RU1797681C - Способ автоматического управлени процессом обжига никелевого концентрата с оборотами в кип щем слое - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к цветной металлургии и может быть использовано дл  управлени  процессами обжига в кип щем слое. Цель изобретени  -уменьшение пылевыноса и повышение устойчивости псевдоожижени  материала путем изменени  температуры кип щего сло  в зависимости от отклонени  эквивалентного диаметра огарка от заданного значени  и скорости изменени  эквивалентного диаметра. Установка, реализующа  способ, содержит печь кип щего сло , узел загрузки шихты, расходомер шихты, термопару, устройство дл  отбора проб материала и рассеивани  на классы, управл ющее вычислительное устройство, соединенное с термопарой, устройством ввода значений классов в пробе, с расходомером шихты и управл емым приводом питател  шихты. Задание по температуре внутри печи определ ют автоматически в обратной зависимости от отклонени  эквивалентного диаметра огарка от заданного значени  и производной эквивалентного диаметра огарка ,1 ил, 1Л С

Description

Изобретение относитс  к области металлургии и может быть использовано при управлении процессом обжига в кип щем слое.

Цель изобретени  - уменьшение пыле- выноса и повышение устойчивости псевдоожижени  материала в слое за счет повышени  точности управлени  процессом укрупнени  материала.

Поставленна  цель достигаетс  тем. что в способе автоматического управлени  процессом обжига никелевого концентрата с оборотами в кип щем слое, периодически отбирают пробы материала на выходе из печи и рассеивают материал на классы по размерам частиц, затем вычисл ют эквивалентный диаметр огарка по формуле

Di

1

/& Ad

где DI - вычисленное значение эквивалентного диаметра огарка, мм;

fir весова  дол  Ьой фракции;

dr средний размер частиц 1-ой фракции , мм;

п - количество фракций.

После этого определ ют величину отклонени  эквивалентного диаметра огарка от заданного значени  по формуле:

ДО О (-О3д,

где ДО - отклонение эквивалентного диаметра огарка от заданного значени , мм;

.03д - заданное значение эквивалентного диаметра огарка, мм .

Х|

О

ч о

00

W

Затем определ ют скорость изменени  (производную) эквивалентного диаметра огарка по формуле:

dD Dt-D(i-i)

dr ri -r(i-r)

d D, где -г - - скорость изменени  (производQ I- .

на ) эквивалентного диаметра огарка, мм/ч;

D(i-t) - предыдущее значение эквивалентного диаметра огарка, мм;

Г) - момент времени определени  текущего значени , эквивалентного диаметра огарка, ч;

т( - 1) - момент времени определени  предыдущего значени  эквивалентного диаметра Огарка, ч.

После этого определ ют величину коррекции задани  по температуре внутри печи в обратной зависимости от отклонени  эквивалентного диаметра огарка от заданного значени  и производной эквивалентного диаметра огарка по формуле:

ЛТ

-knAD-kdriLD

О Т

где ЛТ - требуема  коррекци  величины задани  по температуре в слое, °С;

kn, fed - настроечные коэффициенты.

Затем измен ют задание по температуре внутри печи на величину вычисленной коррекции.

На чертеже показана схема установки, реализующей способ автоматического управлени  процессом обжига никелевого концентрата с оборотами в кип щем слое.

Установка содержит печь кип щего сло  1, бункер е концентратом 2, тарельчатый питатель 3, ленточный транспортер 4 с веЬоизмёрителем 5, классификатор 6, термопару 7, установленную в кип щем сдое/ вычислительные устройства 8 и 9, управл ющее вычислительное устройство 10.

Установка работает следующим образом .

В вычислительное устройство 8 ввод т задание эквивалентного диаметра огарка О3д. Затем периодически (1 раз в час) на выходе печи КС отбирают пробу огарка и пропускают ее через классификатор 6. Долевые значени  каждой фракции частиц ввод т в вычислительное устройство 8, в котором рассчитываетс  эквивалентный диаметр огарка Di и новое значение задани  по температуре по формуле:

ТзО) Тз(М) - п (°1 °эд)v: :Ь-ОО-Р

).- ;- -г(,-1) .; -у; ... -;

где T3(i) Задание по температуре в печи КС.

°с; .- .,., . ; ; ;

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Тз(и) - предыдущее задание по температуре в печи КС. UC;:

kn - коэффициент пропорциональности (150-250), °С/мм;.

kd - коэффициент пропорциональности перед производной гран, состава (550-650) °С-ч/мм;

Рассчитанное значение T3{t) передаетс  из блока 8 в блок 9, в котором определ етс  задание по расходу концентрата дл  управл ющего вычислительного устройства 10 по формуле;

ОздО) Сном -- ki (Tj - ТзО)} kax у (Tj-TQ-O)

(j-i) где G3)- задание по расходу концентрата в печь КС, т/ч; .

GHOM - номинальный расход концентрата в печь КС, т/ч;

. ki - коэффициент пропорциональности (0,1-0,2).т/°С;

TJ - текуща  температура в печи, °С;

k2 - коэффициент.при производной тем- . пературы (1-2); т мин/С.

Управл ющее вычислительное устройство 10, воздейству  на скорость вращени  питател  3, поддерживает заданный, расход концентрата и тем самым обеспечивает необходимую температуру внутри печи.

ГТ.-р и м е р 1 (по способу прототипа). Эксперимент проводили на промышленной печи КС обжига никелевого концентрата в рафинировочном цехе комбината Севере- никель с площадью пода 24 м2. Длительность контрольного периода составила 5 суток. Загрузку печи осуществл ли непрерывно через свод форкамеры. Влажность концентрата составила 7,5-8,5%, Содержание серы в концентрате было 19-22%. Выгрузка огарка осуществл лась непрерывно с уровн  пода через отверстие в стенке лечи, расположенное противоположно от форкамеры . Огарок поступал в трубчатую речь дл  восстановлени  его измельченным коксом. Газы из печи КС рчифались от пьгли в котлах, циклонах и электрофильтрах. Пыль со всех точек улавливани  при помощи гидротранспорта подавали в сгуститель никелевого концентрата. В процессе обжига отмечен случай спонтанного укрупнени  закиси никел  гри сбое в подаче оборотной пыли в сгуститель, что привело к повышению содержани  серы в концентрате и. как следствие , повышению темгюратуры в слое с 1115 до 1170°С (содержание серы в слое в этот момент coctasHPO 0,5%). В результате интенсифицировалс  процесс конгломерации и спекани  частиц. В течение 5,5ч печь ра ботала в аварийном режиме на грани залегани  сло . Положение с трудом спасли путем экстренной подачи пульпы концентрата плотностью 70% в слой, что привело к осложнению работы электрофильтров из-за конденсаций кислоты на электродах. Увели- .чилась остаточна  запыленность газов, кро- ,ме того, увеличилс  выход гр зной (промывной кислоты) в промывном отделении сернокислотного цеха. Усредненные технологические показатели обжига за контрольный период составили: Средн   температура в слое,°С1121 Удельна  производительность , т/(м-сут) 13,1 Содержание кислорода в дутье,% 26 Коэффициент избытка воздуха 1.3 Содержание серы в огарке, % . 0,14 Содержание в газах за печью КС, % 9,8 Эквивалентный диаметр огарка, мм 0,41 Выход мелочи (-0,16 мм) колебалс  от 1 до 12% Пылевынос 29% от загрузки, П.р и м е р 2.. Автоматическое управление процессом с корректировкой задани  по температуре в слое по отклонению эквивалентного диаметра огарка от задани  и скорости изменени  (производной) эквивалентного диаметра огарка. Эксперимент проводили на той же печи, что и в примере 1. Исходные параметры по качеству концентрата мало отличались от первого примера: влажность концентрата составл ла 7,6- 8,7%. содержание серы 18,7-22.3%. Уравнени  дл  расчета задани  и автоматического регулировани  температуры имели вид:

Тзй Т3(ы) - 210 (Dt - Озд) - 620 х DT-D(i-i)

у --------5-----с-

Т|-Г(|-1)

3зд|) Сном - 0,17(1} - Тз(о)- 1,5 х х (0-1(1-1))

.) .

Периодически один раз в час отбирали пробу огарка, просеивал на ротане. Долевые значени  каждой фракции вводили в ЭВМ. Запаздывание в анализе составл ло от20доЗОмин,

В ходе эксперимента средн   производительность печи КС по переработке концентрата составила 15,6 т/ч. Загрузка оборотов была как и в примере 1. Средний коэффициент избытка дуть  составил 1,26. Температура в слое измен лась в пределах

1080-1190°С. Эквивалентный диаметрогар- ка на выходе из печи был равен 0,52 мм. По материальному балансу определен средний пылевынос за наблюдаемый период 26% от

загрузки концентрата. Содержание диоксида серы в газах после печи КС в среднем составило 11,4%. Температура в слое поддерживалась в зависимости от динамики изменени  гранулометрического состава

0 материала в слое. Так длительное врем  процесс шел на параметрах: Ь3д 0,5 мм, DI 0,51 мм, Ti 1130 °С. содержание серы в шахте 21,5-22 %, содержание кислорода в дутье 23,4%. Затем содержание серы в кон5 центрате начало резко падать, что объ сн лось разбалансированием потоков пульпы концентрата из цеха разделени  файнштей- на - отсюда была снижена перекачка ввиду выхода из стро  одного из пульпонасосов.0 и пульпы пыли из газоочистки - перекачка работала в посто нном режиме (этот поток нельз  было снижать из-за предельного накоплени  пыли в бункерах электрофильтров и циклонов). В результате содержание серы

5 в концентрате в течение двух часов снизи- .лось с 22% до 17,5%, что нарушило процесс укрупнени  огарка и наметилась тенденци  в сторону уменьшени  его эквивалентного диаметра. Последний отбор пробы показал

0 Di 0.48 мм.

При ручном управлении обжигальщик не может своевременно точно оценить степень измельчени  материала и в соответствии с этим установить необходимую

5 температуру в слое. В результате на практике наблюдаетс  чрезмерное измельчение материала. В данном случае, при управлении от ЭВМ, было пересчитано задание по температуре и повышено с 1130 до 1152°С.

0 В результате удалось предотвратить существенное измельчение частиц и увеличение пылевынреа. В дальнейшем (через 6 ч работы ) содержание серы в концентрате стабилизировалось около 21 % и средний

5 эквивалентный диаметр частиц огарка поддерживалс  в пределах 0,50-0,55 мм.

Как видно обжиг никелевого концентрата с управлением процесса по за вл емому способу выгодно отличаетс  от обжига с уп0 равлением по прототипу. Это касаетс  прежде всего повышени  производительности обжига с 13 до 15.6 т/(м2- сут), уменьшени  пылевыьгоса с 27 до 26%. увеличени  средней крупности частйц.огарка с 0,42 до

5 0,52 мм. ;

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ автоматического управлени 

   процессом обжига никелевого концентрата с оборотами в кип щем слое преимущественно на обогащенном кислородом дутье с

   укрупнением огарка, включающий регулируемую лодачу воздуха и кислорода в печь, загрузку концентрата и оборотов, распределение кислорода между загрузочной зоной и примыкающей к ней рабочей зоной в зависимости от величины загрузки оборотов, изменение расхода кислорода в зависимости от отклонени  содержани  серы в концентрате от заданного значени  и ее производной, контроль параметров процесса, о т л и ч а ю щ и й- с  teM, что, с целью уменьшени  пылевыноса и повышени  устойчивости псевдоожижени  маУериала, дополнительно определ ют экви- вэлентный диаметр огарка, определ ют величину отклонени  эквивалентного диаметра огарка от заданного значени  по математическому выражению

   : Др Ог-Озд, :- - : где О зд - задаййое значение эквивалентного диаметра огарка:

   ..- DI - значение эквивалентного диаметра огарка в 1-й момент времени, определ ют производную эквивалентного дйаме ра огарка во времени по математическому выражению

   d D Dr- D (i - 1) dr TI -r(i -1) где D(i-i) - предыдущее значение эквивалентного диаметра огарка;

   Т)- момент времени определени  текущего значени  эквивалентного диаметра огарка;

   т(|-1) - момент времени определени  предыдущего значени  эквивалентного диаметра огарка,

   определ ют величину коррекции задани  по температуре внутри печи в обратной зависимости от отклонени  эквивалентного диаметра огарка от заданного значени  и производной эквивалентного Диаметра огарка по математическому выражению

   AT

   -IcnAD-V-,

   где kn,kd - коэффициенты пропорциональности ,

   затем измен ют, задание по температуре внутри печи на величину вычисленной рекции.

   Ґ

   Д;

   LZp

   Ш

   и

   Г: