Спосіб управління технологічними параметрами рудопотоків процесу подрібнення в переділах збагачення залізорудної сировини

Реферат: Спосіб управління технологічними параметрами рудопотоків процесу подрібнення в переділах збагачення залізорудної сировини, що включає екстремальне регулювання продуктивності процесу подрібнення, фіксацію аварійних перевантажень, тимчасове виключення екстремального регулювання, вимірювання витрати та швидкості зміни витрати готового продукту, вимірювання витрати вихідного продукту, прогнозування значення витрати готового продукту на час проходження матеріалу через млин, виходячи із значення швидкості зміни витрати готового продукту, визначення нового значення витрати вихідного матеріалу в млин та продовження екстремального регулювання після закінчення часу перехідного процесу, викликаного встановленням нового значення витрати готового продукту. Визначають максимальне значення модуля різниці витрат вихідного матеріалу та витрати готового продукту, вимірюють максимальне значення модуля швидкості зміни витрати готового продукту та визначають відношення цієї величини до максимального значення модуля різниці витрати вихідного матеріалу та витрати готового продукту. Нове значення витрати вихідного матеріалу визначають шляхом множення величини цього відношення на різницю витрати готового продукту, отриманого в результаті прогнозу, величини максимального значення модуля різниці витрати вихідного матеріалу і витрати готового продукту. UA 71415 U (12) UA 71415 U UA 71415 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до системи управління технологічним процесами в переділах збагачення залізорудної сировини, а саме до способів управління технологічними параметрами процесу подрібнення залізорудної сировини в подрібнюючи агрегатах барабанного типу. Корисна модель може бути використана на гірничо-збагачувальних підприємствах, що мають аналогічні цикли переробки вихідної залізорудної сировини. На теперішній час ресурсовитрати по переділах процесів збагачення залізорудної сировини на вітчизняних та зарубіжних гірничо-збагачувальних підприємствах розподіляються таким чином: подрібнення - 65-70 %, гідротранспорт хвостів - 10-27 %, обезводнення концентратів - 312 %, магнітна сепарація - 1,6-2,4 %. Отже найбільш ресурсовитратним є процес подрібнення залізорудної сировини, що в більшості випадків здійснюють в кульових або стержневих млинах, тобто в подрібнюючих агрегатах барабанного типу. Існуючі способи управління процесом подрібнення залізорудної сировини в подрібнюючих агрегатах барабанного типу, наприклад, в кульових або стержневих млинах, не дозволяють досягти якісного та надійного управління, а також швидкодіючого усунення аварійних ситуацій стосовно переробки залізорудної сировини із мінливими фізико-механічними та текстурноструктурними властивостями. Наведене приводить до зниження ефективності процесу подрібнення залізорудної сировини, а також до збільшення витрати на цей вид переділу збагачення в одиниці кінцевої продукції - залізорудному концентраті. Виходячи з цього виникає актуальна проблема оперативного пошуку її рішення. Найбільш близьким технічним рішенням, виявленим як прототип, є спосіб управління процесом подрібнення залізорудної сировини в подрібнюючих агрегатах барабанного типу наприклад, кульових або стержневих млинах, що включає екстремальне регулювання їх продуктивності, фіксацію аварійних перевантажень та тимчасове виключення екстремального регулювання, вимір витрати та швидкості зміни витрати готового продукту, вимір витрати вихідного продукту, прогнозування значення витрати готового продукту на час проходження залізорудної сировини через подрібнюючий агрегат, виходячи із значення швидкості зміни витрати готового продукту, визначення нового значення витрати вихідного матеріалу в подрібнюючий агрегат та продовження екстремального регулювання після закінчення часу перехідного процесу, викликаного встановленням нового значення витрати готового продукту (Авторське свідоцтво СРСР № 62249, Кл. В02С 25/00, 1978). Недоліками відомого способу є низька якість управління, викликана великим часом запізнення реакції системи керування на зміну витрати готового продукту після тимчасового виключення екстремального регулювання. Окрім того, управління згідно з відомим способом, виводить подрібнюючий агрегат в область нестійкої роботи, що супроводжується режимом автоматичних коливань, що не дозволяє досягти максимальної продуктивності циклу подрібнення та веде до значних коливань гранулометричного складу в розвантаженні подрiбнюючого агрегату. Це викликане тим, що відомий спосіб управління в режимі аварійних перевантажень не дозволяє розвантажувати подрібнюючий агрегат і в результаті цього він видає некондиційний по крупності готовий мінеральний продукт в проміжку значного періоду часу. Причинами, що перешкоджають одержанню технічного результату прототипом корисної моделі, що заявляється, є: - низька якість надійності управління технологічними параметрами рудопотоків процесу подрібнення в переділах збагачення залізорудної сировини з мінливими фізико-механічними та текстурно-структурними властивостями; - недостатня ефективність швидкодії усунення аварійних ситуацій в ланцюгу рудопотоків процесу подрібнення при переділах збагачення залізорудної сировини з мінливими фізикомеханічними та текстурно-структурними властивостями. Задачею корисної моделі, що заявляється, є спосіб управління технологічними параметрами рудопотоків процесу подрібнення в переділах збагачення залізорудної сировини, з мінливими фізико-механічними та текстурно-структурними властивостями, в якому шляхом додаткового визначення максимального значення модуля різниці витрати вихідного матеріалу та витрати готового продукту, вимірювання максимального значення модуля швидкості змін витрати готового продукту та визначення відношення цієї величини до максимального значення модуля різниці витрати вихідного матеріалу визначають за рахунок множення величини цього відношення на різницю витрати готового продукту, отриманого в результаті прогнозу, величини максимального значення модуля різниці витрати вихідного матеріалу та витрати готового продукту, досягають підвищення якості надійності управління та швидкодії усунення аварійних 1 UA 71415 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ситуацій в ланцюгу рудопотоків процесу подрібнення при переділах збагачення залізорудної сировини з мінливими фізико-механічними та текстурно-структурними властивостями. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі управління технологічними параметрами рудопотоків процесу подрібнення в переділах збагачення залізорудної сировини, згідно з якими виконують екстремальне регулювання продуктивності процесу подрібнення, фіксацію аварійних перевантажень, тимчасове виключення екстремального регулювання, вимірювання витрати та швидкості зміни витрати готового продукту, вимірювання витрати вихідного продукту, прогнозування значення витрати готового продукту на час проходження матеріалу через млин, виходячи зі значення швидкості зміни витрати готового продукту, визначення нового значення витрати вихідного матеріалу в млин та продовження екстремального регулювання після закінчення часу перехідного процесу, викликаного встановленням нового значення витрати готового продукту, згідно з корисною моделлю, що заявляється, додатково визначають максимальне значення модуля різниці витрати вихідного матеріалу та витрати готового продукту, вимірювання максимального значення модуля швидкості змін витрати готового продукту та визначення відношення цієї величини до максимального значення модуля різниці витрати вихідного матеріалу визначають за рахунок множення величини цього відношення на різницю витрати готового продукту, отриманого в результаті прогнозу, величини максимального значення модуля різниці витрати вихідного матеріалу та витрати готового продукту. Суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, є: - екстремальне регулювання продуктивності процесу подрібнення, фіксацію аварійних перевантажень, тимчасове виключення екстремального регулювання, вимірювання витрати та швидкості зміни витрати готового продукту, вимірювання витрати вихідного продукту, прогнозування значення витрати готового продукту на час проходження матеріалу через млин, виходячи зі значення швидкості зміни витрати готового продукту, визначення нового значення витрати вихідного матеріалу в млин та продовження екстремального регулювання після закінчення часу перехідного процесу, викликаного встановленням нового значення витрати готового продукту; - додаткове визначення максимального значення модуля різниці витрати вихідного матеріалу та витрати готового продукту, вимірювання максимального значення модуля швидкості змін витрати готового продукту та визначення відношення цієї величини до максимального значення модуля різниці витрати вихідного матеріалу визначають шляхом множення величини цього відношення на різницю витрати готового продукту, отриманого в результаті прогнозу, величини максимального значення модуля різниці витрати вихідного матеріалу та витрати готового продукту. Новою суттєвою ознакою корисної моделі, що заявляється, є додаткове визначення максимального значення модуля різниці витрати вихідного матеріалу та витрати готового продукту, вимірювання максимального значення модуля швидкості змін витрати готового продукту та визначення відношення цієї величини до максимального значення модуля різниці витрати вихідного матеріалу та витрати готового продукту, причому нове значення витрати вихідного матеріалу визначають шляхом множення величини цього відношення на різницю витрати готового продукту, отриманого в результаті прогнозу, величини максимального значення модуля різниці витрати вихідного матеріалу та витрати готового продукту. Зазначені суттєві ознаки є необхідними і достатніми у всіх випадках здійснення способу, що заявляється. Завдяки тому, що додатково визначають максимальне значення модуля різниці витрати вихідного матеріалу та витрати готового продукту, вимірюють максимальне значення модуля швидкості змін витрати готового продукту та визначають відношення цієї величини до максимального значення модуля різниці витрати вихідного матеріалу та витрати готового продукту, причому нове значення витрати вихідного матеріалу визначають шляхом множення величини цього відношення на різницю витрати готового продукту, отриманого в результаті прогнозу, величини максимального значення модуля різниці витрати вихідного матеріалу та витрати готового продукту стає можливим досягти підвищення якості надійності управління та швидкодії усунення аварійних ситуацій в ланцюгу рудопотоків процесу подрібнення при переділах збагачення залізорудної сировини з мінливими фізико-механічними та текстурноструктурними властивостями. Корисна модель, яка заявляється, здійснюється наступним чином. При виявленні ознак переходу об'єкта в область нестійких станів виключають екстремальне регулювання та встановлюють зменшене значення витрати вихідного матеріалу шляхом впливу 2 UA 71415 U 5 10 15 20 на задання регулятору завантаження млина або регулюючий орган живильника початкового матеріалу. Величину зменшеного значення витрати вихідного матеріалу розраховують наступним чином. Обчислюють швидкість зміни витрати готового продукту Q Г. Здійснюють прогноз значення витрати готового продукту на час проходження матеріалу через млин між (і+1) та (і+2) моментами управління, вважаючи, що за час прогнозу швидкість зміни витрати готового продукту залишається постійною. Прогнозне значення витрати готового продукту визначається за формулою: і і QГ 2  QГ1    Q (1) де, і і QГ 2 , Q Г1 - значення витрати готового продукту, прогнозоване в момент управління (і+2) та дійсне, в момент управління (і+1) відповідно;  - час прогнозу, який дорівнює часу проходження матеріалу через млин при типі руди, середньому за подрібнювальністю; Q - усереднене значення швидкості зміни витрати готового продукту за інтервал часу між ім та (і+1)-м моментами управління. Одночасно в період між і-м та (і+1)-м моментами часу управління визначається різниця між витратою руди Qp(t) та витратою готового продукту QГ(t) та визначається максимальне значення модуля цієї різниці. Нове значення витрати вихідного матеріалу Q іp1 визначається за виразом:    Qip 1   Qi 2  Qp t   QГ t  , (2) де:   25 30 35 40 45 50  QГ  K 1  K 2 Qp t   QГ t   K 3 , (3) де: QГ - максимальне значення модуля швидкості змін витрати готового продукту, визначене на інтервалі між і-м та (і+1)-м і моментом часу управління; Qp t  та QГ t  - поточне значення витрати руди та витрати готового продукту в інтервалі між і-м та (і+1)-м моментами управління; K 1 , K 2 , K 3 - постійні, які визначаються дослідним шляхом та залежать від типорозміру млина, виду футерувальної броні та режиму подрібнення. Введення коефіцієнта  у вираз (2) дозволяє парирувати зміну часу проходження матеріалу через млин при зміні, наприклад, текстурної смуговості, крупності або міцності вихідного матеріалу, що покращує динамічні властивості даного способу управління, зменшує час знаходження млина в режимі перевантаження. Зниження значення нової витрати руди на величину |Qp(t) – QГ(t)| дозволяє збільшити надійність та швидкість виведення млина з аварійних перевантажень за один крок розвантаження та дозволяє встановити оптимальну за технологічним станом продуктивність живильника вихідної руди в млин. Після закінчення часу перехідного процесу, що викликається встановленням нового значення витрати вихідного матеріалу, може тривати екстремальне регулювання продуктивності або підтримуватися на стабільному рівні вибрана продуктивність. Технологічні параметри способу, що заявляється, одержані Державним підприємством «Науково-дослідний гірничорудний інститут» внаслідок лабораторних дослідів та промислової апробації управління технологічними параметрами рудопотоків процесу подрібнення в переділах збагачення залізорудної сировини з мінливими фізико-механічними та текстурноструктурними властивостями. Приклад. Промислові випробування корисної моделі, що заявляється, були проведені в Кривбасі на рудозбагачувальній фабриці Південного гірничозбагачувального комбінату. В технологічній секції першої стадії збагачення магнетитових кварцитів, коефіцієнт міцності яких змінювався від 14 до 18 балів за шкалою проф. М.М. Протод'яконова, а текстурна смуговість від 2 до 8 мм, при управління процесом подрібнення в кульовому млині під час переходу млина в область нестійкого стану виключали екстремальне регулювання та встановлювали зменшене значення витрати вихідного матеріалу шляхом впливу на задання регулятору завантаження млина або регулюючий орган живильника початкового матеріалу. 3 UA 71415 U 5 10 15 Величину зменшеного значення витрати вихідного матеріалу розраховували наступним чином. Обчислювали швидкість зміни витрати готового продукту QГ. Здійснювали прогноз значення витрати готового продукту на час проходження матеріалу через млин між (z+1) та (z+2) моментами управління, вважаючи, що за час прогнозу швидкість зміни витрати готового продукту залишається постійною. Прогнозне значення витрати готового продукту визначали за формулою: і і QГ 2  QГ1    Q (1) де, і і QГ 2 , Q Г1 - значення витрати готового продукту, прогнозоване в момент управління (і+2) та дійсне, в момент управління (і+1) відповідно;  - час прогнозу, який дорівнює часу проходження матеріалу через млин при типі руди, середньому за подрібнювальністю; Q - усереднене значення швидкості зміни витрати готового продукту за інтервал часу між ім та (і+1)-м моментами управління. Одночасно в період між і-м та (і+1)-м моментами часу управління визначали різницю між витратою руди Qp(t) та витратою готового продукту QГ(t) та визначали максимальне значення модуля цієї різниці. Нове значення витрати вихідного матеріалу Q іp1 визначали за виразом:    Qip 1   Qi 2  Qp t   QГ t  , (2) 20 де:    QГ  K 1  K 2 Qp t   QГ t   K 3 , (3) де: QГ - максимальне значення модуля швидкості змін витрати готового продукту, визначене на інтервалі між і-м та (і+1)-м і моментом часу управління; Qp t  тa QГ t  - поточне значення витрати руди та витрати готового продукту в інтервалі 25 30 35 40 між і-м та (і+1)-м моментами управління; K 1 , K 2 , K 3 - постійні, які визначили дослідним шляхом та які залежать від типорозміру млина, виду футерувальної броні та режиму подрібнення. Введення коефіцієнта  у вираз (2) дозволило парирувати зміну часу проходження матеріалу через млин при зміні смуговості, крупності або міцності вихідного матеріалу, що покращує динамічні властивості способу, що заявляється, зменшує час знаходження млина в режимі перевантаження. Зниження значення нової витрати руди на величину |Q р(t) – QГ(t) і дозволило збільшити надійність та швидкість виведення млина з аварійних перевантажень за один крок розвантаження та дозволило встановити оптимальну за технологічним станом продуктивність живильника вихідної руди в млин. Після закінчення часу перехідного процесу, що викликається встановленням нового значення витрати вихідного матеріалу, може тривати екстремальне регулювання продуктивності або підтримуватися на стабільному рівні вибрана продуктивність. Застосування корисної моделі, що заявляється, дозволило підвищити продуктивність по готовому продукту на 3-5 %, знизити час роботи в аварійних режимах на 10 %, що дає можливість забезпечити економічний ефект 150-200 тис. грн. на рік на одну технологічну секцію. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 Спосіб управління технологічними параметрами рудопотоків процесу подрібнення в переділах збагачення залізорудної сировини, що включає екстремальне регулювання продуктивності процесу подрібнення, фіксацію аварійних перевантажень, тимчасове виключення екстремального регулювання, вимірювання витрати та швидкості зміни витрати готового продукту, вимірювання витрати вихідного продукту, прогнозування значення витрати готового продукту на час проходження матеріалу через млин, виходячи із значення швидкості зміни витрати готового продукту, визначення нового значення витрати вихідного матеріалу в млин та продовження екстремального регулювання після закінчення часу перехідного процесу, викликаного встановленням нового значення витрати готового продукту, який відрізняється тим, що додатково визначають максимальне значення модуля різниці витрати вихідного матеріалу та витрати готового продукту, вимірюють максимальне значення модуля швидкості 4 UA 71415 U 5 зміни витрати готового продукту та визначають відношення цієї величини до максимального значення модуля різниці витрати вихідного матеріалу та витрати готового продукту, причому нове значення витрати вихідного матеріалу визначають шляхом множення величини цього відношення на різницю витрати готового продукту, отриманого в результаті прогнозу, величини максимального значення модуля різниці витрати вихідного матеріалу і витрати готового продукту. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5