Система управления процессом электроплавки медных концентратов

Номер патента: 1235961

Авторы: Ашимов, Есиркегенов, Нурумбетов, Тохтабаев, Юдин

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Казахский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. В.И. Ленина(56) Авторское свидетельство СССР У 542183, кл . С 05 Р 1/02, 1974 .Авторское свидетельство СССР У 549489, кл. С 22 В 23/02, 1974. (54)(57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭЛЕКТРОПЛАВКИ МЕДНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ, содержащая датчики измерения количества серы, меди, железа в шихте и флюсов, устройство автоматической стабилизации расходов шихты и флюсов и их соотношения с исполнительными механизмами загрузки в печь шихты и флюсов, ваттметры, регулятор мощности, соединенный с переключателем ступеней напряжения трансформаторов и исполнительными механизмами гидроподъемников электродов, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности и качества управления, в систему введены датчики влажности шихты, вязкости шлака и штейна, блок расчета номинальной мощности, блок распределения(д 4 С 22 В 23/02, С 05 Р 27/00 мощности по фазам и электродам, задатчик плана по штейну и двухпозиционный переключатель, блок сравнения, причем выходы датчиков измерения количества серы, меди, железаи влажности шихты, а также выход задатчика плана по штейну соединеныс соответствующими входами блокарасчета номинальной мощности, первыйвыход которого соединен с первымвходом регулятора соотношения, адва вторых входа с датчиками расходашихты и флюсов, а выход регуляторасоотношения соединен с исполнительными механизмами загрузки в печьшихты и флюсов, второй выход блокарасчета номинальной мощности соединен с третьим входом блока распределения мощности по фазам и электродам, на первый и второй входы которого через блок сравнения подсоединены датчики вязкости штейна и шлака, а на четвертый и пятый входы -выходы ваттметров, первый, второй итретий выходы его соединены с соответствующими входами регулятора мощности, первый и второй выходы которого через двухпоэиционный переклю"чатель .соединены соответственно спереключателями ступеней напряжениятрансформаторов и исполнительнымимеханизмами гидроподъемника электро.дов.Изобретение относится к цветнойметаллургии и может быть использова"но при автоматизации процессов электроплавки медных концентратов,Цель изобретения - повышение точности и качества управления, вследствие чего снизятся потери меди сотвальными шлаками и расход электроэнергии.На фиг,1 представлена блок-схемасистемы управления процессом электроплавки медных концентратов, наФиг.2 - структура блока расчетаноминальной мощности, на фиг.Зструктура блока распределения мощности по фазам и электродам, нафиг.4 - структура блока сравнения,Система управления процессом электроплавки медных концентратов (Фиг.1) состоит из электропечи 1, включающей в себя шесть электродов, объединенных в три однофазные группы, причем первая фаза определяет вязкость выпускаемого отвального25 шлака, а третья влияет на температуру и вязкость штейна, вторая, таким образом, является компенсирующей. В загрузочных бункерах расположены датчики 2-5 измерения количества в30 шихте серы, меди, железа и влаги соответственно, а на исполнительных механизмах загрузки - датчики 6 и 7 измерения расходов шихты и флюсов. Выходы датчиков 2-5, а также выход задатчика 8 плана по штейн 9 соединены с соответствующими входами блока 9 расчета номинальной мощности фиг,2), а выходы датчиков 6 и 7 с двумя вторыми входами регулятора 10 соотношения. Первый выход блока 9 расчета номинальной мощности соединен с первым входом регулятора 10 соотношения, выход которого через электродвигатели соединен с исполнительными механизмами загрузки в электропечь 1 шихты и флюсов. Второй выход блока 9 расчета номинальной мощности соединен с третьим входом блока 11 распределения мощности по фазам и электродам (Фиг.З), на первый и второй входы которого, через блок 12 сравнения (фиг,4) подключены датчики 13 и 14 вязкости соответственно штейна и шлака, а на че вертый и пятый входы - выходы ватт-1 метров 15 и 16 с первой и третьей фаз электропечи 1. Первый, второй и третий выходы блока 11 распределения мощности по фазам и электродамисоединены с соответствующими входамирегулятора 17 мощности, первый ивторой выходы которого через двухпазиционный переключатель 18 поданысоответственно на переключатели 19ступеней напряжения трансформаторови исполнительные механизмы 20 гидроподъемников электродовэлектропечи 1 В блоке 8 расчета номинальной мощности (Фиг.2) выход с датчика 2 измерения количества серы параллельно соединен через переменные сопротивления СП 1, СП 2 и СПЗ с умножителями 21-23 соответственно и через СП 8 с вторым входом сумматора 24. Выходы умножителей 21-23 соединены с соответствующими входами сумматора 25, выход которого, через инвертор соединен с первым входом сумматора 24. Выход последнего соединен с входом делителя 26, выход которого соединен с первым входом делителя 27, на второй вход которого подан выход задатчика 8 плана по штейну. Первый выход делителя 27 соединен с первым входом регулятора 1 О соотношения, а второй выход с умножителем 28, выход которого соединен с первым входом умножителя 29. Выходы датчиков 2-5 через переменные резисторы СП 4"СП 7 соединены с соответствующими входами сумматора 30, выход которого соединен с вторым входом умножителя 29. Выход последнего соединен с делителем 31, выход которого соединен с блоком 11 распределения мощности.В блоке 11 распределения мощности по фазам и электродам фиг,З) второй выход блока 9 расчета номинальной мощности соединен с входом делителя 32 и третьим входом сумматора 33. Первый и второй выходы делителя 32 соединены соответственно с первыми входами элементов 34 и 35 сравнения, на вторые входы которых подключены соответственно первый и второй выходы блока 12 сравнения, Выходы элементов 34 и 35 сравнения соединены с вторыми входами сумматоров 36 и 37, на первые входы которых подключены выходы ваттметров 15 и 16, Выходы сумматоров 36 и 37 через соответствующие инверторы 38 и 39 соединены с соответствующими входами сумматора 33. Выходы сумматоров 36, 37 и 33 соединены с соответствующими входами регулятора 17 мощности,з 12359В блоке 12 сравнения (Фиг.4) вы,оды датчиков 13 и 14 вязкости штейна и шлака соединены с первыми входами элементов 40 и 41 сравнения, на вторые.входь которых подключены задатчики (потенциометры) 42 и 43. Выходы элементов 40 и 41 сравнения соединены с реле Р 1-РЗ и Р 4-Рб соответственно. Контакты реле Р 1-РЗ через переменные резисторы СП 9-СП 11 О соединены с первым входом блока 11 распределения мощности по Фазам и электродам, а контакты реле Р 4-Рб через резисторы СП 12-СП 14 со вторым его входом. 5 б 20 2 СцРеЯ, -Сц, Я + 2 РеБ + Б (выделяется 257 серы);РеЯ вРеЯ + Б (вьщеляется 507. серы)2 СцЯ в Сц,Я + Я (выделяется 507 серы). 30 Сигналы с выходов датчиков 2-5 поступают на переменные резисторы СП 4-СП 7, сопротивления которых подобраны так, что на их выходе сигнал соответствует теплоемкости серы, меди, железа и воды, содержащихся в шихте. Сигналы с выходов СП 4-СП 7 поступают на соответствующие входы сумматора 30, на выходе которого, таким образомсигнал соответствует суммарной теплоемкости основных компонентов шихты и поступает на второй 50 55 Система управления процессом электроплавки медных концентратов работает следующим образом.Сигналы с датчиков 2-5 о количестве в шихте серы, меди, железа Например, общее количество серы в шихте равно 343 кг (на тонну шихты), причем в халькозине 182, в пирите 151 и в борните 10 кг. В соответствии с реакциями на выходе умножителей 21-23 имеют 45, 76 и 5 кг серы.В сумматоре 25 сигналы складываются, что соответствует суммарному количеству серы, выделившейся при диссоциации, например, 126 кг серы. Сигнал с выхода сумматора 25 через инвертор поступает на второй вход сумматора 24, на первый вход которого поступает сигнал с переменного резистора СП 8, соответствующий общему40 количеству серы в шихте загрузочного бункера. Сигнал с выхода сумматора 24 со - ответствует количеству серы перешедшей в штейн 217 кг серы и поступает на делитель 26, где деление на 0,25 соответствует правилу Мостовича В.Я., т.е, что содержание серы в штейне равно 257, Например, 27:О, 25 = 868 кг штейна, сигнал о количестве штейна, который можно получить из заданного количества шихты указанного состава, поступает на первый вход делителя 27, на второй вход которого поступает сигнал с задатчика 8 плана по штейну, например 868 кг. В делителе 27 сигнал второго входа делителя на сиг и воды соответственно поступают насоответствующие входы блока 9 расчета номинальной мощности (фиг.2),причем сигнал с датчика 2 параллельно через переменные резисторы СП 1 СПЗ и СП 8 поступает на умножители21-23 и далее на сумматор 25. Значения сопротивлений на переменных резисторах СП 1-СПЗ и СП 8 подбираютсяэкспериментально так, что на их выходе сигнал соответствует содержаниюсеры (в пересчете на массу шихты взагрузочном бункере), например вхалькозине - СпРеБ , пирите - РеЯборните - СпБ и шихте в целом. Послеумножения сигналов на 0,25 0,5 и0,5 в умножителях 21-23 соответствен.но сигнал на их выходе соответствуетколичеству серы, выделившейся придиссоциации халькоэина, пирита и борнита по следующим реакциям: нал первого входа (868:868=1) и поступает на первый вход регулятора10 соотношения в качестве задания,в нашем случае установка не изменяется. На два вторых входа регулятора10 соотношения поступают сигналы сдатчиков 6 и 7, соответствующие .количеству шихты и флюсов (137 от массы шихты) загружаемых в электропечь1. Сигнал с выхода регулятора 10соотношения поступает через электродвигатель на исполнительные механизмы загрузки в электропечь 1 шихты ифлюсов в заданном соотношении. Параллельно сигнал с выхода делителя27 поступает на вход умножителя 28,где после умножения на 1,13, выходной сигнал соответствует суммарномуколичеству шихты с добавкой 137 флюсов (от массы шихты) и далее поступает на первый вход умножителя 29.3 12 вход умножителя 29. Сигнал на выходе последнего соответствует теплоемкости шихты и после деления в делителе 31 на значение, соответствующее средней температуре плавления шихты, в блок 11 распределения мощности поступает сигнал, равный номинальной мощности, необходимой для проплава (на час, смену, сутки). Сигнал с второго выхода блока 9 расчета номинальной мощности поступает на вход делителя 32 (Фиг.З), где делится на три по числу фаз, с первого и второго выхода делителя 32 сигнал подан на первые входы элементов 34 и 35 сравнения, на вторые входы которых, соответственно,поступают сигналы первого и второго выхода блока 12 сравнения, Сигнал, соответствующий разности расчетной и текущей мощностей, с выходов элементов 34 и 35 сравнения поступает на вторые входы сумматоров 36 и 37, на первые входы которых поданы сигналы с ваттметров 15 и 1 б, эамеряющих мощность на первой и второй Фазах соответственно.Сигнал с выхода сумматоров Зб и 37 поступает на второй и первый входы регулятора 17 мощности, а также через соответствующие инверторы на. первый и второй входы сумматора 33, на третий вход которого подан сигнал, соответствующий расчетной номи-, нальной мощности, необходимой для проплава, с второго выхода блока 9 расчета номинальной мощности. Сигнал на выходе сумматора 33, таким образом, является компенсирующим и поступает на третий вход регулятора 17 мощности.Сигнал, соответствующий текущему значению мощности на выходе блока.12 сравнения (фиг,4), получается следующим образом. Сигналы с электри. ческих вибрационньгх вискозиметров, датчиков 13 и 14 вязкости штейна и шлака, например ЭВС, поступают на первые входы элементов 40 и 41 срав 359 б 1нения, на вторые входы которых поданы выходные сигналы задатчиков с потенциометром 42 и 43. Сигналы рас согласования с выходов элементов 40 и 41 сравнения поступают на входы соответствующих мостиковых схем, в плечах и диагоналях которых находятся реле, причем Р 1, РЗ, Р 4 и Рб нормально разомкнуты, а Р 2 и Р 5 нор О мально замкнуты. В зависимости отзнака сигнала замыкаются контакты реле Р 1 или РЗ (Р 4 или Рб) и размыкаются контакты реле Р 2 (Р 5), после чего сигнал через переменные сопро тивления СП 9-СП 11 (значения которыхподбираются экспериментально) и СП 12-СП 14 поступают на первый и второй вход блока 11 распределения мощности по Фазам и электродам,сиг О налы с выхода блока 11, поступаютна первый, второй и третий вход регулятора 17 мощности, причем значения сигналов являются установками для ПИД-регулятора, Сигналы с перво го и второго выхода регулятора 17мощности, в зависимости от резерва по управлению., через двухпозиционный переключатель 18 поступают на переключатель 19 ступеней напряжения ЗО трансФорматора и исполнительные механизмы 20 гидроподъемника электродов электропечи 1.Введение в систему управленияпроцессом электроплавки медных концентратов блока расчета номинальной мощности и блока распределения мощности по Фазам и электродам, а также датчиксв вязкости шлака и штейна позволит осуществлять выбор и распре О деление мощности по Фазам, что ведетк качеству и точности управления процессом так как за счет правильно выбранной мощности обеспечивается получение заданного количества штейц 5 на и уменьшаются потери меди с от. вальным шлаком, так как правильноераспределение мощности по Фазам существенно влияет на вязкость выпускаемого шлака.1235961 Ю О Составитель А. АшихинТехред В.Кадар Корректор М. Максимишине актор Н. Бобков Тираж 567 ПодписноеИ Государственного комитета СССРделам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д. ч/5 аз 306 ВНИИП Производственно-полигра ическое предприят Ужгород, ул. Проектная, 4

Смотреть

Заявка

3828485, 25.12.1984

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ КАЗАХСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. В. И. ЛЕНИНА

АШИМОВ АБДЫКАППАР АШИМОВИЧ, ТОХТАБАЕВ ГЕНРИХ МУСАЕВИЧ, НУРУМБЕТОВ АСКАР САЙЛАУОВИЧ, ЕСИРКЕГЕНОВ БЕРИК ГАВДЕСАЛЯМОВИЧ, ЮДИН АЛЕКСАНДР БОРИСОВИЧ

МПК / Метки

МПК: C22B 23/02, G05D 27/00

Метки: концентратов, медных, процессом, электроплавки

Опубликовано: 07.06.1986

Код ссылки

<a href="https://patents.su/6-1235961-sistema-upravleniya-processom-ehlektroplavki-mednykh-koncentratov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Система управления процессом электроплавки медных концентратов</a>

Похожие патенты