СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПЛАВКИ МЕДНО-НИКЕЛЕВОГО СУЛЬФИДНОГО СЫРЬЯ В ПЕЧИ ВАНЮКОВА ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ СУЛЬФИДНОЙ ШИХТЫ НА ШТЕЙН

Способ автоматического управления процессом плавки медно-никелевого сульфидного сырья в печи Ванюкова при переработке сульфидной шихты на штейн, включающий постоянный контроль параметров процесса, корректировку управляющих параметров для стабилизации содержания меди, причем в качестве параметра выбирают расход шихты, производят разбивку его диапазона на области и в зависимости от того, в какой области находится параметр, осуществляют изменение расхода шихты и технического кислорода до достижения соответствующей области, дополнительно определяют соотношение расхода технического кислорода дутья на тонну шихты, отличающийся тем, что в качестве основного параметра Qi выбирают удельный расход кислорода на тонну только металлосодержащих в шихте в м3/т, производят разбивку общего диапазона Qi на ряд областей, соответствующих нормальному течению процесса Q0 в интервале 150-250 м3/т, склонности к холодному течению процесса Q-1 в интервале 150 м3/т и ниже и склонности к горячему течению процесса Q+1 в интервале 250 м3/т и выше, дополнительно учитывают степень согласованности процесса, причем выход значений параметров процесса за границы допустимых режимов области согласованности интерпретируют как конфликт Ki и по корректировочным полиномиальным моделям ведут поиск вариантов выхода процесса в область согласованности, а в качестве конфликтов выбраны:K1 - переокисление металлосодержащих;K2 - недоокисление металлосодержащих;K3 - избыток флюсов;K4 - недостаток флюсов;K5 - горячий ход печи;K6 - холодный ход печи;K7 - невозможность прямого определения температуры расплава в реакционной зоне печи;K8 - невозможность прямого определения физического объема поступающей шихты, при этом проверяют степень согласованности величины загрузки и дутьевых режимов с заданным содержанием меди в штейне по полиномиальной модели (1):Y1=0,4383-0,0352*x1-0,1008*x2-0,0914*x3-0,0352*x4-0,0164*x5 +0,0164*x1*x2+0,0258*x1*x3+0,0539*x2*x3+0,0164*x2*x4 +0,0164*x2*x5+0,0258*x3*x4+0,0164*x3*x5-0,0164*x2*x3*x5,(1)где в кодированном виде представлены:x1=(X1-5)/5, где X1 - отклонение загрузки флюсов от заданной нормы, т/ч;х2=(Х2-6)/6, где Х2 - нормированное отклонение удельного расхода кислорода на тонну МС, б/р;x3=(Х3-5)/5, где Х3 - отклонение расчетного содержания меди в штейне от нормируемого, %;x4=(X1-0,6)/0,2, где Х4 - расчетное содержание меди в шлаке, %;x5=(Х5-1340)/40, где Х5 - температура расплава, °С;Y1 - степени согласованности, б/р,корректировку параметров процесса с визуализацией на АРМ оператора показаний основных параметров в виде графиков и/или на индикаторах по полиномиальным моделям (2)-(5):- загрузка металлосодержащих (МС)Y2=49,875+26,375*x6-4,875*х7+3,875*х8+2,625*х9-1,375*x6*х7 +2,375*x6*x8+3,625*x6*x9-1,375*х7*x8+l,125*x8*x9 -1,125*x6*x7*x9-1,125*x7*x8*x9,(2)где в кодированном виде представлены:x6=(Х6-15000)/10000, где Х6 - расход кислорода, м3/ч;x7=(Х7-2400)/1400, где Х7 - расход природного газа, м3/ч;x8=(Х8-0,05)/0,05, где X8 - доля лежалых материалов в МС, б/р;x9=(Х9-17)/8, где Х9 - перепад температуры воды на сливе 1-2 ряда кессонов, °C;Y2 - уставка скорости загрузки металлосодержащих, т/ч;- загрузка флюсовY3=9,25+5,25*х10-0,75*х12+1,25*x13-0,75*x10*x12+l,25*x10*x13 -0,5*x11*x13-0,25*x12*x13-0,5*x10*x11*x13-0,25*x10*x13*x14,(3)где в кодированном виде представлены:x10=(Х10-60)/40, где Х10 - загрузка МС, т/ч;x11=(Х11-0,125)/0,125, где Х11 - доля техногенных материалов от МС, б/р;x12=(X12-1)/1, где Х12 - отношение оборотные/лежалые материалы;х13=(Х13-200)/50, где Х13 - удельный расход кислорода, м3/т;Y3 - уставка скорости загрузки флюсов, т/ч,текущие расчетные значения содержаний меди в конечных продуктах плавки определяют по полиномиальным моделям:- содержание меди в штейнеY4=57,820+5,391*x13+0,875*x14+0,820*x15-0,273*x16-0,547*х7 +0,547*х11-0,383*х13*x7-0,164*x13*x11-0,164*x14*x7-0,164*x14*x11 -0,164*x15*x16-0,219*x15*x11-0,766*x16*x7+0,273*x13*x14*x16 +0,711*x13*x16*x7+0,164*x13*x16*х11-0,164*x14*x15*x11 -0,164*x14*x16*x11-0,219*x15*x16*x11,(4)где в кодированном виде представлены:х13=(Х13-200)/50, где Х13 - удельный расход кислорода, м3/т;х14=(Х14-0,125)/0,125, где Х14 - доля богатых оборотных материалов от МС, б/р;x15=(Х15-1340)/40, где Х15 - температура расплава, °C;x16=(X16-60)/5, где X16 - содержание кислорода в КВС, %;x7=(Х7-2400)/1400, где Х7 - расход природного газа, м3/ч;х11=(Х11-0,125)/0,125, где Х11 - доля техногенных материалов от МС, б/р;Y4 - содержание меди в штейне, %;- содержание меди в шлакеY5=0,7088+0,0056*х10-0,0619*х17-0,0225*x18-0,0169*х13+0,0225*х14 +0,0056*x10*x18-0,0338*x10*x13+0,0056*x17*x18+0,0056*x18*x13 -0,0113*x10*x17*x18-0,0169*x10*x17*x13+0,01*x17*x18*x13,(5)где в кодированном виде представлены:х10=(Х10-60)/40, где Х10 - загрузка МС, т/ч;х17=(X17-28)/4, где Х17 - содержание диоксида кремния в шлаке, %;x18=(X18-0,6)/0,3, где X18 - загрузка, б/р;х13=(Х13-200)/50, где Х13 - удельный расход кислорода, м3/т;x14=(X14-0,125)/0,125, где Х14 - доля богатых оборотных материалов от МС, б/р,Y5 - содержание меди в шлаке, %,- содержание диоксида кремния в шлакеY6=27,44+1,31*x21+0,63*х22-0,19*х23-1,0*х24-1,06*х25 +0,19*x21*х23-0,25*x21*х24+0,13*х22*х23+0,13*х22*Х5 +0,25*х23*х24+0,19*х23*х25+0,38*x24*x25-0,19*x21*x23*x25(6)x21=(X21-9)/3, где X21 - загрузка флюсов, измеренная или рассчитанная по (3), т/ч;х22=(Х22-5)/5, где Х22 - загрузка руды, т/ч;х23=(Х23-3)/3, где Х23 - загрузка лежалых материалов, измеренная или рассчитанная как 0,05*Y2, т/ч;х24=(р-1)/1, где р - количество залитых ковшей конвертерного шлака;х25=(Х25-60)/5, где Х25 - содержание кислорода в КВС, %;Y6 - содержание диоксида кремния в шлаке, %,и при сочетаниях Qi∈Q0 и уровне согласованности выше или равному регламентируемому 0,45 процесс продолжают в основном режиме, а при ниже регламентируемого - идентифицируют конфликт и корректируют изменением составляющих загружаемой шихты путем изменения входных переменных до достижения уровня согласованности по (1) не ниже 0,45 при требуемом уровне содержания меди в штейне, и при расхождении расчетного содержания меди в штейне от заданного на величину 1-1,5% пересчитывают величины управляющих воздействий по (2) и (3) до достижения заданного диапазона по меди в штейне по полиномиальной модели (4) с отслеживанием расчетных значений меди в шлаке по полиномиальной модели (5) ниже критического 0,8;при Qi∈Q+1 идентифицируют конфликт K1, и/или K4, и/или K5,при Qi∈Q-1 идентифицируют конфликт K2, и/или K3, и/или K6,анализируют разрешения конфликтов по (1)-(6) и по результатам корректируют процесс изменением составляющих загружаемой шихты путем изменения значений входных переменных до достижения области Q0;при возникновении конфликта K7 значение температуры расплава в реакционной зоне печи аппроксимируют полиномиальной моделью (7)Y7=1322,47+2,84*Х1+13,59*Х2-5,91*Х3+7,34*Х4 +5,09*Х1*Х2+5,09*Х1*Х4-1,91*Х3*Х4-1,97*Х3*Х5 +1,97*Х1*Х2*Х3-1,91*Х1*Х2*Х4,(7)где в кодированном виде представлены:х10=(Х10-60)/40, где Х10 - загрузка МС, т/ч;x13=(X13-200)/50, где Х13 - удельный расход кислорода, м3/т;x19=(X19-0,15)/0,15, где Х19 - доля инертных, б/р;Х7=(Х7-2400)/1400, где Х7 - расход природного газа, м3/ч;х20=(Х20-10)/10, где Х20 - влажность шихты, %;Y7 - температура расплава в реакционной зоне, °С,при возникновении конфликта K8физический объем поступающей шихты на плавку рассчитывают с учетом его влажности для каждого питателя отдельно по формуле (8) с последующим суммированием по всем питателямF=γVS,(8)где γ - объемный вес продукта, т/м3;V=36 Vmax, м/ч;Vmax=ω*r - максимальная скорость движения ленты питателя, м/с;ω=πn/30 - угловая скорость вращения барабана, с-1;r - радиус барабана, мм;n - число оборотов барабана;S - площадь сечения призмы шихтового материала на ленте питателя, м2;36 - коэффициент перевода размерности скорости из м/с в м/ч.