Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ УСРЕДНЕНИЕМ СЫПУЧИХ КОМПОНЕНТОВ

Изобретение относится к способам усреднения, смешивания непрерывных потоков сыпучих компонентов и может широко применяться в химической, строительной, силикатной, горнорудной, агломерационной, металлургической и других отраслях промышленности.

Известен способ усреднения сыпучих материалов в непрерывном потоке, по которому потоки сыпучих компонентов последовательно разделяют, накапливают, смешивают, измеряют, при превышении плотности над заданным сыпучий материал возвращают и вновь перемешивают с исходным (а.с. СССР №663423, кл. B01F 3/18, G05D 27/00, опубл. 25.05.1979 г.).

Недостатком этого способа является энергоемкость, низкая производительность, повышенные потери просыпи при усреднении, исключена возможность использования способа для усреднения многокомпонентных смесей сыпучих компонентов и значительных (порядка тысяч тонн и выше) объемов усредняемых сыпучих смесей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ усреднения сыпучих материалов в непрерывном потоке, в котором сыпучий материал разделяют на три потока по плотности, гранулометрическому составу материала, концентрации компонентов в потоке и т.д., в средний поток в зависимости от требуемых параметров смеси добавляют компоненты двух других потоков (а.с. СССР №1122516, кл. B28C 5/60, опубл. 07.11.1984 г.).

Недостатком этого способа является невозможность использования способа для усреднения многокомпонентных смесей сыпучих компонентов, низкое качество усреднения при значительных отклонениях от требуемых параметров со значительными потерями материала.

Технический результат использования изобретения заключается в повышении эффективности управления усреднением сыпучих компонентов, равномерности, ровности по содержанию, качества усреднения сыпучих компонентов смеси, производительности за счет поддержания способом требуемого соотношения сыпучих компонентов смеси и коррекции накопленной ошибки.

Технический результат предлагаемого изобретения достигается тем, что в способе управления усреднением сыпучих компонентов, включающем смешивание и дозирование, дополнительно задают требуемые соотношения количеств основного нерегулируемого и i-го дозируемого компонентов смеси, компоненты смеси подают на усреднение непрерывными потоками, за относительно малый фиксированный интервал времени взвешивают, суммируют текущие веса компонентов, рассчитывают текущие соотношения компонентов смеси, i-й дозируемый по весу компонент в состав смеси вводят в требуемой пропорции к текущему количеству основного нерегулируемого компонента смеси, корректируют накопленную ошибку отклонения текущих соотношений от заданных, поддерживают требуемое текущее соотношение количеств компонентов смеси.

На чертеже изображена структурная схема для реализации данного способа усреднения многокомпонентных сыпучих смесей в непрерывных потоках.

Схема содержит для усреднения основного нерегулируемого сыпучего компонента смеси - накопительную емкость 1, транспортерный тракт 2 с весами 3, блок-накопительный счетчик 4 суммирования информации по текущему весу компонента, поступающей за относительно малый интервал времени с весов 3, i-го дозируемого компонента смеси по числу упомянутых компонентов - соответствующие накопительные емкости 5, транспортерные тракты 6 с весами 7, блок-накопительные счетчики 8 суммирования информации по текущему весу i-го дозируемого сыпучего компонента смеси, поступающей за относительно малый интервал времени с весов 7, блоки умножения 9, блоки 10 PID-регулятора, дозаторы 11, а также емкость усреднения 12, блок-задатчик 13 задания оператором и расчета требуемого соотношения количеств основного нерегулируемого и i-го дозируемого сыпучих компонентов смеси, блок 14 сравнения соотношений количеств текущих и требуемых основного нерегулируемого и i-го дозируемого сыпучих компонентов смеси, блок-информационное табло 15. Накопительная емкость 1 последовательно соединена с транспортерным трактом 2 подачи основного нерегулируемого сыпучего компонента смеси в усредняемый штабель 12, а весы 3, установленные на транспортерном тракте 2, соединены последовательно с блок-накопительным счетчиком 4 суммирования информации по текущему весу основного нерегулируемого сыпучего компонента смеси за относительно малый фиксированный интервал времени, информационный выход которых соединен с первым информационным входом блока 14 сравнения соотношений количеств текущих и требуемых основного нерегулируемого и i-го дозируемого сыпучих компонентов смеси. Соответствующая накопительная емкость 5 i-го дозируемого компонента смеси последовательно соединена с соответствующими питателем 11 и транспортерным трактом 6 подачи i-го компонента в усредняемый штабель 12. Соответствующие весы 7, установленные на соответствующем транспортерном тракте 6 подачи i-го дозируемого компонента смеси, последовательно соединены с соответствующим блок-накопительным счетчиком 8 суммирования информации по текущему весу i-го дозируемого компонента смеси за относительно малый фиксированный интервал времени, первый информационный выход которого соединен с вторым входом блока 14 сравнения соотношений количеств текущих и требуемых основного нерегулируемого и i-го дозируемого сыпучих компонентов смеси, второй - с входом блок-задатчика 13 задания оператором и расчета требуемого соотношения весов основного нерегулируемого и i-го дозируемого компонентов смеси. Соответствующий блок 9 умножения, управляющий вход которого соединен с выходом блока 14 сравнения соотношений количеств текущих и требуемых основного нерегулируемого и i-го дозируемого сыпучих компонентов смеси, третий информационный вход которого соединен с первым информационным выходом блока-задатчика 13, соединен через соответствующий блок 10 PID-регулятора, другой вход которого подключен к второму информационному выходу соответствующих весов 7 i-го дозируемого сыпучего компонента смеси, с соответствующим дозатором 11. Схема включает блок-информационное табло 15, входы которого соединены с соответствующими информационными выходами весов 3 основного нерегулируемого компонента смеси, весов 7 i-го дозируемого компонента смеси и блок-задатчика 13 задания оператором требуемого соотношения весов основного нерегулируемого и i-го дозируемого компонентов смеси, третий выход которого соединен с информационным входом соответствующего блока 9 умножения.

Способ осуществляют следующим образом.

Оператор задает требуемое соотношение количеств основного нерегулируемого и i-го дозируемого компонента смеси, закладываемых в усредняемый штабель 12, в блок-задатчик 13. После начала работы транспортерного тракта 2 поступления основного нерегулируемого сыпучего компонента смеси из накопительной емкости 1 данные с конвейерных весов 3 этого тракта 2 поступают в блок-накопительный счетчик 4, где суммируют количество основного нерегулируемого сыпучего компонента, отгружаемого за относительно малый фиксированный интервал времени, например за 5 минут, по транспортерному тракту 2 в усредняемый штабель 12, после чего в блоке 14 рассчитывают требуемый вес i-го дозируемого компонента смеси и через соответствующий блок умножения 9 передают задание в соответствующий информационный блок 10 PID-регулятора регулирования поступления i-го дозируемого компонента смеси.

Данные с конвейерных весов 3 и 7 за относительно малый фиксированный интервал времени, например за 5 минут, поступают соответственно в блок-накопительные счетчики 4 и 8 суммирования информации по количеству основного нерегулируемого и i-го дозируемого компонентов смеси, отгружаемых за относительно малый фиксированный интервал времени, например за 5 минут, соответственно по транспортерным трактам 2 и 6 в усредняемый штабель 12, передают в блок сравнения 14, где рассчитывают текущее соотношение количеств основного нерегулируемого и i-го дозируемого компонентов смеси, поступающей на усреднение в усредняемый штабель 12, полученное текущее соотношение количеств сыпучих компонентов сравнивают с требуемым, которое рассчитывают блоком-задатчиком 13 задания оператором и расчета требуемого соотношения количеств основного нерегулируемого и i-го дозируемого компонента смеси, исходя из данных, задаваемых оператором, и данных, поступающих из блок-накопительных счетчиков 8 суммирования информации по текущему весу i-го дозируемого компонента смеси за относительно малый фиксированный интервал времени, например за 5 минут. В способе за счет весового дозирования сыпучих компонентов смеси конвейерными весами 3, 7 и дозатором 11 определяют отклонения соотношений количеств текущих и требуемых основного нерегулируемого и i-го дозируемого компонентов смеси от предельно допустимых требуемых технологией, осуществляют последующую коррекцию отклонений текущих соотношений от заданных. В случае отклонения соотношений количеств сыпучих компонентов смеси от требуемых, соответствующий блок 13 выдает сигнал применения корректирующего корреляционного коэффициента k в соответствующий блок умножения 12, где текущее задание подачи i-го дозируемого компонента смеси умножают на этот коэффициент k и передают на соответствующий блок 10 PID-регулятора, имеющий обратную связь с соответствующими конвейерными весами 7 соответствующего транспортерного тракта 6 подачи i-го дозируемого компонента смеси, для регулирования поступления i-го дозируемого компонента смеси соответствующим дозатором 11. Данные с конвейерных весов 3 и 7, а также с блок-задатчика 13 выводят на информационное табло 15, посредством которого оператор осуществляет контроль за работой системы.

Пример конкретного выполнения способа

Усредняемый материал, представляющий собой смесь основного нерегулируемого железорудного концентрата и дозируемой богатой сернистой руды, поступает непрерывными потоками соответственно из накопительной емкости 1 по транспортерному тракту 2 и накопительной емкости 5 по транспортерному тракту 6 в усредняемый штабель 12. Оператор задает требуемое соотношение количеств железорудного концентрата и богатой сернистой руды, равное, например, 12:1, в блок-задатчик 13. После начала работы данные с конвейерных весов 3 транспортерного тракта 2 поступления железорудного концентрата из накопительной емкости 1 в течение относительно малого фиксированного интервала времени, например 5 минут, поступают в блок-накопительный счетчик 4 суммирования информации по текущему весу железорудного концентрата, в результате рассчитывают количество железорудного концентрата, равное, например, 100 т. В блок-задатчике 13, исходя из заданного соотношения сыпучих компонентов смеси, равного 12:1, рассчитывают требуемый вес дозируемой богатой сернистой руды, равный, например, 8.3 т. Для подачи, например, на 100 тонн нерегулируемого железного концентрата 8.3 тонн дозируемой богатой сернистой руды, рассчитанный требуемый вес дозируемой сернистой руды, равный 8.3 т, передается заданием через блок умножения 9 с коэффициентом умножения k, равным 1.5, в информационный блок PID-регулятора 10, имеющий обратную связь с конвейерными весами 7 транспортерного тракта 6 подачи дозируемой богатой сернистой руды, для регулирования поступления дозируемой богатой сернистой руды дозатором 11.

В процессе усреднения текущие данные с конвейерных весов 3 и 7 поступают соответственно в блок-накопительные счетчики суммирования информации 4 и 8, в блок-накопительном счетчике суммирования 4 определяют количество нерегулируемого железорудного концентрата, отгруженного за 5 минут, равное, например, 80 т, в блок-накопительном счетчике суммирования 8 определяют количество дозируемой богатой сернистой руды, отгруженной за 5 минут, равное, например, 10 т. Данные с блок-накопительных счетчиков суммирования 4 и 8, соответственно 80 и 10 тонн, передают в блок сравнения 14, в котором рассчитывают текущее соотношение количеств нерегулируемого железорудного концентрата и дозируемой богатой сернистой руды, равное 8:1. Так как полученное текущее соотношение, равное 8:1, ниже требуемого, равного 12:1, блок 14 выдает сигнал применения корреляционного коэффициента k, равного 1.5, в блок умножения 9, текущее задание подачи материала умножают на этот коэффициент k, равный 1.5, после чего задание передают на информационный блок 10 PID-регулятора, имеющий обратную связь с конвейерными весами 7 транспортерного тракта 6 подачи дозируемой богатой сернистой руды, поступления дополнительной богатой сернистой руды регулируют дозатором 11. Данные с конвейерных весов 3 и 7, а также с блок-задатчика 13, выводят на информационное табло 15, посредством которого оператор осуществляет контроль за работой системы.

Способ управления усреднением многокомпонентных смесей использованием последовательно соединенных для i-го дозируемого компонента смеси соответствующих накопительной емкости 5, питателя 11, транспортерного тракта 6 подачи i-го дозируемого компонента смеси в усредняемый штабель 12, последовательно соединенных соответствующих весов 7, установленных на транспортерном тракте 6, и блок-накопительных счетчиков 8 суммирования информации по текущему весу i-го дозируемого компонента смеси компонентов, последовательно соединенных соответствующих блока 9 умножения, блока 10 PID-регулятора и дозатора 11, позволяет одновременно выполнять усреднение для всех дозируемых сыпучих компонентов смеси одновременно.

Способ внедрен на УУК аглоцеха ГОП ОАО «ММК». Внедрение обеспечило равномерное распределение компонентов смеси основного сыпучего компонента, например железорудного концентрата, и дополнительных дозируемых сыпучих компонентов смеси, например богатой сернистой руды, обогащенных видов руд в усредняемом штабеле 12, повысило эффективность управления усреднением сыпучих, качество усреднения, ровность полученного из сыпучих компонентов смеси агломерата по содержанию железа на 0.3%, основность - на 0.2%, повысило производство агломерата, чугуна и снизило расход кокса в доменном производстве.