SU1222312A1 - Способ автоматического управлени агрегатом измельчени с замкнутым циклом - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к автоматическому регулированию в оптимальном режиме вращающихс  барабанных мель- мокрого измельчени , работающих в замкнутом цикле с классифицирующим аппаратом, и может быть использован дл  регулировани  измельчитель ных агрегатов в цветной и черной металлургии , промышленности строительных материалов, промьгаленности обогащени  нерудных материалов и т.д.

Цель изобретени  - повышение точности управлени .

Способ осуществл ют следующим образом.

Поискова  часть системы регулировани  подключаетс  только в моменты смены типа руды по измельчаемости и (или) содержанию первичных шламов, когда возникает реальна  необходимость определить новые устан:овки контурам стабилизации запаса матери  ла в агрегате и плотности готового продукта. При этом изменение физико-механических свойств дробленой руды определ ют не через реакцию на выходе объекта (по известному способу ), т.е. по изменению циркулирующей нагрузки, а следовательно, запаса материала в мельнице, а непосредственно по входу объекта без запаздыва ни . Это способствует более стабильной работе цикла измельчени , сокраща  врем  поисковых колебаний.

Возможность судить о типе дробленой руды по измельчаемости и содержанию первичных щламов по данным ее гранулометрического анализа на харак тарные классы крупности позвол ет повысить оперативность получени  информации о физико-механических свойс вах руды, поступающей на измельчение по сравнению с известными методами и применить дл  этой цели инструментальные методы контрол  (например, многоситовой гранулометр).

В качестве индикатора начала наступлени  предварительного режима используетс  показатель соотношени  скоростей изменени  параметров шума зоны помола и потребл емой активной мощности двигател  электропривода мельницы. Благодар  этому повысилась точность фиксации момента начала перегрузки мельницы, причем достигаетс  эта диагностика на более ранней стадии, и к тому же устранено вли ние дрейфа статических характеристик датчиков шума и мощности под действием стационарных и нестационарных помех, поскольку используютс  на абсолютные значени  сигналов соответствующих датчиков, а относительный фактор , определ емый различием скоростей их изменени , который гораздо объективнее и точнее отражает искомую си- туацию. Это позвол ет значительно повысить стабильность, и точность регулировани  производительности измель- чительного агрегата.

На фиг. 1 показана зависимость между содержанием крупного и определ ющего классов крупности; на фиг.2 зависимость между содержанием определ ющего мелкого классов крупности; на фиг.3 - блок-схема системы, реализующей предлагаемый способ.

Зависимость между содержанием

крупного (+25 мм) и определ ющего (-0,16+0 мм) классов дл  четырех различных типов руд (фиг.1) используетс  дл  идентификации типа дробленой руды по результатам ее гранулометрического анализа. В основу классификации руд по измельчаемости положены данные химико-минералогических анализов на содержание минерала, от которого зависит измельчаемость руд. Напри ер, дл  сырь  таким минералом  вл етс  нефелин(Ne). Из двух основных м fflepaлoв представленных в руде, апатита и Ne, именно последний  вл етс  наиболее упорным к измельчению . Поэтому, чем выше содержание

(Ne) в дробленой руде, тем труднее она измельчаетс . Это подтверждаетс  данными по предельной удельной

40

производительности мельниц q„ по классу (-0,16+Омм), которую можно достичь на соответствующем типе руды . По мере увеличени  содержани  Ne от 33-34 (дл  первого типа руды) о 39-40% (дл  четвертого типа руы ) этот показатель снижаетс  от 2,02 до 1,84 т/м. ч. Данные по содержанию Ne и предельна  производительность q даны на графиках кривых, характеризующих руды соответствующих типов .

Повьппение содержани  Ne в дробленой руде однозначно св зано со снижением в ней зерен свободного апа- тита, которые аккумулируютс  в основном в определ ющем классе (-0,16+

+0 мм). Поэтому повьшение содержани  определ ющего класса (при заданном содержании крупного класса) свидетельствует о поступлении легчеизмель3

чаемой руды, т.е. с меньшим содержанием Ne и большим апатита.

Зависимость между содержанием определ ющего (-0,016+0 мм) и мелкого (-0,071+0 мм) классов крупности (фиг.2) используетс  при нахождении содержани  первичных шламов в рудах дл  трех различных типов руд по из- мельчаемости. Верхний график относитс  к первому, средний - ко второму и нижний - к третьему типу руд. На каждом графике штриховкой показана область изменени  содержани  вторичных по нефелину минералов (.) (образовавшихс  в процессе окислени  Ne), которые и образуют первичные шламы в дробленой руде.

Из фиг. 2 и 3 видно, что дл  каждого типа руды по измельчаемости содержание первичных шламов (вторичных по нефелину минералов), может измен тьс , причем возрастает с увеличением содержани  мелкого класса (-0,071+0 мм) при заданном содержании определ ющего (-0,16+0 мм) класса . Фиг. 2 дает сведени  о степени окисленности руды, эта информаци  необходима дл  корректировки грансос тава готового продукта и реагентного режима на флотацию.

Блок-схема системы управлени  по предлагаемому способу (фиг. 3)вклю- чает конвейер-питатель 1 подачи руды наклонный конвейер с весоизмеритель- .ным устройством 2, шаровую мельницу 3 классификатор 4, датчик 5 расхода воды , регул тор 6 расхода воды, исполнительный механизм 7 расхода воды, регулирующий клапан 8 расхода воды, датчик 9 плотности, регул тор 10 плотности готового продукта, датчик 11 расхода руды, регул тор 12 расхода руды, исполнительный механизм 13 расхода руды, регулируемый привод 14 конвейера-питател , датчик 15 контрол  шума зоны помола, регул тор 16 стабилизации запаса материала в мельнице, оптимизатор 17, датчик 18 грансоста- ва дробленой руды и датчик 19 мощности потребл емой мельницы.

Блок-схема работает следующим образом .

В установившемс  режиме контура стабилизации производительности (датчик 11 расхода рУды, регул тор 12рас . хода руды, исполнительный механизм

13расхода руды, регулируемый привод

14конвейер-питател ), запаса материала в мельнице (датчик 15 шума зоны

0

223124

помола, регул тор 16 стабилизации запаса материала в мельнице, регул тор 12 расхода руды), расхода воды в классификатор (датчик 5 расхода воды,

г регул тор 6 стабилизации расхода воды , исполнительный механизм 7 расхода воды, регулирующий клапан 8 расхода воды), плотности готового продукта (датчик 9 плотности, регул тор

Q 10 плотности готового продукта, регул тор 6 стабилизации расхода воды), поддерживают заданные значени  регулируемых параметров, обеспечива  оптимальное заполнение мельницы 3 пуль , пой и оптимальную плотность готового продукта. Наличие кроме ведущих контуров стабилизации запаса материала в мельнице и плотности готового продукта ведомых контуров стабилизации расхода дробленой руды и воды в классификатор повьш1ает устойчивость и стабильность работы системы в целом .

Поскольку дл  каждого типа руды

существует сво  оптимальна  величина заполнени  мельницы и сво  опти- . мальна  плотность готового продукта , при которых обеспечиваетс  максимальна  производительность агрегата по готовому продукту заданной

0 крупности, то в системе предусмотрено устройство поиска вышеозначенных оптимальных установок регул тором 10 и 16. Это устройство включает оптимизатор 17, датчик 18 грану5 лометрического состава дробленой руды , датчик 15 шума зоны помола мельницы , датчик 19 активной мощности, потребл емой электродвигателем мель- лицы. Устройство вьтолн ет. следующие

0 функции:

а) .Идентификаци  тестов типов дробленой руды по результатам ее гранулометрического анализа на крупный (+25 мм), определ ющий (-0,16+

5 +0 мм ), и мелкий (-0,071+0мм)клас- сы. Дл  идентификации используетс  информаци  датчика 18 грансостава и данные по разновидност м перерабатываемых руд (фиг. 1 и 2), заложенные

0 в пам ти оптимизатора 17. Более подробно случаи идентификации рассмотрены в предлагаемых примерах.

S)Включение поисковой части системы при переходе с единого типа руды

5 на другой. Эта функци  реализуетс  путем скачкообразного изменени  на заданную величину задани  контуром стабилизации запаса материала в мельнице и плотности готового продукта, При этом, если произошел переход с трудно-на легкоизмельчаемую руду, то оптимизатор 17 увеличивает задание регул торам 16 и 10 и наоборот. Аналогичного характера воздействие ок зьшает оптимизатор 17 при повышении содержани  первичных шламов в дробленой руде.

В) Нахождение оптимума произво- дительности агрегата по соотношению скоростей изменени  параметров шума зоны помола (А) и потребл емой мельнидей мощности (N). Здесь следует различать два момента - переход от трудноизмельчаемой руды к легкоизмельчаемой и обратный переход. Рассмотрим последовательно оба момен та.

Если при переходе от трудноизмель- чаемой руды к легкоизмельчаемой, скорость уменьшени  мощности в два или более раза превьшгает скорость уменьшени  шума, т.е. наблюдаетс  соотношение

dN Д А (3t dt

(1)

то оптимизатор фиксирует найденный режим как предварительный,, если соот ношение (1) не наблюдаетс , то повтор етс  положительный скачок задани  контуром стабилизации запаса материала в мельнице и плотности готового продукта.

При переходе с легкоизмельчаемого типа руды на трудноизмельчаемый никаких изменений задани  перечисленным контурам не производитс  до тех пор, пока не начнет вьтолн тьс  соотношение (1). После того, .как оптимизатор зафиксирует режим, соответствующий приближению перегрузки мельницы (соотношение (1), производитс  от- рицательный скачок, т.е. обратного знака (в сторону уменьшени  запаса и плотности), а его величина составл ет лишь половину величины положительного скачка.

г) Вьщача оптимальных уставок системам стабилизации запаса материала в мельнице и плотности готового продукта.

После того, как оптимизатор 17 зафиксирует режим выхода из зоны начала перегрузки мельницы, чему соот- Е1етствует соотношение

N , о 61 dt

(2)

j

s

0 5

0

5

5

0

(при у еньшении мощности и шума) , текущие уставки на регул торах 10 и 16 фиксируютс  как оптимальные и поискова  часть алгоритма отключаетс , а система переходит в режим стабилизации на найденных опти 1альных уставках.

Оптимизатор 17 осуществл ет посто нное сравнение скоростей изменени  параметров шума и мощности в режиме стабилизации с тем, чтобы исключить возможность перегрузки мельницы, даже при работе на данном типе руды. Если така  ситуаци , т.е. соотноше- ; ние (2), имеет место в режиме стабилизации , то оптимизатор 17 автоматически -уменьшит задание в контурах стабилизации на заданную величину.

Пример. Система регулировани  работает при оптимальных уставках в контурах стабилизации на втором типе руды (фиг.1). Это руда средней измельчаемости, содержит 35-36% Ne и имеет предельную удельную производительность Чрр 1,92 т/м Ч.

Текущий анализ грансостава дробленой руды на характерные классы крупности дал следующие результаты: (+25 мм) 6,8%; (-0,16-1-0 мм) 15%; (-0,071-Ю мм) 8,2%.

Пользу сь фиг. 1 и 2, находим, что по содержанию крупного (- 25 I-M) и определ ющего (-0,16-ьО мм) классов данна  руда относитс  к первому типу (точка А, фиг.1), котора  дитс  на пересечении перпендикул ров, восстановленных к ос м координат в точках, соответствующих содержанию характерных классов крупности: на оси абсцисс 6,8% класса (+25 мм), на оси ординат 5,0% (-0,16-f-O мм).

Эта руда легкоизмельчаема , так как содержит меньшее количество минерала , от которого зависит.измель- чаемость (Ne-33-34%). Предельна  удельна  производительность, которой можно достичь на этих рудах, составл ет 2,02 т/м ч.

Дл  руд первого типа (фиг.2, верхний график) находим по содержанию определ ющего и тонкого классов интерпол цией меж,цу кривыми Ne 2,5% и Negfop 1 ,60% .содержание первичных шламов (характеризующие степень окисленности руд и их флотационные свойства). По содержанию пер71

вичных шламов 2,1% (координаты точки А) руда очень шламиста .

Полученные результаты идентификации дробленой руды свидетельствуют о необходимости корректировки про- цесса измельчени  в направлении увеличени  производительности измельчи- тельного агрегата и плотности готового продукта.

Идентификацию типа руды провод т оптимизатором, имеющим в пам ти графики фиг. 1 и 2, заданные в виде соответствующих уравнений.

Необходима  корректировка осуществл етс  путем увеличени  на заданную величину задани  в контурах стабилизации запаса материала в мельнице и плотности готового продукта.

После изменени  задани  и по окончании переходных процессов в агрега- те определ етс  реакци  агрегата на это изменение задани . Если при этом выполн етс  условие (2), то повтор етс  приращение задани  в соответствующих .контурах в том же направлении и той же величины.

При выполнении услови  (1) оптимизатор фиксирует момент достижени  критической области предаварий режимов работы агрегата, котора  соот- ветствует окрестности оптимума производительности измельчительного агрегата . В этом случае поискова  часть системы осуществл ет реверс, зада- .ние ко йтурам стабилизации измен етс 

в обратном направлении, т.е. в с торону уменьшени  на величину --Д.„..

2.

В случае необходимости данный шаг повтор ют.

После выхода из критической области , что фиксируетс  по первому моменту выполнени  услови  (2), фиксируютс  и принимаютс  в качестве оптимальных текущие величины уставок на регул торах JO и 16.

Приближение аварийного режима при выполнении услови  (2) фиксируетс  лишь в том случае, если шум и мощность измен ютс  (в фазе и только при уменьшении). Получение соотношени  (2), когда параметры шума и мопщости растут или измен ютс  в про- тивофазе, не есть признак перегрузки.

Приближение предаварийного режи- ма при выполнении услови  (2) объ сн етс  следую1й:ими обсто тельствами. Переполнение мельниц суммарной заг5

0

5

0 5

Q

5

0

5

д

5

рузкой (пески плюс исходное пита- ние) приводит к уменьшен1да шума зоны помола за счет демпфирующего действи  пульпового заполнени  мельницы на шаровую нагрузку. Однако градиент уменьшени  щумаJА /jt по мере увеличени  заполнени  мельниц пульпой снижаетс . Этим и объ сн етс  неуспех контрол  наступлени  перегрузки мельницы по одному только параметру шума. Кроме того при переполнении мельницы пульпой измен етс  в зкость внутримельничной нагрузки, что приводит к проскальзьшайию последней и снижению мощности. В отличие от шума зоны помола с ростом пульпового заполнени  градиент : т еньщени  мощности d N /dt увеличиваетс .

Если имеет место обратный переход, т.е. с легкоизмельчаемой руды на трудноизмельчаемую , то никаких поисковых воздействий до получени  соотношени  (2) не провод т. После получени  соотношени  (2) осуществл ют шаг назад на величину 1/2 . Далее работа системы протекает аналогичным образом.

Система может внести автоматическую корректировку задани  контурам стабилизации запаса материала в мельнице и плотности готового продукта также независимо от информации датчика 18, если в процессе работы обнаружитс  наст ттление предаварийного режима, т.е. наблюдаетс  соотношение /2).

Пример 2. В услови х переработки руд средней измельчаемости (второй тип) используют на переработку более шламистые руды. Оптимальные установки в контурах стабилизации запаса материала в мельнице и плотности готового продукта соответствуют рудам второго типа по измельчаемости при содержании 1,3%. Текущий гранулометрический анализ показывает , что содержание вторичных по нефелину минералов возросло до 1,0% (фиг.2). Требуетс  корректировка тех-- нологического режима. Поскольку тип

руды по измельчаемости не измен етс  то изменение задани  в контуре стабилизации запаса материала в мельнице не требуетс  (если только не наступит ситуаци , описьшаема  соотношением (2). В контуре стабилизации плотности готового продукта требуетс  увеличить задание на заданную величину . При поступлении менее шламистых руд коррекций производитс  в обратном направлении. Коррекци  осуществл етс , если изменение содержани  вторичных по нефелину минералов происходит на 0,3 абс.% и более . Величина коррекции в контурах стабилизации как плотности готового продукта, так и величины запаса материала в мельнице зависит от типоразмера измельчительного агрегата и прин той технологической схемы измельчени .

Таким образом, способ автоматической оптимизации агрегата мокрого измельчени  с замкнутым циклом позв л ет при минимуме поисковых воздействий обеспечить максимальную дл 

О г tt 6 В io

Codep/t aHue класса 25мм § исходной руде, °/в

Фиг. 1

данных текущих условий производительность агрегата по готовому продукту заданного качества.

Предлагаемый способ  вл етс  универсальным и пригоден не только дл  управлени  процессом измельчени  хибинских апатитовых руд, но и в других случа х. При этом дл  каждой сырьевой базы должны быть выбраны свои конкретные характерные классы, по содержанию которых можно определ ть физико-механические характеристики дробленой руды.

Способ позвол ет повысить стабильность и не MeHeejчем в два раза, точность регулировани  работы измельчительного агрегата.

12

/4

в 10 12 /« fS 18 Содер/камие класса-0.1 S исходной руЗб %

Фиг.

---f Драбиена  pyia

OOP о о

№9

-(

femofuu п ввукЛ

У-

т/V.A..i

Фиг 3

Составитель В.Алекперов Редактор Н.Рогулич Техред И.ПоповичKoppeKtopi В.Бут га

а., -1 -

Заказ 1639/6 Тираж 582Подписное

ВНИШИ Государствеиного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5

Филиал ШШ Патент, г.Ужгород, ул.Проектна ,4

Claims (1)

1. . СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ АГРЕГАТОМ МОКРОГО ИЗМЕЛЬЧЕ'НИЯ С ЗАМКНУТЫМ ЦИКЛОМ, включающий измерение и стабилизацию на заданных значениях производительности агрегата, запаса материала в мельнице и плотности готового продукта и поиск оптимального значения произво дительности агрегата пошаговым изменением заданных значений запаса материала в мельнице и плотности готового продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения точности управления, измеряют гранулометрический состав дробленой руды, потребляемую агрегатом мощность и шум зоны помола, фиксируют момент начала перегрузки мельницы, а поиск оптимального значения производительности агрегата осуществля ют в моменты изменением типа руды, определяемого по соотношению характерных классов в гранулометрическом составе .дробленой: руды, и осуществляют его до момента начала перегрузки агрегата, причем фиксацию момен-. та начала перегрузки агрегата осуществляют по достижению скорости уменьшения потребляемой агрегатом мощности значения, не менее' чем в два раза превышающего скорости уменьшения шума зоны помола.