Шаповаленко В.В., Иванов В.И., Моисейко Ю.В., Болюк С.В.

Запорожская государственная инженерная академия

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ загрузкИ приемных бункеров агломерационных машин

В агломерационных цехах металлургических заводов железорудный материал из шихтового отделения при помощи конвейеров поступает на участок приемных бункеров спекательного отделения. Далее данный материал в определенной последовательности загружают в приемные бункера и с использованием питателей перемещают в окомкователи.

Основной задачей процесса загрузки приемных бункеров служит непрерывное обеспечение потребителей железорудным материалом. Прекращение подачи данного материала в окомкователи сопровождается нарушением последующего технологического процесса, а переполнение рабочего объема приемных бункеров приводит к аварийной остановке всего технологического процесса.

В процессе загрузки и разгрузки приемных бункеров наблюдается сегрегация материала по крупности, его усреднение и уплотнение, что, в свою очередь, оказывает воздействие на колебания параметров потока железорудного материала, выходящего из данных бункеров, а, следовательно, и качество материала на последующих переделах окомкования и спекания.

Процесс загрузки приемных бункеров можно рассматривать как управление количеством железорудного материала для его последующей обработки, что позволит исследовать его закономерности с использованием моделирования на ЭВМ.

Для качественного управления данным процессом необходимо наличие постоянной информации о степени заполнения приемных бункеров, которую контролируют визуально (обслуживающим персоналом) или автоматически (при помощи сигнализаторов и измерителей уровня). Однако данную информацию сложно анализировать из-за отсутствия общепринятых критериев, позволяющих выполнять объективное ее сопоставление.

В связи с этим возникает необходимость разработки рационального алгоритма, позволяющего определять очередность и продолжительность загрузки каждого бункера.

Известно, что основным показателем процесса загрузки работающих приемных бункеров служит суммарное количество в них железорудного материала, которое определяет среднее арифметическое значение его уровня в данных бункерах. При наличии динамического равновесия между приходом и суммарным расходом железорудного материала на данном участке в процессе загрузки происходит перераспределение суммарного количества данного материала между отдельными бункерами.

Среднее арифметическое значение уровня материала является удобной характеристикой процесса загрузки бункеров, так как может приближаться как к максимальному, так и минимальному значениям. В данных случаях имеет место влияние ограничивающих факторов: недопустимо переполнение бункера или его полное опорожнение.

В реальных условиях производства, как правило, невозможно осуществить подачу потока железорудного материала непосредственно в избранный бункер и при управлении процессом загрузки необходимо учитывать длительность транспортировки материала от места его подачи на участок загрузки до искомого бункера.

При реализации задачи поддержания одинаковой степени заполнения всех работающих бункеров железорудным материалом алгоритм управления загрузкой данного участка предусматривает, что в бункере с наибольшей степенью заполнения его рабочего объема уровень материала является заданной величиной (Н_max = H_з), а затем осуществляют загрузку материала в каждый из работающих бункеров до обеспечения уровня материала Н = Н_з. В итоге, через некоторый промежуток времени все работающие бункера будут иметь одинаковую степень заполнения железорудным материалом. Следовательно, при правильном выборе алгоритма управления загрузкой участка приемных бункеров практически все время, за исключением малых промежутков, его работа будет характеризоваться процессом стабилизации уровня заполнения работающих бункеров железорудным материалом, то есть приближением к указанному состоянию. Следовательно, процесс распределения железорудного материала по работающим бункерам является как стабилизирующим, так и дестабилизирующим относительно уровня материала в данных бункерах.

При моделировании процесса загрузки бункеров установлено, что начальное распределение суммарного количества железорудного материала по отдельным бункерам не оказывает влияния на количество загрузок на данном участке из-за постоянного изменения степени заполнения бункеров. В то же время количество загрузок материала определяется средним арифметическим значением уровня данного материала в работающих бункерах. Минимальному количеству загрузок железорудного материала соответствует определенная величина среднего арифметического значения уровня данного материала или определенный диапазон его изменения.

Исследования колебаний гранулометрического состава шихты на выходе из приемного бункера позволяют утверждать, что материал, поступающий из бункера в окомкователь, характеризуется низкочастотными колебаниями по гранулометрическому составу с достаточно узким спектром частот. В то же время период колебаний гранулометрического состава шихты в несколько раз превышает постоянную времени смесителя и, как следствие, его фильтрующее действие недостаточно. Относительно простым способом снижения влияния возмущений, вносимых приемным бункером в гранулометрический состав шихты, является повышение их частоты путем уменьшения времени загрузки каждого бункера.