Система автоматичного управління технологічним процесом відновлення тетрахлориду титану магнієм

1. Система автоматичного управління технологічним процесом відновлення тетрахлориду титану магнієм, яка містить системи ваговимірювання завантаженого магнію і дихлориду магнію, що зливають, систему обліку поданого в апарат тетрахлориду титану, що містить дозатори подачі тетрахлориду титану, програмно-обчислювальні та оперативно запам'ятовувальні пристрої, пристрій для переміщення зливного ковша для дихлориду магнію, яка відрізняється тим, що система міс тить блоки та програмне забезпечення, які дозволяють в режимі реального часу управляти в автоматичному або ручному режимі тиском в апараті, подачею тетрахлориду титану, температурним режимом процесу відновлення, рівнем розплаву в апараті та матеріальним балансом процесу відновлення. 2. Система автоматичного управління технологічним процесом відновлення тетрахлориду титану магнієм за п. 1, яка відрізняється тим, що режим тиску в апараті контролюють за допомогою датчиків, які управляють електропневмоклапанами підживлення та витравлювання надлишкової парогазової суміші. 3. Система автоматичного управління технологічним процесом відновлення тетрахлориду титану магнієм за п. 1, яка відрізняється тим, що подачу тетрахлориду титану в реактор здійснюють дозуючими пристроями з плаваючими поршнями, які мають датчики температури тетрахлориду титану, що подається, його кількість враховують за кількістю ходів поршня та температурою тетрахлориду титану, при цьому фіксують відхилення в роботі дозаторів. СО О) Корисна модель відноситься до кольорової металургії та може бути використана для управління процесом одержання губчастого титану магнієтермічним відновленням. Сучасне відновлення тетрахлориду титану магнієм здійснюється в апаратах періодичної дії при порційній або безперервній подачі тетрахлориду титану в апарат відновлення. В процесі відновлення дихлорид магнію, що утворюється, виводиться з аппарату. Основними технологічними параметрами процессу, які визначають його показники, є: кількість магнію, що завантажують в апарат, кількість витраченого тетрахлориду титану та швидкість його подачі в апарат, температура стінки апарату, величина тиску в апараті за ходом процесу, режим зливів дихлориду магнію. Як показує виробнича практика, відсутність можливості впливу на хід процессу приводить до значного зниження техніко-економічних показників процесу відновлення в першу чергу за рахунок підвищення питомих норм витрат тетрахлориду титану, магнію, аргону, електроенергії та низького виходу вищих сортів губчастого титану. Відома «Система автоматичного управління процесом магнійтермічного відновлення тетрахлориду титану», а.с. №726204, SU, C22B34/12, 3.26.10.1977р., що включає систему - ваговимірювання магнію та дихлориду магнію, систему обліку поданого в апарат тетрахлориду титану та містить дозатори подачі тетрахлориду титану, програмнообчислювальний пристрій і оперативно запам'ятовуючий пристрій, пристрій для переміщення зливного ковша для дихлориду магнію. Дане технічне рішення прийнято у якості про 4943 тотипу. Дана система не передбачає автоматичного управління технологічним процесом магнієтермічного відновлення тетрахлориду титану. Відома система не дозволяє здійснювати комплексний контроль основних фізичних параметрів технологічного процесу та не забезпечує повноцінне управління технологічним процесом і видачу рекомендацій персоналу при виникненні відхилень від нормального ходу процессу. Відсутність оперативного контролю та можливості в автоматичному або ручному режимі впливати на хід процесу шляхом коректування вищевказаних параметрів не дозволяє вирішувати основні задачі, що стоять перед автоматичними системами контролю та управління технологічним процессом відновлення тетрахлориду титану. Відомо, що в процесі відновлення бувають періоди нестабільного протікання основних реакцій відновлення. При цьому тиск в апараті відновлення різко та стрибкоподібно змінюється, виходить за рамки встановлених значень. В ці періоди порушується температурний режим процесу, з апарату викидаються значні кількості тетрахлориду титану та його похідних, видаляється пара магнію. Все це приводить не тільки до непродуктивних втрат, але й різко знижується якість одержаного в ці періоди губчастого титану. Порушення температурного режиму процесу приводить до виходу аппарату з строю. Відсутність можливості впливу на хід процессу шляхом зміни швидкості подачі тетрахлориду титану або блокування його різко знижує ефективність системи управління та не дозволяє в повній мірі забезпечити високі техніко-економічні показники процесу і гарантувати роботу основного технологічного обладнання в безпечному режимі. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення основних техніко-економічних показників процесу одержання губчастого титану магнієтермічним відновленням за рахунок афективного управління основними технологічними параметрами процесу. Поставлена задача вирішується тим, що у відомій системі автоматичного управління технологічним процесом відновлення тетрахлориду титану магнієм, яка включає системи ваговимірювання завантаженого магнію і дихлориду магнію, що зливають, систему обліку поданого в апарат тетрахлориду титану, що містить дозатори подачі тетрахлориду титану, програмно-обчислювальні та оперативно запам'ятовувальні пристрої, пристрій для переміщення зливного ковша для дихлориду магнію, згідно корисної моделі, система має блоки та програмне забезпечення, які дозволяють в режимі реального часу управляти в автоматичному або ручному режимі тиском в апараті, подачею тетрахлориду титану, температурним режимом процесу відновлення, рівнем розплаву в апараті та матеріальним балансом процесу відновлення, при цьому режим тиску в апараті контролюють за допомогою датчиків які управляють електропневмоклапанами підживлення та витравлювання надлишкової парогазової суміші, а подачу тетрахлориду титану в реактор здійснюють дозуючими пристроями з плаваючими поршнями, які мають датчики температури тетрахлориду титану, що подається, його кількість враховують за кількістю ходів поршня та температурою тетрахлориду титану, при цьому фіксують відхилення в роботі дозаторів. Застосування в системі, що заявляється, сумісної техніки, яка дозволяє керувати режимами тиску та температури, електричним навантаженням нагрівачів, режимами зливів дихлориду магнію та подачі тетрахлориду титану, рівнем розташування дзеркала розплаву дозволяє ефективно управляти технологією та контролювати матеріальний баланс процесу відновлення, що забезпечує високі техніко-економічні показники процесу відновлення тетрахлориду титану магнієм. Корисна модель пояснюється кресленнями де: на Фіг.1 наведена схема управління процесом відновлення для групи з шести печей, на Фіг.2 - структурна схема системи автоматичного управління процесом. Система управління, що розбита на групи по шість печей відновлення (ПВ), в яких встановлюються реактори, працює таким чином. На кожній групі ПВ встановлений контролер групи 1, що управляє одержанням інформації від датчиків 2 до модулів вводу 3, який видає, згідно технологічній програмі-шаблону, команди на модулі виводу 4 для управління виконавчими механізмами 5. Програма-шаблон розбита на стадії та, індивідуально для кожної ПВ, розміщена на операторському персональному комп'ютері 6. Програма-шаблон завантажує дані, що необхідні для виконання поточної стадії по кожній ПВ, в контролери груп 1, які після виконання поточної стадії одержують дані для виконання слідуючої. Завантаження в реактор розрахункової кількості магнію контролюється за показниками кранових електронних вагів 7 і управляється за допомогою сервомеханізмів, що відсікають потік магнію із заливочного ковша 8. Злив дихлориду магнію за ходом процесу виконується в спеціальний ківш 9, що встановлений на пересувному візку з платформними електронними вагами 10. Злив необхідної кількості дихлориду магнію визначається програмою процесу, контролюється та управляється командами, що формуються системою. Після видачі команди на злив дихлориду магнію, візок переміщується до потрібної печі. Переміщення візка управляється за допомогою безконтактних шляхових вимикачів. Початок і закінчення зливу визначається відкриттям і закриттям відповідних клапанів, які управляють режимом тиску в апараті відновлення. Подача тетрахлориду титану в реактор здійснюється дозуючими пристроями 11 з плаваючими поршнями, які споряджені датчиками температури 12 тетрахлориду титану, що подається. Кількість перепущеного тетрахлориду титану, що подається в реактор, облічується за кількістю ходів поршня та температурі тетрахлориду титану. При цьому фіксуються відхилення в роботі дозаторів. Режим тиску в апараті контролюється за допомогою датчиків тиску 13 і управляється електропневмоклапанами підпитки аргоном 14 і витравлювання 15 надлишкової парогазової суміші. Система дозволяє програмними методами відслі 4943 жувати коливання тиску в реакторі та пропонує оператору центрального диспетчерського пульту варіанти усунення відхилення в автоматичному або в ручному режимах. У випадку зростання тиску вище граничних значень, блокується подача тетрахлориду титану в апарат і, при необхідності, відключається навантаження на нагрівачах печі 16. Температурний режим роботи ПВ контролюється термоелектричними перетворювачами 17 і управляється нагрівачами по зонах 16 і вентилятором обдуву 18. Поточна інформація про технологічні параметри процесу відображається на дисплеї комп'ютера оператора і на загальній інформаційній панелі центрального диспетчерського пульту. Всі відхилення від нормального ходу процесу, дії оператора та установлена причина відхилення фіксуються в базі даних. При виникаючих знову відхиленнях оператору пропонуються (в порядку зниження імовірності) всі відомі причини, які можуть викликати дане відхилення та заходи по їх усуненню. На основі макету даної системи автоматичного управління розроблений технологічний процес відновлення тетрахлориду титану. На групі з шести печей проведена серія процесів при різних технологічних режимах. Таким чином, система автоматичного управління технологічним процессом відновлення тетрахлориду титану магнієм, що заявляється, дозволяє в режимі реального часу автоматично або вручну ефективно подіяти на хід технологічного процессу. Система забезпечує управління та контроль матеріального балансу процесу, управління режимами тиску та температури в апараті, режимом подачі тетрахлориду титану. Усунення відхилень від заданих технологічних параметрів здійснюється на двох рівнях: автоматична сигналізація з пропозицією стандартизованих дій в автоматичному режимі та усунення відхилень в ручному режимі управління. Система дозволяє здійснювати управління на будь-якій кількості груп печей. При цьому забезпечуються високі техніко-економічні показники процесу, знижується трудомісткість, підвищується рівень безпечність для технологічного персоналу. Система працює зі стандартним і спеціальним програмним забезпеченням, сумісним з IBM PC. 10 Комп'ютерна верстка В. Мацело Підписне Тираж 37 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. К и ї в - 4 2 , 01601