DE1169472B

DE1169472B - Verfahren zur Optimierung eines Sinter-prozesses auf kleinsten Koksverbrauch und ein vorgegebenes Verhaeltnis von Rueckgutanfall zu Rueckguteinsatz

Info

Publication number: DE1169472B
Application number: DES84429A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Dr Heinz Kronmueller; Dipl-Ing Peter Schleuning; Werner Friedewald; Dipl-Phys Guenter Strasser; Dipl-Ing Helmut Woelfel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1963-03-28
Filing date: 1963-03-28
Publication date: 1964-05-06
Also published as: NL6403311A; BE645839A

Description

Verfahren zur Optimierung eines Sinterprozesses auf kleinsten Koksverbrauch und ein vorgegebenes Verhältnis von Rückgutanfall zu Rückguteinsatz Bei der Erzeugung von hochofenfertigem Sinter aus Erz und Koks hat sich als vorteilhaft herausgestellt, das am Ende des Prozesses anfallende Feingut, das dem Hochofen wegen seiner unter der erforderlichen Größe liegenden Körnung nicht zugeführt werden kann, am Eingang des Sinterbandes wieder aufzugeben. Die Zusammenhänge über den Anfall des Feingutes, im folgenden Rückgutanfall R,4 genannt, und dessen nochmaliger Aufgabe auf das Sinterband, im folgenden Rückguteinsatz RE genannt, unter Berücksichtigung der Erz- und Kokszugabz, sind in einem Aufsatz von Hans R a u s c h und Fred C a p p e 1 »Der Einfluß des Rückgutes beim Saugzug sintern von Eisenerz« in der Zeitschrift »Stahl und Eisen, 81« 1961, Nr. 2, 19. Januar, S. 97 bis 99, dahingehend erläutert worden, daß die auf den Erzeinsatz bezogenen Zugaben von Koks und Rückgut so gemessen sein können, daß ein optimales Prozeßergebnis entsteht, bei dem das Verhältnis wird. In F i g. 1 ist in einem Diagramm eine Kurvenschar dargestellt, deren Parameter die in Pfeilrichtung ansteigende Kokszugabe K ist und die die Abhängigkeit des Verhältnisses von RE zeigen. Es besteht die Aufgabe, das Verfahren so einzurichten, daß nur so viel Rückgut anfällt, wie eingesetzt wird, also 1 wird, wobei gleichzeitig bei Einhaltung dieses Verhältnisses der Koksverbrauch ein Minimum erreichen soll.
Eine Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß sowohl auf ein die Stehgröße Koks als auch auf ein die Stellgröße Rückguteinsatz beeinflussendes Stellglied von einer Rechenvorrichtung mit Speichern Impulse im Rhythmus einer der Totzeit der Regelstrecke angepaßten Taktzeit gegeben werden und die Impulse für die Stellgröße Rückguteinsatz im Rechner aus den Differenzenquotienten und die Impulse für die Stellgröße Koks im Rechner aus der Abweichung des Verhältnisses Rückgutanfall RA" zu Rückguteinsatz RE" von dem Wert 1 unter Berücksichtigung des Rückgutbunkerstandes gebildet werden. Index ra ist eine beliebige ganze Zahl, mit der die während der n-ten Totzeitperiode der Regelstecke gemessenen Werte gekennzeichnet sind. Für das Regelverfahren ist zu beachten, daß bei der Messung der Größen RA und RE erhebliche Schwankungen der Momentanwerte auftreten können. Die Größen RA und RE werden deshalb über eine genügend lange Zeit integriert und dann im Rechner gemittelt, wodurch die Mittelwerte IZA und NE erhalten werden. Bei Bildung des Verhältnisses , im folgenden Bilanz B genannt, sind, da die Regelstrecke eine große Totzeit hat, Ursache und Wirkung zueinander ins Verhältnis zu setzen, d. h., der Zeitablauf zwischen einer einmaligen Verstellung der Stellgrößen von RE und K bis zur Bildung der Bilanz B ist zu berücksichtigen. Während jeder Totzeitperiode erfolgen zwei Stellschritte, deren Resultierende bei richtiger Einstellung der Verstärkungsfaktoren auf kürzestem Weg zum Koksminimum führt bei Erhaltung der Bilanz B = 1.
Das Verfahren wird an Hand eines Ausführungsbeispieles in F i g. 2, das die Regelstrecke in der Totzeitperiode n zeigt, im folgenden erläutert.
Die in einem Wandler 1 in Impulse umgewandelten Momentanwerte von RE" werden während einer zu einer guten Mittelwertbildung nötigen Zeit integrierend in die Zählkette 2 eingezählt. Beginn und Ende des Zählvorganges werden vom Steuerteil 10 über das Gatter 3 vorgegeben. Das am Ausgang des Sinterbandes anfallende Rückgut RA" wird dosierend in einen Rückgutbunker eingemessen. Eine zur Mittelwertbildung nötige Anzahl dieser Dosiermeßwerte von RA" wird, ähnlich wie RE", über Wandler 1', Gatter 3' in die Zählkette 2' eingezählt. Dabei wird, um Ursache und Wirkung zu berücksichtigen, vom Steuerteil 10 der Start über das Gatter 3' erst freigegeben, wenn eine der Totzeit des Bandes entsprechende Zeit verstrichen ist. Die in den Zählketten 2 und 2' gespeicherten Informationen werden dann vom Steuerteil 10 aufgerufen und in dem Rechner 9 zur Errechnung der Bilanz B" gegeben. Der Mittelwert 1ZE" wird im Speicher 4 und die Bilanz B" im Speicher 5 abgespeichert. Die Bilanz B" wird nun wiederum in dem Rechner mit dem festen, aus dem Speicher 7 aufgerufenen Sollwert BK = 1 verglichen. Zusätzlich werden dabei noch die über Wandler 1", Gatter 3" und Zählkette 2" sowie Speicher 7' und 7" gewonnenen Werte GB", GBK und v berücksichtigt, die zusammen die Regelabweichung vom Rückgutbunkerstandssollwert (GB" GßK) bilden, wobei GB" der Rückgutbunkerstand, GKK der Rückgutbunkerstandssollwert und 0 < v < 1 ein willkürlich einstellbarer, vom Prozeß abhängiger Verstärkungsfaktor ist. Die so im Rechner 9 gebildete Regelabweichung d" - B" BK + V ' (GB, - GBK) wird dem Betrag nach dem Speicher A zugeführt, während das Vorzeichen von d" dem Verstellimpulsgeber 8 zugeführt wird, der gleichzeitig über das Gatter 11 einen Startimpuls erhält und die Stellgröße Koks gemäß dem Vorzeichen von d" so lange verstellt, bis durch einen Impuls aus dem Vergleicher 12 das Gatter 11 gesperrt wird. Der genannte Impuls aus dem Vergleicher 12 wird dann gegeben, wenn eine in die Zählkette 13 eingezählte Impulsfolge in dem Vergleicher 12 den der Regelabweichung entsprechenden Impulsbetrag I d" j erreicht hat. Um eine veränderliche, dem Prozeß anpaßbare Stellschrittlänge zu erreichen, ist ein Impulsgeber 14 vorgesehen, der mit einer veränderlichen Gleichspannung gespeist wird, von deren Höhe die von ihm kontinuierlich erzeugte Anzahl von Impulsen pro Zeiteinheit abhängig ist. Gleichzeitig mit dem über Gatter 11 dem Verstellimpulsgeber 8 gegebenen Startsignal wird das Gatter 15 geöffnet und bleibt so lange offen, bis im Vergleicher 12 der Abgleich der Impulsbeträge im Speicher A und in der Zählkette 13 erreicht ist und das auf das Gatter 11. gegebene Stoppsignal auch das Gatter 15 wieder sperrt. Durch die Veränderung der Eingangsgleichspannung in den Wandler 14 kann also die Zeitspanne, während der die Verstellung der Regelgrößen stattfindet, so geändert werden, daß die zum Erreichen eines flachen Optimums notwendige Stellschrittlänge erreicht werden kann.
Um auch gleichzeitig den Rückguteinsatz so zu verstellen, daß die Bilanz sich demjenigen Minimum nähert, für das, bezogen auf den Koksverbrauch, der Wert- gilt (F i g. 1), wird vom Rechner 9 aus den in den Speichern 4 und 5 abgespeicherten Werten RE" und B" sowie aus den in den Speichern 4' und 5' abgespeicherten Werten 7ZE"._, und B" _ 1, gewonnen aus den Messungen in der vorhergehenden Totzeitperiode, ein Differenzquotient gebildet. Vom Steuerteil 10 gesteuert, wird der Betrag j D" @ in den Speicher B übernommen, während das Vorzeichen dem Verstellimpulsgeber 8 zugeführt wird, der gleichzeitig vom Steuerteil 10 über die Leitung 16 so umgesteuert wird, daß seine Verstellimpulse auf die Verstellung des Rückguteinsatzes einwirken. Der sich nun abspielende Vorgang im Vergleicher 12 ist derselbe wie bereits vorhergehend geschildert. Sind die gemessenen Werte starken statistischen Schwankungen ausgesetzt, so werden zweckmäßig zur Beurteilung der Regelabweichung auch noch aus zusätzlichen, in der Figur nicht gezeichneten Speichern Differenzenquotienten früherer Totzeitperioden, wie D" _ 1 und D" z, herangezogen, die, mit zwischen 0 und 1 liegenden Gewichtsfaktoren a", multipliziert mit D" zu l a" - D" summiert werden. Auf diese Weise kann die Gefahr falscher Stehschritte in der Nähe eines flachen Optimismus vermindert und das Optimum schneller erreicht werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Optimierung eines Sinterprozesses auf kleinsten Koksverbrauch und ein Verhältnis Rückgutanfall (R,4) zu Rückguteinsatz (R,.)= 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl auf ein die Stellgröße Koks als auch auf ein die Stellgröße Rückguteinsatz beeinflussendes Stellglied von einer Rechenvorrichtung mit Speichern Impulse im Rhythmus einer der Totzeit der Regelstrecke angepaßten Taktzeit gegeben werden und die Impulse für die Stehgröße Rückguteinsatz im Rechner aus den Differenzenquotienten und die Impulse für die Stehgröße Koks im Rechner aus der Abweichung des Verhältnisses Rückgutanfall RA" zu Rückguteinsatz RE, von dem Wert 1 unter Berücksichtigung des Rückgutbunkerstandes G,; gebildet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert für Rückgutanfall RA" nach Ablauf der von der Bildung des Wertes RF" an gerechneten Totzeit ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines prozeßabhängigen Stellschrittes der Stehimpuls so lange andauert, bis die von einem Impulsgeber (14) mit einstellbarer Impulsfrequenz gelieferte Impulszahl dem Betrag nach mit der der jeweiligen Regelabweichung entsprechenden und in der Regelvorrichtung errechneten Impulszahl übereinstimmt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Stehgröße Rückguteinsatz RE" außer dem Differenzenquotienten D" auch noch mit Gewichtsfaktoren a", versehene Differenzenquotienten vorhergegangener Totzeitperioden, z. B. D" D" herangezogen werden.