SIMULATION OF THE GAS-DYNAMIC PARAMETERSOF THE CHARGE IN THE PROCESS OF OBTAINING TITANIUM PELLETS FOR THE PURPOSE OF OPTIMIZATION
Authors: Рутковский А. Л. , Бахтеев Э. М. , Макоева А. М. , Бутов Х. А. 
Published: September 2022

Рассматривается задача оптимизации и управления газодинамическими показателями шихты. Влажность шихты является главным параметром, и с этим параметром связаны скорость просасывания воздуха, насыпная масса, усадка слоя и скорость перемещения зоны сушки. Методами регрессионного анализа построены математические модели зависимости газопроницаемости слоя шихты, усадки слоя, насыпной массы и скорости перемещения в зоны сушки от её влажности. Находится выражение для оптимальной влажности шихты. На основе теоретических и экспериментальных данных составлена компьютерная имитационная программа, позволяющая определить оценку оптимальных параметров в производстве получения окатышей. Математическая обработка экспериментальных результатов позволила получить уравнения регрессии, которые адекватны экспериментальным данным. Однако при воздействии на процесс неконтролируемых возмущений (гранулометрический состав шихты, её температура, высота слоя шихты) положение экстремума будет смещаться. Для компенсации этих воздействий предлагается оснастить обжиговую машину измерительной вакуум-камерой (ИВК), которая устанавливается на входе машины перед первой рабочей камерой. ИВК оснащается индивидуальным насосом для просасывания воздуха. Разрежение в ИВК стабилизируется системой автоматического регулирования. При этих условиях расход воздуха через ИВК полностью соответствует газопроницаемости слоя шихты. Величина расхода воздуха через ИВК подается на вход экстремального регулятора, управляющего подачей воды в окомкователь. Такая система непрерывно поддерживает максимальную газопроницаемость слоя шихты и наилучшие показатели процесса.

The problem of optimization and control of the gas-dynamic parameters of the charge is considered. The moisture content of the charge is the main parameter and the rate of air suction, bulk mass, shrinkage of the layer and the speed of movement of the drying zone are associated with this parameter. Using the methods of regression analysis, mathematical models of the dependence of the gas permeability of the charge layer, the shrinkage of the layer, the bulk mass and the speed of movement to the drying zones on its moisture content are constructed. An expression is found for the optimal moisture content of the charge.On the basis of theoretical and experimental data, a computer simulation program has been compiled, which makes it possible to determine the assessment of optimal parameters in the production of pellets.Mathematical processing of the experimental results made it possible to obtain regression equations that are adequate to the experimental data.However, when the process is affected by uncontrolled perturbations (granulometric composition of the charge, its temperature, the height of the charge layer), the position of the extremum will shift. To compensate for these impacts, it is proposed to equip the roasting machine with a measuring vacuum chamber (MVC), which is installed at the machine inlet in front of the first working chamber. IVK is equipped with an individual pump for sucking air. The vacuum in the IVC is stabilized by an automatic control system. Under these conditions, the air flow through the IVC fully corresponds to the gas permeability of the charge layer. The air flow rate through the IVC is fed to the input of the extreme regulator that controls the water supply to the pelletizer. Such a system continuously maintains the maximum gas permeability of the charge bed and the best process performance.