СПОСОБ И СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СПЕКАНИЕМ Российский патент 2017 года по МПК F27B21/14 

Настоящая заявка испрашивает приоритет по патентной заявке Китая №201210581106.6 под названием «СПОСОБ И СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СПЕКАНИЕМ», поданной в Государственное ведомство по интеллектуальной собственности 27 декабря 2012 г., которая включена в настоящую заявку полностью посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к области технического применения спекания и, в частности, к способу управления спеканием и системе управления спеканием.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

По мере быстрого развития современной промышленности возрастает объем производства стали и, соответственно, потребление энергии, поэтому экономия энергии и защита окружающей среды становятся важными факторами в сталеплавильном производстве. В сталеплавильном производстве железные руды требуют обработки в агломерационной машине перед загрузкой в доменную печь для плавки. Конкретно процесс агломерации включает стадии: требуемое количество топлива и флюса распределяют в различных измельченных шихтовых материалах на основе железа с соответствующим количеством воды, добавляемой с целью смешивания и окомкования; полученные смешанные и окомкованные материалы распределяют на аглоленте для проведения обжига за счет ряда физических и химических превращений с образованием легкоплавких спеченных руд.

Для пояснения можно сослаться на фиг. 1, где представлена типичная схема агломашины, включающая несколько основных устройств, таких как агломерационная лента (аглолента), смеситель, вытяжной вентилятор (далее - эксгаустер) и кольцевой охладитель. Различные шихтовые материалы составляют в шихтовом отделении 1, формируя шихту, которую затем загружают в смеситель 2 для равномерного перемешивания и окомкования. Полученную шихту равномерно распределяют на аглоленте 5 с помощью барабанного питателя 3 и девятироликового распределителя 4, а затем поджигают посредством зажигательного вентилятора 7 и пирофорного вентилятора 6, запуская процесс спекания. Агломерат, полученный после завершения спекания, дробят с помощью одновалковой дробилки 8, а затем загружают в кольцевой охладитель 9 для охлаждения и, наконец, подают в доменную печь или в бункер готового агломерата после грохочения и сортировки. Посредством многочисленных вертикальных воздушных камер, установленных одна рядом с другой под агломерационной лентой 5, и главного газоотводящего канала (далее - газопровод) 11, расположенного горизонтально под этими камерами, воздух под действием разрежения, создаваемого эксгаустером 10, подает кислород, требуемый для процесса спекания.

В процессе спекания шихта перемещается по направлению к концу аглоленты 5 вместе с ней. Позиция, в которой спеченные руды, образовавшиеся после окончания спекания, расположены на аглоленте 5, называют точкой окончания спекания (точкой прожигания). В процессе спекания необходимо обеспечить стабильность положения этой точки прожигания. Однако в практическом производстве положение этой точки неизбежно изменяется и с целью решения этой проблемы обычно регулируют скорость движения аглоленты: если упомянутая точка расположена далеко от конца аглоленты, то скорость движения аглоленты повышают, тогда как в случае, если эта точка находится за пределами конца аглоленты, скорость движения аглоленты снижают.

Известны способ и система для управления спеканием агломерата на аглоленте, включающие регистрацию текущего положения точки окончания спекания агломерата на аглоленте, движущейся с заданной скоростью, и регулирование положения точки окончания спекания изменением расхода воздуха или разрежением в газопроводе (см., например, DE 1143334 В, 07.02.1963).

При реализации настоящего изобретения обнаружено, что регулирование скорости движения аглоленты вызывает флуктуацию течения материалов, которая может привести к неблагоприятному влиянию на последующий технологический процесс, что, например, этот процесс становится более сложным и трудным для управления; и в более важном аспекте, что для обеспечения качества спеченных продуктов при движении аглоленты с различными скоростями необходимо, чтобы эксгаустер 10 обеспечивал достаточный расход воздуха и даже с избытком, другими словами, эксгаустер 10 должен работать с повышенной мощностью по сравнению с практически необходимой или даже с максимальной мощностью. Таким образом, большое количество неэффективного воздуха, который практически не принимает участия в спекании, теряется бесполезно, вызывая дополнительные потери электроэнергии, расходуемой для генерации этого воздуха.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с изложенным выше цель настоящего изобретения заключается в предоставлении способа управления спеканием и системы управления спеканием, чтобы избежать потери энергии в эксгаустере при регулировании положения точки окончания спекания (точки прожигания).

В одном аспекте предоставлен способ управления спеканием в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, причем способ включает: регистрацию текущего положения точки окончания спекания агломерата на аглоленте, движущейся с заданной скоростью; определение соотношения между текущим положением упомянутой точки и первым заданным положением N, а также соотношения между текущим положением упомянутой точки и вторым заданным положением М, причем N<M, где первое заданное положение N ближе к точке начала спекания по сравнению со вторым заданным положением М, a [N, M] - оптимальный диапазон положения точки окончания спекания на аглоленте; уменьшение расхода воздуха или разрежения в газопроводе в случае, когда расстояние между текущим положением точки окончания спекания и точкой начала спекания меньше чем N, чтобы обеспечить положение упомянутой точки в диапазоне [N, M]; увеличение расхода воздуха или разрежения в газопроводе в случае, когда расстояние между текущим положением точки окончания спекания и точкой начала спекания больше чем М, чтобы обеспечить положение упомянутой точки в диапазоне [N, M].

Предпочтительно, в случае, когда расстояние между текущим положением точки окончания спекания и точкой начала спекания меньше N, интервал [0, N) разделяют на n подинтервалов, где 0 обозначает точку начала спекания, m-й подинтервал выражен как [N_m-1, N_m), 1≤m≤n, m - целое число, N₀=0, N_n=N, 0<N₁<N_2…<N_n-1<N; при этом задают величины регулирования, соответствующие каждому из этих подинтервалов, где величина регулирования - это изменение частоты вращения эксгаустера, или изменение частоты двигателя, или изменение степени открытия главного затвора газоотвода (далее - затвор газоотвода); величина регулирования, соответствующая m-му подинтервалу, больше или равна величине регулирования, соответствующей (m+1)-му подинтервалу; где уменьшение расхода воздуха или разрежения в газопроводе включает: определение из n подинтервалов того подинтервала, в котором локализовано текущее положение точки окончания спекания; и регулирование частоты вращения привода эксгаустера или степени открытия затвора газоотвода для уменьшения величины регулирования, снижения расхода воздуха или разрежения в газопроводе.

Предпочтительно, в случае, когда расстояние между текущим положением точки окончания спекания и точкой начала спекания больше М, интервал (М, W] разделяют на р подинтервалов, где W обозначает положение конца аглоленты, q-й подинтервал выражен как (M_q-1, M_q], 1≤q≤p, q - целое число, М₀=М, M_pW, M<M₁<M_2…<M_p-1<W; при этом задают величины регулирования, соответствующие каждому из этих р подинтервалов, где величина регулирования - это изменение частоты вращения привода эксгаустера, или изменение частоты двигателя, или изменение степени открытия затвора газоотвода; величина регулирования, соответствующая q-му подинтервалу, меньше или равна величине регулирования, соответствующей (q+1)-вому подинтервалу; где увеличение расхода воздуха или разрежения в газопроводе включает: определение из р подинтервалов того подинтервала, в котором локализовано текущее положение точки окончания спекания; и регулирование частоты вращения привода эксгаустера или степени открытия затвора газоотвода для увеличения величины регулирования, повышения расхода воздуха или разрежения в газопроводе.

Предпочтительно, снижение расхода воздуха или разрежения в

газопроводе включает:

определение первой величины регулирования, соответствующей разности между первым заданным положением и текущим положением точки окончания спекания, где первая величина регулирования - это изменение частоты вращения эксгаустера, или изменение частоты двигателя, или изменение степени открытия затвора газоотвода; и

регулирование частоты вращения эксгаустера, или частоты двигателя, или изменение степени открытия затвора газоотвода так, чтобы, уменьшая первую величину регулирования, снизить расход воздуха или разрежение в главном газопроводе,

где повышение расхода воздуха или разрежения в газопроводе включает:

определение второй величины регулирования, соответствующей разности между текущим положением точки окончания спекания и вторым заданным положением, где вторая величина регулирования - это изменение частоты вращения эксгаустера, или изменение частоты двигателя, или изменение степени открытия затвора газоотвода; и

регулирование частоты вращения эксгаустера или частоты двигателя или изменение степени открытия затвора газоотвода так, чтобы, увеличивая эту величину регулирования, повысить расход воздуха или разрежение в главном газопроводе.

Предпочтительно наличие положительной корреляции между первой величиной регулирования и разностью между первым заданным положением и текущим положением точки окончания спекания; а также положительной корреляции между второй величиной регулирования и разностью между текущим положением упомянутой точки и вторым заданным положением.

В другом аспекте, на основе вариантов осуществления настоящего изобретения предоставлена система управления спеканием, которая включает:

датчик для регистрации точки окончания спекания, сконфигурированный для регистрации текущего положения этой точки на аглоленте, движущейся с заданной скоростью;

блок идентификации положения упомянутой точки, сконфигурированный для определения соотношения между текущим положением этой точки и первым заданным положением N, а также соотношением между текущим положением этой точки и вторым заданным положением M, причем N<M, где положение N находится ближе к точке начала спекания, чем положение M, а интервал [N, M] - оптимальный диапазон положения точки окончания спекания на аглоленте; и

регулятор частоты, конфигурированный для уменьшения расхода воздуха или разрежения в газопроводе с целью перемещения положения точки окончания спекания в диапазон [N, M] в случае, когда расстояние между текущим положением этой точки и точкой начала спекания меньше N, и для увеличения расхода воздуха или разрежения в газопроводе с целью перемещения положения точки окончания спекания в диапазон [N, M] в случае, когда расстояние между текущим положением этой точки и точкой начала спекания больше M.

При регулировании точки окончания спекания вместо решения задачи управления традиционным методом, при котором изменяют скорость аглоленты и постоянно поддерживают мощность эксгаустера на высоком уровне, в вариантах осуществления настоящего изобретения принимают во внимание экономию энергии и поддерживают постоянной скорость аглоленты, но регулируют расход воздуха или разрежение в газопроводе за счет регулирования частоты вращения эксгаустера или степени открытия затвора газоотвода, контролируя таким образом положение точки окончания спекания. За счет изменения частоты двигателя регулируемой частоты эксгаустера или степени открытия упомянутого затвора уменьшают неэффективное разрежение и расход неэффективного воздуха в процессе спекания. Таким образом, благодаря тому, что эксгаустер и упомянутый затвор регулируют на основании фактического режима спекания, уменьшают потери воздуха и расход неэффективного воздуха. Следовательно, экономится электроэнергия, расходуемая эксгаустером на генерацию неэффективного воздуха, и решается техническая проблема устранения потерь энергии при регулировании точки окончания спекания. Кроме того, поддерживая стабильной скорость аглоленты, можно избежать колебаний расхода шихтовых материалов, устраняя таким образом вредное влияние на последующие процессы.

Если варианты осуществления настоящего изобретения применить для управления агломашиной площадью спекания 180 м² (годовая производительность такой машины составляет 180 млн т при среднем потреблении электроэнергии 40 кВт-ч/т), то по сравнению с решением без применения настоящего изобретения экономия электроэнергии может составить около 15%, то есть годовая экономия электроэнергии может составить около 10,8 млн кВт-ч, что повлечет за собой различные экономические и социальные выгоды, например экономию денежных средств и снижение загрязнения окружающей среды. Если варианты осуществления настоящего изобретения применить для управления агломашиной площадью спекания 360 м², то по сравнению с решением без применения настоящего изобретения экономия электроэнергии может составить около 15%, то есть годовая экономия электроэнергии может составить 21,6 млн кВт-ч, что повлечет за собой различные экономические и социальные выгоды, например экономию денежных средств и снижение загрязнения окружающей среды.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 показана схема типичной аглофабрики.

На фиг. 2 показана блок-схема способа управления спеканием, соответствующего первому варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 3 показана схема расположения датчика разрежения в эксгаустере и датчика расхода воздуха в эксгаустере в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 4 показана схема системы управления спеканием, соответствующая четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с известными методами положение точки окончания спекания контролируют за счет регулирования скорости движения аглоленты и при этом в течение всего процесса спекания поддерживают постоянным разрежение, создаваемое эксгаустером. Обычно разрежение, создаваемое эксгаустером, больше, чем требуется для спекания. Следовательно, в процессе спекания имеется большая доля неэффективного разрежения и неэффективного воздуха, что вызывает потери энергии. Кроме того, при регулировании скорости движения аглоленты невозможно учесть изменение вертикальной скорости спекания, которое оказывает отрицательное влияние на эффект спекания, вызывая ухудшение спекания.

По этой причине в соответствии с настоящим изобретением предоставлены способ управления спеканием и система управления спеканием, посредством которых изменяют расход воздуха и разрежение в газопроводе за счет регулирования частоты вращения, или частоты двигателя эксгаустера, или степени открытия затвора газоотвода, точно контролируя положение точки окончания спекания. В результате уменьшается генерация неэффективного разрежения и неэффективного расхода воздуха в процессе спекания, и заметно снижается потребление энергии эксгаустером. Как показано на фиг. 3, в соответствии с настоящим изобретением рядом с эксгаустером расположен датчик разрежения в эксгаустере, а также датчик расхода воздуха в эксгаустере, и за счет регулирования частоты вращения эксгаустера или частоты двигателя с регулируемой частотой эксгаустера или затвора газоотвода достигают ожидаемых значений разрежения и расхода воздуха в эксгаустере.

Варианты осуществления способа и системы управления эксгаустером в соответствии с настоящим изобретением подробно описаны в сочетании с чертежами.

ПЕРВЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

На фиг. 2 показана блок-схема первого варианта способа управления спеканием в соответствии с настоящим изобретением; этот способ включает стадии 201-204.

Стадия 201 может включать регистрацию текущего положения точки окончания спекания на аглоленте, движущейся с заданной скоростью.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения скорость движения аглоленты может быть установлена в соответствии с объемом производства агломерата. Когда требуемый объем производства задан, скорость движения аглоленты и высота слоя шихты могут быть далее определены на основании ширины аглоленты. В настоящем изобретении в целом (исключая случай, когда объем производства требуется изменить) предполагается, что скорость аглоленты сохраняется постоянной.

Стадия 202 может включать определение соотношения между текущим положением точки окончания спекания и первым заданным положением N, а также соотношения между текущим положением упомянутой точки и вторым заданным положением M, причем N меньше M и ближе к точке начала спекания, чем M. [N,M] - оптимальный диапазон положения точки окончания спекания на аглоленте. Понятно, что 0 обозначает точку начала спекания, а именно положение, в котором шихта начинает спекаться, то есть положение зажигательного горна. В настоящем изобретении точка окончания спекания, расположенная впереди или сзади, а также положения N и M - все определяются относительно этой начальной точки спекания. Положение, приближенное к этой точке, определяется как переднее положение, а положение, удаленное от этой точки, определяется как заднее положение; соотношение N<M означает, что N - это положение, приближенное к этой точке, а M - это положение, удаленное от этой точки (иначе говоря, M - это положение, приближенное к концу аглоленты). Кроме того, в практическом применении оптимальное положение точки окончания спекания на аглоленте изменяется при изменении условий эксплуатации, например для аглоленты площадью 360 м² общей длиной 90 м, содержащей 20 вакуум-камер, оптимальный диапазон положения этой точки на аглоленте обычно составляет [83 м, 85 м], то есть первое заданное положение N=83 м, а второе заданное положение M=85 м. Соответственно, величина оптимального диапазона положения упомянутой точки в настоящем изобретении не ограничена конкретными значениями и обозначена как [N, M].

Стадия 203 может включать снижение расхода воздуха или разрежения в газопроводе в случае, когда текущее положение точки окончания спекания находится перед первым заданным положением N, чтобы обеспечить положение этой точки в диапазоне [N, M]; и снижение расхода воздуха или разрежения в газопроводе в случае, когда точка окончания спекания расположена перед упомянутым диапазоном, и таким образом уменьшение разрежения в эксгаустере и расхода воздуха в воздушной камере эксгаустера, чтобы достичь цели снижения вертикальной скорости спекания и, следовательно, смещения назад упомянутой точки.

Стадия 204 может включать повышение расхода воздуха или разрежения в газопроводе в случае, когда текущее положение точки окончания спекания находится за вторым заданным положением M, чтобы обеспечить положение этой точки в диапазоне [N, M]; и повышение расхода воздуха или разрежения в газопроводе в случае, когда точка окончания спекания расположена за упомянутым диапазоном, и таким образом увеличение разрежения в эксгаустере и расхода воздуха в воздушной камере эксгаустера, чтобы достичь цели повышения вертикальной скорости спекания и, следовательно, смещения вперед упомянутой точки. На стадиях 203 и 204 расход воздуха или разрежение регулируют, чтобы изменить вертикальную скорость спекания.

Однако в случае, когда точка окончания спекания находится в нормальном положении, разрежение и расход воздуха в эксгаустере оставляют неизменным и сохраняют вертикальную скорость спекания, продолжая поддерживать нормальное положение упомянутой точки.

По существу регулирование частоты двигателя регулируемой частоты, вращающего эксгаустер, - это регулирование частоты вращения эксгаустера. Время выборки данных для всей системы управления составляет 5 мин. При этом регистрируют положение точки окончания спекания и в соответствии с реальным режимом работы посредством системы управления выдают сигнал управления для регулирования частоты вращения эксгаустера. После того как эта система выдаст программу регулирования частоты вращения, блок управления выдает на упомянутый двигатель команду на изменение частоты.

При этом существует положительная корреляция между рабочей частотой упомянутого двигателя эксгаустера и каждым из параметров - частотой вращения эксгаустера, разрежением в эксгаустере, расходом воздуха в эксгаустере и вертикальной скоростью спекания шихты на аглоленте, тогда как между положением точки окончания спекания и рабочей частотой двигателя эксгаустера существует отрицательная корреляция. То есть если положение точки окончания спекания принять за В, а рабочую частоту двигателя эксгаустера принять за А, то:

в случае, когда рабочая частота двигателя снижается (становится меньше А), уменьшается частота вращения эксгаустера, разрежение и расход воздуха в эксгаустере, а также вертикальная скорость спекания шихты на аглоленте, но возрастает время спекания, то есть аглоленте с уложенной на ней шихтой требуется пройти более длинную дистанцию до завершения процесса спекания, поэтому интервал между положением точки окончания спекания и точкой начала спекания возрастает (превышая расстояние между В и начальной точкой спекания).

В случае, когда рабочая частота двигателя повышается (становится больше А), увеличивается частота вращения эксгаустера, разрежение и расход воздуха в эксгаустере, а также вертикальная скорость спекания шихты на аглоленте, но уменьшается время спекания, то есть аглоленте с уложенной на ней шихтой требуется пройти более короткую дистанцию до завершения процесса спекания, поэтому интервал между положением точки окончания спекания и точкой начала спекания уменьшается (становится меньше расстояния между В и начальной точкой спекания).

В отличие от этого случай, когда расстояние между текущим положением точки окончания спекания и точкой начала спекания меньше, чем расстояние между первым заданным положением и этой начальной точкой, указывает на то, что текущее положение точки окончания спекания находится перед оптимальным положением этой точки, то есть текущая скорость спекания слишком высока. Соответственно, необходимо снизить рабочую частоту двигателя эксгаустера, что приведет к уменьшению частоты вращения эксгаустера, разрежения и расхода воздуха в эксгаустере, а также вертикальной скорости спекания, то есть замедлению спекания шихты и увеличению времени спекания. Следовательно, положение точки окончания спекания последующей шихты начнет смещаться назад, то есть окажется ближе к оптимальному диапазону положения этой точки и, наконец, войдет в этот диапазон. Кроме того, понятно, что чем больше упомянутая точка сдвинута вперед, тем на большую величину требуется снизить частоту двигателя эксгаустера.

В случае, когда расстояние между текущим положением точки окончания спекания и точкой начала спекания больше, чем расстояние между вторым заданным положением и этой начальной точкой, это указывает на то, что текущее положение точки окончания спекания находится за оптимальным положением этой точки, то есть текущая скорость спекания слишком низка. Соответственно, необходимо повысить рабочую частоту двигателя эксгаустера, что приведет к увеличению частоты вращения эксгаустера, разрежения и расхода воздуха в эксгаустере, а также вертикальной скорости спекания, то есть к ускорению спекания шихты и сокращению времени спекания. Следовательно, положение точки окончания спекания последующей шихты начнет смещаться вперед, то есть окажется ближе к оптимальному диапазону положения этой точки и, наконец, войдет в этот диапазон. Кроме того, понятно, что чем больше упомянутая точка сдвинута назад, тем на большую величину требуется повысить частоту двигателя эксгаустера.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, процесс уменьшения расхода воздуха или разрежения в газопроводе за счет управления рабочей частотой двигателя эксгаустера с целью ее снижения предпочтительно включает:

определение первой величины регулирования, соответствующей разности между первым заданным положением и текущим положением точки окончания спекания, где упомянутая величина является изменением частоты вращения эксгаустера, или изменением частоты двигателя, или изменением степени открытия затвора газоотвода;

регулирование частоты вращения этого эксгаустера, или частоты двигателя, или степени открытия затвора газоотвода с целью уменьшения первой величины регулирования так, чтобы уменьшить расход воздуха или разрежение в газопроводе и таким образом снизить рабочую частоту двигателя эксгаустера на величину, соответствующую первой величине регулирования.

Процесс увеличения расхода воздуха или разрежения в газопроводе за счет управления рабочей частотой двигателя эксгаустера с целью ее повышения включает:

определение второй величины регулирования, соответствующей разности между текущим положением точки окончания спекания и вторым заданным положением, где упомянутая величина является изменением частоты вращения эксгаустера, или изменением частоты двигателя, или изменением степени открытия затвора газоотвода;

регулирование частоты вращения этого эксгаустера, или частоты двигателя, или степени открытия затвора газоотвода с целью увеличения второй величины регулирования так, чтобы увеличить расход воздуха или разрежение в газопроводе и таким образом повысить рабочую частоту двигателя эксгаустера на величину, соответствующую второй величине регулирования.

Конкретно, существует положительная корреляция между первой величиной регулирования и разностью между первым заданным положением и текущим положением точки окончания спекания, а также положительная корреляция между второй величиной регулирования и разностью между текущим положением этой точки и вторым заданным положением.

Если этот вариант осуществления настоящего изобретения применить для управления агломашиной площадью 180 м² (годовая производительность такой машины составляет 180 млн т при среднем потреблении электроэнергии 40 кВт-ч/т), то по сравнению с решением без применения настоящего изобретения экономия электроэнергии может составить около 15%, то есть годовая экономия электроэнергии может составить около 10,8 млн кВт-ч, что повлечет за собой различные экономические и социальные выгоды, например экономию денежных средств и снижение загрязнения окружающей среды. Если этот вариант осуществления настоящего изобретения применить для управления агломашиной площадью спекания 360 м², то по сравнению с решением без применения настоящего изобретения экономия электроэнергии может составить около 15%, то есть годовая экономия электроэнергии может составить 21,6 млн кВт-ч, что повлечет за собой различные экономические и социальные выгоды, например экономию денежных средств и снижение загрязнения окружающей среды.

ВТОРОЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Этот вариант осуществления основан на первом варианте осуществления, причем детально основан на первом варианте так, что дополнительные детали введены главным образом для стадии снижения расхода воздуха или разрежения в газопроводе в случае, когда расстояние между текущим положением точки окончания спекания и точкой начала спекания меньше положения N в соответствии с настоящим изобретением.

В способе по этому варианту осуществления в случае, когда расстояние между текущим положением точки окончания спекания и точкой начала спекания меньше N, интервал [0, N) разделяют на n подинтервалов, где 0 обозначает точку начала спекания , m-й подинтервал выражен как [N_m-1, N_m), 1≤m≤n, m, n - целые числа, N₀=0, N_n=N, 0<N₁<N₂…<N_n-1<N; при этом задают величины регулирования, соответствующие каждому из этих подинтервалов, где величина регулирования - это изменение частоты вращения эксгаустера, или изменение частоты двигателя (двигатель регулируемой частоты для привода эксгаустера), или изменение степени открытия затвора газоотвода; величина регулирования, соответствующая m-му подинтервалу, больше или равна величине регулирования, соответствующей (m+1)-му подинтервалу.

В соответствии с этим стадия снижения расхода воздуха или разрежения в газопроводе по этому варианту осуществления конкретно включает:

определение из n подинтервалов того подинтервала, в котором локализовано текущее положение точки окончания спекания;

регулирование частоты вращения эксгаустера, или частоты двигателя, или степени открытия затвора газоотвода, чтобы уменьшить величину регулирования и таким образом снизить расход воздуха или разрежение в газопроводе.

Например, величина регулирования, соответствующая подинтервалу 2, то есть [N₁, N₂) - это изменение частоты двигателя на 5 Гц или изменение степени открытия затвора газоотвода на 2%; величина регулирования, соответствующая подинтервалу 3, это изменение частоты двигателя на 2,5 Гц или изменение степени открытия затвора газоотвода на 2%; величина регулирования, соответствующая подинтервалу 4, это изменение частоты двигателя на 1 Гц или изменение степени открытия затвора газоотвода на 1%. Если текущее положение точки окончания спекания находится в подинтервале 3, то частота двигателя эксгаустера может быть снижена на 2,5 Гц или степень открытия затвора газоотвода может быть уменьшена на 2%, что приведет к соответствующему снижению расхода воздуха и разрежения в газопроводе, а также к снижению вертикальной скорости спекания и увеличению времени спекания, то есть смещению точки окончания спекания назад.

Другие стадии одинаковы с первым вариантом осуществления и не будут подробно описаны в данном разделе.

ТРЕТИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Этот вариант осуществления основан на первом варианте осуществления и соответствует второму варианту осуществления, причем детально основан на первом варианте так, что дополнительные детали введены главным образом для стадии повышения расхода воздуха или разрежения в главном газопроводе в случае, когда расстояние между текущим положением точки окончания спекания и точкой начала спекания больше положения M в соответствии с настоящим изобретением.

В этом варианте осуществления в случае, когда расстояние между текущим положением точки окончания спекания и точкой начала спекания больше M, интервал (M, W] разделяют на p подинтервалов, где W обозначает положение конца аглоленты, q-й подинтервал выражен как (M_q-1, M_q], 1≤q≤p, q - целое число, M₀=M, M_p=W, M<M₁<M₂…<M_p-1<W; при этом задают величины регулирования, соответствующие каждому из этих p подинтервалов, где величина регулирования - это изменение частоты вращения эксгаустера, или изменение частоты двигателя, или изменение степени открытия затвора газоотвода; величина регулирования, соответствующая q-му подинтервалу, меньше или равна величине регулирования, соответствующей (q+1)-му подинтервалу.

В соответствии с этим стадия повышения расхода воздуха или разрежения в газопроводе включает:

определение из p подинтервалов того подинтервала, в котором локализовано текущее положение точки окончания спекания; и

регулирование частоты вращения эксгаустера, или частоты двигателя, или степени открытия затвора газоотвода так, чтобы увеличить величину регулирования и таким образом повысить расход воздуха или разрежение в газопроводе.

Другие стадии одинаковы с первым вариантом осуществления и не будут подробно описаны в данном разделе.

Во втором и третьем вариантах осуществления значения n и p могут быть любыми целыми числами, которые больше или равны 1, а диапазон подинтервалов может быть задан независимо в практическом применении и не ограничивается приведенными в настоящей заявке. В качестве примера приведем упомянутую выше аглоленту площадью 360 м², в которой интервал [0, 83) можно разделить на два подинтервала [0, 79) и [79, 83), а интервал (85, 90] можно разделить на два подинтервала (85, 87] и (87, 90], разделив таким образом аглоленту на пять подинтервалов [0, 79), [79, 83), [83, 85), (85, 87] и (87, 90].

Во втором и третьем вариантах осуществления частоту, соответствующую каждому подинтервалу, задают так, чтобы частота, соответствующая тому подинтервалу, который находится ближе к оптимальному диапазону положения точки окончания спекания, оказалась в целом ниже; однако в практическом применении значения частоты, соответствующие двум смежным подинтервалам или нескольким подинтервалам, примыкающим один к другому, или даже всем подинтервалам, могут также быть заданы так, чтобы соответствовать одной и той же частоте, которая не ограничивается вариантами осуществления настоящего изобретения.

Например, для упомянутых 5-ти подинтервалов [0, 79), [79, 83), [83, 85], (85, 87] и (87, 90] частота, соответствующая подинтервалу [0, 79), задана в 5 Гц, частота, соответствующая подинтервалу [79, 83), задана в 2,5 Гц, частота, соответствующая подинтервалу (85, 87], задана в 2,5 Гц, частота, соответствующая подинтервалу (87, 90], задана в 5 Гц;

в качестве варианта частота, соответствующая подинтервалам [0, 79), [79, 83), [83, 85], (85, 87] и (87, 90], может быть задана в 2,5 Гц;

в качестве варианта частота, соответствующая подинтервалу [0, 79), задана в 2,5 Гц, частота, соответствующая подинтервалу [79, 83), задана в 2,5 Гц, частота, соответствующая подинтервалу (85, 87], задана в 2,5 Гц, частота, соответствующая подинтервалу (87, 90], задана в 5 Гц или тому подобное.

Следует заметить также, что в настоящей заявке регулирования расхода воздуха и регулирование разрежения могут оказывать различное влияние на стабильность системы и иметь разный эффект регулирования. P=S⋅Q² и N=P⋅Q⋅K=S⋅Q³⋅K, где P - разрежение, S - сопротивление трубопровода, Q - расход воздуха, N - мощность, K - коэффициент (включая производительность и степень сжатия воздуха или тому подобное). В случае, когда регулирование выполняют с помощью расхода Q, только Q в основном принимает участие в регулировании, а в случае, когда регулирование выполняют посредством разрежения, в основном в регулировании принимает участие произведение SQ², то есть понятно, что регулирование разрежения отражает комплексное изменение S и Q. В частности, в случае, когда в регулировании задействован затвор газоотвода, поскольку степень открытия затвора непосредственно влияет на амплитуду S, а в регулировании разрежения принимает участие величина Q во второй степени, то регулирование расхода и регулирование разрежения существенно по разному влияют на систему.

ЧЕТВЕРТЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

В данном варианте осуществления описана система управления спеканием на основании способа, представленного в описанных выше вариантах осуществления. Как показано на фиг. 4, эта система содержит блок 401 для регистрации точки окончания спекания, блок 402 идентификации положения упомянутой точки и регулятор 403 частоты.

Блок 401 конфигурирован для регистрации текущего положения точки окончания спекания на аглоленте, движущейся с заданной скоростью.

Блок 402 идентификации сконфигурирован для определения соотношения между текущим положением упомянутой точки и первым заданным положением N, а также соотношения между текущим положением упомянутой точки и вторым заданным положением M, где N<M, N находится ближе к точке начала спекания, чем M, а [N, M] - это оптимальный диапазон положения упомянутой точки на аглоленте.

Регулятор 403 конфигурирован для снижения расхода воздуха или разрежения в газопроводе с целью перемещения положения точки окончания спекания в диапазон [N, M] в случае, когда текущее положение этой точки находится перед положением N, и для повышения расхода воздуха или разрежения в газопроводе с целью перемещения положения точки окончания спекания в диапазон [N, M] в случае, когда текущее положение этой точки находится за положением M.

Вариант осуществления системы по существу соответствует вариантам осуществления способа, поэтому соответствующие разделы данного варианта могут быть отнесены к описанию разделов вариантов осуществления способа. Упомянутый вариант осуществления системы является только иллюстративным. Устройство, описанное как отдельная часть, может быть или не быть физически отделяемым. Часть, показанная как блок, может быть или не быть физическим блоком, то есть может быть локализована в одном месте или может быть распределена на несколько блоков сети. Одну часть или все модули в варианте осуществления можно выбрать как требуется для достижения цели решения этого варианта. Специалисты в данной области техники могут понять и применить настоящее изобретение без творческих усилий.

Настоящее изобретение можно описать в обычном контексте команды, выполняемой компьютером, например выполняемого компьютером программного модуля. Обычно такой модуль включает операцию, программу, объект, компонент, структуру данных и т.д., и выполняет частную задачу или реализует абстрактный тип данных. Настоящее изобретение может быть также реализовано в распределенной вычислительной среде. В таких средах задача выполняется с помощью удаленного устройства для обработки данных, соединенного посредством коммуникационной сети. В распределенной вычислительной среде программный модуль может быть установлен в локальном и удаленном носителе информации компьютера, содержащем запоминающее устройство.

Специалисту в данной области техники понятно, что все или часть стадий, реализующих описанные выше варианты осуществления упомянутого способа, могут быть выполнены с помощью связанных аппаратных средств, получающих команды программы. Эта программа может быть записана в машинно-читаемом носителе данных, например ROM, RAM, дисковом ЗУ или оптическом диске и так далее.

Следует заметить также, что в настоящей заявке связанный термин, например «первый» и «второй», применяют только для одного объекта или действия из других объектов или действий, но необязательно требует или подразумевает, чтобы между этими объектами или действиями существовала фактическая связь или система. Кроме того, термин «включающий», «содержащий» или любой другой вариант этого понятия предназначен для охвата неэксклюзивного включения так, что процесс, способ, деталь или устройство, содержащее ряд элементов, содержат не только эти элементы, но также и другие элементы, которые явно не перечислены, или также содержат элементы, присущие такому процессу, способу, детали или устройству. В этом случае не существует других ограничений и данный элемент, определяемый формулировкой «содержит…», не исключает того, что существует другой такой же элемент в этом процессе, способе, детали или устройстве, содержащий данный элемент.

Описанное выше - это только предпочтительные варианты осуществления, которые не следует интерпретировать как ограничение настоящего изобретения. Принцип и варианты осуществления настоящего изобретения проиллюстрированы в данной заявке конкретными примерами. Такая иллюстрация упомянутых вариантов осуществления используется только для того, чтобы помочь понять способ и основную идею настоящего изобретения. Кроме того, специалистами в данной области техники могут быть сделаны изменения в конкретных вариантах осуществления и в диапазонах их применения с учетом этой идеи настоящего изобретения. Поэтому содержание этого описания не следует понимать как ограничение настоящего изобретения. Любые модификации, эквивалентные замены, улучшения и так далее, сделанные в пределах сущности и принципов настоящего изобретения, - все находятся в области охраны настоящего изобретения.

В настоящем изобретении предложены способ и система для управления спеканием. Способ включает: регистрацию текущего положения точки окончания спекания на аглоленте, движущейся с заданной скоростью, определение соотношения между текущим положением точки окончания спекания и первым заданным положением N, а также соотношения между текущим положением этой точки и вторым заданным положением M. При этом [N, M] – это диапазон оптимального положения упомянутой точки на аглоленте. Осуществляют снижение расхода воздуха или разрежения в газопроводе, когда текущее положение упомянутой точки меньше N, и повышение расхода воздуха или разрежения в газопроводе, когда текущее положение упомянутой точки больше M. В способе уменьшена генерация неэффективного разрежения и неэффективного расхода воздуха в процессе спекания, снижен расход электроэнергии, потребляемой эксгаустером, благодаря чему устранен негативный эффект регулирования скорости движения аглоленты на стабильность качества потока шихты и на управление последующими технологическими операциями. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ управления спеканием агломерата на аглоленте, включающий

регистрацию текущего положения точки окончания спекания агломерата на аглоленте, движущейся с заданной скоростью, и регулирование положения точки окончания спекания изменением расхода воздуха или разрежением в газопроводе,

отличающийся тем, что

устанавливают оптимальный диапазон [N, М] положения точки окончания спекания на аглоленте,

определяют соотношение между текущим положением упомянутой точки и ее первым заданным положением N, а также соотношение между текущим положением упомянутой точки и ее вторым заданным положением М, причем N<M, а первое заданное положение N ближе к точке начала спекания по сравнению со вторым заданным положением М, при этом

снижают расход воздуха или разрежение в газопроводе, когда расстояние между текущим положением точки окончания спекания и точкой начала спекания меньше N, и

повышают расход воздуха или разрежение в газопроводе, когда расстояние между текущим положением точки окончания спекания и точкой начала спекания больше М.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что

при расстоянии между текущим положением точки окончания спекания и точкой начала спекания меньше N, интервал [0, N) разделяют на n подинтервалов, где 0 обозначает точку начала спекания, m-й подинтервал выражен как [N_m-1, N_m), 1≤m≤n, m - целое число, N₀=0, N_n=N, 0<N₁<N_2…<N_n-1<N,

при этом задают величины регулирования, соответствующие каждому из этих подинтервалов, изменением частоты вращения привода эксгаустера или изменением степени открытия затвора газоотвода,

причем величину регулирования, соответствующую m-му подинтервалу, устанавливают больше или равной величине регулирования, соответствующей (m+1)-ому подинтервалу,

определяют из n подинтервалов тот подинтервал, в котором локализовано текущее положение точки окончания спекания, и

осуществляют регулирование частоты вращения привода эксгаустера или степени открытия затвора газоотвода для уменьшения величины регулирования, снижения расхода воздуха или разрежения в газопроводе.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что

при расстоянии между текущим положением точки окончания спекания и точкой начала спекания больше М, интервал (М, W] разделяют на р подинтервалов, где W - положение конца аглоленты, q-й подинтервал выражен как (M_q-1, M_q], 1≤q≤p, q - целое число, М₀=М, M_p=W, M<M₁<M_2…<M_p-1<W,

при этом задают величины регулирования, соответствующие каждому из этих p подинтервалов, изменением частоты вращения привода эксгаустера или изменением степени открытия затвора газоотвода,

причем величину регулирования, соответствующую q-му подинтервалу, устанавливают меньше или равной величине регулирования, соответствующей (q+1)-му подинтервалу,

определяют из р подинтервалов тот подинтервал, в котором локализовано текущее положение точки окончания спекания, и

осуществляют регулирование частоты вращения привода эксгаустера или степени открытия затвора газоотвода для увеличения величины регулирования, повышения расхода воздуха или разрежения в газопроводе.

4. Способ по п. 1,

отличающийся тем, что для снижения расхода воздуха или разрежения в газопроводе определяют первую величину регулирования, соответствующую разности между первым заданным положением и текущим положением точки окончания спекания, изменением частоты вращения привода эксгаустера или изменением степени открытия затвора газоотвода, и

осуществляют регулирование для уменьшения первой величины регулирования, снижения расхода воздуха или разрежения в газопроводе, а

при повышении расхода воздуха или разрежения в газопроводе определяют вторую величину регулирования, соответствующую разности между текущим положением точки окончания спекания и вторым заданным положением, изменением частоты вращения привода эксгаустера или изменением степени открытия затвора газоотвода, и

осуществляют регулирование для увеличения величины регулирования, повышения расхода воздуха или разрежения в газопроводе.

5. Система для управления спеканием агломерата на аглоленте, содержащая

датчик для регистрации точки окончания спекания агломерата на аглоленте, движущейся с заданной скоростью, и

блок идентификации положения упомянутой точки, соединенный с регулятором частоты вращения привода эксгаустера,

отличающаяся тем, что

блок идентификации положения точки окончания спекания агломерата на аглоленте выполнен с возможностью определения соотношения между текущим положением этой точки и первым заданным положением N, а также соотношения между текущим положением этой точки и вторым заданным положением М, причем N<M, где первое заданное положение N находится ближе к точке начала спекания, чем второе заданное положение М, при этом интервал [N, М] представляет собой оптимальный диапазон положения точки окончания спекания агломерата на аглоленте, а

регулятор частоты вращения привода эксгаустера выполнен с возможностью снижения расхода воздуха или разрежения в газопроводе, чтобы обеспечить положение точки окончания спекания в диапазоне [N, М] в случае, когда расстояние между текущим положением этой точки и точкой начала спекания меньше N, и для повышения расхода воздуха или разрежения в газопроводе, чтобы обеспечить положение точки окончания спекания в диапазоне [N, М] в случае, когда расстояние между текущим положением этой точки и точкой начала спекания больше М.