Упрочнение окатышей и удаление из них серы путем высоко­температурного обжига в промышленности СССР принято осуще­ствлять на конвейерах обжиговых машин. По данным, приведенным в докторской диссертации Ю. С. Юсфина, обжиг можно рассмат­ривать как частный случай спекания. Применение для этой цели

комбинированных установок типа цепная решетка — вращающаяся печь находится еще только в стадии создания и испытания опытно­промышленных образцов. Поэтому исследование процессов упроч­нения окатышей как объектов управления будет показано на при­мере конвейерной машины. Основными показателями являются производительность машины и качество готовых окатышей. Эти показатели зависят от множества факторов как режима работы самой машины, так и связанной с ней единой производственной технологической линией цепи аппаратов.

Так как качество готовых окатышей окончательно формиру­ется в обжиговой машине, то, по-видимому, ее следует рассматри­вать как основной агрегат, определяющий производительность всей технологической линии. В результате обработки на обжиго­вой машине должны быть получены окатыши, качественные пока­затели которых отвечают требованиям, предъявляемым к ним доменным производством чугуна. Основными составляющими обобщенного критерия качества окатышей являются содержание серы, прочность на раздавливание, барабанный показатель, основность и восстановимость, о которой можно приближенно судить по содержанию закиси железа в окатышах. Эти параметры можно считать выходными величинами процесса обжига.

К основным входным величинам следует отнести: температуру и длительность сушки, подогрева, обжига и охлаждения; коли­чество и физико-химические свойства сырых окатышей, их грану­лометрический состав, скорость движения ленты машины, коли­чество и состав просасываемых через слой газов и др.

В общем виде уравнение взаимосвязи выходной величины 0 с входными величинами представить можно как

0 = f (Ті, Til *ок, VoKI ®фі • • • > р)>

где 0 — обобщенный показатель качества окатышей;

Ті— температура в слое окатышей по зонам сушки, подо­грева, обжига и охлаждения; т; — время пребывания окатышей при данной температуре;

Хок — химический состав сырых окатышей (содержание серы, основность и др.);

Yok — гранулометрический состав сырых окатышей; аф — скорость фильтрации газов через слой окатышей; Р — химический состав газов, например содержание 02 и др.

Степень влияния каждой из входных величин на 0 различна. Так, например, основными факторами, значительно влияющими на степень выгорания серы до определенных пределов, являются температура, время обжига и крупность окатышей. К менее су­щественным факторам можно отнести содержание кислорода в про­дуктах сгорания топлива, основность окатышей и скорость просасывания газов. При высокой степени десульфурации ос-

7 В. Р. Ксендзовский 97

новность окатышей оказывается весьма существенным фактором, отрицательное влияние которого, например, может преодоле­ваться производством двухслойных окатышей.

Указанные входные величины и возмущающие процесс воз­действия взаимосвязаны. Каждая из них является либо сложной функцией других величин, либо случайной величиной. Так, на­пример, температура в слое зависит от температуры в рабочем пространстве горнов машины, высоты слоя окатышей, скорости движения паллет, скорости фильтрации газов через слой и др. В свою очередь температура в рабочем пространстве является функцией количества и качества топлива, сжигаемого в нем, коэффициента избытка воздуха, давления в рабочем пространстве. Скорость фильтрации газа зависит от разности давлений над слоем и под ним, сопротивления слоя окатышей просасыванию газа. Таким образом, обжиг окатышей является сложным процессом с многими взаимосвязанными переменными, а обжиговая ма­шина — в общем виде объектом с переменными параметрами. Аналитическое определение статических и динамических свойств такого объекта управления в настоящее время не представляется возможным, поэтому изучение машины как объекта управления проводится путем экспериментального определения ее статических и динамических характеристик.

В настоящее время управлять^ процессом обжига по таким выходным величинам, как качество готовых окатышей невозможно из за отсутствия методов и приборов достоверного непрерывного автоматического контроля параметров, определяющих качество окатышей. Поэтому действующие и создаваемые системы автомати­ческого управления процессом обжига окатышей строят на основе контроля и регулирования косвенных параметров, достаточно сильно однозначно связанных с выходными величинами и под­дающихся автоматическому контролю. Изучение режимов работы машины и исследование ее как объекта автоматизации проводится в направлении выявления взаимосвязанности между теми досто­верно автоматически контролируемыми параметрами, определяю­щими режим ее работы, которые могут быть использованы в ка­честве регулируемых параметров или регулирующих воздействий.

Обработка окатышей на обжиговой машине представляет собой последовательный цикл, состоящий из сушки, подогрева, обжига и охлаждения окатышей. [51 ] В соответствии с этим машина раз­делена на зоны, представляющие собой отдельные, взаимосвязан­ные между собой объекты управления. Примерная схема передачи воздействий в одной из зон приведена на рис. 50. Показанные на этом рисунке входные величины оказывают влияние на выходные величины режима работы данной зоны, причем не только на те, для которых они являются регулирующими воздействиями.

Без автоматического регулирования колебания входных ве­личин во времени значительны. Диаграмма изменения разрежения,

Возмущающее

воздействие

Рис. 50. Схема передачи воздействий в зоне горения топлива обжиговой машины:

Х — регулирующее воздействие на давление в зоне положением регулирующего органа; х2 — то же, изменением расхода воздуха; х3 — то же, изменением расхода газа; х4 — воз­мущающее воздействие скоростью движения паллет; хь — то же, изменением высоты слоя окатышей; Ух — отклонение температуры; уг — то же, давления

Рис. 51. Лишение разрежения во времени в зоне сушки (а) и па - , догрева (б)

приведенная на рис. 51, наглядно иллюстрирует это положение. На этом рисунке видна заметная связь между давлением в зоне сушки и в зоне подогрева, которая объясняется перетоками газов из одной зоны в другую и отсутствием резервов мощности эксга­устеров. Эксперименты показывают, что такая связь есть не только между соседними зонами, но изменение давления в зоне сушки влияет на давление даже в зоне обжига. Изменение давления в зоне существенно влияет на температуру в ней, что подтверждает

сушки при воздействии на давление в ней. Зависимости да­вления в горне зоны сушки от разрежения в вакуум-камерах под ним, высоты слоя окатышей и расхода теплоносителя приведены на рис. 53. По этой статической характеристике видно, что существует заметная связь между рассматриваемыми пара­метрами.

Следует отметить, что размеры зон машины пока еще нельзя считать установленными окончательно. Технологами и тепло­техниками институтов «Механобр», «Уралмеханобр», ВНИИМТ, ССГОКом, «Уралэнергочермет» и др. проводятся работы по опре­делению оптимальных размеров зон и рациональной схемы рас­пределения газопотоков на обжиговых машинах. При сохранении общей площади обжиговой машины 108 м2 и при наличии установ­ленных на ней тяго-дутьевых средств площадь отдельных зон некоторых машин ССГОКа была изменена. Предложенная в резуль­тате этих работ так называемая рациональная схема распределения зон существенно отличается от схемы распределения зон и га­зовых потоков, действующих машин (см. рис. 3); разрабатываются и другие конструкции машин. Структура системы автоматичес - 100

кого контроля и управления находится в тесной связи с конструк­цией машин и схемой их газовых потоков. Поэтому для автомати­зации каждой конструкции машины следует ее изучать как объект управления. Экспериментальные исследования можно проводить на действующих машинах. Результаты этих исследований ча­стично могут быть перенесены и на машины других конструкций. Методика же таких исследований одинакова для любой конструк­ции машин. Поэтому целесообразно в качестве примера привести описание исследований действующих машин.

При нормальном режиме работы машины, без подачи воздуха разбавителя, температура над слоем окатышей не постоянна по длине зоны из-за влияния соседних зон. В зоне подо­грева, по мере удаления от ее начала температура газов над слоем увеличивается от 1000—

1100 до 1200—1300° С, а в пер­вой секции зоны обжига — от 1200—1300 до 1300—1400° С.

Такое влияние соседних зон следует считать положитель­ным, т. е. оно создает плавное изменение температуры слоя.

Температура газов над слоем по оси машины, как правило, выше, чем у бортов. Разность

этих температур в зонах подогрева и обжига, зависящая от дав­ления в горне, достигает 40 град. Эту разность можно уменьшить за счет равномерной укладки окатышей, одинаковой подачи топ­лива по сторонам машины, создания положительного давления в горне. Зависимость разности температуры от давления в горне приведена на рис. 54. [52].

Подача нагретого воздуха разбавителя, увеличивая общее поступление воздуха в горн, приводит к увеличению поступле­ния тепла, позволяет повысить производительность машины, но вызывает увеличение удельного расхода топлива. При этом возрастает разность температуры по ширине машины. Использо­вание воздуха разбавителя можно считать оправданным лишь в частных случаях. Давление и температура воздуха как посту­пающего в горелочные устройства, так и воздуха разбавителя существенно влияют на режим работы машины. Поэтому целесо­образно стабилизировать эти параметры. Регулирующим воздей­ствием для этих целей может быть принято изменение присадки атмосферного воздуха к газам, отсасываемым из зоны охлаждения.

В конструкции действующих и проектируемых машин в силу некоторых обстоятельств предусматривается отсос газов из раз­личных зон одним дымососом (эксгаустером). Такое решение вы­

зывает затруднения при поддержании различных заданных зна­чений давления в разных зонах. Это взаимное влияние зон сле­дует считать отрицательным и по возможности его надо умень­шать, например, установ­кой отдельных тяго-дутье­вых средств по зонам. Распределение температу­ры по длине обжиговой машины при наличии вза­имного влияния зон для различных скоростей дви­жения паллет приведено на рис. 55. На этом ри­сунке видно, что необхо­димая для упрочнения и удаления серы из окаты­шей температура 1250— 1275° С в середине и ниж­ней части слоя не дости­гается. Попытки поднять эту температуру путем удлинения участка макси­мальных температур в зоне обжига приводят к повы­шению температуры выходящих из машины окатышей.

Зависимость температуры готовых окатышей от производитель­ности машины, величины участка максимальных температур и

Рис. 56. Зависимость температуры обожженных окатышей от теплового режима:

1 — при работе форсунок в зонах обжига и рекуперации; 2 — то же, только в зоне обжига, температура просасываемого в зоне рекуперации газа 250° С; 3 — то же, в зоне обжига н в половине зоны рекупе­рации; 4 - s - то же, в зоне обжига, темпе­ратура просасываемого в зоне рекупера­ции газа 150° С

количества продуваемого воздуха приведена на рис. 56. Эти данные также подтверждают необходимость поиска рационального рас­пределения зон машины и эффективного управления режимом ее работы. Увеличение размеров зоны охлаждения за счет зоны рекуперации несколько улучшает охлаждение окатышей, но при - 102

водит к снижению количества тепла, поступающего в зону сушки, где его недостаток ощущался и до реконструкции. Ввод дополни­тельного количества тепла в зону сушки предусмотрен либо сжи­ганием топлива в установленных в зоне сушки горелок, либо из­менением количества и температуры теплоносителя, поступаю­щего из зоны рекуперации. Проведение указанных мероприятий усложняет задачу автоматического управления зоной, так как необходимо-учитывать не только количество тепла, вводимого в зону сушки, но и количества и порядок подключения горелок для рационального распределения тепла по зоне. В полной мере такую задачу решить нельзя, поскольку невозможно контроли­ровать распределение тепла по зоне. Частично же эта задача ре­шается за счет разделения зоны сушки на две подзоны и раздель­ного управления ими.

Процессы теплообмена, а следовательно, и весь режим работы обжиговых машин существенно зависят от аэродинамического сопротивления слоя, составленного из окатышей, донной постели и колосников. Сопротивление колосников составляет значитель­ную долю сопротивления всего слоя. Оно сильно зависит от сте­пени забивания мелочью межколосникового пространства. Этот параметр, не поддающийся автоматическому контролю, не может управляться системой автоматизации, а уменьшение доли этого сопротивления может достигаться путем изменения конструкции колосников, подачи на постель окатышей стабильного грануло­метрического состава и периодическим удалением мелочи из пространства между колосниками. Сопротивление слоя постели зависит от его гранулометрического состава и высоты. Регули­руемым параметром может быть высота слоя постели. Обжиговые машины являются агрегатами, где рециркулируется и использу­ется тепло значительного количества отходящих газов. Продоль­ные уплотнения обжиговых машин весьма несовершенны. Это приводит к значительным вредным подсосам воздуха, ухудшаю­щим технико-экономические показатели работы машин. Подсосы не только снижают температуру газов, но и, загружая балластом тяго-дутьевые средства, резервы которых ограничены, ухудшают фильтрацию газов через слой окатышей. На рис. 57 показана примерная диаграмма температуры газов под паллетами и в ваку­ум-камерах. Различие этих температур, вызванное в основном под­сосами воздуха, составляющими примерно 25—30% общего ко­личества отсасываемых газов, достигает 100 град. Мерами борьбы с подсосами воздуха могут быть улучшение уплотнений машины и автоматическое поддержание заданного аэродинамического ре­жима работы машины.

Качество готовых окатышей определяется не только указан­ными ранее содержанием серы, прочностью, окислительностью и др. Под качеством окатышей следует подразумевать и выход годных, количество класса 10—0 мм, трещиноватость и др. Эти

ЮЗ

показатели сильно зависят от режима работы машин. Образование мелочи в зоне сушки определяется главным образом скоростью сушки. Влияние скорости сушки на выход мелочи в окатышах видно из рис. 58. Повышение скорости сушки от 100 до 150 кг/мин уве­личивает содержание класса 10—0 мм в подсушенных окатышах от 7 до 23% во всем слое. Наибольшему разрушению подверга­ются окатыши нижней части слоя, где явно замечается критиче­ская скорость сушки, превышение которой приводит к резкому

Рис. 57. Диаграмма температуры под Рис. 58. Влияние скорости сушки на паллетами (1) и в вакуум-камерах (2): образование мелочи в частях слоя: / — зона обжига; // — зона рекуперации 1 — низ; 2 — середина; 3 — верх; 4— во всем слое

увеличению образования мелочи, что необходимо учитывать при управлении режимом работы машины.

Равномерность термической обработки слоя по высоте зависит не только от образования мелочи при сушке, но и от профиля слоя, сегрегации окатышей при загрузке их на машину, усадки слоя и т. д. Эти причины вызывают неоднородность показателей каче­ства окатышей, таких как содержание серы, прочность и другие по сечению слоя. Автоматически управлять этими процессами непосредственно пока не представляется возможным. Однако уменьшить неоднородность показателей по сечению слоя можно, управляя тепловым режимом машины так, чтобы выдержива­лись оптимальные скорости сушки и нагрева, абсолютное значе­ние максимальных температур, время пребывания окатышей при- этих температурах, удельный расход тепла и скорость охлаждения.

Существенное влияние на режим тепловой обработки окатышей оказывает содержание кислорода в газах, просасываемых через слой. Следует отметить, что, несмотря на отсутствие горелок в горнах низкотемпературной части машин над вакуум-камерами № 6 и 7, содержание кислорода в газах под слоем отличается от его содержания в газах над слоем в зоне сушки. Над этими вакуум-камерами содержание 02 составляет 14—15% по сравне­нию с 19,5—20% в зоне сушки. Здесь же обнаруживается угле-

кислота. Это подтверждает существование перетоков газа от вы­сокотемпературной части машины и возможное начало окисли­тельных процессов. На входе в зону подогрева и далее в высоко­температурной части машины количество кислорода в газах уже снижается до 10—14%. На рис. 59 представлены диаграммы температуры и содержания кислорода в газах по длине обжиговой машины. Повышение температуры до 1250—1270° С и снижение содержания кислорода свидетельствует об интенсивном проте­кании окислительных процессов, о разложении карбонатов и вы­горании серы. Содержание кис­лорода в газах, выходящих из - под слоя окатышей, меньше, чем в газах над слоем, что сви­детельствует о его потреблении слоем по всей длине активной части машины. Потребление кислорода слоем не прекра­щается с прохождением участ­ка максимальных температур, а иногда даже несколько увели­чивается за счет реакций, про­текающих с поглощением кисло­рода. Все эти данные подтвер­ждают необходимость оснаще­ния обжиговых машин узлами автоматического контроля со­держания кислорода в газах над слоем и под ним. Следует продолжать поиски и

Рис. 60. Схема разводки мазута в зоне
подогрева:

7 - зона сушки; II- зона ' подогрева;
III — зона обжига; I и 2 - номер иссле-
дуемых точек

принудительном автоматическом регулировании его расхода по сторонам. Поэтому разводку мазута, выполненную для форсунок в районе точки 1, где предусмотрена возможность управлять его расходом по сторонам, следует признать правильной. Изменение расхода мазута на форсунки, установленные в районе точки 1,

ратуру в соседней зоне, что на­глядно иллюстрирует рис. 61, где приведена динамическая ха­рактеристика температуры, по­лученная при воздействии на Ц<| „'щ подачу мазута в точке 1. Раз - личие свойств объекта управ­ления в точках 1 и 2 подтверж­дают также полученные экспе­риментально статические ха­рактеристики (см. рис. 64).

При автоматическом контроле температуры в горнах зон термопарами, установленными в своде, показания этих термопар соответствуют температуре в рабочем пространстве горнов. Эта температура отличается от температуры, измеренной над слоем

окатышей, у борта и по оси машины. Последние зависят не только от подачи топлива, но и от давления в горне. На рис. 62 приведена зависимость разности этих температур от давления. Указанная разность температуры, иногда превышающая 200° С у бортов и по оси машины, при изменении давления меняется не одинаково. Изменение температуры во времени без ее автоматического регу­лирования в зоне обжига действующей обжиговой машины при­ведено на рис. 63. Изменение температуры в других зонах анало­гично. На этой диаграмме видны глубокие и частые самопроиз­
вольные изменения температуры, указывающие на необходимость ее автоматического регулирования.

Динамические характеристики объектов регулирования тем­пературы, выявленные путем определения кривых разгона и усреднения данных по многим экспериментам, сведены в табл. 7.

Данные, приведенные в табл. 7, получены усреднением резуль­татов большого числа опытов. Коэффициенты передачи разных параметров при различных регулирующих воздействиях для сопо­ставимости представлены в без­размерных величинах.

Статические характеристики машины как объекта регулиро­вания температуры определяли экспериментально на действую­щей в промышленных условиях машине. На рис. 64 приведены статические характеристики температуры в зоне подогрева, полученные при регулировании воздействием на расход мазута в случае разных значений дав­ления в рабочем пространстве горна. По характеристикам вид­но, что объект нелинеен вши - роком диапазоне изменения температуры, но он может быть линеаризован на небольшом участке вблизи заданных зна­чений температуры. При линеа­ризации зависимость температуры в рабочем пространстве гор­нов машины от подачи топлива можно представить в виде

Т°г~ KQT + Я,

тде Тг — температура в рабочем пространстве;

К — коэффициент передачи объекта по каналу топливо — температура;

QT — расход топлива;

Н — постоянная, зависящая от выбора участка линеариза­ции.

Динамические характеристики приведенных объектов и предъ­являемые к этим объектам технологические требования свиде­тельствуют о возможности применения серийных изодромных регуляторов для регулирования температуры в горнах машины. Наличие однозначной зависимости между расходом мазута и тем­пературой подтверждает возможность автоматического регулиро­вания температуры воздействием на расход мазута. Аналогичные статические характеристики получены и для зоны обжига.

Такие возмущающие воздействия, как изменение расхода воздуха, подаваемого для сжигания топлива, температура воз­духа, скорость движения ленты машины, давление в горне и др, усложняют эту зависимость, превращая ее в семейство характе­ристик, затрудняя процесс разработки систем регулирования и их эксплуатацию. Это вызывает необходимость автоматической стабилизации некоторых возмущающих воздействий, которые под­даются стабилизации, или применения сложных многоконтурных систем автоматического регулирования.

Статические характеристики машины как объекта регулиро­вания давления в зонах сушки и обжига приведены на рис. 65.. Эти характеристики, полученные изменением положения регули­рующего органа при различных значениях расхода воздуха в зоны, показывают принципиальную возможность регулирования дав­ления в зонах машины.

Уравнение процесса регулирования температуры и некоторых других параметров режима работы машины можно записать в виде

dT „

Т° = -~- + Т°г= KQT(t-x).

По динамическим свойствам объект регулирования темпера­туры можно представить типовой передаточной функцией вида

Ке рх Тр+1 •

Исследование машин, работающих на газообразном топливе, как объектов автоматизации теплового режима выполнено по опи­санной методике. На этих машинах температурный режим контро­лируется в горне зоны сушки двумя термопарами: термопарой, установленной в коллекторе газов, поступающих из зоны реку­перации, и термопарами в вакуум-камерах № 1, 3 и 5. В горне одна термопара установлена в боковой стенке над вакуум-камерой

№ 3 на высоте 1000 мм над слоем окатышей, а вторая — в своде горна на стыке вакуум-камер № 4 и 5. Температура в горне зоны

,

1,4 — зоны сушки при расходе воздуха 13,5- 104 и 8- 104 м*/ч соответственно; 2, 3 — зоны обжига при расходе воз­духа 57* 10э и 49* 10а м*/ч соответст­венно

сушки зависит от расхода топлива, количества и температуры теп­лоносителя, а также от температуры в зоне подогрева. Изменение расхода отопительного газа в зоне сушки от нуля до максималь­ного значения, который на исследованных машинах составляет 180 м31ч, вызывает изменение температуры в горне в первой точке на 55, а во второй на 90 град. Статические характеристики этого параметра приведены на рис. 66. По этой характеристике видно, что достижение заданной температуры в горне зоны сушки воз­можно при максимальном расходе топлива в зоне, т. е. отсутствуют резервы для регулирования температуры воздействием на расход топлива. Изменение подачи теплоносителя почти не влияет на тем­пературу в первой точке, так как температура теплоносителя близка к температуре в этой точке. Температура во второй точке зависит от расхода теплоносителя так, что увеличение его расхода приводит к снижению температуры в этой точке, так как здесь 110

температура выше, чем температура теплоносителя. Температура теплоносителя в процессе работы машины изменяется в пределах 150—270° С в зависимости от интенсивности теплообмена в зоне рекуперации. Влияние этого параметра на температуру в горне зоны сушки показано на рис. 67. Так как давление в горне зоны подогрева несколько выше, чем давление в зоне сушки, то проис­ходит переток горячих газов, что влияет на температуру в зоне

Рис. 68. Зависимость разрежения в горне
зоны сушки от расхода теплоносителя (/),
разрежения в вакуум-камерах (2) и высоты
слоя окатышей (3)
1, 3 — первая точка; 2,4 — вторая
точка

сушки. На рис. 67 показана зависимость температуры в зоне сушки от температуры в зоне подогрева. Изменение производительности машины приводит к колебаниям температуры в зоне сушки в основ­ном за счет изменения высоты слоя или скорости движения паллет через изменение температуры теплоносителя. Давление в горне зоны сушки зависит от количества подаваемого в нее теплоно­сителя, высоты слоя окатышей и разрежения в вакуум-камерах, что наглядно иллюстируется рис. 68. Высота слоя окатышей обычно стабилизируется, разрежение в вакуум-камерах изменяется не­значительно, поэтому давление в горне можно регулировать расходом теплоносителя, а температуру в нем при наличии ре­зервов — дополнительной подачей топлива.

Контроль теплового режима в зонах подогрева и обжига осу­ществляется непрерывным измерением температур в горнах, под

паллетами и в вакуум-камерах. В своде горна зоны подогрева над вакуум-камерой № 7 установлена одна, а в горне зоны об­жига — две термопары. В каждой вакуум-камере предусмотрено по две термопары; одна измеряет температуру под паллетами, другая — в средней части вакуум-камеры. Контролируется также температура воздуха, поступающего для сжигания газа. Первая термопара зоны обжига установлена в боковой стенке горна на высоте 1700 мм над слоем окатышей между вакуум-камерами № 9 и 10, а вторая термопара — также в боковой стенке горна на высоте 2000 мм над слоем окатышей между вакуум-камерами

Сводная таблица динамических характеристик обжип Регулирующее Регулируемый Зона расход газа расход воздуха параметр * ц» р Е-Г * * о Р и о Е-* Темпера- Сушки, 1-я точка, ваку- 50 300 0,1 _ _ тура ум-камера № 3 Горн, 2-я точка, вакуум- 50 300 0,1 40 340 0,003 камера № 5 Подогрева, горн ваку- 50 340 0,15 50 350 0,15 ум-камера № 7 Обжига, 1-я точка, ва­куум-камера № 9—10 Горн, 2-яточка, вакуум- 50 340 0,4 50 330 0,25 50 340 0,25 50 330 0,25 Содержа- камера № 12—13 Обжига, горн, вакуум- 150 250 500 150 250 1250 ние кисло­рода Давление камера № 18 Сушки 0,5 1,5 60 Подогрева — — — 0,5 1,5 10 Обжига — — — 0,5 1,5 60 Темпера- Вакуум-камеры: _ _ _ _ _____ — тура 9 — — — — — под палле- 10 — — — — — — тами в ва- 11 — — — — — — куум-ка- 12 — — — — — — мерах 13 — — — — — — 14 — — ----- ----- — — — 15 — — — — — — 16 — ■---- — — — — 17 _____ _____ — — — — 18 — — — — — — 19 — — — — —

№ 12 и 13. Проверка представительности такого контроля про­водится переносной термопарой, измерением температуры непо­средственно над слоем окатышей и сравнением одновременных показаний этих термопар. Такие эксперименты показывают, что фактически температура над слоем на 100—200° С ниже тем- тературы, измеренной стационарными термопарами, однако между их показаниями существует однозначная зависимость при прочих равных условиях. Определение характеристик зон как объектов регулирования температуры проводится изменением расходов газа и воздуха на секцию горелок.

> 

	температура тепло­носителя	высота слоя окатышей	скорость машины	разрежение в’ваку' ум-камерах
	%, сек і	Т, сек Ш		і 1 т, мин	| Т, мин	X	* з	* З 5$ К		* <м И	| Т, сек! 1	!<
	50	300	0,6
	50	300	0,4	—	—	—	—	—	—	—	—	—
	50	340	0,25	—	—	—	—	—	—	—		—
	50	300	0,15	—	—	—	—	—	—	—	—	—
	50	300	0,15	—	—	—	—	—	—	—	—	-
	—	—	—	—	—	—	3	7	0,5	—	—	—
	—	—	—	1,5	2,0	12	-	—	—	0,5	1,5	8
	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
				9-12	10—24	1,2
	---	_____	---------- ----------	10—13	10—22	3,0	—	—	_____		—	—
	_____	_____	---------- ----------	11—14	10—18	3,5	—	—	_____		—	—
	_____	_____	—	12—15	10—18	3,0	—	_____	_____	—	_____	—
	_____	_____	_____	13—16	10—18	4,5	5-8	8—12	1,5	_____	_____	—
	_____	_____	_____	14—17	10—16	3,7	5—8	8—12	1,5	_____	_____	—
	----------	_____	—	15—18	10—15	3,0	5-8	8—12	1,4	—	—	—
	—	_____	_____ _____	16—19	10—15	3,6	5-8	8—12	1,3	_____	_____	—
	—	—		17—20	9—14	2,8	5-8	8—12	1,0	—	—	—
	—	—	--------- ---------	18—21	8—13	2,1	5-8	8—12	0,6	—	—	—
	—	—	--------- ---------	19—22	8—12	1,5	5-8	8—12	0,5	—	—	—
	—	—	—	20—23	8—12	1,0	5-8	8-12	0,5	—	—	—

вой машины, работающей на газообразном топливе

Таблица 8

воздействие

8 В. Р. Ксендзовский ИЗ

В одной серии экспериментов определено влияние на темпера­туру изменений расходов газа и воздуха на одну сторону, т. е. в три горелки и на всю зону в шесть горелок. В результате таких экспериментов найдены динамические характеристики и установ­лено, что объект подобен по своим динамическим свойствам та­кому же объекту, как описано для машин, работающих на жидком топливе, а постоянные времени и запаздывание этого объекта практически не зависят от способа нанесения возмущения расхо­дом газа или воздуха на секцию или на всю зону. Коэффициенты

передачи зависят от возму­щающего воздействия. Так, при воздействии на расход газа при принятых режимах работы ма­шины коэффициент передачи не только превосходит по вели­чине коэффициент при воздей­ствии на расход воздуха, но они имеют разные знаки. По­этому при одновременном воз­действии на температуру рас­ходом газа и воздуха коэффи­циент передачи меньше, чем при их раздельном изменении. Сведения о динамических ха­рактеристиках такой машины приведены в табл. 8.

При производительности ма­шины, равной 85 т! ч окаты­шей, расход воздуха на горел­ки зоны подогрева составляет примерно 10000 м3/н; расход газа при температуре подогрева воздуха до 300° С составляет 500 м3/ч коэффициент избытка воздуха близок к2. В таких условиях изме­нение расходов газа в пределах 350—600 м31ч и воздуха втіре - делах 7000—12000 м3/н, т. е. при сохранении примерно постоян­ным а, приводит к практически неощутимым изменениям темпе­ратуры. Это объясняется тем, что в описанной конструкции тер­мопары показывают температуру, близкую к температуре про­дуктов сгорания. Следовательно, они показывают температуру теплоносителя и не характеризуют количество тепла, подведен­ного к окатышам.

Примерная зависимость температуры в горне зоны обжига от расходов газа и воздуха приведена на рис. 69. По этой харак­теристике видно, что при увеличении расхода воздуха на зону коэффициент передачи по расходу газа уменьшается, а при уве­личении расхода газа на секции уменьшается коэффициент пере­дачи по расходу воздуха. Температура в горне второй секции зоны обжига поддерживается в основном за счет тепла, поступаю - 114

щего в первую секцию. Расход газа на вторую секцию обычно в 2—3 раза меньше, чем на первую, а порой уменьшают количество действующих в этой секции горелок, и даже отключают все горелки. В зоне обжига, как и в зоне подогрева, температура, измеряемая термопарами, зависит от коэффициента избытка воздуха.

В другой серии экспериментов определены зависимость и степень связи температуры в зонах подогрева и обжига от произ­водительности машины и температуры воздуха, поступающего для сжигания газа. Так как почти 60% всего поступающего к ма­шине топлива сжигается в горне первой секции зоны обжига, изменение расходов газа и воздуха на эту секцию сильно влияет на температуру во второй секции зоны обжига и зоне подогрева. Степень этого влияния зависит от разности давления в горнах. Когда давление в горне зоны обжига больше, чем давление в горне зоны подогрева, изменение температуры в первой секции на 100 град, вызванное изменением подачи топлива, приводит к из­менению температуры в зоне подогрева до 60 град. Даже в том случае, если давление в горне зоны подогрева выше, чем в горне зоны обжига, изменение температуры в первой секции зоны обжига на 100 град вызывает изменение температуры в горне зоны подо­грева на 30—40 град. Влияние первой секции зоны обжига на вто­рую аналогично. Кроме того, оно зависит от числа действующих во второй секции горелок. Чем больше число действующих го­релок, тем меньше влияние первой секции. Поскольку воздух, поступающий для сжигания газа, составляет основной объем продуктов сгорания (а 2), большое влияние на температуру в горнах имеет температура подогрева воздуха. Так, изменение температуры подогрева воздуха на 120 град приводит к изменению температуры в горнах зоны подогрева на 80—90 град, а зоны обжига на 70—80 град. Изменение производительности машины, высоты слоя окатышей, скорости движения паллет и др. сильно влияет на температуру подогрева воздуха и давление в зоне, а следовательно, и на температуру в ней. Поэтому представляется необходимым регулировать температуру воздуха, поступающего для сжигания газа.

Давление в горне зон подогрева и обжига зависит от подачи газа и воздуха в эти зоны, высоты слоя окатышей и разрежения в вакуум-камерах. Зависимость давления в этих зонах от высоты слоя и разрежения в вакуум-камерах для всех зон машины ана­логична зависимости, приведенной на рис. 68 для зоны сушки. На рис. 70 представлена зависимость давления в горнах зон подо­грева и обжига от расхода в них воздуха, показывающая сильное взаимное влияние соседних зон и различие характеристик для раз­ных однотипных машин. Поэтому автоматическое регулирование давления в этих зонах возможно только при наличии достаточных резервов мощностей тяго-дутьевых средств и соответствующей раз­водке трактов дымопроводов.

Содержание кислорода в продуктах сгорания, образующихся в зонах машины, представляет интерес при исследованиях и прак­тическом управлении процессами обжига. Контроль этого пара­метра можно осуществлять автоматическими газоанализаторами, например типа МГК. Пробы отбираются через специальную водо­охлаждаемую фурму, введенную в горн через боковую стенку. За - _________ висимость содержания кисло­

рода при его непрерывном автоматическом контроле в продуктах сгорания от рас­ходов газа и воздуха (рис. 71) подтверждает однозначную зависимость этих параметров.

1,2, 6, 8 — обжиговая машина № 3; 3 — 5, / — при изменении расхода воздуха

7 — обжиговая машина № 5; 7, 4 — давление и расходе газа 1850 м3/ч 2 — при

в зоне сушки ±0 н/м2 ( ±0 мм вод. cm.): 3 — то изменении расхода газа и расходе

же 4-10 н/м3 (+1 мм вод, cm.): 2 — то же, воздуха 5- 103 м3/ч

— 10 н/м2 (—1 мм вод. cm): 5 — то же, —20 н/м2 (—2 мм вод. ст.) 7.8 — давление в зоне охла­ждения ±0 н/м2 ( ±0 мм вод. cm): 8 — то же,

+ 20 н/м2 (+2 мм вод. cm.)

Как уже было показано, процесс обжига является сложным процессом со многими взаимосвязанными переменными, где не всегда и не для всех параметров удается получить однозначные функциональные зависимости. Такие параметры, как прочность окатышей, содержание в окатышах закиси железа, серы и др., в зависимости от режима обжига целесообразно исследовать ста­тистическими методами. Исследовать эти параметры в промышлен­ных условиях весьма трудно, поэтому институтами «Уралмеха - нобр» и «Механобр» был принят для проведения этих исследований метод так называемого факторного эксперимента [53 ]. Эксперимент проводился на действующей в промышленных условиях обжиговой машине и в лабораториях институтов, где были изучены качество 116

окатышей, их металлургические свойства и влияние на них ре­жима обжига. Для оценки режима были выбраны: температура в зоне подогрева, температура в 1-й и 2-й секциях зоны обжига, удельный расход газа и производительность обжиговой машины.

/ — температура подогрева /П = 850°С, обжига I fQ gi = 1100° С, то же, об­жига II /об jj = 1250° С; 2 — /ц = = 1050° С, 1200-С.

= 1350° С

Зависимость качества обожженных окатышей от производитель­ности машины приведена на рис. 72, а от удельного расхода тепла — на рис. 73 при различных значениях других параметров режима. Эти зависимости показывают, что, кроме регулирования температуры, для достижения заданного качества окатышей не­обходимо управлять производительностью машины и удельным расходом тепла.

Управлению производительностью конвейерных агломераци­онных машин путем изменения скорости движения паллет по­священо много работ [48, 54—57]. Управление скоростью по за­конченности процесса спекания может успешно осуществляться при наличии сигнала, достоверно характеризующего закончен­ность этого процесса [58 J. Таким сигналом могут служить либо резулвтаты автоматического контроля качества агломерата, на­пример, при помощи приборов, предложенных в работах [54, 59] по содержанию закиси железа в агломерате, либо косвенные показатели законченности процесса спекания. В этих случаях перед системой управления ставится задача при изменении вертикальной скорости спекания шихты изменять горизонталь­ную скорость движения паллет так, чтобы процесс спекания всегда заканчивался в одном поперечном сечении машины [60]. Так как пока еще нет серийных надежных и достаточно быстродей­ствующих приборов определения качества агломерата в потоке, широко используются косвенные показатели. В качестве кос­венного сигнала о законченности процесса спекания принимаются различные параметры: разность температуры в соседних вакуум - камерах, разность температуры и разрежение, температура газов в отводящем патрубке, перемещение максимума темпера­туры, изменение химического состава газовой среды и пр. По этим параметрам на некоторых аглофабриках внедрены системы авто­матизации [55, 57].

Многообразие параметров, принятых для оценки законченности процесса спекания, объясняется, по-видимому, тем обстоятель­ством, что в каждом конкретном случае эффективность использо­вания параметра определяется местными условиями такими, как качество сырья, вид топлива, конструкции оборудования и т. д. Поэтому пока нельзя рекомендовать один из способов как универсальный для всех случаев производства агломерата и тем более непосредственно переносить данные, полученные в про­изводстве агломерата, на производство окатышей.

Следует признать правильным исследовать обжиговую ма­шину как объект управления ее производительностью в конкрет­ных условиях работы этой машины, а по результатам исследований создавать системы автоматизации, эффективные в этих условиях. Исследованию конвейерных агломерационных машин цветной металлургии как объектов автоматизации посвящены, например, работы 148, 61], где приводятся характеристики, математическое описание и структурные схемы систем управления агломерацион­ной машины с дутьем. На основе этих работ для оптимизации режима обжига предложена система экстремального регулирова­ния. По исследованиям отечественных машин, обжигающим окатыши, как объектов автоматического регулирования произ­водительности опубликованных работ нет. Поэтому следует, под­робно рассмотреть этот вопрос по результатам работ, выполнен­ие

ных в ЦПКБ на действующих машинах фабрики окомкования ССГОКа.

Одним из косвенных показателей законченности процесса об­жига может служить поглощение кислорода слоем окатышей. Известно, что в процессе обжига происходит окисление зерен магнетита до гематита по реакции

2Fe304 + - j- 02— 3Fe203.

В результате этой реакции, протекающей с поглощением кислорода, содержание кислорода в газах над слоем должно быть выше, чем под слоем окатышей; причем эта разность должна быть тем больше, чем больше нагретых необожженных окатышей находится в дан­ный момент в исследуемом сечении слоя.

Для выявления возможности использовать этот показатель законченности процесса спекания в системе автоматического ре­гулирования устанавливают два автоматических газоанализа­тора, контролирующих содержание кислорода в газах над слоем и под паллетами. Уменьшения влияния подсосов воздуха дости­гают вводом пробоотборных труб в центр потока газов. Пробу газа отбирают стандартными гидрокомпрессорами типа ГК, подающими ее к датчикам газоанализаторов типа МГК-348. Представительную точку отбора проб выбирают последовательным подключением газоанализаторов к разным зонам машины. Установлено, что в зонах подогрева и обжига, где происходит сгорание топлива, определить поглощение кислорода слоем не удается, так как ко­лебания его содержания в результате изменения условий сжигания топлива намного превышает колебания, вызванные поглощением слоя. Наиболее представительным местом отбора пробы оказалась середина зоны рекуперации в районе вакуум-камеры № 18. Это объясняется тем, что в зоне рекуперации заканчивается про­цесс обжига, а середина этой зоны меньше всего подвержена влиянию соседних с ней зон обжига и охлаждения; кроме того, состав газов над слоем в этой зоне можно считать постоянным и ограничиться одним газоанализатором, контролирующим содер­жание 02 под паллетами в вакуум-камере № 18.

Изменение высоты слоя окатышей, приводящее к изменению аэродинамического сопротивления этого слоя, а следовательно, сильно влияет на количество присосов под паллетами.?Поэтому опыты по определению связи между производительностью'машины, законченностью процесса обжига и содержанием 02 проводят при постоянной высоте слоя окатышей. Возмущения наносят пуском или остановкой окомкователей; изменение подачи сырых окатышей приводит к тому, что регулятор высоты слоя окатышей для ее поддержания на заданном уровне изменяет скорость дви­жения паллет. Влияние изменения скорости движения паллет на со­держание 02 и фиксируют вторичные приборы автоматических
газоанализаторов. Результаты некоторых экспериментов, приве­денные на рис. 74, подтверждают наличие однозначной зависимости между скоростью машины и содержанием 02 в газах под палле­тами вакуум-камеры № 18. По динамическим свойствам этот

сигнал также можно ис­пользовать в системе авто­матизации. Однако для этого необходимо надежно освоить в промышленных условиях автоматический анализ газов, т. е. преодо­леть трудности, вызванные высокой температурой га­зов, большой их запылен­ностью и высокой темпе­ратурой на рабочей пло­щадке.

В качестве критерия, определяющего закончен­ность процесса обжига по аналогии с агломерацион­ными машинами исследо­вана разность температуры в соседних вакуум-каме­рах. Однако для машин, работающих на газообраз­ном топливе, обнаружить закономерную связь между этими параметрами не уда­лось.

Косвенным критерием, определяющим закончен­ность процесса обжига ока­тышей, может также слу­жить абсолютное значение температуры под паллетами в зоне рекуперации. Этот параметр использует, например, персонал обжиговых машин фабрики оком - кавания ССГОКа для ручного управления производительностью окомкователей. Скорость движения паллет на этих машинах из­меняется для автоматического поддержания заданной высоты слоя окатышей на паллетах. Несмотря на усилия персонала, колебания температуры под паллетами зоны рекуперации дости­гают в процессе эксплуатации 100 град при абсолютном ее зна­чении 400—500° С. Это означает, что обжиговая машина недогру­жена, когда температура выше заданной, или нагрузка по сырым окатышам велика, процесс обжига не заканчивается и ухудшается качество окатышей.

Для определения возможности автоматического управления производительностью машины по температуре под паллетами зоны рекуперации воздействием на производительность окомко - вателей следует исследовать как объект управления всю цепь аппаратов, входящих в этот объект. Он состоит из дозаторов, смесителей, окомкователей, транспортеров и обжиговой машины. Эта цепь аппаратов, как уже было показано, представляет собой многоемкостный инерционный объект с запаздыванием. Так, узел, состоящий из дозаторов, смесителей и окомкователя, можно рассматривать как одноемкостный объект с запаздыванием, со­ставляющим 2—3 мин и постоянной времени 4—7 мин. Тран­спортеры можно представить как звено чистого запаздывания, величина которого равна примерно 2 мин. Обжиговую машину по каналу подача сырых откатышей — температура под паллетами можно рассматривать как одноемкостный объект с постоянной времени порядка 10 мин. Время запаздывания у этого объекта зависит от того, приводит ли возмущающее воздействие к изме­нению скорости движения паллет за счет работы регулятора вы­соты слоя окатышей на паллетах. В данном случае принимают, что этот регулятор входит в объект управления.

При возмущениях, связанных с изменением скорости движения паллет, например таких, как изменение массы сырых окатышей, поступающих на укладчик машины, время запаздывания для всех вакуум-камер горячих зон машины одинаково. При неизменной скорости движения паллет, т. е. в случае, когда либо не работает регулятор высоты слоя окатышей, либо возмущения наносятся изменением качества сырых окатышей или изменением режима ра­боты зоны сушки, время запаздывания изменения температуры от этого воздействия в разных вакуум-камерах различно. Оно зависит также от расстояния между вакуум-камерой, в которой контролируется температура, и укладчиком окатышей.

Температура под паллетами горячих зон в процессе работы машины зависит от многих факторов, но основными можно счи­тать изменение количества поступающих на машину окатышей, изменение газопроницаемости слоя, вызванное изменением его высоты и гранулометрического состава, изменением температуры в горне и разрежения в вакуум-камерах. Изменение количества сырых окатышей, поступающих на машину, при отключенном регуляторе высоты слоя окатышей приводит к его изменению, что влечет за собой изменение теплоемкости и газопроницаемости слоя, а соответственно и температуры под паллетами. На рис.75при - ведены динамические характеристики температуры под паллетами, полученные изменением подачи сырых окатышей и высоты их слоя при постоянной скорости движения паллет. Эти характери­стики подтверждают значительное различие запаздывания и сте­пени воздействия изменения высоты слоя на температуру в вакуум - камерах. Изменение высоты слоя от 320 до 240 мм привело к из­

менению температуры от 100 в вакуум-камере № 10 до 200 град в вакуум-камере № 18, а разница во времени запаздывания между ними составляет примерно 10 мин, т. е. по 1 мин на каждую вакуум-камеру. Коэффициент передачи объекта для различных вакуум-камер различен.

На рис. 74 приведены характеристики температуры под пал­летами и содержания кислорода в газах, полученные изменением подачи сырых окатышей и изменением скорости движения паллет

t, мин Рис. 75. Динамические характеристики температуры под паллетами; скорость движения паллет 1,75 м/мин: I — высота слоя окатышей; 2 — нагрузка; 8, 10, 12, 14, 16, 18 — номера вакуум-камер; Т, = 9 мин: т8 = 9 мин: Т= 10 мин: т10 = 11 мин: Т12 = 10 мин: т,2 = 13 мин: Т14 = = 11 мин: т14 = 15 мин: Т,8 = 9 мин: т18 = 17 мин: Т18 = 9 мин; т,8 = 19 мин

при постоянной высоте слоя окатышей, т. е. при работе регуля­тора высоты слоя. Эти характеристики показывают, что время за­паздывания для всех вакуум-камер примерно одинаково, одноз­начная зависимость между температурой под паллетами и подачей сырых окатышей сохраняется и в этом случйе. Коэффициенты передачи объекта в обоих случаях одного порядка, что свидетель­ствует об одинаковой связи температуры под паллетами при из­менении количества окатышей, проходящих над вакуум-камерами, независимо от того, как возникло это изменение — путем изме - 122

нения высоты слоя или скорости движения паллет. В нормальном эксплуатационном режиме без автоматического регулирования производительности окомкователей колебания подачи сырых ока­тышей на машину составляют примерно ±15% с периодом'20— 40 мин, что указывает на необходимость и принципиальную воз­можность регулирования производительности обжиговой машины воздействием на производительность окомкователей по темпера­туре под паллетами.

Изменение газопроницаемости слоя окатышей, вызванное из­менением качества сырых окатышей или режима работы?”зоны сушки, достоверно и доста­точно точно контролировать непосредственно в процессе работы машины пока не представляется возможным.

Влияние этих факторов на работу машины велико, что можно проследить, напри­мер, по колебаниям темпе­ратуры под паллетами, выз­ванным этими факторами, достигающим иногда 100 град с периодом 2—4 ч. Поэтому качество окатышей следует стабилизировать воздейст­вием на дозировку сырых материалов и работу оком - кователя, а работу зоны сушки — воздействием на тепловой режим в этой зоне. Темпера­тура в горнах и разрежение в вакуум-камерах значительно влия­ют на температуру в последних. Эти параметры, как уже указы­валось, должны быть автоматически стабилизированы.

На рис. 76 приведены статические характеристики произво­дительности машины, из которых видна взаимосвязь производи­тельности машины, высоты слоя окатышей на паллетах и скорости движения паллет. Следует отметить, что при изменении скорости движения паллет только для поддержания заданной высоты слоя без учета состояния режима обжига, хотя и стабилизируется режим обжига за счет стабилизации газопроницаемости слоя, но возникают ситуации, при которых значительно ухудшается качество обожженных окатышей. В табл. 9 приведены результаты некоторых экспериментов по опробованию качества обожженных окатышей, полученных при различной скорости движения паллет.

Из табл. 9 видно, что повышение скорости выше определенного значения приводит к снижению прочности обожженных окатышей и ухудшению обессеривания. Это подтверждает необходимость управления скоростью паллет не только по высоте слоя, но и по

Результаты опробования обожженных окатышей Скорость движения паллет М/Ч Высота слоя И мм Прочность иа раздав­ливание Содержание, % н/окатыш кГ/окатыш Fe FeO s CaO Si02 1,75 320 2650 265,0 63,0 2,57 0,087 4,45 3,86 1,30 320 4266 426,6 62,9 1,29 0,038 4,4 4,12 1,75 315 3180 318,0 62,8 3,47 0,09 4,77 3,9 1,30 310 3922 392,2 62,7 2,7 0,079 4,59 4,21

объективным показателям процесса обжига. Такую задачу можно решать либо управлением по законченности процесса спекания скоростью паллет и соответствующим управлением производитель­ностью окомкователей, либо управлением окомкователями по сигналу, характеризующему законченность процесса, а скоростью

Рис. 77. Распределение времени прохождения материала по технологической цепочке фабрики окомкования:

1 — бункер известняка; 2 — бункер бентонита; 3 — бункер концентрата; 4 — окомкова*
гель; 5 — укладчик; 6 — обжиговая машина; 7 — дробилки; 8 — грохот; V — места
опробования; Ті = 5 сек; т2 = 60 сек; т$ = 5 сек; т4 = 90 сек; т* = 15 сек; тв = 120 сек;
х7 — 15 сек; т8 = 5 сек; т9 = 20 сек; т10 = 10 сек; Тц = 3000 сек; т12 = 3345 сек

паллет при этом можно управлять по фактическому производству сырых окатышей. По динамическим свойствам объекта управле­ния второму способу следует отдать предпочтение (см. табл. 8), а с точки зрения поддержания заданного качества окатышей оба способа равноценны. Распределение времени прохождения ма­териалов по технологической цепи аппаратов фабрики окомкова­ния приведено на рис. 77.

Результаты проведенных исследований показывают, что по многим регулируемым параметрам даже при использовании кос­венных показателей, их характеризующих, производство ока - 124

тышей является объектом управления с недостатком априорной и текущей информации, обладающим большими инерционностью и запаздыванием. Автоматизация этих объектов вызывает серь­езные затруднения. Решение задач автоматизации таких объектов может быть выполнено поэтапно, а системы управления ими по­лучаются иерархическими. Вначале создают системы локаль­ной автоматизации, поддерживающие на заданном уровне от­дельные параметры. По мере освоения локальных систем и накоп­ления сведений о процессах и объектах управления следует со­здавать системы управления агрегатами и целыми производствен­ными участками. Эти системы могут в некоторых случаях исполь­зовать косвенные показатели тех параметров, которые не удается контролировать автоматически, и все же быть достаточно эффек­тивными. Однако следует стремиться к получению достоверной текущей информации в темпе с производственным процессом о ка­честве исходных сырьевых материалов, о качестве готовых ока­тышей и др., которая позволит создать замкнутую систему управ­ления всем процессом производства окатышей. В этой связи сле­дует отметить работы, выполняемые институтом «Уралмеханобр» по определению качества готовых окатышей необходимой частоты их опробования, математическому описанию процесса и разработке вычислительного устройства, прогнозирующего качество обож­женных окатышей по значениям ограниченного числа режимных параметров. В случае успешного завершения этих работ их ре­зультаты можно использовать при создании систем автоматиза­ции производства окатышей.

Приведенные результаты исследований позволяют сформули­ровать основные требования, предъявляемые к системам авто­матического управления режимом обжига окатышей, которые можно реализовать в настоящее время. Для уменьшения колеба­ний газопроницаемости слоя окатышей его высоту на паллетах машины следует поддерживать постоянной воздействием на ско­рость паллет. Количество поступающих на машину сырых ока­тышей должно соответствовать возможностям этой машины, определенным по температуре под паллетами зоны рекуперации, в каждый данный момент переработать их в продукцию заданного качества, а количество окатышей следует регулировать воздей­ствием на производительность окомкователей. Режим сушки под­держивается на уровне, обеспечивающем исключение разрыва окатышей и заданную глубину высушенного слоя воздействием на количество и температуру теплоносителя. В горячих зонах ма­шины необходимо поддерживать заданную температуру, равно­мерное распределение температуры по ширине машины, полноту сгорания топлива и окислительную атмосферу. Это достигается управлением подачи топлива в каждую секцию зон машины, его равномерным распределением по сторонам машины, регулирова­нием подачи воздуха для сжигания топлива и его температуры.

Расход воздуха и давление в зоне охлаждения следует поддержу* вать на уровне, исключающем образование «кипящего окатышей на паллетах и выбивание газов в атмосферу.