Удосконалювання процесу усереднення залізорудних матеріалів у технологічному циклі їх підготовки до агломерації

Рішення проблеми виконано на основі наскрізного комплексного аналізу причин формування коливань складу агломерату у технологічному циклі від стадії добування руди до спікального відділення аглофабрики. Виконано кількісну оцінку впливу особливостей організації технологічних схем агломераційного виробництва, параметрів усереднювального обладнання та технології усереднення на спектр та дисперсію коливань складу агломерату. Встановлені кількісні оцінки усереднювальних можливостей існуючих складів, обладнання та ланцюга апаратів аглофабрик в суттєво різних умовах їх роботи. Виявлені причини, на ліквідацію яких зусилля повинні бути спрямовані в першу чергу.

На базі розробленої методики розрахунковим шляхом виконано прогноз ефективності можливих змін технології підготовки сировини на “лімітуючих” ділянках технологічного циклу. На основі здобутих результатів розроблено ряд пропозицій по стабілізації складу залізорудної сировини та готового агломерату. Економічний ефект за впровадженням результатів роботи склав 187,408 тис. руб./ рік у масштабі цін до 1991 р.

Ключові слова: усереднення, коливання складу агломерату, автокореляційна функція, інтервал кореляції, дисперсія, сегрегація, регулювання основності агломерату.

Аннотация

Кузьминова С.Д. Совершенствование процесса усреднения железорудных материалов в технологическом цикле их подготовки к агломерации. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.16.02. - Металлургия черных металлов.- Донецкий государственный технический университет. Донецк, 2001 г.

Диссертация посвящена решению актуальных задач в области проблемы повышения стабильности состава агломерата путем исследования усреднительных возможностей всех стадий технологического цикла подготовки железорудного сырья к агломерации, поиска причин колебаний его состава и разработки мероприятий по их ликвидации на основе результатов сквозного комплексного теоретического анализа процесса формирования колебаний состава агломерата в существующих условиях работы аглофабрик.

В работе разработана методика сквозного анализа процесса формирования колебаний состава железорудного сырья на всех стадиях технологического цикла от момента добычи руды до выдачи готового агломерата, являющаяся теоретической базой поиска резервов повышения стабильности состава агломерата в реально существующих условиях аглопроизводства. Расширены и дополнены представления о закономерностях сегрегации и ее влиянии на процесс усреднения материалов, о влиянии цепи аппаратов аглофабрики на колебания состава агломерата, разработаны методики оценки усреднительных возможностей дробильно-сортировочных отделений и оценки эффективности регулирования состава агломерата.

В ходе теоретических и экспериментальных исследований установлены причины и закономерности формирования дисперсии и частотного диапазона колебаний состава железорудного сырья и готового агломерата для ряда действующих аглофабрик Украины и стран СНГ. Получены количественные оценки влияния особенностей организации технологических схем аглопроизводства, параметров усреднительного оборудования, технологии усреднения и особенностей регулирования основности агломерата на колебания его состава.

Установлена количественная оценка степени использования усреднительных возможностей всех участков технологического цикла. Усреднительная способность штабелей в зависимости от типа склада и характера исходных колебаний усредняемых материалов характеризуется максимально возможным коэффициентом усреднения 1,7 - 2,5 на складах горнорудных предприятий и 2,5 - 5,0 на аглофабриках. Реальная эффективность усреднения на всех складах гораздо ниже усреднительных возможностей из-за негативного влияния сегрегации и структурной неоднородности штабеля: они приводят к появлению дополнительных среднечастотных колебаний, дисперсия которых составляет 75 -98 % от общей ее величины в выходном потоке.

Установлено, что в существующих условиях работы аглофабрик формируется диапазон колебаний состава агломерата, наиболее неблагоприятный с точки зрения полосы пропускания доменной печи. Основная причина - среднечастотные колебания состава железорудных материалов на выходе с усреднительных складов аглофабрик. Погрешности дозирования шихтовых материалов вносят не более 10 - 13 % в колебания состава шихтовой смеси, при этом наиболее заметны колебания расхода флюсовой смеси. Даже при уменьшении вариации расходов материалов в 1,5 -2 раза, суммарная величина дисперсии состава аглошихты может сократиться не более чем в 1,1 - 1,2 раза.

Теоретически, с помощью балансовых соотношений при расчете дисперсии и АКФ колебаний состава агломерата, установлено, что в ходе подготовки аглошихты к спеканию характер колебаний и их дисперсия существенно меняются: интервал корреляции низкочастотных колебаний заметно увеличивается, а их вклад в дисперсию снижается в ходе регулирования соотношения расходов шихтовых материалов. Среднечастотные колебания не поддаются устранению путем регулирования, но могут сокращаться благодаря усредняющему воздействию дробильно-сортировочных отделений аглофабрики (в 1,1 -1,2 раза), бункеров шихтового отделения (в 1,1 раза) и цикла возврата (в 1,1 - 1,2 раза).

На базе разработанной методики расчетным путем выполнен прогноз эффективности возможных изменений технологии подготовки сырья на “лимитирующих” участках технологического цикла. На основе полученных результатов разработаны и рекомендованы к использованию в производственных условиях: общие рекомендации по повышению эффективности использования ресурсов усреднительных возможностей технологического цикла подготовки железорудного сырья к агломерации; способ сокращения сегрегации материалов в штабеле, методы оптимизации режима складирования и отгрузки железной руды, оптимизации технологии усреднения железорудных материалов на складах аглофабрик.

Разработаны и внедрены в производство: оптимальный алгоритм регулирования расхода флюса и технология дозировки аглошихты на базе автоматической системы аналитического контроля (АСАК) на аглофабрике ММК им. Ильича, позволившая снизить колебания состава агломерата в 1,4 раза, что обеспечило стабилизацию теплового режима работы агломашины и увеличение производительности аглофабрики на 1,2%; система загрузки бункеров шихтового отделения, система подачи возврата в шихту, на аглофабрике КарМК. Общий экономический эффект от внедрения результатов диссертации составил 187,408 тыс. рублей в год (в масштабе цен до 1991 года).

Ключевые слова: усреднение, колебания состава, автокорреляционная функция, интервал корреляции, дисперсия, сегрегация, регулирование основности агломерата.

Annotation

Kuzminova S.D. Perfection of the process of iron-ore materials' middling in the technological cycle in their preparation for sintering. - Manuscript.

Thesis for the technical science Candidate's degree in speciality 05.16.02 "Metallurgy of ferrous metals". - Donetsk State Technical University. - Donetsk, 2001.

The given thesis is devoted to the problem of searching the reserves for increasing the stability of the sinter composition at the operating sintering plants under conditions of current economic and financial and engineering limitations.

The problem has been solved by means of through complex analysis of the reasons for forming the sinter composition vibrations in the technological cycle from mining the ore to the sintering division of the sintering plant.

The influence of the averaging features and the parameters of the equipment on the spectrum and the dispersion of the sinter composition vibrations has been qualitatively estimated.

The qualitatively estimations of the average capacity of the available storing facilities and the sintering plant equipment under various conditions of their operation have been determined.

The limiting stages of the raw material preparation for sintering have been exposed; the reason to be eliminated in the first place has been revealed.

The forecast of the possible changes of the raw materials preparation technology has been calculated. Based on the results received, number of measures of regulating the iron ore composition and the finished sinter has been worked out.

The economic return of putting the results of the given work into operation produces 187408 roubles/year (in standard of price till 1991 year).

Key words: averaging, sinter composition vibration, autocorrelation function, correlation range, dispersion, segregation, flux consumption regulation.

Размещено на Allbest.ru