Исследование методом имитационного моделирования эффективности различных каналов управления замкнутым циклом мокрого измельчения магнетитовых руд

При прогнозе использовались не все 6 признаков сразу, а сначала использовали информацию о самом влиятельном признаке ХЗ, а затем в порядке убывания влиятельности (XI, Х2, Х6, Х4, Х5) добавляли на каждом этапе по одному признаку. Результаты прогноза приведены в табл. 2.

Таблица 2

Прогноз режимов

Количество предъявлен- Количество прогнози- Количество правильных % правильных

- пых признаков руемых ситуации прогнозов прогнозов

По параметру ц

1 37 31 83,78378

2 37 31 83,78378

3 37 31 83,78378

4 37 33 89,18919

5 37 32 86,48649

6 37 32 86,48649

По параметру Л3. -«

1 37 23 62,16216

2 37' 24 67,56757

3 37 24 67,56757

4 37 28 75,67568

5 37 „ 27 72,97297

6 37 26 70,27027

По параметрам д и А,-.

1 37 18 48,64865

2 37 21 56,75676

3 37 25 67,56757

4 37 26 70,27027

* 5 37 25 67,56757

# 6 37 24 04,86486

На основании результатов прогноза можно сделать следующие

выводы:

1. Метод дает приемлемые результаты во всех случаях прогноза и может быть рекомендован для широкого практического применения.

2. Использование 'Информации о признаках Х4, Х5 практически нецелесообразно, поскольку не улучшает, >а зачастую и ухудшает эффективность процесса прогноза.

УДК 622.755

В. Г. Брагин, А. В. Рахимова

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ КАНАЛОВ УПРАВЛЕНИЯ ЗАМКНУТЫМ ЦИКЛОМ МОКРОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МАГНЕТИТОВЫХ РУД

Одной из актуальных проблем в горно-обогатительном производстве является повышение эффективности работы замкнутых циклов мокрого измельчения руд, так как измельчительные отделения обогатительных фабрик являются основными потребителями электроэнергии. Данная работа посвящена исследованию замкнутого цикла мо-

крого измельчения магиетитовых руд с помощью имитационного моделирования с целью выявления реальных каналов управления процессом и повышения эффективности работы этого цикла.

Исследуемый замкнутый цикл мокрого измельчения магиетитовых руд включает шаровую мельницу, зумпф насоса, напорный пульпопровод, батарею из десяти гидроциклонов и транспортные пульпопроводы.

Промышленный "продукт поступает на вход в шаровую мельницу, где объединяется с Песковым продуктом гидроциклонов. На вход в мельницу дополнительно подается вода. Слив мельницы поступает в зумпф пескового насоса. Для поддержания постоянного уровня пульпы в зумпфе туда подается вода, количеством которой можно этот уровень изменять.

Песковый насос под давлением по напорному пульпопроводу подает пульпу на вход в батарею гидроцнклонов на классификацию твердой фазы по крупности. Тонкий сливной продукт является выходом из замкнутого цикла, а пески гидроциклонов возвращаются в шаровую мельницу на доизмельчение.

В данной работе с помощью имитационного моделирования исследована работа замкнутого цикла мокрого измельчения.

Для краткого описания основных идей, положенных в основу имитационной модели, введем следующие обозначения:

Qм, Qr, Qc, Qп — расходы руды соответственно: в мельницу на входе в замкутый цукл, в зумпф насоса или на вход в гидроциклоны, в слив и в пески гидроциклонов, т/ч;

Wm, W.i, Wr, Wc, W„ — расходы воды соответственно: в мельницу на входе в замкнутый цикл, дополнительно в зумпф насоса, на вход в гидроциклоны, в слив и в пески гидр'оциклонов, т/ч;

W— объемная производительность (подача) насоса или расход пульпы через гидроциклоны, м3/ч;

рт, Рв, р — плотность твердого, воды и питания гидроцнклонов, т/м ,

6i — левый граничный размер 1-го интервала крупности продуктов, мм;

б, — средний размер 1-го интервала крупности,.мм;

п — количество крупности в продуктах;

dv — размер отверстий бутары на выходе из мельницы, мм;

У<", —массовые доли частиц (-го интервала крупности соответственно на входе в замкнутый цикл, в питании и в слкве мель-, ницы, %;

X, Y, Z — матрицы столбцы с элементами xf, уг";

S — диагональная матрица отбора с элементами s,-, означающими вероятности дробления частиц i-ro интервала крупности за один акт разрушения;

В — нижняя треугольная матрица разрушения с элементами Ьц, означающими долю частиц /'-го интервала крупности, перешедшими в i'-й интервал за один акт разрушения;

/ —единичная диагональная матрица;

С —диагональная матрица классификации на выходе из мельницы с элементами с,-;

1V — количество актов разрушения;

Ф — коэффициент заполнения мельницы рудой, o.e.;

V„ — объем мельницы, м3;

пм — скорость вращения барабана мельницы, об/мин;

/13 —уровень пульпы в зумпфе насоса, м;

Лг — расстояние по вертикали от оси насоса до оси питающих патрубков гидроциклонов, м;

1<—длина напорного пульпопровода от насоса до гидроциклс-нов, м;

с1 — внутренний диаметр напорного пульпопровода, м;

X —коэффициент, характеризующий потери напора на трение, о. е.;

с* — коэффициент, характеризующий потери напора в 6-м местном сопротивлении сети, о. е.;

со — угловая скорость вращения рабочего колеса насоса, об/мин;

А0, А1, А2 — коэффициенты характеристического уравнения насоса;

Р — давление пульпы на входе в гидроциклоны, кПа;

¿с, «¿и, ¿э — диаметры гидроциклона, сливной, песковой и питающей насадок, см;

а —угол конуса гидроциклона;

Рс — потери давления в сливном тракте, кПа;

р —относительная объемная концентрация твердого в питании гидроциклонов, о. е.;

ц —динамическая вязкость пульпы на входе в гидроциклоны, кПа-с;.

650 — диаметр граничного зерна, мм;

е,- — извлечение частиц размера б, в песке гйдроциклонов, о. е;

X/, х," — массовые доли частиц 1-го интервала крупности в сливе и^в песках гидроциклонов, %;

у — выход твердого в слив гидроциклонов, %;

»1 — объемный выход песков, о. е.

Процесс сокращения крупности руды в мельнице может быть описан матричным уравнением:

г = [й

где

^ =/

5/ = /2

^ = /»

= р). -

При заданных значениях х"

при известных значениях С?п, х" легко найти расход руды (фм + + (?п) и воды (№„+№„) через мельницу и гранулометрический состав ее питания:

уг=

Тогда по формуле (1) с учетом (2) — (5) можно рассчитать гранулометрический состав слива мельницы. Этот продукт подается в зумпф насоса, куда добавляется дополнительная вода —

Характеристическое уравнение ласоса, представляющее зависимость его напора Нн в метрах водного столба от подачи, пересчитанное на пульпу плотности р, может быть представлено в виде:

Н. =

Характеристическое уравнение сети, на которую работает насос, имеет вид:

89 р„ ,-=1 }

где к3 — коэффициент запаеа; к—количество местных сопротивлений в напорном трубопроводе.

Расход пульпы через гидроциклоны может быть определен по известной формуле:

^ =

При работе насоса на сеть выполняется равенство:

Нн = Нс.

Уравнение (10) с учетом (7), (8), (9) однозначно определяет подачу насоса и плотность р при известном расходе руды в зумпф насоса (на вход в гидроциклоны):

<?г = <?м +<?.•

Тогда может быть рассчитан расход дополнительной воды в зумпф насоса:

=

Гм+^+Гз.

Процесс классификации измельченной руды в гидроциклонах при известном входе: С}г, I, р описывается следующими уравнениями:

е, = /5

6«. = /«№/4, ¿/Х>. р, рт. р, Р);

г] = /7

¿»/.

V = 2

х" = 100е,г,/

=

При известных конструктивных параметрах оборудования задача расчета выходных технологических показателей замкнутого цикла измельчения: хс/, (?с, №с — при заданных режимных параметрах процесса и при известном входе в цикл: л: — решается итерационной процедурой путем последовательного счета по формулам (1) — (20) до тех пор, пока не будет выполняться уравнение баланса:

<?6=<2м.

На рис. 1 приведена схема замкнутого цикла мокрого измельчения магнетитовых руд, исследованию которого посвящена эта работа.

В данной работе предложены полуэмпирические формулы для функций /ь /г, ... на базе экспериментального материала определены все эмпирические коэффициенты и показатели степеней в этих зависимостях, разработана программа, реализующая расчет на ЭВМ серии ЕС по описанной методике технологических пЬказателей работы цикла измельчения при заданном входе в цикл.

В табл. 1 приведены в сравнении экспериментальные и рассчитанные на ЭВМ с помощью имитационного моделирования данные работы замкнутого цикла измельчения магнетнтовых руд в условиях обогатительной фабрики Соколовско-Сарбайского горно-обогатительного объединения. Экспериментальные данные получены при генеральных плановых опробованиях работы соответствующих технологических секций с последующим расчетом водно-шламовой схемы.

Сравнительный анализ данных в табл. 1 показывает удовлетворительное соответствие расчетных показателей экспериментальным, что

позволяет сделать вывод об адекватности имитационной модели реальному процессу.

Для исследования работы замкнутого цикла мокрого измельчения магнетнтовых руд на ЭВМ ЕС-1063 с помощью имитационного моделирования выполнены расчеты значений выходных параметров, характеризующих работу цикла при различных значениях входных параметров в рабочем диапазоне их изменения для условий фабрики обогаг щения магнетнтовых руд Соколовско-Сарбайского горно-обогатительного объединения.

Рис. I. Замкнутый цикл:

/ — мельница; 2 —зумпф: 3— насос; 4 — батарея гидроцнкло

нов

К входным параметрам отнесены: нагрузка по руде и по воде на входе в цикл; гранулометрический состав руды на входе в цикл, уровень пульпы в зумпфе насоса, подающего питание на вход в батарею гидроциклонов; скорость вращения рабочего колеса этого насоса, диаметр песковой насадки гидроциклонов. Выходными параметрами являются: гранулометрический состав слива гидроциклонов, массовая доля твердого в этом продукте, удельная нагрузка на мельницу по вновь образованному классу — 74 мкм.

Расчеты выполнены по следующей методике. Исходя из анализа технологического режима работы отделения измельчения и результатов опробования его работы, выбраны три гранулометрических состава руды (пром. продукты), подаваемой на вход в цикл, именуемые в дальнейшем как руда под номерами /, 2, 3. Определены средние значения входных параметров, для которых рассчитаны выходные параметры для каждого гранулометрического состава руды при изменении с одинаковым шагом одного из входных параметров. Средние значения входных параметров указаны ниже:

Нагрузка по руде на входе а замкнутый цикл, т/ч . 160

Нагрузка по воде на входе в замкнутый цикл, м'/ч • 100

Уровень пульпы в зумпфе насоса, м..............2,5

Скорость вращения рабочего колеса насоса, об/мин . 725

Диаметр песковой насадки гидроциклонов, мм ... 72

Гранулометрический состав руды под номерами /, 2, 3 приведен по порядку в каждой из табл. 2—6 (строчки с порядковыми номерами /).

Выходные параметры рассчитаны для цикла измельчения, включающего две шаровые мельницы МШЦ 3600x5000, насос 8ГР8К и

9 Заказ 281

129

Экспериментальные и расчетные данные работы замкнутого цикла измельчения

Название Нагрузка по твердому, т/г Содержание твердого, % Гранулометрический состав. %

2,0 1 .0 0.5 0.2 0, 1 0,074 0,04 —0.04 -0.074

Секция № 8 от 04.02.79 г.

Вход в замкнутый цикл 190,2 77,9 10,14 16,15 | 8,2 13,2 10,8 4,5 6,25 30,8 37,05

Питание мельницы: эксперимент расчет ЭВМ 779,9 739,8 76,1 76,0 2.5 2.6 4,5 5.1 3,0 4,6 7,9 13,4 27,8 21,5 15,0 11,0 18,2 16,3 21,1 24.9 39,3 41,2

Слив мельницы: эксперимент расчет ЭВМ 779,9 739,8 76,1 76,0 — 0,7 1,0 2,2 2,7 8,5 10,8 20,8 20,2 15,7 П,7 21,8 18,5 30,3 35,1 52,1 53.6

Питание г/ц: эксперимент расчет ЭВМ 727,3 686,8 36,45 34,6 — 0,1 1,0 0,6 2,7 6,0 10,8 27,5 20,2 15.6 11.7 19,8 18,5 30,4 35,1 50,2 53.6

Слив г/ц (выход): эксперимент расчет ЭВМ 137,7 137,2 11,2 10,9 — — — — 2,6 2,9 3,4 2,9 10,6 9,6 83,4 84,6 94.0 94.2

Вход в замкнутый цикл 164,2 64,3 Секция 0,35 №6 от 2/ 6.4 .08.82 г. 17,05 14,4 15,75 4,5 6,65 34,9 41,55

Питание мельницы: эксперимент расчет ЭВМ 625 628,3 67,4 59,1 0,1 0,1 1,8 2,0 5,0 7,4 6,2 10,3 19,6 20,8 10,8 8,2 19,4 10,7 37,1 40,5 56,5 51,2

Продолжение табл. I

Название Нагрузка Содержание Гранулометрический состав. %

по твердому. т/г « твердого. % 2.0 1 ,0 0.5 0.2 0.1 0,074 0,04 г-0.04 -0,074

Слив мельницы: эксперимент расчет ЭВМ 625 628,3 67,4 59.1 0.4 0.8 3.2 3,3 7,0 16,9 17,8 9,4 7,7 19,4 10,6 50.2 53.3 69.6 63,9

Питание г/ц: эксперимент расчет ЭВМ 586,7 589,9 31,4 30,9 — 0.4 0.1 3,2 3,2 7,0 16.7 17.8 10,5 7,7 19,6 10,6 49,9 53,3 69,5 63,9

Слив г/ц (выход): эксперимент расчет ЭВМ 125,9 125,8 10,5 11,4 — — — 0,1 0,7 1.1 1,0 1,5 ю, 3,8 4,3 93,5 93,0 97,3 97,3

Секция № 1 от 20.04.76 г.

Вход в замкнутый цикл 167,3 50,0 0.6 8,15 13,15 16,4 15,0 6,3 9,25 31,15 40,4

Питание мельницы: эксперимент расчет ЭВМ 827,5 815 67,5 71.5 0,1 0,1 2.1 2,4 4,3 6,6 13.6 18.7 29,9 34,4 19,1 11,9 17,7 11.6 13.2 14.3 30,9 25.9

Слив мельницы: эксперимент расчет ЭВМ 827.5 815.6 67,5 71,2 — 0,5 0,8 2,0 4,0 9.0 15,4 30,6 32,2 17.0 12.1 19.2 13.3 21,7 22,2 40,9 35,5

Питание г/ц: эксперимент расчет ЭВМ 821,5 809.5 34,2 38,1 — 0.2 0,8 2.0 4.0 10,4 15,4 28,3 32,2 19.0 12.1 19,7 13,3 20,4 22.2 40,1 35,5

Слив г/ц (выход): эксперимент расчет ЭВМ 161,3 161,1 10,7 12,3 ___ — — 0,3 6,1 3,5 5,5 7,2 19,5 17,8 68,6 71,5 88,1 89,3

'Г а б л п и а 2

Технологические показатели работы замкнутого цикла измельчения при различных значениях нагрузки по руде и ее крупности на входе

№ п/п Руда, классы, мм +5.0 2.0 1 .0 0.5 0 2 0,074 0.044 -0,044

1. Массовая доля. % 7,1 14,5 17,1 15,6 И .7 3,5 6.1 24,4

2. Нагрузка по руде, т/ч 120 140 160 180 200 220

3. Массовая доля в сливе гидроцнклонов, % твердого 8,14 9,72 11,3 12,89 14,45 16,04

4. кл. — 44 мкм 80,28 78,69 77,15 75,64 74,68 73,23

5. кл. — 74 мкм 93,61 92,81 91.89 90,86 90,12 88,92

6. Удельная нагрузка на мельницу по вновь образованному кл — 74 кмк. т/м3-ч 0,62 0,73 0,84 0,94 1,04 1,13

1. .Массовая доля. % 3,6 12,0 13,2 18,3. 10,5 5,5 6,0 30,1

2. Нагрузка по руде, т/ч 120 140 160 180 200 220

3. Массовая доля в сливе гидроциклонов, % твердого 8.11 9,69 11,25 12,8 14,37 15,95

4. кл. — 44 мкм 81.91 80,33 78,82 77,82 76,41 75,02

5. кл. — 74 мкм 94,16 93,33 92,41 91.73 90,67 89,53

6. Удельная нагрузка на мельницу по вновь образованному кл.—74 кмк, т/м8-ч 0,57 0,66 0,76 0,85 0,94 1,02

1. Массовая доля, % 0,35 6,4 17.05 14,4 15,75 4,5 6,65 34,9

2. Нагрузка по руде, т/ч 120 140 160 180 200 220

3. Массовая доля в сливе гидроциклонов, % твердого 8,12 9.69 11,25 12,8 14,37 15,95

4. кл. — 44 мкм 83,77 82,28 80.85 79,41 78,07 76,68

5. кл. — 74 мкм 95,58 94,84 94,02 93,1 92,08 90,95

6. Удельная нагрузка на мельницу по вновь образованному кл.—74 мкм, т/м'-ч 0,52 0,61 0,7 0,78 0,86 0,93

батарею из десяти гидроциклонов диаметров 500 мм с размерами насадок: сливной — 130 мм, питающей 60x140 мм.

В табл. 2—6 приведены расчетные значения выходных параметров при различных значениях входных параметров для установившегося режима работы. Результаты расчетов представлены в виде графиков зависимости крупности сливного продукта гидроциклонов и его объ-

Технологические показатели работы замкнутого цикла измельчения при различных значениях нагрузки по воде и крупности руды на входе

Л« п/п Руда, классы, мм +5.0 2.0 1 .0 0.5 0.2 0.074 0.044 —0.044

1. Массовая доля, % 7.1 14.5 17.1 15.6 П.7 3.5 6.1 24.4

2. Нагрузка по воле, м3/ч 60 80 120 140

3. 4. 5. Массовая доля в слнве гндроцнклонов. % твердого 11.27 11.29 11.32 11.31

кл. — 44 мкм 78.03 77.6 76.66 76.67

кл. — 74 мкм 92.41 92.16 91.59 91.59

6. Удельная нагрузка на мельницу по вновь образованному классу—74 мкм. т/м3-ч 0.85 0.84 0.83 0.83

1. Массовая доля. % 3.6 12.0 13.2 18.3 10.5 5.5 6.0 30.1

2. Нагрузка по воде, м'/ч 60 80 120 140

3. 4. 5. Массовая доля в сливе гндроцнклонов, % твердого 11.22 11.24 11.25 11.27

кл. — 44 мкм 80.06 79.25 78.82 78.36

кл. — 74 мкм 93.15 92.68 92.41 92.12

6. Удельная нагрузка на мельницу по вновь образованному классу —74 мкм, т'м'-ч 0.77 0.76 0.76 0.75

1. Массовая доля. % 0.35 6.4 17.05 14.4 1 5.75 4.5 6.65 34.9

2. Нагрузка по воде, м'/ч 60 80 120 140

3. 4. 5. Массоиая доля в сливе гидроциклонов, % твердого 11.22 11.24 11.26 11.29

кл. — 44 мкм 81.98 81.25 80.43 79.52

кл. — 74 мкм 94.65 94.25 93.77 93.19

6. Удельная нагрузка на мельницу по вновь образованному классу—74 мкм, т/м'-ч 0.72 0.71 0.69 0.68

ема при изменении соответствующих режимных параметров (рис. 2). Полученные зависимости согласуются с экспериментальными данными многочисленных исследований многих авторов, что еще раз подтверждает адекватность реальному процессу имитационной модели работы замкнутого цикла мокрого измельчения.

Приведенные в табл. 2—6 расчетные значения выходных параметров при различных значениях входных параметров для установившее

Технологические показатели работы замкнутого цикла измельчения при различных уровнях пульпы в зумпфе насоса

№ п/п Руда, классы, мм +5.0 2.0 1 .0 0.5 0.2 0.074 0.044 —0.044

1. Массовая доля, % 7.1 14.5 17.1 15.6 11.7 3.5 6.1 24.4

2. Уровень пульпы в зумпфе, м 0.3 1.1 1.9 2.7

3. 4. 5. Массовая доля в сливе гидроциклонов, % твердого 11.72 11.51 11.44 11.3

кл. — 44 мкм 77.07 77.1 77.13 77.15

кл. — 74 мкм 91.97 91.83 91.86 91.89

6. Удельная нагрузка на мельницу по вновь образованному классу — 74 мкм, т/м*-ч 0.84 0.84 0.84 0.84

I. Массовая доля, % 3.6 12.0 13.2 18.3 10.5 5.5 6.0 30.1

2. Уровень пульпы в зумпфе,'м 0.3 1.1 1.9 2.7

3. 4. 5. Массовая доля в сливе гидроциклонов, % твердого 11.68 11.53 11.35 11.2

кл. — 44 мкм 78.74 78.91 79.12 79.19

кл. — 74 мкм 92.31 92.44 92.59 92.64

6. Удельная нагрузка на мельницу по вновь образованному классу — 74 мкм, т/м'-ч 0.76 0.76 0.76 0.76

1. Массовая доля. % 0.35 6.4 17.05 14.4 15.75 4.5 6.65 34.9

2. Уровень пульпы в зумпфе, м 0.3 1.1 1.9 2.7

3. 4. 5. Массовая доля в сливе гидроциклонов, % твердого 11.69 11.65 11.62 11.6

кл. — 44 мкм 80.35 80.4 80.43 80.45

кл. — 74 мкм 93.67 93.7 93.72 93.74

6. Удельная нагрузка на мельницу по вновь образованному классу — 74 мкм, т/м'-ч 0.69 0.69 0.69 0.7

гося режима работы можно рассматривать как статические характеристики замкнутого цикла измельчения, если сам цикл принять за объект управления. Тогда входные параметры, кроме гранулометрического состава руды на входе, можно рассматривать как управляющие воздействия, так как имеется реальная возможность изменять каждый

П

I

2

3

4

5

6

I.

2

3

4

5

6

1

2

3.

4.

5.

6.

Н1

С 1

г*

Технологические показатели работы замкнутого цикла измельчения при различных скоростях вращения рабочего колеса насоса

Руда, классы, мы +5.0 2.0 1.0 0.5 0.2 0.074 0.044 —0.044

Массовая доля. % 7.1 14.5 17.1 ¡5.6 11.7 3.5 6.1 24.4

Скорость вращения вала насоса, об/мин

650

700

750

800

Массовая доля в сливе гидроциклонов, %

твердого

13.4

11.9

10.76

кл. — 44 мкм 75.63

76.87

77.83

кл.—74 мкм 90.65

91.64

92.36

9.85

78.59

92.9

Удельная нагрузка на мельницу по вновь образованному классу — 74 мкм, т/м3-ч

0.82

0.83

0.84

0.85

Массовая доля, % 3.6 12.0 13.2 18.3 10.5 5.5 6.0 30.1

Скорость вращения вала насоса об/мин

650

700

750

800

Массовая доля в сливе гидроциклонов, %

твердого

кл. — 44 мкм

кл. — 74 мкм

12.56

11.87

10.74

78.16

78.52

91.84

92.15

79.46

92.87

10.27

79.63

93.02

Удельная нагрузка на мельницу по вновь образованному классу — 74 мкм, т/м3-ч

0.75

0.76

0.77

0.77

Массовая доля, % 0.35 6.4 17.05 14.4 15.75 4.5 6.65 34.9

Скорость вращения вала насоса, об/мин

650

700

750

800

Массовая доля в сливе гидроциклонов. %

твердого

13.34

11.86

10.72

кл. — 44 мкм 79.36

кл. — 74 мкм 92.84

80.16

81.08

93.53

94.21

9.82

81.81

94.73

Удельная нагрузка на мельницу по вновь образованному классу— 74 мкм. т/м3-ч

0.69

0.69

о.:

0.71

рабочем диапазоне их изменения, влияя на значения выход-Петров.

ейшим технологическим показателем работы цикла измель-

Технологические показатели работы замкнутого цикла измельчения при различных размерах песковой насадки гидроциклонов

N5 п/п Руда, классы, мм +5.0 2.0 1.0 0.5 0.2 0-074 0.044 -0.044

1. Массовая доля, % 7. 14.5 17.1 15.6 11 .7 3.5 6.1 24 .4

2. Диаметр песковой насадки, мм 56 64 72 80 88

3. Массовая доля в сливе гидроциклонов, % твердого 10.55 10.9 11.3 11.75 12.24

4. кл. — 44 мкм 74.53 75.55 76.76 77.15 77.59

5. кл. — 74 мкм 90.47 91.48 91.89 92.29 92.81

6. Удельная нагрузка на мельницу по вновь образованному кл.—74 мкм, т/м5-ч 0.82 0.83 0.84 0.84 0.85

1. Массовая доля, % 3.6 12.0 13.2 18.3 10.5 5.5 6.0 30.1

2. Диаметр песковой насадки, м.м 56 64 72 80 88

3. Массовая доля в сливе гидроциклонов, % твердого 10.04 10.57 11.25 12.15 13.41

4. кл. — 44 мкм 75.98 77.42 78.82 80.32 81.47

5. кл. — 74 мкм 89.96 91.27 92.42 93.47 94.21

6. Удельная нагрузка на мельницу по вновь образованному кл.—74 мкм, т/м3-ч 0.73 0.74 0.76 0.77 0.79

1. Массовая доля, % 0.35 6.1 17.05 14.4 15.75 4.5 6.65 34.9

2. Диаметр песковой насадки, мм 56 64 72 80 88

3. Массовая доля в сливе гидроциклонов. % твердого 10.53 10.87 11.25 11.68 12. [6

4. кл. — 44 мкм 79.11 80.0 80.85 81.39 81.63

5. кл. — 74 мкм 92.54 93.33 94.02 94.46 94.7

6. Удельная нагрузка на мельницу по вновь образованному кл.—74 мкм. т/м3-ч 0.68 0.69 0.7 0.71 0.71

чення является крупность сливного продукта, которая определяет степень раскрытия ценного минерала.

Для условий исследуемого объекта таким выходным параметром является массовая доля класра — 74 мкм в сливе гидроциклонов. По данным табл. 2—6 легко оценить эффективность каждого из перечисленных управляющих воздействий по каналу: управляющее воздейст-

вие — массовая доля класса — 74 мкм в сливе гидроциклонов. В качестве критерия эффективности управляющего воздействия примем параметрическую чувствительность указанного выходного параметра по соответствующему каналу. Номера каналов и их названия приведены ниже:

Название входной переменной

Нагрузка по руде на входе в цикл

Нагрузка по воде на входе в цикл Уровень пульпы в зумпфе насоса Скорость вращения рабочего колеса насоса

Диаметр песковой насадки гндро-цнклонов

Название выходной переменной Массовая доля класса —

74 мкм

в сливе То же

гидроциклонов » »

В табл. 7 приведены значения в процентах параметрических чувст-вительностей выходного параметра для указанных выше каналов управления, рассчитанные по ^ данным табл. 2—6.

Анализ данных табл. 7 показывает, что наиболее эффективными из рассмотренных управляющих воздействий являются: нагрузка по руде на входе в цикл, скорость вращения рабочего колеса насоса и диаметр песковой насадки гидроциклонов. Причем предпочтительнее последние, так как по данным табл. 2—6 при уменьшении нагрузки по руде с целью повышения массовой доли класса — 74 мкм в сливе гидроциклонов удельная нагрузка на мельницу по вновь образованному этому же классу падает.

А при соответствующем изменении двух других управляющих воздействий этот же показатель увеличивается.

Распространенное мнение о возможности управлять

Рис. 2. Значение выходных параметров при изменении нагрузки по руде на входе:

/ — содержание кл,—74 мкм в слнве, 2 —содержание кл,—44 мкм а сливе. %; 3 —объемный расход слива, м'ч: / — весовое содержание твердого в слнве. 5 — вновь образованный кл.— 74 мкм в слнве мельницы, г м'-ч; 6 — нагрузка на мельницу по руде, т/ч

Таблица 7

Параметрические чувствительности различных каналов управления замкнутым циклом

Номер канала Номер гранулометрического состава руды на входе Среднее значение

I 2 3

1 8,74 1.11 • 8,57 8,3 8,54

2 1,39 1,94 . 1.48

3 0.06 0,11 0,05 0,07

4 11.85 6.17 9,74 9.25

5 5,57 10,38 5,19 7,11

крупностью измельчения путем изменения уровня пульпы в зумпфе насоса путем добавления туда воды не подтверждается. Этот канал, возможно, будет эффективным только в динамике, пока не установится новый режим работы цикла. Режим устанавливается примерно в течение часа после изменения входного параметра.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разработан комплекс уравнений имитационной модели замкнутого цикла измельчения магнетитовых руд. Адекватность имитационной модели реальному процессу убедительно подтверждена приведенными в работе материалами и анализом сравнительных данных.

Проведено исследование работы замкнутого цикла с помощью имитационной модели. Представленные графики и данные таблиц дают качественную и количественную картины влияния режимных и конструктивных параметров на технологические показатели работы цикла.

Определены эффективные каналы управления технологическим процессом, сделана оценка параметрической чувствительности по каждому каналу и даны рекомендации по практическому использованию того или иного управляющего воздействия.

Результаты работы использованы при разработке технического задания на АСУ группой технологических секций Соколовско-Сарбай-ского горно-обогатительного объединения.

Таким образом, использование имитационной модели позволяет всесторонне исследовать работу замкнутых циклов измельчения, получать их статические характеристики как объектов управления и объективно оценивать эффективность любых управляющих воздействий по различным каналам.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Исследование работы замкнутого цикла мокрого измельчения с помощью имитационного моделирования / Брагин В. Г. Поршнев М. Н., Рахимова А. В.//Физическое и математическое моделирование процессов горного производства: Сб. ст./СГИ.— Свердловск, 1990,—Деп. ВИНИТИ, № 2612, В-90.

2. Статические характеристики замкнутого цикла мокрого измельчения как объекта управления / Брагин В. Г., Казаков Ю. М., Рахимова А. В. // Физическое и математическое моделирование процессов горного производства: Сб. ст./СГИ.— Свердловск, 1990 — Деп. ВИНИТИ, № 2612, В-90.

УДК 681.51 : 669.162

Ю. С. Петров, В. А. Боровков, С. С. Головырин, И. И. Искаков|

КОМБИНИРОВАННЫЙ АЛГОРИТМ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ АГЛОМЕРАЦИИ ЖЕЛЕЗОРУДНОГО КОНЦЕНТРАТА

Стабильность основности готового окускованного материала определяет экономические показатели аглофабрик, фабрик окатышей, доменного производства [2].

В статье рассматривается метод управления основностью окускованного материала путем реализации алгоритма комбинированного управления. Структура управляемого объекта, включающего дозировку компонентов шихты, агломашину, охладитель, а также систему цифрового управления, приведена на рис. 1.

На вход ЭВМ поступают непрерывные сигналы о расходах шихтовых материалов, а также результаты периодического опробования