Способ управления процессом автогенной плавки руды

Способ управления процессом автогенной плавки руды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСЛНИЕ„, ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.03.80 (21) 2898058/22-02 ($)) М Кд 3

С 22 В 15/06 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (33) УДК б69. 333..43(088.8) Опубликовано 150233. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 15.02. 83

Г.A. Амириди, Г.И. Амириди, В. С. Багдасарян и (72) Авторы изобретения

Государственный научно-исследовательский и автоматизации производственных процессов х промышленности и цветной металлургии и Гос проектный и научно -исследовательский инсти никель-кобальтовой и оловянной промышленности

"Гипроникельи (71) Заявители! (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИИ ПРОЦЕССОГ1 АВТОГЕННОЙ

ПЛАВКИ РУДЫ!

15

25

Изобретение относится к. способам автоматизированного управления, в частности к автоматизированному управлению процессом автогенной плав,ки руды, содержащей в основном сульфиды цветных металлов и железа, и может быть использовано для управления процессами кислородно-взвешенной плавки руды и конвертирования медных и медно-никелевых штейнов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату являетия известный способ управления процессом автогенной плавки, включающий измерение значений текущих расходов кислорода, руды, кремнистого флюса, предварительное определение потребного количества руды, кремнистого флюса и кислорода в зависимости от химического состава перерабатываеьых материалов 1 .

Недостаток известного способа состоит в относительно низком извлечении никеля, меди и кобальта..

Цель изобретения — повышение из.влечения никеля, меди и кобальта.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем окислительную продувку, подачу руды, кремнистого флюса, слив продуктов плавки, измерение значения текущего расхода кислорода, руды, кремнистого флюса, заключающийся в предварительном определении потребных количеств руды, кремнистого флюса и кислорода, зависящих от химического состава перерабатывае»их материалов, дополнительно измеряют текущие значения расхода отходящих газов и содержание кислорода в них, количество шлакового расплава, образованного эа время между замерами, и содержание кремнезема в нем, определяют скорости образования магнетита, усвоения кислорода, образования неокисленного сульфида железа, перехода сульфида железа в шлаковый расплав, расхода сульфида железа на образование магнетита, по которым определяют скорость восстановления магнетита и скорость растворения кремнезема и по ним осуществляют коррекцию состава шлакового расплава и стабилизацию .температуры путем управления расходом руды, кремнистого флюса и кислорода.

Кроме того, указанная цель достигается за счет вычисления конкретных параметров по конкретным математичес; ким выражениям.

996492

В качестве примера осуществления способа рассмотрена автоматизированная система управления процессом автогенной плавки руды.

На фиг. 1 приведена структурная схема автоматизированной системы управления технологическим процессом. (АСУ ТП) автогенной плавки руды, реализованная в предлагаемом способе, на фиг. 2 - зависимость температуры шлаковой ванны от количества усвоенного кислорода; на фиг. 3 — зависимость содержания никеля и кобальта в шлаке автогенной плавки от содержания кремнезема в шлаковом расплаве; на фиг. 4 — блок-схема алгоритма расчета скорости восстановления магнетита; на фиг. 5 — блок-схема алгоритма расчета скорости раст" ворения кремнезема> на .фиг. б — алгоритмическая структура управления процессом автогенной плавки; на фиг. 7 — блок-схема алгоритма управ5

1Î

20 ления процессом автогенной плавки руды; на фиг. 8 †. структура вычислител ьно го комплекса.

Система состоит (фиг. 1)из аппарата автогенной плавки 1, управляющей вычислительной машины (УВМ) 2, пробоотборника 3, анализатора 4 вещественного состава (АВС), уровнемера 5, датчика б расхода отходящих га-30 зов, устройства 7 отбора газов, датчика 8 содержания кислорода, в отходящих газах, датчика 9 расхода кислорода, регулятора 10 расхода кислорода, регулирующего органа 11 расхода 35 кислорода, датчика 12 содержания кислорода в техническом кислороде, дат.чика 13 расхода руды, регулятора 14 расхода руды, регулирующего органа

15 расхода руды, датчика 16 расхода кремнистого -флюса, регулятора 17 расхода кремнистого флюса и регулирующего органа 18 расхода кремнистого флюса. .Сигнал о расходе технического ки- 45 слорода (Г,„) подается с датчика 9 на регулятор 10. Сигнал от регулятора 10 воздействует на регулирующий. орган 11, изменяя расход кислорода.

Сигнал о расходе руды (Ср) подается с датчика 13 расхода руды на регулятор 14. Расход руды регулируется путем воздействия сигнала от регулятора

14 на регулирующий орган 15.

Сигнал о расходе кремнистого флюса (GsiO ) подается с датчика 16 на регулятор 17 расхода кремнистого флюса..Расход кремнистого флюса регулируется путем воздействия сигнала от регулятора 17 на регулирующий орган 18.

В УВМ одновременно подаются соот- 60 ветствующие сигналы от датчиков: б, 8, 12, 13 и 16 расхода отходящих гаэов; содержания кислорода в отходящих газахр содержания кислорода в техническом кислороде; расхода руды; расхода кремнистого флюса. В УВМ от ана-, лизатора 4 вещественного составапоступает информация о содержании основный компонентов руды, кремнистого флюса и шлака автогенной плавки.

Сигнал от УВМ устанавливает оптимальный расход кислорода путем воздействия на уставку регулятора 10.

Оптимальный расход кислорода учитывает скорость восстановления магнетита и скорость растворения кремнезема.

Уровень расплава измеряется для оп ределения его количества по известным геометрическим размерам аппарата автогенной плавки. Информация о текущем химическом составе перерабатываемых материалов и получаемых продуктов плавки поступает на вход управляющей вычислительной машины (УВМ) от анализатора вещественного состава, а содержание кислорода в техническом кислороде и отходящих газах от газоанализаторов. Заданное зна-. чение химического состава шлака поступает в УВМ с помощью устройства ручного ввода. Сигнал о6 уровне расплава поступает в УВМ от уровнемера.

В УВМ на основании информации о расходе технического кислородова содержании в нем кислорода Стерег расrex ходе отходящих газов Я и содержании кислорода в них Coàс учетом моог мента замера ьо, времени запаздывания Т (транспортное и емкостное) определяется количество удвоенного кислорода за время между замерами дТ,а также средняя скорость усвоения кислорода.

Количество усвоенного кислорода .между двумя замерами за промежуток

ЬТ равно

02 где дс - время квантования для QWxkor ,— = К дТ=К D t . Если момент замеДТ М

pa G обозначим через 7«то or

Средняя скорость усвоения кислорода за промежуток дТ равна

0 С& усе (ср1 дТ

1: О 0 О 01

1=0

ЬТ

Количество усвоенного кислорода

:за час, смену, сутки определяется .

О, дТ

99б492 ре 0 Ее. 04

З 4 001% лХ

В УВИ @о скорости образования маг- 10 нетита { 6оф ), скорости образования

Q4 неокисленного сульфида железа (6,и, „„„), Fe скорости расхода сульфида железа на образование магнетита (6 Ь „) и пее рехода магнетита в шлаковый расплав (G eg04) за время между замерами (ат) определяют скорость восстановлениямагнетита (Ища 4) .

Fe,P, 0 ,. обр « 45 св(ср)

FeS - Геб ре3 не окисл р оЬр,мгн

ЮО Fe О

50 ""=001Ñ ХРЕ р 1 Р р

55 коэффициент пропорциональности b; . обуславливается количеством усвоенного кислорода, определяется следующим выражением

Fe 04 5 0>

Х =-0,11У + 36 .

Nh где t(ч, смена, сут) - промежутки времени работы агрегата в течение-часа, смены, суток.

При определении количества усвоенного кислорода за час или смену (если смена б ч), или сутки соответ.ственно вместо час, смена, сутки записываются 1, б и 24.

Скорость образования магнетита

:определяют по средней скорости усво- 20 к Ор д (et>e (р)) р о

Скорость образования неокисленного сульфида железа определяют на основании информации о скорости образо-. вания.сульфида железа из руды (6г )

FeS и скорости расхода сульфида железа

Fe5 на образование магнетита (6 н) . и описывают выражением

Скорость расхода сульфида железа

eS на образование магнетита (6 g н) определяют по средней скорости об- 40 разования магнетита

Fe O

@оБр,мгн o8p (ср)

SeS 1436, 45

Скорость образования сульфида железа иэ руды (G+ .) определяют по коре личеству руды G и содериание аулвP фида железа в руде (Х

Процентное содержание магнетит а в шлаковом расплаве определяют на. оСновании информации из анализатора вещественного состава о содержании кремнезема {Ущл ) в нем за время

5(Oq между замерами (ЬТ) и описывают выражением

Скорость перехода магнетита в шлаковый расплав (6 „ 4) определяют по: информации о скорости образования шлакового расплава (Ишл) за время между замерами (дТ) о содержании магнетита в шлаковом Расплаве (Х лЗ 4) и описывают следующим выраженйем

Скорость восстановления магнетита (MFe3п4) описывается следующим вы-. вос ражением

Fe304 Ре 304 Fe< Fop<

=011Г +0,36 -С +D. вос " обр He окисл шл

Свободный член уравнения (О) обуславливается скоростью усвоения кислорода и .в зависимости от нее определяется следующим выражением

D=0,826 Gl - f01,о2 при 130 С, (190;

О, О, Э=107,02- 0,8266, пРи С (130.

Сигнал о расходе кремнистого флюса (Gg;p ) подается от датчика 1б на регулятор 17 расхода кремнистого флюса. Расход кремнистого флюса регулируется путем воздействия сигнала от регулятора 17 на регулирующий орган 18. Сигнал о расходе кремнистого флюса поступает одновременно. в УВМ. Оптимальное значение расхода кремнистого флюса устанавливается воздействием сигнала от УВМу учитывающего скорость растворения кремнезема (Р О ) на установку регулятора 17.

Скорость растворения кремнезема определяют по информации о скорости перехода сульфида железа (6,л ) в е шлаковый расплав и скорости йерехоца магнетита в шлаковый расплав (G 4) шл

Скорость перехода сульфида железа в шлаковый расплав (6 ) опреFe5 деляют по информации о скорости yc" военного кислорода и описывается следующим выражением

0 0 т

=-0,6496, +0,00 (G„()(ГЕ 0 0

Ь„=-0,07 X +2,92 при 1 св )- ЮО-165;

Fe>04 0

-0,074 X +2 724 При 6 ()- 145-149;

996 49 2

5i0> р„„

1 Х =1ОО шл

Суммарную скорость усвоения кислорода определяют по информации о средней скорости усвоения кислорода (6 е с ) и дополнительного расхода

9. кислорода (G 2 )

*on (cp) МО2

@ =ОЛ5ашл+ ; регл е:a =a .а""р . ал ал нед

40 Недостающее количество кремнистого флюса (Q"„ ) определяют по информации о йедостающем количестве . кремнезема в шлаковом расплаве (янеО ) и коэффициенту пропорциональности

45 К„, отражающему содержание кремнезема в кремнистом флюсе, .

Ре О, Ре 0 C„„

))(, =1ОО кр, фл 8102

Q =к а нед нед

Недостающее количество кремнезема в шлаковом расплаве определяют по информации о регламентном количестве, кремнезема в шлаковом расплаве (Ю Д ) и количестве кремнезема

Я 02 5102 5102 не* регл u n

Fe Ол .Реэо4 г 3 =0,01и Х „ щл шл шл

F6304 02

S <064>щл Р>32< пРи О се с =-0,061Хш t2,116 пРи С, .=130-134k юсв (срГ

В у ВМ на основании информации о средней суммарной скорости усвоения кислорода (Д„ ) и скорости образо.вацияО дополнительного магнетита (О 4д1) определяется скорость восстановления дополнительно образованного магнетита ре О Е:.О ре,о

= 0,113+0,0028 G

Ьасст (акоп) св(ср) обр (доя ) О 02 О

Уев(ср) УС В(сР1 Аоп (сР)

Скорость образования дополнительного магнетита. определяют по средней скорости усвоения кислорода

002 (,"„(ср) ) реэа4 О а6р (доп ) зсВ (cp)

В УВМ на основании информации о. суммарной скорости перехода магнетита в шлаковый Расплав (G для@ ) и . еь94 . скорости образования шлакового расплава (Wù„. ) определяется суммарное .содержанйе магнетита в шлаковом расплаве

Суммарную скорость перехода маг.нетита в шлаковый расплав определяют по информации о скорости перехода магнетита в шлаковый расплав (Ц лэ04 )

Ре о и скорости .перехода в шлаковый расплав дополнительно образованного магРеэ04 Реэ04. 304 . — Ошл =0 Ол щл(Won) Скорость перехода магйетита в шла-. ковый расплав определяют по информа" ции о скорости образования шлакового расплава (Чщл) и содержаиии магнетита в шлаковом расплаве:

Скорость образования шлакового расплава (Ч,„„) определяют по информации от уровнемера о количестве ,шлакового расплава (ЯшЛ), образован .ного за время между замерами (hT)

5 шл шл аТ В УВМ на основании информации о регламентном количестве, кремнезема

1Î в шлаковом расплаве (Q О ) и сумРегл . марном количестве шлакового расплава (E»Q „„), образованного после подачи недостающего количества кремнистого флюса, определяется суммарное содержание кремнезема

Регламентное количество кремнезема в шлаковом расплаве (Q510 ) onРЕГА ределяют по" количеству шлакового расплава (О.,„л ) и коэффициенту пропор25 циональности Ч, отражающему регла,ментную скорость образования шлакового расплава, Суммарное количество шлакового расплава (MQщ ) определяют по информации о колйчестве шлакового расЗ5 плава (Q>n ) и недостающем количестве кремнйстого флюса (Q "ф ) Скорость растворения кремнезема и скорость восстановления магнетита являются функциями количества усвоенного кислорода. Зависимость температуры шлаковой ванны от количества

996492

10 усвоенного кислорода имеет линейный g характер (фиг. 2).

Содержание никеля и кобальта в шлаке автогенной плавки является функцией содержания кремнезема в расплаве (фиг. 3). Поэтому управление скоростью восстановления магнетита и скоростью растворения кремнезема позволяет стабилизировать температуру ! и содержание никеля и кобальта в шлаковой ванне.

Блок 19 (фиг. 4) Начало. Исходные данные поступают из алгоритма сбора и первичной обработки информации.

Отбор пробы шлакового расплава производится . пробоотборником, с глубины 50-100 см от поверхности рас- 15 плава, через 30 мин после первоначального замера уровня ванны. Пробоотбор, прободоставка н анализ пробы в анализаторе вещественного состава составляет 15 мин. Уровнемером изме- 2Q ряют уровень шлакового расплава, образованного за время между замерами. УВИ определяет количество шлакового расплава (О „).

В блоке 20 производится определение средней скорости усвоения кислорода за время между замерами ат

О

2 Ус9 ачсв(ср) ат 30

}0 тЕ тЕ ог аТ 35

В блоке 21 осуществляется определение средней скорости образования магнетита

В блоке 2б производится определение скорости перехода магнетита в шлаковый расплав ге 0 Fe04 =0,OO W WХ ав шл

В блоке 27 осуществляется определение свободного члена (О) уравнения скорости восстановления магнетита при 130 46O2 <190 по формуле

В=0,83G .— lO}; чс8 при G 2 < 130 свободный член уравО

ЪсВ

t нения определяется по формуле

0 8 чсб

В блоке 28 производится определе- ние скорости восстановления магнетита по формуле

Ге 04 Fe>04 Fes з 4

34

=0 }1 о8 (} не окисл tun рср

В блоке 29 осуществляется формирование массива параметров для печати поназателей аппарата автогенной плавки.

В блоке 30 производится выдача значений показателей на-печать.

Блок 31. Конец. Результаты обработки алгоритма используются для управления скоростью восстановления магнетита.

Блок 32 (фиг. 5). Начало..Исходные данные поступают от датчиков и обрабатываются по алгоритмам сбора и первичной обработки информации.

В блоке 33 осуществляется определение средней скорости усвоения кислорода эа время между замерами b .Г ре 04 02

С . =1,Ж6

Обр(Ср) ГНУСЬ(ср)

В блоке 22 производится определение расхода сульфида железа на образование магнетита

Fe>04 обр мгн оер(ср}

= }, }Зчф

В блоке 23 осуществляется определение скорости образования сульфида железа из руды

101 G Х р p Р

В .блоке 24 производится определенце скорости образования неокнслениого сульфида железа

Fe& Fee Fe s не окисл р обр. мгн.

О а„,з Усз(ср} дТ

2=0

В блоке 34 производится определение скорости перехода сульфида железа в шлаковый расплав

I е . 0 еэо

%0

Х --0,}}Ч ice.

ШЛ щл е о 510

В блоке 35 осуществляется опредеВ блоке 25 осуществляется опреде- я ление процентного содержания магнеление процентного содержания магне- тита в шлаковом расплаве тита в шлаковом расплаве

996492. ния кремнезема; алгоритмом определения скорости восстановления магнетитар алгоритмом определения недостающего количества кремнезема;алгоритмом определения содержания никеля и кобальта в шлаке; алгоритмом определения скорости усвоения кислорода, алгоритмом определения регламентной скорости восстановления магнетита; алгоритмом определения регламентного количества кремнезема.

Блок 43 (фйг. 7). Начало. Исход.ные данные поступают от датчиков и обрабатываются по алгоритмам сбора и первичной обработки информации. (5 Блок 44. Сигнализация "Включить уровнемер".

Блок 45. Ожидание gt=2 мин. Время ожидания используется для решения других задач.

2 В блоке 46 производится опрос уровнемера. Формирование значенкя сигнала уроэня ванны (ИВ1) за время Yz; формирование значения сигнала уровня ванны эа время ip (W82).

В блоке 47 происходит определение уровня. расплава (USL) Fe 0 Fe 04

G =001W Х шл

Fe>04

Ъ =-0,01Х 2Л

«304 b = -0,074 Х + 2,724; еэо4 З= шл + +4j

U5L, = 061- 082 .

° В блоке 48 осуществляется опреде30 ление количества расплава, образованного за время между замерами, 3 4 (5--0,061 Х л +2, (76 °

j5 где b=5,8 м; с=13,86 м, г=3,5 т/мз.

В блоке 49 производится опрос анализатора вещественного состава; определение содержания кремнезема в шлаковом расплаве (Ч „ ).

В блоке 50 происходит определение содержания магнетита в шлаковом расплаве (X еэ 4)

1 Шл

45 Х =-071Ч „+36.

Fe>0+ %02 ал

Si0 Fe 0

2 Геэ шл j щл

В блоке .40 осуществляется формирование массива расчетных параметров для печати показателей технологического процесса автбгенной плавки.

В блоке 41 производится выдача значений показателей на печать. 30 ьлок 42, Конец. Результаты обработки алгоритма используются для управления скоростью растворения кремнезема.

Автоматизированная система уп- 55 равления процессом автогенной плавки руды обеспечивается следующими алгор итмами (фиг. 6 ): алгоритмом onроса датчикон; алгоритмом обработки информации; алгоритмом определения показателей технологического процесса; алгоритмом определения количестна расплава за время между замерами; алгоритмом определения текущей и прогнозируемой скорости раствореFe>p< Геэ04

= 0,01,„л Х л ел

0, 60 2 Jee

Yc8(cP Г ьт (ТЕХ 1 ТРХ

65 Т

В блоке 36 осуществляется определение скорости перехода магнетита в шлаковый расплав

В блоке 37 производится определение формулы для расчета коэффициента пропорциональности b; при усвоении кислорода 150 < G 02 < 165

1 при усвоении кислорода 145 < G „- (149 при усвоении кислорода 140 < G; «< 144

0 при усвоении кислорода 135 < G. < 139

3 4

3 =-0,054 Хц,л + 2, З24 >

02 при усвоении кислорода 130 4 G < 134

В блоке 38 осуществляется определение коэффициента b„- .

В блоке 39 производится определение скорости растворения кремнезема

В блоке 51 осуществляется определение скорости перехода магнетита в шлаковый расплав

В блоке 52 производится определение средней скорости усвоения кислорода за время между замерами Т 14

996492

02 акоп

2 лт!

О

02 02 02 усв р) усе(ср) дон (с) ) =G, 1Съ

В блоке 61 определяется скорость

15 образования дополнительного магнетита

Рез04 02 обр(доп) Аоп (cp) = ),456

20 ре О

tl„=-î,07Х +2,92 3 ьос(доп)

В блоке 63 определяется скорость перехода в шлаковый расплав допол30 нительно образованного магнетита

Ре,04 о ---0074X +2,)2Ф;

2 1 шл

Ее О) Реза) езО) шл шл шл (доо)

Ее О, =-0,0Ы)(-2, 7Ü.

Ре О, Се,а, ил

) "=1ОО

50

В блоке 58 происходит теоретический расчет дополнительного количе- 55 ства кислорода (G 2„), при 150 G

), 130 ге а)

Ь„=-Оо1 Х шл + 2 92

02 02 02

6 доп регл усь

В блоке 53 происходит сравнение.

Скорость усвоенного кислорода больше или равна регламентной: "Да" (G m )> " реал) переход к блоку 80 ..

"Нет - скорость усвоенного кисло-. ро а меньше регламентной (G С

Ое G„„„) - переход к блоку 54. усь(ср }

В блоке 54 осуществляется определение скорости перехода сульфида желе з а в, шл а к овый р аспл ав

Ре5 / 02 )г, ш, - Фа уса(с )+ОООИ +77

4 усе(р) !

В блоке 55 производится определение формулы для расчета коэффициента пропорциональности (Ь„ ) в зависимости от количества усвоенного кислорода .при G 2 =150-165 кг/мин усь(ср) при G 2 ()=145-149 кг/мин

02 при G =140-144 кг/мин

О усь(срГ

« 04.

Ь =-а,оь9)(„+2,&И; при G =135-139 кг/мин

02 усь(ср } езо Ь4=-ОО64 Х„„, + 2, 324; при G =130-134 кг/мин

02 усь(ср) В блоке 56 осуществляется определение коэффициента b„..

В блоке 57.определяется скорость растворения кремнезема

В.блоке 59 определяется дополнительное количество усвоенного кислорода (О о), которое производится

О аналогично определению сред()ей скорости усвоения кислорода (6„ ()) В блоке 60 определяется средняя суммарная скорость усвоения кислорода

В блоке 62 определяется скорость восстановления дополнительно образованного магнетита

Ре30+ Ее а Ге 4

-G -G шл(доп) обр (Аоп) ьос (доп) В блоке 64 определяется суммарная скорость перехода магнетита в шлаковый расплав

В блоке 65 определяется суммарное содержание магнетита в шлаковом расплаве

В блоке 66 определяется расчетная формула для расчета коэффициента пропорциональности (b. ) при > =1500

1 ус8(ср)

165 кг/мин.

В блоке 67 определяется коэффициент b„.

В блоке 68 определяется суммарная .скорость перехода сульфида железа в шлаковый расплав е =-0,6)вс 02 а,аа14(c, (77, mh Yce

996492

15

В блоке .80 определяется скорость образования магнетита

B блоке 69 определяется прогнози. руемая скорость растворения кремнезема.

Ре304 02

3 4 (45

5102 Е рез Ге 04

% =09О „л +Ь,Е Ьшл +4.

В блоке 70 определяется количестso шлакового расплава, образованного эа время между замерами (ЬТ) 10

Q,==w

В блоке 82 определяется скорость образования сульфида железа из руды

В блоке 71 определяется количество кремнезема в шлаковом расплаве

С. =OO4G Х

Ге 5

p p p

510 „, = K„Qш„.

В блоке 72 определяется регламент- В блоке 83 определяется скорость ное количество кремнезема в шлако- образования неокисленного сульфида вом расплаве

20 железа

Fe5 FeS Fee сне окисл= Ц р -О обр мгн.

SqO

G(= 025 Q регл шл

В блоке 84 определяется свободный член (О) цо уравнению

D =0,826G -101,02.

02

УС&

В блоке 85 определяется скорость восстановления магнетита

510 ЯО 510

=С, -, нед регл ел

РЕО РеО „Fe0

З4 Ге5 вос оор не окисл шл +

В блоке 86 определяется регламент ная скорость перехода магнетита в шлаковый расплав

Fe О

3 4

3.4

0,01 ЧОШ Х perh

В блоке 87 определяется регламентная скорость восстановления магнетита — кр фл шл шл нед

Fe O4 ре504 Fe5 Fe 04

1Я =011 0 +О,ЪЦ -4 еос(регл) моор О не окисл г шл(реги

+2.

N) -Е (,510 ), Со- f (510 температура шлака автогенной плавки, С, TSt температура штейна, С

GR1 GR2 GR3 - количество высокосернистой руды, загруженной состветственно из трех бункеров;

Ч нри скорости образования шлаково- 25 го расплава 434-560 кг/мин равно 600.

В блоке 73 определяется недостающее количество кремнезема в рас-. плаве что соответствует количеству кремнист о го флюс а 35

QqO кр.ф"к G, 0 нед 2 нед

В блоке 74 определяется суммарное 40 количество шлакового расплава после подачи недостающего количества кремнистого флюса

В блоке 75 определяется содержание кремнезема в шлаковом расплаве

5102 регл 50 1 =100шл шл

В блоке 76 определение! содержания цветных металлов в шлаке автоген-55 ной плавки произвОдится графически из фиг. 3

В блоке 77 происходит формирование массива.. В блоке 78 осуществляется печать. Блок 79 . Конец. 65

В блоке 81 определяется скорость расхода сульфида железа на образование магнетита

Ее5 1я6 о обр arrl о6р (Gp)

В блоке 88 осуществляется сравнение скоорости восстановления магнетиВог. Вос (ре гл) ку 76.

Feo Fe 0

Нет — W 4C W 4 - переход к блоку 70.

eoc. Вос (регл)

В структуре вычислительного комплекса (фиг. 8) приняты следующие обозначения:

996492

18

GF1,GF2, GF3

GSt

05 .ц 2

or

ОГ

USt

USL1 USL2

USt, USt2

89

90 и 91

93 -.

96

97

98

99

101

102

1 0 3

104 количество кремнистого флюса, загруженного соответственно из трех бункеров> количество штейна; количество шлака; количество поданного кислорода; содержание кислорода в отходящих газах; количество отходящих газов; уровень шлака в àïïàрате автогенной плавки; уровень штейна в аппа- 5 рате автогенной плавки; фотбдатчики для шлака; фотодатчики для штейна; — дисплейный модуль (ДМ-500 ); 20 модуль быстрой передачи данных (МБПД), предназначенный для обмена информацией между ВК и ДМ;

- устройство печати с клавиатурой (УПК А531-3 );. устройство ввода с перфоленты (УВвПЛ А4 1-4); модуль гальванической 30 развязки (МГРА 622-9)

Р 5 — модуль в вода и ници ати вных сигналов (МВвИС

А622.— 8 М 6); 35 согласователь ввода-вывода (А151-6, 9 1), предназначенный для увеличения числа подключае>их к процессору пери-40 ферийных устройств; модуль гальванической развязки (NFP А622-3

>> 6 7 ); мРдуль ввода- вывода дис45 кретных сигналов МВВДС (А641-12), управляющая вычислительная машина; модуль ввода число-импульсных сигналов (МВВЧИС A623); согласователь ввода-вы-. вода (СВВ А151-6, Р 2);. модуль нормализации и фильтрации (МН А613-13))55 коммутатор бесконтактный (КБ А612-11), — модуль аналого-цифрового преобразования (МАЦП

А611-19), 60

Для ввода аналогоВых сигналов приняты модули: модуль нормализации и фильтрации NH (A613-11), коммутатор бесконтактный БК (A612-11), модуль аналого-цифрового преобразования

МАЦП (А611-19).

На вход NH подаются токовые сигналы от преобразователей температуры шпака АП, шлака отвального и штейна для преобразования в напряжение и фильтрации сигналов от пОмех. КБ предназначен для коммутации сигналов напряжения постоянного тока.

Дальнейшее преобразование сигналов, напряжения в двоичный код и выдача результатов в вычислительный комплекс (ВК)производится при помощи NMIП, Для ввода дискретных сигналов приняты модули: модули ввода. число-импульсных сигналов МВвЧИС (А623-3), модули ввода инициативных сигналов мВвис (A622-8); модули ввода-вывода дискретных сигналов МВВДС (A641-12); модуль гальванической развязки МГР (А62 2- 3 ) ..

МВВИС обеспечивает ввод ииициативных сигналов по вызову объеКта.

Двоично-десятичный код уровнемера расплава через модуль гальванической развязки поступает в МВВДС.

ДисплЕйный модуль дМ-500, необходимый для оперативного обмена информацией оператора с ВК, через пару модулей МБПД и согласователь ввода-вывода подключается к процессору.

МБПД предназначены для обмена ин° формацией между ВК и ДМ. В диспетчерской расположено УВВПЛ для ввода информации с перфоленты и УПК - для вывода текстовой информации из ВК.

В примерах управления процессом автогенной плавки руды приняты следующие регламентные данные". расход высокосернистой руды (G е>-„) 517 кг/мин

P расход кислорода (О „„165 кг/мин; скорость растворения кремнезема (Ч9 o ) не менее 140. кг/мин ° скорость восстановления магнетита (Ч „) не реги 1Ез04) менее 129 кг/мин; скорость ооразования шлакового расплава l4@h(perh)

552 кг/мин> содержание кремнезема

910 в шл а ковом р аспл а ве У Д 2 4-2 7 Ъ, содержание магнетита ь шлаковом расплаве Х " 04 не более 20%; содержание сУльфида железа в РУде (Хр > 70%1 ре л

på ) содержание цветных металлов в шлаке автогенной плавки: Ni - 0,67-0,73, Со — 0,094-0,098.

Исходя из анализа технологического процесса, как объекта управления, в качестве параметров, характеризующих ход технологического процесса, пр инимаются следующие пок аз атели: расход кислорода, скорость растворения кремнезема, скорость восстановления магнетита, скорость перехода сульфида железа в шлаковый расплав, содержание кремнезема в шлаковом рас20

996492. ЗРЕЕМ+ 502= Е304+Э502

Скорости восстановления магнети- tO та и растворения кремнезема регламентируются реакцией

Принимаются: время между замерами уровня ванны 30 мин, время отбора пробы, прободоставки и анализа в анализаторе вещественного состава на содержания Si 02 15 мин. 20

Пример 1. Приняты исходные данные: расход высокосернистой руды (6рег„) 517 кг/мин; средняя скорость усвоения кислорода (6 ) 130 кг/мин; скорость образования шлакового рас- 25 плава (Wu n ) 434 кг/минр содержание кремнезема в шлаковом расплаве (У 2)

30Ъ.

Состав шлакового расплава, образованного за время ОТ=30 мин.

Содержание магнетита в шлаковом расплаве равно

Суммарное содержание магнетита в шл ако вом р а спл а не р ав но плаве, содержание магнетита в шлаковом расплаве. .Исходя из этого, примеры управления составлены с учетом отмеченных параметров.

Скорость образования магнетита регламентируется реакцией

3Fe О +FeS+5 s o =5(Fe0) 9/ 2+S02

34 2 2

FeЗ04 5/О

5 4=-011У 2+36=М, /1 30+36=14,1/. ал шл

Скорость перехода магнетита в шлаковый расплав равна

ЕЗ04 резо

С =% 0,01Х =434 0,01 14,7=64 кг/мин, 40 щл шл шл

Скорость перехода сульфида железа в шлаковый расплав равна

FeS /о р цл= 0 yes(c,p) . 45 юсв(ср//

+о Оо и4 0 (+77=

"--0,648 1ЬО+0,0011Ч" (130) +11= 12. кг/мин .

КоэФфициент пропорциональности ра-50 вен.

Fe304

Ъ1=-0,061 Х,„л +2,116=-0061-14,7+2 176=1,20.

Скорость растворения кремнезема 55 равна

9 2 FeS ез04

=o(9G +Ь.о 4=09.12+1 28 64+4=

Ulh

=96 кг(мин, 60

Скорость растворения кремнезема (96 кг/мин) меньше регламентной (140 кг/мин), ввиду присутствия значительного количества сульфида желе 1 65 за в расплаве. В этом случае основным управляющим параметром является подача дополнительного количества кислорода для частичного перевода сульфида железа в магнетит.

Дополнительный расход кислорода равен

02

-Q =165-130= 5 кг/мин

*оп регл се(ср}= при этом принимаем среднюю скорость усвоения кислорода, рассчитанную

02

2. Аоп в УВМ по уравнению доо(ср) л1

30 кг/мин. Тогда сред няя сумма рная скорость усвоения кислорода составляет

2 =г 2 @ 2 =130+30=160 кг/мин.

Ео 0 0 у ц(р) ycgcp)+ won(q

Скорость образования дополнительного магнетита равна

Fe О4 - О2

5 =1,45< =1,45 -30=43,5 кг(мин.

Вос(доп) Аоп(орГ

Скорость восстановления дополнительно образованного магнетита равна

40113+фИ28 160) - И,5 =21 Кг(мин.

Скорость перехода в шлаковый расплав дополнительно образованного магнетита равна

Fe O

3 4 4 52116 5 .(„,н шл (доя) Суммарная скорость перехода магнетита в шлаковый расплав равна

Ге о Ре 04 Ре 0

0 =4 «G =64+16,5=80,5кг/мнН. шл шл щл(доп) РЕ504 — шл 905

ЕХ =100 „,((=100 34-18% шл ашл

Определяется коэффициент Ь

РЕ 04

Ь,.=-001/ Х +2,92 0,0 И8+ 2,92=1,1.

Скорость перехода сульфида железа в шлаковый расплав равна

6 =-0,648С +0,001 14(G / +77=

ycs (усв(=-0648 160+000114.(1ЬО) 17=.2,5 кг/мин.

996492

В результате скорость растворения кремнезема получается выше регламентной. Этопзэволяет осуществить рациональное управление технологи- 30 ческим процессом и переработать дополнительное количество руды, тем саьым повысить производительность агрегата автогенной плавки.

Определение содержания цветных металлов в шлаке автогенной плавки.

Количество шлакового расплава,образованного за время дТ=30 мин, 20

30

35 дТ и составляет 30 кг/мин. Тогда суммарная скорость усвоения кислорода составляет G 2 =130+30=160 кг/мин. св

Скорость образования дополнительного магнетита равна

Fe304 02

= 1,45G =1,45 30кг(мин=

Getup(дол) св

Прогнозируемая скорость растворения кремнезема равна

%02 Е. ГЕ9 е304

09 шл +Ь1C 0 цл +4=

=ОЧ.25+1 7-80 5+4- 149,1 кг!мин

Q =Ю -/ОТ=434 30= 3020 кг щл вл

Количество кремнезема, перешедшего в 13020 .кг шлакового расплава равно, г

g =y ц =03-13О20=,39ЯЬ кг, шл шл

« где К1 — коэффициент, отражающий содержание кремнезема в шлаковом расплаве (при У

%02

=ЗОа, К„=О,З).

Количество кремнезема в шлаковом расплаве,необходимое по регламенту, определяется следующим выражением

5i0

©- 2 «025 g +ьОО=О 25 13020+600=3855кг. регл шл

Количество кремнезема в шлаковом расплаве (3906 кг) незначительно превышает регламентное (3866 кг), При содержании ЗОВ Si02 в шлаковом расплаве содержание цветных металлов в шлаке автогенной плавки сос-. тавляет (фиг. 3),Ж:Ж 0,65 ; Со 0,09, т.е. имеет место пониженное содержание цветных металлов. 45

Hp и м е.р 2. Принятые исходные данные: средняя скорость усвоения кислорода (6„„2в<„ ) 130 кг/мин; расход высокосерййстой руды (G )

517 кг/мин; скорость образования 50 шлакового расплава (M» ) 434 кг/мин; содержание кремнезема в шлаковом расплаве (у 9 „02 ) 16%.

Состав шлакового расплава, образованного за время дТ=ЗО мин. 55

Содержание магнетита в шлаковом расплаве составляет

Ре-,04

Х =-0,11 (+ЗЬ=-О, 71- 16+ЗЬ- Я Б о/о.

Скорость перехода магнетита в шлаковый расплав равна

3 4 34

=Ж 0 01Х =532 0,01 85=138 кг(Мин. ил шл шл

Скорость перехода сульфида железа

3 в шлаковый расплав равна

-(o р

G „=-0,648, 0,0041

=-0648- 30+0,0014(130) +77=12 кГ(мии, 2

Определение коэффициента пропорциональности;

ГЕ304

Ф.=-ООЬ1 Хшл 12,ПЬ=-0061 25+2,%=065.

Определение скорости растворения кремнезема, 810 ре9 ге30 .

19 =09О, л+Ь;был +4=ОД-124

+0,65 138+4=104,5 кг(мин, Скорость растворения кремнезема значительнб отличается от- реглаявнтной, ввиду присутствия в шлаковой ванне, наряду со значительным количеством сульфида железа, весьма ощу- тимого количества магнетита. Управление осуществляется в две стадии: в первой стадии подается дополнительное количество кислорода для частичного перевода сульфида железа в магнетит; во второй стадии - дополнительное количество кремнезема для доведения дорегламентного содержания магнетита вшлаке автогеннойплавки. дополнительный расход кислорода равен

0 0 0 с 2 О, =165кг)мин-ЙОкФ ин=

Аоп регл Жв(ср)

- 35 кг(мин.

Средняя скорость усвоения кислорода (6 „< >) определяется УВМ по уравнению о (ус в сь(ср) аТ вЂ” (@тех )Ртех ого+)ог)

1-0. =435 кг(мин.

Скорость восстановления дополнительного магнетита равна

РЕ304 ) 0 .

= О,.П3+О,ОО80, (;— (доп) v /

996492

=(0 73+0,0028 <60)-435=27 кг/мин

Si 02

Я =0250 „+600=025 46450+600=4740кг

%02 %02 5102 н =нР „„-Q =4740-2Ь50=2090 кг, я кР Фп 2

%0 над =к н д= /,43-2090=2969кг, Ft. 3O4 геено» вЂ” /54,5

=1юо ® --1p0 =И9 28%.

Определение коэффициента Ь| „

Ь.= 0,01 Х +2,92 0,07-28 2 92=046

F 3 4 кр.фл — 6(шл 6/n QH =16560+2989=19549 кг, =-О,6<84 +0,00%$6 >

9102

6(шл

=-O,648- (6O+O,ООМ4 (160) +17 =2,5 КГ/М""

Fe30 510

=-Q, t4 М +36=0М- /6+ 36= 257о.

tttл LUn

=W ДТ=552кг/мин 30мин=/6560кг, шл шл

Скорость образования магнетита в шлаковом расплаве составляет

Si 02

И = K, Q =016 16560 кг шлакового

ИП 4 ИИ расплава;

5jO2

Q =K а =О,<6 >

F80 0

6 — /45 G = /,45- /65= 239 кг/мин.

05P 5(cP) бО где K коэффициент, отражающий содержание кремнезема,в шлаковом расплаве (при Уш„=-16Ъi 34 Й .00./Х 3 4-552 ОО 25- 3

К =О 16), Ф б5

Скорость перехода в шлаковый расплав дополнительно образованного магнетита составляет

5 Ез04

G, =43,5-27= 76,5 кг/мин.

Суммарная скорость перехода магнетита в шлаковый расплав составляет

Fe O

/С, =96+/6,5 а 154, 5 кг/мин.

Суммарное содержание магнетита в шлаковом расплаве равно

Скорость .перехода сульфида железа в шлаковый расплав. составляет. Определение прогнозируемой скорости растворения кремнезема

=09 2 5i0,96 154,5+4=154,57=155кг/мин.

Ъ в результате получается прогно- 40 зируемая скорость растворения кремнезема, которая превышает регламент- . ную.

Определение недостающего количества кремнистого флюса для получения 45 регламентного содержания (S 0 ) в шлаковом расплаве.

Количество шлакового расплава, образованного за время аТ=ЗО мин, Количество кремнезема в 16560 кг шлакового расплава равно

Содержание кремнезема в шлаковом расплаве необходимое по регламенту равно

Недостающее количество кремнезема в шлаковом расплаве составляет что соответствует количеству кремнистого флюса

Суммарное количество шлакового расплава после подачи недостающего количества кремнистого флюса равно что соответствует суммарному содержанию кремнезема в шлаковом расплаве

Таким образом, содержание кремнезема и цветных металлов в шлаковом .расплаве соответствует регламентному (фиг. 3), т.е. У Д 24-27, H< 0,75;

Со 0,098.

Пример 3. Принятые исходные данные: расход высокосернистой руды (6Р л ) 517 кг/мин/,средняя скорость усвоения киСлорода (G 2 < ) 165 кг/мин; скорость образования шлакового расплава (14шп) 552 кг/мин/ содержание кремнезема в шлаковом расплаве

У9 0 16 В .

QtA

Состав шлакового расплава, образованного за время @Т=30 мин.

Содержание магнетита в шлаковом расплаве равно

Скорость перехода магнетита в шлаковый расплав равна

996492 :25 10

15 ре304 .Еез04

3 =001% Х =91,14кг.

ЬЭ . IIJn ШЛ

Скорость расхода сульфида железа на образование магнетита равна.

Скорость расхода сульфида железа на образование магнетита состав