Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современное состояние автоматизации технологического комплекса заготовительного передела электродного производства 8
1.1. Анализ технологического комплекса электродного производства как объекта управления 8
1.2. Методы построения математических моделей непрерывных технологических процессов 16
1.3. Анализ методов построения математических моделей процесса тонкого помола кокса 24
1.4. Выводы по главе 1 28
Глава 2. Построение математической модели смеси сухих компонентов 29
2.1. Рецептура электродной массы и подбор гранулометрического состава 29
2.2. Выбор связующего 31
2.3. Построение математических моделей формирования смеси сухих компонентов шихт 32
2.4. Оптимизация состава сухой шихты 42
2.5. Способ и устройство для непрерывного контроля гранулометрического состава шихты в потоке материала 48
2.6. Выводы по главе 2 54
Глава 3. Построение математической модели процесса тонкого сухого помола кокса и постановка задачи управления 55
3.1. Построение математической модели процесса тонкого помола 55
3.2.Весоизмерительные устройства для контроля гранулометрического состава сыпучих материалов 59
3.3. Постановка задачи управления 70
3.4. Идентификация функции распределения грансостава 73
3.5. Выводы по главе 3 77
Глава 4. Исследование системы управления процесса тонконого помола 78
4.1. Определение взаимосвязи между гранулометрическим составом загружаемого кокса и косвенным показателем 78
4.2. Определение характеристик процесса помола 84
4.3. Построение регрессионных математических моделей 99
4.4. Определение возможности косвенного измерения степени загрузки мельницы шарами 99
4.5. Экспериментальное исследование вопросов формирования структуры сухих смесей 100
4.6. Исследование системы управления процессом тонкого сухого помола 101
4.7. Выводы по главе 4 107
Заключение 108
Литература
- Анализ технологического комплекса электродного производства как объекта управления
- Рецептура электродной массы и подбор гранулометрического состава
- Построение математической модели процесса тонкого помола
- Определение взаимосвязи между гранулометрическим составом загружаемого кокса и косвенным показателем
Введение к работе
Актуальность работы. Производство спецсталей, ферросплавов, цветных металлов, таких как алюминий, медь и т.д., производство твердых сплавов, полупроводниковая промышленность, космическая техника все эти отрасли промышленности являются возрастающими потребителями материалов на основе углерода. Технический прогресс этих отраслей техники в значительной определяется обеспеченностью их анодной массой и различными электродными изделиями.
Отечественное электродное производство не покрывает потребность промышленности в этом ценном продукте, что приводит к необходимости закупки части этой продукции за рубежом. В тоже время технологический процесс производства электродной продукции характеризуется низким уровнем автоматизации, низким уровнем выхода готовой продукции (60-70%), что приводит к необходимости повторной переработки, требующей больших материальных и трудовых затрат.
Определяющим фактором, влияющим на качество и выход годной готовой продукции, является состояние исходного материала полученного в результате заготовительного передела, в частности процесса тонкого помола.
Состояние данного технологического процесса характеризуется низким уровнем автоматизации и отсутствием надежных методов контроля и регулирования основных технологических параметров.
В этих условиях совершенствование технологических процессов с использованием современных высокоэффективных автоматизированных систем управления и информационных технологий является реальным путем повышения эффективности действующих и вновь строящихся производств.
Все это определяет актуальность постановки и решения задачи разработки методики системы автоматизированного управления технологическим процессом тонкого помола, внедрение которой на действующих предприятиях, позволит значительно повысить производительность технологического
5 оборудования, качество выпускаемой продукции, что несомненно, с привязкой к последующим технологическим операциям, приведет к значительному технико-экономическому эффекту всего процесса.
Таким образом, решение задачи автоматизации системы контроля и управления качеством тонкого помола, разработка алгоритма управления формированием смесей сухих компонентов, безусловно, является современным и актуальным научно-техническим направлением в совершенствовании технологических процессов электродного производства.
Целью диссертационной работы является разработка системы оптимального управления процессами приготовления смеси сухих компонентов и тонкого сухого помола в электродном производстве на базе исследований процесса тонкого сухого помола кокса и формирование смесей сухих компонентов с целью совершенствования технологии, автоматизации, определения оптимальных условий его проведения, и обеспечивающей проведение процесса с максимальным технико-экономическим эффектом.
Методами исследования, применяемыми в работе, являются математическое моделирование, методы обработки экспериментальных данных и оптимизации, теория автоматического управления.
Научная новизна работы заключается в следующих результатах:
Синтезирована математическая модель формирования смеси угле-графитовых материалов, учитывающая формы частиц и пористость их структур, позволяющая прогнозировать характеристики сыпучей смеси по аналогичным характеристикам исходных компонентов и по результатам контроля гранулометрического состава и удельной поверхности компонентов рассчитать оптимальной состав смеси.
Впервые предложена математическая модель, связывающая крупность исходного продукта и весовую загрузку мельницы с гранулометрическим составом тонкого помола, в соответствии с которой обеспечивается постоянство гранулометрического состава.
Разработан способ и устройство для непрерывного автоматического контроля крупности сыпучего материала, включающего определение весового и гранулометрического состава в потоке материала (Патент РФ №2212703).
Разработана и исследована система управления процессом тонкого сухого помола и приготовления смеси сухих компонентов шихты.
Практическое значение работы заключается в достижении более точного контроля измерения фракций тонкого сухого помола и оптимального процесса управления тонким помолом и приготовления смеси компонентов сухой шихты. Результаты работы приняты для промышленного внедрения, что позволяет получить значительный экономический эффект. Отдельные материалы работы используются в учебном процессе СКГМИ (ГТУ).
На защиту выносятся:
1. Математическая модель формирования смеси углеграфитовых мате
риалов позволяющая прогнозировать характеристики сыпучей смеси по ана
логичным характеристикам исходных компонентов и по результатам контро
ля гранулометрического состава и удельной поверхности компонентов рас
считать оптимальной состав смеси.
2. Математическая модель, связывающая крупность исходного про
дукта и весовую загрузку мельницы с гранулометрическим составом тонкого
помола в соответствии с которой обеспечивается постоянство гарнулометри-
ческого состава.
Способ и устройство для непрерывного автоматизированного контроля и регулирования крупности сыпучего материала, включающего определение весового и гранулометрического состава в потоке материала.
Результаты разработки и исследования системы автоматического управления процессами тонкого сухого помола и приготовления смеси сухих компонентов.
7 Обоснованность и достоверность научных положений и выводов п одтвержд аются:
соответствием результатов теоретических и экспериментальных исследований;
результатами испытаний разработанного способа и устройства контроля гранулометрического состава сыпучих материалов.
Апробация работы:
Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на:
Межвузовской научно-практической конференции "Новые технологии и их применение", Владикавказ, 2001.
Международной конференции "Информационные технологии и системы: Наука и практика"", Владикавказ, 2002.
Второй международной научно-практической конференции "Автоматизированные печные агрегаты и энергосберегающие технологии в металлургии", МИСиС, Москва, 2002.
Международной научно-технической конференции "Информационные технологии и системы: Новые информационные технологии в науке, образовании, экономике (НИТНОЭ)", Владикавказ, 2003.
Научно-технической конференции, посвященной 65-летию научно-исследовательского сектора, Владикавказ, 2004.
Ежегодных научно-технических конференциях СКГМИ, Владикавказ 2000-2005.
На разработанный способ и устройство для непрерывного автоматизированного контроля крупности сыпучего материала в потоке материала получен Патент РФ на изобретение №2212703.
Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 8-ми печатных работах.
Анализ технологического комплекса электродного производства как объекта управления
Одним из основополагающих моментов в производстве электродных изделий является автоматизация производства и создание систем оптимального управления технологическими процессами.
Рассматривая приведенную схему, выделим те стадии процесса, которые оказывают определяющее влияние на качество готовой продукции.
Исходным сырьем для производства электродных изделий служат твердые прокаленные углеродистые материалы (коксы, антрациты) и их связующие каменноугольный пек или его смеси с различными смолами. Эти материалы характеризуются относительно высокой стоимостью.
Основой электродного производства является заготовительный или смесильно-прессовый передел, от качественных показателей которого в значительной мере зависят показатели работы производства в целом.
Поскольку предприятия электродной отрасли формировались на базе цехов анодной массы алюминиевых заводов, фактически большинство технологических процессов проводится на приспособленном оборудовании. Только в последнее время разработано некоторое специальное оборудование, такое как смесители непрерывного действия, дозировочное оборудование, электрокальцинаторы и др. созданное для предприятий электродной отрасли. В связи с этим большинство технологических процессов (прокалка, тонкий помол, прессование и т.д.) даже при оптимальных технологических режимах характеризуются низкими технико-экономическими показателями.
В этих условиях особое значение для повышения технико-экономических показателей заготовительного и смесильно-прессового передела приобретает, помимо создания систем оптимального управления технологическими процессами, оптимизация конструктивных параметров агрегатов электродного производства. Как показали исследования [1] это совместно с разработкой систем автоматического управления позволяет получить наивысший технико-экономический эффект.
В настоящее время в электродном производстве наиболее широко используются локальные системы автоматического регулирования на базе локальных регуляторов и контрольно-измерительных приборов. Эти системы дают возможность регулировать и поддерживать на заданном уровне лишь отдельные параметры технологического процесса, но не решается задача оптимального управления.
Помимо этого большинство характеристик протекания технологических процессов измеряется с погрешностью, а отдельные параметры дискретно (например, лабораторным анализом). Информация об их значениях поступает с большим опозданием, что исключает возможность ее использования для оперативного управления.
Основой рациональной организации управления электродным производством для достижения наилучших технико-экономических показателей является использование средств вычислительной техники для управления режимами технологических процессов.
Основными технологическими процессами смесильно-прессового передела являются прокалка, тонкий помол, дозировка, смешение и прессование.
Одной из основных технологических операций комплекса электродного производства (ТКЭП) является процесс прокалки кокса при заданной температуре. Качественные характеристики прокаленного кокса оказывают определяющее влияние на качество готовой продукции. Из всех известных в настоящее время технологических агрегатов для прокалки кокса (ретортные, камерные, электрические печи, печи кипящего слоя) наибольшее распространение в промышленности получили трубчатые вращающиеся печи, которые характеризуются наиболее низкой стоимостью, простотой обслуживания, имеют существенно большую производительность и требуют меньшее количество эксплуатационных затрат [2-5].
Процессы дозирования, смешивания и прессования изучены и оснащены датчиками основных параметров недостаточно, вследствие чего они ведутся в режимах далеких от оптимальных. На различных заводах применяются смесители периодического или непрерывного действия, различна конструкция дозировочных устройств и прессов. Однако, все эти процессы взаимосвязаны и необходимо обеспечить работу указанного технологического комплекса с получением продукции заданного качества и в необходимом ассортименте.
Для обеспечения термической стойкости прессованных и непресован-ных самообжигающихся электродов обычно соблюдают рецептуру при шихтовке углеродистых материалов. Составление производственной рецептуры включает выбор сырья, определение гранулометрического состава электродной массы и выбор схемы основных технических операций для изготовления изделий. В настоящее время принципы составления рецептуры полностью не разработаны [6].
Тонкий помол на электродных заводах осуществляют в шаровых мельницах, которые на разных заводах работают с пневмосепарациеи или на "слив".
Эффективность работы шаровых мельниц зависит от крупности материала, поступающего на измельчение и способа отбора готовых фракций. Уменьшение крупности поступающего на измельчение сырья приводит к положительным результатам.
На расход электрической энергии при измельчении большое влияние оказывают условия ведения процесса. Измельчение материала обычно идет в несколько этапов. На каждом этапе получают частицы различной дисперсности. В составе этих частиц имеются и такие, которые не следовало бы подвергать разрушению в последующих операциях, но не всегда возможно вывести их из процесса. Они остаются в общей массе материала, воспринимают на себя часть действующих усилий, гасят их, переизмельчаются и резко тормозят течение процесса в нужном направлении. Поэтому требуется не допускать переизмельчения материала и перерасхода электрической энергии, а для этого перед подачей сырья на измельчение извлекать из него мелочь. Непрерывное отделение от размалываемого материала пневмосепарацией тонкой готовой фракции ускоряет процесс измельчения и повышает производительность мельниц. Тонкая фракция материала не подвергается переизмельчению, поэтому готовый продукт более однороден по величине частиц.
При работе мельниц по открытому способу «на слив» материал пропускается через мельницу только один раз. Весь размолотый материал выходит из мельницы в виде готового продукта с определенным размером частиц. У мельниц, работающих по этому способу, отсутствуют дополнительные устройства, которые могли бы ускорить процесс размола материала, отделяя от общей массы уже готовый продукт, который уменьшает ударное воздействие шаров на куски еще не измельченного материала. По этой причине снижается производительность мельницы и возрастает расход энергии на измельчение. Менее однородным по размерам частиц получается и готовый продукт, так как одна часть сильно переизмельчается, а другая, окруженная тонкой фракцией, недоизмельчается [7].
Качество готового продукта определяется содержанием контролируемого класса -0,071, которое должно находиться в заданном диапазоне. Отсутствие возможности автоматического контроля этого показателя приводит к существенным колебаниям содержания контрольного класса в продукте помола, что приводит к существенным колебаниям качества продукции в целом и появлению брака.
Рецептура электродной массы и подбор гранулометрического состава
В последнее время использование углеграфитовых материалов приобрело исключительно важное значение в различных областях новой техники, в частности в приборостроении, ракетостроении, металлургии и так далее.
Углеграфитовые композиции относятся к группе дисперсных структур или структурированных систем.
Среда в углеграфитовых композициях в подавляющем большинстве случаев состоит из каменноугольных связующих - пеков и смол, которые сами представляют собой коагуляционные системы со структурами различной степени развития.
Анализ углеродистых частиц различных разновидностей, используемых при изготовлении углеграфитовых материалов: нефтянного и пекового коксов, саж, рафинированных натуральных графитов, пирографита, графити-рованных волокон и так далее, показывает близость их по химическому составу.
Отличия же в тонкой структуре и дисперсности углеродистых частиц отдельных видов, определяемые исходным сырьем и условиями образования, столь велики, что позволяют получить изделия с резко различными свойствами.
В связи с этим актуально систематическое исследование зависимости структуры и свойств углеграфитовых композиций от их назначения и условий формирования состоят из частиц размером менее 50 мм, которые в нижнем пределе приближаются к молекулярным размерам.
Однако по размерам порошки коксов и графитов в основном относятся к группе крупнодисперсных систем (от миллиметров до микронов). Частицы сажи имеют размеры коллоидов (менее десятых долей микрона).
Использование размольных агрегатов (например вибрационные и шаровые мельницы) позволяют весьма резко уменьшить размеры коксовых частиц и приблизить их к размерам частиц сажи.
Основу электродных и углеродистых масс составляют термоантрациты или прокаленный антрацит. Из-за малой пористости и окисляемости, высокой термической стойкости и механической прочности их вводят в шихту до 30-60% в виде крупных фракций с максимальным зерном 15, 20, 30 мм и более
Невозможно изготовить изделия только из средне- и крупнозернистых материалов без добавки тонких фракций. Изготовление изделий из одних только тонких фракций возможно. Обычные электродные изделия изготавливаются из сыпучих материалов со специально подобранным гранулометрическим составом, в который входя как крупные, так и мелкие фракции.
С увеличением диаметра электрода максимальное зерно шихты увеличивают, а содержание тонких фракций несколько уменьшают, потому что с увеличением размеров электрода растут температуры по сечению и термические напряжения, что приводит к образованию трещин вследствие больших объемных изменений. С увеличением содержания крупных фракций механическая прочность обожженной электродной массы снижается [103],
Тонкие порошки трудно уплотняются при формовании и требуют большого количества связующего, чем крупные. Вследствие этого изделия из них дают большую усадку при обжиге и имеют пониженный объемный вес. Зато прочность таких изделий больше, чем изготовленных из крупно- и средне-зернистых материалов.
Гранулометрический состав сыпучих составляющих влияет на плотность и пористость изделий. Степень заполнения пространства равновелики ми шарами при наиболее плотной их установке не зависит от диаметра этих шаров.
Практически большинство рецептур для электродных изделий строится по принципу прерывистого гранулометрического состава, когда средние фракции зерновых материалов удаляются из рецептуры. В этом случае наибольший насыпной вес угольных материалов не превышает 1,2-1,25, это соответствует пористости около 40 % [6].
Хотя смесь сыпучего материала со связующим сильно отличается по структуре от чистых сыпучих материалов, насыпной вес сыпучих приблизительно пропорционален объемному весу изготовленных из них электродов. Электроды удовлетворительного качества не могу быть получены при преобладании крупных фракций. С увеличением мелкой фракции прочность электродов увеличивается.
При определении гранулометрического состава для изделия того или иного вида и размера решающее значение имеет максимальный размер зерна. Зная этот размер, нетрудно определить гранулометрический состав шихты.
Количество связующего в массе при прочих равных условиях определяется поглотительной способностью исходных материалов. Чем больше тонких фракций содержится в шихте, тем больше необходимо ввести связующего для получения электродного изделия хорошего качества.
Свойства электродов и масс ухудшаются при большом избытке и недостатке связующего. Для каждой принятой рецептуры имеется оптимальное содержание связующего, устанавливаемой экспериментальным путем.
Содержание связующего в электродной массе должно обеспечивать хорошую формуемость массы и достаточную прочность спекания. Чем больше степень дисперсности сыпучих материалов, тем больше количество связующих требуется для придания им хорошей формуемости и достаточной прочности спекания.
Таким образом, можно сделать вывод, что для решения задачи расчета оптимальной рецептуры смесей углеграфитовых материалов, позволяющих в дальнейшем получать электродные изделия заданного качества, большое значение имеет изучение вопросов формирования структуры смесей сухих компонентов шихты. Изучение этих вопросов позволит обосновано разработать методику исследования процесса смешивания в лабораторных и затем в промышленных условиях.
Построение математической модели процесса тонкого помола
В электродной промышленности для тонкого помола прокаленного кокса используются двухкамерные трубные мельницы с центральной загрузкой, работающие в режиме сухого измельчения.
Процесс размола материала производится открытым способом «на слив». Работа мельницы по открытому способу характеризуется тем, что материал выходит из мельницы в виде готового продукта с определенным размером частиц.
В качестве измельчающих тел используются стальные шары.
Внутренние поверхности барабана и крышек для защиты от истирания футерованы плитами с волнистым профилем. Барабан мельницы разделен по длине специальной перегородкой с пазами (диафрагмой), через которую проходят промежуточные продукты измельчения, что обеспечивает размол материала в две стадии.
Трубные мельницы позволяют получить в одном агрегате наибольшую степень измельчения, не прибегая к замкнутому циклу. Наличие двух камер обеспечивает надлежащее использование мелющих тел: для измельчения крупного материала, находящегося вблизи загрузочного конца, требуются более крупные шары, чем для доизмельчения мелкого продукта, накапливающегося вблизи разгрузочной цапфы. В первую камеру загружают шары диаметром 60 мм, а во вторую - 40 мм.
Информация о крупности исходного продукта, получаемая путем заданного функционального преобразования вычисленного отношения позволяет полностью исключить влияние ее колебания на качество (гранулометрический состав) готового продукта. С этой целью строится математическая модель, связывающая крупность исходного продукта и весовую за 56 грузку мельницы с гранулометрическим составом тонкого помола. При изменении крупности исходного материала в соответствии с математической моделью изменяют величину загрузки мельницы таким образом, чтобы обеспечить постоянство гранулометрического состава тонкого помола.
Следовательно, при идентификации необходимо искать кь к2, р. Для решения задачи, описывающей процесс помола (3.4), в качестве метода минимизации может быть использован, например, метод вычисления безусловного минимума функции многих переменных методом прямого поиска [120].
Одним из важных направлений автоматизации является непрерывный автоматический контроль и регулирование расхода сыпучих материалов в различных отраслях промышленности: приборостроении, металлургии и так далее.
Подлежащие контролю потоки сыпучих материалов отличаются не только количественными характеристиками, но и своими физико-механическими свойствами, которые оказывают существенное влияние на точность и надежность работы весоизмерительных устройств. При решении вопроса перемещения сыпучего материала весоизмерительными устройствами к определяющим свойствам сыпучих материалов следует отнести гранулометрический состав, влажность, температуру, абразивность и слеживаемость. Указанные свойства сыпучих материалов и технологические особенности различных процессов определили основные технические решения при создании средств взвешивания и дозирования систем, построенных на их базе.
Для взвешивания и дозирования сыпучих материалов в непрерывных потоках с учетом их физико-механических свойств для тяжелых условий промышленной эксплуатации цветной и черной металлургии, химической, строительной и других отраслей промышленности, которые в настоящее время внедряются на различных промышленных предприятиях, разработан и испытан широкий спектр средств известных фирм таких, как "Метрипоид", "SCHENC", "PHILIPS", "RANK FLOTRONIC" и т.д. Однако в настоящей работе используются средства взвешивания и дозирования, разработанные ОАО "Союзцветме-тавтоматика", опыт эксплуатации которых показал, что по техническим характеристикам они не уступают аналогичным.
Для определения расхода и количества транспортируемых технологическими ленточными конвейерами разнообразных сыпучих материалов используются весы конвейерные тензометрические ВКТ-5, которые в сочетании с микропроцессорной преобразовательной системой МПВ-1 входящей в блок обработки информации БОИ-ЗВ являются хорошо отработанным взвешивающим устройством и отвечают требованиям для применения в тяжелых условиях промышленной эксплуатации. Они могут быть использованы там, где есть необходимая длина прямого участка ленточного конвейера для их встраивания, не менее длины диапазона воздействия (от измерительной роликоопоры расстояние 3-х роликоопор до и после).
Принцип действия весов основан на преобразовании с помощью тензоре-зисторного датчика и датчика скорости ленты величины массы материала, находящегося на взвешивающем участке транспортера, в электрический сигнал постоянного тока, пропорциональный текущему расходу материала.
Весы состоят из измерительного устройства, встраиваемого в существующую конструкцию технологического транспортера, тензорезисторного датчика и датчика скорости и блока обработки информации с применением микропроцессорного преобразователя.
Измерительное устройство выполнено в двух вариантах: с подшипниковой опорой и противовесом для разгрузки тензодатчика и с применением прямолинейных рессорных направляющих из плоских пружин.
В обоих вариантах нет рычагов между взвешивающей платформой и тензодатчиком, нагрузка прилагается непосредственно к тензодатчику. Они легко встраиваются в существующие технологические конвейеры без существенных затрат. Достоинствами этих весов являются простота монтажа и юстировки, электрическая компенсация тарной массы. Широкий диапазон измерений с достаточной точностью (0,5-1 %) позволяет применять их для взвешивания сыпучих материальных потоков в различных технологических процессах.
Для условий, где нет возможности использования встраиваемых в существующие конвейеры весов — загрузка мельниц, печей кипящего слоя, вельцпе-чей и т.д. - применяются весы конвейерные тензометрииеские ВКТ-3, с микропроцессорной преобразовательной системой МГТВ-1 входящей в состав блока обработки информации БОИ-ЗВ, которые предназначены для определения расхода и количества перемещаемых автономным ленточным транспортером весов сыпучих материалов.
Определение взаимосвязи между гранулометрическим составом загружаемого кокса и косвенным показателем
Для определения связи по каналу грансостава материала на входе -косвенный показатель во время проведения эксперимента через каждые 15 минут отбирались пробы для определения гранулометрического состава материала на входе и записывались показания приборов, регистрирующих скорость движения ленты дозатора и величину весовой загрузки. Всего было отобрано 36 проб.
Гранулометрический состав материала на входе контролировался рассевом. Расход загружаемого материала и скорость движения ленты дозатора контролировались по приборам системы автоматического контроля и регулирования загрузки мельницы с записью на диаграммной ленте, а расход загружаемого материала изменялся задатчиком этой же системы. Косвенный показатель отношение скорости ленты и мгновенной производительности и обратная величина рассчитывался по данным записей на диаграммной ленте.
Кроме гарнулометрического состава материала на входе определены такие его характеристики, как насыпной вес и эквивалентный размер частиц (для каждой пробы).
На основании проведенного анализа можно сделать вывод, что кажущийся удельный вес наиболее сильно связан с фракциями меньше 8 мм, наблюдается связь и для фракций больших 10 мм.
Эквивалентный размер частиц имеет довольно высокие коэффициенты парной корреляции. Для фракций 10 мм его величина достигает 0,955, а для фракции -8 мм - -0,942. Значение коэффициента парной корреляции между dK и Зэкв равно -0,71. Однако обе эти величины можно получить лишь после проведения лабораторных анализов, поэтому оперативно контролировать фансостав в материале на выходе по этим величинам нельзя.
Оперативно можно определить косвенный параметр — отношение скорости ленты к мгновенной производительности и обратное их отношение. Этот косвенный показатель связан с dK и рэкв (коэффициенты корреляции 0,772 и О V 0,776 соответственно для ц = — и -0,757 и 0,800 для p.j = —), Наибольшее значение коэффициента парной корреляции для косвенного показателя и фракции -4-И равно -0,947. Коэффициент парной корреляции для косвенного показателя и фракций +10 мм, -8 мм и -4 мм довольно высок и достигает величины -0,935 у последней.
Для определения статических характеристик процесса тонкого помола по каналам: - грансостав материала на входе - грансостав материала на выходе; - величина загрузки - грансостав материала на выходе; в качестве характеристик выходного продукта использовались гранулометрический состав, удельная поверхность общей пробы материала, удельная поверхность класса- 0,071 мм в готовом продукте.
Гранулометрический состав материала на выходе определялся ситовым анализом. Удельная поверхность тонкого помола измерялась прибором ПСХ-4.
Рассчитанные отклонения говорят о том, что для определения взаимосвязи входных факторов или косвенных показателей и выходных параметров можно использовать только результаты рассевов для определения содержания фракции -0,071 мм, а использовать результаты по определению удельных поверхностей не представляется возможным из-за больших расхождений результатов анализа.
В результате обработки экспериментальных данных была определена взаимосвязь по каналу грансостав материала на входе — косвенный показатель (отношение скорости движения ленты дозатора к величине весовой загрузки). Установление этой взаимосвязи дало возможность определить временное запаздывание по каналу косвенный показатель грансостава материала на входе -содержание класса-0,071 в тонком помоле (р-0,071вых).
Для нахождения временного запаздывания по этому каналу использовались результаты рассева проб, отобранные с дискретностью 15 минут для определения тонины помола, и непрерывная запись расхода загружаемого материала и скорости движения ленты дозатора.
В результате обработки непрерывной записи расхода загружаемого материала и скорости движения ленты дозатора получены значения Q и отношения — для временных сдвигов относительно р-0,071вых. от 0 до 60 мин через каждые 2,5 минуты.
Для нахождения величины временного запаздывания по каналу р V 0,071 вых. и — по максимальному значению коэффициента парной корреляции этих переменных был выбран такой временной промежуток эксперимента, на котором производительность дозатора на входе шаровой мельницы была постоянной, а изменение гранулометрического состава материала на входе наибольшим. Исходные данные корреляционного анализа приведены в таблице 4.2.
Полученные значения коэффициентов парной корреляции J3 -0,071 вых. и — ниже, чем для ранее анализируемого участка, что объясняется наложением и других (кроме грансостава на входе) возмущающих факторов, связанных с изменением производительности дозатора входного материала, но тем не менее показали, что временное запаздывание находится в тех же пределах (15-25 мин.).
Изменение значения коэффициента парной корреляции р-0,071вых. и — для двух рассматриваемых случаев представлены на рис. 4.1.
Ранее были определены интервалы времени запаздывания по каналу грансостав материала на входе, характеризуемый косвенным показателем - содержание контролируемой фракции — 0,071 мм и интервал времени запаздывания по каналу производительность дозатора на входе шаровой мельницы — содержание фракции - 0,071 мм в тонком помоле.
В пределах интервалов времени запаздывания выбирались необходимые данные через 2,5 мин.
Производился перебор различных сочетаний времени запаздывания по каналам. Также подбирались наиболее рациональная структура математической модели по значению критерия Фишера и степени уравнения.
