ОСНОВЫ АГЛОМЕРАЦИИ. ЖЕЛЕЗНЫХ РУД

Автоматическое регулирование процесса спекания. и учет производства

Автоматическое управление процессом спекания только на­чинает внедряться на агломерационных фабриках, но несом­ненно, что в ближайшем будущем все технологические и меха­нические операции будут автоматизированы, так как поточ­ность, непрерывность и полная механизация агломерационного процесса создают благоприятные условия для автоматического управления.

Переход на автоматическое управление легко осуществим в случаях простой зависимости между двумя факторами, опре­деляющими конечный результат того или другого процесса.

Например, легко автоматизировать управление топкой, под­держивая в ней заранее заданную температуру регулировкой количества сжигаемого жидкого или газообразного горючего, и поддержание постоянства давления газовой или воздушной среды. Значительно труднее автоматизировать контроль и ре­гулировку процессов со сложной зависимостью основного фак­тора от многих промежуточных параметров.

Так, главным фактором успешного хода процесса спекания является газопроницаемость шихты. Последняя для руды с оп­ределенной физико-химической характеристикой зависит от способа увлажнения и окомкования, от метода загрузки шихты на машину, вакуумного режима в первой камере при зажига­нии и т. д.

Автоматизировать контроль и управление каждой из этих операций весьма трудно, так как ни один из факторов не свя­зан отчетливой прямой зависимостью с конечным результатом процесса. Однако известно, что при спекании хорошо подготов­ленной, газопроницаемой шихты температура отходящих газов непрерывно растет, достигая отчетливо выраженного максиму­ма по окончании процесса. Следовательно, если температура газов в последней камере держится на установленном для за­данной шихты максимуме, подготовка шихты и ее спекание идут нормально. Падение температуры газов будет указывать на изменение режима спекания, что может явиться следствием изменения дозировки топлива — уменьшения его в шихте—или нарушения какого-либо из указанных выше факторов, повлек­ших за собой ухудшение газопроницаемости шихты и, как следствие, уменьшение вертикальной скорости спекания. В пер­вом случае должен быть дан сигнал и распоряжение в шихто­вые бункера увеличить дозировку горючего, во втором должно поступить распоряжение, изменяющее какую-либо из операций подготовки шихты, нарушившую ее газопроницаемость.

. В табл. 73 приведена температура газа в вакуум-камерах при спекании магнитогорской окисленной руды.

Из таблицы следует, что температура газов в каждой ка­мере устойчиво держится на относительно постоянном уровне, а случайные изменения в дозировке горючего, что имело место в 1 и 3 часа (в первом случае увеличение, а во втором — уменьшение), немедленно нашли отражение и в изменении тем­пературы отсасываемых газов.

На рис. 79 представлен график изменения температуры га­зов, построенный на основании наблюдений за изменением тем-

ператур газа по отдельным вакуум-камерам при налаженном процессе спекания.

Заштрихованная область отвечает нормальным отклонени­ям в значениях температуры по камерам, неизбежным вследст­вие недостаточной точ­ности шихтовки, сегре­гации материалов при загрузке на машину и т. д. Выход показаний приборов за пределы заштрихованной обла­сти должен сопровож­даться изменением ско­рости машины и пода­чей в шихтовое отделе­ние импульсов об из­менении дозировки коп­ейка: при показаниях

ниже заштрихованной области — увеличение, при показаниях выше этой области — умень­шение. Для автомати­ческого регулирования скорости движения спе-

На рис. 80 показана принципиальная схема автоматического регулирования скорости движения агломерационной машины по разности температур отходящих газов в последних вакуум- камерах.

Изменение скорости движения машин автоматически связа­но с количеством поступающей на машину шихты: с увеличе-

а — дифференциальные термопары ХК; б — элек­тронный потенциометр ЭПП-120; в — изодромный регулятор ИР-130; г — моторное реле времени МРВ-26; д — универсальный переключатель УП; е — кнопочное управление КУ: эк — исполнительный механизм; з — реостат обратной связи; и двига­тель постоянного тока; к — камеры разрежения № Ц, 12 и 13

нием - скорости машины подача шихты увеличивается, а при снижении скорости уменьшается.

Однако количество воды, поступающей в смесительный ба­рабан для увлажнения шихты, регулируется вручную и чаще остается постоянным. Между тем изменение влажности шихты оказывает большое влияние на вертикальную скорость спека­ния и температуру отходящих газов. Поэтому вместе с автома­тизацией скорости движения машины необходимо автоматизи­ровать и дозировку воды.

О содержании углерода в шихте можно судить по. некото­рым внешним признакам, которыми руководствуются спекаль­щики в повседневной работе. К таким внешним признакам от­носятся:

а) интенсивность свечения поверхности агломерата по вы­ходе палеты из-под торна;

б) положение и состояние зоны спекания над средними (4—5-й) вакуум-камерами, наблюдаемые. при пробивании кор­ки агломерата;

в) вид излома агломерата при разгрузке с машины.

При избытке углерода свечение поверхности агломерата на­блюдается до 5—7-й камер, в то время как при нормальном содержании углерода поверхность агломерата прекращает све­титься над 3—4-й камерами, а при недостатке топлива плохо светится уже «ад второй камерой.

При пробивании корки агломерата над средними камерами в случае нормального содержания углерода зона спекания на­блюдается во второй нижней половине спекаемого слоя, в то время как при избытке углерода она не выходит за пределы первой половины слоя и представлена большим количеством сплавившегося материала.

Излом агломерата на разгрузочном конце машины при нор­мальном содержании углерода характеризуется черным верх­ним слоем, распространяющимся более чем на половину сечения агломерата, и раскаленной небольшой частью у колосников с отпечаткой формы колосников на нижней поверхности агломе­рата. При избытке углерода видны синие языки пламени дого­рающего топлива и зачастую неспекшийся слой шихты на ко­лосниковой решетке вследствие недоступности его действию воз­духа из-за обилия расплава в зоне горения. При недостатке углерода видны участки неспеченной руды « агломерат легко рассыпается.

Важной задачей является автоматическое регулирование влажности шихты, но надежного способа определения влажно­сти шихты, который мог бы быть положен в основу автомати­ческой регулировки влажности шихты, не имеется.

Автоматическое поддержание постоянства влажности ших­ты обеспечивает поддержание устойчивой ее газопроницаемо­сти при том условии, что содержание и качество возврата не изменяются.

Внедрение автоматики на агломерационных фабриках яв­ляется первоочередной задачей научно-исследовательских и проектных институтов горнорудной промышленности. При этом в первую очередь необходимо автоматизировать узлы с наи­более тяжелыми условиями труда. В настоящее время на аг­ломерационных фабриках автоматизировано управление зажи­гательными горнами, работающими на газообразном топливе, основанное на измерении температуры горна.

Изменяя подачу газа в горн, можно поддерживать необходи­мую температуру. С «вменением подачи газа должно изме­няться и количество поступающего для горения воздуха, что осуществляется посредством струйного регулятора соотношения газ —воздух.

Импульс, полученный от термопары в результате отклонения температуры в горне от заданной величины, передается через потенциометр электродвигателю исполнительного механизма, который открывает или закрывает дроссельный клапан газа. Такой же механизм установлен и на воздухопроводе; количест­во воздуха задается специальным струйным регулятором.

Расход газа для зажигания измеряется самопишущими коль­цевыми дифманометрами с водяным заполнением. Такие же цифманометры устанавливаются для замеров расхода воздуха. К этим измерительным диафрагмам и подключаются мембраны гидравлических струйных регуляторов соотношения газ — воз­дух.

Газовые горны работают обычно на смеси доменного и кок­сового газов, расход смеси на 1 машину составляет 1200— 1900 м3/час, расход воздуха — 80—100% от. количества расхо­дуемого газа. Давление газа 150—200 мм вод. ст., давление воз­духа 400—450 мм. вод. ст.

Для предотвращения несчастных случаев. в связи с падением давления газа в сети предусматривается автоматическая от­сечка газа при падении давления ниже заданного.

Контролируют температуру отходящих газов в вакуум-ка­мерах посредством хромель-копелевых или хромель-алюмеле - вых термопар, которые передают импульс термоэлектродвижу - щей силы на показывающие милливольтметры, установленные на щите КИП агломерационной машины, и на регистрирующий милливольтметр, установленный на щите КИП диспетчера.

Таким же способом осуществляется контроль и за темпера­турой газа в циклонах, а также до и после эксгаустера.

На агломерационных фабриках Нижне-Тагильского комби­ната применяется система автоматического распределения шихты по бункерам агломерационных машин и автоматизиро­вано регулирование других операций.

В бункерах готовой шихты агломерационной машины на различных уровнях установлено по 3 электрода, которые соот­ветствуют минимальному, среднему и максимальному уровню шихты. Электрод представляет металлический стержень, к од­ному концу которого приварена пластинка из нержавеющей ста­ли, а к другому подведен постоянный ток напряжением 24 вт. При заполнении бункера шихтой до уровня пластинки электро­да благодаря электропроводности шихты создается электриче­ская цепь, по которой подается импульс на переключение транс­портеров и шибера для заполнения бункера, имеющего в дан­ный момент наименьший уровень шихты. Уровень шихты в бун-

18 А. М. Парфенов

керах указывается сигнальными лампами на щите управления.

По этому же принципу применения электродов в замкнутой электрической цепи автоматически регулируется постоянство уровня шихты на загрузочном козырьке агломерационной маши­ны, автоматическая остановка транспортеров при забивании лот­ков и другие [14].