Автоматизация оптико-электронного контроля процесса зажигания агломерационной шихты с использованием зонного анализа интенсивности инфракрасного излучения

• Автор: Ганичева, Оксана Георгиевна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Череповец
• Количество страниц: 158 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ И АЛГОРИТМОВ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ЗАЖИГАНИЯ АГЛОМЕРАЦИОННОЙ ШИХТЫ.

1.1 Анализ методов и алгоритмов контроля зажигания

на агломерационной машине.

1.2 Характеристика процесса зажигания шихты как объекта оптического контроля

1.3 Функциональные требования к алгоритмическому обеспечению оптикоэлектронного метода контроля зажигания

агломерационной шихты.

1.4 Выводы по разделу.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ОПТИКОЭЛЕКТРОННОГО МЕТОДА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ЗАЖИГАНИЯ АГЛОМЕРАЦИОННОЙ ШИХТЫ.

2.1 Математическая модель теплообмена в слое

агломерируемой шихты
2.2 Математическое моделирование тепловых процессов
в поверхностном слое агломерируемой шихты.
2.3 Температурное поле поверхностного слоя агломерата как критерий для формирования изображения аглоспека за зажигательным горном и контроля процесса зажигания
2.4 Управление зажиганием агломерационной шихты с использованием анализа температурного поля
поверхности спекаемого слоя.
2.5 Выводы по разделу.
3. АЛГОРИТМЫ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ЗАЖИГАНИЯ ШИХТЫ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ИЗОБРАЖЕНИЯ
ПОВЕРХНОСТИ СПЕКАЕМОГО СЛОЯ.
3.1 Исследование статистических характеристик
изображения поверхности спекаемого слоя
3.2 Алгоритм формирования управляющего воздействия
3.3 Выявление нарушений на этапе зажигания
3.4 Выводы по разделу.
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА
АЛГОРИТМИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОНТРОЛЯ
ПРОЦЕССА ЗАЖИГАНИЯ ШИХТЫ.
4.1 Описание функциональных элементов и блоков экспериментальной оптикоэлектронной установки.
4.2 Методика настройки алгоритмического обеспечения
4.3 Результаты экспериментальной проверки
4.4 Перспективы применения оптикоэлектронного метода
контроля зажигания.
4.5 Выводы по разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Список использованных источников


Засасываемый вакуум-камерами (1) в спекаемый слой воздух охлаждает образовавшийся агломерат (2) и нагретым поступает в зону плавления (3), которая имеет максимальную температуру, где собственно и происходит формирование агломерата. В высокотемпературной части зоны охлаждающегося агломерата (2) и в прилегающем к ней участке зоны плавления (3) идут в основном реакции горения: кислород воздуха расходуется на процессы догорания углерода, серы, окисления окислов железа. При дальнейшем продвижении газ нагревает лежащий ниже слой высушенной шихты, охлаждаясь сам. Это происходит в зоне интенсивного нагрева (4). В зоне интенсивного нагрева (4) и в нижней части зоны плавления (3) протекают основные химические реакции процесса агломерации: воспламенение и горение углерода топлива шихты, горение сульфидной серы, диссоциация карбонатных соединений, восстановление окислов железа шихтовых материалов. В примыкающей к зоне интенсивного нагрева (4) зоне сушки (5) происходит испарение влаги шихты и дальнейшее снижение температуры образовавшегося газа. Если температура исходной шихты ниже температуры газа, выходящего из зоны сушки (5), то в результате охлаждения газ оказывается пересыщенным парами воды и часть влаги конденсируется, осаждаясь на шихте. Этот процесс совершается в зоне конденсации (6). Остальная часть слоя является исходной шихтой (8)[]. Структура спекаемого слоя и распределение температуры по высоте слоя в произвольно выбранный момент времени представлена на рис. Рис. По мере выгорания топлива в потоке воздуха зоны 3,4,5 перемещаются книзу, сохраняя при этом небольшую высоту. При перемещении зоны 3 зоны 6 и 7 уменьшаются, а зона 2 увеличивается и к концу процесса спекания распространяется на всю высоту слоя шихты []. Высокие технико-экономические показатели на многих аглофабриках страны достигнуты в результате внедрения автоматических систем регулирования работы механизмов агломерационных машин. Информативными импульсами, как правило, являются: температура или разность температур отходящих газов в последних вакуум-камерах, температура газов перед газоочисткой, светимость спекаемого слоя над последними вакуум-камерами и ряд других факторов. В основу регулирования положено изменение скорости движения паллет в зависимости от изменения перечисленных параметров []. А так как всякое изменение скорости движения паллет сопровождается изменениями загрузки шихты на машину, происходит или переуплотнение, или недогруз шихты, изменяется количество тепла, подавае-мое зажигательным горном. Это может привести либо к переоплавлению, либо к недостаточному зажиганию шихты. Наконец, изменяется вакуумный режим агломерационной машины как следствие изменений, связанных с загрузкой и зажиганием шихты. На практике осуществить одновременное и точное изменение всех перечисленных параметров сложно. Любое изменение загрузки, увлажнения, зажигания или вакуумного режима приводит к снижению качества агломерата и производительности машины. Наилучшие результаты достигаются стабилизацией указанных параметров. Исследованиями и практикой доказано, что наиболее высокие техникоэкономические показатели получаются при стабилизации скорости движения паллет, высоты спекаемого слоя и режима зажигания. Как уже отмечалось, качество агломерата зависит от стабильной работы агломерационных машин. Остановки машин приводят к нарушению режимов увлажнения и зажигания шихты, а так же вакуумного режима спекания. Например, анализ работы доменной печи на агломерате, спеченном в повышенном слое, показывает, что ход процесса становится более ровным. Это способствует уменьшению выноса колосниковой пыли. При прочих равных условиях производительность доменной печи повышается, а относительный расход кокса снижается. Следовательно, даже при снижении производительности агломерационной машины увеличение слоя спекаемой шихты экономически целесообразно [8]. Процесс спекания шихты характеризуется определенным уровнем максимальных температур в зоне горения, зависящим в каждом случае от условий спекания и состава шихты.