Способ управления процессом термообработки фосфоритных окатышей

 

Изобретение относится к способам подготовки сырья для электротермического передела на желтый фосфор, в частности к способам управления процессом , термообработки окатышей, полученных из тонкодисперсного фосфатного сырья на обжиговой матине. Целью является повышение выхода и стабилизация свойств окатышей. Управление процессом охлаждения осуществляют следующим образом: по рН суспензии обожженных окатышей определяют модуль кислотности по экспериментально установленной зависимости и по полученному результату корректируют время пребывания окатышей и влагосодержание охлаждающего воздуха в зоне охлаждения. При отклонении от ; фактического содержания в окатьш1ах от оптимального , замеренного на выходе окатышей из зоны оютаждения, изменяют режим 5g охлаждения во второй зоне или добавлял ют воду в Ъкатыши до значения 0,3- 0,7%. При влагосодержании окатьнпей больше этих значений и отсутствии отклонения температурного режима от 2 заданного уменьшают время пребывания окатьшгей в зоне охлаждения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л U 00 ел Од со ОО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (!9) (!!) а5!) 4 С 22 В 1/20 и«» г, ) ) с

«й! «В

) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4238002/23-02 (22) 29.04.87 (46) 07.11.88. Бюл. Р 41 (71) Ленинградский государственный научно-исследовательский и проектный институт основной химической промьнпленности.и Волжский филиал Ленинградского государственного научно"ис« следовательского и проектного института основной химической промышленнос» ти (72) М.П.Талхаев, М.И.Лифсои, Л.И.Бо" рисова, С.ЯвГальперииа, С.К.Савицкий и В.Н.Семенов (53) 622.788,34(088.ф) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1054296, кл. С Ol В 25/01, 1982. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ТЕРМООБРАБОтКИ ФОСФОРИтнЫХ ОКАТЫШЕЙ (57) Изобретение относится к способам подготовки сырья для электротермичес. кого передела на желтый фосфор, в частности к способам управления процессом термообработки окатышей, полученных иэ тонкодисперсного фосфатного сырья на обжиговой машине. Целью является повышение выхода и стабилизация свойств окатышей. Управление процессом охлаждения осуществляют следующим образом: по рН суспенэии обожженных окатышей определяют модуль киL слотности по экспериментально установленной зависимости и по полученному результату корректируют время пребывания окатышей и влагосодержание охлаждающего воздуха в зоне охлаждения.

При отклонении от:,фактического влагосодержания в окатышах от оптимального, эамеренного на выходе окатышей

Я из зоны охлаждения, изменяют режим е охлаждения во второй зоне или добавляй ют воду в окатыши до значения 0,30,7Х. При вивгосодериаиии окатикей больше этих значений и отсутствии отклонения температурного режима от заданного уменьшают время пребывания окатышей в зоне охлаждения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1435633

Изобретение относится к подготовке фосфатного сырья к электровозгонке, в частности к способам управления термообработкой окатышей, полученных из тонконзмельченно"o фосфатного сырья.

Цель изобретения — повьппение выхода и стабилизация свойств окатышей.

На чертеже изображена блок-схема 10 устройства для осуществления предлагаемого способа.

Способ осуществляют следующим об) .разом, Задают температурный режим термо- 15 обработки по зонам сушки, подогрева, обжига, рекуперации и охлаждения (тем пературу, расход теплоносителя, на правление его подачи и т.д,); задают дозировку сырых окатьппей,и скорость 20 перемещения палет, контролируют заданный температурный режим по зонам и в случае отклонения в зависимости от зоны изменяют расход теплоносителя или соотношение KQMIIoaeEITOB теплоноси-25 теля; на выходе зоны обжига отбирают пробу обоженных окатышей и приготовляют суспензию; измеряют водородный показатель суспензии 7 (рН) и по нему определяют механическую прочность 30 окатышей после обжига; при отклонении величины рН от оптимальных значений изменяют расход сырого матер»лала ипи скорость перемещения палет; определяют модуль.кислотности по форму- 35 ле: М =0,082 рН, по графику определяют оптимальную величину влагосодержания окатьппей на выходе зоны охлаждения; по графику определяют время пребывания окатышей в зоне охлажде- 4О ния и влагосодержание охлаждающего воздуха; измеряют на выходе зоны охлаждения температуру и влагосодержание окатышей; сравнивают полученные величины с заданными и в случае влагосодержания в окатышах меньше оптимального в них добавляют влагу, если же влагосодержание в окатьппах более оптимального, а температура окатьппей на выходе зоны охлаждения не превышает заданную, то уменьшают время пребывания окатышей в зоне охлаждения. устройство для осуществления предлагаемого способа состоит чэ конвей55 ера 1, подающего окатыши (сырые) с окомкбвателя, обжиговой машины 2, имеющей зоны сушки (C}, подогрева (П) обжига,(06) и охлаждения (Ох), привода 3 конвейера, регулятора 4 температурного режима (на чертеже показан один, но их количество зависит от количества отдельных зон),включающего датчик температуры, блока 5 сравнения фактической.и заданной температуры с усилителем, задатчика 6 температуры, блока 7 управления, выходы которого соединены с входами блока 8 подачи воэдухй в зону охлаждения. На выходе зоны обжига установлены пробоотборник 9 с измерителем водородного показателя (pH) суспензии, блок 10 сравнения фактической величины рН с оптимальной величиной усилителя 11 выходы которого соединены с соответствующим блоком 12 управления качеством окатышей, выходы которого соединены с приводом 3 перемещения конвейера и задатчиком 6 температуры охлаждения, второй выход блока 9 измерения рН суспензии соединен с входом блока 13 определения модуля кислотности. На выходе зоны охлаждения установлен автоматический измеритель 14 влаги, выход которого соединен с блоком 15 сравнения фактического и оптимального значения влагосодержания в окатышах (блок 16).

Сигнал рассогласования усиливается усилителем 17 и на выходе его будет сигнал У (подача влаги в окатьппи) или Р„ (уменьшение времени пребывания ! окатышей в зоне охлаждения), который поступает на вход блока определения времени пребывания через блок

l8 запрета. Второй вход блока 19 соединен с выходом блока 13, а выходс регулятором задания режима охлаждения (не показан). На чертеже не показано исполнительное устройство подачи влаги в окатыши, так как влагу можно добавлять непосредственно на выходе окатышей из обжиговой машины (в промежуточных бункерах или непосредственно при хранении).

Система работает следующим образом.

Дозировку сырых окатышей устанавливают из расчета обеспечения высоты слоя около 400 мм. Скорость движе ния обжиговых тележек устанавливают примерно 2 и/мин с помощью привода.

Далее материал поступает в обжиговую машину 2, где последовательно проходит стадии сушки, подогрева, обжига и охлаждения, Для более равномерного нагрева процесс сушки разбит на три

1435633

d neo

1/

Ъ

oxn J о скорость охлаждения, С(мин;

35 скорость перемещения окатышей (конвейера), и/мин; длина фиксированного участка, м. ОХЛ п„е р—

В случае отклонения температуры от заданной, в зависимости от знака разбаланса, блок 7 выдает сигнал на изменение расхода воздуха на охлаждение, т.е. сигналы F, и F . Предположим, что в блок 8 поступает сигнал

F означающий, например, что температура на границе слой — постель больше заданной пе 700, а 750 С, В соотВРТсТВНН с сигналом F(первоначально заданный расход воздуха изменяется от 550 до 590 тыс. имЗ/ч. В случае, если температура окатышей в зоне охлаждения уменьшается по сравнению с заданной (700-600 С) и становится равной 550 С,на выходе блока 7 появляется сигнал F, в соответствии с которым изменяется расход воздуха в сторону уменьшения. стадии, где устанавливают свой расход теплоносителя, время пребывания и направление подачи теплоносителя, аналогично и в зоне подогрева, обжига и рекуперации. В зоне охлаждения установлен датчик 4 температуры, в котором измеряемая температура преобразовывается в пропорциональный сигнал по напряжению, последний срав- 10 нивается в блоке 5 сравнения с сигналом, пропорциональным заданной (блоком 6) температуре охлаждения окатьппей. Заданная температура окатышей зависит от того, в каком подди- 15 апазоне зоны охлаждения находятся окатьппи. Так, в и рвом поддиапазоне температура их измеряется термопарой на границе слой — постель и равна

1150-1130 С, а во втором поддиапа- 20 зоне 700-600 С, Можно также контролировать скорость охлаждения окатышей в каждой подзоне, так в зоне Х о она находится в пределах 100-135 С/мин а в зоне II 57-60 С/мин. В этом слу- 25 чае температуру на .границе слой — постель измеряют на фиксированном участке соответственно в обоих поддиапазонах, а фактическую скорость охлаждения определяют по формуле 30

Контроль качества обожженных окатьппей осуществляется следующим образом.

После обжига отбирают 0,5 кг окатьппей, измельчают и гидратируют их в дистиллированной воде при комнатной температуре и постоянном перемешивании в течение 15 мин. Все эти операции реализуются в блоке 9, рН-метром измеряют рН полученной суспензии. В блоке 10 сравнения фактическое значение рН сравнивается с заданным значением. Заданное значение зависит от состава исходной шихты для окомкования и находится в пределах 7-9.

Пусть, например, заданное значение рН 8, Это объясняется тем, что меньше рН 7 не может быть при окомковании исходного фосфатного сырья любых месторождений, Прочность обоженных окатышей при рН 8 соответствует

180 кг/ок., при рН менее 8 — более

180 к"/îê., при рН более 9 — менее

120 кг/ок ., a .å . не соответствует требованиям, предъявляемым K шихте. для электротермической возгонки желтого фосфора. Соответственно блок усилителей 11 с учетом степени дискретизапии может состоять из нескольких усилителей. Например, пусть степень дискретизации 0,5 рН, т.е. при отклонении +0,5 рН от заданного значения (рН 8) вь1дается сигнал на восстановление качества окатышей. В этом случае блок усилителей 11 состоит из трех усилителей, причем одного фазочувствительного, срабатывающего при рН 6 9,5 или рН ъ 8,5, т.е.

ЬрН= 10,51 рН, и двух пороговых усилителей с зоной нечувствительности—

ОН=1,0рН и -дрН=1,5рН, т.е. соответствует величине рН суспензии обожженных окатьппей 9,0 и 9,5 рН соответ". ственно. Прочность обожженных окатышей при этих значениях рН составляет менее 120 кг/ок., что не соответствует требованию, предъявляемому к фосфоритному компоненту шихты для производства желтого Aochopa, поэтому, если при отклонении +рН= 0,5рН. на вы-. ходе блока 12 формируется сигнал на изменение скорости перемещения конвейера на 0,1 м/мин„ при отклонении—

1,0 рН вЂ” 1,5 рН соответственно скорость уменьшается от 2,1 до 1,9 м1 мин.

Формирование регулирующих воздействий F и F4 осуществляется в реаль1435633 ном масштабе времени, причем сигнал

F — на изменение скорости перемещечия обжиговой решетки (конвейера}, а

Р— на изменение загрузки сырых ока5 тышей. В том случае, если качество обожженных окатышей неудовлетворитель: но, т.е. рН более 9,5,,: а регулирую щие воздействия F> a F< применить

1 ,нельзя, увеличивают заданную темпера- 10 туру обжига (7 ). .После окончания процесса измерения рН суспензии обож женных окатышей (рН 8,5), сигнал с выхода блока 9 поступает в блок .13.

На выходе блока 13 появляется сигнал, 15 пропорциональный полученному резуль тату, т.е. М„=О,?0, который поступа, ет в блок задания оптимального влаго содержания в окатьппах на выходе из зоны охлаждения и в блок 19 онределе- 20

° ния времени пребывания окатьппей в зо, не охлаждения (co„„). Если блоки 15, .и 19 выполнены в виде дисплея, то, оператор по нему определяет оптимальные значения, которые в данном слу" 25 чае соответственно равны: Ы =0„47 . (0,5%), „„ =20 мин. Расход охлаждающего воздуха может изменяться в относительно широких пределах от 500 до 630 тыс. нм /ч.

30

Влагосодержание охлаждающего воздуха определяется по графику„ исходя из оптимальной величины влагосодержания окатьппей. В рассматриваемом случае М,„, „=0,5/, à Woxag0,75 кг/нм

3 35

Соответственно с полученными результатами задают режим охлаждения, на выходе окатьппей из зоны охлаждения контролируют температуру окатышей, о которая не должна превьппать 100-120 С и влагосодержание в окатышах (блок

14). В качестве блока 14 может быть использован автоматический влагомер

"Нейтрон-3 или другой прибор. В бло- . ке 15 сравнивают фактическое и задан ное влагосодержание в окатьппах и в случае отклонения от заданного на определенную величину на выходе блока

15 сравнения появляется сигнал +gN который поступает в блок усилителей.

Пусть фактическое влагосодержание оказалось 0,91, тогда, так как оно превьппает предельно допустимое значежле

0,7, на выходе блока 15 появляется сигнал, пропорциональный g 0=0,2%.

Этот сигнал усиливается усилителем 17 и на выходе его появляется сигнал

Г на уменьшение времени пребывания в зоне охлаждения, который должен был поступить в блок 19. Однако сигнал F„ проходит только в том случае, если на запрещающем входе блока 18 запрета отсутствует сигнал запрета (f ), поступающий из блока 7. Этот сигнал означает, что температура окатыш ей на границе слоИ вЂ” постель или скорость охлаждения не оптимальны и

) поэтому повьппенное влагосодержани6 объясняется отклонением пемпературного режима, и после отработки отклонения температурного режима влагосодержанне окатышей входит в норму. Если же на выходе из зоны охлаждения влагосодержание окатьппеи оказывается меньше заданного, т.е. менее 0,3, то для стабилизации свойств окатьппей необходимо подать дополнительную влагу, поэтому на выходе усилителя 1? появляется сигнал F . Дополнительная влага вводится в окатыши непосредственно на выходе окатышей из зоны охлаждения или в громежуточном бунке-, ðå. Влагосодержание контролируется автоматическим влагомером. Количебыть таким, чтобы влагосодержание было оптимальным, т,е. равно заданному значению 0,5, Преимуществом предлагаемого спосо- ба является то„что практически исключается разрушение окатьппей в зоне охлаждения за счет исключения термического шока, так как содержание влаги в окатьппах оптимально. Благодаря тому, что остаточная влага в окатьппах находится на оптимальном уровне, ста" билизация свойств окатьппей при хранении происходит нормально (по механической прочности, грансоставу и т.д.), а качество шихты, загружаемой в электропечь, улучшается.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Способ управления процессом термообработки фосфоритных окатышей, включающий регулирование температурного режима зон сушки, обжига и охлаждения, контроль механической прочности обожженных окатышей по величине рН суспензии, приготовленной из них, отличающийся тем, что, с целью повьппения выхода и стабилизации своиств окатышей, дополнительно по величине рН суспензии определяют модуль кислотности, по по1435633

Составитель А.Кальницкий

Техред М.Дидык Корректор 3. Лончакова

Редактор Н. Яцола

Тираж 595

Подписное

Заказ 5613/24

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лученному результату определяют оптимальное содержание влаги в окатышах и затем корректируют время пребывания окатьппей и влагосодержание охлаждающего воздуха в зоне охлаждения, на выходе зоны охлаждения измеряют фактическое влагосодержание в окатышах, сравнивают с оптимальным значением и при отклонении изменяют режим охлаждения или добавляют влагу в окатьппи

2.,Способ по и. I, о т л и ч аю ш и и с я тем, что при влагосодержании окатышей меньше допустимого значения в окатьппи добавляют влагу до влагосодержания 0,3-0,7 мас.Х, а при влагосодержании окатыпей более допустимого значения и отсутствии отклонения температурного режима от

10 заданного уменьшают время пребывания окатьппей в зоне охлаждения.