автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Исследование и разработка методов интенсификации спекания агломерационной шихты

ДНЕПРОПЕТРОВСК!® ОРДЕНА ТЩОВСГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На лравах рукописи

ПОЛЕНЕК Александр Александрович

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ИНТЕН-ОЙИКАЦИИ СПЕКАНИЯ АГЛОМЕРАЦИОННОЙ ПЖТЫ

Специальность 06.16.02 "Металлургия черных мегал/о«"

Автореферат

диссертации ка соискание ученой степени кандидата технических наук

Днепропетровск, 1992

• работа выполнена на кафедре автоматизации металлургических процессов в Запорожском индустриальном институте.

Научные руководитель:

доктор технические наук, профессор Гранковский В.И.

Официальные оппоненты:

доктор технических каук, профессор Всфик Ю.С., ' кандидат технических наук, доцент Войтаник С.Т.

Ведущее предприятие - комбинат "Азовсталь"

* —»

.Защита состоится О^Ь -¿¿¿¿¿#/1*- 1992 г. в часов на заседании специализированного совета Н 068.02.01 по присуждению ученой степени в области металлургии черных металлов при Днепропетровском ордена Трудового Красного Знамени ыет.аллургшеском институте (32С365, г. Днепропетровск, ГСП, лр. Гагарина, 4).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат, разослан ^■ _ 1992 г.

Учешй секретарь специализированного совета, канд. техн. наук, доцент

Е.С. Паниотов

И.-У.В:.

6 .1. .зВм.Э

1-лдел Актуальность работи. Производство агломерата в кашей стране возрастает, а качество сырья зачастую не соответствует современным требованиям технологии доменной главки. Особо залегши этот недостаток становится в настоящий момент, когда объем печей достиг 5000 м3, а расход кокса в шихту постоянно-снижается. Поэтому необходимость обеспечить рост производства подготовленного высококачественного сырья остается в чийле главных задач развития черной металлургии.

Поскольку основным сырьем для доменных печей является- агломерат, то особого внимания сегодня требуют вопросы совершенствования агломерационного производства, стабилизация химического, минералогического (в первую очередь - содержания железа) и улучшение гранулометрического состава готового агломерата. Это можно достигнуть путем применения новых современных методов и средств контроля и управления технологическим процессом, Исследование магнитных свойств железосодержащих компонентов агломерационной шихты, под-1 готовленной к спеканию, готового агломерата, а также учет этих свойств при создании эффективной системы управления спеканием агломерационной шихты является актуальной задачей, имеющей практическое значение.

Цель работы. Исследовать возможность контроля хода процесса спекания агломерационной шихты "по изменению магнитных свойств агломерационной шихты в процессе спекания. Определить влияние состава и свойств агломерационной шихты" на изменение ее магнитных свойств в процессе спекания при измендацемся режиме агломерации. Разработать способы контроля и управления агломерационным процессом по магнитным характеристикам шихты с целью его интенсификации за счет воздействия на слой шихты электрического поля.

Научная новизна. Теоретически, а также в лабораторных и промышленных условиях магнитометрический сигнал идентифицирован с процессами, протекающими при агломерации железных руд .и концент- . ратов, обладающих высокой магнитной восприимчивостью в смеси с флюсами при различных условиях установки прибора и величины начального напряжения,-

Установлена точка начала увеличения магнитной восприимчивости, связанной с интенсивными процессами кристаллизации магнетита в структуре агломерата. Получены зависимости временных характеристик процесса изменения магнитных свойств агломерата при различных условиях процесса и характеристик работы прибора, которые позволяют управлять процессом агломерации.

г

Практическая ценность. Разработаны алгоритмы управления прочность» агломерата на основе изменения химического состава агломерата. Разработаны принципиальная схема и прибор для контроля по' ложенвд зош кристаллизации агломерата. С помощью контроля магнитных свойств шихты и агломерата определена способа управления процессом агломерации до и после зажигания. с целью поЕьпекия техниво-эхокомичесхкс показателей.

'Реализация работы. Для аглофа^рик и металлургического комбината "Запорожсталь" разработан проект систэмы автоматического уп-. равлекик законченностью процесса спекания агломерационной шихты. Днепровским металлургическим комбинатом приняты экспериментальные образцы датчиков- газодинамических сбоГ:сте ело?; лгхты и контроля зоны законченности спекания агломерата; ВПС "Абразивни": комбинат" принял для использования экспериментальные образцы устройств наложения электрического поля при окомкэвакии к спекании. Зуммаркъй ожидаемый экономический эффект составит 76,6 тыс.руб. в год.

На защиту выносятся: Методика изучения к анал;;з изменен;::" .магнитных свойств агломерационной шихты в процессе ее спекали?; установленные закономерности изменения магнитных сеойстб ш:~:гоекх материалов в агломерируемом слое; разработанные средства контроля магнитных свойств агломерата и системы их стабилизации; основные положения алгоритма управление законченностью процесса спекания агломерационной шихты; методу стабилизации магнитных свойств агломерационной шихта и управления законченность-.- ее спекания.

Апробация работы. Работа долокека на 4 кокЗарещи-т-: науч-иьк семинарах, из них 2 Всесоюзных и 2 Республиканских.

Публикация. Основные результаты работы изложены в 8 научных статьях и авторских свидетельствах на изобретение.

Объем -работы. Диссертация состоит из все,пения, 4 глав и заключения, содержащих 85 страниц машинописного -текста, ¿4 рисунка, 12 таблиц, приложения и списка использованной литературы из 79 наименований.

СОБРЕйШЫЕ методы штшож-одш подготовки

• ЖЕГООРдак МАТЕРИАЛОВ К ДОМЕННОЙ ПЛАВКЕ

Высокое содержание тонкоизмельченных концентратов в пихте аглофабрик обусловливает погашенные требования к технологическим операциям производства агломерата. Это прежде всего улучшение подготовки агдошихта к спеканию, загрузка шихты, определяющие газопроницаемость к скорость спекания, контроль хода процесса спекания по высоте слоя и длине аглоыалины, обеспечивающий завершен-

кость физико-химических процессов. Упрочнение спека и оптимизацию температурко-теплоього режима процесса спекания по ныссте слоя коако обеспечить за счет рационального перераспределения • компонентов шихты на спекателькых тележках по химическому и гранулометрическому составу в процессе загрузки. Основным направлением по имения качества агломерата является технология спекания пихты в повышенном слое. Увеличение высоты спекаемого • слоя улучшает условия кристаллизации, что проявляется в постеленном возрастании количества магнетита, более равномерном распределении его в силикатной составлявшей. Контроль изменения содержания магнетита в процессе спекания позволит оптимизировать процесс спеканил. С этой целью в диссертации поставлена задача разработать непрерывный способ контроля магнитных свойств агло- -. мерата в процессе спекания. Определить влияние технологических факторов на изменение магнитных свойств аглолихты.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРЖОДШИЯ

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ¡ШЕЗОРУДШХ МАТЕ- .

ГОАЛОВ

С точки зрения требований к металлургическим свойствам железорудного сырья желательно получать максимально прочный, легко восстанавливаемый, с шсОким содержанием железа агломерат при минимальном расходе топлива, на процесс.

Рассматривая процесс усреднения, как важнейшую технологическую операции, следует учитывать, что усредняющей способностью в то£ или иной степени, обладают все технологические линии и агрегаты фабрик окусксвакия, в определении и использовании которой содержится резерв повышения производительности и качества получаемого агломерата. Снижение колебаний содержания железа' в доменной шихте с - 1,55й до^1,СЙ обеспечивает повышение производительности печи на 2,5Й и снижение расхода кокса на 1,555. Это обусловливает высокие требования к стабилизации содержания железа в агломерате,-

Качество усреднения железорудного материала в процессе прохождения через различные технологические агрегаты определялось согласно уравнению

С. , . 100%

<31г

где (у , (Т - среднеквадратич кые отклонения содержания железа а ¿с

в шихте от среднего значения до и после прохок-

дения через ?эхнологическим агрегат.

' - Для .оценки эффективности различных технологических операций подготовки агломерационной шихты к спеканию на аглофабрике металлургического комбината "Залорокстадъ" исследовано изменение стабильности'ее химического состава при складировании на' рудном дворе исходных 'компонентов, их дозирования в шжговсм отделении, а также в процессе транспортировки, окомкованга и загрузки на аглоленту.

- Колебания содержания железа б колошниковой пыли, поступающей ь шихтовое отделение а^лофабрики, находятся в пределах 34,4-48»5$. В диапазон отклонения - 4,67 относительно среднего значения укладываются 89$ результатов экспериментов.

Агломерационная шихта, поступающая из шихтового отделения, . распределяется мееду призмными бункерами в соответствии с их про из водит ельностью. Выбором рационального режима распределена 'шихты между приемными бункерами возможно улучшите качество усреднения в 2,5-2,9 раза.

Колебания содержания железа в шихте после ее усреднения в барабанном смесигеле-окомковагеле уменьшаются до - 1,1% относительно среднего значения и составляют 72% от их общего количества. В интервале изменения количества железа в шихте - 2,26% укладывается 56% от общего количества железосодержащих элементов. Это позволяет значительно снизить нестабильность содержания железа в агломерате. Около 87% общего числа колебаний содержания .железа в окускованнои материале укладывается в пределы - 0,63%, _ а-в интервал ± 1,26% - все колебания.

. Полученные результаты свидетельствуют о нестабильности • компонентного и химического состава агломерационной шихты, неэффективности ряда технологических процессов. Повысить качество железорудного сырья возможно при надежном контроле его техноло-" гичсских характеристик на различных этапах подготовки и окуско-вания.

На некоторых аглофабриках существует еще одно звено, обладающее значительными усреднительными характеристиками - барабан предварительного смешивания. Для рассмотрения уереднительшх характеристик такой аглофабрики проведен анализ работы аглофабрнки комбината им, Ильича в г.Нариуполе. Химический состав агломерационной руды, поступающей на аглофабрику, значительно изменяется во времени. Изменение содержания железа в ней при среднем значении 60,35% составляет 6,2%. Колебания содержания ¿¿¿?£ в руде

О" =5,6, при среднем значении 11,3%. Концентрат, поступающий на ММК им.Ильича млеет сравнительно ровный химический состав.

За анализируемый период поступающий концентрат имел преде- • лы изменения содержания железа, не превышающие - 2,86% от среднего значения, составляющего 61,56$.

Поступающий на аглофабрику известняк в среднем содержит СаО - 50,74$, при <о = 6,15$.

Исходные компоненты агломерационной шихты характеризуются, значительной нестабильностью по содержанию влаги. В концентрате' ее среднее значение составляет № = 10,2%, = 0,67%; в-руде и извести,, не поступающих на рудный двор аглофабрики,' среднее значение влаги и их среднеквадратичные отклонения составляют соответственно \>С = 4,37, в" = 0,2%, = 0,82, С? = 0,03%. • Анализ эффективности усреднения сыпучих материалов на тракте: рудный двор - приемные бункеры дозировочного отделения (Е ) показывает, что стабильность химического состава концентрата зна- .• чительно ухудшается Е = -92,96%. Качественные характеристики руды, и извести стали более стабильными. В первом случае Е = 75%, во втором - Е =■ 85,7%.

. Общий уровень колебаний химического состава железорудного материала существенно снижается и составляет в среднем Е = 78,8%. В целом, усреднителькые возможности агломерационного производства несколько нике (Е = 59,1%), что объясняется недостаточной эффективность» усреднения концентрата на участке: рудный двор -приемные бункера дозировочного отделения аглофабрики.

Среднее содержание железа в агломерате - 53,03% при среднеквадратичном отклонении (5* = 0,68; среднее содержание Б/^ -10,14%, СЗ" = 0,29; СаО - 12,2, 6" = 0,49. Эффективность усреднения железорудного материала по железу составляет 29,2%.

Таким образом, анализ усреднигельных свойств технологических агрегатов агломерационного производства показал существование значительных резервов повышения стабильности качественных показателей железорудного сырья. Основным направлением повышения стабильности физико-химических свойств агломерационной шихты является совершенствование процесса усреднения железорудного концентрата и других железосодержащих материалов на рудном дворе и условий их загрузки в приемные бункера дозировочного отделения аглофабрики. Для реализаций этого направления полезно наличие постоянной информации об изменении магнитных свойств железоруд-

б

•ного сырья в процессе дозировакчя, усреднения и спекания.

На аглофабрике комбината "Запорожсгаль" проведены исследования влияния химического состава агломерата на его прочность, определяемую по выходу фракции - 5,0 мм после испытания в бара' бане. На основе предварительного анализа экспериментальных данных предполагаем, что функция Б.П. = (ГеО, Мл, СаО, 0еп) имеет вед

%=+

где РеО-, . • Ып; е Х5 - СаО; <2** - &&

У - содержание фракции агломерата 0-5 мм, после испытания в барабане, %.

Известно, что функция принимает экстрачальное значение в случае, когда первая производная равна нулю, т.е. взяв первую производную по {^ в 0,1,2...14), получим систему из пятнадцати алгебраических уравнений с пятнадцатью неизвестными

% = -к.(2>

Систему уравнений (?.) решаем с помощью ЭВМ ЕС-1022 методом исключения Гаусса.

•.' Представим целевую функцию в виде ;

' У = 46,409 + 4,306135 + 109,55 З'г - 4,9495.2, - 9,979.2;, + >

+ 0,0144 СГХ - 6,7392";,- 36,249 + 0,26642-2^ " 15,8563^

+ 0,210463,*,- 5,1437^Ду+ 142,943}^ - 0,94043^ +

+ .28,426 Э:^ (3)

Среднеквадратичная погрешность оцениваемой Б.П. по переменным ССх г * »составляет 0,ЗЙ. Данное уравнение совместно с технологическими ограничениями на переменные Х-Х^ и с ограничениями на область расположения данных пассивного эксперимента, можно использовать для оценивания химического состава подготовленной к спеканию шихты, обеспечивающего максимальную прочность агломерата.

Минимизируя целевую функцию (3), можем определить такие ( 2} . ССЛ » I )» ПРИ которых У будет величиной мини-

мальной с достаточной степеней точности.

3 результате расчета получены значения исходных факторов, обеспечивающих получен:« агломерата максимальной прочности. Из" 7.x анализа следует, что в данных технологических условиях прочностные свойства агломерата, определяемые по еыходу фракции - ; 5 мм, погашаются при снгаенни содержания РеО в окускованном материале.

Возможность управления процессом спекания шихты на основе контрля ее магнитных свойств в настоящее время усложнена введу отсутствия достаточно надежных средств измерения. • ' ' -.

С целью получения информации о ходе изменения магнитных свойств спекаемого слоя в Запсронском индустриальном институте создано устройство контроля законченности спекания агломерационного процесса. . ' ■

Учитывая, что основное влияние на скорость охлаждения'агломерата при постоянных значениях высоты слоя и скорости движения аглолентн оказывает положение зош горения, этот параметр можно использовать для контроля хода процесса спекания. По толщине . слоя агломерата, охлажденного до температуры ниже точки Кюри,, можно косвенно судить о положении зоны горения иихты, т.е. о , ходе процесса спекания. -

Как указывалось шпе, путем замера толщина слоя материала, обладающего магнитными свойствами на аглоленте, можно определить толщину слоя готового агломерата. Для исследования динамики изменения свойств спекаемой агломерационной шихты в Запорожском индустриальном институте создана установка непрерывного измерения ее магнитных характеристик.

В процессе исследования спекали агломерационную шихту следующего со става гконцентрат - 64,6/5, аглоруда - 5,2/ь; колошниковая пыль - 5,2?; возврат - 9,2%; известняк - 11,9/5; известь -3$. Варьировали содержанке топлива от 3,4$ до 6,4% и содержание влаги ст 6,9Й до

Замер температуры в трех горизонтах спекаемой шихты проводился хромель-алюмелешми термопарами, а температуру отходящих газов замеряли термометром сопротивления. Запись температуру по трем горизонтам «.изменение магнитных свойств в процессе спекания осуществлялись непрерывно. Проведено более 50 опытных спеканий, достоверность полученных результатов подтверждена статистическим методом анализа.

Рис.1. Изменение магнитных свойств агломерационной

шихты в процессе спекания Изменение магнитных свойств шихты в процессе окускованил показано на рис.1. Полученные зависимости имеют экстремальный 'характер. Максимальная скорость спекания шихты соответствует влааности 7,9-8,1%. Минимальное значение времени смещено в сторону более низкого, по сравнению с оптимальным содержанием влаги в шихте и составляет 7,5%. £се это приводит к ухудшению условий восстановления магнетита до закиси железа.

. Исследование прочностных характеристик агломерата путем двухкратного сбрасывания-проб не стальную плиту с высоты 2 м показалочто содержание фракции - 5 мм в готовом продукте пропорционально' величине ¿-у . Так, увеличение рремени от 153с до ЗС5 с объясняется-снижением количества магнетита в агломерате, что в свою очередь вызывает рост содержания фракции - 5 мм в агломерате после испытания с 19,2% до 33,1%, вызванный низким содержанием топлива. Содержание магнетита по нэаим данным связано .в большой сте'пени с прочностью агломерата, причем эта зависимость практически прямо пропорциональна.

На рис.1 приведена кривая изменения магнитных свойств в процессе спекания. Она представляет собой диаграммную запись показаний прибора измерения магнитных свойств. Агломерационная шихта обладает определенными магнитными свойствами, которые условно обозначены величиной Мс (точка <2 )• В процессе спекания агломерационной шихты происходит интенсивное образование жидкой фазы, температура которой значительно превышает точку Кюри. Собственно, потеря кагнитных-свойств происходит еще раньше в зоне воспламенения твердого топлива, температура которого не нигсе

э

700°С. Процессу, идущие в зоне горения твердого топлива характеризуются восстановлением оксида трехвалентного железа до его монооксида.

Время, прошедшее от начала процесса до полной потери магнитных свойств, весома ограничено и составляет интервал в пределах нескольких минут. Некоторое, очень непродолжительное время (20-22 с) магнитные свойства в спекаемом слое отсутствуют, тем • не менее процесс кристаллизации расплава начинается значительно раньше и соответствует отрезку времени (точка ). Одна- ' ко, сформировавшийся слой готового агломерата еще не обладает . магнитными свойствами, т.к. нагрет выше точки Кюри. В самом верхнем слое охлаждение идет чрезвычайно интенсивно, причем' значительная часть расплава застывает в. виде стекла. Степень кристаллизации силикатной связки зависит от содержания твердого топлива в шихте и, главным образом, скорости охлаждения'спека.

На кривой рис Л участок - соответствует процессу

кристаллизации первичного магнетига, участок ~ ^ определяет кристаллизацию более мелких кристаллов магнетита. От точки магнитные свойства начинают неуклонно возрастать. Следовательно, точка соответствует окончанию процесса кристаллизации и • остывания спека ниже точки Кюри. Время значительно более

длительное, чем - .время исчезновения магнитных сеойств,

- время интенсивного образования расплава, - время кристаллизации вторичного магнетита. Время составляло при

различных значениях влаги и топлива на процесс от двух до чете-рех часов.

Важнейшими характеристиками процесса являются первичная или начальная ( Мс ) магнитная составляющая и готового агломерата - И^ . Во Есех случаях, при спекании магнетитовых шихт, как показали результаты экспериментов, магнитная составляющая всегда меньше аналогичного параметра спекаемой шихты

где Ма , М^ - показания прибора, характеризующие магнитные свойства шихты и агломерата, % шкалы прибора.

Как видно из рис.1 величина М1 определяет минимум магнитных свойств и соответствует точке " 8 ", Величина М& , как показали исследования, является комплексной характеристикой процесса спекания агломерационной шихты. Она зависит от условий

подготовки агломерационной шисты, содержания в ней топлива и влаги, режима охлаждения агломерата и степени окисления железа, т.е. практически определяет ход протекания процесса спекания и дает .возможность прогнозирования качества получаемого продукта.

Изменение содержания твердого топлива в шихте с 3,4% до 6,4% вызывает увеличение М на 5,5%. В этом же интервале ускорений процесса агломерации обуславливает увеличение содержания топлива в пикте за счет увеличения вертикальной скорости спекания (уменьшение величины ). Дальнейшее увеличение содержания топлива, рак указывалось "выше, приводит к ухудшении показателей процесса, вертикальная скорость спекания снжается, время 2/ • увеличивается.

'Время.остывания спека до температуры окружающей среды сос-.тавляет 28-32 мин от начала процесса. Однако рост магнитных свойств (время Т^ ) продолжается до 3-х часов. Спекание проводилось при оптимальной ( = 8%) влажности и содержании топлива 6,4%. Отбора проб агломерата проводились через каждые . 30 мин с момента охлаждения до температуры окружающей среды, таблица I.

■Таким образом, приведенные исследования показали, что магнитные свойства агломерата продолжают изменяться и после полного остывания спека в течение 2,0-3,5 часов. Это свидетельствует об изменении минералогических характеристик агломерата и после завершения процесса' спекания. Магнитные свойства материала явля-. ются етруктурочувствйтельнши. Следовательно, формирование структуры агломерата, или по крайней мере, структуры зерен магнетита ' не заканчивается при охлаждении материала. В качестве его возможных причин мояно предположить изменение степени стехиометричности магнетита с доведением его до окончательной через определенное время, диффузию примесей в магнетите, изменение внутренних на-пряяений спека.

Таблица I

Содержание фракции - 5 мм после двухкратного сбрасывания . при различном времени нахокдения агломерата в чаше

Время, час . 0,5 I 1.5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5

Кол-во фракций 5 мм 27,3 25,1 24,9 23,0 20,7 20,3 20,1 19,8 19,8

РАЗРАБОТКА И ИСПЫТАНИЕ СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ И ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПОДГОТОВКИ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Железосодержащая часть агломерационной шихты (концентрат, возврат, руда) обладает ярко выраженными магнитными свойствами,: которые меняются при различных соотношениях указанных компонентов. Разработанное измерительное устройство позволяет получить ; . информацию о магнитных свойствах железосодержащих компонентов каждого в отдельности " в составе агломерационной шихты. Высокая чувствительность измерительного элемента обеспечивает установку его вне зоны движения сыпучего магнитного материала. Устройство в состоянии контролировать все этапы магнитных преобразований в процессе спекания. При анализе магнитных свойств воз-, можны определения- временных границ всех основных этапов спекания. Возможно определение зоны горения в каждый отрезок времени, а следовательно, определения процесса спекания и прогнозирования свойств получаемого агломерата.

Впервые получена данные о магнитных свойствах возврата из спеков шихт с различным содержанием топлива. Они растут по ые-1 ре увеличения содержания топлива в диапазоне 3,6 - 4,6 - 6,6%. ' Как показали исследования, трансформаторные датчики обладают высокой стабильностью параметров, необходимой чувствительностью к колебаниям магнитных свойств материалов, что позволяет их использовать для контроля содержания магнитной составляющей железорудных материалов. Измерительная схема разработанного устройства позволяет осуществить работу датчика в условиях агломерационного производства, на ее функционирование не оказывают влияния внешние электрические и магнитные поля, повышенная влажность и значительные колебания температуры окружающей среды.

Исследованиями установлено положительное влияние постоянного и импульсивного электрических полей на условия протекания процессов окомкования и спекания агломерационной шихты.

При наложении электрического поля на слой агломерационной шихты перед ее спеканием по сравнению со спеканием без предварительного наложения поля, скорость спекания увеличилась на 20%, а содержание мелкой фракции (- 0,5 мм) уменьшилось на 8%.

Опытно-промышленные испытания поляризатора в условиях аг-лофабрики 310 "Абразивный комбинат" показали снижение расхода твердого топлива на 2,9^ и увеличение производительности агло-машины на 0,255«

ШТШСИШЙЩШ ПОДГОТОВКИ И СПЕКАНИЯ

. . . томтациовдой шиш ■

Совершенствование технологии металлургического передела обусловило повьшение требований к химической однородности агломерата, что возможно осуществить при получении непрерывной информации о его магнитных свойствах на различных этапах подготовки к спеканда й управлении на ее основе технологическими агрегатами.

• . Запорожским индустриальным институтом совместно с ЩАМ комбината "Запорожсталь" разработано устройство непрерывного контроля магнитных свойств сыпучих материалов. Его чувствительный элемент установлен на платформе из немагнитного износостойки) материала, которая свободно скользит по поверхности слоя материала, движущегося по лотку питателя.

При движении потока сыпучего материала изменяется пилоке-ние чувствительного элемента относительно его поверхности. Обеспечить его стабильное положение возможно выбором рационального крепления.

При отклонении угла наклона положение относительно поверхности сыпучего материала, что вызывает изменение характеристики чувствительного элемента.

Для повышения качества измерения с помощь» скользящих • чувствительных эл-ементов' необходимо обеспечить рациональное ■значение.угла наклона тяги . При отсутствии возможности ■.'установить требуемое значение угла <6 с помощью обычной тяги, необходимо использовать для крепления чувствительного элемента гибкую тягу, с регулируемым углом крепления.

Угол наклона тяги определяется из выражения

где Р^ - сила тяжести груза, Н.

. Величиной угла ^ можно управлять при заданном значении угла оС путем изменения массы груза и места его подвески.

Опытный образец'измерительного устройства установлен на вибролотке питателя приемного бункера агломашиш № 4 комбината- "Запорожсталь", Угол наклона тяги чувствительного элемента составил <6 я 24 град, угол наклона подвески ¿3 рассчитан по (4) я равен 51 град.

За время эксплуатации датчик показал высокую стабильность работы, колебания выходного сигнала, вызванные влиянием потока движущегося материала, снизились в 4,2 раза»

' На основе созданных средств измерения разработана система стабилизации магнитной составляющей концентрата. Она включает две подсистемы, одна из которых стабилизирует производительность дозатора, а вторая - корректирует задание в зависимости от магнитных свойств дозируемого материала.

На основе результатов лабораторных исследований разработан и изготовлен опытно-промышленный образец измерительного' устройства контроля процесса спекания агломерационной шихта» Трансформаторные датчики, установленные на определенном расстоянии друг от друга над поверхностью спекаемого слоя измеряют толщину магнитного материала.

Выходше обмотки датчиков включены встречно, поэтому на выходе измерительной схема появляется сигнал, г.ропорциональный ■ их разности

л Л - А £ - А/ (5)

При известной скорости движения аглоленты определяют время движения материала между датчиками

¿ = ■77- (б)

/

где -С - расстояние между датчиками, м;

14/у- скорость движения аглолента, м/с.

С учетом (I) и (2) легко определить вертикальную скорость спекания шихты

М лк \/ ьк-Уа/л

В идеальном случае = /у/

где - время спекания, с;

ЕРемя движения поперечного слоя на аглоленте, с; отсюда , /

¿{*л _ Ьа/л

Раскрывая значение у и упрощая выражение, получаем необходимое для обеспечения-условия (7) значение при постоянных ¿/¿¿/у? » и £ Как следует из анализа (8) оптимально е значение д.к не зависит от скорости движения аглоленты, а

определяется высотой и конструктивными параметрами аглоленты и .измерительного устройства ¿. , Благодаря тому, что измерительное устройство мокет быть установлено практически над любым участком аглоленты, его применение позволит получать информации о скорости спекания агломерационной шихты не только на конечном участке аглоленты, как в существующих системах контроля, . но также в верхней и, средней части слоя. ото. позволит существенно уменьшить транспортное запаздывание по каналу управления и повысить качество окускования исследуемого сырья.

'Опытно-промышленные испытания измерительного устройства проведены на агиоиааике № 4 аглофабрихи комбината "Запороасталь" и на аглафа<Трикг Днепровского металлургического комбината (г.Днепродзержинск).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационная работа посвящена решению важной народнохозяйственной задачи - повышению качества подготовки железорудного сырья к доменной плавке.

Рассмотрено одно "из возможных решений, которое базируется на исследовании влияния дозирования, транспортировки, окомкова-ния и загрузки шихты на.агломерационную ленту,на стабильность ее магнитных свойств.

Установлена и экспериментально обоснована целесообразность использования для оценки законченности спекания агломерационной шихты и качественных показателей агломерата, информации о магнитных1 свойствах железорудного сырья на различных этапах его подготовки к окускованив.

В настоящее время отсутствуют средства непрерывного контроля магнитных свойств железорудного сырья. В связи с этим разработано измерительное устройство, позволяющее получать информацию о магнитных свойствах железорудных компонентов шихты. С его помощью возможно контролировать все этапы магнитных преобразований в процессе окускования железорудного сырья.

Лабораторными исследованиями установлено, что изменение магнитных свойств агломерата продолжается при температурах значительно ниже температуры кристаллизации и достигает по времени 3-х часов.

о

Установлено' существовануе устойчивой взаимосвязи между содержанием келеза б шихте и агломерате, что позволяет снизить, его нестабильность путем управления дозированием железосодержащих компонентов пихты с учетом их: магнитных свойств.

Ксследований условий спекания штата на аглоленте позволило выбрать наиболее эффективные ханалч управления процессом, установить и математически списать взаимосвязь физико-химичес- ' ких сзойств агломерата и его магнитных характеристик,

В качестве регулирующего Бездействия системы управления законченностью спекания ших-той целесообразно использовать изменение расхода воздуха в последней секции удлиненного зажигательного горна (3!сС "Запороксталь") или "скорости агломерационной ленты (Д!«К им.Дзержинского).

Проект системы управления законченностью спекания агломерационной штаты передан 3ÍJK "Запорожсталь" для внедрения- в производство при реконструкции аглофабрики. Ожидаемый экономический эффект составляет 36,6 тыс.рублей на одно агломашину.

Основное содержание диссертации опубликовало в следующих работах:

1. Исследование работы приемных бункеров аглоыадмш /В.И.Гран-ковеккй, И.Ю.Пазюк, А.А.Полещук // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. - 1984.4. - C.9-II.

2. Устройстео для непрерывного контроля ферромагнитных свойств агломерационной кихты /В.И.Гранковекий, М.Ю.Пазюк, А.А.По-лещук, В.Д.Гетоло //' Бюллетень ЦНИИ 4M 1984. - № 5. - С.64.

3. A.c. Я 1245605 МКИ С22В 1/20. Устройство для измерения вертикальной скорости спекания агломерационной шихты j М.Ю.Пазюк, А.А.Полещун, В.И.Гранковский; Заявка № 3775836.

4. Полещук A.A., Гранковекий В.К., Пазвк М.Ю. Изменение ферромагнитных сеойств железорудного сырья в процессе его окус-коЕания // Теплотехника и газодинамика процессов окусковакся железорудны" материалов. - Киев:- НаукоЕа думка, 1986. -С.139-140.

5. Полещук A.A., Гранковекий В.И., Пазюк М.Ю. Непрерывный контроль скорости спекания агломерационной ыихты // Металлургия. - 1987. - С.25-26.

6» Off одном способе повышения эффективности процессов агломе-

• рационного производства / П. А.Поло вой, А.А.Полещук, Л.Г.Вве-денецкий, В.В.Сорока и др. // Известия высших учебных заве-• .дений. Чёрная металлургия. - 1988. № 3. - С.22-24.

7. Полещук A.A., Гранковский В.И., Пазюк Ы.Ю. Изменение фер-ромагшяных свойств агломерационной шихты в процессе спека-

' ния. // Известия высших учебных заведений. Черная металлур-- гия. - 1988. - * 5. - C.I7-2Q.

8. A.c. F 1527297 ШИ С22В I/I6. Способ агломерации железных

• руд и концентратов / В.В.Сорока, П.А. Поло вой, А.А.Полещук и .

Форма! 60x84/16. Бумаге типогр. № 2. Печать офсетах. 4«3.iui. 1.0. У«ь-*эол. 0.64. Усл.пл. 0,93. Тирах 100- аса. Заказ 61. Бесплатно.

Днепропетровске! металлтргвчесШ («статут, 320635. Днепропетровск, пр. Гагарина. 4

03 ДМ «И, 330005. Лоиыалси» шоссе. 5-С.

Полиса» к вочатш 18.02.199Z