Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ 8
1.1 Металлургические свойства агломерата 8
1.1.1 Общие положения. Состав агломерата 10
1.1.2 Основность 11
1.1.3 Восстановимость 14
1.1.4 Прочность 15
1.1.5 Температура размягчения и интервал размягчения 19
1.1.6 Газопроницаемость 20
1.2 Агломерационное производство 22
1.2.1 Технологический процесс агломерационного производства 22
1.2.2 Устройство и принцип работы окомкователя барабанного 26
1.2.3 Обеспечение газопроницаемости в процессе окомкования 31
1.2.4 Роль влажности в процессе спекания 33
1.3 Исследование актуальности разработки системы оптимизации управления
увлажнения шихты 39
1.4 Обзор систем регулирования влажности аглошихты 41
1.4.1 Методы измерения влажности шихты 41
1.4.2 АСУ на базе нечеткой логики 45
1.4.3 АСУ с применением нейтронных влагомеров 48
1.4.4 АСУ с применением кондуктометрических влагомеров 49
1.4.5 АСУ по расходу шихты 52
2 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 53
2.1 Разработка автоматической системы управления оптимизации увлажнения
аглошихты 53
2.1.1 Архитектура системы автоматизации 53
2.1.2 Математическая модель 56
2.1.3 Структурная схема 59
2.1.4 Принципиальная электрическая схема 61
2.2 Выбор оборудования 62
2.2.1 Выбор датчиков влажности 62
2.2.2 Выбор датчиков измерения массы шихты 65
2.2.3 Выбор расходомера жидкости 67
2.2.4 Выбор ПЛК 68
2.2.5 Выбор исполнительного механизма 69
2.3 Программное обеспечение. Алгоритм работы системы 71
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 71
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 72
Технологический процесс окускования железорудных материалов (агломерация) занимает ведущее место среди всего металлургического цикла и является заключительной операцией в комплексе мероприятий по подготовке железных к плавке. В условиях современной рыночной экономики особенно обостряется проблема ресурсосбережения, поскольку оно определяет эффективность деятельности любого предприятия и оказывает существенное влияние на себестоимость готовой продукции. Важнейшим направлением ресурсосбережения на предприятиях металлургической промышленности является повышение требований к качеству продукции. Традиционный процесс агломерации - весьма энергоемкий, таким образом, имеется значительный потенциал снижения энергопотребления, объема выбросов и издержек.
Агломерат является одним из основных составляющих доменной шихты и должен отвечать заданным целевым значениям в отношении металлургических свойств, обеспечения высокой и устойчивой производительности доменной печи, и эффективности его производства, оказывающее существенное влияние на технико-экономические показатели доменной плавки.
В условиях действующего производства, ключевым фактором, определяющим качество подготовки аглошихты к спеканию, является режим увлажнения: степень и стабильность влажности, свойства воды, способ и место ее подачи, использование добавок и др. При этом в производственных условиях корректируется только расход технической воды, определяющий уровень влажности аглошихты. Одним из перспективных направлений совершенствования окомкования железорудных материалов является повышение качества управления оптимизации технологическим процессом увлажнения шихты.
Автоматизация контроля и управления является одним из основных способов повышения производительности агрегатов, улучшения качества продукции, более рационального использования трудовых ресурсов предприятия.
В данном проекте была разработана система контроля и управления технологическим процессом на базе промышленных контроллеров Siemens SIMATIC S7-1200, с применением SCADA системы WinCC.
Объект исследования - технологический процесс увлажнения агломерационной шихты в барабанном окомкователе.
Предмет исследования - автоматическая система управления технологическим процессом (АСУ ТП) с помощью программируемого логического контроллера (ПЛК).
Цель выпускной квалификационной работы - разработать автоматическую систему оптимизации управления увлажнения аглошихты для повышения качества агломерата и производительности агломерационной машины.
Конкретными задачами исследования и разработок, решенными в выпускной работе, являются следующие:
- исследование гранулометрического состава и металлургические свойства агломерата;
- исследование технологического процесса агломерационного
производства, применяемого на аглофабрике оборудования;
- углубление знаний в области автоматизации металлургического производства;
- разработка математическую модель процесса окомкования;
- разработка структурно-функциональной организации системы оптимизации управления увлажнения аглошихты;
- разработка принципиальной электрической схемы;
- выбор оборудования автоматизации исследуемого технологического процесса в соответствии с условиями производства;
- разработка алгоритмов функционирования системы.
Не смотря на свою многовековую историю металлургия продолжает активно развиваться. Производство агломерата - один из важнейших этапов металлургического производства. Контроль качества должен осуществляться на каждой стадии агломерационного процесса, от подготовки шихты до выдачи готового продукта. Также должно уделяться внимание вопросам об охране окружающей среды и безопасности жизнедеятельности работников предприятия.
В диссертационной работе в рамках решения поставленной научнотехнической проблемы повышения оперативности и качества контроля непрерывного технологического процесса окомкования разработали систему оптимизации управления увлажнения аглошихты, подобраны технические средства, построили имитационную математическую модель.
