RU2571968C2 - Method of automatic control of melting process of copper-nick sulphide raw material in vanyukov's furnace during sulphide charge processing to regulus - Google Patents

Method of automatic control of melting process of copper-nick sulphide raw material in vanyukov's furnace during sulphide charge processing to regulus Download PDF

Info

Publication number
RU2571968C2
RU2571968C2 RU2013146891/02A RU2013146891A RU2571968C2 RU 2571968 C2 RU2571968 C2 RU 2571968C2 RU 2013146891/02 A RU2013146891/02 A RU 2013146891/02A RU 2013146891 A RU2013146891 A RU 2013146891A RU 2571968 C2 RU2571968 C2 RU 2571968C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
copper
content
charge
loading
matte
Prior art date
Application number
RU2013146891/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013146891A (en
Inventor
Сергей Аркадьевич Орешкин
Александр Васильевич Спесивцев
Владимир Ильич Лазарев
Вениамин Геннадьевич Козловский
Александр Петрович Кащук
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Сумма технологий"
Публичное акционерное общество "Горно-металлургическая компания "Норильский никель"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Сумма технологий", Публичное акционерное общество "Горно-металлургическая компания "Норильский никель" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Сумма технологий"
Priority to RU2013146891/02A priority Critical patent/RU2571968C2/en
Publication of RU2013146891A publication Critical patent/RU2013146891A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2571968C2 publication Critical patent/RU2571968C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to the method of the automatic control of the melting process of copper-nick sulphide raw material in Vanyukov's furnace during sulphide charge processing to regulus. The method includes permanent monitoring of the process parameters, correction of the control parameters to stabilize the copper content, at that as the main parameter Qi the specific flowrate of the oxygen per tons of only contained metals in m3/t, division of the entire Qi range to some areas corresponding to: normal process execution Q0 in range 150-250 m3/t, ability for cold process Q-1 in range 150 m3/t and below, ability for hot process Q+1 in range 250 m3/t and over, additionally degree of the process consistency is considered, value of main or any other parameter beyond the limit modes of the consistency area is interpreted as conflict Ki, and as per the correction models the options are searched for the process return in the consistency are, the following is selected as conflicts: K1 - overoxidation of contained metals (MC), K2 - underoxidation of contained metals , K3 - excess of fluxings, K4 - lack of fluxings, K5 - hot furnace condition, K6 - cold furnace condition, K7 - impossibility of direct determination of the melt temperature in the furnace reaction zone, K8 - impossibility of the direct determination of physical volume of the supplied charge, at that decree of consistency of the values and quality of charge, blasting modes with the set copper content in regulus is checked as per the polynomial models.
EFFECT: operative control of the melting process, process visualization, quality stabilization of the melt products, acquisition of the not measured or poorly measured process parameters, and estimation of the machine status by the indirect measures, reduced power consumption of the charge processing, stabilization of the process temperature mode upon keeping the set targets and objectives, and production of the software product.
3 dwg, 2 ex

Description

Заявляемое техническое решение относится к области металлургии, а именно к процессу плавки медно-никелевого сульфидного сырья в печи Ванюкова.The claimed technical solution relates to the field of metallurgy, and in particular to the process of smelting copper-nickel sulfide raw materials in a Vanyukov furnace.

Известно техническое решение по патенту №2048534, опубл. 31.03.1992, RU. 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 t пребывания его в этой области и управление ведут в зависимости от того, в какой области находится основной параметр.Known technical solution according to patent No. 2048534, publ. 03/31/1992, RU. The method of automatic control of 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 bulk solids 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 t of its stay in this area and control is dependent depending on what area the main parameter is in.

Недостатком способа является скачкообразный переход из одной подобласти в другую без плавного регулирования, тогда как физико-химические свойства расплава при конвертерной плавке плавно меняются, и что может способствовать снижению качества получаемого продукта.The disadvantage of this method is an abrupt transition from one subregion to another without smooth regulation, while the physicochemical properties of the melt during converter smelting change smoothly, and this can reduce the quality of the resulting product.

Известно техническое решение по патенту №2204616, опубл. 10.11.2000, RU. Способ автоматического управления процессом обжига никелевого концентрата в печи кипящего слоя 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 T (800-850)°C и gradT любой, T (850-900)°C и gradT равен 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 gradT>0, T (900-1130)°C и gradT любой T, (1130-1150)°C и gradT 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 gradT>0, Т (1150-1200)°C и gradT 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 T0.Known technical solution according to patent No. 2204616, publ. 10.11.2000, RU. A method for automatically controlling the process of roasting nickel concentrate in a fluidized bed furnace includes dividing the range of the main parameter into a number of regions, establishing whether the main parameter belongs to one of the regions and depending on the region in which the main parameter is located, changing the loading of granular materials. 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 combinations to the temperature range and temperature gradient, one of three control modes of the fluidized bed furnace is selected: at T (800-850) ° C and any gradT, T (850-900) ° C and gradT is equal to 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 T (850-900) ° C and gradT> 0, T (900-1130) ° C and gradT any T, (1130-1150) ° C and gradT 0 the process is assigned to the region T 0 and is carried out automatically with the calculation the control action of the bulk loading by analytical polynomials; at T (1130-1150) ° C and gradT> 0, T (1150-1200) ° C and gradT, any process is attributed to the region T +1 and when the time spent in such a situation is 6-8 minutes, automatic control of loading of bulk materials is stopped, information The current firing parameters are 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 способа заключается в том, что в процессе управления не осуществляют корректировку величины управляющих воздействий в зависимости от качества готовых продуктов (основного показателя эффективной работы металлургического агрегата) и корректировку величины подаваемых в реакционную зону шихтовых материалов в зависимости от изменения концентрации в них металлосодержащих компонентов, что препятствует управлению качеством конечных продуктов.The disadvantage of this method is that in the control process they do not adjust the magnitude of the control actions depending on the quality of the finished products (the main indicator of the efficient operation of the metallurgical unit) and adjust the magnitude of the charge materials supplied to the reaction zone depending on the change in the concentration of metal-containing components in them, which impedes quality management of end products.

Известно техническое решение по авт.св. №1625015, опубл. 10.06.1999, С22В 5/02, SU, Способ управления автогенной плавкой медного сульфидного сырья, 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, при этом 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; а, b - коэффициенты уравнения прямой, и вносят изменения в управляющие параметры процесса с учетом полученного значения Cuшт.Known technical solution for avt.sv. No. 1625015, publ. 06/10/1999, СВВ 5/02, SU, Method for controlling autogenous melting of copper sulfide raw materials, which includes feeding reagents to a melting unit with melting the charge and forming a matte-slag emulsion with its subsequent delamination into 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, while at least two matte-slag emulsions are sampled ns, 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 by equation Cu pc = a + b · S pcs , where Cu e , S e - the content of copper and sulfur 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 .

Однако способ не обеспечивает оперативное управление процессом плавки в зависимости от состава подаваемой шихты и достижения требуемого качества готовых продуктов. При этом для получения значимых коэффициентов регрессии a и b по законам статистики требуется значительное количество точек, что связано с существенным интервалом времени течения процесса, а также неясен смысл коэффициентов, поскольку уравнений два и для обоих одинаковые значения а, b.However, the method does not provide operational control of the melting process, depending on the composition of the feed mixture and achieving the required quality of the finished products. Moreover, to obtain significant regression coefficients a and b according to the laws of statistics, a significant number of points is required, which is associated with a significant time interval of the process flow, and the meaning of the coefficients is unclear, because there are two equations and both have the same values of a, b.

Известно техническое решение по патенту №2456353 от 09.08.2010, МПК С22В 1/10, RU. Способ автоматического управления содержанием меди в штейне, включающий постоянный контроль параметров процесса, корректировку управляющих параметров для стабилизации содержания меди в штейне, 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.Known technical solution for the patent No. 2456353 from 08/09/2010, IPC С22В 1/10, RU. A method for automatically controlling the copper content in matte, including constant monitoring of process parameters, adjusting control parameters to stabilize the copper content in matte, select the total charge of charge materials as the main parameter, break down its range into regions: G -1 (less than 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 are changed until the area is reached 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 the region G 0 is reached.

Достоинством является повышение технико-экономических показателей процесса плавки медно-никелевого сульфидного сырья в печи Ванюкова за счет повышения содержания меди в штейне и стабилизации содержания меди в штейне.The advantage 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 copper content in matte.

Недостатком способа является то, что достижение указанной в патенте области G0 (от 60 до 180 т/ч) по сути не является гарантом управления содержанием меди в штейне, поскольку без количественных определений в режиме реального времени соотношения расхода технического кислорода дутья на тонну шихтовых как показателя физико-химического состояния процесса в целом утверждения носят декларативный характер. Кроме того, практика ведения процесса Ванюкова показывает необходимость и возможность автоматического управления в области G-1 (менее 60 т/ч) как основного режимного параметра в силу вынужденных обстоятельств, например отсутствия достаточного количества шихты.The disadvantage of this method is that the achievement of the specified in the patent area G 0 (from 60 to 180 t / h) is essentially not a guarantee of controlling the copper content in matte, since without quantitative determinations in real time the ratio of technical oxygen consumption of blast per ton of charge as indicator of the physico-chemical state of the process as a whole, the statements are declarative in nature. In addition, the practice of conducting the Vanyukov process shows the need and the possibility of automatic control in the field of G -1 (less than 60 t / h) as the main operating parameter due to forced circumstances, for example, the absence of a sufficient amount of charge.

Техническим результатом использования заявляемого способа является оперативное управление процессом плавки, визуализация изменения состояния процесса, стабилизация качества продуктов плавки, получение неизмеряемых или плохо измеряемых параметров технологического процесса и оценивание состояния агрегата косвенными методами, снижение энергоемкости процесса переработки шихты, стабилизация температурного режима процесса при сохранении плановых заданий и целей, а также создание программного продукта, реализующего управление процессом в режиме реального времени.The technical result of using the proposed method is the operational management of the smelting process, visualization of the change in the state of the process, stabilization of the quality of the smelting products, obtaining unmeasured or poorly measured process parameters and assessing the state of the unit by indirect methods, reducing the energy consumption of the charge processing process, stabilizing the temperature of the process while maintaining the planned tasks and goals, as well as the creation of a software product that implements process control catfish in real time.

Технический результат достигается тем, что способ автоматического управления качеством конечных продуктов процесса Ванюкова при переработке сульфидных шихт на штейн включает получение, анализ и обработку данных АСУ ПВ, контроль состояния процесса по косвенному параметру Qi, разбивку диапазона основного параметра на ряд областей и установление принадлежности основного параметра к одной из областей, сравнение с заданными по технологии пороговыми значениями расхода кислорода, изменения состава и количества шихтовых материалов в зависимости от изменения параметра Qi, причем в качестве основного параметра Qi выбирают удельный расход кислорода на тонну металлосодержащих в м3/т, разбивку общего диапазона Qi на ряд областей, соответствующих: нормальному течению процесса Q0 в интервале 150-250 м3/т, склонности к холодному течению процесса Q-1 в интервале 150 м3/т и ниже, склонности к горячему течению процесса Q+1 в интервале 250 м3/т и выше, дополнительно учитывают степень согласованности процесса, выход значений по основному или какому-либо из параметров процесса за границы допустимых режимов области согласованности интерпретируют как конфликт K1 и по корректировочным моделям ведут поиск вариантов выхода процесса в область согласованности,The technical result is achieved in that a method for automatically controlling the quality of the final products of the Vanyukov process when processing sulphide blends into matte includes obtaining, analyzing and processing ACS PV data, monitoring the process status by the indirect parameter Q i , dividing the range of the main parameter into a number of areas and establishing the ownership of the main parameter to one of the areas, comparison with threshold values of oxygen consumption set by technology, changes in the composition and amount of charge materials depending dependences from a change in the parameter Q i , with the specific oxygen consumption per ton of metal-containing in m 3 / t being selected as the main parameter Q i , a breakdown of the total range of Q i into a number of areas corresponding to: normal flow of the process Q 0 in the range of 150-250 m 3 / t, the propensity for the cold flow of the process Q -1 in the range of 150 m 3 / t and below, the propensity for the hot flow of the process Q +1 in the range of 250 m 3 / t and above, additionally take into account the degree of consistency of the process, the output of the values on the main or any of the process parameters beyond the tolerance imyh consistency field regimes interpreted as a conflict of K 1 and corrective models are searching for ways out of the process in the area of coordination,

а в качестве конфликтов выбраны:and as conflicts are selected:

К1 - переокисление металлосодержащих (МС);To 1 - metal-containing reoxidation (MS);

К2 - недоокисление МС;K 2 - underoxidation of MS;

К3 - избыток флюсующих;K 3 - excess fluxing;

К4 - недостаток флюсующих;To 4 - the lack of fluxing agents;

К5 - горячий ход печи;To 5 - the hot course of the furnace;

К6 - холодный ход печи;To 6 - the cold course of the furnace;

К7 - невозможность прямого определения температуры расплава в реакционной зоне печи;K 7 - the inability to directly determine the temperature of the melt in the reaction zone of the furnace;

К8 - невозможность прямого определения физического объема поступающей шихты,K 8 - the inability to directly determine the physical volume of the incoming mixture,

при этом проверяют уровень степени согласованности величин и качества загрузки, дутьевых режимов с заданным содержанием меди в штейне по полиномиальной модели (1):at the same time, the level of degree of consistency of the quantities and quality of the load, the blow modes with a given copper content in matte is checked by the polynomial model (1):

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

где в кодированном виде представлены:where in coded form are presented:

x1=(X1-5)/5, где X1 - отклонение загрузки флюсов от заданной нормы, т/ч;x 1 = (X 1 -5) / 5, where X 1 is the deviation of the loading of fluxes from a given norm, t / h;

x2=(X2-6)/6, где X2 - нормированное отклонение удельного расхода кислорода на тонну МС, б/р;x 2 = (X 2 -6) / 6, where X 2 is the normalized deviation of the specific oxygen consumption per ton of MS, b / p;

x3=(X3-5)/5, где X3 - отклонение расчетного содержания меди в штейне от нормируемого, %;x 3 = (X 3 -5) / 5, where X 3 is the deviation of the calculated copper content in matte from the normalized one,%;

x4=(X1-0,6)/0,2, где X4 - расчетное содержание меди в шлаке, %;x 4 = (X 1 -0.6) / 0.2, where X 4 is the estimated copper content in the slag,%;

x5=(X5-1340)/40, где X5 - температура расплава, °C;x 5 = (X 5 -1340) / 40, where X 5 is the melt temperature, ° C;

Y1 - степени согласованности, б/р,Y 1 - the degree of consistency, b / p,

корректировку параметров процесса с визуализацией на АРМ оператора показаний основных параметров в виде графиков и/или на индикаторах по моделям (2) - (5):adjustment of process parameters with visualization on the operator's workstation of the readings of the main parameters in the form of graphs and / or on indicators according to models (2) - (5):

- загрузка металлосодержащих (мс)- loading metal-containing (ms)

Figure 00000004
Figure 00000004

где в кодированном виде представлены:where in coded form are presented:

x6=(X6-15000)/10000, где X6 - расход кислорода, м3/ч;x 6 = (X 6 -15000) / 10000, where X 6 is the oxygen consumption, m 3 / h;

x7=(X7-2400)/1400, где X7 - расход природного газа, м3/ч;x 7 = (X 7 -2400) / 1400, where X 7 is the consumption of natural gas, m 3 / h;

x8=(X8-0,05)/0,05, где X8 - доля лежалых в МС, б/р;x 8 = (X 8 -0.05) / 0.05, where X 8 is the proportion of those lying in the MS, b / p;

x9=(X9-17)/8, где X9 - перепад температуры воды на сливе 1-2 ряда кессонов, °C;x 9 = (X 9 -17) / 8, where X 9 is the water temperature difference at the discharge of 1-2 rows of caissons, ° C;

Y2 - уставка скорости загрузки металлосодержащих, т/ч;Y 2 - setpoint loading speed metal-containing, t / h;

- загрузка флюсов- loading fluxes

Figure 00000005
Figure 00000005

где в кодированном виде представлены:where in coded form are presented:

x10=(X10-60)/40, где X10 - загрузка МС, т/ч;x 10 = (X 10 -60) / 40, where X 10 - loading MS, t / h;

x11=(X11-0,125)/0,125, где X11 - доля техногенных от МС, б/р;x 11 = (X 11 -0.125) / 0.125, where X 11 is the proportion of technogenic from MS, b / p;

x12=(X12-1)/1, где X12 - отношение обороты/лежалые;x 12 = (X 12 -1) / 1, where X 12 is the speed / stale ratio;

x13=(X13-200)/50, где X13 - удельный расход кислорода, м3/т;x 13 = (X 13 -200) / 50, where X 13 is the specific oxygen consumption, m 3 / t;

Y3 - уставка скорости загрузки флюсов, т/ч,Y 3 - set speed of the loading flux, t / h,

текущие расчетные значения содержаний меди в конечных продуктах плавки определяют по полиномиальным моделям:the current calculated values of the copper content in the final smelting products are determined by polynomial models:

- содержание меди в штейне- matte copper content

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

где в кодированном виде представлены:where in coded form are presented:

x13=(X13-200)/50, где X13 - удельный расход кислорода, м3/т;x 13 = (X 13 -200) / 50, where X 13 is the specific oxygen consumption, m 3 / t;

x14=(X14-0,125)/0,125, где X14 - доля богатых оборотов от МС, б/р;x 14 = (X 14 -0.125) / 0.125, where X 14 is the share of rich revolutions from MS, b / p;

x15=(X15-1340)/40, где X15 - температура расплава, °С;x 15 = (X 15 -1340) / 40, where X 15 is the melt temperature, ° C;

x16=(X16-60)/5, где X16 - содержание кислорода в КВС, %;x 16 = (X 16 -60) / 5, where X 16 is the oxygen content in the pic,%;

x7=(X7-2400)/1400, где X7 - расход природного газа, м3/ч;x 7 = (X 7 -2400) / 1400, where X 7 is the consumption of natural gas, m 3 / h;

x11=(X11-0,125)/0,125, где X11 - доля техногенных от МС, б/р;x 11 = (X 11 -0.125) / 0.125, where X 11 is the proportion of technogenic from MS, b / p;

Y4 - содержание меди в штейне, %;Y 4 - the content of copper in matte,%;

- содержание меди в шлаке- copper content in the slag

Figure 00000008
Figure 00000008

где в кодированном виде представлены:where in coded form are presented:

x10=(X10-60)/40, где X10 - загрузка МС, т/ч;x 10 = (X 10 -60) / 40, where X 10 - loading MS, t / h;

x17=(X17-28)/4, где X17 - содержание диоксида кремния в шлаке, %;x 17 = (X 17 -28) / 4, where X 17 is the content of silicon dioxide in the slag,%;

x18=(X18-0,6)/0,3, где X18 - качество загрузки, б/р;x 18 = (X 18 -0.6) / 0.3, where X 18 - download quality, b / r;

x13=(X13-200)/50, где X13 - удельный расход кислорода, м3/т;x 13 = (X 13 -200) / 50, where X 13 is the specific oxygen consumption, m 3 / t;

x14=(X14-0,125)/0,125, где X14 - доля богатых оборотов от МС, б/р,x 14 = (X 14 -0.125) / 0.125, where X 14 is the share of rich revolutions from MS, b / p,

Y5 - содержание меди в шлаке, %,Y 5 - copper content in the slag,%,

- содержание диоксида кремния в шлаке- the content of silicon dioxide in the slag

Figure 00000009
Figure 00000009

x21=(X21-9)/3, где X21 - загрузка флюсов измеренная или рассчитанная по (3), т/ч;x 21 = (X 21 -9) / 3, where X 21 is the flux load measured or calculated according to (3), t / h;

x22=(X22-5)/5, где X22 - загрузка руды, т/ч;x 22 = (X 22 -5) / 5, where X 22 is ore loading, t / h;

x23=(X23-3)/3, где X23 - загрузка лежалых измеренная или рассчитанная как 0,05*Y2, т/ч;x 23 = (X 23 -3) / 3, where X 23 is the stock load measured or calculated as 0.05 * Y 2 , t / h;

x24=(р-1)/1, где р - количество залитых ковшей конвертерного шлака;x 24 = (p-1) / 1, where p is the number of poured buckets of converter slag;

x25=(X25-60)15, где X25 - содержание кислорода в КВС, %;x 25 = (X 25 -60) 15, where X 25 is the oxygen content in the pic,%;

Y6 - содержание диоксида кремния в шлаке, %,Y 6 - the content of silicon dioxide in the slag,%,

а качество загрузки определяют по моделиand download quality is determined by model

Figure 00000010
Figure 00000010

где в кодированном виде представлены:where in coded form are presented:

x11=(X11-0,125)/0,125, где X11 - доля техногенных от МС, б/р;x 11 = (X 11 -0.125) / 0.125, where X 11 is the proportion of technogenic from MS, b / p;

x12=(X12-1)/1, где X12 - отношение обороты/лежалые, б/р;x 12 = (X 12 -1) / 1, where X 12 is the ratio of revolutions / stale, b / p;

x1=(X1-5)/5, где X1 - отклонение загрузки флюсов от заданной нормы, т/ч;x 1 = (X 1 -5) / 5, where X 1 is the deviation of the loading of fluxes from a given norm, t / h;

x21=(X21-15)/5, где X21 - влажность шихты, %;x 21 = (X 21 -15) / 5, where X 21 is the moisture content of the mixture,%;

x22 - содержание меди в оборотах, качественная переменная (низкое «-1», высокое «+1»);x 22 - copper content in revolutions, qualitative variable (low “-1”, high “+1”);

Y7 - качество загрузки, б/р, в интервале от 0,3 до 0,9 при средней 0,6,Y 7 - download quality, b / r, in the range from 0.3 to 0.9 with an average of 0.6,

и при сочетаниях Qi∈Q0 и уровне согласованности выше или равному регламентируемому 0,45 процесс продолжают в основном режиме, а при ниже регламентируемого - идентифицируют конфликт и корректируют изменением составляющих загружаемой шихты путем изменения входных переменных до достижения уровня согласованности по (1) не ниже 0,45 при требуемом уровне содержания меди в штейне, и при расхождении расчетного содержания меди в штейне от заданного на величину 1-1,5% пересчитывают величины управляющих воздействий по (2) и (3) до достижения заданного диапазона по меди в штейне по модели (4) с отслеживанием расчетных значений меди в шлаке по модели (5) ниже критического 0,8;and with combinations Q i ∈Q 0 and a level of consistency greater than or equal to the regulated 0.45, the process is continued in the main mode, and with a lower regulated level, the conflict is identified and corrected by changing the components of the loaded charge by changing the input variables until the level of consistency is reached according to (1) not below 0.45 for the required level of copper in matte, and when the calculated copper content in matte diverges from the set value by 1-1.5%, the control actions are recalculated according to (2) and (3) until the specified a copper range in matte according to model (4) with tracking calculated values of copper in slag according to model (5) below a critical 0.8;

при Qi∈Q+1 идентифицируют конфликт K1, и/или K4, и/или K5,when Q i ∈ Q +1 , the conflict K 1 and / or K 4 and / or K 5 are identified,

при ∈ идентифицируют конфликт K2, и/или K3, и/или K6,for ∈, the conflict K 2 and / or K 3 and / or K 6 are identified,

анализируют разрешения конфликтов по (1)-(7) и по результатам корректируют процесс изменением составляющих загружаемой шихты путем изменения значений входных переменных до достижения области Q0;analyze conflict resolution according to (1) - (7) and, according to the results, adjust the process by changing the components of the loaded charge by changing the values of the input variables until the region Q 0 is reached;

при возникновении конфликта K7 значение температуры расплава в реакционной зоне печи аппроксимируют полиномиальной моделью (8)when a conflict occurs 7 K melt temperature in the reaction furnace zone is approximated by a polynomial model (8)

Figure 00000011
Figure 00000011

где в кодированном виде представлены:where in coded form are presented:

x10=(X10-60)/40, где X10 - загрузка МС, т/ч;x 10 = (X 10 -60) / 40, where X 10 - loading MS, t / h;

x13=(X13-200)/50, где X13 - удельный расход кислорода, м3/т;x 13 = (X 13 -200) / 50, where X 13 is the specific oxygen consumption, m 3 / t;

x19=(X19-0,15)/0,15, где X19 - доля инертных, б/р;x 19 = (X 19 -0.15) / 0.15, where X 19 - the proportion of inert, b / p;

x7=(X7-2400)/1400, где X7 - расход природного газа, м3/ч;x 7 = (X 7 -2400) / 1400, where X 7 is the consumption of natural gas, m 3 / h;

x20=(X20-10)/10, где X20 - влажность шихты, %;x 20 = (X 20 -10) / 10, where X 20 is the moisture content of the mixture,%;

Y8 - температура расплава в реакционной зоне, °C,Y 8 - melt temperature in the reaction zone, ° C,

при возникновении конфликта K8 in case of conflict K 8

физический объем поступающей шихты на плавку рассчитывается с учетом его влажности для каждого питателя отдельно по формуле (8) с последующим суммированием по всем питателямthe physical volume of the incoming charge for melting is calculated taking into account its moisture content for each feeder separately according to the formula (8) with subsequent summation over all feeders

Figure 00000012
Figure 00000012

где γ объемный вес продукта, т/м3;where γ is the volumetric weight of the product, t / m 3 ;

V=36Vmax, м/ч;V = 36V max , m / h;

Vmax=ω*r - максимальная скорость движения ленты питателя, устанавливаемая экспериментально или по паспорту устройства, м/с;V max = ω * r is the maximum speed of the feeder tape, established experimentally or according to the passport of the device, m / s;

ω=πn/30 - угловая скорость вращения барабана, с-1;ω = πn / 30 is the angular velocity of rotation of the drum, s -1 ;

r - радиус барабана, мм.r is the radius of the drum, mm

n - число оборотов барабана;n is the number of revolutions of the drum;

S - площадь сечения призмы шихтового материала на ленте питателя, м2;S is the cross-sectional area of the prism of the charge material on the feeder tape, m 2 ;

36 - коэффициент перевода размерности скорости из «м/с» в «м/ч».36 - coefficient of conversion of the dimension of speed from "m / s" to "m / h".

Изобретение иллюстрируется чертежами Фиг.1, Фиг.2 и Фиг.3.The invention is illustrated by the drawings of FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3.

На представленных чертежах:In the drawings:

Фиг.1 - блок-схема автоматического управления, построенная на базе интеллектуальной системы автоматического управления процессом Ванюкова (ИАСУ ПВ), гдеFigure 1 - block diagram of automatic control, built on the basis of an intelligent system of automatic process control Vanyukov (IASU PV), where

1 - печь Ванюкова, в которой реализуется процесс Ванюкова;1 - Vanyukov furnace, in which the Vanyukov process is implemented;

2 - течки для подачи шихты в реакционную зону печи;2 - estrus for feeding the mixture into the reaction zone of the furnace;

3 - сборочный конвейер шихтовых материалов из бункеров с информационными каналами3 - assembly conveyor of charge materials from silos with information channels

3.1 - насыпного веса в т/час,3.1 - bulk weight in t / h,

3.2 - скорости движения ленты;3.2 - tape speed;

4 - сборочный конвейер шихтовых материалов из бункеров с информационными каналами4 - assembly line of charge materials from silos with information channels

4.1 - насыпного веса в т/час,4.1 - bulk weight in t / h,

4.2 - скорости движения ленты в м/с;4.2 - belt speed in m / s;

5 - бункеры шихтовых материалов:5 - bunkers of charge materials:

5.1-5.4 - металлосодержащие (МС),5.1-5.4 - metal (MS),

5.5-5.6 - флюсы,5.5-5.6 - fluxes,

5.7 - обороты,5.7 - revolutions,

5.8 - уголь;5.8 - coal;

с информационными каналамиwith information channels

5.1.1-5.8.1 - насыпного веса в т/час,5.1.1-5.8.1 - bulk weight in t / hour,

5.1.2-5.8.2 - скорости движения ленты в м/с;5.1.2-5.8.2 - belt speed in m / s;

6 - информационный канал подачи кислорода в смеситель (не показан) в м3/час;6 - information channel for supplying oxygen to the mixer (not shown) in m 3 / h;

7 - информационный канал подачи воздуха в смеситель в м3/час;7 - information channel for supplying air to the mixer in m 3 / h;

8 - подача кислородно-воздушной смеси (КВС) из смесителя с информационными каналами8 - supply of oxygen-air mixture (FAC) from the mixer with information channels

8.1 - подачи расхода КВС в реакционную зону печи в м3/час,8.1 - flow rate of the FAC in the reaction zone of the furnace in m 3 / hour,

8.2 - содержания кислорода в КВС в %;8.2 - oxygen content in the FAC in%;

9 - подачи природного газа в реакционную зону печи в м3/час;9 - supply of natural gas to the reaction zone of the furnace in m 3 / hour;

10 - информационный канал заливки конвертерного шлака в реакционную зону печи в количестве ковшей;10 - information channel pouring converter slag into the reaction zone of the furnace in the number of ladles;

11 - содержание меди в штейне с информационными каналами11 - the content of copper in matte with information channels

11.1 - расчетное по модели в оперативном режиме в %,11.1 - calculated according to the model in online mode in%,

11.2 - по данным химических анализов периодического опробования штейна в %;11.2 - according to the chemical analysis of periodic testing of matte in%;

12 - содержание меди в шлаке с информационными каналами12 - copper content in the slag with information channels

12.1 - расчетное по модели в оперативном режиме в %,12.1 - calculated according to the model in the operational mode in%,

12.2 - по данным химических анализов периодического опробования шлака в %;12.2 - according to chemical analyzes of the periodic testing of slag in%;

13 - перепад температур воды на выходе и входе кессонов 1-2 рядов в °C;13 - water temperature difference at the outlet and inlet of caissons of 1-2 rows in ° C;

14 - температура расплава в °C;14 - melt temperature in ° C;

15 - блок распознавания и предварительной обработки входного потока информации о состоянии процесса;15 - unit recognition and preliminary processing of the input stream of information about the state of the process;

16 - блок переключения системы на ручное управление;16 - block switching system to manual control;

17 - блок расчетов по предлагаемому алгоритму при работе в автоматическом режиме;17 - block calculations according to the proposed algorithm when operating in automatic mode;

18 - АРМ оператора;18 - operator workstation;

19 - блок управления подачей природного газа;19 - control unit for the supply of natural gas;

20 - блок управления подачей МС;20 - control unit for the supply of MS;

21 - блок управления подачей флюсов;21 - control unit for the supply of fluxes;

22 - канал связи с исполнительными механизмами загрузки и дутья при ручном управлении.22 - communication channel with actuators loading and blasting with manual control.

Фиг.2 - схема к обоснованию возникновения конфликтов, гдеFigure 2 - scheme to justify the occurrence of conflicts, where

зона 1 - конфликты K3 или K4 из-за избытка или недостатка по отношению к металлосодержащим флюсующих, обусловливающих низкое качество шихты;zone 1 - conflicts of K 3 or K 4 due to excess or deficiency in relation to metal-containing fluxing agents, causing a low quality of the mixture;

зона 2 - конфликты K1 или K2 при неблагоприятных сочетаниях качества загрузки с подачей дутья и/или избытком подачи природного газа;zone 2 - conflicts of K 1 or K 2 with adverse combinations of the quality of the load with the supply of blast and / or excess supply of natural gas;

зона 3 - конфликты K1, K2, K5, K6 при недостатке или избытке дутья;zone 3 - conflicts K 1 , K 2 , K 5 , K 6 with a shortage or excess of blast;

зона 4 - конфликты K1-K6 при неблагоприятных сочетаниях загрузки и дутья;zone 4 - conflicts K 1 -K 6 with adverse combinations of loading and blasting;

зона 5 - конфликты K1-K4 при недостатке или избытке загружаемых шихтовых материалов;zone 5 - conflicts K 1 -K 4 with a shortage or excess of charged charge materials;

зона 6 - конфликты K3-K6 при неблагоприятных сочетаниях загрузки и ее качества, которые могут возникать при необходимости переработки нестандартных материалов.zone 6 - conflicts K 3 -K 6 with adverse combinations of loading and its quality, which may arise if it is necessary to process non-standard materials.

Фиг.3 - интерфейс ИАСУ ПВ на АРМ оператора, где в реальном масштабе времени отражена основная информация о течении процесса:Figure 3 - interface IASU PV on the operator's workstation, where in real time the basic information about the process is reflected:

поле 1 - визуализирует значения расчетов по основной переменной «Удельный расход кислорода на тонну металлосодержащих» в м3/т;field 1 - visualizes the calculation values for the main variable "Specific oxygen consumption per ton of metal-containing" in m 3 / t;

поле 2 - отражает прогностическую способность ИАСУ ПВ-3 по содержанию меди в штейне, рассчитываемой по модели (4) в %;field 2 - reflects the predictive ability of IASU PV-3 in terms of the copper content in matte, calculated according to the model (4) in%;

поле 3 - расчетное содержание диоксида кремния в шлаке по модели (6) в %;field 3 - the estimated content of silicon dioxide in the slag according to model (6) in%;

индикатор 4 - содержание меди в шлаке, рассчитываемое по модели (5) в %;indicator 4 - copper content in the slag, calculated according to the model (5) in%;

индикатор 5 - процент флюсов от металлосодержащих в загрузке;indicator 5 - percentage of fluxes from metal in the load;

индикатор 6 - расчетное значение качества загрузки по модели (7), б/р;indicator 6 - the estimated value of the download quality according to the model (7), b / r;

индикатор 7 - температура расплава, измеренная или расчетная по (8) в °C;indicator 7 - melt temperature, measured or calculated by (8) in ° C;

поле 8 - почасовые значения расхода шихтовых материалов по бункерам, рассчитанные по (9) с учетом их влажности в тоннах;field 8 - hourly values of the charge of materials for bins calculated according to (9) taking into account their moisture content in tons;

поле 9 - отражает названия конфликтов, имеющих место в текущий момент времени;field 9 - reflects the names of the conflicts taking place at the current time;

поле 10 - радиокнопки выбора режимов управления по переменной «Удельный расход кислорода на тонну металлосодержащих» в м3/т;field 10 - radio buttons for selecting control modes for the variable "Specific oxygen consumption per ton of metal-containing" in m 3 / t;

поле 11 - радиокнопка режима заливки конвертерного шлака.field 11 - radio button pouring converter slag.

Сущность заявляемого технического решения заключается в следующем.The essence of the proposed technical solution is as follows.

Схема для осуществления способа автоматического управления качеством конечных продуктов процесса плавки в печи Ванюкова при переработке сульфидной шихты, представленная на Фиг.1, включает печь Ванюкова (ПВ) 1, в своде которой размещены течки 2 для подачи шихты в реакционную зону. Загрузочный тракт загрузки в печь 1 состоит из сборочных конвейеров 3 и 4, бункеров шихтовых материалов 5.1-5.8 с питателями. Измерительные каналы 3.1 и 4.1 связаны с конвейерными весами (на схеме не показаны), отображающими текущие веса шихтовых материалов на конвейерах 3 и 4, связаны с тиристорными преобразователями (не показан), питающими электродвигатели 3.2 и 4.2 для определения текущих скоростей сборочных конвейеров.The scheme for implementing the method of automatic control of the quality of the final products of the melting process in the Vanyukov furnace during the processing of the sulfide mixture, shown in Fig. 1, includes the Vanyukov furnace (PV) 1, in the arch of which there are heat 2 for feeding the mixture into the reaction zone. The loading path of loading into furnace 1 consists of assembly conveyors 3 and 4, hoppers of charge materials 5.1-5.8 with feeders. Measuring channels 3.1 and 4.1 are connected to a conveyor scale (not shown in the diagram) that displays the current weights of charge materials on conveyors 3 and 4, and are connected to thyristor converters (not shown) that supply electric motors 3.2 and 4.2 to determine the current speeds of assembly conveyors.

Измерительные каналы 5.1.1-5.8.1 связаны с конвейерными весами (на схеме не показаны) питателей бункеров 5.1-5.8 для отображения текущих весов шихтовых материалов, связаны с тиристорными преобразователями (не показаны), питающими электродвигатели 5.1.2-5.8.2, для определения текущих скоростей питателей.Measuring channels 5.1.1-5.8.1 are connected to conveyor scales (not shown in the diagram) of hopper feeders 5.1-5.8 to display the current weights of charge materials, connected to thyristor converters (not shown) supplying 5.1.2-5.8.2 electric motors, to determine current feeder speeds.

Измерительные каналы 6 и 7 связаны с расходомерами (на схеме не показаны) подачи в расплав кислорода и воздуха в виде кислородно-воздушной смеси (КВС) 8 и природного газа 9 соответственно. При этом измерительные каналы 8.1 и 8.2 отображают общий расход КВС в м3/час и содержание кислорода в КВС в %. Измерительный канал 9, связанный с расходомером (на схеме не показан), отображает общий расход природного газа в м3/час в плавильную зону.The measuring channels 6 and 7 are connected to flow meters (not shown in the diagram) supplying oxygen and air to the melt in the form of an oxygen-air mixture (PIC) 8 and natural gas 9, respectively. In this case, the measuring channels 8.1 and 8.2 display the total consumption of the pic in m 3 / h and the oxygen content in pic in%. The measuring channel 9 associated with the flow meter (not shown in the diagram) displays the total flow of natural gas in m 3 / h to the melting zone.

Измерительный канал 10 связан с заливкой конвертерного шлака в ванну расплава. Факт заливки фиксируется вручную. Измерительные каналы 11.1 и 12.1 предназначены для определения расчетных содержаний меди в штейне и шлаке в % по моделям (4) и (5) соответственно, 11.2 и 12.2 - путем производства химического анализа периодически отбираемых продуктов для корректировки процесса. Измерительные каналы 13 и 14 предназначены для определения теплового состояния печи путем определения перепада температур в °C на выходе и входе 1-го и 2-го ряда кессонов, а 14 - для определения температуры расплава в реакционной зоне печи в °C.The measuring channel 10 is associated with pouring the converter slag into the molten bath. The fact of filling is fixed manually. Measuring channels 11.1 and 12.1 are designed to determine the estimated copper contents in matte and slag in% according to models (4) and (5), respectively, 11.2 and 12.2 - by performing chemical analysis of periodically selected products to adjust the process. Measuring channels 13 and 14 are designed to determine the thermal state of the furnace by determining the temperature difference in ° C at the outlet and inlet of the 1st and 2nd row of caissons, and 14 to determine the temperature of the melt in the reaction zone of the furnace in ° C.

Все измерительные каналы 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 5.1.1-5.8.1, 5.1.2-5.8.2, 6, 7, 81, 8.2, 9, 11.1, 12.1, 13, 14 предназначены для получения информации о мгновенных значениях соответствующих параметров, имеют прямой выход на модуль 15 и вместе с периодически определяемыми 11.2, 12.2 служат для распознавания входного потока после предварительной обработки измеренных основных параметров, определения принадлежности к одной из областей по косвенному параметру Qi и/или установления наличия конфликта. Модуль 15 связан с переключающим модулем 16, реализующим возможность включения либо режима автоматического управления с помощью модуля 17 расчетов по предлагаемому способу, либо его выключение и перевод всей информации на монитор 18 АРМ оператора для ручного управления. Модуль расчетов 17 связан с устройствами 19, 20 и 21 выработки управляющего воздействия дутья и загрузки шихтовых материалов соответственно. В свою очередь, они связаны с электродвигателями 5.1.2-5.8.2 питателей шихтовых материалов для изменения скоростей питателей и задвижек (не показаны) подачи кислорода 6, воздуха 7 к смесителю (не показан), общего расхода КВС 8.1 и содержания кислорода в нем 8.2. При этом оператор при переходе на ручное управление по переключающему модулю 16 также может воздействовать по каналам связи 22 на скорости загрузки шихтовых материалов 5.1.2-5.8.2 и параметров КВС 6,7, 8.1, 8.2 и природного газа 9 непосредственно, минуя блоки управления 19, 20 и 21.All measuring channels 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 5.1.1-5.8.1, 5.1.2-5.8.2, 6, 7, 81, 8.2, 9, 11.1, 12.1, 13, 14 are intended for receiving information about instantaneous the values of the corresponding parameters, have a direct output to module 15 and, together with periodically determined 11.2, 12.2, serve to recognize the input stream after preliminary processing of the measured main parameters, determine membership in one of the areas by the indirect parameter Q i and / or to establish the presence of a conflict. Module 15 is associated with a switching module 16 that implements the ability to turn on either automatic control mode using the calculation module 17 according to the proposed method, or turn it off and transfer all information to the operator monitor 18 for manual control. The calculation module 17 is associated with devices 19, 20 and 21 for generating the control action of the blast and loading the charge materials, respectively. In turn, they are connected with electric motors 5.1.2-5.8.2 of feeders of charge materials for changing the speeds of feeders and valves (not shown) of oxygen supply 6, air 7 to the mixer (not shown), the total flow rate of CVC 8.1 and the oxygen content in it 8.2. At the same time, the operator, when switching to manual control via the switching module 16, can also act through the communication channels 22 on the loading speeds of the charge materials 5.1.2-5.8.2 and the KBC parameters 6.7, 8.1, 8.2 and natural gas 9 directly, bypassing the control units 19, 20 and 21.

Способ автоматического управления качеством конечных продуктов процесса плавки в печи Ванюкова при переработке сульфидной шихты на штейн реализуют следующим образом.A method for automatically controlling the quality of the final products of the melting process in a Vanyukov furnace during the processing of sulphide charge into matte is implemented as follows.

В печи 1, Фиг.1, с помощью технологических операций, включающих заливку расплава выше уровня фурм, подачи дутья 6, 7, 8.1, 8.2 и 9 через фурмы, загрузку шихты из бункеров 5.1-5.8 через течки 2 конвейерами 3 и 4, устанавливают режим, при котором начинается интенсивное плавление сульфидной шихты с выделением значительного тепла за счет протекания экзотермических реакций. Посредством измерительных каналов 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 5.1.1-5.8.1, 5.1.2-5.8.2, 6, 7, 8.1, 8.2, 9, 11.1, 12.1, 13, 14 определяют скорости загрузки шихты, количество и процент обогащения кислородом КВС, количество потребного природного газа и доводят процесс плавления до выпуска через сифоны готовой продукции в виде штейна 11 и шлака 12 с последующим отбором проб для определения химического состава. Данные о состоянии процесса плавления поступают на вход модуля предварительной обработки входной информации 15 и определения текущей ситуации. Если ситуация не требует переключения в ручной режим работы печи, переключающий модуль 16 переводит работу на вход модуля 17, в котором производятся вычисления по прогностическим полиномам согласно предлагаемому способу.In the furnace 1, FIG. 1, using technological operations, including pouring the melt above the tuyere level, supplying blast 6, 7, 8.1, 8.2 and 9 through the tuyeres, loading the charge from the bunkers 5.1-5.8 through estrus 2 by conveyors 3 and 4, set the regime in which intensive melting of the sulfide mixture begins with the release of significant heat due to exothermic reactions. Using the measuring channels 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 5.1.1-5.8.1, 5.1.2-5.8.2, 6, 7, 8.1, 8.2, 9, 11.1, 12.1, 13, 14 determine the charge loading speed, the number and the percentage of oxygen enrichment of the FAC, the amount of natural gas required, and the melting process is adjusted to release the finished product through siphons in the form of matte 11 and slag 12, followed by sampling to determine the chemical composition. Data on the state of the melting process is fed to the input of the pre-processing module of the input information 15 and determining the current situation. If the situation does not require switching to manual operation of the furnace, the switching module 16 transfers the work to the input of the module 17, in which calculations are made on the prognostic polynomials according to the proposed method.

Пример идентификации конфликтов показан на фиг.2.An example of conflict identification is shown in FIG.

Множество фактически встречающихся режимов при эксплуатации процесса в промышленных условиях гораздо шире «области согласованности» и полностью покрывает ее, как схематически показано на Фиг.2. При этом, находясь в различных зонах допускаемых фактических режимов, но вне «области согласованности», процесс «испытывает» постоянные «конфликты» при стремлении достичь этой зоны. Так, при идентификации состояния процесса в зоне 1 понятие «конфликт» может выражать низкое качество шихты по металлосодержащим из-за избытка - конфликт K3 или недостатка - K4 флюсующих, в зоне 2 - конфликты K1 или K2 при неблагоприятных сочетаниях качества загрузки с подачей дутья и/или избытком подачи природного газа в зону плавления, в зоне 3 - конфликты K1, K2, K5, K6 при недостатке или избытке дутья, в зоне 4 - конфликты K1-K6 при неблагоприятных сочетаниях загрузки и дутья, в зоне 5 - конфликты K1-K4 при недостатке или избытке загружаемых шихтовых материалов, в зоне 6 - конфликты K3-K6 при неблагоприятных сочетаниях загрузки и ее качества, которые могут возникать при необходимости переработки нестандартных материалов.The set of actually encountered modes during operation of the process in industrial conditions is much wider than the “area of consistency” and completely covers it, as shown schematically in FIG. At the same time, being in different zones of permissible actual regimes, but outside the “area of coherence”, the process “experiences” constant “conflicts” when striving to reach this zone. So, when identifying the state of the process in zone 1, the concept of “conflict” can express a low charge quality for metal-containing ones due to excess — conflict K 3 or lack — K 4 fluxing, in zone 2 — conflicts K 1 or K 2 with unfavorable combinations of loading quality with the supply of blast and / or an excess of supply of natural gas to the melting zone, in zone 3 - conflicts K 1 , K 2 , K 5 , K 6 with a shortage or excess of blast, in zone 4 - conflicts K 1 -K 6 with unfavorable loading combinations and blast, in zone 5 - conflicts K 1 -K 4 with a shortage or excess of charged charge materials, in zone 6 - conflicts K 3 -K 6 with adverse combinations of loading and its quality, which may arise if it is necessary to process non-standard materials.

На Фиг.3 приведен пример, отражающий в реальном масштабе времени основную информацию о течении процесса на интерфейсе И АСУ ПВ. Графики окон 1-3 представляют изменение переменных на двухчасовом интервале, который приурочен к дискретности отбора проб и проведения химанализа продуктов плавки.Figure 3 shows an example that reflects in real time the basic information about the process on the interface AND ACS PV. Window charts 1-3 represent the change in variables over a two-hour interval, which is confined to the discreteness of sampling and chemical analysis of melting products.

В поле 1 визуализированы графики изменения переменной «Удельный расход кислорода на тонну металлосодержащих»:In field 1 graphs of changes in the variable “Specific oxygen consumption per ton of metal-containing” are visualized:

А - при ведении процесса рядовым оператором;A - when conducting the process by an ordinary operator;

Б - значения расчетов управления по предлагаемому способу.B - values of management calculations by the proposed method.

В поле указаны также нижний 150 и верхний 250 пределы удельного расхода кислорода в м3/т, выход за которые приводит к конфликтам K2, K6 и K1, K5 соответственно. Так, до 17:15 значения переменной были существенно ниже 180, доходя кратковременно даже до 150 м3/т. Визуализация управления позволила оператору принять управляющие решения для поддержания более высоких значений удельного расхода, не выходящих за ограничительные пределы. Такое ведение процесса вызывает ответную реакцию по содержанию меди в штейне, рассчитываемой по модели (4), как показано на графике А в окне 2.The field also indicates the lower 150 and upper 250 limits of the specific oxygen consumption in m 3 / t, beyond which leads to conflicts K 2 , K 6 and K 1 , K 5, respectively. So, until 17:15 the values of the variable were significantly lower than 180, reaching for a short time even up to 150 m 3 / t. Visualization of the control allowed the operator to make control decisions to maintain higher values of specific consumption, not exceeding the restrictive limits. Such a process leads to a response according to the copper content in matte, calculated according to model (4), as shown in graph A in window 2.

При управлении по предлагаемому способу процесс не испытывает таких скачков ни по удельному расходу (поле 1 график Б), ни по содержанию меди в штейне (поле 2 график Б).When controlled by the proposed method, the process does not experience such jumps either in specific consumption (field 1 graph B) or in the copper content in matte (field 2 graph B).

Наблюдаемые пики в интервале времени от 17:51 до 18:03 по обеим переменным обусловлены технологической операцией фурмования - прочистки устья фурм при их «затягивании» затвердевшим расплавом.The observed peaks in the time interval from 5:51 p.m. to 6:03 p.m. in both variables are due to the technological operation of tuyeres — cleaning the tuyere mouths when they are “dragged” by the hardened melt.

К 18:40 значения графиков А и Б в поле 1 сблизились, что повлекло за собой сближение графиков А и Б в поле 2 по содержанию меди в штейне. Фактическое значение меди в штейне 56%, график B в поле 2, является отражением информации по каналу 11.2 при получении информации о результатах химанализа отобранной пробы штейна. Пониженное содержание меди в штейне против прогнозируемого 60% является результатом ведения процесса по удельному расходу (окно 1, график А) в заниженном режиме по сравнению с установленным 200 м3/т, как показано в поле 10. Химанализ отражает в данном случае осредненную за два часа величину содержания меди в штейне.By 18:40, the values of graphs A and B in field 1 approached, which led to the convergence of graphs A and B in field 2 in terms of the copper content in matte. The actual value of copper in matte is 56%, graph B in field 2 is a reflection of information on channel 11.2 upon receipt of information about the results of chemical analysis of the selected matte sample. The reduced copper content in matte versus the predicted 60% is the result of a specific consumption process (window 1, graph A) in an underestimated mode compared to the established 200 m 3 / t, as shown in field 10. The chemical analysis in this case reflects averaged over two hours the amount of copper in matte.

Поле 3 визуализирует прогнозные значения содержания диоксида кремния в шлаке по модели (6) в %. По данной информации оператор отслеживает качество шлака в реальном режиме времени.Field 3 visualizes the predicted values of the content of silicon dioxide in the slag according to the model (6) in%. According to this information, the operator monitors the quality of the slag in real time.

В качестве индикаторов на экраны выведены:The following indicators are displayed on the screens:

поле 4 - содержание меди в шлаке, рассчитываемое по модели (5) в %;field 4 - copper content in the slag, calculated according to the model (5) in%;

поле 5 - процент флюсов от металлосодержащих в загрузке;field 5 - percentage of fluxes from metal in the load;

поле 6 - расчетное значение качества загрузки по модели (7), б/р;field 6 - the estimated value of the download quality according to the model (7), b / r;

поле 7 - температура расплава, измеренная или расчетная по (8) в °C;field 7 - melt temperature, measured or calculated by (8) in ° C;

поле 9 - отражает названия конфликтов, так в текущий момент времени идентифицирован конфликт K3 - избыток флюсующих;field 9 - reflects the names of conflicts, so at the current moment of time conflict K 3 is identified - excess fluxing;

поле 10 - радиокнопки режимов управления по удельному расходу кислорода на тонну металлосодержащих в м3/т позволяют менять тактику расчетов по моделям в зависимости от производственного задания, так выставленный режим 200 м3/т соответствует содержанию меди в штейне 55-60%;field 10 - radio buttons of control modes for specific oxygen consumption per ton of metal-containing in m 3 / t allow you to change the tactics of calculations by models depending on the production task, so the set mode of 200 m 3 / t corresponds to the copper content in matte 55-60%;

поле 11 - радиокнопка режима заливки конвертерного шлака, содержание диоксида кремния в котором существенно ниже, реализует действие информационного канала 10, влияющего на достоверность определения содержания диоксида кремния в отвальном шлаке ПВ.field 11 is a radio button of the converter slag pouring mode, the content of silicon dioxide in which is significantly lower, implements the action of the information channel 10, which affects the reliability of determining the content of silicon dioxide in the waste slag PV.

Особенность поля 8 состоит в определении почасовых значений расхода шихтовых материалов по бункерам или по (9), если весовое хозяйство некорректно отражает загрузку печи. Это предоставляет возможность повышения точности и достоверности балансов материальных потоков шихтовых материалов посменно.The peculiarity of field 8 consists in determining the hourly values of the consumption of charge materials from bunkers or according to (9), if the weight economy incorrectly reflects the load of the furnace. This provides an opportunity to improve the accuracy and reliability of the balances of material flows of charge materials in shifts.

Заявляемое техническое решение «Способ автоматического управления качеством конечных продуктов процесса плавки в печи Ванюкова при переработке сульфидной шихты на штейн» реализовано в виде программного обеспечения Интеллектуальной АСУ для действующей печи Ванюкова (ИАСУ ПВ) на Медном заводе Заполярного филиала ОАО «ГМК «Норильский никель».The claimed technical solution "Method for the automatic control of the quality of the final products of the melting process in the Vanyukov furnace during the processing of sulphide charge into matte" is implemented in the form of the Intelligent ACS software for the existing Vanyukov furnace (IASU PV) at the Copper Plant of the Polar Division of MMC Norilsk Nickel.

Выводыfindings

1. Ввод в промышленную эксплуатацию на Медном заводе ЗФ ОАО «ГМК «Норильский никель» интеллектуальной автоматизированной системы для управления процессом плавки в печи Ванюкова ИАСУ ПВ по переработке сульфидного медно-никелевого сырья, использующей заявляемый способ, подтвердил, что в условиях нечеткости исходной информации оправданным является подход создания экспертной системы ИАСУ ПВ на основе синтеза двух уникальных методологий: построение сложных многофакторных моделей в виде семантической сети на специфичном ограниченном онтологическом словаре и мультимодельной системы аналитических выражений, полученных с использованием неявных экспертных знаний о процессе.1. The putting into commercial operation at the Copper Plant of the ZF of OJSC MMC Norilsk Nickel an intelligent automated system for controlling the smelting process in the Vanyukov furnace of IASU PV for the processing of sulfide copper-nickel raw materials using the inventive method, confirmed that, in the case of fuzzy initial information, it was justified is an approach to creating an IASU PV expert system based on the synthesis of two unique methodologies: building complex multifactor models in the form of a semantic network on a specific limited ont biological dictionary and multimodel system of analytical expressions obtained using implicit expert knowledge of the process.

2. Заявляемый способ и построенная на его основе ИАСУ ПВ обладают рядом специфических преимуществ, главными из которых являются следующие:2. The inventive method and built on its basis IASU PV have a number of specific advantages, the main of which are the following:

- возможность оценивания состояния процесса плавки, реализуемого в агрегате ПВ, по многим критериям с идентификацией конфликтов при их возникновении и разрешения каждого конфликта индивидуально в режиме реального времени;- the ability to assess the state of the melting process, implemented in the PV unit, according to many criteria with the identification of conflicts when they arise and the resolution of each conflict individually in real time;

- полимодельный подход при возможности идентификации конфликтов и использовании показателя согласованности естественным образом охватывает все существенные технологические аспекты процесса в диапазоне изменения рабочих параметров, регламентируемых соответствующей нормативной технической документацией, позволяет эффективно управлять качеством конечных продуктов плавки;- a polymodel approach, with the possibility of identifying conflicts and using the consistency indicator, naturally covers all the essential technological aspects of the process in the range of operating parameters regulated by the relevant regulatory technical documentation, which allows you to effectively manage the quality of the final smelting products;

- степень согласованности в сочетании с возможностью разрешения конфликтов в режиме реального времени является достаточно информативным показателем при оценивании как качества работы оператора-технолога, так и качества функционирования технологического процесса в целом.- the degree of consistency in combination with the ability to resolve conflicts in real time is a fairly informative indicator when evaluating both the quality of the operator’s work and the quality of the functioning of the technological process as a whole.

3. Способ автоматического управления качеством конечных продуктов процесса плавки в печи Ванюкова при переработке сульфидной шихты на штейн позволяет получать продукцию заданного состава, что способствует повышению эффективности всех последующих переделов пирометаллургической цепочки производства меди.3. A method for automatically controlling the quality of the final products of the smelting process in a Vanyukov furnace during the processing of sulphide charge into matte allows to obtain products of a given composition, which improves the efficiency of all subsequent redistributions of the pyrometallurgical copper production chain.

Claims (1)

Способ автоматического управления процессом плавки медно-никелевого сульфидного сырья в печи Ванюкова при переработке сульфидной шихты на штейн, включающий постоянный контроль параметров процесса, корректировку управляющих параметров для стабилизации содержания меди, причем в качестве параметра выбирают расход шихты, производят разбивку его диапазона на области и в зависимости от того, в какой области находится параметр, осуществляют изменение расхода шихты и технического кислорода до достижения соответствующей области, дополнительно определяют соотношение расхода технического кислорода дутья на тонну шихты, отличающийся тем, что в качестве основного параметра Qi выбирают удельный расход кислорода на тонну только металлосодержащих в шихте в м3/т, производят разбивку общего диапазона Qi на ряд областей, соответствующих нормальному течению процесса Q0 в интервале 150-250 м3/т, склонности к холодному течению процесса Q-1 в интервале 150 м3/т и ниже и склонности к горячему течению процесса Q+1 в интервале 250 м3/т и выше, дополнительно учитывают степень согласованности процесса, причем выход значений параметров процесса за границы допустимых режимов области согласованности интерпретируют как конфликт Ki и по корректировочным полиномиальным моделям ведут поиск вариантов выхода процесса в область согласованности, а в качестве конфликтов выбраны:
K1 - переокисление металлосодержащих;
K2 - недоокисление металлосодержащих;
K3 - избыток флюсов;
K4 - недостаток флюсов;
K5 - горячий ход печи;
K6 - холодный ход печи;
K7 - невозможность прямого определения температуры расплава в реакционной зоне печи;
K8 - невозможность прямого определения физического объема поступающей шихты, при этом проверяют степень согласованности величины загрузки и дутьевых режимов с заданным содержанием меди в штейне по полиномиальной модели (1):
Y1=0,4383-0,0352*x1-0,1008*x2-0,0914*x3-0,0352*x4-0,0164*x5 +0,0164*x1*x2+0,0258*x1*x3+0,0539*x2*x3+0,0164*x2*x4 +0,0164*x2*x5+0,0258*x3*x4+0,0164*x3*x5-0,0164*x2*x3*x5, (1)

где в кодированном виде представлены:
x1=(X1-5)/5, где X1 - отклонение загрузки флюсов от заданной нормы, т/ч;
х2=(Х2-6)/6, где Х2 - нормированное отклонение удельного расхода кислорода на тонну МС, б/р;
x3=(Х3-5)/5, где Х3 - отклонение расчетного содержания меди в штейне от нормируемого, %;
x4=(X1-0,6)/0,2, где Х4 - расчетное содержание меди в шлаке, %;
x5=(Х5-1340)/40, где Х5 - температура расплава, °С;
Y1 - степени согласованности, б/р,
корректировку параметров процесса с визуализацией на АРМ оператора показаний основных параметров в виде графиков и/или на индикаторах по полиномиальным моделям (2)-(5):
- загрузка металлосодержащих (МС)
Y2=49,875+26,375*x6-4,875*х7+3,875*х8+2,625*х9-1,375*x67 +2,375*x6*x8+3,625*x6*x9-1,375*х7*x8+l,125*x8*x9 -1,125*x6*x7*x9-1,125*x7*x8*x9, (2)

где в кодированном виде представлены:
x6=(Х6-15000)/10000, где Х6 - расход кислорода, м3/ч;
x7=(Х7-2400)/1400, где Х7 - расход природного газа, м3/ч;
x8=(Х8-0,05)/0,05, где X8 - доля лежалых материалов в МС, б/р;
x9=(Х9-17)/8, где Х9 - перепад температуры воды на сливе 1-2 ряда кессонов, °C;
Y2 - уставка скорости загрузки металлосодержащих, т/ч;
- загрузка флюсов
Y3=9,25+5,25*х10-0,75*х12+1,25*x13-0,75*x10*x12+l,25*x10*x13 -0,5*x11*x13-0,25*x12*x13-0,5*x10*x11*x13-0,25*x10*x13*x14, (3)

где в кодированном виде представлены:
x10=(Х10-60)/40, где Х10 - загрузка МС, т/ч;
x11=(Х11-0,125)/0,125, где Х11 - доля техногенных материалов от МС, б/р;
x12=(X12-1)/1, где Х12 - отношение оборотные/лежалые материалы;
х13=(Х13-200)/50, где Х13 - удельный расход кислорода, м3/т;
Y3 - уставка скорости загрузки флюсов, т/ч,
текущие расчетные значения содержаний меди в конечных продуктах плавки определяют
по полиномиальным моделям:
- содержание меди в штейне
Y4=57,820+5,391*x13+0,875*x14+0,820*x15-0,273*x16-0,547*х7 +0,547*х11-0,383*х13*x7-0,164*x13*x11-0,164*x14*x7-0,164*x14*x11 -0,164*x15*x16-0,219*x15*x11-0,766*x16*x7+0,273*x13*x14*x16 +0,711*x13*x16*x7+0,164*x13*x1611-0,164*x14*x15*x11 -0,164*x14*x16*x11-0,219*x15*x16*x11, (4)

где в кодированном виде представлены:
х13=(Х13-200)/50, где Х13 - удельный расход кислорода, м3/т;
х14=(Х14-0,125)/0,125, где Х14 - доля богатых оборотных материалов от МС, б/р;
x15=(Х15-1340)/40, где Х15 - температура расплава, °C;
x16=(X16-60)/5, где X16 - содержание кислорода в КВС, %;
x7=(Х7-2400)/1400, где Х7 - расход природного газа, м3/ч;
х11=(Х11-0,125)/0,125, где Х11 - доля техногенных материалов от МС, б/р;
Y4 - содержание меди в штейне, %;
- содержание меди в шлаке
Y5=0,7088+0,0056*х10-0,0619*х17-0,0225*x18-0,0169*х13+0,0225*х14 +0,0056*x10*x18-0,0338*x10*x13+0,0056*x17*x18+0,0056*x18*x13 -0,0113*x10*x17*x18-0,0169*x10*x17*x13+0,01*x17*x18*x13, (5)

где в кодированном виде представлены:
х10=(Х10-60)/40, где Х10 - загрузка МС, т/ч;
х17=(X17-28)/4, где Х17 - содержание диоксида кремния в шлаке, %;
x18=(X18-0,6)/0,3, где X18 - загрузка, б/р;
х13=(Х13-200)/50, где Х13 - удельный расход кислорода, м3/т;
x14=(X14-0,125)/0,125, где Х14 - доля богатых оборотных материалов от МС, б/р,
Y5 - содержание меди в шлаке, %,
- содержание диоксида кремния в шлаке
Y6=27,44+1,31*x21+0,63*х22-0,19*х23-1,0*х24-1,06*х25 +0,19*x2123-0,25*x2124+0,13*х2223+0,13*х22*Х5 +0,25*х2324+0,19*х2325+0,38*x24*x25-0,19*x21*x23*x25 (6)

x21=(X21-9)/3, где X21 - загрузка флюсов, измеренная или рассчитанная по (3), т/ч;
х22=(Х22-5)/5, где Х22 - загрузка руды, т/ч;
х23=(Х23-3)/3, где Х23 - загрузка лежалых материалов, измеренная или рассчитанная как 0,05*Y2, т/ч;
х24=(р-1)/1, где р - количество залитых ковшей конвертерного шлака;
х25=(Х25-60)/5, где Х25 - содержание кислорода в КВС, %;
Y6 - содержание диоксида кремния в шлаке, %,
и при сочетаниях Qi∈Q0 и уровне согласованности выше или равному регламентируемому 0,45 процесс продолжают в основном режиме, а при ниже регламентируемого - идентифицируют конфликт и корректируют изменением составляющих загружаемой шихты путем изменения входных переменных до достижения уровня согласованности по (1) не ниже 0,45 при требуемом уровне содержания меди в штейне, и при расхождении расчетного содержания меди в штейне от заданного на величину 1-1,5% пересчитывают величины управляющих воздействий по (2) и (3) до достижения заданного диапазона по меди в штейне по полиномиальной модели (4) с отслеживанием расчетных значений меди в шлаке по полиномиальной модели (5) ниже критического 0,8;
при Qi∈Q+1 идентифицируют конфликт K1, и/или K4, и/или K5,
при Qi∈Q-1 идентифицируют конфликт K2, и/или K3, и/или K6,
анализируют разрешения конфликтов по (1)-(6) и по результатам корректируют процесс изменением составляющих загружаемой шихты путем изменения значений входных переменных до достижения области Q0;
при возникновении конфликта K7 значение температуры расплава в реакционной зоне печи аппроксимируют полиномиальной моделью (7)
Y7=1322,47+2,84*Х1+13,59*Х2-5,91*Х3+7,34*Х4 +5,09*Х1*Х2+5,09*Х1*Х4-1,91*Х3*Х4-1,97*Х3*Х5 +1,97*Х1*Х2*Х3-1,91*Х1*Х2*Х4, (7)

где в кодированном виде представлены:
х10=(Х10-60)/40, где Х10 - загрузка МС, т/ч;
x13=(X13-200)/50, где Х13 - удельный расход кислорода, м3/т;
x19=(X19-0,15)/0,15, где Х19 - доля инертных, б/р;
Х7=(Х7-2400)/1400, где Х7 - расход природного газа, м3/ч;
х20=(Х20-10)/10, где Х20 - влажность шихты, %;
Y7 - температура расплава в реакционной зоне, °С,
при возникновении конфликта K8
физический объем поступающей шихты на плавку рассчитывают с учетом его влажности для каждого питателя отдельно по формуле (8) с последующим суммированием по всем питателям
F=γVS, (8)

где γ - объемный вес продукта, т/м3;
V=36 Vmax, м/ч;
Vmax=ω*r - максимальная скорость движения ленты питателя, м/с;
ω=πn/30 - угловая скорость вращения барабана, с-1;
r - радиус барабана, мм;
n - число оборотов барабана;
S - площадь сечения призмы шихтового материала на ленте питателя, м2;
36 - коэффициент перевода размерности скорости из м/с в м/ч.
A method for automatically controlling the process of smelting copper-nickel sulfide raw materials in a Vanyukov furnace during sulphide charge processing to matte, including constant monitoring of process parameters, adjustment of control parameters to stabilize the copper content, moreover, charge consumption is selected as a parameter, its range is divided into regions and depending on the area in which the parameter is located, the charge and technical oxygen consumption are changed until the corresponding area is reached, add no determine quantitative ratio of technical oxygen blast per ton of charge, characterized in that as the main parameter Q i is selected specific oxygen consumption per ton of only metal in the mixture in m 3 / t, produce breakdown total range Q i on the number of regions corresponding to the normal flow process Q 0 in the range of 150-250 m 3 / t, a tendency to cold flow of the process Q -1 in the range of 150 m 3 / t and lower, and a tendency to hot flow of the process Q +1 in the range of 250 m 3 / t and above, additionally take into account the degree of consistency of percent cca, wherein the process parameters are out of bounds coherence domain modes interpreted as a conflict K i and a correction polynomial models are searching process output options coherence domain and selected as a conflict:
K1 - metal-containing reoxidation;
K2 - under-oxidation of metal-containing;
K3 - excess fluxes;
K4 - lack of fluxes;
K5 - hot run of the furnace;
K6 - cold run of the furnace;
K7 - the impossibility of directly determining the temperature of the melt in the reaction zone of the furnace;
K8 - the impossibility of directly determining the physical volume of the incoming charge, while checking the degree of consistency of the load and blow modes with a given copper content in matte according to the polynomial model (1):
Y 1 = 0.4383-0.0352 * x 1 -0.1008 * x 2 -0.0914 * x 3 -0.0352 * x 4 -0.0164 * x 5 + 0.0164 * x 1 * x 2 + 0.0258 * x 1 * x 3 + 0.0539 * x 2 * x 3 + 0.0164 * x 2 * x 4 + 0.0164 * x 2 * x 5 + 0.0258 * x 3 * x 4 + 0.0164 * x 3 * x 5 -0.0164 * x 2 * x 3 * x 5 , (one)

where in coded form are presented:
x 1 = (X 1 -5) / 5, where X 1 is the deviation of the loading of fluxes from a given norm, t / h;
x 2 = (X 2 -6) / 6, where X 2 is the normalized deviation of the specific oxygen consumption per ton of MS, b / p;
x 3 = (X 3 -5) / 5, where X 3 is the deviation of the calculated copper content in matte from the normalized,%;
x 4 = (X 1 -0.6) / 0.2, where X 4 is the estimated copper content in the slag,%;
x 5 = (X 5 -1340) / 40, where X 5 is the melt temperature, ° C;
Y 1 - the degree of consistency, b / p,
adjustment of process parameters with visualization on the operator's workstation of indications of the main parameters in the form of graphs and / or indicators on polynomial models (2) - (5):
- loading metal-containing (MS)
Y 2 = 49.875 + 26.375 * x 6 -4.875 * x 7 + 3.875 * x 8 + 2.625 * x 9 -1.375 * x 6 * x 7 + 2,375 * x 6 * x 8 + 3,625 * x 6 * x 9 -1,375 * x 7 * x 8 + l, 125 * x 8 * x 9 -1.125 * x 6 * x 7 * x 9 -1.125 * x 7 * x 8 * x 9 , (2)

where in coded form are presented:
x 6 = (X 6 -15000) / 10000, where X 6 is the oxygen consumption, m 3 / h;
x 7 = (X 7 -2400) / 1400, where X 7 is the consumption of natural gas, m 3 / h;
x 8 = (X 8 -0.05) / 0.05, where X 8 is the proportion of stale materials in the MS, b / p;
x 9 = (X 9 -17) / 8, where X 9 is the water temperature difference at the discharge of 1-2 rows of caissons, ° C;
Y 2 - setpoint loading speed metal-containing, t / h;
- loading fluxes
Y 3 = 9.25 + 5.25 * x 10 -0.75 * x 12 + 1.25 * x 13 -0.75 * x 10 * x 12 + l, 25 * x 10 * x 13 -0.5 * x 11 * x 13 -0.25 * x 12 * x 13 -0.5 * x 10 * x 11 * x 13 -0.25 * x 10 * x 13 * x 14 , (3)

where in coded form are presented:
x 10 = (X 10 -60) / 40, where X 10 is the loading of MS, t / h;
x 11 = (X 11 -0.125) / 0.125, where X 11 is the proportion of technogenic materials from MS, b / p;
x 12 = (X 12 -1) / 1, where X 12 is the ratio of recycled / stale materials;
x 13 = (X 13 -200) / 50, where X 13 is the specific oxygen consumption, m 3 / t;
Y 3 - set speed of the loading flux, t / h,
the current calculated values of the copper content in the final smelting products determine
by polynomial models:
- matte copper content
Y 4 = 57.820 + 5.391 * x 13 + 0.875 * x 14 + 0.820 * x 15 -0.273 * x 16 -0.547 * x 7 + 0.547 * x 11 -0.383 * x 13 * x 7 -0.164 * x 13 * x 11 -0.164 * x 14 * x 7 -0.164 * x 14 * x 11 -0.164 * x 15 * x 16 -0.219 * x 15 * x 11 -0.766 * x 16 * x 7 + 0.273 * x 13 * x 14 * x 16 + 0.711 * x 13 * x 16 * x 7 + 0.164 * x 13 * x 16 * x 11 -0.164 * x 14 * x 15 * x 11 -0.164 * x 14 * x 16 * x 11 -0.219 * x 15 * x 16 * x 11 , (four)

where in coded form are presented:
x 13 = (X 13 -200) / 50, where X 13 is the specific oxygen consumption, m 3 / t;
x 14 = (X 14 -0.125) / 0.125, where X 14 is the proportion of rich working materials from MS, b / p;
x 15 = (X 15 -1340) / 40, where X 15 is the melt temperature, ° C;
x 16 = (X 16 -60) / 5, where X 16 is the oxygen content in the pic,%;
x 7 = (X 7 -2400) / 1400, where X 7 is the consumption of natural gas, m 3 / h;
x 11 = (X 11 -0.125) / 0.125, where X 11 is the proportion of technogenic materials from MS, b / p;
Y 4 - the content of copper in matte,%;
- copper content in the slag
Y 5 = 0.7088 + 0.0056 * x 10 -0.0619 * x 17 -0.0225 * x 18 -0.0169 * x 13 + 0.0225 * x 14 + 0.0056 * x 10 * x 18 -0.0338 * x 10 * x 13 + 0.0056 * x 17 * x 18 + 0.0056 * x 18 * x 13 -0.0113 * x 10 * x 17 * x 18 -0.0169 * x 10 * x 17 * x 13 + 0.01 * x 17 * x 18 * x 13 , (5)

where in coded form are presented:
x 10 = (X 10 -60) / 40, where X 10 - loading MS, t / h;
x 17 = (X 17 -28) / 4, where X 17 is the content of silicon dioxide in the slag,%;
x 18 = (X 18 -0.6) / 0.3, where X 18 is the load, b / p;
x 13 = (X 13 -200) / 50, where X 13 is the specific oxygen consumption, m 3 / t;
x 14 = (X 14 -0.125) / 0.125, where X 14 is the proportion of rich working materials from MS, b / p,
Y 5 - copper content in the slag,%,
- the content of silicon dioxide in the slag
Y 6 = 27.44 + 1.31 * x 21 + 0.63 * x 22 -0.19 * x 23 -1.0 * x 24 -1.06 * x 25 + 0.19 * x 21 * x 23 -0.25 * x 21 * x 24 + 0.13 * x 22 * x 23 + 0.13 * x 22 * X5 + 0.25 * x 23 * x 24 + 0.19 * x 23 * x 25 + 0.38 * x 24 * x 25 -0.19 * x 21 * x 23 * x 25 (6)

x 21 = (X 21 -9) / 3, where X 21 is the flux load, measured or calculated according to (3), t / h;
x 22 = (X 22 -5) / 5, where X 22 is ore loading, t / h;
x 23 = (X 23 -3) / 3, where X 23 - loading of stale materials, measured or calculated as 0.05 * Y 2 , t / h;
x 24 = (p-1) / 1, where p is the number of pouring buckets of converter slag;
x 25 = (X 25 -60) / 5, where X 25 is the oxygen content in the pic,%;
Y 6 - the content of silicon dioxide in the slag,%,
and with combinations Q i ∈Q 0 and a level of consistency greater than or equal to the regulated 0.45, the process is continued in the main mode, and with a lower regulated level, the conflict is identified and corrected by changing the components of the loaded charge by changing the input variables until the level of consistency is reached according to (1) not below 0.45 for the required level of copper in matte, and when the calculated copper content in matte diverges from the set value by 1-1.5%, the control actions are recalculated according to (2) and (3) until the specified the copper range in matte according to the polynomial model (4) with tracking calculated copper values in the slag according to the polynomial model (5) below the critical 0.8;
when Q i ∈ Q +1 , the conflict K 1 and / or K 4 and / or K 5 are identified,
when Q i ∈ Q -1 identify the conflict K 2 and / or K 3 and / or K 6 ,
analyze conflict resolution according to (1) - (6) and, according to the results, adjust the process by changing the components of the loaded charge by changing the values of the input variables until reaching the region Q 0 ;
in case of conflict K 7 , the melt temperature in the reaction zone of the furnace is approximated by a polynomial model (7)
Y 7 = 1322.47 + 2.84 * X1 + 13.59 * X2-5.91 * X3 + 7.34 * X4 + 5.09 * X1 * X2 + 5.09 * X1 * X4-1.91 * X3 * X4-1.97 * X3 * X5 + 1.97 * X1 * X2 * X3-1.91 * X1 * X2 * X4, (7)

where in coded form are presented:
x 10 = (X 10 -60) / 40, where X 10 - loading MS, t / h;
x 13 = (X 13 -200) / 50, where X 13 is the specific oxygen consumption, m 3 / t;
x 19 = (X 19 -0.15) / 0.15, where X 19 - the proportion of inert, b / p;
X 7 = (X 7 -2400) / 1400, where X 7 is the consumption of natural gas, m 3 / h;
x 20 = (X 20 -10) / 10, where X 20 is the moisture content of the mixture,%;
Y 7 - melt temperature in the reaction zone, ° C,
in case of conflict K 8
the physical volume of the incoming charge for smelting is calculated taking into account its moisture content for each feeder separately according to formula (8), followed by summation over all feeders
F = γVS, (8)

where γ is the volumetric weight of the product, t / m 3 ;
V = 36 V max , m / h;
V max = ω * r is the maximum speed of the feeder tape, m / s;
ω = πn / 30 is the angular velocity of rotation of the drum, s -1 ;
r is the radius of the drum, mm;
n is the number of revolutions of the drum;
S is the cross-sectional area of the prism of the charge material on the feeder tape, m 2 ;
36 - conversion factor of the dimension of speed from m / s to m / h.
RU2013146891/02A 2013-10-18 2013-10-18 Method of automatic control of melting process of copper-nick sulphide raw material in vanyukov's furnace during sulphide charge processing to regulus RU2571968C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013146891/02A RU2571968C2 (en) 2013-10-18 2013-10-18 Method of automatic control of melting process of copper-nick sulphide raw material in vanyukov's furnace during sulphide charge processing to regulus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013146891/02A RU2571968C2 (en) 2013-10-18 2013-10-18 Method of automatic control of melting process of copper-nick sulphide raw material in vanyukov's furnace during sulphide charge processing to regulus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013146891A RU2013146891A (en) 2015-04-27
RU2571968C2 true RU2571968C2 (en) 2015-12-27

Family

ID=53283006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013146891/02A RU2571968C2 (en) 2013-10-18 2013-10-18 Method of automatic control of melting process of copper-nick sulphide raw material in vanyukov's furnace during sulphide charge processing to regulus

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2571968C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4294433A (en) * 1978-11-21 1981-10-13 Vanjukov Andrei V Pyrometallurgical method and furnace for processing heavy nonferrous metal raw materials
JPH0585626B2 (en) * 1986-01-08 1993-12-08 Sumitomo Metal Mining Co
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
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
RU2456353C2 (en) * 2010-08-09 2012-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Method of automatic control of copper content in matte
RU2484157C2 (en) * 2011-07-28 2013-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" Method of controlling smelting of matte in vanyukov's furnace at discrete delayed control over melted product quality

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4294433A (en) * 1978-11-21 1981-10-13 Vanjukov Andrei V Pyrometallurgical method and furnace for processing heavy nonferrous metal raw materials
JPH0585626B2 (en) * 1986-01-08 1993-12-08 Sumitomo Metal Mining Co
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
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
RU2456353C2 (en) * 2010-08-09 2012-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Method of automatic control of copper content in matte
RU2484157C2 (en) * 2011-07-28 2013-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" Method of controlling smelting of matte in vanyukov's furnace at discrete delayed control over melted product quality

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013146891A (en) 2015-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110174457A1 (en) Process for optimizing steel fabrication
US3936588A (en) Control system for electrical furnaces
JP5145790B2 (en) Blowing end point temperature target setting method for converter
KR20230098852A (en) Converter operation method and converter blow control system
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
JP5970947B2 (en) Raw material transport control device and raw material transport control method
CN104296851A (en) Blast furnace feeding control method and control device
CN112079138B (en) Blanking method and device
JP6601631B2 (en) Method for estimating amount of waste from molten metal refining vessel and method for refining molten metal
Demin Development of «whole» evaluation algorithm of the control quality of «cupola–mixer» melting duplex process
CN108097157A (en) Molybdenum-iron smelts feed proportioning system
CN211112072U (en) Furnace charge tracking device in blast furnace ironmaking furnace
JP5375318B2 (en) Method for adjusting concentration and temperature of molten metal component and method for producing steel
RU2456353C2 (en) Method of automatic control of copper content in matte
Agrawal et al. Improving the burdening practice by optimization of raw flux calculation in blast furnace burden
Bernasowski et al. Support algorithm for blast furnace operation with optimal fuel consumption
CN102101014B (en) Accurate desulfurization system based on dense flow absorber desulfuration process
RU2375659C1 (en) Automated control system of agglomerate quality
Schaaf et al. Real-time hybrid predictive modeling of the Teniente Converter
Janzen et al. Integrated furnace controls: Implementation on a covered-arc (shielded arc) furnace at cerro matoso
Kronberger et al. Latest generation sinter process optimization systems
Short et al. The development of a process charge expert system for a Basic Oxygen Steelmaking plant.
JP3794211B2 (en) Method for evaluating mud material at blast furnace outlet and opening method for outlet
RU2048530C1 (en) Metal desulfuration process automatic control method
Иманбекова et al. PARAMETRIC IDENTIFICATION OF A MATHEMATICAL MODEL FOR THE COPPER MATTE CONVERSION PROCESS

Legal Events

Date Code Title Description
HE4A Notice of change of address of a patent owner