СПОСОБ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ ОБЖИГОВОЙ МАШИНЫ ДЛЯ ОБЖИГА ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ ОКАТЫШЕЙ
METHOD TO CONTROL EFFICIENCY OF KILN TO ROAST IRON-ORE PELLETS

Изобретение относится к способу для переработки металлургического сырья в тяжелой металлургии и относится, в частности, к изготовлению железорудных окатышей с различными материальными, химическими и гранулометрическими характеристиками на обжиговой машине.
Известно, что производительность находящихся в эксплуатации обжиговых машин часто лимитируется работой одной из технологических зон, например зоны высушивания необожженных окатышей или зоны предварительного нагрева перед зоной обжига. В качестве лимитирующих зон при этом могут выступать различные технологические зоны в зависимости от свойства загружаемых окатышей и требований к качеству готовой продукции. Например, в монографии "Теплотехнические расчеты агрегатов для спекания железорудных металлов" (С.В.Базилевич и др.; издательство "Металлургия", 1979, стр.208) представлен принцип для оптимизации работы отдельных технологических зон обжиговой машины (стр.178), который заключается в соблюдении соотношения
i
i
G=Σg·F;
причем G - производительность машины, т/ч;
i
2
g - удельная производительность i-й зоны, т/ч·м;
i
2
F - площадь i-й зоны, м.
Здесь под удельной производительностью зоны понимают производительность по загружаемым окатышам, которую может обеспечить тепловая мощность соответствующей зоны при выполнении заданной работы для теплоотдачи на слой окатышей или для совершения заданных фазовых и физико-химических преобразований. Если производительность одной из технологических зон не соответствует загружаемой массе окатышей, она становится лимитирующей зоной и ограничивает производительность обжиговой машины в целом.
Этот источник по своей технической сути подходит наиболее близко к изобретению, однако содержит ряд существенных недостатков. Он не раскрывает зависимость между необходимой производительностью зоны и свойствами необожженных окатышей, не позволяет учитывать влияние параметров лимитирующей зоны на работу последующих зон и не может связывать эксплуатационные параметры отдельных зон с конечным качеством обожженных окатышей. Все эти задачи могут быть решены только за счет соответствующего изобретению применения математической модели для всего технологического процесса.
Известными являются также способы управления процесса обжига окатышей на обжиговой машине с применением математических моделей (Буткарев А.П. и др. "Математические модели для управления производственного процесса изготовления окатышей на конвейерной установке", издательство Сталь, 2000, №3, стр.10-13; РФ 2145435 С1, 10.02.2000).
В этих источниках для применения математических моделей требуется длительный и непрерывный автоматический сбор данных о работе машины. Сами модели не связывают температурные данные, то есть данные термоэлементов в газовой и воздушной камерах по длине машины с температурой в слое окатышей. При этом данные этих термоэлементов являются единственной, хотя и косвенной информацией, которая воспроизводит действительное тепловое состояние слоя. Заявленный в настоящем изобретении способ не имеет этих недостатков, поскольку учитывает теплообмен в слое окатышей и в защитном слое, в тележках обжиговой машины и газовой и воздушной камерах во взаимосвязи. При этом в соответствующем изобретению способе учитывают теплофизические, физико-химические и гранулометрические свойства необожженных окатышей и характеристики слоя. Он позволяет также применять только текущую информацию о работе машины на основе имеющейся контрольно-измерительной аппаратуры.
Техническая задача изобретения состоит в повышении производительности обжиговой машины и в достижении ее наилучших технико-экономических показателей, в частности в снижении затрат на электроэнергию при заданном количестве или, соответственно, качестве обожженных окатышей. Данный технический результат достигается способом согласно пункта 1 формулы изобретения, причем максимальную величину часовой производительности обжиговой машины устанавливают по рабочим показателям технологической зоны, которая лимитирует технологический процесс в целом.
Предпочтительным образом при этом лимитирующую технологическую зону можно определять с помощью модели технологического процесса.
В заключение предпочтительно с той же самой моделью можно рассчитывать необходимые параметры для температурного и фильтрационного режима по длине этой зоны таким образом, что эти параметры обеспечивают при имеющихся условиях максимально возможное повышение эффективности работы с соответствующим повышением производительности машины и снижением потребления энергоресурсов.
Изобретение касается способа управления процессом обжига железорудных окатышей с различными свойствами на обжиговой машине, в котором
железорудные окатыши пропускают через технологические зоны высушивания, предварительного нагрева и обжига обжиговой машины, максимальная часовая производительность которой лимитирована рабочими показателями лимитирующей технологической зоны, определяемой посредством вычислительного анализа эксплуатации всех технологических зон обжиговой машины на основе текущих данных о ее работе,
определяют параметры температурного и фильтрационного режима лимитирующей зоны, обеспечивающие максимально возможную рабочую эффективность лимитирующей зоны с соответствующим повышением производительности машины,
оптимизируют работу лимитирующей зоны с учетом измеряемых по длине обжиговой машины температур в газовой и воздушной камерах и вычисленного температурного поля в слое железорудных окатышей
и изменяют режим работы обжиговой машины с получением окатышей заданной прочности с учетом упомянутых параметров.
При оптимизации устанавливают эксплуатационные параметры, которые обеспечивают максимально возможную рабочую эффективность лимитирующей технологической зоны, повышение производительности и снижение затрат на энергию при заданном качестве обожженных железорудных окатышей.
В последующем описывается пример реализации соответствующего изобретению способа.
Для одной из обжиговых машин на Михайловском горнорудном и обогатительном комбинате на основе текущих данных о ее работе был произведен вычислительный анализ эксплуатации всех технологических зон. Оказалось, что при заданной прочности окатышей производительность машины ограничена зоной нагрева, которая не обеспечивает достаточной скорости нагрева окатышей до зоны обжига. Были определены необходимые параметры температурного и фильтрационного режима для лимитирующей зоны. Вычисления показали, что предложенные изменения режима эксплуатации могут обеспечивать в зоне нагрева снижение удельного расхода топлива на 13-15% при повышении производительности машины приблизительно на 10%. Вследствие этих данных были выработаны рекомендации для нового режима эксплуатации машины, в результате внедрения которых действительное снижение расхода топлива составило 14,5%, а производительность машины повысилась на 11%.
Лежащую в основе изобретения идею можно обобщить следующим образом.
Изобретение относится к способу переработки металлургического сырья в черной металлургии и относится, в частности, к изготовлению железорудных окатышей с различными свойствами на обжиговой машине. Способ охватывает использование понятия лимитирующей зоны машины и применение модели для технологического процесса обжига окатышей. Способ реализуется путем определения лимитирующей технологической зоны обжиговой машины. Максимальная часовая производительность машины устанавливается по рабочим показателям лимитирующей зоны, и определяются необходимые и достаточные эксплуатационные параметры, которые обеспечивают максимальную рабочую эффективность лимитирующей зоны. Это позволяет достигать наилучшие технико-экономические рабочие показатели обжиговой машины при изготовлении окатышей с заданными свойствами.