МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ

ПРИАЗОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА: Автоматизація управління технологічними процесами та виробництвом

ЗВІТ ЗА ПРАКТИКУ

Студент______________________________________________Буханцов Про . В.

Керівник практікі_____________________________________ Малій А. О.

Керівник діплому___________________________________Щербаков С.В.

Консультант з економікі__________________________________Парлюк

Маріуполь 2003 р. .

Ъ

ВСТУП

Агломерація вперше була застосована в кольорової металургії для спікання
Сірчистий і мідних руд, А ТАКОЖ руд, що містять свинець і цинк. Агломерація
У промисловому масштабі розвиватися на основі ДВОХ МЕТОДІВ: Продувка
Повітря через шихти і ПРОСАСИВАНІЕМ ПОВІТРЯ.

Перші машини для безперервного спікання руд були розроблені врезультаті ряду дослідів Дуайтом і Ллойдом і були встановлені в 1907 р. назаводах в Перу та Америці. Надалі були розроблені та застосовані машинитрьох типів: барабанна, горизонтальна, кругла і стрічкова з прямолінійнимрухом. Досвід експлуатації підтвердив доцільність застосуванняостанніх, в результаті чого почалося їх удосконалення і розвитокагломерації залізних руд.

агломераційної Сучасне виробництво являє собою складнусистему різних апаратів, що діють в різних режимах і виконуютьрізні функції.

Безперервне зростання виробництва агломерату, підвищення вимог до йогоякості, а також потоковість технологічних процесів створили умови дляширокого впровадження засобів автоматичного контролю і управління.

Комплексної автоматизації агломераційного виробництва приділяєтьсявелика увага. Значне місце в технологічній схеміагломераційного виробництва займають процеси, пов'язані зі спіканнямшихти, однією з основних операцій, що визначають якість агломерату.

Основне завдання автоматизації агломераційного виробництва полягає взабезпечення максимальної продуктивності агломераційних машин ізаданої якості агломерату. Одночасно автоматизація дозволяє вирішуватизавдання підвищення рівня організації виробництва, оперативності управ-ліннятехнологічними процесами і в цілому підвищення економічної ефективностівиробництва. Одним з найважливіших напрямків вдосконалення-шенствованія управлінняє створення автоматизованих систем із застосуванням обчислювальноїтехніки.

Автоматизована система управління спекательні відділенням єякісно новим етапом комплексної автоматизації і покликана забезпечитиістотне збільшення продуктивності праці, поліпшення якостіщо випускається, і інших техніко-економічних показників лийагломераційного виробництва.

Автоматичне управління в спекательні відділенні полягає вавтоматичному підтримці висоти шару аглошіхти, що завантажується на машину,контролі і автоматичному регулюванні процесом запалювання шихти, контролітемператури запалювання горна, регулювання завершеності процесу спіканнянаприкінці активної ділянки аглошіхти.

Особливістю побудови АСУ є системний підхід до всієїсукупності металургійних, енергетичних і управлінських питань.
Спеціаліст з АСУ ТП повинен володіти теорією автоматичного управління,розбиратися в конструкції металургійних агрегатів і основи технології,досить вільно орієнтуватися в роботі цифрових обчислювальних машин,їх математичному і алгоритмічній забезпеченні, вміти правильно застосовуватитехнічні засоби інформаційної і керуючої техніки.

В АСУ ТП втілені досягнення локальної автоматики, системцентралізованого контролю, електронної та обчислювальної техніки. Крімтого, АСУ ТП виробляють загальну централізовану обробку первинноїінформації в темпі протікання технологічного процесу, після чогоінформація використовується не тільки для управління цим процесом, але йперетворюється у форму, придатну для використання на вище стоять рівняхуправління для вирішення оперативних і організаційно-економічних завдань.

Впровадження АСУ ТП, як і будь-яке нововведення, пов'язане з певнимитруднощами і витратами. На етапі освоєння виявляються недоліки окремихелементів обчислювального комплексу, похибки застосованих алгоритмівуправління, недостатня адаптація персоналу до умов роботи за допомогоюобчислювальної техніки та інше.

літературний огляд існуючих

СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦІЇ ПРОЦЕСУ

спікання Агломерат

безперервного зростання виробництва агломерату, ПІДВИЩЕННЯ ВИМОГ ДО ЙОГО
Якість, а також потокових ТЕХНОЛОГІЧНИХ процесів створили умови для
ШИРОКОГО впровадження ефективних засобів автоматичного контролю та
УПРАВЛІННЯ ТА ПОСТАВИЛИ завдання подальшого підвищення рівня автоматизації.
АВТОМАТИЧНОГО УПРАВЛІННЯ впроваджуватися практично на всіх ділянках
Аглофабрики. Автоматизує процес ТРАНСПОРТУВАННЯ, дозування і
ЗАВАНТАЖЕННЯ шихтових матеріалів, отримує розвиток нові, більш досконалі
СПОСОБИ контролю і керування процесами запалення і спікання
Агломераційній шихті.

Застосування АСУ ТП підвищує оперативність управління агломераційнихпроцесом [1], забезпечує раціональне його ведення і полегшує працюагломератчіков. Завдяки підвищенню міцності агломерату зменшуєтьсявиділення пилу і поліпшується екологічна обстановка у виробництві, щоважливо.

На сучасному етапі автоматизації агломераційного процесузастосовуються стабілізуючі системи управління процесами агломерації,виконують такі функції: забезпечення безперервного потоку шихти,стабілізації режиму повернення, регулювання вологості шихти, стабілізаціїмісця закінчення процесу спікання, оптимізації процесу спікання,стабілізації хімічного складу і фізичних властивостей агломерату.

Результати промислової експлуатації [2] підтвердили технічну таекономічну доцільність застосування мікропроцесорногообчислювального комплексу для АСУ ТП нижнього і середнього рівня вагломераційному виробництві. В даний час в НВО
«Днепрчерметавтоматіка» ведеться робота зі створення АСУ агломашин № 4 НЛМК.
Передбачено значне розширення інформаційних функцій, модернізаціятехнічних засобів, алгоритмів та критеріїв управління агломераційнихперсоналом.

В АТ «Західно-Сибірський металургійний комбінат» [3] булавикористана імітаційна модель агломерації, яка дозволялаудосконалювати технологію двошарового спікання шихти стосовноумовам і особливостям роботи аглофабрики ЗСМК. На підставі аналізів нафабриці ЗСМК був розроблений удосконалений алгоритм регулюваннякоефіцієнта розподілу палива по висоті шару. В даний часрозроблений алгоритм регулювання реалізований на 3-х агломашинах ЗСМК.
Найбільша ефективність його використання може бути досягнута привпровадження АСУ шихтові відділенням та локальної системи автоматичногодозування палива на шари.

За технічним завданням інституту ВНІІМТ і за проектом Казгіпромеза наагломашин АКМ-312 Карагандинського металургійного комбінату [4]змонтована і з січня 1995 року експлуатується установка з утилізаціїтепла, що виділяється в процесі охолодження агломерату. Установка відбираєгаряче повітря з-під укриття головної частини лінійного охолоджувача ВП-315 іподає повітря двома індивідуальними нитками у горн і в шар за гірському.
Установка знижує викиди пилу в атмосферу і покращує умови праціобслуговуючого персоналу. Незважаючи на незавершеність теплоізоляції інестабільність роботи аглоцеха, експлуатація установки з урахуванням відшкодуваннявитрат на її спорудження виявилася рентабельною, знизився витрату газу ітвердого палива.

Для створення досконалої системи автоматичного керування ходомаглопроцесса [5] необхідно знайти надійні методи кількісної оцінкизв'язків між основними технологічними параметрами роботи агломераційнихмашин.

При виборі вхідних і вихідних параметрів необхідно мати на увазібагатонаправленого зв'язків, проте це не завжди береться до уваги.
Метою дослідження було встановлення більш надійних кількісних зв'язківміж вхідними і вихідними параметрами роботи подовжених агломашинаглофабрики № 4 Магнітогорського металургійного комбінату і розробка наїх основі рекомендацій з управління роботою зони охолодження аглоспека іоперативному зміни змісту вуглецю і вологи в шихті.

У Донецькому політехнічному інституті в 1990 році досліджувалося питанняоптимізації агломераційного процесу [6]. У завдання дослідження входилаоцінка можливості статичної оптимізації агломераційного процесу наоснові вибору найбільш ефективних параметрів ідентифікації об'єкта, здопомогою яких з достатньою для практики точністю можна отриматикеруючу модель оптимізації, а також технічної реалізації пропонованоїоптимізації.

Неодмінною умовою реалізації запропонованого методу оптимізаціїаглопроцесса є контроль і стабілізація основних технологічнихпараметрів.

Реалізація активних схем пошуку екстремальних значень технологічнихпараметрів (продуктивності, складу агломерату і т.д.) агломераційногопроцесу в повному обсязі досить складна.

Запропонований алгоритм володіє новизною і може бути рекомендований довпровадження на що будуються або реконструюються аглофабриках.

Випробувана частково практикою ефективність роботи локальних системстабілізації теплового режиму аглопроцесса на аглофабриках Єнакіївськогометалургійного заводу і Комунарського металургійного комбінату [7]дозволила визначити послідовність завдань створення структуроперативного контролю і регулювання: система контролю основнихтехнологічних показників агломераційного процесу; система розпізнанняосновних причин порушення нормального ходу аглопроцесса; алгоритмуправління аглопроцессом з метою отримання максимуму продуктивності істабілізації вмісту оксиду заліза (II) в агломераті та його механічноїміцності на базі стабілізації основних технологічних факторів ходуаглопроцесса. Алгоритм має переваги в порівнянні з відомими таможе бути рекомендований для заново будуються або реконструюютьсяаглофабрик.

На дніпровському металургійному заводі ім. Дзержинського [8] був введенийв експлуатацію прилад для автоматичного і найбільш точної реєстраціїосвітленості у вакуум-камерах, над якими закінчується процес спікання.
Принцип дії розробленого приладу заснований на поглинанні приймачамиенергії інфрачервоного випромінювання розпечених часток агломерату.

На аглофабриці № 1 дніпровського заводу ім. Дзержинського пройшов випробуванняприлад [8], службовець датчиком для автоматичного вимірювання і регулюваннярозрідження за вакуум-камер. В основу розробленого приладу покладенийємнісний метод вимірювання неелектричних величин.

На аглофабриці заводу «Азовсталь» на підставі проведених дослідженьта аналізу існуючих систем автоматичного регулювання швидкостіагломераційної машини як функції завершеності процесу спікання [8]встановлено, що ці системи нестійкі і мають коливальний характеррегулювання.

Пропонована інститутом автоматики система подвійного регулюванняагломераційної машини усуває недоліки, властиві системамрегулювання за параметрами, що характеризує завершеність процесуспікання. Зазначена система передбачає регулювання інтенсивностіспікання і регулювання швидкості аглоленти. Інститут «Металлургавтоматіка»розробив проект та робочі креслення системи для аглофабрики № 2 дніпровськогометалургійного заводу ім. Дзержинського. Всі основні вузли змонтованіна цій фабриці і пущені в експлуатацію.

З існуючих систем автоматичного дозування компонентівагломераційної шихти [8] все більшого поширення набувають стежатьсистеми, в яких підтримується постійним співвідношення концентрат/руда,причому найбільший ефект досягнутий на агломераційних фабриках,постачальних тонкоподрібнений концентратами підвищеної вологості. Такісистеми впроваджені на аглофабриках Ново-Криворізького гірничозбагачувальногокомбінату (НКГОК) і ПГЗК.

Система [8] автоматичного керування автоматичним дозуваннямагломераційної шихти, розроблена лабораторією автоматизаціїагломераційного виробництва Інституту автоматики, впроваджена намаріупольському заводі «Азовсталь» і на НКГОК. Система забезпечуєбезперервність потоку шихти, але вимагає здійснення автоматичногодозування повернення та автоматизації систем розподілу агломераційноїшихти по машинах без чого автоматичне керування автоматичнимдозуванням малоефективно.

У 1993 році працівниками Центральної лабораторії автоматизації тамеханізації аглоцехов запропоновані вдосконалені автоматичні системипідготовки аглошіхти і процесу спікання агломерату з метою поліпшення йогоякості [9]. На комбінаті «Запоріжсталь» застосовуються системи управліннядозуванням палива в аглошіхту з корекцією змісту негорючої частини,автоматизації дозування вапняку в аглошіхту, автоматичноїстабілізації висоти шару шихти на палети аглоленти. Розроблено та впровадженоспеціальний пробовідбірником повернення, що забезпечує отримання даних дляусередненого хімічного складу повернення.

На Новолипецькому металургійному комбінаті [10] в 1987р. впроваджена іпромислово освоєна автоматизована система управління агломераційнихпроцесом на агломашин № 3 типу АКМ-312. АСУ ТП виконує інформаційніфункції та функції безпосереднього цифрового керування технологічнимипроцесами огрудкування, завантаження, запалення і спікання шихти на агломашинта охолодження агломерату на лінійному охолоджувачі.

В агломераційному виробництві [11] здійснена на ряді аглофабрикавтоматизована дозування шихтових матеріалів, а також системизволоження шихти та її спікання, що дозволяють поліпшити якість регулюванняв порівнянні з застосовувалися ПІ-регуляторами в 1,5-2 рази.

У Дніпропетровському металургійному інституті були проведенідослідження з завершеності агломераційного процесу [12].
Використовувалася агломашин площею спікання 62,5 мІ, обладнана 9пиловими мішками. Методами хімічного та рентгеноструктурного аналізувстановлено, що зміни складу пилу відображає послідовність фазовихі хімічних перетворень в зоні формувань спека на завершальній стадіїпроцесу агломерації. Показники пилевиделенія в період закінчення процесуспікання є представницької характеристикою завершеностіформування структури спека. Характеристики пилу можуть бути використанідля управління закінченістю процесу спікання.

НВО "Енергосталь" (м. Харків) розробили експоненціально-ступеневуаналітичну апроксимацію емпірично наближено відомого початковогорозподілу локальних температур в шарі агломерату, виготовленого нарухомий стрічці агломашин [13], зручна для використання у відповіднихтеплотехнічних розрахунках, зокрема, при чисельному розрахунку температур вподальшої зоні активного повітряного охолодження агломерату.

Для створення досконалої системи управління ходом агломераційногопроцесу необхідний пошук надійних методів кількісної оцінки зв'язківміж основними технологічними параметрами роботи агломашин [14]. Метоюдослідження Магнітогорського гірничо-металургійного інституту в 1991 роцібула розробка методики підготовки технологічних даних роботи агломашиндля подальшої їх математичної обробки. Розроблені на основіотриманих тісних зв'язків між технологічними параметрами рекомендаціївключені в технологічну інструкцію з управління аглопроцессом нааглофабриці № 4 Магнітогорського металургійного комбінату.

В результаті впровадження АСУ ТП на агломашин № 3 типу АКМ-312 НЛМК [15],забезпечені збільшення продуктивності по агломерату на 1,4%, економіятвердого палива на 1,0%, металомісткого сировини на 0,22%, зниженнявмісту дрібної фракції (5-0 мм) в агломераті на 1,0% і досягнутьрічний економічний ефект 270,4 тис. руб.

Впровадження системи автоматичної стабілізації висоти шару шихти напаллетах аглоленти на шести агломашинах [16] дозволило стабілізуватипроцес спікання, поліпшити якість агломерату при еконОмії твердогопалива на агломерацію.

Характеристика і конструкція агломашин

Найпоширенішим способом агломерації є спікання наагломераційних стрічкових машинах безперервної дії, при якому черезшар спікається матеріалів просасивается повітря.

Схема стрічкової агломераційної машини показана на малюнку 2.2.

Малюнок 1 - Ленточная агломераційна машина безперервної дії:

1, 2 - бункери, 3 - барабанний змішувач, 4 - проміжний бункер,
5 - провідний барабан, приводиться в рух двигуном постійного струму,

6 - запальний горн, 7 - вакуум-камери, 8 - ведений барабан машини,

9 - ексгаустер.

Характеристика агломераційної машини аглофабрики «ММК ім. Ілліча »,детальна конструкція якої представлена в графічній частині дипломногопроекту на аркуші 1:

Тип - АКМ-1 ,2,3-85/160

Кількість - 12 шт

Площа просасиванія загальна - 160 м2

Довжина площі просасиванія - 65 м2

Ширина робочої поверхні - 2,7 м

Продуктивність - 170 т/год, придатного 125 т/год

Швидкість руху палет - 1,5-6,0 м/хв

Максимальна товщина шару спікається - 350 мм

Тип електродвигуна - ДП-52

Мощность - 32 кВт

Обороти - 730 об/хв

Тахогенератор - ЕТ-7/110

Обороти тахогенератора - 1950 об/хв

Колосники - по ТУ 14-12-44-84

Технічна характеристика ексгаустер:

Тип - 9000-11-2

Продуктивність - 2000 м3/хв

Початковий тиск при вході в всмоктуючий патрубок - 0,9 атм.

Початкова температура газу - 70єС

Створюваний натиск (підвищення тиску) - 1600 мм . вод.ст.

Технічна характеристика димососа:

Тип - Д-21, 5х2

Продуктивність віднесена до 0єС та 760 мм.рт.ст. - 4500 м3/хв

Початкова температура газу - 200єС

Створюваний натиск (підвищення тиску) - 470 мм.вод.ст.

Технічна характеристика газового горна:

Площа горна - 6,8 м2

Обсяг топкового простору - 5,2 м2

Тип пальників - ДПН

Кількість пальників -- 4 шт

Витрати газу на горн - 500-700 м3/год

Витрата повітря - 5000-8400 м 3/год

Теплова потужність горна - 3,6 -4,2 · 106

Процес спікання агломерату на агломашин

Під процесом спікання розуміють сукупність перетворень при якихспалюється просасиваемое повітрям тверде паливо в шарі шихти забезпечуєрозвиток високих температур в зоні горіння і розплавлення матеріалів. Урезультаті виходить спек, що володіє необхідними фізико-хімічнимивластивостями. Основними параметрами, що характеризують процес спіканняє температура поверхні запаленою шихти, висота шару, швидкістьспікання, температура в зоні горіння, час перебування шихти на стрічці
(швидкість стрічки) і ступінь завершеності спікання.

Початковою стадією спікання є запалювання шихти, при якомунеобхідно запалити частинки що міститься в ній палива та внести в шаркількість тепла, що забезпечує подальший розвиток горіння. Поряд ззабезпеченням необхідних температури і кількості тепла слід мати назапальному горні відповідний склад продуктів згоряння з тим, щобв них містилося достатню кількість кисню, що йде на спалюванняпалива в шарі.

Щоб у горн НЕ підсмоктується з боку холодне повітря або невибивалося з нього полум'я, особливо з боку бортів візків, необхіднопідтримувати певний тиск, а для забезпечення переміщення зонигоріння та просасиванія газів через шар створювати у вакуум-камерах підгірському відповідне розрідження.

При запаленні шихти основними факторами є температураповерхні і кількість тепла, що акумулюються у верхньому шарі шихти.

Певний вплив на процес запалювання надає величина розрідженняпід запалюємо шаром. При дуже малому розрідженні продукти горінняпросасиваются повільно, що призводить до уповільнення процесу запалення,особливо швидкості теплопередачі в нижні горизонти шару, а також зниженняшвидкості переміщення фронту горіння твердого палива. При підвищеномурозрідженні теплопередача здійснюється дуже швидко, фронт горіннявідстає, концентрація тепла в запалюємо шарі знижується, в результаті чогоспек виходить неміцним.

Спікання шихти ведеться на колосникових решітці палет агломераційноїмашини методом просасиванія повітря. Просасиваемий через шар шихти повітряутворює зону горіння висотою 15-35 мм з температурою 1400-1600 ° С,пересуватися вниз з вертикальною швидкістю спікання мм/с.
Спікається шихта переміщується від головного до хвостовій частині машини зішвидкістю руху аглоленти мм/с. У таких умовах зона горіннянабуває форми похилого плоского шару (малюнок 2.3). У зоні довжиною
 відбувається запалювання сирої шихти 1; в зоні горіння 2

Малюнок 2 - Схема спікання шихти на агломашинздійснюється спікання шихти на ділянці довжиною; готовий агломерат 4утворюється за зоною спікання. На ділянці довжиною агломерат охолоджуєтьсяпросасиваемим повітрям. Сира шихта і агломерат розміщується на ліжку 3.

Основні параметри агломераційного процесу при сталому режиміпов'язані співвідношенням:

, (2.1) де h - висота шару шихти; - час спікання

Швидкість руху підтримується такий, щоб процес спіканнязакінчувався на заданій довжині спікання. У зоні горіння спікаєтьсяматеріал сплавляється, утворюючи пористий агломерат.

Температура регулюється в ході всього процесу спікання, тому що від цьогозалежить якість спікається шихти. При нормальному ході процесу спіканняагломерат рівномірно спекти і при видачі зі стрічки розжарений не більше ніж на
1/3 висоти «пирога». На незавершеність процесу спікання вказує низькатемпература газів, що відходять в останніх вакуум-камерах і наявність неспеченого шихти в зламі «пирога» у колосників палет. Підвищеннятемператури газів, що відходять в колекторі відбувається внаслідок уповільненняшвидкості руху палет або короткочасної зупинки агломераційноїмашини; підвищення газопроникності шихти. Зниження температури відхіднихгазів у колекторі має місце при: зменшення вмісту палива в шихтів порівнянні з оптимальним; переоплавленіе поверхні шару шихти черезвисокої температури запалювання; наявність великої кількості шкідливих прососовповітря; завищення швидкості руху палет.

На даний момент на аглофабриці ВАТ ім. Ілліча не варто системавтоматичного управління процесом спікання. З минулих систем залишилисятільки системи автоматичних отсечек газу, повітря і води.

Економічні показники

У добу виробництво за всіма 12 агломашин становить 34181 тонну, щодає 2848.41 тонну на кожну агломашин. Собівартість складає 102.97гривні за тонну.

Висновок

Впровадження системи автоматичного керування спіканням аглошіхти на ВАТім. Ілліча стало нагальною потребою. Тому я і спробую розробититаку систему при розробці дипломного проекту.