RU2456353C2 - Method of automatic control of copper content in matte - Google Patents

Method of automatic control of copper content in matte Download PDF

Info

Publication number
RU2456353C2
RU2456353C2 RU2010133350/02A RU2010133350A RU2456353C2 RU 2456353 C2 RU2456353 C2 RU 2456353C2 RU 2010133350/02 A RU2010133350/02 A RU 2010133350/02A RU 2010133350 A RU2010133350 A RU 2010133350A RU 2456353 C2 RU2456353 C2 RU 2456353C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
matte
charge materials
control
materials
copper
Prior art date
Application number
RU2010133350/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010133350A (en
Inventor
Наталья Васильевна Данилова (RU)
Наталья Васильевна Данилова
Энвер Джумагелдиевич Кадыров (RU)
Энвер Джумагелдиевич Кадыров
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)"
Priority to RU2010133350/02A priority Critical patent/RU2456353C2/en
Publication of RU2010133350A publication Critical patent/RU2010133350A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2456353C2 publication Critical patent/RU2456353C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: in the method of automatic control of copper content in the matte, which includes continuous monitoring of the process parameters, adjusting of the control parameters to stabilise the copper content in the matte, the total flow of charge materials is selected as the main parameter, and its range is divided into areas: G-1 (less than 60 t/h), G0 (from 60 to 180 t/h), G+1 (more than 180 t/h), and depending on which area the main parameter is in the total flow of the charge materials is changed as well as the total consumption of bulk oxygen until area G0 is reached, additionally the ratio of bulk oxygen consumption per a ton of the charge materials is determined and in case a gradient of its change exceeds 10% of the scheduled one the total flow of the charge materials and bulk oxygen is adjusted depending on which area the main parameter is in until G0 is reached.
EFFECT: improved technical and economic parameters of melting of copper-nickel sulfide raw material in Vanyukov's furnace by increasing the copper content in matte and stabilising the copper content in matte.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области автоматизации технологических процессов и производств, а конкретно к способу аналитического управления составом штейна процесса плавки медно-никелевого сульфидного сырья в печи Ванюкова, и может быть использовано в производстве цветных металлов, в частности, при управлении качеством продуктов плавки в плавильном агрегате.The invention relates to the field of automation of technological processes and production, and specifically to a method for analytically controlling the composition of the matte of the smelting process of copper-nickel sulfide raw materials in a Vanyukov furnace, and can be used in the production of non-ferrous metals, in particular, when controlling the quality of smelting products in a melting unit.

Известен «Способ управления температурным режимом упарки свинцовой пульпы в кипящем слое» (а.с. SU №556189, опубл. БИ №16 от 30.04.77), состоящий в том, что в нижней части реактора устанавливают температуру ведения процесса с помощью регулирования подачи газа в горелки, затем подачей пульпы в верхнюю часть реактора устанавливают необходимую температуру материала в кипящем слое. В процессе работы реактора все ошибки по температуре материала в кипящем слое, не превышающие ±20% от первоначально установленной, устраняют за счет коррекции регламентной величины расхода газа в топку. Если же ошибка выходит за пределы ±20%, то подобные возмущения устраняют коррекцией величины загрузки пульпы в реакционную зону.The well-known "Method of controlling the temperature of the evaporation of lead pulp in a fluidized bed" (a.s. SU No. 556189, publ. BI No. 16 of 04.30.77), consisting in the fact that the temperature of the process is established in the lower part of the reactor by controlling the flow gas to the burners, then by feeding pulp to the upper part of the reactor, the required material temperature in the fluidized bed is established. During the operation of the reactor, all errors in the temperature of the material in the fluidized bed, not exceeding ± 20% of the originally set, are eliminated by correcting the regulatory amount of gas flow into the furnace. If the error exceeds ± 20%, then such disturbances are eliminated by correcting the amount of pulp loading into the reaction zone.

Однако способ имеет следующий недостаток: регулирование основного параметра (температура материала в кипящем слое) ведется только по отклонению промежуточного параметра (расхода газа в топку) и, следовательно, не учитываются изменения других параметров кипящего слоя, влияющих на температуру материала в слое, качество выходного продукта и производительность реактора в целом.However, the method has the following disadvantage: the main parameter is regulated (material temperature in the fluidized bed) only by the deviation of the intermediate parameter (gas flow into the furnace) and, therefore, changes in other parameters of the fluidized bed affecting the temperature of the material in the layer and the quality of the output product are not taken into account and reactor performance in general.

Известен «Способ автоматического управления конвертерной плавкой» (патент RU №2048534, опубл. 31.03.1992). Способ автоматического управления конвертерной плавкой включает контроль состояния шлака во время продувки по косвенному параметру S(t), сравнение параметра S(t) с заданными по технологии пороговыми значениями и изменение положения фурмы Н, расхода I кислорода через фурму, подачу сыпучих в конвертер в зависимости от изменения параметра S(t). В способе автоматического управления конвертерной плавкой дополнительно определяют диапазон изменения параметра S(t) во время продувки, разбивают его на ряд областей Si, соответствующих нормальному S0 состоянию шлака, S1 склонности шлака к сворачиванию, S2 - предполагаемому сворачиванию шлака, S3 сворачиванию шлака, S-1 склонности шлака к выбросам, S-2 предполагаемым выбросам шлака, S-3 выбросам шлака, во время продувки определяют область нахождения параметра S(t) и продолжительность Δt пребывания его в этой области, и управление ведут в зависимости от того, в какой области находится основной параметр.The well-known "Method of automatic control of converter smelting" (patent RU No. 2048534, publ. 31.03.1992). A method for automatically controlling converter smelting involves monitoring the state of slag during purging using the indirect parameter S (t), comparing the parameter S (t) with the threshold values set by the technology and changing the position of the tuyere N, oxygen consumption I through the tuyere, and the flow of granular materials into the converter depending from changing the parameter S (t). In the method for automatic control of converter smelting, the range of variation of the parameter S (t) during purging is additionally determined, it is divided into a number of regions S i corresponding to the normal S 0 state of slag, S 1 slag tendency to curl, S 2 - the estimated curl of the slag, S 3 curl slag, S -1 slag propensity for emissions, S -2 estimated slag emissions, S -3 slag emissions, during the purge, determine the location of the parameter S (t) and the duration Δ t of its stay in this area, and control depends on bridges on what area the main parameter is in.

Недостатком данного способа является отсутствие плавного регулирования, так как переход из одной подобласти в другую осуществляется скачкообразно. При этом проявляется несоответствие между скачкообразным управлением и плавно меняющимися физико-химическими свойствами расплава при конвертерной плавке.The disadvantage of this method is the lack of smooth regulation, since the transition from one subdomain to another is carried out in steps. In this case, a mismatch occurs between the stepwise control and the smoothly changing physicochemical properties of the melt during converter smelting.

Известен «Способ автоматического управления процессом обжига никелевого концентрата в печи кипящего слоя» (патент RU, №2204616, опубл. 10.11.2000). Способ включает разбивку диапазона основного параметра на ряд областей, установление принадлежности основного параметра к одной из областей и в зависимости от того, в какой области находится основной параметр, изменение загрузки сыпучих. В качестве основного параметра берут температуру в реакционной зоне печи, а разбивку ее диапазона производят на области: T-1∈(800-900)°C, T0∈(850-1150)°C, T+1∈(1130-1200)°C. Дополнительно устанавливают градиент температуры и его направление и в зависимости от сочетаний к диапазону температуры и градиента температуры выбирают один из трех режимов управления печью кипящего слоя: при Т∈(800-850)°C и grad Т любой, Т∈(850-900)°C и grad Т≤0, процесс относят к области T-1, и процесс ведут с зажженными горелками до перехода его в область Т0; при Т∈(850-900)°C и grad Т>0, Т∈(900-1130)°C и grad Т любой Т∈(1130-1150)°C и grad Т≤0 процесс относят к области Т0 и ведут в автоматическом режиме с расчетом управляющего воздействия величины загрузки сыпучих по аналитическим полиномам; при Т∈(1130-1150)°C и grad Т>0, Т∈(1150-1200)°C и grad Т любой процесс относят к области T+1 и при времени нахождения в такой ситуации 6-8 мин прекращают автоматическое управление загрузкой сыпучих, информацию о текущих параметрах обжига отображают на мониторе оператора, а процесс ведут с повышением скорости подачи пыли до перехода его в область Т0.The well-known "Method of automatic control of the process of firing nickel concentrate in a fluidized bed furnace" (patent RU, No. 2204616, publ. 10.11.2000). The method includes dividing the range of the main parameter into a number of areas, establishing that the main parameter belongs to one of the areas and depending on which region the main parameter is in, changing the loading of bulk. The temperature in the reaction zone of the furnace is taken as the main parameter, and its range is broken down into the following areas: T -1 ∈ (800-900) ° C, T 0 ∈ (850-1150) ° C, T +1 ∈ (1130-1200 ) ° C. Additionally, a temperature gradient and its direction are set, and depending on the combinations to the temperature range and temperature gradient, one of three control modes of the fluidized bed furnace is selected: at Т∈ (800-850) ° C and any gradient Т, Т∈ (850-900) ° C and grad Т≤0, the process is assigned to the region T -1 , and the process is conducted with the burners lit until it enters the region T 0 ; at Т∈ (850-900) ° C and grad Т> 0, Т∈ (900-1130) ° C and grad Т any Т∈ (1130-1150) ° C and grad Т≤0 the process is assigned to the region Т 0 and lead in automatic mode with the calculation of the control effect of the load volume of bulk by analytical polynomials; at Т∈ (1130-1150) ° C and grad Т> 0, Т∈ (1150-1200) ° C and grad Т, any process is assigned to the region T +1 and, when it is in this situation for 6-8 minutes, automatic control is stopped loading bulk, information on the current firing parameters is displayed on the operator’s monitor, and the process is conducted with an increase in the dust feed rate before it enters the T 0 region.

Недостаток данного способа заключается в том, что в процессе управления отсутствует как корректировка величины управляющих воздействий в зависимости от качества готовых продуктов (основного показателя эффективной работы плавильного агрегата), так и корректировка величины подаваемых в плавильную зону шихтовых материалов в зависимости от изменения концентрации в них металлосодержащих компонентов.The disadvantage of this method is that in the control process there is no adjustment of the magnitude of the control actions depending on the quality of the finished products (the main indicator of the effective operation of the smelting unit), and the adjustment of the amount of charge materials supplied to the melting zone depending on the change in the concentration of metal-containing materials in them components.

Известен «Способ управления автогенной плавкой медного сульфидного сырья» (авт. св. SU №1625015, опубл. 10.06.1999, C22B 5/02), включающий подачу реагентов в плавильный агрегат с расплавлением шихты и образованием штейно-шлаковой эмульсии с последующим расслаиванием ее на шлак и штейн, непрерывный раздельный выпуск продуктов из печи, отбор проб исходных материалов и продуктов, их анализ, постоянный контроль параметров процесса по показаниям приборов и по данным анализа, внесение корректировок в управляющие параметры, отличающийся тем, что, с целью стабилизации состава штейна, проводят отбор не менее двух проб штейно-шлаковой эмульсии, по результатам их анализа строят прямую зависимости содержания меди в эмульсии от содержания серы в эмульсии, описываемую уравнением вида: Cuэ=a+b·Sэ, и определяют содержание меди в донном штейне по уравнению Cuшт=a+b·Sшт, где Cuэ, Sэ - содержание меди и серы в эмульсии; Sшт - содержание серы в штейне, определяемое по эмпирическим данным; a, b - коэффициенты уравнения прямой, и вносят изменения в управляющие параметры процесса с учетом полученного значения Cuшт.The well-known "Method of controlling autogenous smelting of copper sulfide raw materials" (ed. St. SU No. 1625015, publ. 10.06.1999, C22B 5/02), including the supply of reagents to the melting unit with the melting of the charge and the formation of matte-slag emulsion with its subsequent delamination for slag and matte, continuous separate release of products from the furnace, sampling of starting materials and products, their analysis, constant monitoring of process parameters according to instrument readings and according to analysis data, making adjustments to control parameters, characterized in that, for the purpose of ilizatsii composition matte, selects at least two samples of matte-slag emulsion, the results of the analysis build a direct function of copper content in the emulsion of the sulfur content in the emulsion described by the equation: Cu e = a + b · S e, and determine the content of copper in the bottom matte according to the equation Cu pc = a + b · S pc , where Cu e , S e - copper and sulfur content in the emulsion; S pc - sulfur content in matte, determined by empirical data; a, b are the coefficients of the equation of the line, and make changes to the control parameters of the process, taking into account the obtained value of Cu pc .

Недостатком данного способа является его низкая эффективность, связанная с невозможностью оперативного управления процессом плавки в зависимости от состава подаваемой шихты и требуемого качества готовых продуктов.The disadvantage of this method is its low efficiency, associated with the inability to quickly control the melting process, depending on the composition of the feed mixture and the required quality of the finished products.

Технической задачей способа автоматического управления содержанием меди в штейне является повышение технико-экономических показателей процесса плавки медно-никелевого сульфидного сырья в печи Ванюкова за счет повышения содержания меди в штейне и стабилизации содержания цветных металлов в штейне.The technical task of the method for automatically controlling the copper content in matte is to increase the technical and economic indicators of the process of smelting copper-nickel sulfide raw materials in the Vanyukov furnace by increasing the copper content in matte and stabilizing the content of non-ferrous metals in matte.

Техническим результатом изобретения является повышение содержания меди в штейне и стабилизации содержания цветных металлов в штейне.The technical result of the invention is to increase the copper content in matte and stabilize the content of non-ferrous metals in matte.

Технический результат достигается тем, что в способе управления плавкой медно-никелевого сульфидного сырья в печах типа Ванюкова, включающем отбор проб исходных материалов и продуктов плавки, их анализ, постоянный контроль параметров процесса по показаниям приборов и по данным анализа, внесение корректировок в управляющие параметры с целью стабилизации содержания меди в штейне, согласно изобретению в качестве управляющего параметра выбирают общий расход шихтовых материалов, производят разбивку его диапазона на три области: G-1 (менее 60 т/ч), G0 (от 40 до 180 т/ч) и G+1 (более 160 т/ч), причем область G0 является оптимальной, устанавливают принадлежность управляющего параметра к одной из областей и в зависимости от того, в какой области находится управляющий параметр, осуществляют изменение общего расхода шихтовых материалов и технического кислорода до достижения области G0, дополнительно определяют соотношение расхода технического кислорода дутья на тонну шихтовых материалов, и при градиенте его изменения свыше 10% от регламентируемого корректируют общий расход шихтовых материалов и технического кислорода в зависимости от того, в какой области находится управляющий параметр, до достижения области G0.The technical result is achieved by the fact that in the method for controlling the smelting of copper-nickel sulfide raw materials in Vanyukov-type furnaces, including sampling of starting materials and smelting products, their analysis, constant monitoring of process parameters according to instrument readings and according to analysis data, making adjustments to control parameters with in order to stabilize the copper content in matte, according to the invention, as a control parameter, the total charge of charge materials is selected, its range is divided into three areas: G -1 (less than 6 0 t / h), G 0 (from 40 to 180 t / h) and G +1 (more than 160 t / h), and the region G 0 is optimal, establish that the control parameter belongs to one of the areas and depending on in which field is the control parameter, the change is carried out the total flow of charge materials and technical oxygen before reaching the region G 0, further comprising determining the ratio of technical oxygen blast consumption per ton of charge materials, and its changes at a gradient of more than 10% of the total flow rate adjusting the regulated charge mater als and technical oxygen depending on in which area is the controlling parameter until reaching the area G 0.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема для осуществления способа автоматического управления содержанием меди в штейне. На фиг.2 приведена схема расположения областей основного параметра - общего расхода шихтовых материалов в печь (т/ч).The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a diagram for implementing a method for automatically controlling the copper content in matte. Figure 2 shows the layout of areas of the main parameter - the total consumption of charge materials in the furnace (t / h).

Схема для осуществления способа управления плавкой медно-никелевого сульфидного сырья в печах типа Ванюкова включает печь Ванюкова 1, оснащенную загрузочными воронками 2. В системе загрузки печи Ванюкова установлено восемь бункеров 3 (бункеры 3-1 и 3-4 предназначены для подачи концентрата, бункеры 3-2 и 3-5 - для подачи флюса, бункеры 3-3 и 3-6 - для подачи руды, бункер 3-7 предназначен для подачи угля, бункер 3-8 предназначен для подачи оборотных материалов), в которые шихтовые материалы подают транспортерами. Под бункерами 3 (3-1 ÷ 3-8) установлены ленточные питатели 4 (4-1 ÷ 4-8) соответственно, снабженные электродвигателями с регулируемой частотой вращения, что необходимо для дозировки загружаемых в печь шихтовых материалов. С питателей 4 (4-1 ÷ 4-8) шихтовые материалы поступают на сборные транспортеры 5, с помощью которых подаются через загрузочные воронки 2 в реакционную зону печи Ванюкова.The scheme for implementing the method for controlling the smelting of copper-nickel sulfide raw materials in Vanyukov-type furnaces includes a Vanyukov furnace 1 equipped with loading funnels 2. Eight bins 3 are installed in the Vanyukov furnace loading system (bins 3-1 and 3-4 are used to supply concentrate, bins 3 -2 and 3-5 - for the supply of flux, bins 3-3 and 3-6 - for the supply of ore, the bunker 3-7 is intended for the supply of coal, the bunker 3-8 is intended for the supply of circulating materials), into which the charge materials are conveyed . Under the bins 3 (3-1 ÷ 3-8), belt feeders 4 (4-1 ÷ 4-8) are installed, respectively, equipped with electric motors with adjustable speed, which is necessary for the dosage of charge materials loaded into the furnace. From feeders 4 (4-1 ÷ 4-8), the charge materials are fed to prefabricated conveyors 5, with the help of which they are fed through feed hoppers 2 to the reaction zone of the Vanyukov furnace.

Измерительный канал 10 связан с ленточными питателями 4-1 и 4-4 для измерения расхода загружаемого концентрата из бункеров 3-1 и 3-4 соответственно в печь Ванюкова 1. Измерительный канал 11 связан ленточными питателями 4-2 и 4-5 для измерения расхода загружаемого флюса из бункеров 3-2 и 3-5 соответственно в печь Ванюкова 1. Измерительный канал 12 связан ленточными питателями 4-3 и 4-6 для измерения расхода загружаемой руды из бункеров 3-3 и 3-6 соответственно в печь Ванюкова 1. Измерительный канал 13 связан с ленточным питателем 4-7 для измерения расхода угля из бункера 3-7 в печь Ванюкова 1. Измерительный канал 14 связан с ленточным питателем 4-8 для измерения расхода оборотных материалов из бункера 3-8 в печь Ванюкова 1. Измерительный канал 15 связан с конвейерными весами (на схеме не показаны), установленными на сборочных транспортерах 5, измеряющими общий расход шихтовых материалов на печь Ванюкова 1 (общий проплав печи,

Figure 00000001
).The measuring channel 10 is connected to the tape feeders 4-1 and 4-4 for measuring the flow rate of the loaded concentrate from the bins 3-1 and 3-4, respectively, to the Vanyukov furnace 1. The measuring channel 11 is connected to the tape feeders 4-2 and 4-5 for measuring the flow the loaded flux from the bins 3-2 and 3-5, respectively, to the Vanyukov furnace 1. The measuring channel 12 is connected by tape feeders 4-3 and 4-6 to measure the flow rate of the loaded ore from the bins 3-3 and 3-6, respectively, to the Vanyukov furnace 1. The measuring channel 13 is connected with a tape feeder 4-7 for measuring the flow of coal from Uncker 3-7 to Vanyukov’s furnace 1. Measuring channel 14 is connected to a belt feeder 4-8 to measure the flow of recycled materials from the hopper 3-8 to Vanyukov’s furnace 1. Measuring channel 15 is connected to a conveyor scale (not shown in the diagram) mounted on assembly conveyors 5, measuring the total consumption of charge materials for the Vanyukov furnace 1 (total furnace melt,
Figure 00000001
)

Измерительный канал 16 связан с электродвигателями (на схеме не показаны) ленточных питателей 4-1 и 4-4 для измерения скорости вращения ленты соответствующих питателей (то есть скорости загрузки концентрата). Измерительный канал 17 связан с электродвигателями (на схеме не показаны) ленточных питателей 4-2 и 4-5 для измерения скорости вращения ленты соответствующих питателей (то есть скорости загрузки флюса). Измерительный канал 18 связан с кислородопроводом (на схеме показан сплошной линией) для измерения расхода подаваемого технического кислорода.The measuring channel 16 is connected to electric motors (not shown in the diagram) of the tape feeders 4-1 and 4-4 for measuring the speed of rotation of the tape of the respective feeders (that is, the loading speed of the concentrate). The measuring channel 17 is connected to electric motors (not shown in the diagram) of the tape feeders 4-2 and 4-5 for measuring the speed of rotation of the tape of the respective feeders (i.e. flux loading speed). The measuring channel 18 is connected to the oxygen pipeline (the diagram shows a solid line) to measure the flow rate of the supplied technical oxygen.

Все измерительные каналы 10-18 предназначены для получения информации о мгновенных значениях соответствующих параметров (расхода и скорости загрузки шихтовых материалов и расхода дутья) и имеют прямой выход на блок 6 сбора и предварительной обработки информации.All measuring channels 10-18 are designed to obtain information about the instantaneous values of the relevant parameters (flow rate and loading speed of charge materials and blast flow rate) and have a direct output to block 6 for collecting and preliminary processing of information.

Информация о величине измеряемых текущих параметров плавки по каналам передачи информации 10-18 поступает в блок 6 сбора и предварительной обработки информации для расчета основного параметра (общего расхода шихтовых материалов, т/ч) и отнесения процесса к одной из установленных областей (G-1, G0, G+1). Блок 6 сбора и предварительной обработки информации связан с переключающим блоком 7, выполняющим либо включение режима автоматического управления процессом с помощью блока 8 управления по алгоритму, либо его выключение, и перевод всей информации на автоматизированное рабочее место (АРМ) 9 оператора. Блок 8 управления по алгоритму связан с устройствами 19 выработки управляющего воздействия на расход технического кислорода, 20 выработки управляющего воздействия на расход и скорость загрузки металлсодержащих (концентрат + руда) материалов и 21 выработки управляющего воздействия на расход флюса, которые, в свою очередь, связаны с регулирующим вентилем (на схеме не показан) кислородопровода и электродвигателями питателей 4 загрузки соответствующих шихтовых материалов. Оператор с помощью АРМ 9 также имеет возможность воздействовать на расход и скорость загрузки шихтовых материалов и технического кислорода посредством прямого ручного управления устройствами выработки управляющего воздействия через блоки 22 прямого задания расхода технического кислорода, 23 расхода и скорости загрузки металлсодержащих (концентрат + руда) материалов и 24 расхода и скорости загрузки флюса.Information on the value of the measured current parameters of the heat through the channels of information transfer 10-18 comes in block 6 for collecting and pre-processing information to calculate the main parameter (total consumption of charge materials, t / h) and assign the process to one of the established areas (G -1 , G 0 , G +1 ). Unit 6 for collecting and preprocessing information is connected with a switching unit 7, which either turns on the automatic process control mode using the control unit 8 according to the algorithm, or turns it off, and transfers all information to the operator’s workstation (AWP) 9. The control unit 8 according to the algorithm is connected with devices 19 for generating a control action on the consumption of technical oxygen, 20 for generating a control effect on the consumption and loading speed of metal-containing (concentrate + ore) materials and 21 for generating a control effect on the flux consumption, which, in turn, are associated with a control valve (not shown in the diagram) of the oxygen pipe and electric motors of the feeders 4 download the corresponding charge materials. The operator with the help of AWP 9 also has the ability to influence the flow rate and loading rate of charge materials and technical oxygen through direct manual control of the devices for generating a control action through blocks 22 of a direct set flow rate of technical oxygen, 23 flow rate and loading rate of metal-containing (concentrate + ore) materials and 24 flux flow rate and loading rate.

В печи Ванюкова 1 с помощью технологических операций, включающих загрузку шихтовых материалов и подачу дутья, устанавливают режим, при котором начинается интенсивное протекание экзотермических реакций окисления сульфидного сырья. Посредством измерительных каналов 10-18 определяют расходы и скорости загрузки шихтовых материалов и расход технического кислорода в печь Ванюкова 1. Данные о состоянии процесса поступают в блок 6 сбора и предварительной обработки информации, в котором рассчитывается общий расход шихтовых материалов в печь Ванюкова (т/ч), на основании чего делается вывод о соответствии режима работы печи Ванюкова какой-либо рабочей области.In the Vanyukov 1 furnace, using technological operations, including loading charge materials and supplying blast, a regime is established in which the intensive course of exothermic oxidation reactions of sulfide raw materials begins. Using measuring channels 10-18, the flow rates and loading rates of charge materials and the flow rate of technical oxygen to the Vanyukov furnace 1 are determined. Data on the state of the process are sent to the information collection and pre-processing unit 6, in which the total charge of charge materials to the Vanyukov furnace is calculated (t / h ), on the basis of which it is concluded that the operating mode of the Vanyukov furnace corresponds to any working area.

Область G-1. Если общий расход шихтовых материалов в печь Ванюкова менее 60 т/ч, процесс относят к области G-1 (фиг.2), и при времени нахождения в такой ситуации 10-15 мин прекращают управление в автоматическом режиме, переходят на ручной режим управления, информацию о величине измеряемых текущих параметров плавки отображают на АРМ 9 оператора, а процесс ведут с увеличением расхода шихтовых материалов и расхода технического кислорода дутья на тонну шихтовых материалов

Figure 00000002
до достижения области G0.Area G -1 . If the total consumption of charge materials in the Vanyukov’s furnace is less than 60 t / h, the process is assigned to the region G -1 (FIG. 2), and when the time is in this situation 10-15 minutes, the control is stopped in automatic mode, switched to manual control mode, information on the value of the measured current melting parameters is displayed on the operator’s workstation 9, and the process is conducted with an increase in the consumption of charge materials and the consumption of technical oxygen of the blast per ton of charge materials
Figure 00000002
until reaching the region of G 0 .

Время, равное 10-15 мин, соответствует времени нечувствительности процесса на возмущающее воздействие по загрузке, то есть до истечения этого времени нельзя достоверно знать, куда пойдет процесс.A time equal to 10-15 minutes corresponds to the time of the process insensitivity to the disturbing effect on the load, that is, before this time expires, it is impossible to reliably know where the process will go.

Физико-химические превращения, в данном случае плавка медно-никелевых сульфидных материалов за счет тепла собственных реакций, накладывают существенные ограничения на ход всего процесса в целом, обуславливая тем самым критические области в факторном пространстве. При этом расхода технического кислорода дутья на тонну шихтовых материалов недостаточно для протекания реакций окисления сульфидов. В соответствии с этим область G-1 является нежелательной областью, в которой реакции окисления не протекают в полном объеме, а штейн получается «бедным» (с низким содержанием цветных металлов в штейне).Physico-chemical transformations, in this case, the smelting of copper-nickel sulfide materials due to the heat of their own reactions, impose significant restrictions on the course of the whole process as a whole, thereby causing critical areas in the factor space. At the same time, the consumption of technical oxygen in the blast per tonne of charge materials is not enough for sulfide oxidation reactions to occur. In accordance with this, the region G -1 is an undesirable region in which oxidation reactions do not occur in full, and the matte is “poor” (with a low content of non-ferrous metals in the matte).

Область G0. Если общий расход шихтовых материалов в печь Ванюкова находится в пределах от 40 до 180 т/ч, процесс относят к области G0 (фиг.2), и управление ведут в автоматическом режиме по специальной базе правил логического вывода, разработанной с использованием теории нечеткой логики.Area G 0 . If the total consumption of charge materials in the Vanyukov furnace is in the range from 40 to 180 t / h, the process is assigned to the region G 0 (Fig. 2), and the control is carried out automatically according to a special base of inference rules developed using fuzzy logic theory .

При этом дополнительно определяют соотношение расхода технического кислорода дутья на тонну шихтовых материалов

Figure 00000003
, и при градиенте его изменения свыше 10% от регламентируемого корректируют скорости питателей 4 и положение регулирующего вентиля кислородопровода для изменения величины расхода подаваемого технического кислорода дутья на тонну шихтовых материалов.At the same time, the ratio of technical oxygen consumption of blast per ton of charge materials is additionally determined
Figure 00000003
, and with a gradient of change of more than 10% of the regulated one, the speeds of the feeders 4 and the position of the control valve of the oxygen pipeline are adjusted to change the flow rate of the supplied technical oxygen of the blast per ton of charge materials.

Область G0 характеризуется наибольшей устойчивостью всех параметров процесса: гидродинамических, энергетических и физико-химических: нет выбросов расплава, перегрева фурм и кессонов. При этом расплав поддерживается в исходном состоянии, процесс идет без резких скачков и локальных экстремумов, что свидетельствует о плавности протекания всех физико-химических реакций и коалесценции штейновых капель в расплаве. Таким образом, область G0 является оптимальной для получения «богатого» штейна (с высоким содержанием цветных металлов в штейне и стабильного состава) и к ней нужно стремиться во время ведения процесса плавки.The region G 0 is characterized by the highest stability of all process parameters: hydrodynamic, energy, and physico-chemical: there are no emissions of melt, overheating of tuyeres and caissons. In this case, the melt is maintained in its initial state, the process proceeds without sharp jumps and local extremes, which indicates the smoothness of all physicochemical reactions and the coalescence of matte drops in the melt. Thus, the region G 0 is optimal for obtaining a “rich” matte (with a high content of non-ferrous metals in the matte and a stable composition) and it is necessary to strive for it during the smelting process.

Область G+1. Если общий расход шихтовых материалов в печь Ванюкова более 160 т/ч, процесс относят к области G+1 (фиг.2), и при времени нахождения в такой ситуации 10-15 мин прекращают управление в автоматическом режиме, переходят на ручной режим управления, информацию о величине измеряемых текущих параметров плавки отображают на АРМ 9 оператора, а процесс ведут с уменьшением расхода шихтовых материалов и расхода технического кислорода дутья на тонну шихтовых материалов

Figure 00000003
до достижения области G0.Area G +1 . If the total consumption of charge materials in the Vanyukov’s furnace is more than 160 t / h, the process is assigned to the G +1 region (Fig. 2), and when the time is in this situation 10-15 minutes, the control is stopped in automatic mode, switched to manual control mode, information on the value of the measured current melting parameters is displayed on the operator’s AWP 9, and the process is conducted with a decrease in the charge of charge materials and the consumption of technical oxygen of the blast per ton of charge materials
Figure 00000003
until reaching the region of G 0 .

Область G+1 характеризуется переокислением сульфидов за счет большого расхода технического кислорода дутья на тонну шихтовых материалов, возможностью увеличения высоты ванны расплава за счет высокой производительности печи. Большой расход технического кислорода дутья на тонну шихтовых материалов приводит к выбросу расплава в аптейк и к расплавлению фурм. В соответствии с этим, находясь в области G+1, не получается качественного штейна.The G +1 region is characterized by sulfide reoxidation due to the high consumption of technical oxygen of the blast per ton of charge materials, and the possibility of increasing the height of the melt bath due to the high productivity of the furnace. The high consumption of technical oxygen in the blast per ton of charge materials leads to the release of the melt into the pharmacy and to the melting of the tuyeres. In accordance with this, being in the region G +1 , a high-quality matte is not obtained.

Способ управления плавкой медно-никелевого сульфидного сырья в печах типа Ванюкова осуществляется следующим образом. Информация о нахождении процесса в определенной рабочей области из блока 6 сбора и предварительной обработки информации поступает в переключающий блок 7, который производит переключение режимов системы управления расходом шихтовых материалов между «управлением в области G-1», «управлением в области G0» или «управлением в области G+1».A method for controlling the smelting of copper-nickel sulfide raw materials in Vanyukov-type furnaces is as follows. Information about the process in a certain work area from the information collection and pre-processing unit 6 is supplied to the switching unit 7, which switches the modes of the charge control system between “control in the area G -1 ”, “control in the area G 0 ” or “ management in the field of G +1 ".

Пример 1. При включенном режиме «управление в области G0» (точка В на фиг.2) совокупность данных о работе печи от измерительных каналов 10-18 из блока 6 сбора и предварительной обработки информации через переключающий блок 7 поступает в блок 8 управления по алгоритму, в котором по базе правил логического вывода, разработанной с использованием теории нечеткой логики, определяют расходы шихтовых материалов и дутья соответственно. Устройства 19 выработки управляющего воздействия на расход технического кислорода, 20 выработки управляющего воздействия на расход и скорость загрузки металлсодержащих (концентрат + руда) материалов и 21 выработки управляющего воздействия на расход флюса замыкают контур управления, с их помощью происходит непосредственное изменение расхода шихтовых материалов в печь путем изменения частоты вращения электродвигателей и расхода технического кислорода путем изменения положения регулирующего вентиля кислородопровода. То есть осуществляется автоматизированное управление.Example 1. When the mode "control in the region G 0 " (point B in figure 2) is turned on, the set of data on the operation of the furnace from the measuring channels 10-18 from the unit 6 for collecting and preprocessing information through the switching unit 7 enters the control unit 8 by an algorithm in which, based on the logic inference rules developed using the theory of fuzzy logic, the charges of charge materials and blast are determined, respectively. Devices 19 for generating a control action on the consumption of technical oxygen, 20 for generating a control effect on the consumption and loading rate of metal-containing (concentrate + ore) materials and 21 for generating a control action on the flux consumption close the control loop, with their help, a direct change in the consumption of charge materials into the furnace occurs changes in the frequency of rotation of electric motors and the flow of technical oxygen by changing the position of the control valve of the oxygen pipe. That is, automated control is carried out.

Пример 2. Если измеренный расход шихтовых материалов соответствуют режиму «управление в области G-1» (точка А на фиг.2) или «управление в области G+1» (точка Д на фиг.2), переключающий блок 7 производит выключение автоматического управления с помощью блока 8 управления по алгоритму и всю собранную информацию переводит на АРМ 9 оператора.Example 2. If the measured flow rate of the charge materials correspond to the "control in the G- 1 area " (point A in Fig. 2) or "control in the G- 1 region" (point D in Fig. 2), the switching unit 7 turns off the automatic control using the control unit 8 according to the algorithm and all the collected information is transferred to the AWP 9 operator.

В случае попадания в область G-1 оператор прекращает автоматическое управление расходом шихтовых материалов и технического кислорода, переводит управление в ручной режим, принимает решение об увеличении общей производительности агрегата посредством изменения расхода шихтовых материалов и технического кислорода посредством прямого ручного управления устройствами 22 прямого задания расхода технического кислорода, 23 прямого задания расхода и скорости загрузки металлсодержащих (концентрат + руда) материалов и 24 прямого задания расхода и скорости загрузки флюса до достижения области G0.If it falls into the G -1 region, the operator stops automatic control of the charge of materials and technical oxygen, switches control to manual mode, decides to increase the overall productivity of the unit by changing the charge of charge materials and technical oxygen through direct manual control of devices 22 for direct setting of technical flow oxygen, 23 direct job flow rate and download speed of metal-containing (concentrate + ore) materials and 24 direct job flow rate and flux loading rate until reaching the region of G 0 .

В случае попадания в область G+1 оператор прекращает автоматическое управление расходом шихтовых материалов и технического кислорода, переводит управление в ручной режим, принимает решение об уменьшении общей производительности агрегата посредством изменения расхода шихтовых материалов и технического кислорода посредством прямого ручного управления устройствами 22 прямого задания расхода технического кислорода, 23 прямого задания расхода и скорости загрузки металлсодержащих (концентрат + руда) материалов и 24 прямого задания расхода и скорости загрузки флюса до достижения области G0.In the case of falling into the G +1 area, the operator stops automatic control of the charge of charge materials and technical oxygen, switches control to manual mode, decides to reduce the overall performance of the unit by changing the charge of charge materials and technical oxygen through direct manual control of devices 22 for direct setting of technical charge oxygen, 23 direct job flow rate and download speed of metal-containing (concentrate + ore) materials and 24 direct job flow rate and flux loading rate until reaching the region of G 0 .

Пример 3. При попадании процесса в промежуточную область областей G-1 - G0 (точка Б на фиг.2) или в промежуточную область областей G0 - G+1 (точка Г на фиг.2) информация о нахождении процесса в промежуточной области из блока 6 сбора и предварительной обработки информации поступает на АРМ 9 оператора. Оператор принимает решение о переводе управления процессом либо в автоматический, либо в ручной режим.Example 3. When the process falls into the intermediate region of the regions G -1 - G 0 (point B in FIG. 2) or into the intermediate region of the regions G 0 - G +1 (point G in FIG. 2), information about the process in the intermediate region from block 6, the collection and preliminary processing of information goes to the AWP 9 operator. The operator decides to transfer the process control to either automatic or manual mode.

Применение заявляемого способа управления плавкой медно-никелевого сульфидного сырья в печах типа Ванюкова позволяет получить повышение содержания меди в штейне и стабилизацию содержания меди в штейне, что повышает технико-экономические показатели процесса плавки медно-никелевого сульфидного сырья в печи Ванюкова. Это проносит экономический эффект при дальнейшей переработке штейна - конвертировании. Повышение содержания меди в штейне и стабилизация состава штейна позволяет повысить прогнозируемость количества выбросов SO2 в атмосферу, улучшить технологические параметры процесса конвертирования и дальнейших пирометаллургических переделов.The use of the proposed method for controlling the melting of copper-nickel sulfide raw materials in Vanyukov-type furnaces allows to increase the copper content in matte and stabilize the copper content in matte, which increases the technical and economic indicators of the process of melting copper-nickel sulfide raw materials in the Vanyukov furnace. This brings an economic effect in the further processing of matte - conversion. An increase in the content of copper in matte and stabilization of the composition of matte can increase the predictability of the amount of SO 2 emissions in the atmosphere, improve the technological parameters of the conversion process and further pyrometallurgical processing.

Claims (1)

Способ автоматического управления содержанием меди в штейне, включающий постоянный контроль параметров процесса, корректировку управляющих параметров для стабилизации содержания меди в штейне, отличающийся тем, что в качестве основного параметра выбирают общий расход шихтовых материалов, производят разбивку его диапазона на области: G-1 (менее 60 т/ч), G0 (от 60 до 180 т/ч), G+1 (более 180 т/ч), и в зависимости от того, в какой области находится основной параметр, осуществляют изменение общего расхода шихтовых материалов и технического кислорода до достижения области G0, дополнительно определяют соотношение расхода технического кислорода дутья на тонну шихтовых материалов и при градиенте его изменения свыше 10% от регламентируемого корректируют общий расход шихтовых материалов и технического кислорода в зависимости от того, в какой области находится основной параметр, до достижения области G0. A method for automatically controlling the content of copper in matte, including constant monitoring of process parameters, adjusting control parameters to stabilize the content of copper in matte, characterized in that the total consumption of charge materials is selected as the main parameter, and its range is divided into regions: G -1 (less 60 t / h), G 0 (from 60 to 180 t / h), G +1 (more than 180 t / h), and depending on the area in which the main parameter is located, the total consumption of charge materials and technical oxygen up the achievements of the region G 0 , additionally determine the ratio of the consumption of technical oxygen of the blast per ton of charge materials, and with a gradient of more than 10% of the regulated one, the total consumption of charge materials and technical oxygen is adjusted, depending on the region in which the main parameter is located, until reaching the area G 0 .
RU2010133350/02A 2010-08-09 2010-08-09 Method of automatic control of copper content in matte RU2456353C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010133350/02A RU2456353C2 (en) 2010-08-09 2010-08-09 Method of automatic control of copper content in matte

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010133350/02A RU2456353C2 (en) 2010-08-09 2010-08-09 Method of automatic control of copper content in matte

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010133350A RU2010133350A (en) 2012-02-20
RU2456353C2 true RU2456353C2 (en) 2012-07-20

Family

ID=45854210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010133350/02A RU2456353C2 (en) 2010-08-09 2010-08-09 Method of automatic control of copper content in matte

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2456353C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2571968C2 (en) * 2013-10-18 2015-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Сумма технологий" Method of automatic control of melting process of copper-nick sulphide raw material in vanyukov's furnace during sulphide charge processing to regulus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU996492A1 (en) * 1980-03-25 1983-02-15 Государственный Научно-Исследовательский Институт Автоматизации Производственных Процессов Химической Промышленности И Цветной Металлургии Method for controlling autogenous smelting of ore
JP2003239026A (en) * 2002-02-15 2003-08-27 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd Operation control method in copper refining process, and operation control system therefor
RU2241186C1 (en) * 2003-09-03 2004-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-экологическое предприятие ЭКОСИ" Method for controlling and automatic control of stability of forming of slag lining in wall-adjacent layer of furnace
RU2368853C2 (en) * 2007-05-23 2009-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-экологическое предприятие ЭКОСИ" Control method of level of top surface of slaggy phase and boundary of slaggy and metallic phase of melt in lift tube tank of iron-and-steel furnace by vanukov or romelt

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU996492A1 (en) * 1980-03-25 1983-02-15 Государственный Научно-Исследовательский Институт Автоматизации Производственных Процессов Химической Промышленности И Цветной Металлургии Method for controlling autogenous smelting of ore
JP2003239026A (en) * 2002-02-15 2003-08-27 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd Operation control method in copper refining process, and operation control system therefor
RU2241186C1 (en) * 2003-09-03 2004-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-экологическое предприятие ЭКОСИ" Method for controlling and automatic control of stability of forming of slag lining in wall-adjacent layer of furnace
RU2368853C2 (en) * 2007-05-23 2009-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-экологическое предприятие ЭКОСИ" Control method of level of top surface of slaggy phase and boundary of slaggy and metallic phase of melt in lift tube tank of iron-and-steel furnace by vanukov or romelt

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2571968C2 (en) * 2013-10-18 2015-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Сумма технологий" Method of automatic control of melting process of copper-nick sulphide raw material in vanyukov's furnace during sulphide charge processing to regulus

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010133350A (en) 2012-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3936588A (en) Control system for electrical furnaces
RU2689828C2 (en) Method of extracting metals from secondary raw materials and other materials with organic components
RU2456353C2 (en) Method of automatic control of copper content in matte
CN104302784A (en) Method for charging starting material into blast furnace
CN106964271B (en) Iron ore-containing powder composite batching system and method
EP3550037A1 (en) Method for manufacturing sintered ore
EP3375764A1 (en) Method for treating metallurgical slag
CN100564545C (en) Produce the method and apparatus of liquid steel
WO2018110521A1 (en) Method for operating blast furnace
Agrawal et al. Improving the burdening practice by optimization of raw flux calculation in blast furnace burden
RU2571968C2 (en) Method of automatic control of melting process of copper-nick sulphide raw material in vanyukov's furnace during sulphide charge processing to regulus
CN110055360B (en) Method for adding DRI into blast furnace molten iron
US4050924A (en) Process of controlling Fe++ content of sintered iron ore
JP4759985B2 (en) Blast furnace operation method
JP2001294922A (en) Device for supplying raw material and method for producing reduced iron
CN102676795B (en) Method for calculating charge
JPH0953128A (en) Method for supplying dried and blended ore and apparatus therefor
Bergh et al. Improving copper matte grade control in a concentrate flash furnace
RU2796772C1 (en) Method for controlling the procedure of calcining sulfide concentrates in a fluidized bed furnace
JP3846288B2 (en) Operation method of copper smelting furnace
MacRosty et al. Advancing Furnace Process Performance with Automation: Radar Feedback Control
KR100703556B1 (en) Controlling and transfering method for weight measuring of coke used in a blast furnace
Darin et al. Automatic control scheme development for process of sulfatizing roasting of iron-manganese concretions in fluidized bed
CA1178060A (en) Method for achieving low sulfur levels in the dri product from iron oxide reducing kilns
Steinberg Development of a control strategy for the open slag bath furnaces at Highveld Steel and Vanadium Corporation Ltd

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120810