Способ автоматического управления процессом обжига никелевого концентрата с оборотами в кипящем слое

(56) Авторское свидетельство СССР М 1659501, кл. С 22 В 1/10, 1989.(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОБЖИГА НИКЕЛЕВОГО КОНЦЕНТРАТА С ОБОРОТАМИ В КИПЯЩЕМ СЛОЕ(57) Изобретение относится к цветной металлургии й может быть использовано для управления процессами обжига в кипящем слое. Цель изобретения -уменьшениепыле.Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при управлении процессом обжига в кипящем слое.Цель изобретения - уменьшение пылевыноса и повь 1 шение устойчивости псевдоожижения материала в слое за счет повышения точности управления процессом укрупнения материала.Посгавленная цель достигается тем, что в способе автоматического управления процессом обжига никелевого концентрата с оборотами в кипящем слое, периодически.отбирают пробы материала на выходе из печи и рассеивают материал на классы по размерам частиц; затем вычисляют эквивалентный диаметр огарка по формуле,выноса и повышение устойчивости псевдоожижения материала путем изменения температуры кипящего слоя в зависимости от отклонения эквивалентного диаметра огарка от заданного значения и скорости изменения эквивалентного диаметра. Установка, реализующая способ, содержит печь кипящего слоя, узел загрузки шихты, расходомер шихты, термопару, устройство для отбора проб материала и рассеивания на классы, управляющее вычислительное устройство, соединенное с термопарой, устройством ввода значений классов в пробе, с расходомером шихты и управляемым приводом питателя шихты. Задание по температуре внутри йечи определяют автоматйчески в обратной зависимости от отклонения эквивалентного диаметра огарка от заданного значения и производной эквивалентного диаметра огарка,1 ил. о=1 фгде О - вычисленное значение эквивалентного диаметра огарка, мм;ф- весовая доля )-,ой фракции;б- средний размер частиц 1-ой фракции, мм;и - количество фракций.После этого определяют величину отклонения эквивалентного диаметра, огаркаот заданного значения по формуле:ЬО О - . Озд,где Ю - отклонение эквивалентного диаметра огарка от заданного значения, мм;.Озд - заданное значение эквивалентного диаметра огарка, мм, 1797681Затем определяют скорость изменения(производную) эквивалентного диаметраогарка по формуле: ия текуиа метра 1).ратуре Ц - Г( -е Тзр- задание по темпеС; гд печи КС. бО ах т - т( - ) бО где -- скорость изменения (проиэводбт . ная).эквивалентного диаметра огарка, мм/ч;О(ь 1) - предыдущее значение эквивалентного диаметра огарка, мм;г - момент времени определен . щего значения эквивалентного д - огарка, ч; 71-1) - момент времени определе 15 ния предыдущего значения эквивалентного диаметра огарка, ч.После этого определяют величину. коррекции задания по температуре внутри печи в обратной зависимости от отклонения эквивалентного диаметра огарка от заданного значения и производной эквивалентного диаметра огарка по формуле: ЬТ = - ) дО - д, ,и где ЬТ - требуемая коррекция величины за дания по температуре в слое, С: Ь, йд - настроечные коэффициенты, Затем изменяют задание по температуре внутри печи на величину вычисленной коррекции.На чертеже показана схема установки, реализующей способ автоматического управления процессом обжига никелевого концентрата с оборотами в кипящем слое.Установка содержит печь кипящего З 5 слоя 1, буйкер е концентратом 2, тарельчатый питатель 3, ленточный транспортер 4 с весоизмерителем 5, классификатор 6, термопару 7, установленную в кипящем слое. вычислительнь 1 е устройства 8 и 9, управляющее вычислительное устройство 10,Установка работает следующим образом.В вычислительное устройство 8 вводят задание эквивалентного диаметра огарка 45 Озд. Затем периодически (1 раз в час) на выходе печи КС отбирают пробу огарка и пропускают ее через классификатор 6, Долевые значения каждой фракции частиц.вво дя в вычисли ельное устройство 8, в 50 котором рассчитывается эквивалентный диаметр огарка 01 и новое значение задания по температуре по формуле:Тз(1) ТЫЬ 1)- Ь(01- О,) б О . 55) - т- 1)где Оз)- задание по расходу конценпечь КС, т/ч;Оном - номинальный расход кон та в печь КС, т/ч;К 1 - коэффициент пропорциональности (0,1 - 0,2), т/ С;Т) - текущая температура в печи, С; к 2 - коэффициент при производной температуры(1-2); т мин/С.Управляющее вычислительное устройство 10, воздействуя на скорость вращения питателя 3, поддерживает заданный, расход концентрата и тем самым обеспечивает необходимую температуру внутри печи,П р и м е р 1 (по способу прототипа).Эксперимент проводили на промышленной печи КС обжига никелевого концентрата в рафинировочном цехе комбината "Северо- никель" с площадью пода 24 м, Длительность контрольного периода составила 5 суток, Загрузку печи осуществляли непрерывно через свод форкамеры, Влажность концентрата составила 7,5-8,5 ф, Содержание серы в концентрате было 19-22;. Выгрузка огарка осуществлялась непрерывно с уровня пода через отверстие.в стенке лечи, расположенное противоположно от форкамеры. Огарок поступал в трубчатую речь для восстановления его измельченным коксом, Газы из печи КС очищалисьот пыли в котлах, циклбнах и электрофильтрах; Пыль со всех точек улавливания при помощи гидротранспорта подавали в сгуститель никелевого концентрата, В процессе обжига отмечен случай спонтанного укрупнения закиси никеля . - :1 и сбое в подаче обОротной пыли в сгуститель, что привело к повышению содержания серы в концентрате и, как следствие, повышению температуры в слое с 1115 до 1170 С (содержание серы в слое в этот момент составило 0,5 оД В результате интенсифицировался процесс конгломерации и спекания частиц, В течение 5,5 ч печь ра-.ботала в аварийном режиме на грани залетрата в центраТз(ь 1) - предыдущее задание по температуре в лечи КС, "С;кп - коэффициент пропорциональности (150-250), С/мм;1 - коэффициент пропорциональности перед производной гран. состава (550-650) оС ч/мм;РаССЧИтаННОЕ ЗНаЧЕНИЕ Тз(1) ПЕрЕдаЕтея из блока 8 в блок 9, в котором определяется задание по расходу концентрата для управляющего вычислительного устройства 10 до формуле;ОздО) = Оном к 1 (Т) - ТзО - к 2 хТ5101520 1.3 9,8 30 35 40 гания слоя. Положение с трудом спасли путем экстренной подачи пульпы концентрата плотностью 70% в слой, что привело к осложнению работы электрофильтров из-за конденсации кислоты на электродах, Увеличилась остаточная запыленность газов, кро-. ,ме того, увеличился выход грязной (промывной кислоты) в промывном отделении сернокислотного цеха. Усредненные технологические показатели обжига за контрольный период составили:Средняя температура вслое, С 1121 Удельная производительность, т/(м сут) 13,1 Содержание кислорода вдутье,% 26 Коэффициент избытка воздухаСодержание серы вогарке, % 0,14 Содержание в газах за печьюКС, %Эквивалентный диаметрогарка, мм 0,41 2 Выход мелочи (-0,16 мм) колебался от 1 до 12%Пылевынос 29% от загрузки.П р и м е р 2, Автоматическое управление процессом с корректировкой задания по температуре в слое по отклонению эквивалентного диаметра огарка от задания и скорости изменения (производной) эквивалентного диаметра огарка, Эксперимент проводили на той же печи, что и в примере 1, Исходные параметры по качеству концентрата мало отличались от первого примера: влажность концентрата составляла 7,6- 8,7%, содержание серы 18,7-22.3%, Уравнения для расчета задания и автоматического регулирования температуры имели вид;Тзй = Тз(1-1) - 210 (01 - Озд) - 620 х х 6 зд 6 0 17(Т - Тз( - 15 Х) -(-1)Периодически один раз в час отбиралипробу огарка, просеивали на ротане, Долевые значения каждой фракции вводйли в ЭВМ. Запаздывание в анализе составлялоот 20 до 30 мин.В ходе эксперимента средняя производительность печи КС по переработке концентрата составила 15,6 т/ч. Загрузка оборотов была как и в примере 1. Средний коэффициент Избытка дутья составил 1,26, Температура в слое изменялась в пределах 1080 - 1190 ОС. Эквивалентный диаметр огарка на выходе из печи был равен 0,52 мм, По материальному балансу определен средний пылевынос за наблюдаемый период 26% от загрузки концентрата. Содержание диоксида серы в газах после печи КС в среднем составило 11,4%, Температура в слое поддерживалась в зависимости от динамики изменения гранулометрического состава материала в слое, Так длительное время процесс шел на параметрах: Озд = 0,5 мм, О = 0,51 мм, Т - 1130 "С, содержание серы в шахте 21,5 - 22%, содержание кислорода в дутье 23,4%. Затем содержание серы в концентрате начало резко падать, что объясня- . лось раэбалансированием потоков пульпы концентрата из цеха разделения файнштейна - отсюда была снижена перекачка ввиду выхода из строя одного из пульпонасосов - и пульпы пыли из газоочистки - перекачка работала в постоянном режиме (этот поток нельзя было снижать из-эа предельного накопления пыли в бункерах электрофильтров и циклонов). В результате содержание серы в концентрате в течение двух часов снизилось с 22% до 17,5%, что нарушило процесс укрупнения огарка и наметилась тенденция в сторону уменьшения его эквивалентного. диаметра, Последний отбор пробы показал 0=048 ммПри ручном управлении обжигальщик не может своевременно точно оценить степень измельчения материала и в соответствии с этим установить необходимую температуру в слое, В результате на практике наблюдается чрезмерное измельчение материала, В данном случае, при управлении от ЭВМ, было пересчитано задание по температуре и повышено с 1130 до 1152 С. В результате удалось предотвратить существенное иэмельчение частиц и увеличение пылевыноса, В дальнейшем (через 6 ч работы) содержание серы в концентрате стабилизировалось около 21 % и средний эквивалентный диаметр частиц огарка поддерживался в пределах 0,50-0,55 мм.Как видно обжиг никелевого концентрата с управлением процесса по заявляемому способу выгодно отличается от обжига с управлением по прототийу. Это касается прежде. всего повышения производительности обжига с 13 до 15,6 т/(м сут), уменьшения пылевыйоса с 27 до 26%. увеличения средней крупности частиц огарка с 0,42. до 0,52 мм.Формула изобретения Способ автоматического управления процессом обжига никелевого концентрата с оборотами в кипящем слое преимущественно на обогащенном кислородом дутье с1797681 Составитель В,Худяк Техред М. Моргентал арректор. П. Гереш едактор Т.Куркова каз 668 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва,.Ж, Раушская наб 4/5 изводств но-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул 7., укрупнением огарка, включающий регули- руемую подачу воздуха и кислорода в печь, загрузку концентрата и оборотов, распределение кислорода между загрузочной зоной и примыкающей к ней рабочей зойой в за висимости от вЕличины загрузки оборотов, из-. менение расхода кислорода в зависимости от отклонения содержания серы в концентрате от заданногозначения и ее производной, контроль параметров процесса, о т л и ч а ю щ и й с я тем. йто, с целью уменьшения пылевыноса и поэыаенйя "устойчивости псевдоожижения материала; дополнительно определяют эквивалентный диаметр огарка, определяют вели. чину отклонения эквивалентного диаметра 15 огарка от заданного значения по математическому выражениюЬО О - Озд, где 0 щ- заданное значение эквивалентного диаметра огарка; . 200 - значение эквивалентного диаметра огарка в 1-й момент времени, определяют производную эквивалентного. диаметра огарка во времени по математическому выражению б 3О 1-Р)бг . т - т( - 1)где Оь 1) - предыдущее значение эквивалентного диаметра огарка;т 1- момент времени определения текущего значения эквивалентного диаметра огарка;Ф) - . момент времени определения предыдущего значения эквивалентного диаметра огарка,определяют велйчину коррекции задания по температуре внутри печи в обратной зави-. симости ат отклонений эквивалентного диаметра огарка от заданного значения и производной эквивалентного диаметра огарка по математическому выражению ЬТ. ЬО-М ц - ,, дОгде 1 П,3 д - коэффициенты пропорциональности,затем изменяют. задание по температуре внутри печи на величину вычисленной коррекции,