Способ автоматического управления процессом обжига материалов в трубчатых вращающихся печах

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ- СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<п1911116 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 110780 (21) 2957323/29-33 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет Опубликовано 070382. Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 070382

Р М К з

Р 27 Р 19/00

ГОсударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (ЩУДК бб.041.9 (088.8) (72) Автор изобретения

A M Светлицкий (71) Заявитель Запорожский филиал Всесоюзного нау и конструкторского института Цве го

1 1 (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ ОБЖИГА MATEPHAJIOB

В ТРУБЧАТЫХ ВРАЩАЮЩИХСЯ. ПЕЧАХ

Изобретение относится к автоматическому управлению технологическими процессами и может быть использовано для регулирования процесса обжига глиноземсодержащих дисперсных материалов во вращающихся печах глиноземного прбизводства, а также в печах обжига цементного клинкера., шамотной массы и др.

Известен способ управления процессом обжига, основанный на изменении теплового напряжения эоны спекания по результатам фазового анализа отобранных проб клинкера. Изменение теплового напряжения зоны,спекания осуществляют по знаку разности между расчетным и действительным содержанием алюминатов кальция, причем при положительном значении разности тепловое напряжение уменьшают, а при отрицательном — увеличивают (1).

Недостатком такого способа является дискретность управления по периодически отобранным пробам, отбор и анализ которых является трудоемким и продолжительным по времени процессом. Последнее обстоятельство не позволяет оперативно управлять процессом обжига, Наиболее близким по совокупности признаков и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ автоматического управления процессом обжига материалов в трубчатых вращающихся печах, включающий измерение электропроводности перерабатываемого материала и изменение теплового напряжения в зоне спекания в зависимости от измеренной электропроводности. ИэвеСтный способ заключается в изменении теллового потока в зоне спекания в зависимости от скорости изменения рассогласования между электропроводностью материала в начале зоны спекания и заданной электропроводностью, определяемой по статистической связи с составом материала и температурой обжига (2) .

Экспериментально установлено, что при переходе обжигаемого материала из твердого состояния в жидкое, с появлением жидкой фазы гранулы материала начинают склеиваться и происходит окомкование материала. При дальнейшем нагреве размеры этих кусков увеличиваются до некоторых пределов и при некоторой критической температуре начинается расплавление материала в полном объеме. При получении опека недопустимо появление окомко911116 ванного материала, а при получении, клинкера недопустимо расплавление кусков материала. Электропроводность глиноземсодержащих материалов при их расплавлении непрерывно повышается, при этом изменение абсолютной 5 величины электропроводности тем больше, чем больше жидкой фазы в мате- . риале. При окомковании эта зависи;мость нарушается, так как изменяется площадь контакта между частицами 10 материала и электропроводность в основном зависит от площади контакта, т.е. от размеров кусков, обжигаемого материала. При увеличении кусков материала площадь контакта уменьшается, 15 что влечет за собой понижение величины измеряемой электропроводности.

При, управлении тепловым режимом переработки материала по электропроводности это изменение воспринимается системой автоматического регулирования как недогрев материала и, следовательно, вырабатывается сигнал на увеличение теплового напряжения в зону контроля. Очевидно, что этот излишек тепла приводит к перегреву мате2 риала,а следовательно,к браку продукции или даже аварийному состоянию печи, а также к потерям затраченного на перегрев топлива.

Целью изобретения является повыше- ЗО ние качества управления.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу,автоматического управления процессом обжига материала в трубчатых вращающихся пе- 35 чах, включающему измерение электропроводности перерабатываемого материала и изменение теплового напряжения в зоне спекания в зависимости от измеренной электропроводности, g0 дополнительно измеряют электропроводность чувствительного элемента в газовом потоке печи, определяют разность между измеренными электропроводностями и корректируют изменение теплового напряжения в зоне спекания в зависимости от вычисленной разности, .причем при увеличении этой разности увеличивают тепловое напряжение, а .при уменьшении - уменьшают.

Сущность способа заключается в следующем.

Электропроводность газовой среды и спекаемого материала различна и отличается на несколько порядков.

Однако измеряемая электропроводность

55 (электросопротивление) чувствительного элемента зависит не только от измеряемой среды, но и от нагрева корпуса чувствительного элемента.

Если измеряемая среда имеет электро- 60 проводность выше электропроводности . корпуса, то измеритель фиксирует изменение меньшей величины, т.е. электропроводность обрабатываемого материала. 8 газовом потоке фиксируется электропроводность корпуса чувствительного элемента. Как установлено, на печах спекания нефелина с известняком электросопротивление корпуса чувствительного элемента отличается от электросопротивления перерабатываемого материала на несколько десятков Ом. Причем эта величина переменная и зависит от разности тем; ператур материала и газового потока.

Чем выше температура нагрева материала, тем меньше разность электропроводностей чувствительного элемента под материалом и в газовом потоке, и наоборот, чем ниже температура материала, тем больше разность указанных электропроводностей. Сравнивая изменения разности электропроводностей чувствительного элемента под материалом и в газовом потоке с изменениями абсолютной величины электро-! проводности материала, можно расшифровать, причину увеличения электросопротивления спекаемого материала.

Если при увеличении электросопротивления материала уменьшается разность электросопротивлений,что соответствует увеличению кусков материала при плавлении, то необходимо уменьшить тепловое напряжение в зоне спекания.

Увеличение электросопротивления шихты и увеличение разности электросопротивлений соответствует недогреву материала, при этом необходимо увеличить тепловое напряжение в зоне спекания.

Таким образом, способ управления процессом обжига осуществляют следующим образом.

Измеряют электропроводность обжигаемого материала, в зоне спекания.

При переходе чувствительного элемента в ходе вращения печи из-под слоя материала в газовый поток измеряют его электропроводность (электросопротивление) . Сравнивают измеренные электропроводности и определяют величину разности, а также характер изменения разности (в сторону.увеличения или уменьшения) путем сравнения с заполненными ранее полученными значениями разности. Тепловое напряжение изменяют в зависимости от изменения электропроводности спекаемого материала> а корректируют по разности электропроводностей чувствительного элемента в. газовом потоке и под слоем материала. При этом при увеличении этой разности тепловое напряжение увеличивают, а при уменьшении понижают.

На чертеже представлена блок-схема системы автоматического управления тепловым напряжением зоны спекания вращающейся печи.

Чувствительный элемент 1, установленный в печи. 2, при вращении

911116

Формула изобретения

Составитель В. Алекперов

Техред N.Íàäü

Корректор В. Бутяга

Редактор Л. Лукач

Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитеТа СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1091/20

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 печи находится попеременно под слоем материала и в газовом потоке. Сиг-. налы с чувствительного элемента при его переменном положении через преобразователь 3 поступают в УВМ 4, где сигнал электропроводности чувст- 5 вительного элемента в момент нахождения его под слоем материала используется для выработки управляющего воздействия и сравнивается с электропроводностью чувствительного элемен- ð та в момент нахождения его в газовом потоке. Полученная разность запоминается и на следующем обороте печи сравнивается с вновь полученной разностью. При уменьшении электропроводности спекаемого материала, если разность. увеличивается, на регулятор 5 УВМ 4 поступает сигнал коррекции на уменьшение подачи пыли.

В случае уменьшения разности производится коррекция в сторону увеличения подачи пыли. Регулятор 5 выдает сигнал на тиристорный преобраэова« тель частоты двигателя 6 шнекового питателя, изменение скорости вращения которого изменяет количество вво-. димой в печь технологической пыли.

Результаты опробования показывают повышение качества выходного продукта за счет исключения оплавления спекаемого материала.

Способ автоматического управления процессом обжига материалов в трубча- . тых вращающихся печах, включающий измерение электропроводности перерабатываемого материала и изменение теплового напряжения в зоне спекания в зависимости от измеренной электропроводности, отличающийся тем, что, с целью повышения качества управления, дополнительно измеряют электропроводность чувствительного элемента.в газовом потоке печи, определяют разность между измеренными электропроводностями и корректируют изменение теплового напряжения в зоне спекания в зависимости от вычисленной разности, причем при увеличении этой разности увеличивают тепловое напряжение, а при уменьшении— уменьшают.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 673830, кл. F 27 D 19/00, 1977 °

2. Авторское свидетельство СССР, Р 602763,- кл ° F 27 D 19/00, 1977.