Практика на аглофабриці

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ.

ПРИАЗОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ.

КАФЕДРА: Автоматизація управління технологічними процесами та виробництвом.

ЗВІТ ЗА ПРАКТИКУ.

Студент______________________________________________Буханцов О.В.

Керівник практики_____________________________________ Малій А. О.

Керівник діплому___________________________________Щербаков С.В.

Консультант із економіки__________________________________Парлюк.

Маріуполь 2003 р.

Ъ.

АГЛОМЕРАЦИя ВПЕРШЕ БУЛА ЗАСТОСОВАНА У КОЛЬОРОВИЙ МЕТАЛУРГІЇ ДЛя СПЕКАНИя СІРЧИСТИХ І МІДНИХ РУД, А ТАКОЖ РУД, МІСТЯТЬ СВИНЕЦЬ І ЦИНК. АГЛОМЕРАЦИя У ПРОМИСЛОВОМУ МАСШТАБІ РОЗВИВАЛАСЯ НА ОСНОВІ ДВОХ МЕТОДІВ: ПРОДУВКОЙ ВОЗДУХА чЕРЕЗ ШИХТУ І ПРОСАСЫВАНИЕМ ВОЗДУХА.

Перші машини для безперервного спечення руд розробив результаті низки дослідів Дуайтом і Ллойдом і було прописані у 1907 р. на заводах в Перу й Америці. Надалі розроблено й застосовані машини трьох типів: барабанна, горизонтальна, кругла і стрічкова прямолінійною рухом. Досвід експлуатації підтвердив доцільність застосування останніх, у результаті розпочався їхній вдосконалення та розвитку агломерації залізних руд.

Сучасне агломераційне виробництво є складну систему різних апаратів, які у різних режимах і виконують різні функции.

Безперервне зростання виробництва агломерату, підвищення вимог для її якості, і навіть поточность технологічних процесів створили умови для широкого впровадження коштів автоматичного контролю та управления.

Комплексної автоматизації агломераційного виробництва приділяється багато уваги. Значне місце у технологічної схемою агломераційного виробництва займають процеси, пов’язані з спеканием шихти, однією з основних операцій, визначальних якість агломерата.

Основне завдання автоматизації агломераційного виробництва полягає у забезпеченні максимальної продуктивності агломераційних машин і заданого якості агломерату. Одночасно автоматизація дозволяє вирішувати завдання підвищити рівень організації виробництва, оперативності управ-ления технологічними процесами у цілому підвищення економічну ефективність виробництва. Одне з найважливіших напрямів совер-шенствования управління є створення автоматизованих систем із застосуванням обчислювальної техники.

Автоматизована систему управління спекательным відділенням є якісно новим етапом комплексної автоматизації і покликана забезпечити істотне збільшення продуктивність праці, поліпшення якості своєї продукції та інших техніко-економічних показате-лей агломераційного производства.

Автоматичне управління спекательном відділенні залежить від автоматичному підтримці висоти шару аглошихты, загружаемой на машину, постійному контролі й автоматичному регулюванні процесом запалювання шихти, контролі температури запалювання горна, регулювання закінченості процесу спечення наприкінці активної ділянки аглошихты.

Особливістю побудови АСУ є системний підхід до всієї сукупності металургійних, енергетичних і управлінських питань. Фахівець із АСУ ТП повинна володіти теорією автоматичного управління, розумітися на конструкції металургійних агрегатів і засадах технології, досить вільно орієнтуватися у роботі цифрових обчислювальних машин, їх математичному і алгоритмическом забезпеченні, вміти правильно застосовувати технічні засоби інформаційної та керуючої техники.

У АСУ ТП втілені досягнення локальної автоматики, систем централізованого контролю, електронної та обчислювальної техніки. Крім того, АСУ ТП виробляють загальну централізовану обробку первинної інформацією темпі перебігу технологічного процесу, після чого інформація використовується як керувати цим процесом, а й перетворюється на форму, придатну від використання на вище що стоять рівнях самонаведення рішення оперативних і організаційно-економічних задач.

Впровадження АСУ ТП, як і будь-яка нововведення, пов’язаний з певними труднощами та реальними витратами. На етапі освоєння виявляються недоліки окремих елементів обчислювального комплексу, похибки застосованих алгоритмів управління, недостатня адаптація персоналу до умов праці з допомогою обчислювальної техніки і другое.

літературний огляд существующих.

СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦІЇ ПРОЦЕССА.

СПЕКАНИя АГЛОМЕРАТА.

БЕЗПЕРЕРВНИЙ ЗРОСТАННЯ ВИРОБНИЦТВА АГЛОМЕРАТУ, ПІДВИЩЕННЯ ВИМОГ До ЙОГО КАчЕСТВУ, А ТАКОЖ ПОТОчНОСТЬ ТЕХНОЛОГИчЕСКИХ ПРОЦЕСІВ СТВОРИЛИ УСЛОВИя ДЛя ШИРОКОГО ВНЕДРЕНИя ЕФЕКТИВНИХ ЗАСОБІВ АВТОМАТИчЕСКОГО КОНТРОЛя І УПРАВЛЕНИя І ПОСТАВИЛИ ЗАДАчУ ПОДАЛЬШОГО ПОВЫШЕНИя УРОВНя АВТОМАТИЗАЦІЇ. АВТОМАТИчЕСКОЕ УПРАВЛІННЯ ВНЕДРяЮТ ПРАКТИчЕСКИ НА ВСІХ УчАСТКАХ АГЛОФАБРИКИ. АВТОМАТИЗИРУЮТСя ПРОЦЕСИ ТРАНСПОРТУВАННЯ, ДОЗИРОВАНИя І ЗАВАНТАЖЕННЯ ШИХТОВЫХ МАТЕРІАЛІВ, ПОЛУчАЮТ РОЗВИТОК НОВІ, БІЛЬШЕ СКОЄНІ СПОСОБИ КОНТРОЛя І УПРАВЛЕНИя ПРОЦЕСАМИ ЗАЖИГАНИя І СПЕКАНИя АГЛОМЕРАЦІЙНОЇ ШИХТЫ.

Застосування АСУ ТП підвищує оперативність управління агломерационным процесом [1], забезпечує раціональне його ведення і полегшує працю агломератчиков. Завдяки підвищенню міцності агломерату зменшується виділення пилу й поліпшується екологічна ситуація у виробництві, що немаловажно.

На етапі автоматизації агломераційного процесу застосовуються стабілізуючі системи управління процесами агломерації, виконують такі функції: забезпечення безперервного потоку шихти, стабілізації режиму повернення, регулювання вологості шихти, стабілізації місця закінчення процесу спечення, оптимізації процесу спечення, стабілізації хімічного складу і фізичних властивостей агломерата.

Результати промислової експлуатації [2] підтвердили технічну і економічну доцільність застосування микропроцессорного обчислювального комплексу для АСУ ТП нижнього й середнього рівня агломерационном виробництві. Нині в НВО «Днепрчерметавтоматика» ведеться робота зі створення АСУ агломашины № 4 НЛМК. Передбачено значне розширення інформаційних функцій, модернізація технічних засобів, алгоритмів і критеріїв управління агломерационным персоналом.

У АТ «Західно-Сибірський металургійний комбінат» [3] була використана імітаційна модель агломерації, що дозволяла удосконалювати технологію двухслойного спечення шихти стосовно умовам і особливостям роботи аглофабрики ЗСМК. З аналізів на фабриці ЗСМК розробили удосконалений алгоритм регулювання коефіцієнта розподілу палива за висотою шару. Нині розроблений алгоритм регулювання реалізований на 3-х агломашинах ЗСМК. Найбільша ефективність її використання можна досягти при впровадженні АСУ шихтовым відділенням і локальної системи автоматичного дозування палива по слоям.

По технічному завданням інституту ВНИИМТ і з проекту Казгипромеза на агломашине АКМ-312 Карагандинського металургійного комбінату [4] змонтована і встановлена з кінця січня 1995 року експлуатується установка по утилізації тепла, який виділяється у процесі охолодження агломерату. Установка відбирає гаряче повітря з-під укриття головної частини лінійного охолоджувача ОП-315 і подає повітря двома індивідуальними нитками в горн й у шар за гірському. Установка знижує викиди пилу у повітря і покращує умови праці обслуговуючого персоналу. Попри незавершеність теплоізоляції і нестабільність роботи аглоцеха, експлуатація установки з урахуванням відшкодування витрат за її спорудження виявилася рентабельною, знизився витрати газу і твердого топлива.

До сформування досконалої системи автоматичного управління ходом аглопроцесса [5] необхідно знайти надійні методи кількісної оцінки перетинів поміж основними технологічними параметрами роботи агломераційних машин.

При виборі вхідних і вихідних параметрів необхідно пам’ятати многонаправленность зв’язків, але це який завжди береться до уваги. Метою дослідження було встановлення надійних кількісних зв’язків між вхідними і вихідними параметрами роботи видовжених агломашин аглофабрики № 4 Магнітогорського металургійного комбінату й розробка на основі рекомендацій із управління роботою зони охолодження аглоспека і оперативному зміни змісту вуглецю і вологи в шихте.

У Донецькому політехнічному інституті 1990 року досліджувався питання оптимізації агломераційного процесу [6]. У завдання дослідження входила оцінка можливості статичної оптимізації агломераційного процесу на основі вибору найефективніших параметрів ідентифікації об'єкта, з допомогою яких з достатньої для практики точністю можна отримати роботу управляючу модель оптимізації, і навіть технічної реалізації запропонованої оптимизации.

Неодмінним умовою реалізації запропонованого методу оптимізації аглопроцесса є контроль і стабілізація основних технологічних параметров.

Реалізація активних схем пошуку екстремальних значень технологічних параметрів (продуктивності, складу агломерату тощо.) агломераційного процесу у обсязі досить сложна.

Запропонований алгоритм має новизною і то, можливо рекомендований до впровадженню на споруджуваних або реконструйованих аглофабриках.

Випробувана частково практикою ефективності роботи локальних систем стабілізації теплового режиму аглопроцесса на аглофабриках Єнакіївського металургійного заводу і Коммунарского металургійного комбінату [7] дозволила обумовити послідовність завдань створення структур оперативного контролю та регулювання: контроль основних технологічних показників агломераційного процесу; система розпізнання основних причин порушення нормального ходу аглопроцесса; алгоритм управління аглопроцессом для одержання максимуму продуктивності і стабілізації змісту оксиду заліза (II) в агломерате та її механічної міцності з урахуванням стабілізації основних технологічних чинників ходу аглопроцесса. Алгоритм має перевагами проти відомими і то, можливо рекомендований для знову споруджуваних або реконструйованих аглофабрик.

На дніпровському металургійному заводі ім. Дзержинського [8] запроваджено в експлуатацію прилад для автоматичної і найточнішої реєстрації освещённости в вакуум-камерах, з яких закінчується процес спечення. Принцип дії розробленого приладу грунтується на поглинанні приймачами енергії інфрачервоних променів розпечених частинок агломерата.

На аглофабрике № 1 дніпровського заводу їм. Дзержинського пройшов випробування прилад [8], службовець датчиком для автоматичного вимірювання, і регулювання розрідження по вакуум-камерам. У основу розробленого приладу покладено емкостный метод виміру неэлектрических величин.

На аглофабрике заводу «Азовсталь» виходячи з проведених досліджень та виваженості аналізу існуючих систем автоматичного регулювання швидкості агломераційної машини як функції закінченості процесу спечення [8] встановлено, що це системи нестійкі і мають коливальний характер регулирования.

Запропонована інститутом автоматики система подвійного регулювання агломераційної машини усуває недоліки, властиві системам регулювання за параметрами, що характеризує викінченості процесу спечення. Зазначена система передбачає регулювання інтенсивності спечення і регулювання швидкості аглоленты. Інститут «Металлургавтоматика» розробив проект і створить робочі креслення системи для аглофабрики № 2 дніпровського металургійного заводу їм. Дзержинського. Усі основні вузли змонтовані в цій фабриці і почали эксплуатацию.

З існуючих систем автоматичного дозування компонентів агломераційної шихти [8] дедалі більшого поширення отримують стежать системи, у яких підтримується постійним співвідношення концентрат/руда, причому максимальний ефект досягнуть на агломераційних фабриках, снабжающихся тонкоизмельченными концентратами підвищеної вологості. Такі системи впроваджені на аглофабриках Ново-Криворізького гірничо-збагачувального комбінату (НКГОК) і ЮГОК.

Система [8] автоматичного управління автоматичним дозуванням агломераційної шихти, розроблена лабораторією автоматизації агломераційного виробництва Інституту автоматики, впроваджена на маріупольському заводі «Азовсталь» і НКГОК. Система забезпечує безперервність потоку шихти, але вимагає здійснення автоматичного дозування повернення і автоматизації систем розподілу агломераційної шихти по машинам без чого автоматичне управління автоматичним дозуванням малоэффективно.

У 1993 року працівниками Центральної лабораторії автоматизації і механізації аглоцехов запропоновані удосконалені автоматичні системи підготовки аглошихты та процесу спечення агломерату з метою поліпшення його якості [9]. На комбінаті «Запоріжсталь» застосовуються системи управління дозуванням палива на аглошихту з корекцією змісту незаймистою частини, автоматизації дозування вапняку в аглошихту, автоматичної стабілізації висоти шару шихти на паллетах аглоленты. Розроблено та впроваджено спеціальний пробовідбирач повернення, який би даних для усередненого хімічного складу возврата.

На Новолипецькому металургійному комбінаті [10] в 1987 р. запроваджено й промислово освоєна автоматизовану систему управління агломерационным процесом на агломашине № 3 типу АКМ-312. АСУ ТП виконує інформаційні функції і функції безпосереднього цифрового управління технологічними процесами огрудкування, завантаження, запалювання і спечення шихти на агломашине і охолодження агломерату на лінійному охладителе.

У агломерационном виробництві [11] здійснена ряд аглофабрик автоматизована дозування шихтовых матеріалів, і навіть системи зволоження шихти і його спечення, дозволяють підвищити якість регулювання проти применявшимися ПИ-регуляторами в 1,5−2 раза.

У Дніпропетровському металургійному інституті було проведено дослідження з завершеності агломераційного процесу [12]. Використовувалася агломашина площею спечення 62,5 мІ, обладнана 9 пиловими мішками. Методами хімічного і рентгеноструктурного аналізу встановлено, що складу пилу відбиває послідовність фазових і хімічних перетворень у зоні формувань спека в завершальній стадії процесу агломерації. Показники пылевыделения під час закінчення процесу спечення є представницької характеристикою завершеності формування структури спека. Характеристики пилу можна використовувати керувати закінченістю процесу спекания.

НВО «Энергосталь» (р. Харків) розробили экспоненциально-степенную аналітичну апроксимацію емпірично наближено відомого початкового розподілу локальних температурах шарі агломерату, виготовленого рухомий стрічці агломашины [13], зручна від використання у теплотехнических розрахунках, зокрема, при чисельній розрахунку температурах наступної зоні активного повітряного охолодження агломерата.

До сформування досконалої системи управління ходом агломераційного процесу необхідний пошук надійних методів кількісної оцінки зв’язків між основними технологічними параметрами роботи агломашины [14]. Метою дослідження Магнітогорського гірничо-металургійного інституту, у 1991 року була розробка методики підготовки технологічних даних роботи агломашин для подальшим математичного опрацювання. Розроблені з урахуванням отриманих тісних перетинів поміж технологічними параметрами рекомендації включені у технологічну інструкцію із управління аглопроцессом на аглофабрике № 4 Магнітогорського металургійного комбината.

Через війну впровадження АСУ ТП на агломашине № 3 типу АКМ-312 НЛМК [15], забезпечені збільшення продуктивності по агломерату на 1,4%, економія твердих палив на 1,0%, металлосодержащего сировини на 0,22%, зниження змісту дрібної фракції (5−0 мм) в агломерате на 1,0% і досягнуть річний економічний ефект 270,4 тис. руб.

Впровадження системи автоматичної стабілізації висоти шару шихти на паллетах аглоленты на шести агломашинах [16] дозволило стабілізувати процес спечення, підвищити якість агломерату при економії твердого палива на агломерацию.

Характеристика і конструкція агломашины.

Найпоширенішим способом агломерації є агломерація на стрічкових агломераційних машинах безперервного дії, у якому через шар спекаемых матеріалів просасывается воздух.

Схема стрічкової агломераційної машини показано малюнку 2.2. [pic].

Малюнок 1 — Стрічкова агломерационная машина безперервного действия:

1, 2 — бункери, 3 — барабанний змішувач, 4 — проміжний бункер, 5 — провідний барабан, наводитися в рух двигуном постійного тока,.

6 — запальний горн, 7- вакуум-камеры, 8 — ведений барабан машины,.

9 — эксгаустер.

Характеристика агломераційної машини аглофабрики «ММК їм. Ілліча», докладна конструкція якій подається в графічної частини дипломного проекту листку 1:

Тип — АКМ-1,2,3−85/160.

Кількість — 12 шт.

Площа просасывания загальна — 160 м².

Довжина площі просасывания — 65 м².

Ширина робочої поверхні - 2,7 м.

Продуктивність — 170 т/час, придатного 125 т/час.

Швидкість руху палет — 1,5−6,0 м/мин.

Максимальна товщина спекаемого шару — 350 мм.

Тип електродвигуна — ДП-52.

Потужність — 32 квт.

Обороти — 730 об/мин.

Тахогенератор — ЭТ-7/110.

Обороти тахогенератора — 1950 об/мин.

Колосники — по ТУ 14−12−44−84.

Технічна характеристика эксгаустера:

Тип — 9000−11−2.

Продуктивність — 2000 м3/мин.

Початкова тиск перед входом у усмоктувальний патрубок — 0,9 атм.

Початкова температура газу — 70єС.

Утворюваний натиск (підвищення тиску) — 1600 мм.вод.ст.

Технічна характеристика дымососа:

Тип — Д-21, 5×2.

Продуктивність віднесена до 0єС і 760 мм.рт.ст. — 4500 м3/мин.

Початкова температура газу — 200єС.

Утворюваний натиск (підвищення тиску) — 470 мм.вод.ст.

Технічна характеристика газового горна:

Площа горна — 6,8 м².

Обсяг топкового простору — 5,2 м².

Тип горілок — ГПН.

Кількість горілок — 4 шт.

Витрата газу на горн — 500−700 м3/час.

Витрата повітря — 5000−8400 м3/час.

Теплова потужність горна — 3,6−4,2· 106.

Процес спечення агломерату на агломашине.

Під процесом спечення розуміють сукупність перетворень у яких сжигаемое просасываемое повітрям тверде паливо в шарі шихти забезпечує розвиток високих температурах зоні горіння і оплавлення матеріалів. У результаті виходить спек, у якого необхідними фізико-хімічними властивостями. Основними параметрами, котрі характеризують процес спечення є температура поверхні запаленою шихти, висота шару, швидкість спечення, температура у зоні горіння, час перебування шихти на стрічці (швидкість стрічки) і рівень закінченості спекания.

Початковою стадією спечення є запалювання шихти, у якому необхідно спалахнув частки що міститься у ній палива й доповнити шар кількість тепла, що забезпечує розвиток горіння. Поруч із забезпеченням необхідних температури і кількість тепла слід мати у зажигательном горнилі відповідний склад продуктів згоряння про те, щоб у яких містилася достатня кількість кисню, йде на спалювання палива на слое.

Щоб на горн не подсасывался із боку холодний повітря або вибивалося потім із нього полум’я, передусім бортів візків, необхідно підтримувати певне тиск, а забезпечення переміщення зони горіння і просасывания газів через шар створювати в вакуум-камерах під гірському відповідне разрежение.

При запалюванні шихти основними чинниками є температура поверхні і є кількість тепла, аккумулируемое у верхній шарі шихты.

Певне впливом геть процес запалювання надає величина розрідження під зажигаемым шаром. При занадто малому розрідженні продукти горіння просасываются повільно, що зумовлює уповільнення процесу запалювання, особливо швидкості теплопередачі в нижні горизонти шару, і навіть зниження швидкості переміщення фронту горіння твердих палив. При підвищеному розрідженні теплопередача здійснюється дуже швидко, фронт горіння відстає, концентрація тепла в зажигаемом шарі знижується, у результаті спек виходить непрочным.

Агломерація шихти ведеться на колосникової решітці піддон агломераційної машини методом просасывания повітря. Просасываемый через шар шихти повітря утворює зону горіння заввишки 15−35 мм з температурою 1400−1600°С, передвигающуюся вниз із вертикальною швидкістю спечення [pic]мм/с. Спекаемая шихта переміщається головного до хвостовій частини машини зі швидкістю руху аглоленты [pic]мм/с. За цих умов зона горіння набуває форми похилого плоского шару (малюнок 2.3). У зоні довжиною [pic] відбувається запалювання сирої шихти 1; у зоні горіння 2.

[pic].

Малюнок 2 — Схема спечення шихти на агломашине здійснюється агломерація шихти дільниці довжиною [pic]; готовий агломерат 4 утворюється за зоною спечення. На ділянці довжиною [pic] агломерат охолоджується просасываемым повітрям. Вогка шихта і агломерат розміщається у ліжку 3.

Основні параметри агломераційного процесу при що встановилася режимі пов’язані соотношением:

[pic], (2.1) де h — висота шару шихти; [pic] - час спекания.

Швидкість руху [pic] підтримується такий, щоб процес спечення закінчувався на заданої довжині спечення [pic]. У зоні горіння спекаемый матеріал сплавляється, створюючи пористий агломерат.

Температура регулюється під час всього процесу спечення, т.к. від рівня цього залежить якість спекаемой шихти. За нормального ході процесу спечення агломерат рівномірно спечен і за видачі з стрічки розпечений лише на 1/3 висоти «пирога». На незакінченість процесу спечення вказує низька температура відведених газів у останніх вакуум-камерах та наявність не спеченої шихти зламі «пирога» у колосників піддон. Підвищення температури відведених газів у колекторі відбувається внаслідок уповільнення швидкість руху піддон чи короткочасною зупинки агломераційної машини; підвищення газопроницаемости шихти. Зниження температури відведених газів у колекторі має місце при: зменшенні змісту палива на шихті проти оптимальним; переоплавление поверхні шару шихти через високої температури запалювання; наявність великої кількості шкідливих прососов повітря; завищення швидкість руху паллет.

На цей час на аглофабрике ВАТ їм. Ілліча годі систем автоматичного управління процесом спечення. З минулих систем залишилися лише системи автоматичних отсечек газу, повітря і воды.

Економічні показатели.

За добу виробництво за всім 12 агломашинам становить 34 181 тонну, що дає 2848.41 тонну аміаку на кожну агломашину. Собівартість становить 102.97 гривні за тонну.

Заключение

.

Впровадження системи автоматичного управління спеканием аглошихты на ВАТ їм. Ілліча стало нагальною потребою. Тому я спробую розробити такої системи розробки дипломного проекта.