- температуры отходящих газов в вакуум-камерах, коллекторе и перед эксгаустером;
- разрежения в вакуум-камерах, коллекторе и перед эксгаутером;
- расхода отходящих газов и содержания в них СO2 , СО, О2 и пыли перед эксгаустером;
- температуры горячего агломерата и шихты;
- температуры агломерата после охладителя;
- уровня шихты в приемных и загрузочных бункерах;
- высоты слоя спекаемой шихты.
С целью обеспечения максимальной производительности агломерационных машин и выпуска агломерата заданного качества на агломерационных фабриках внедряют АСУТП с применением средств вычислительной техники и экспресс-анализа шихтовых материалов и продуктов спекания.
В [6, с. 198] показана схема автоматизации агломерационной фабрики. Основные технические данные агломашин некоторых типов приведены в [7, с. 235].
Важным в подготовке рудного сырья является вопрос о контроле и автоматическом управлении подготовкой и подачей шихты.
Современные металлургические предприятия оборудованы рудоусреднительными комплексами (РУК), характерная производственная структура которых приведена в [6, с. 199]. В состав комплекса входят участки вагоноопрокидывателей накопительных складов, корпуса известкования железосодержащих материалов и дозировочных бункеров, смесительные отделения с барабанами-смесителями и двухсекционный рудоусреднительный склад.
Автоматизация трактов подачи шихты от вагоноопрокидывателей в корпуса известкования к дозирующим бункерам или на накопительные клады показана в функциональной схеме автоматизации на участке подачи шихты в пределах рудоусреднительного склада [6, c. 200, 201].
Если на заводе отсутствует рудоусреднительный комплекс, то сырье поступает сразу в бункера аглофабрики. Сырье взвешивают в вагонах, для чего используют платформенные механические весы или весы с тензометрическими датчиками [7, с. 236].
При автоматическом регулировании процесса дозирования в качестве регулирующих органов обычно используют барабанные, тарельчатые или вибрационные питатели. Вибрационный и тарельчатый электромагнитные питатели представлены в [6, с. 202; 7, с. 240] .
При малых расходах (0...10 кг/м) удобно использовать ленточные весоизмерители, например для дозирования топлива. Для дозирования известняка часто используют ленточные транспортерные весы. Просты и надежны весоизмерители с магнитоупругим чувствительным элементом [6, с. 203].
В [6, с. 204] приведены передаточные функции весоизмерителей, а также функциональная схема контроля и автоматического регулирования весового дозирования одного материала из нескольких бункеров. При полной автоматизации процесса дозирования схему несколько усложняют [7, с. 243].
Максимальной производительности агломерационной машины при заданном качестве агломерата можно достигнуть в том случае, если шихта поступает оптимального состава, уложена слоем заданной высоты, правильно дожжена и процесс спекания заканчивается точно в пределах рабочей длины зоны спекания. Для обеспечения таких условий агломашину оснащают системой контроля и регулирования основных и вспомогательных параметров процесса спекания.
В [6, таблица, c. 206-207] указаны связи между основными регулируемыми величинами и управляющими воздействиями, в [6, рисунок, c. 205] изображена двухконтурная схема, которая поддерживает соотношение расходов шихты и воды на увлажнение с коррекцией задания величины соотношения в зависимости от сигнала измерителя влажности.
В [6, рисунок, c. 209] приведена многоконтурная система, включающая в себя несколько взаимосвязанных простых контуров, которая предназначена для автоматического регулирования процесса зажигания шихты горном агломерационной машины.
В приложении даны динамические характеристики агломерационной машины и весоизмерительного устройства [6, с. 345].
Наряду c агломерацией окускование железорудных материалов успешно производится окатыванием. Этот способ переработки тонкоизмельченных концентратов заключается в окатывании концентрата в смеси со связывающими добавками в шарики диаметром 8...18 мм с последующим упрочнением при высокотемпературном обжиге. В качестве связующей добавки используют бентанит. При производстве офлюсованных окатышей в шихту добавляют известняк.
Основные операции технологического процесса: прием и подготовка бентонита; дозирование и смешивание шихты; окомковывание шихты и сортировка окатышей; обжиг окатышей, их сортировка и транспортировка.
В [30] приведены содержательная и математическая постановки задачи оптимального приготовления шихты.
В [6, рисунок, с. 212] показана функциональная схема автоматизации теплового режима обжиговой машины, включающая в себя узлы автоматического контроля и регу- лирования основных параметров: температуры в горне, распределения теплоты по зонам, вакуумно-дутьевого режима и высоты слоя окатышей на раллетах.
5. АСУТП ДОМЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА
В доменной печи в качестве шихтовых материалов используют руду, агломерат, окатыши, металлодобавки, кокс и флюсы (обычно известняк). В результате доменного процесса получают продукты плавки: чугун, шлак, колошниковый (доменный) газ и колошниковую пыль. Загруженные материалы продвигаются по шахте печи сверху вниз, а газы, образующиеся в горне, снизу вверх. В процессе плавки происходит восстановление различных элементов, в первую очередь железа, а кислород оксидов переходит в газ в виде СО и СО2.
Перед загрузкой в доменную печь пылевидную шихту увлажняют и на грохотах отсеивают коксовую мелочь. Загрузка шихты в печь полностью механизирована. Скиповый подъемник или конвейер поднимает шихту на колошник, затем она поступает в приемную воронку двухконусного засыпного аппарата. Для распределения шихты по сечению колошника предусмотрен вращающийся распределитель шихты (ВРШ).
Дутье подается в печь воздуходувными машинами, установленными на паровоздуходувной станции (ПВС). Перед подачей в печь дутье нагревают в регенеративных воздухонагревателях, увлажняют паром до заданного влагосодержания и обогащают кислородом. Обычно в доменных печах используют комбинированное дутье, содержащее в своем составе природный газ.
Доменный газ в системе газоочистки очищают от пыли в пылеуловителях (грубая очистка) и водой в скрубберах высокого и низкого давлений. После скруббера высокого давления газ пропускают через каплеуловитель для осушки.
Чугун и шлак из соответствующих леток по желобам поступают в ковши и в них транспортируются к месту использования. Для охлаждения печи и очистки газа в больших количествах расходуют воду.
Основная задача при управлении доменным процессом - стабилизировать тепловое состояние печи, что выражается в постоянстве производительности печи, состава и температуры продуктов плавки. Главные причины колебаний теплового состояния - изменения качества шихты, отклонения температуры и состава дутья от заданных значений, нарушения в распределении материалов по сечению печи. Сильное воздействие на тепловое состояние печи оказывают влажность кокса (так как кокс дозируют по массе), содержание и степень окисленности железа в шихте.'Именно эти возмущения должны быть в первую очередь скомпенсированы при ручном или автоматическом управлении ходом доменной печи.
В [6, рисунок, с. 219] изображена структурная схема автоматизации больших доменных печей. Высокая оснащенность их контрольно-измерительными приборами, измеряющими и регулирующими параметры комбинированного дутья, уровень шихты, перепады давления по высоте, расходы дутья и природного газа по формам и др. способствует автоматизации технологического процесса. Автоматически стабилизируются расход, температура и влажность дутья, содержание в нем кислорода, давление газа на колошнике, расход и давление природного газа, распределение его по фурмам и др.
Перечень основных контролируемых и регулируемых параметров доменных печей большого объема (кроме параметров систеж загрузки) приведен в [6, таблицы, с. 220, 221].
Изменяя характер загрузки шихты управляют ходом доменной печи; управление такого вида называют регулированием сверху.
Рациональное распределение газа по сечению доменной печи - одно из основных условий ее экономической работы. Оно во многом определяется системой загрузки материатов.
Механизмы загрузки кокса служат для выполнения операций отсева мелочи, взвешивания кокса и загрузки его в скип. Коксовая весовая воронка установлена на весовом механизме и снабжена электрифицированным затвором. На весовом механизме установлен регулятор веса - весовая головка с указателем и ртутным переключателем. Одна пара контактов переключателя замыкает цепь на закрытие затвора пустого бункера, а вторая останавливает грохот после набора заданного количества кокса.
Более совершенна система дистанционного управления набором кокса. Схема дистанционного весоизмерителя кокса изображена в [6, с. 224].
Засыпной аппарат доменной печи состоит из двух конусов: большого и малого. При опускании материалов с малого конуса в межконусное пространство попадает воздух. Определенное соотношение газа и воздуха ведет к образованию взрывоопасной смеси. Для предотвращения взрыва в межконусное пространство через клапан попадает пар. Перед опусканием большого конуса, используя уравнительные клапаны [6, c. 225 ], работающие по заданной программе, в межконусное пространство подают очищенный от пыли в скруббере высокого давления доменный газ.
На доменной печи и ее воздухонагревателях осуществляют автоматический контроль и регулирование ряда технологических и теплотехнических параметров - давления, температуры, расхода, уровня, состава и др. Большинство этих параметров контролируют и регулируют с помощью серийных контрольно-измерительных приборов, но некоторые системы контроля и регулирования имеют свои особенности.