Способ автоматического управления агрегатом мокрого измельчения с замкнутым циклом
Изобретение касается управления работой измельчительного агрегата замкнутого цикла. Может быть использовано в цветной и горной металлургии, строительной и химической промышленности и других отраслях, где применяются барабанные мельницы для измельчения сырья. Позволяет повысить точность управления. Для достижения этой цели измеряют производительность агрегата , запас материала в агрегате, плотность готового продукта измельчения, мощность, потребляемую электродвигателем мельницы, содержание крупного класса в дробленой руде и стабилизируют на заданных значениях производительность агрегата , запас материала в агрегате и плотность готового продукта Осуществляют поископтимальногозначения производительности агрегата пошаговым изменением заданных значений запаса материала в агрегате и плотности готового продукта в моменты изменения типа руды с фиксацией начала перегрузки агрегата по моменту достижения не менее чем двойного превышения скорости изменения мощности по сравнению со скоростью изменения шума зоны помола. Измеряют минералогический состав и содержание ценного компонента в готовом продукте измельчения, концентрате и хвостах, определяют выход концентрата и измельчение ценного компонента в концентрате , определяют содержание определяюще- .го класса крупности в дробленной руде и рассчитывают оптимальную производительность , соответствующую крупности дробленной руды по крупному классу крупности готового продукта измельчения и измельчаемости руды Сравнивают полученное значение оптимальной производительности с текущим значением производительности мельницы, фиксируют начало поиска оптимального значения производительности , вычисляют необходимую крупность измельчения в зависимости от содержания крупного класса в дробленой руде и корректируют заданное значение плотности 5мл. сл VI 00 Јь СЛ
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР Ъ 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4695560/33 (22) 11.04.89 (46) 23.09.91. Бюл, N 35 (71) Ленинградский горный институт им, Г.В.Плеханова (72) Е.Е.Андреев. А,Ю,Бойко, Г.Е.Златорунская, П.В.Кузнецов, В,Н.Матвеев, Г,В,Миллер, О.Н.Тихонов и Е,С.Щеклеин (53) 621.926 (088.8) (56) Троп А.Е. и др. Автоматическое управление техническими процессами на обогатительных фабриках. — М.: Недра, 1986, с. 196, Авторское свидетельство СССР N 1222312, кл. В 02 С 25/00, 1984. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ АГРЕГАТОМ МОКРОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ С ЗАМКНУТЫМ ЦИКЛОМ (57) Изобретение касается управления работой измельчительного агрегата замкнутого цикла. Может быть использовано в цветной и горной металлургии, строительной и химической промышленности и других отраслях, где применяются барабанные мельницы для измельчения сырья. Позволяет повысить точность управления. Для достижения этой цели измеряют производительность агрегата, запас материала в агрегате, плотность готового продукта измельчения, мощность, потребляемую электродвигателем мельницы, содержание крупного класса в дробленой руде и стабилизируют на заданных значениях производительность аг„„ U „„1 с>78454 А1 регата, запас материала в агрегате и плотность готового продукта. Осуществляют поиск оптимального значения производительности агрегата пошаговым изменением заданных значений запаса материала в агрегате и плотности готового продукта в моменты изменения типа руды с фиксацией начала перегрузки агрегата по моменту достижения не менее чем двойного превышения скорости изменения мощности по сравнению со скоростью изменения шума зоны помола. Измеряют минералогический состав и содержание ценного компонента в готовом продукте измел ьчен ия, кон центра те и хвостах, определяют выход концентрата и иэмельчение ценного компонента в концентрате, определяют содержание определяюще. го класса крупности в дробленной руде и рассчитывают оптимальную производительность, соответствующую крупности дробленной руды по крупному классу крупности готового продукта измельчения и измельчаемости руды. Сравнивают полученное значение оптимальной производительности с текущим значением производительности мельницы, фиксируют начало поиска оптимального значения производительности, вычисля ют необходимую крупность измельчения в зависимости от содержания крупного класса в дробленой руде и корректируют заданное значение плотности. 5 ил, 1678454 Изобретение относится к управлению работой измельчительного агрегата замкнутого цикла на обогатительных фабриках и может быть использовано в цветной и горной металлургии, строительной и химической промыщленности и других отраслях, где применяются барабанные мельницы для измельчения сырья. Цель изобретения — повышение точности управления. Способ управления осуществляется следующим образом. Измеряют производительность агрегата, запас материала в агрегате, плотность готового продукта измельчения, мощность, потребляемую электродвигателем мельницы, содержания крупного класса в дробленой руде и стабилизируют на заданных значениях производительность агрегата, запас материала и плотность готового продукта, поиск оптимального значения производительности агрегата осуществляют пошаговым изменением заданных значе ний запаса материала в агрегате и плотности готового продукта в моменты изменения типа руды с фиксацией начала перегрузки агрегата по моменту достижения не менее превышения скорости изменения мощности по сравнению со скоростью изменения шума зоны помола, измеряют минералогический состав и содержания ценного компонента в готовом продукте измельчения, концентрате и хвостах, определяют выход концентрата и извлечение ценного компонента в концентрат, определяют содержание определяющего класса крупности в дробленой руде и рассчитывают оптимальную производительность, соответствующую крупности дробленой руды по крупному классу, крупности готового продукта измельчения по определяющему классу и измельчаемости руды и сравнивают полученное значение оптимальной производительности с текущим значением производительности мельницы, фиксируют начало поиска оптимального значения производительности, вычисляют необходимую крупность измельчения в зависимости от содержания крупного класса в дробленой руде и корректируют заданное значение плотности, причем начало поиска оптимального значения производительности осуществляют при расхождении значения оптимальной производительности и текущего значения производительности, а коррекцию заданного значения плотности осуществляют в зависимости от вычисленной необходимой крупности измельчения. На фиг. 1 изображено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг. 2— 25. активной мощности, потребляемой двигателем мельницы, датчик 8 содержания крупно30 55 50 зависимости содержания определяющего класса (-0,16+0 мм) в дробленой руде ф-o,û), /, от содержания нефелина в руде(фее), при различном содержании крупного класса (+25 мм) в дробленой руде (графики 1, 2, 3); на фиг, 3 — зависимость, по которой можно по известной измельчаемости руды, оцениваемой по содержанию наиболее прочного минерала (например, нефелина), прогнозировать максимальную удельную производительность мельниц по определяющему классу (-0,16+0 мм); на фиг, 4 — зависимость содержания класса +0,16 мм в флотационном концентрате от крупности измельчения; HB фиг, 5 — завиСимость крупности измельчения от плотности (содержания твердого) в сливе гидроциклона, Устройство содержит датчик 1 производительности агрегата (например, весы ЛТМ), регулятор 2 производительности агрегата, исполнительный механизм 3 подачй материала, датчик 4 наличия материала в мельнице, регулятор 5 подачи материала в мельнице, вычислительный блок 6, датчик 7 ro класса в дробленой руде, датчик 9 плотности готового продукта измельчения. регулятор 10 стабилизации плотности готового продукта измельчения, исполнительный механизм 11, анализатор 12 минералогического состава и вещественного состава, пробоотборники 13 — 15 готового продукта измельчения, концентрата и хвостов, бункер 16 (БДР) дробленой руды конвейер-питатель 17, кон вейер-весоизмеритель 18, гидроциклон 19 и шаровую мельницу 20. Работает устройство в нескольких режимах, I, Режим распознавания типа руды по измельчаемости, По данным минералогического анализа эта процедура осуществляется рентгеноспектральным анализатором по содержанию наиболее вязкого и прочного материала, например для апатито-нефелиновых руд, таким минералом является нефелин; по мере увеличения содержания нефелина от 32 до 42% измельчаемость руды пропорционально ухудшается. II. Оценка крупности готового продукта измельчения, концентрата и хвостов, осуществляемая по содержанию определяющего класса (например, класса +0,16 мм (-16+0 мм). Эта оценка может быть,произведена по данным ситового анализа соответствующего продукта либо автоматическогG 1676454 e e=-yE 100%: а max Чо,16 /раб отп Омрасч у =э+ Ьх гранулометра, либо по данным минералогического анализа (если имеются соответствующие зависимости). Перечисленные варианты получения оценок являются техническими эквивалентами. I1I. Нахождение оценок выхода концентрата и технологического извлечения ценного компонента в концентрат осуществляют по двум расчетным компонентам: содер>кание определяющего класса, например, -0,16+ 0 мм;. содержание ценного компонента, например, Pg0g, При этом используются следующие расчетные формулы где а,P 9- содержание расчетного компо.нента (класс -0,16+0 мм или P20g) соответственно в готовом продукте измельчения, концентрате и хвостах, ; у- выход концентрата, е — измельчение ценного компонента в концентрат, %. IY. Прогноз содер>кания определяющего класса (-0,16+0 мм) в дробленой руде осуществляется по содержанию нефелина в готовом продукте измельчения при данном содержании крупного класса в дробленой руде (фиг. 2). Y. Прогноз оптимальной производительности измельчительного агрегата по известному содержанию определяющего класса в дробленой руде, готовом продукте измельчения (определяется по данным минералогического или ситового анализа) и измельчаемости руды осуществляют по формуле где/3тот ифисх — содержание класса -0,16+ 0 мм соответственно в готовом продукте измельчения и дробленой руде, доли ед.; W — влажность руды, доли ед Vt>a6. — обьем мельницы, м, э, Qo,û — максимальная удельная производительность мельницы (учитывает измельчаемость руды) при регламентном состоянии агрегата (оптимальном шаровом заполнении и т,п.), определяемая по найденной измельчаемости (режим I) из графика фиг, 3. Yl. Режим поиска оптимальных установок в контурах стабилизации наличия материала в агрегате и плотности готового продукта измельчения. Этот режим функци5 онирует котда /О р,,"" - 0>" / > AQ>», 2 абс., где 0 — текущее значение производи10 тельности измельчительного агрегата (снимается с датчика производительности). Yll. Выбор зависимости крупности концентрата от крупности готового продукта измельчения Prnr (по классу + 0,16 мм) осу15 ществляется при найденном значении технологического извлечения по графикам фиг. 4. Ylll. Нахождение корректировок задания по контуру стабилизации плотности го20 тового продукта для обеспечения заданной крупности концентрата при соблюдении ограничений на величину технологического извлечения осуществляется по найденной зависимости uxor = 1(Pror ) и графи+0,16 +О, 16 25 кам фиг. 5. tX, Режим распознавания неполадок в работе схемы и оборудования измельчения, технических средств автоматизации основывается на оценке величины расхождения 30 ме>кду производительностью иэмельчительного агрегата, вычисленной в вычислительном блоке 6, и прогнозным оптимальным значением производительности, Х. Режим распознавания неисправно35 стей в системе пробоотбора, прободоставки - и анализа основывается на оценке величины расхождения между расчетными значениями выхода концентрата, найденными по балансовым уравнениям двух (различных) 40 расчетных компонентов. Зависимости фиг. 2-5 в виде матриц или аппроксимирующих уравнений закладываются в память ЭВУ анализатора 12, Например, графики фиг. 4 могут быть 45 аппроксимированы в виде полиномов первого порядка 50 где у — содержание класса +0,16 мм в концентрате, /; х — содержание класса +0 16 мм в готовом продукте измельчения, / . 55 Аппроксимация, выполненная по методу наименьших квадратов дает следующие аналитические зависимости: у = -0,37 + 0,75х — для графика 1; 1678454 у = -2,67 + 0,75х -- для графика 2; у = -4,97 + 0,75x — для графика 3; у = -7,90+ 0,75х — для графика 4. Аналогичные аппроксимации могут быть получены для других зависимостей. Так, графики фиг. 2 можно аппроксимировать уравнениями вида у = аехр, фиг. 3— ь гиперболической зависимостью у = а +.Ь/х и т,д. Устройство работает следующим образом, Контуры стабилизации производительности агрегата 1-2-3, запаса материала 4-52, плотности готового продукта 9-10-11 реализуют оптимальные уставки (задания), выдаваемые вычислительным блоком 6, При оптимальном шаровом и пульповом заполнении для руды данного типа по измельчаемости и для данных условий измельчения эти контуры обеспечивают получение максимального количества готового продукта измельчения заданной крупности при соблюдении ограничений на качество концентрата (по содержанию ценного компонента и крупности), В случае изменения типа руды либо условий измельчения требуется поиск. новых оптимальных уставок. Он осуществляется блоком 6 по командам датчиков 4 и 7 и анализатора 12. Текущий контроль изменений измельчаемости руды осуществляется анализатором 12 на основании данных, получаемых с пробоотборника 13. Минералогический анализ измел ьченной руды позволяет дать оценку физических свойств руды; содержание наиболее упорного к измельчению материала (например, нефелина). Если содержание нефелина значимо изменилось в измельчаемой руде, т.е, агрегат перешел на измельчение руды другого типа, то выдается команда на блок 6, который по заданному алгоритму осуществляет поиск новых оптимальных уставок контурам стабилизации производительности агрегата и плотности готового продукта, и запаса материала в агрегате. Поиск считается законченным, когда скорости изменения сигналов датчиков наличия материала 4 и активной мощности мельницы 7 в фазе уменьшения различаются в два или более раза. Блок 6 при этом выдает соответствующие коррекции в уставки регулятора 5 и 10, соответственно, запаса материала и fliloTHQcTN готового продукта. Найденное значение оптимальной производительности сравнивается с прогнозным, которое рассчитывается вычислительным блоком 12 анализатора на основании данных, получаемых с датчика 8 35 учетом качества конечного продукта (кон40 55 и пробоотборников 13-15, Прогноз максимально возможной производительности для данного (по измельчаемости и грансоставу) типа руды осуществляется по алгоритму и формулам. Если фактическое и прогнозируемое значения производительности совпадают или незначимо различаются, то система продолжает функционировать в найденном оптимальном режиме без каких-либо корректировок, В случае больших отклонений упомянутых значений производительности анализатор 12 выдает оператору сообщение о возможной причине расхождения. Если фактическое значение и роизводител ь ности выше максимального возможного для данных условий, то это обычно свидетельствует о неисправности датчика Bt coB (весы "завышают", Расхождение обратного знака мо>кет быть в результате одного из следующих событий: неисправность одного из датчиков 1,4, 7; нерегламентное состояние измельчительного агрегата(неоптимальная по грансоставу или обьему измельчающая изменение типа руды либо наличие значимого расхо>кдения между фактической и прогнозируемой производительностью мельницы, Система автоматического .управления процессом измельчения функционирует с центрата). Если крупность концентрата отклоняется от заданной, то возможно введение коррекции в уставку системы стабилизации плотности готового продукта измельчения, увеличения уставку при необходимости увеличения крупности концентрата, и наоборот, При этом система следит, чтобы показатели извлечения и содер>кания ценного компонента (например, Р Оь) в концентрате не вышли за установленные пределы, Это корректирующее воздействие вырабатывается вычислительным блоком анализатора 12 и через блок 6 выдается импульс на соответствующее изменение уставки регулятору 10 стабилизации плотности готового продукта. Система управления включает также ряд алгоритмов диагностики исправного состояния каналов измерения. Кроме уже упоминавшегося контроля (работы) датчи.:ов производительности и запаса материала, предусмотрен контроль достоверности информации, получаемой через систему пробоотбора и прободоставки, Такой контроль может быть осущесгвлен, например, путе .. 1678454 35 чем начало поиска оптимального значения - производительности осуществляют при рас40 расчета нескольких оценок одного и того же параметра по балансу сразу нескольких расчетных компонентов. Расчет выхода концентрата может вестись по балансу определяющего класса крупности (+ 0,16 мм} и ценного компонента (содержание Р Ов), Это позволяет в случае значимого расхождения полученных оценок делать вывод (и принимать соответствующие меры) о неисправнссти каналов получения информации (e данном конкретном случае— системы пробоотбора и прободоставки). При малом расхождении оценок делается вывод о достоверности полученной информации, Так контролируется достоверностьканалов получения и обработки информации анализатора 12 от пробоотборников 13 — 15. В системе автоматического управления по данному способу может быть п редусмотрена также выдача коррекций в систему управления процессом мелкого дробления в случае превышения задания по крупности дробленого продукта. Эта коррекция выдается либо в контур управления производительности дробилки, либо в контур управления разгрузочной щелью или в виде совета оператору. Данный способ позволит не менее, чем в два раза повь сить точность управления за счет более оперативного введения корректирующих воздействий. Формула изобретения Способ автоматического управления агрегатом мокрого измельчения с замкнутым циклом, включающий измерение производительности агрегата, запаса материала в агрегате, плотности готового продукта измельчения,мощности лпотребляемои электродвигателем мельницы, содержания крупного класса в дробленой руде и стабилизацию на задан5 30 ных значениях производительности агрега-. та, запаса материала в агрегате и плот ности готового продукта, поиск оптимального значения производительности агрегата пошаговым изменением заданных значений запаса материала в агрегата и плотности готового продукта в моменты изменения типа руды с фиксацией начала перегрузки агрегата по моменту достижения не менее чем двойного превышения скорости изменения мощности по сравнению со скоростью изменения шума зоны помола, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности управления, измеряют минералогический состав и содержание ценного компонента в готовом продукте измельчения, концентрате и хвостах, определяют выход концентрата и извлечение,,енного компонента s концентрате, определяют содержание определяющего класса крупности в дробленой руде и рассчитывают оптимальную производительность, соответствующую крупности дробленой руды по крупному классу, крупности готового продукта измельчения по определяющему.классу и измельчаемости руды, и сравнивают полученное значение оптимальной производительности с текущим значением производительности мельницы, фиксируют начало поиска оптимального значения производительности, вычисляют необходимую крупность измельчения в зависимости от содержания крупного класса в дробленой руде и корректируют заданное значение плотности, прихождении значения оптимальной произво-. дительности и текущего значения производительности, а коррекцию заданного значения плотности осуществляют в зависимости от вычисленной необходимой крупности измельчения. 1678454 1б78454 1678454 Составитель Л, Шарова Редактор С, Г1атрушева Техред М,Моргентал Корректор А. Or,ауленко Заказ 3164 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул Гагарина, 101 /07 Ю 0% 0 Я 40 4Я 44 и ркание т1ер ого %
