DE1811281B2

DE1811281B2 - Verfahren zur Regelung des Sinterprozesses von Erzen

Info

Publication number: DE1811281B2
Application number: DE19681811281
Authority: DE
Inventors: Johannes Joseph Luckers; Henry Gilbert Meunier
Original assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Current assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Priority date: 1967-12-01
Filing date: 1968-11-27
Publication date: 1974-07-11
Also published as: GB1255801A; DE1811281C3; LU57350A1; GB1255802A; NL6817060A; FR1594936A; DE1811281A1; JPS4948605B1

Description

Q-P-

ΔΡ

zur Anwendung kommt, der Vorgabewert des Optimierungsregelkreises als automatische Aufgabe des Regelkreises herangezogen wird, wobei die Aufgabe dieser letztgenannten Kreise dann unberücksichtigt bleibt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Gasdurchlässigkeit vor Aufgabe auf die Sintereinrichtung vorgenommen wird,

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Abweichung des gemessenen Gasdurchlässigkeitswertes vom Vorgabewert in Abhängigkeit vom positiven oder negativen Wert dieser Abweichung weniger oder mehr Wasser so lange zugesetzt wird, bis die Abweichung ausgeglichen ist, wobei geprüft wird, ob eine geringere Wasserzugabe einer Erhöhung der Gä*durchlässigkeit entspricht.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kontinuierlich am Austritt der Sintereinrichtung entnommene Probe für die Messung des magnetischen Wertes IM ausschließlich aus Rückgut besteht,

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das als Probe entnommene Rückgut vor seiner Abkühlung und seiner Einführung in das Meßgerät ein zweites Mal gesichtet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Stelle zwischen der Wasserzugabevorrichtung und der Sintereinrichtung eine Probe der zu sinternden Stoffe entnommen wird, daß diese Probe mittels einer Hilfs-Sintervorrichtung behandelt wird und daß das abgekühlte Material dann mittels Siebsichtung oder einer Feinzerkleinerung behandelt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfssintervorrichtung ein Sinterband vorgesehen wird, auf dem das Material in einer Höhe verteilt wird, die deutlich unter derjenigen der eigentlichen Sintervorrichtung liegt.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 8 und 9. dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewährleistung der Einheitlichkeit der Messungen der magnetischen Eigenschaften des Fertigsinters die Behandlung der Hilfssintervorrichtung in Bandausführung unter konstanten Zünd- und Saugverhältnissen und mit der gewünschten Gasdurchlässigkeit erfolgt.

11. Verfahren nach den Ansprüchen 8 bis 10. dadurch gekennzeichnet, daß die zur Messung der Gasdurchlässigkeit entnommene Probe nach dieser Messung eine Sinterbehandlung erfährt, und daß dann an der gesinterten Probe die magnetischen Eigenschaften ermittelt werden.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung des Sinterprozesses von Erzen, insbesondere von Eisenerzen, wobei die Feuchte der für die Sinterung vorgesehenen Mischung gesteuert wird.

Ein bekanntes Verfahren dieser Art findet sich in »Stahl und Eisen«, 1962, S. 1149 bis 1155, beschrieben. Hiernach hat man bereits die Feuchte der für die Sinterung vorgesehenen Mischung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit eines Sinterbandes geregelt. Die jeweiligen Geschwindigkeitswerte wurden dabei in einen Prozeßrechner eingegeben, der unter anderem den Wasserzusatz zu der zu sinternden Mischung steuerte. Zwar wird auf diese Weise eine für den Betrieb der Sinteranlage wesentliche Zielgrößc, nämlich die Leistung, berücksichtigt, doch muß andererseits eine beträchtliche Zeit als Totzeit hingenommen werden, die zwischen dem Augenblick der Einwirkung des Wasserzusatzes auf die Mischung und dem Augenblick der Messung der möglichen Bandgeschwindigkeit liegt.

Die Forderung, zur Erhöhung der Leistung einer Sinteranlage die bestmögliche Gasdurchlässigkeit der Sintermischung durch Regelung des Wasserzusatzes anzustreben, beschreibt die US-PS 3 249 422. Dabei wird zunächst die Dicke und dann die Gasdurch-

lässigkeit der bereits auf dem Sinterband befindlichen Schicht geraessen, um diese Meßwerte einem Regler für den Wasserzusatz zur Mischung zuzuführen. Hierbei wird indes ein Teil des Sinterbandes durch die dort notwendige Meßanordnung seiner eigentlichen Zweckbestimmung entzogen, so daß für die eigentliche Sinterleistung nur ein entsprechend begrenzter Abschnitt des Bandes zur Verfügung stellt. Auch nach der GB-PS 1 010 488 wird die Gasdurchlässigkeit einer Sintermischung auf dem Sinterband gemesmen, um diesen. Meßwert sodann in einem Regler für den Zusatz des Wassers zur Mischung zu verwenden. Gemeinsam ist den beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen, daß man der Qualität des erzeugten Sinters, also beispielsweise seiner Festigkeit, nicht in entsprechender Weise wie der Leistung des S'interbandes Rechnung tragen kann, weil die Leistung eines Sinterbandes und die Qualität des erzeugten Sinters bei unterschiedlichen Voraussetzungen ihre jeweiligen Höchstwerte erreichen. Maßnahmen, mit denen man auf die Qualität des. erzeugten Sinters einwirken kann, bedingen demgegenüber erhebliche Verzögerungen, bevor sie sich auswirken, so daß die Qualität des erzeugten Sinters entsprechend ungleichmäßig ist.

Hiervon ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der beschriebenen Art dahingehend weiterzubilden, daß es bei bestmöglicher Ausnutzung der vorhandenen Sinterkapazität zu einer qualitativ möglichst gleichbleibenden Erzeugung hochwertigen Sinters kommt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Sintereinrichtung ein Regelkreis vorgeschaltet ist. dessen Eingangsgröße die dem Gemisch der zu sinternden Stoffe zugesetzte Wassermenge und dessen Ausgangsgröße die Gasdurchlässigkeit des Gemisches ist. für die ein Soli'vert nach Maßgabe der maximalen Sintergeschwindigkeit oder der optimalen Qualität des Sinters vorgegeben wird, und daß ein weiterer Regelkreis betrieben wird, dessen Eingangsgröße die dem Gemisch zuzusetzende Brennstoffmenge und dessen Ausgangsgröße ein die Qualität des Sinters kennzeichnender magnetischer Wert ist, wobei ein Sollwert nach Maßgabe der Qualität des Sinters bei Berücksichtigung der kleinsten Brennstoffmenge gebildet wird, wobei die Abhängigkeit des Sintervorganges von seinen Einflußgrößen. die vorhersehbaren Störungen und das Zusammenwirken der Regelkreise mit den Optimierungsbedingungen für die Qualität des Sinters berücksichtigt werden.

Bei einem derartigen Verfahren werden also zwei Regelkreise betrieben, die unter dem Gesichtspunkt einer Optimierung für die Qualität des erzeugten Sinters zusammenwirken. Bei den beiden Regelkreisen wurde dafür Sorge getragen, daß die jeweiligen Ausgangsgrößen einer schnellen meßtechnischen Erfassung zugänglich sind. Soweit es sich dabei um die Gasdurchlässigkeit handelt, kann diese in bekannter Weise auf Grund des Druck Verlustes einer eine Probe durchströmenden Gasmenge ermittelt werden, wohingegen die an sich zeitraubenden Qualitätsmessungen durch die gleichfalls an sich bekannte Ermittlung kennzeichnender magnetischer Eigenschaftswertc ersetzt werden, im übrigen werden gemäß dem Vorschlag der Erfindung zusätzlich die weiteren, den Sintervorgang '.^stimmenden Einflußgrößen und auch die etwa auf Grund unterschiedlicher Ausgangswerkstoffe vorhersehbaren Störungen berücksichtigt.

Das Zusammenwirken der beiden Regelkreise ist im wesentlichen dadurch begründet, daß eine Veränderung des Wassergehaltes des Gemisches nicht nur auf die GasdurchUssigkeit und auf die Leistung des Sinterbandes von Einfluß ist, sondern darüber hinaus auch zu de·.· die Qualitätseigenschaften des Sinters repräsentierenden magnetischen Kennzahl in Beziehung steht. Auch ist die Brennstoffmenge schon dank ihres eigenen Feuchtegehaltes innerhalb der Mischung von Einfluß auf die Gasdurchlässigkeit derselben. Wenn es nun auf Grund des erstgenannten Regelkreises zu einer Veränderung der Wasserzugabe zur Mischung kommen müßte, die derart ist, daß sie sich beispielsweise auf die die Qualität kennzeichnende magnetische Kennzahl ungünstig auswirkt, so ermöglicht das Zusammenwirken der beiden Regelkreise eine Berücksichtigung derart, daß die an sich vorgesehene Wasserzugabe unter dem Gesichtspunkt der Qualität dc?s Sinters geändert wird. Ebenso falls lassen sich Einflüsse zwischen Gasdurchlässigkeit und der Qualität des Sinters berücksichtigen, so daß die Totzeit für auf die Qualität des Sinters einwirkende Maßnahmen entsprechend verringert werden kann, was zu einer Vergieichmäßigung der Qualität führt. Sofern indes weder der Wasserzusatz zur Mischung, noch die sich daraufhin einstellende Gasdurchlässigkeit in Bereichen liegen, in denen eine Auswirkung auf die Qualität des Sinters besteht, ist für einen Sollwert der Gasdurchlässigkeit selbstverständlich die maximale Sintergeschwindigkeit maßgeblich.

Um die Gasdurchlässigkeit der /" sinternden Mischung zu optimieren, kann man einen weiteren Regelkreis vorsehen, bei welchem ebenfalls die zugesetzte Wassermenge als Eingangsgröße und die Gasdurchlässigkeit der zu sinternden Mischung als Ausgangsgröße vorgesehen sind, wobei als Sollwert der positive Betrag des Übertragungsbeiwertes. der sich als Quotient der Änderung der zugesetzten bzw. im Gemisch befindlichen Wassermen.ee zur Änderung der Gasdurchlässigkeit ergibt, nach Maßgabe der dem speziellen Gemisch eigenen, maximalen Sintcrgcschwindigkeit vorgegeben wird.

Eine sinnvolle Verbindung des letztgenannten Regclkrcises mit dem zuerst angegebenen Regelkreis für die Beziehung zwischen Wassermenge und Gasdurchlässigkeit ergibt sich dadurch, daß man die Sollwerteingabe für den Wasserzusatz automatisch dem für die Optimierung vorgesehenen Regelkreis entnimmt.

Γη jedem Fall ist es für die Ausnutzung der maximalen Sinterkapazität einerseits und für die Ausschaltung vermeidbarer Totzeiten andererseits von Vorteil, die Messung der Gasdiuchlässigkeit vor Aufgabe auf die Sintereinrichtung vorzunehmen.

Wenn die gemessene Gasdurchlässigkeit vom Vorgabewert abweicht, wird diese Abweichung grundsätzlich durch Zugabe von mehr oder weniger Wass^ ausgeglichen, wobei es wesentlich ist, hierbei zu prüfen, ob man durch eine kleinere Wasserzugabe zu einer Erhöhung der Gasdurchlässigkeit kommt. Die Ursache hierfür besteht darin, daß es für die Gasdurchlässi^keit in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit einen Höchstwert gibt und daß zunächst nicht bekannt ist, ob man sich bezüglich des vorhandenen Wassergehaltes noch vor dem Höchstwert oder bereits hinter dem Höchstwert befindet. Hierübe'- gibt dann jedoch die zunächst geringere WasserzugaV Auskunft.

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Für die Messung des magnetischen Wertes, wel- zurückgehaltene Menge ist iftir den Betrieb brauchba

eher die Qualitätseigenschaft garantiert, findet zweck- und wird in Richtung des Pfeiles 20 dem Hochofei

mäßig eine kontinuierlich am Austritt der Sinterein- zugeführt.

richtung entnommene Probe, die ausschließlich aus Ein kleiner Teil des Durchganges durch das Siel Rückgut besteht, Verwendung. Eine derartige Probe 5 16 wird gemäß der Pfeilfolge 21, 22 zu einem Heiß

fällt also ohne zusätzliche Mittel von alleine an. sieb 23 und dann zu einer Abschreckvorrichtung !<■

Jedoch ist es von Vorteil, die genannte Probe vor geführt; beim Austritt aus der letztgenannten Vor

ihrer Abkühlung und Einführung in ein Meßgerät richtung wird das Sintergut in der Vorrichtung 2f

für die Messung der magnetischen Kennzahl zunächst bezüglich seiner magnetischen Eigenschaften unter ein weiteres Mal zu sichten. io sucht. Nach Austritt aus der Vorrichtung 25 gelang

Für die Ausführung des erfindungsgemäßen Ver- die Probemenge entsprechend der Pfeilfolge 26, 27

fahrens müssen zunächst die erforderlichen Sollwerte 18 und 19 gleichfalls in den Trichter 2 für da«

ermittelt werden. Häufig sind dabei Änderungen der Rückgut.

Zusammensetzung der zu sinternden Ausgangsstoffe Die Gasdurchlässigkeit wird zeichnungsgemäß zwi-

zu berücksichtigen. Es ist deshalb zweckmäßig, eine 15 sehen dem Mischer 5 und dem Sinterband 10 vorge-

Hilfs-Sintervorrichtung zu betreiben, wobei an einer nommen; sie kann jedoch im Interesse einer weiteren

Stelle zwischen der Wasserzugabevorrichtung und der Totzeitverringerung auch bereits früher erfaßt wer-

normalen Sintereinrichtung eine Probe der zu sin- den. Außerdem können ergänzende Feuchtigkeits-

ternden Stoffe entnommen wird, die auf der Hilfs- ermittlungen zum Austritt der Trichter 1, 2 und 3

Sintervorrichtung behandelt werden. Das abgekühlte 20 stattfinden.

Sintergut kann sodann mittels Siebsichtung oder Im Blockschaltbild gemäß F i g. 2 ist zunächst der mittels einer Feinzerkleinerung untersucht werden. Regelkreis für die Menge Q des zuzusetzenden Was-AIs Hilfs-Sintervorrichtung ist ein Sinterband ausrei- sers und die sich ergebende Gasdurchlässigkeit P erchend, auf welchem das Material in einer Höhe ver- kennbar. Dieser Regelkreis besteht aus dem für die teilt wird, die erheblich unter derjenigen der norma- 25 Zu£;ibe des Wassers vorgesehenen Ventil 31, dem len Sintervorrichtung liegt. Bei Vorgabe einer ge- Mischer 32, der Meßvorrichtung für die Gasdurchwünschten Gasdurchlässigkeit wird die Einheitlich- lässigkeit 33. dem Regier 34, in welchem die Gaskeit bzw. die Reproduzierbarkeit der Messungen der durchlässigkeit P mit einer mittels des Einstellpotenmagnetischen Eigenschaften des Fertigsinters im An- tiometers 35 vorgegebenen Gasdurchlässigkeit P₁ Schluß an die Behandlung auf der Hilfs-Sintervor- 30 verglichen wird, und schließlich aus dem Signalrichtung in Bandausführung dadurch gewährleistet, umformer 36, über welchen das Ventil 31 betätigt daß die Zünd- und Saugverhältnisse konstant gehal- wird.

ten werden. Weiterhin ist es zweckmäßig, die Einheit- Ein zusätzlicher Regelkreis ermittelt den Übertra-

lichkeit der Probe in der Form sicherzustellen, daß gungsbeiv/ert PIQ. Hierfür dient ein Meßgerät 38.

die zunächst für die Ermittlung der Gasdurchlässig- 35 welches die in der zu sinternden Mischung beste-

keit entnommene Probemenge im Anschluß an diese hende Feuchte feststellt. Dieser Wert wird einem

Messung die genannte Sinterbehandlung erfährt und Rechner 37 zugeführt, der für die gemessene Gas-

daß dann an der gleichen, gesinterten Probe die ma- durchlässigkeit P einen weiteren Eingang hat. Der

gnetischen Eigenschaften ermittelt werden. genannte Rechner bildet den Übertragungsbeiwert

Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung 40 PIQ, den er mit einem vorgegebenen Sollwert PIQ,

wird auf die Zeichnungen Bezug genommen. Darin vergleicht, um ein dem eventuellen Unterschied dieser

zeigt jeweils in schematischer Darstellung, Werte entsprechendes Signal einem Signalumformer

Fig. 1 die Gesamtanlage in gegenständlicher Aus- 39 zuzuführen, der entweder unmittelbar das Ventil

führung, wohingegen 31 betätigt oder sein Signal dem Regler 34 zuführt.

Fig. 2 die Regelkreise wiedergibt. 45 Auf diese Weise kann man die Sollwertangabe in den

In F i g. 1 erkennt man Trichter 1 für Erze, einen Regler 34 unter dem Gesichtspunkt einer Optimie-

Trichter 2 für das Rückgut und einen weiteren Trich- rung der Gasdurchlässigkeit vornehmen,

ter 3 für den Brennstoff, und zwar insbesondere für Der weitere, in F i g. 2 dargestellte Regelkreis hat

Koks. Diese Trichter münden oberhalb einer Trans- als Eingangsgröße die Brennstoffmenge, die dem

portvorrichtung 4, die zum Mischer 5 führt Dort 50 Mischer 32 zugeführt wird und für deren Einstellung

wird ihnen durch Betätigung des Schiebers 6 die vor- das Einstellorgan 40 Verwendung findet. Es kann

gesehene Menge Wasser zugesetzt sich hierbei beispielsweise um eine Schüttelrinne

Unterhalb des Austritts des Mischers 5 verläuft od. dgl. handeln, mit welcher der Koks zugeführt ein Transportband 7, an welches sich ein Probeneh- wird. Die Ausgangsgröße des letztgenannten Regeimer 8 anschließt, durch den ein Teil der Mischung 55 kreises ist die für die Qualität des Sinters kennzeichals Probe entnommen wird. Der übrige Teil der Mi- nende magnetische Kennzahl IM, die im Anschluß an schung 9 gelangt auf das Sinterband 10. Die Probe- die Sintervorrichtung 41 in der Vorrichtung 42 gemenge 11 fällt demgegenüber auf ein kleines Trans- messen wird. Die erwähnte magnetische Kennzahl IM portband, durch welches die Probe in eine Vorrich- wird im Regler 43 mit einer durch ein Einstellorgan tung 13 gefördert wird, die der Messung der Gas- 60 44 vorgegebenen magnetischen Kennzahl IM_C verdurchlässigkeit dient. Die die Vorrichtung 13 verlas- glichen. Der Signalumformer 45 führt bei Abweisende Probemenge gelangt in Richtung des Pfeiles 14 chungen zu Veränderungen an dem Zufuhrorgan für ebenfalls auf das Sinterband 10. den Brennstoff.

Nach Beendigung der Sinterung wird das Sinter- Die Berücksichtigung von Einflußgrößen auf die gut 15 in heißem Zustand auf dem Sieb 16 gesichtet, 65 Mischung ist durch den Pfeil 47 angedeutet, wohinwobei der Durchgang durch dieses Sieb größtenteils gegen der Pfeil 46 die Berücksichtigung vorhersehentsprechend der Pfeilfolge 17, 18, 19 in den Trich- barer Störungen des Sinterablaufs veranschaulichen ter 2 für das Rückgut geführt wird. Die vom Sieb 16 soll.

Insbesondere hat die zwischen den Punkten 48 und 49 dargtstellle, gestrichelte Linie Bedeutung, da diese den Einfluß der in der Mischung hergestellten Feuchte Q auf die sich durch IM ausdrückende Qualität des Sinters veranschaulicht. Man erkennt hieran, daß sich am Regler 34 auch diejenigen Ände-

rungen vornehmen lassen, die auf Grund einer Messung bei 38 einen Einfluß auf die erst bei 42 erfaßte Qualität des Sinters ausüben. Es kommt also bereits vor der eigentlichen Sinterung zu einer Messung, die für die Qualität des Sinters berücksichtigt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Regelung des Sinterprozesses von Erzen, insbesondere Eisenerzen, wobei die Feuchte der für die Sinterung vorgesehenen Mischung gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Sintereinrichtung ein Regelkreis vorgeschaltet ist, dessen Eingangsgröße die dem Gemisch der zu sinternden Stoffe zugesetzte Wassermenge Q und dessen Ausgangsgröße die Gasdurchlässigkeit P des Gemisches ist, für die ein Sollwert P_c nach Maßgabe der maximalen Sintergeschwindigkeit oder der optimalen Qualitat des Sinters vorgegeben wird, und daß ein weiterer Regelkreis betrieben wird, dessen Eingangsgröße de dem Gemisch zuzusetzende Brennstoffmenge C und dessen Ausgangsgröße ein die Qualität des Sinters kennzeichnender magnetischer Wert IM ist. wobei ein Sollwert IM_C nach Maßgabe der Qualität des Sinters bei Berücksichtigung der kleinsten Brennstoffmenge gebildet wird, wobei die Abhängigkeit des Sintervorganges von seinen Einflußgrößen, die vorhersehbaren Störungen und das Zusammenwirken der Regelkreise mit den Optimierungsbedingungen für die Qualify des Sinters berücksichtigt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dhü der Jintereinrichtung ein weiterer Regelkreis mit c":r zugesetzten Wassermenge O als Eingangsgröße und der Gasdurchlässigkeit P als Ausgangsgröße für die Optimierung der Gasdurchlässigkeit vorgeschaltet ist, wobei als Sollwert der positive Betrag des Übertragungsbeiwertes I Pi IQ nach Maßgabe der dem speziellen Gemisch eigenen, maximalen Sintergeschwindigkeit vorgegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn der Wasserregelkreis (Q — P) zusammen mit dem Wasseroptimierungsregelkreis