На зарубежных фабриках, как и в СССР, непрерывно наращива­ются мощности по производству окатышей, совершенствуются - оборудование и схемы его компоновки. В соответствии с этим из­меняются и системы автоматического контроля и регулирования технологических процессов.

Общий уровень оснащенности системами автоматизации может быть показан на примере одной фабрики, характерной для зару-

бежного производства окатышей [661. Эта система автоматизации процесса производства неофлюсованных окатышей с использова­нием барабанных окомкователей и конвейерных обжиговых машин делится на три локальные подсистемы, непосредственно не связан­ные между собой: систему регулирования окомкования, систему регулирования высоты слоя окатышей на паллетах обжиговой ма­шины и систему регулирования ее теплового режима. На рис. 98 приведена схема системы автоматического регулирования процесса окомкования и загрузки сырых окатышей на обжиговые машины. По этой схеме контролируется и сигнализируется (узел VII), нижние и верхние уровни материалов в бункерах 1 концентрата и

бентонита. Заданное количество концентрата, поступающего из бункера в окомкователь, поддерживается регулятором (/), изме­няющим скорость вращения тарели питателя 2 по фактической массе концентрата, измеряемой транспортерными весами 3 и усред­няемой интегратором ПСИ. Наблюдение за нагрузкой ведется по вторичному прибору ПСИ, а ручное управление в случае необходи­мости осуществляется дистанционным устройством. От интегра­тора массы концентрата сигнал получают регулятор соотношения массы концентрата и бентонита (II), поддерживающий заданное соотношение расходов воздействием на питатель бентонита, и ре­гулятор (III) соотношения расходов концентрата с водой. Регуля­тор (///) управляет расходом воды. В системе предусмотрено авто­матическое регулирование (IV) соотношения частоты хода скребка 9 со скоростью вращения барабана окомкователя 4.

Предусмотрен также автоматический контроль (У) массы воз­врата, поступающего из-под грохота 5 по конвейеру 6 в барабан окомкователь. Таким образом, контроль и регулирование процесса окомкования ведется только по соотношению масс шихтовых мате­риалов и, следовательно, осуществление эффективной работы этой системы будет возможно при постоянном качестве поступающего сырья.

Автоматическое регулирование загрузки окатышей на обжиго­вую машину 8 осуществляется регулированием скорости'движения паллет. Этот узел (VI) в зависимости от разности масс сырых ока­тышей, поступающих на питатель-укладчик 7, и возврата мелочи от этого питателя-укладчика, определенных вторичными прибо­рами массы и сумматором СМ, автоматически изменяет скорость движения паллет. Сигнал разности масс формируется в алгебраиче­ском сумматоре, работающем в комплекте с интеграторами. Рас­сматриваемая система, непосредственно не контролируя уровень окатышей на паллетах, позволяет изменением скорости движения паллет поддерживать значение уровня, близким к заданному. Предусматривается также контроль и сигнализация (VII) верх­него и нижнего уровня в бункере постели.

Схема автоматического контроля и регулирования теплового режима работы обжиговой машины, работающей на газообразном или жидком топливе, включает в себя узлы контроля общего рас­хода топлива на машину и отдельно по секциям. Все горелки зоны высоких температур оборудованы индивидуальными устройствами автоматического контроля погасания пламени и розжига горелок. При использовании жидкого топлива предусматривается подача газа к запальникам. Исполнительные устройства в этой системе, как и в других аналогичных, пневматические. Кроме регулирую­щих органов, на линии топливоподачи устанавливаются запорные органы. Схема рассматриваемой системы приведена на рис. 99. В зоне сушки 7 контролируются температура и давление поступаю­щего теплоносителя, температура и давление в горне зоны и напор - 182

ных камерах. Температура теплоносителя автоматически регули­руется изменением присадки холодного воздуха (VI). Значение этой температуры устанавливает персонал вручную, исходя из условий «шока» окатышей и производительности вентиляторов. Зона высоких температур 8 разделена на три секции: одну подо­грева и две секции обжига. Предусмотрен контроль расходов, давлений топлива и воздуха в каждой секции и контроль темпера­туры и давления в горне, коллекторах и перед дымососом. Автома­тически изменением подачи топлива регулируется температура в горнах секций (III—V). Давление в горнах каждой секции регу­лируется изменением положения дроссельных заслонок в пат­рубках вакуум-камер. Температура воздуха, подаваемого венти­лятором для сжигания топлива, регулируется (II) присадкой хо­лодного воздуха в воздухосборник 4. Температура перед вентиля­тором зоны обжига регулируется (VII) присадкой воздуха в возду­хосборник. В зоне рекуперации и охлаждения контролируется температура и давление во всех вакуум-камерах 11 и расход воз­духа, поступающего от вентиляторов. Давление в горне зон реку­перации и охлаждения регулируется изменением подсоса холод­ного воздуха. Предусматривается контроль наличия напряжения, сигнализации неисправности вентиляторов, приборов и сигнали­зация наличия пламени в каждой действующей горелке. В голов­ной и хвостовой частях машины автоматически контролируется прогиб паллет. Давление топлива перед машиной регулируется уз­лом /, а температура воздуха — узлом 11.

Аналогичные описанным технические решения по автоматиза­ции производства окатышей приняты японской фирмой Хитачи Зосен, объединенными австрийскими металлургическими заво­дами, фирмой Хед Рейтеон энд Стил Уоркс Энджиниринг и др. Работы по непрерывному автоматическому контролю влажности сырья, его химического, гранулометрического состава и механиче­ских свойств, а также газопроницаемости обжигаемого слоя и за­конченности процессов обжига находятся пока только на стадии испытаний и поисков. На некоторых предприятиях ПНР ведутся работы по автоматическому контролю и регулированию влажности железорудного сырья в потоке и контролю его химического состава [81 ]. Контроль содержания железа, окислов кремния, кальция, алюминия производится при помощи нейтронных приборов или рентгеновских квантометров. Для непрерывного анализа химиче­ского состава пульпообразных продуктов обогащения железных руд шведская фирма Болиден Грувер на обогатительной фабрике в Криспшнберге использует рентгеновскую установку, изготов­ленную английской фирмой Эллиот Отомейшн [31 ].

Из-за отсутствия надежных способов и средств автоматического контроля химического и гранулометрического составов и влаго- содержания окатышей непосредственно в потоке зарубежные фирмы ограничиваются применением систем автоматической ста - 184 билизации давления и расходов теплоносителя и воздуха, а также температур в горнах зон машины, что, как считают фирмы, позво­ляет повысить эффективность производства.

Одну из таких систем автоматики, поставляемых фирмой Лурги (Англия) Советскому Союзу в комплекте с двумя производствен­ными линиями, предназначенными для производства офлюсован­ных окатышей, следует рассмотреть. Каждая из этих линий состоит из отделений подготовки шихты, грануляции и обжига. Схема системы автоматического контроля и регулирования отделения приготовления шихты и грануляции приведена на рис. 100. При­готовление шихты производится подачей известняка и бентонита на транспортерную ленту 4, по которой поступает железорудный концентрат. Предусмотрен автоматический контроль расхода кон­центрата (узел /) и автоматическое регулирование соотношения расходов известняка и бентонита (/, II и III) с расходом концен­трата, контролируемые весоизмерителями 3. Эти соотношения под­держиваются на заданном значении автоматическим изменением расходов известняка и бентонита воздействием на привод питате­лей 2.

К смеси концентрата с известняком и бентонитом по конвейе­рам 7 и 8 добавляется возврат некондиционных сырых окатышей, поступающий от тарельчатых грануляторов 5 после грохотов 6 и укладчиков обжиговых машин. Вся эта смесь, составляющая шихту для отделения окомкования, подается в шихтовые бункера, установленные по одному перед каждым гранулятором. Бункера 1 шихты, известняка и бентонита установлены на специальных мес - дозах, чем обеспечен непрерывный контроль массы материалов, находящихся в бункерах (IX). Для управления процессом оком­кования здесь предусмотрены регуляторы (IV—VIII), стабили­зирующие на заданном значении воздействием на питатели, посту­пление шихты в тарельчатые грануляторы. Годные окатыши на­правляются к обжиговой машине, а мелочь, выходящая из грану­ляторов, возвращается в шихтовые бункера.

Поступающие к обжиговой машине окатыши через радиальный укладчик 2 (рис. 101) попадают на виброукладчик 3, равномерно распределяющий их по ширине обжиговой машины. В первой сек­ции 4 зоны сушки окатыши подсушиваются продуванием снизу через четыре камеры нагнетания разбавленных продуктов сгорания при температуре, примерно равной 300° С, отобранных из зоны обжига. Прошедшие через слой окатышей газы отсасываются через электрофильтры вентилятором В х и выбрасываются в дымовую трубу. Во второй секции 5 зоны сушки окатыши просушиваются просасыванием сверху через две вакуум-камеры горячего воздуха, отобранного из зоны охлаждения 9 при температуре примерно 330° С. Подогрев и обжиг окатышей происходит на участке машины 6 над девятью вакуум-камерами просасыванием сверху вниз про­дуктов сгорания природного газа, разбавленных воздухом, посту - 1001 185

пающим по перетоку 7 из зоны охлаждения. Топливо сжигается в горелках 12, установленных в боковых стенках горна.

Часть разбавленных перед вентилятором продуктов сгора­ния, прошедших через слой окатышей, подается в первую секцию зоны сушки, остальные продукты сгорания вентилятором Вг вы­брасываются в дымовую трубу. Под зоной завершения обжига окатышей 8 расположены две вакуум-камеры. В этой зоне за счет просасывания горячего воздуха происходит перенос тепла в нижние горизонты слоя окатышей. Охлаждение окатышей производится продуванием снизу холодного воздуха, поступающего от вентиля­тора Вв через 11 камер нагнетания. Из горна, расположенного над восемью камерами воздух поступает в горячие зоны машины. Из трех последних камер и бункера 10 дополнительного охлажде­ния обожженных окатышей нагретый воздух вентилятором 5в подается непосредственно в горелки.

Системой автоматического регулирования предусмотрено регу­лирование загрузки машины сырыми окатышами (/). Этот узел со­стоит из весоизмерителя 1 сырых окатышей, поступающих от гра­нуляторов, весоизмерителя возврата мелочи после виброуклад­чика 3 и устройства См вычитания массы возврата из массы сырых окатышей. Это устройство вырабатывает сигнал, пропорциональ­ный массе окатышей, поступающих на паллеты машины. По этому сигналу и сигналу высоты слоя изодромный регулятор управляет скоростью движения паллет.

К Стабилизация давления в горне первой секции 4 зоны сушки осуществляется регулятором (11), изменяющим положение лопаток направляющего аппарата вентилятора ВДавление во второй сек­ции 5 зоны сушки автоматически поддерживается регулятором (III),"перемещающим заслонку, установленную в патрубке сброса горячего воздуха в тракт перед вентилятором Вл. Давление воз­духа, поступающего к горелкам, регулируется (IV) изменением положения дроссельных~заслонок в коллекторах на каждой сто­роне машины. Давление в горне зон подогрева и обжига 6 автома­тически регулируется (У) изменением положения направляющего аппарата вентилятора В6, меняющего количество воздуха, посту­пающего через переточный коллектор 7 из зоны охлаждения. Давление в горне зоны охлаждения 9 регулируется (VI) при по­мощи направляющего аппарата вентилятора Въ. Давление в каме­рах нагнетания первой секции зоны сушки регулируется (VII) из­менением сброса избытков продуктов сгорания. Автоматическая отсечка газа (VIII) при падении давлений газа и воздуха осуще­ствляется отсечными клапанами, установленными на линиях, подводящих газ к каждой горелке. Температура воздуха, поступаю­щего к горелкам, регулируется ПИД-регулятором (IX), изменяю­щим присадку воздуха из короба, охватывающего хвостовую часть машины. Температура газов, поступающих в первую секцию зоны сушки, регулируется ПИД-регулятором X, воздействующим на

присадку холодного воздуха на всасывающей стороне вентилято­ра Б4. Предусмотрен контроль температуры (XI) во всех вакуум - камерах и автоматическое регулирование температуры (XII) в вакуум-камерах с № 14 по 17 воздействием на направляющие аппараты вентиляторов В3 и Д4.

Температура в горне зон подогрева и обжига регулируется в восьми точках по длине горна с каждой стороны машины, для чего предусмотрено восемь однотипных узлов регулирования тем­пературы (XIII) и соотношения топливо-воздух (XIV и ХУ) на каждую пару горелок. Температура регулируется ПИД-регуля - тором, изменяющим подачу газа. Термопары установлены по одной на горелку с каждой стороны машины в боковых стенках горна ниже уровня осей горелок. Соотношение поддерживается ПИ-ре- гуляторами, воздействующими на расход воздуха к каждой горелке.

В системе предусмотрен контроль наличия пламени и дистан­ционный розжиг всех горелок (XVI). В системе предусмотрен кон­троль и регулирование количества готовых окатышей (XVIII) в бункере 10, для чего бункер установлен на месдозах, а поддер­жание количества окатышей в нем осуществляется воздействием на выгружающее устройство II. Кроме перечисленных узлов кон­троля и регулирования, в системе предусмотрен автоматический контроль разрежения в каждой вакуум-камере. Для повышения надежности работы в описанной системе используются пневмати­ческие исполнительные устройства, в связи с чем предусмотрены преобразователи электрических сигналов в пневматические.

В последние годы наблюдается тенденция использования вы­числительной техники для централизации контроля и управления производством окатышей. Предполагается, что системы с приме­нением вычислительной техники повышают эффективность управ­ления технологическими процессами и организации производства. Кроме того, достигается некоторое сокращение числа контрольно­измерительной и регулирующей аппаратуры локальных систем автоматизации.

На фабрике фирмы Квебек Картье Майнинг в Канаде произво­дительностью 5 млн. т окатышей в год применена вычислительная машина, изготовленная фирмой Кониуэл Контроле, для контроля 516 параметров и сигнализации еще 500 параметров [33]. Предпо­лагается, что со временем эта машина будет использована как управляющая.

На металлургическом заводе «Кобэ» в Японии контроль работы цеха окомкования осуществляется при помощи вычислительной машины. Примененная на этом заводе система контролирует каче­ство сырья, окатышей, расход энергии и другие параметры [32].

Сравнив литературные сведения о зарубежных системах авто­матизации процессов производства окатышей с системами, разра­ботанными в Советском Союзе, следует отметить, что зарубежные технологические линии несколько отличаются от технологических 190

линий, принятых в СССР, что в свою очередь приводит к отличиям систем регулирования главным образом связанных с постоянством свойств сырьевых материалов.

Общий объем автоматически контролируемых и регулируемых параметров процессов примерно такой же, как и в отечественных системах. Однако более широкая номенклатура выпускаемых за рубежом приборов позволяет предусматривать автоматический контроль и розжиг пламени на каждой горелке, контроль хими­ческого состава некоторых сырьевых материалов.

В последние годы все шире находит применение вместо много­численных приборов вычислительных устройств с явно выражен­ной тенденцией использования вычислительной техники для управ­ления производством.