathematisches Modell, das die zu messende Temperatur in den Gas- und Luftkammern über die Länge der Maschine mit dem berechneten Temperaturfeld in der Pelletschicht in Zusammenhang bringt, verwendet werden.

Nachfolgend wird ein Beispiel für die Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.
Für eine der Röstmaschinen im Michailowsker Bergbau- und Aufbereitungskombinat wurde anhand der laufenden Daten über ihre Arbeit eine rechnerische Analyse über den Betrieb aller technologischen Zonen erstellt. Es hat sich herausgestellt, dass die Leistung der Maschine bei der vorgegebenen Pelletfestigkeit durch die Erwärmungszone, die keine ausreichende Geschwindigkeit der Pelleterwärmung vor der Brennungszone ge währleistet, begrenzt wird. Mit Hilfe des mathematischen Modells wurden die erforderlichen Parameter der Temperatur- und Filtrationsfahrweise für die limitierende Zone ermittelt. Die Berechnungen ergaben, dass die vorgeschlagenen Änderungen der Betriebsart in der Erwärmungszone die Senkung des spezifischen Brennstoffverbrauches um 13–15 % bei der Erhöhung der Maschinenleistung um ca. 10 % sichern können. Aufgrund dieser Daten wurden Empfehlungen für die neue Betriebsart der Maschine erarbeitet, im Ergebnis deren Umsetzung die tatsächliche Senkung des Brennstoffverbrauches 14,5 % betrug und die Leistung der Maschine um 11 % stieg.
Die der Erfindung zugrunde liegende Idee lässt sich wie folgt zusammenfassen:
Die Erfindung bezieht sich auf die Aufbereitung des metallurgischen Rohstoffes in der Schwarzmetallurgie und betrifft insbesondere die Herstellung von Eisenerzpellets mit unterschiedlichen Eigenschaften auf der Röstmaschine. Das Verfahren beinhaltet die Nutzung des Begriffes einer limitierenden Zone der Maschine und die Anwendung des mathematischen Modells für den technologischen Prozess des Pelletbrennens. Das Verfahren wird durch die Ermittlung der limitierenden technologischen Zone der Röstmaschine mit Hilfe eines mathematischen Modells umgesetzt. Die maximale Stundenleistung der Maschine wird nach Arbeitskennziffern der limitierenden Zone eingestellt und mit Hilfe des mathematischen Modells werden erforderliche und ausreichende Betriebsparameter, welche die maximale Arbeitseffektivität der limitierenden Zone gewährleisten, ermittelt. Das ermöglicht, die besten ökonomisch-technischen Arbeitskennziffern der Röstmaschine bei der Herstellung von Pellets mit den vorgegebenen Eigenschaften zu erzielen.

Claims

Das Verfahren zur Steuerung der Röstmaschinenleistung zum Brennen der Eisenerzpellets mit unterschiedlichen stofflichen, chemischen und granulometrischen Charakteristiken, das die Nutzung des Begriffes einer limitierenden Zone der Maschine und die Anwendung des mathematischen Modells des technologischen Brennprozesses der Pellets beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzielen der besten wirtschaftlich-technischen Arbeitsergebnisse der Röstmaschine ihre maximale Stundenleistung nach den Arbeitskennziffern der technologischen Zone, die den gesamten technologischen Prozess limitiert, eingestellt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die limitierende technologische Zone mit Hilfe eines mathematischen Computermodells des technologischen Prozesses ermittelt wird.
Das Verfahren nach Ansprüchen 1, 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe des mathematischen Modells die erforderlichen und ausreichenden Parameter der Temperatur- und Filtrationsfahrweise, die eine maximal mögliche Arbeitseffektivität der limitierenden Zone, Steigerung der Leistung und Senkung der Energiekosten bei vorgegebener Qualität der gebrannten Pellets sichern, festgelegt werden.
Das Verfahren nach Ansprüchen 1, 2, 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Optimierung der Arbeit der limitierenden Zone ein mathematisches Modell, das die zu messende Temperatur in den Gas- und Luftkammern über die Länge der Maschine mit dem berechneten Temperaturfeld in der Pelletschicht in Zusammenhang bringt, verwendet wird.