Способ управления процессом термообработки фосфоритных окатышей

(51)5 С 2 фосфатного сырья к в частности к спос термообработкой ок из тонкоизмельченч электровозгонкебам управления получ енньпфатного ыш о спользовано в хи ырья, может бытьмической промысле ности и позволяе дных окатышей. В бретением способ величить выход го оответствии с изо и про окаты и управл фосфоритн косвенног состоит в контраждени цессом о шей, а в ра испол а ачеств.8) перв жиг ния на выход зоны охлажде ходиться на чения. Корре режима (скорохлаждеот вел з н оторые должныдопустимогоку температурхлаждения) пеоизводят в зарН обожженных ия на- ого н ктироости в исиия зоны мости тышей к и евышения ра значения к лучае п ССОМКАТЫШЕ ректорой остью допусти ируют скоростсне охлажцени ния побл. путем изменениза, 2 ил., 1 к областовки дачи горячего омати зобретение относи сфатногоастносфосфорит пользо ст ся увешей.схеманный спосхема га охлажГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТИРЫТПРИ Щнт ССО ОПИСАНИЕ ИЗОБР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Волжский филиал Ленинградскогогосударственного научно-исследовательского и проектного института основной химической промышленности иЛенинградский государственный научно-исследовательский и проектный институт основной химической промышленности(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРО ТЕРМООБРАБОТКИ ФОСФОРИТНЫХ (57) Изобретение относитс ти управления процесса под зации процесса подготовки ф сырья к электровозгонке, в ти процесса термообработки ных окатышей, и может быть вано в химической промышленЦелью изобретения являет личение выхода годных окатыНа фиг1 приведена блок- устройства, реализующего да соб управления, на фиг.2 зопотоков, подаваемых в зон дения обжиговой машины. от разность пылесодержа Блок-схема устройства содержит (фиг. 1) конвейер 1, обжиговую машину 2, привод 3 конвейера, датчик 4 температуры, блок 5 сравнения с усилителем, задатчик 6 температуры, блок 7 управления, блок 8 задания соотношения, блок 9 сравнения, расходомер 10, делитель 11, исполнительные устройства 12 и 13, блок 14 измерения рН, блок 15 сравнеия, блок 16 управления, блок 17 задания, блок 18 сравнения, блок 19 запрета, исполнительный механизм 20, пробоотбор 1553519ники 21 и 22, блок 23 вычисления,блок 24 сравнения и бло 25 управления.Способ осуществляют следующим образом,В блоке 14 осуществляется измерение величины рН суспензии, приготовленной из обожженных окатышей, иопределяют прочность их, в блоке 15сравнения происходит сравнение фактической и заданной прочности окатышеи, выход блока 15 через усилительсоединен с блоком 16 управления, конторыи осуществляет отработку возмущения по определенной программе,т.е. изменяет скорость передвиженияпаллет (сигналы Р и Р) или дозировку сырых окатышей (сигнал Рб) .В случае невозможности применения этих регулирующих воздействийизменяют температурный режим в зонеобжига (сигнал Р)Одновременно сигналы с выходаусилителя (- Ьб) поступают на вход 25блока 17 задания температурного режима в первой зоне охлаждения .Входы блока 18 сравнения соединены с выходом задатчика 17 и датчи.ка температуры (не показан), а вы,ходы через усилитель соединены сисполнительным механизмом 20 (подачи теплоносителя в первую зону ох;лаждения), причем если температуравыше заданной, то сигнал об отклонении (+йТ) проходит в блок 20, а35если температура меньше заданной,то сигнал (-5 Т) проходит в блок 20только через блок 19 запрета, только при отсутствии на запрещающем40входе блока 19 сигнала Г, которыйформируется на выходе контура контроля запыленности. Контур контролязапыпенности состоит из пробоотборников 21 и 22 измеряющих пылесодер 345жанне соответственно на выходе зоныобжига и первой зоны охлаждения. В блоке 23 вычисляется разность показаний обоих пробоотборников ко 50 торая сравнивается в блоке 24 сравнения с заданной (опорной) величиной. Если запыленность больше заданной, то на выходе усилителя появится сигнал Р на корректировку температурного режима второй зоны охлаждения и он же (размноженный) является сигналом запрета (1), который поступает на запрещающий вход блока 19 запрета Рассмотрим осуществление способа на примере работы обжиговой конвейерной машины. С тарельчатых грануляторов через систему конвейерных уклад" чиков сырые окатыши поступают на конвейер 1 обжиговой машины 2, Первоначальная подача осуществляется из расчета, чтобы высота слоя окатышей на паллете была 200 мм Скорость продвижения паллет устанавливают посредством привода 3, например 18 и/ч,Далее материал поступает в обжиговую машину, где последовательно проходит термообработку по стадиям: сушка, подогрев, обжиг и охлаждение. Стадии сушки и охлаждения разбиты на отдельные поддиапазоны, Так зона сушки имеет три подзоны, причем в каждой подзоне устанавливают свой температурный и аэродинамический режим, т,е. температуру сушки, скорость Фильтрации и направление подачи теплоносителя.Температурный режим в зависимости от конкретной зоны поддерживается путем изменения соотношения между природным газом и воздухом или количеством теплоносителя.Пусть первоначально задатчиком 8 установлено соотношение количества вторичного воздуха к природному газу 1:1,15. С датчика 4 температуры (рассматриваем зонуобжига, но система регулирования температуры имеется в каждой зоне и работает известным способом) сигнал, пропорциональный фактическому значению напримеро1200 С, поступает в блок 5 сравнения, где сравнивается с сигналом, пропорциональным заданной температуре, например 1170 С, На выходе блока сравнения появляется сигнал рассогласования +6 Т, который через усилитель поступает в блок 7 управления, представляющий двухпозиционный регулятор . Регулятор 7 выдает в систему регулирования подачи теплоносителя, в частности на эадатчик 8, сигнал Р, который изменяет заданное соотношение с 1; 1, 15 на 1:1,12. Сигналы, пропорциональные Фактическому расходу воздуха и природного газа, поступают в арифметическое устройство (блок 11), выпол. ненное по схеме делителя. В этом блоке определяется фактическое отношение между компонентами теплоноси 515 теля, которое сравнивается в блоке 9 сравнения с заданным значением (1: ; 1, 12) и в случае отклонения сигнал поступает на исполнительный механизм 13 (регулирующий клапан), изменяющий подачу природного газа.В случае отклонения температуры обжига, например 1120 С, на выходеоблока 7 находится сигнал Г на увеличение подачи природного .газа путем изменения заданного соотношения между вторичным воздухом и природным газом, т,е. в блоке 8 устанавливается соотношение 1: 1, 18, которое в блоке 9 сравнения сравнивается с фактическим соотношением и так как оно меньше заданного (1:1, 15), то на регулирующий клапан 13 постуйает соответствующий сигнал на увеличение подачи природного газа.Таким образом, отработка возмущений по каналу - регулирование температурного режима осуществляется известными способами.. Контроль качества обожженных окатышей осуществляют следующим образом. После обжига отбирают 0,5 кг окатышей (куска и т.д.), дробят и истирают их, гидратируют в 1 л дистиллированной воды при комнатной температуре и постоянном перемешивании в течение 15 мин.Все эти операции реализуются в блоке 14, рН-метром измеряют рН полученной суспензии. В блоке 15 сравнения фактическое значение рН сравнивается с заданным значением или непо., средственно сравниваются соответствующие им значения прочности окатышей. Заданное значение зависит от состава исходной шихты для окомкования и находится в пределах 7-9,5.Была установлена зависимость между величиной рН обожженных окатышей и их механической прочностью.Конкретное заданное значение рН, с которым сравнивается полученное фактическое значение, зависит от ряда Факторов, поэтому можно получить его непосредственно, подвергая термообработке фосфатную муку при температуре обжига, т.е. при 1150-1180 С, или пользуясь графиками, полученными для различного состава сырья и содержания оптимальной фракции 0,074 мм в фосмукеПусть на окомкование поступила руда с содержанием СО в ней 7 Х, со 53519 6держание оксидов щелочных металлов0,7 и выход фракции - 0,074 - 707.Исходя из полученных зависимостей, 5заданное значение рН обожженных окатышей должно быть в пределах 7,08,0.Поэтому в блоке 15 сравнения фактическое значение рН 9 сравнивается сзаданным рН 8.1Наиболее оптимальной являетсяпрочность окатышей 180 кг/см и выше, а при рН 9 она несколько ниже15и соответствует 130-140 кг/см 2.На выходе блока 15 сравнения появляется сигнал рассогласования, соответствующий рН 1,0, т.е. прочностьниже заданной, который через усили 20 тель поступает в блок 16 управления,В зависимости от величины отклонения величины рН (т.е, прочностиокатышей) на выходе блока 16 формируется сигнал Г-Г 6 . сигнал Гэна уменьшение скорости перемещенияпаллет, т,е, на увеличение временипребывания окатышей в зоне обжига,если качество окатышей ниже нормы,сигнал Г 4 - на увеличение скоростиперемещения паллет, если прочностьокатышей более 200 кг 7 см (приотклонении ЬрН 1)., т.е. уменьшениевремени пребывания окатышей в зонеобжига.Лимитирующими факторами для этихдвух воздействий является соответственно минимально- и максимально допустимая скорость передвижения паллет,В этом случае при отклонении качества окатышей формируют сигнал Г 6на изменение количества сырых окатышей, нс только в меньшую сторону,т.е. при недостаточной прочностиокатышей, поэтому лимитирующим Фактором для этого сигнала являетсяоптимальная производительность обжиговой машины.Если прочность окатышей ниже нор 50 мы, а воздействия Г 5 и Гб применитьнельзя, то на выходе блока 16 Формируется сигнал Г - на изменение5температурного режима обжига, т. е.увеличение температуры.На выходе управляющего блока 16при отклонении качества обожженныхокатышей от нормы имеется толькоодин сигнал Г 4 или Г-Г 6 . Обычноскорость охлаждения обожженных окатыщей первоначально задается исходяиз того, что процесс термообработкипротекает нормально, поэтому обычнопринимают на первой стадии охлажде 5ния такой температурный режим, чтобы скорость охлаждения в зоне Е была 100 С/мин, в зоне ЕЕ - 40 С/мин,причем в зоне ЕЕ охлаждение осуществляется за счет поддержания соотношения между горячим воздухом с темопературой 180 Си вторичным воздухомс температурой 250 С в пределах1:2 (см. фиг.2).В рассматриваемом примере качест-.во (прочность) обожженных. окатышейменьше нормы и наблюдается большоерассогласование рН 1,поэтому необходимо скорость охлаждения в зоне Еуменьшитьс первоначально заданнойскорости 100 С/мин до 70 С/мин. Таккак прочность обожженных окатышейнедостаточна, при большой скоростиохлаждения возникает шоковое состо,яние, окатыши растрескиваются, иувеличивается выход мелочиСигнал на корректировку заданияв блок 17 задания температурного режима зоны охлаждения Е поступает непосредственно от фаз очувствительного усилителя блока 15,Заданный температурный режим поддерживается известным способом путемизменения количества газа, имеющегоотемпературу 350 С и поступающего через дымосос в зону Е, Регулированиеосуществляется регулятором, включающим датчик температуры (не показан),блок 18 сравнения с выходным усилителем, причем, если скорость охлаждения меньше заданной (-6 Т), то сигнал на исполнительный блок 20 поступает только в том случае, если на запрещающем входе блока запрета нетсигнала. 45Это вызвано тем, что, если приуменьшенной скорости охлаждения количество образующейся пыли больше допустимой величины то при восстановлении скорости охлаждения оно еще станет больше, а выход годных окатышейуменьшится.Контроль запыленности, таким образом, является дополнительным контролем за правильностью выбора режимаохлаждения и осуществляется он следующим образом.Одновременно с отбором пробыобожженных окатышей на выходе зоны обжига отбирают пробу отходящего газа и определяют в нем содержание пыли (блок 21) . Далее на выходе зоны охлаждения Е измеряют содержание пыли в отходящих газах (блок 22).Пусть, например, после зоны обжига содержание пьяни в отходящих газах быпо 0,55 г/нмз, а после зоны охлаждения Е - 0,80 г/нм .Эти сигналы сравниваются в блоке 23 сравнения, и на выходе его появляется сигнал Л 2, который сравнивается в блоке 24 с заданным значением.За заданное значение принято Ь 2До о =0,3 г/нм, так как по регламенту суммарное пыпесодержание в отходящих газах из всех эон не должно превышать 1 г/нм .Учитывая, что образование пыли в основном происходит в зоне сушки1607) и зонах охлаждения и зависит от прочности окатышей, приняты указанные значения.Таким образом, в блоке 24 сравнивается сигнал пропорциональный Ы сЕ 2 , те, 025 с 030 г/нмз, а так как зона нечувствительности (срабатывания) усилителя выбрана пропорционально +0,1 г/нм, то на выходе блока 24 сигнала нет и, соответственно, на выходе блока 25 нет сигнала Р 8, т.е, корректировка режима охлаждения во второй зоне не осуществляется.Регулирование температурного режима производится следующим образом.В блоке 18 сравнения сравнивается фактическая скорость охлаждения возоне Е, равная 60 С/мин, со скорректированной заданной 70 С/мин, и на выходе его появляется сигнал рассогласования, пропорциональный -б,Т =о=10 С/мин и, так как на запрещающем входе блока 19 запрета сигнал Й отсутствует, то на входе исполнительного механизма появляется сигнал Рт на увеличение скорости охлаждения в зоне Е, т.е. уменьшение горячего воэодуха с температурой 350 С через соответствующий дымосос. Корректировка режима в зоне охлаждения не осуществляется, так как отклонение пыле- содержания составляет 0,05 г/нм . Если скорость охлаждения в зоне Е больше заданной, например 80 С/мин, то на выходе блока 18 появляется сигнал рассогласования +ЬТ, который непосредственно поступает на вход ис53519 510 15 20 2530 35 40 45 50 55 9 15 полнительного механизма 20 (сигнал Г ) на уменьшение скорости охлажде 7ния, т.е. увеличение подачи горячего воздуха в зону 1.Если на выходе блока контроля пыли в отходящих газах имеется сигнал рассогласования + Ь Е, т,е. запыленность больше допустимой после зоны охлаждения 1, например после зоны обжига 55 г/нм, а после зоны охлаждения 1 - 0,95 г/нм, т,е. на выходе блока 24 сравнения будет сигнал +И = 0,10 г/нм, тогда на выходе блока 25 появляется сигнал Е на корректировку режима охлаждения в зоне 11, те. уменьшается скорость охлаждения в этой зоне. Отработка возмущения происходит путем изменения соотношения между горячим воздухом с температурой 180 Си с воз.о духом, имеющим температуру 25 С. Первоначально заданное соотношение между ними, равное 1:2,0, будет изменено на 1:1,8.В таблице приведено несколько конкретных примеров осуществления способа, причем пример 1 соответствует прототипу.Пример 2 отличается от примера 1 осуществлением корректировки температурного режима в зоне охлаждения с 100 на ОС/мин. Это позволило сни эить пылесодержание на выходе зоны охлаждения 1 с 6 Е 0,45 г/нмэ до И = 0,25 г/нмз, а выход годных окатышей с 80,5 до 86,37, несмотря на отклонение температурного режима обжига и прочности окатышей менее оптимальной (140 вместо 180 кг/см) .В примерах 3,6 параметры термообработки оказались близки к оптимальным значениям, о чем свидетельствуют как величина рН, так и Ь 2, находящаяся ниже допустимых пределов.Пример 4 показывает, что режим обжига не совсем оптимален, о чем свидетельствует температура его 1140 С, по отклонению содержания пыли после эоны охлаждения зоны 1 ЯЕ = 42 г/нм) видно, что скорость охлаждения в зоне 1 выше, поэтому надо снизить ее до 70-80 С/мин, что уменьшит образование мелочи и увеличит выход годных окатышей с 88 до ,92"947.В примере 5 режим термообработки близок к оптимальному, но учитывая, что выход годных окатышей составля 10ет 922, а отклонение пыпесодержания на выходе зоны охлаждения 1 (6 Е = - 0,26 г/нм) близко к предельно допустимому целесообразно снизить ско" рость охлаждения в зоне 11 с 50 до 40 С/мин, в результате чего выход годных увеличится с 92 до 95,07.Таким образом, при использовании предлагаемого способа повышается вь.ход годных окатышей по сравнению с прототипом на 5-6 Е (примеры 1 и 2) Формула изобретения Способ управления процессом термообработки фосфоритных окатышей в обжиговой машине, включающий регулиро- вание температуры в зонах сушки и обэп а, в первой, второй и третьей зонах охлаждения путем изменения соотношения расходов природный газвоздух или расхода теплоносителя вэти зоны, регулирование механическойпрочности обожженных окатышей по измеренной величине рН суспензии, приготовленной из них, путем изменениярасхода или скорости перемещения сырого материала в обжиговой машине,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью увеличения выхода годных окатышей, дополнительно измеряют пылесодержание на выходе зоны обжига ипервой зоны охлаждения, определяютразность этих измеренных значений пылесодержания, сравнивают ее с задан;ным значением разности, если измеренное значение этой разности большезаданного значения, то увеличивают.температуру во второй зоне охлаждения, при измеренной величине рН суспензии меньше заданного значения,определяют по величине рН суспензиизаданную скорость охлаждения в первойзоне, сравнивают ее с измеренным значением, если измеренное значение скорости охлаждения в первой зоне бопьшезаданного значения, то увеличиваюттемпературу в,первой зоне охлаждения, если измеренное значение скорости охлаждения в первой зоне меньшезаданного значения и измеренное значение разности пыпесодержания на выходе зоны обжига и первой зоны охлаж.-,дения равно или больше заданного значения, то уменьшают температуру впервой зоне охлаждения, при достижении расхода или скорости перемещения сырого материала в обжиговой155359 2 ше зада нного знач ения увеличиваюттемпературу в зоне обжига,ОЛ 1 Охлаждение в зонах 1/11 рН Режим тер мооб раб отки Пыпесо- Изменение реПример Выкалгодных держание,г/нм жима термообработки Время мнн Скоростьохл ажд е ни я,град/мин Об:киг Сувка окатышей, Х Темпе- Время,ТемпеВремя,мин ратура, мин С ратура, фС 8,4 7,5 0,45 80,5 8,4 7,5 70/35 100 15 9 5 15 2 220 0,25 86,3 8,0 7,0 100/40 1180 18, 8 2 15 3 220 Без корректировки 0 2 97,3 8,8 7,8 100/35 1140 15 92 15 4 220 0,42 Увеличили тем,0 пературу до1 180 С. Измевили режим взоне охлажцения 1 5 220 15 1180 15 8,7 90/50 8,80,26 1160 18 8,5 90/408,6 15 6 , 220 0,18 95,9 Без корректировки машине предельных значений и при меренной величине рН суспензии б 1 220 15 1100 15 9,5 100/40 Увеличили температуру обжига до 1180 СУвеличили температуру обжига до 1180 С Увеличили подачу горячеговоздуха в зонуохлаждения 111553519 Заказ 434 Тираж 411 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откр113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. иям при ГКНТ СССР омбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина,рсизводственно-и тельск Составитель Г.Огаджановактор Т,Лазоренко Техред М.Дидык Корректор М. Самборская