Способ автоматического управления процессом обжига материалов в трубчатых вращающихся печах

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ф К АВТОРСКОМУ- СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 110780 (21) 2957323/29-33 1511 М, КП,З с присоединением заявки М 9(23) Приоритет Р 27 Р 19/00 ГОсударственный комитет СССР по делам изобретений и открытиИ(72) Автор изобретения А,М. Светлицкий Запорожский филиал Всесоюзного нау и конструкторского института ффЦв(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯПРОЦЕССОМ ОБЖИГА МАТЕРИАЛОВВ ТРУБЧАТЫХ ВРАЩАЮЩИХСЯ, ПЕЧАХ2 ати- ими важиг тепе- шаИзобретение относится к авто ческому управлению технологичес процессами и может быть использ но для регулирования процесса о глиноземсодержащих дисперсных м риалов во вращающихся печах гли земного прбизводства, а также в чах обжига цементного клинкера., мотной массы и др. Известен способ управления процессом обжига, основанный на изменении теплового напряжения эоны спекания по результатам фазового анализа отобранных проб клинкера. Изменение теплового напряжения зоны,спекания осуществляют по знаку разности между расчетным и действительным содержанием алюминатов кальция, причем при положительном значении разности тепловое напряжение уменьшают, а при отрицательном - увеличивают (1.Недостатком такого способа является дискретность управления по периодически отобранным пробам, отбор и анализ которых является трудоемким и продолжительным по времени процессом. Последнее обстоятельство не позволяет оперативно управлять процессом обжига, Наиболее близким по совокупности признаков и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ автоматического управления процессом обжига материалов в трубчатыхвращающихся печах, включающий измерение электропроводности перерабатываемого материала и изменениетеплового напряжения в зоне спекания в зависимости от измереннойэлектропроводности. Иэвеетный способ заключается в изменении теллового потока в зоне спекания в зависимости от скорости изменения рассогласования между электропроводностьюматериала в начале зоны спекания и 15 заданной электропроводностью, определяемой по статистической связи с составом материала и температурой обжига 2.Экспериментально установлено, чтопри переходе обжигаемого материалаиз твердого состояния в жидкое, споявлением жидкой фазы гранулы материала начинают склеиваться и происходит окомкование материала. При дальнейшем нагреве размеры этих кусковувеличиваются до некоторых пределови при некоторой критической температуре начинается расплавление материала в полном объеме. При полученииопека недопустимо появление окомкованного материала, а при получениикЛинкера недопустимо расплавлениекусков материала. Электропроводностьглиноземсодержащих материалов приих расплавлении непрерывно повышается, при этом изменение абсолютной 5величины электропроводности тем больше, чем больше жидкой фазы в мате- .риале. При окомковании эта зависи,мость нарушается, так как изменяетсяплощадь контакта между частицами 1 Оматериала и электропроводность в основном зависит от площади контакта,т.е. от размеров кусков, обжигаемогоматериала. При увеличении кусков материала площадь контакта уменьшается, 15что влечет за собой понижение величины измеряемой электропроводности.При, управлении тепловым режимом переработки материала по электропроводности это изменение воспринимаетсясистемой автоматического регулирования как недогрев материала и, следовательно, вырабатывается сигнал наувеличение теплового напряжения взону контроля. Очевидно, что этотизлишек тепла приводит к перегреву мате 2риала,а следовательно,к браку продукции или даже аварийному состоянию печи, а также к потерям затраченного на перегрев топлива.Целью изобретения является повыше- ЗОние качества управления.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу,автоматического управления процессом обжига материала в трубчатых вращающихся печах, включающему измерение электропроводности перврабатываемого материала и изменение теплового напряжения в зоне спекания в зависимостиот измеренной электропроводности, 40дополнительно измеряют электропроводность чувствительного элемента в газовом потоке печи, определяют разность между измеренными электропроводностями и корректируют изменение теплового напряжения в зоне спекания взависимости от вычисленной разности,причем при увеличении этой разностиувеличивают тепловое напряжение, а.при уменьшении - уменьшают.50Сущность способа заключается вследующем,Электропроводность газовой средыи спекаемого материала различна иотличается на несколько порядков.Однако измеряемая электропроводность55(электросопротивление) чувствительного элемента зависит не только отизмеряемой среды, но и от нагревакорпуса чувствительного элемента.Если измеряемая среда имеет электропроводность выше электропроводностикорпуса, то измеритель фиксирует изменение меньшей величины, т.е. электропроводность обрабатываемого материала. В газовом потоке фиксируется электропроводность корпуса чувство" тельного элемента. Как установлено, на печах спекания нефелина с известняком электросопротивление корпуса чувствительногоэлемента отличается от электросопротивления перерабатываемого материала на несколько десятков Ом. Причем эта величина переменная и зависит от разности тем; ператур материала и газового потока. Чем выше температура нагрева материала, тем меньше разность электропроводностей чувствительного элемента под материалом и в газовом потоке,и наоборот, чем ниже температура материала, тем больше разность указанных электропроводностей. Сравнивая изменения разности электропроводностей чувствительного элемента под материалом и в газовом потоке с изменениями абсолютной величины электро проводности материала, можно расшифровать, причину увеличения электросопротивления спекаемого материала. Если при увеличении электросопротивления материала уменьшается разность электросопротивлений,что соответствует увеличению кусков материала при плавлении, то необходимо уменьшить тепловое напряжение в зоне спекания, Увеличение электросопротивления шихты и увеличение разности электросопротивлений соответствует недогреву материала, при этом необходимо увеличить тепловое напряжение в зоне спекания. Таким образом, способ управления процессом обжига осуществляют следующим образом.Измеряют электропроводность обжигаемого материала, в зоне спекания. При переходе чувствительного элемента в ходе вращения печи из-под слоя материала в газовый поток измеряют его электропроводность (электросопротивление) . Сравнивают измеренные электропроводности и определяют величину разности, а также характер изменения разности (в сторону увеличения или уменьшения) путем сравнения с заполненными ранее полученными значениями разности. Тепловое напряжение изменяют в зависимости от изменения электропроводности спекаемого материала а корректируют по разности электропроводностей чувствительного элемента в.газовом потоке и под слоем материала. При этом при увеличении этой разности тепловое напряжение увеличивают, а при уменьшении понижают.На чертеже представлена блок-схема системы автоматического управления тепловым напряжением зоны спе" кания вращающейся печи.Чувствительный элемент 1, установленный в печи 2, при вращении911116 формула изобретения екпе ров Составитель В Техред М.Надь Бутяг оррек дактор Л, Лукачказ 1091/20 писно омитета ССС открытийаб., д. 4/5 11303 лиал ППП Патентф тная ул. Уж печи находится попеременно под слоем материала и в газовом потоке. Сиг-. налы с чувствительного элемента при его переменном положении через преобразователь 3 поступают в УВМ 4, где сигнал электропроводности чувст вительного элемента в момент нахождения его под слоем материала используется для выработки управляющего воздействия и сравнивается с электропроводностью чувствительного .элемента в момент нахождения его в газовом потоке. Полученная разность запоминается и на следующем обороте печи сравнивается с вновь полученной разностью. При уменьшении электропроводности спекаемого материала, если разность увеличивается, на регулятор 5 УВМ 4 поступает сигнал коррекции на уменьшение подачи пыли. В случае уменьшения разности производится коррекция в сторону увеличения подачи пыли. Регулятор 5 выдает сигнал на тиристорный преобразователь частоты двигателя 6 шнекового питателя, изменение скорости вращения которого изменяет количество вводимой в печь технологической пыли.Результаты опробования показывают повышение качества выходного продукта за счет исключения оплавления спекаемого материала.0 Тираж 642 ВНИИПИ Государственно по делам иэобретени Москва, Ж, Раушск Способ автоматического управления процессом обжига материалов в трубча- . тых вращающихся печах,включающий измерение электропроводности перерабатываемого материала и изменение теплового напряжения в зоне спекания в зависимости от измеренной электропроводности, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества управления, дополнительно измеряют электропроводность чувствительного элемента.в газовом потоке печи, определяют разность между измеренными электропроводностями и корректируют изменение теплового напряжения в зоне спекания в зависимости от вычисленной разности, причем при увеличении этой разности увеличивают тепловое напряжение, а при уменьшении - уменьшают. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 673830, кл, Р 27 О 19/00, 19772. Авторское свидетельство СССР,9 602763, клР 27 0 19/00, 1977.