книги из ГПНТБ / Экономико-математические методы в решении задач доменного производства
..pdfВ штабели концентратов дополнительно вводится ко лошниковая пыль в количестве 1,5—3,5 тыс. т и известь, полученная на машинах ОПР, в количестве 2—3 тыс. г, в зависимости от размера штабеля и длительности его формирования. Концентрат составляет 90—95% общего веса штабеля, а 5—10% — известь и колошниковая пыль.
Т а б л и ц а |
|
2. |
Состав |
и вес |
штабелей |
из концентратов |
||||||
Дата |
|
Вес |
|
|
Содержание, |
% |
|
Доля |
||||
формиро |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
штабеля, |
|
|
|
|
|
|
участия, |
|||||
вания |
Fe |
|
|
Н.,0 |
jcaOJ А1а Оа |
|||||||
|
|
т |
|
Н/О |
% |
|||||||
штабеля |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Штабели |
3 6 - 45 |
тыс. т |
|
|
||
20/IV—24/IV |
|
37 |
653 |
|
59,2 |
|
9,7 |
9,6 |
4,3 |
1,1 |
100 |
|
24/IX—2/Х |
|
37 |
|
359 |
|
58,1 |
|
8,8 |
9,9 |
4,8 |
0,9 |
100 |
|
|
|
|
|
|
Штабелп |
4 5 - 55 |
тыс. |
т |
|
|
|
4/III—11/Ш |
|
50 374 |
|
59,2 |
|
10,3 |
9,3 |
3,5 |
0,84 |
100 |
||
7/IV—13/IV |
|
46 |
|
285 |
|
58,6 |
|
9,6 |
9,8 |
4,9 |
0,85 |
100 |
12/V— 18/V |
|
54 |
872 |
|
59,2 |
|
9,5 |
9,3 |
4,5 |
0,84 |
100 |
|
19/V—25/V |
|
53 |
|
334 |
|
59,3 |
|
10,0 |
9,3 |
4,1 |
0,86 |
100 |
I/IX—6/IX |
|
49 |
901 |
|
59,3 |
|
10,0 |
9,8 |
4,0 |
0,80 |
100 |
|
16/1Х—23/IX |
|
55 |
|
158 |
|
59,2 |
|
9,2 |
9,8 |
4,2 |
0,90 |
100 |
|
|
|
|
|
|
Штабелп |
55— 65 |
тыс. |
т |
|
|
|
5/V— 11/V |
|
57 |
|
053 |
|
59,1 |
|
9,9 |
9,5 |
4,2 |
0,84 |
100 |
13/VI—20/VI |
|
57 |
573 |
|
59,1 |
|
9,4 |
9,7 |
4,7 |
0,84 |
100 |
|
20/IV—26/1V |
|
60 |
|
505 |
|
59,8 |
|
9.4 |
9,5 |
4,9 |
0,84 |
100 |
25/VIII— 1 /IX |
65 |
547 |
|
58.3 |
|
10,6 |
9,1 |
4,7 |
0,84 |
100 |
||
7/IX—15/IX |
|
59 |
627 |
|
58,6 |
|
9.0 |
10,4 |
4,6 |
0,90 |
100 |
В опытный период с использованием результатов ме ханизированного обсчета формировались штабели весом от 35 до 65 тЬіс. г (табл. 2), что позволило использовать возможность влияния новой системы обсчета штабелей на качество их подготовки при различных объемах.
Из таблицы видно, что в штабелях весом 35—45 тыс. т колебания в содержании железа и нерастворимого остат ка небольшие. Следует отметить, что для такого объема штабелей пет возможности получить большой набор со поставимых экспериментальных данных, в связи с чем данные таблицы нужно рассматривать как пробные ре зультаты.
При формировании штабелей весом от 45 до 55 тыс. г представилась возможность более четко установить ди-
иамику колебания содержания железа и других компо нентов. Колебание содержания железа в таких штабелях уменьшается в среднем на 0,2%- Если при формировании штабеля по данным механизированного учета колебание содержания железа составляло 0,05%, то в период, пред шествовавший опыту, эти колебания достигали 0,6%.. Ко лебания содержания нерастворимого остатка соответст венно составили 0,35 и 0,5%. Содержание глинозема из менилось незначительно. При практически одинаковом количестве извести в штабеле содержание СаО измени-, лось также незначительно.
В штабелях весом от 55 до 65 тыс. г по сравнению с предшествующими диапазон колебания содержания же леза несколько сократился . Отмечено и более устойчивое изменение содержания нерастворимого остатка. На из менение содержания извести, глинозема и влаги приня тая система контроля и учета состава и веса материала, практически влияния не оказывает.
Опытные данные подтвердили, что с увеличением ве са штабеля несколько стабилизируется его состав.
Штабели из руд Кривого Рога
Исследованию подвергались аглоруды шахт им. Ки рова, Северной и Артема. Эти аглоруды обычно форми руют в отдельные штабели. Дополнительно в штабели руды иногда дается известь (она прибывает с рудой для профилактики от смерзания в зимний период) в количе стве от 1,5 до 2%. В большинстве же случаев формиро вание штабелей ведется без добавок извести.
Было изучено влияние веса штабелей различного объ ема на характер усреднения руд при формировании шта белей, а также влияние точности учета и контроля со става и веса штабелей на качество усреднения. Послед нее представилось возможным проследить только при складировании штабелей весом от 25 до 35 тыс. г. При этом было отмечено уменьшение диапазонов колебания железа и нерастворимого остатка в штабелях, сформи рованных в период обсчета их на машиносчетной стан ции. Прослежена закономерность изменения качества по казателей составляющих штабеля в зависимости от веса штабелей в диапазоне от 45 до 55 тыс. т. Для штабелей
весом от 45 до 55 тыс. г диапазон колебания железа со ставлял ±0,32%, а нерастворимого остатка ±0,5%.
С увеличением веса штабелей до 65 тыс. т содержание железа в штабелях без участия извести составило ± 0 , 3 % . Штабели, в которые давалась профилактическая известь, имеют более широкий диапазон колебаний вследствие уменьшения общего содержания железа с разубоживанием известью.
Последующее увеличение веса штабелей также спо собствует, но уже незначительно, сокращению диапазо нов колебания содержания железа и нерастворимого ос татка.
Штабели из аглоруд КМА
Штабели руд КМА формировались |
весом от 25 до |
50 тыс. т. В подавляющем большинстве |
они были сфор |
мированы из руд Михайловского месторождения. В до вольно редких случаях штабели весом от 40 до 50 тыс. г формировались с участием до 1% извести в штабеле от общего веса.
В штабелях весом от 25 до 35 тыс. г среднее содержа ние железа в опытный период составляло 57,15%, при этом колебания достигали практически +0,9%. Содержа ние нерастворимого остатка изменялось в диапазоне от 10,3 до 12,8%. Несущественные колебания содержания глинозема в штабеле объяснялись незначительным содер жанием его в руде.
При формировании штабелей весом от 40 до 50 тыс. т в опытном периоде колебание содержания железа по шта
белям |
составляло |
± 0 , 2 % против +0,45% в доопытиый, |
то есть |
на 0,25% |
выше. В штабелях весом от 25 до |
50 тыс. т были также незначительные колебания в содер
жании |
железа. |
|
При |
добавке 1% извести |
в штабеле весом от 40 до |
50 тыс. г содержание железа |
в среднем уменьшается бо |
лее чем на 1 %, но остается достаточно устойчивым. То же самое наблюдается и в изменении содержания нераство римого остатка, глинозема и извести в штабелях.
Таким образом, оказалось, что с применением новой системы учета веса и состава штабелей диапазоны коле бания содержания в них железа и других составляющих несколько сократились.
3. Расчет аглошихты на ЭВМ «Промінь»
Поступающие на Коммунарский металлургический завод руды и концентраты складируются на рудном дво ре в штабели, которые, как указывалось выше, подверга ются предварительному обсчету на МСС завода. Еще до окончания формирования штабеля известны основные его параметры: вес, состав, кусковатость и другие. Эти сведения МСС каждые сутки передает в ЦЛВТ для ус тановления непрерывного контроля и расчета агломера ционной шихты на себестоимость не только по окончании формирования штабелей, но и в процессе их формирова
ния. Для |
расчета |
агломерационных |
шихт ЦЛВТ |
получа |
ет также необходимые дополнительные сведения |
из ОТК |
|||
доменного |
цеха |
и агломерационной |
исследовательской |
|
лаборатории. |
|
|
|
Схема потоков данных, необходимых для расчета сос тава и веса штабелей при формировании на рудном дво ре, следующая:
Проектирование основных элементов аглошихты
В основу проектирования расчета аглошихты на ЭВМ «Промінь» по данным ОТК доменного цеха, агломераци онной исследовательской лаборатории и МСС были при няты упрощенные методы расчета, позволяющие опреде лить расход основных компонентов на производство аг ломерата и его состав.
Порядок расчета
а) определение средневзвешенных компонентов ших ты производится по формуле
А-а + В-ЪЛ- |
C-c + D-d |
|
|
A+B + |
C + D |
' |
( 1 ) |
где А, В, С, D — весовое содержание компонентов в штабеле;
а, Ь, с, d — процентное содержание соответствую щих компонентов в штабеле.
Таких средневзвешенных компонентов в шихте со держится 10 (шифр индексов приведен в табл. 3 и 4);
б) ввод данных в память машины. Средневзвешенные
Т а б л и ц а 3. Вводные данные на ЭВМ «Промінь» к задаче «Расчет шихты для аглофабрики» (расчет ведется на 100 кг агломерата)
Значение индекса
к
S
ЦИ реї І о ЗМ
си
Значение индекса
1 го OJ =
3 |
Зола коксовой |
мелочи |
°о |
П |
Расход колошниковой ныли |
к г |
|||||||
К |
Расход |
коксовой |
мелочи |
кг |
|
Содержание в |
колошни- |
|
|||||
|
В смеси руды |
и |
концентрата в п |
ковоіі |
ныли |
|
% |
||||||
|
|
|
Fe 2 0 3 |
||||||||||
в х . |
|
|
|
|
Fe.,0., |
% е„ |
и |
|
S i 0 3 |
„ |
|||
е х |
|
|
|
|
|
SiO., „ |
Ж 1 |
|
СаО „ |
||||
Ж ч ' |
|
|
|
|
С а б „ |
Ж-„ |
|
MgO . |
|||||
>К\ |
|
|
|
|
MgO „ |
И п |
|
|
А 1 3 0 , „ |
||||
И х |
|
|
|
|
|
AloOi „ |
Гх |
|
|
FeO |
„ |
||
ГЧ |
|
|
|
|
|
FeO „ q-'п |
|
Mn.,0., |
„ |
||||
q'x |
|
|
|
|
|
МпО., „ |
Ж„ |
|
CaO+MgO |
„ |
|||
Ж \ |
|
|
|
|
CaO + MgO . |
q,i |
|
|
MnO „ |
||||
q x |
|
|
|
|
|
MnO „ |
|
В золе |
коксовой |
мелочи |
|
||
Л х |
Потери |
при |
нрокалнвашш |
|
|
в 3 |
|
|
FeoO., |
% |
|||
|
Содержание |
в |
известняке |
|
|
е, |
|
|
SlOi, „ |
||||
в г |
|
|
|
|
|
Ре-,03 |
96 Ж-,1 |
|
СаО' . |
||||
ez |
|
|
|
|
|
SiOo , Жз'-' |
|
MgO |
„ |
||||
Ж ' г |
|
|
|
|
С а б „ 1 '3 |
|
|
А 1 , 0 3 |
„ |
||||
Ж 2 |
2 |
|
|
|
|
MgO „ |
|
|
|
M n 3 0 4 |
„ |
||
И 2 |
|
|
|
|
|
А1„03 |
„ Жз |
|
CaO+MgO „ |
||||
>KZ |
|
|
|
|
CaO--MgO |
. Чз |
|
|
MnO „ |
||||
(|z |
|
при |
|
|
|
MnO „ |
Содержание FeO |
|
|
||||
Лг Потери |
прокаливании |
из |
|
|
|
|
|
||||||
|
вестняка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
4. |
Карточка вводных |
данных |
в ЭВМ «Промінь» к |
|
|||||||
|
|
задаче |
«Расчет |
шихты для аглофабрики» |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
Данные |
При |
|
|
|
|
||
|
|
Индекс |
|
меча |
А д Р £ с |
Индекс |
Данные |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ние |
ячейки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
08 |
3 |
|
|
13,5 |
|
|
|
28 |
Жп1 |
9,2 |
|
|
|
09 |
К |
|
|
8,1 |
|
|
|
29 |
|
2,0 |
|
|
|
10 |
п |
|
|
3,1 |
|
|
|
30 |
|
1,9 |
|
|
|
11 |
в х |
|
|
67,1 |
|
|
|
31 |
л х |
1,8 |
|
|
|
12 |
е х |
|
|
10,6 |
|
|
|
32 |
г х |
14,0 |
|
|
|
13 |
Ж х |
' |
|
2,0 |
|
|
|
33 |
qx1 |
0 |
|
|
|
14 |
|
ж х |
= |
|
0,5 |
|
|
|
34 |
Ж х |
2,5 |
|
|
15 |
Их |
|
|
1,1 |
|
|
|
35 |
Чх |
0.52 |
|
|
|
16 |
в 2 |
|
|
0 |
|
|
|
36 |
Л г |
43,5 |
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. 4 |
||
Адрес |
|
|
При |
Адрес |
Индекс |
Данные |
|
Індекс |
Данные |
ме |
|||||
ячейки |
ячейки |
||||||
|
чание |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
17 |
ez |
1,2 |
|
37 |
<\z |
53,7 |
|
18 |
>K'z |
48,1 |
|
38 |
0 |
||
19 |
|
5,6 |
|
39 |
|
|
|
20 |
и , |
0.3 |
|
40 |
Г П |
18,8 |
|
21 |
в 3 |
28,7 |
|
41 |
Чп'-' |
!,9 |
|
22 |
е 3 |
39,1 |
|
4 2 |
ж „ |
11,2 |
|
23 |
Жз' |
3,8 |
|
43 |
Он |
0 |
|
24 |
|
1,6 |
|
44 |
ж 3 |
0,32 |
|
25 |
Из |
25,1 |
|
45 |
5,4 |
||
26 |
Вп |
39,2 |
|
46 |
Чз |
0 |
|
27 |
е п |
10,0 |
|
47 |
Р |
• 1,36 |
|
|
|
|
|
70 |
ГА |
12,3 |
|
|
|
|
|
|
|
||
составляющие |
(из табл. 4) записывают в соответствую |
||||||
щие ячейки памяти машины; |
|
|
|
||||
в) |
ввиду того, что ЭВМ «Промінь» имеет |
100 команд, |
|||||
а для решения |
задачи |
требуется 160 команд, расчет аг |
ломерата состоит из двух частей. После остановки ма шины в конце первой части расчета в программную мат
рицу машины вставляют перфокарты второй |
части; |
|||||
г) |
по окончании вычисления второй части следует пе |
|||||
чать результатов по форме |
(табл. 5) и остановка. |
|||||
|
Т а б л и ц а |
5. Состав шихты и агломерата |
|
|||
Индекс |
Составляющие |
Единица |
Количество |
|||
измерения |
||||||
|
|
|
|
|
||
X |
Расход |
смеси |
руды |
и |
|
|
г |
концентрата |
|
кг |
878,69 |
||
Расход |
известняка |
« |
212,54 |
|||
|
Содержание в агломерате |
|
||||
ВА |
Fe 3 0 3 |
|
|
кг |
611,39 |
|
СА |
SiO, |
|
|
« |
103,07 |
|
Ж ' А |
С а б |
|
|
« |
123,07 |
|
MgO |
|
|
« |
17,09 |
||
>1<2Л |
|
|
||||
« А |
A l 3 0 , |
|
|
« |
13,64 |
|
ЧА |
МпО |
|
|
« |
0,52 |
г л |
FeO |
« |
123,0 |
|
|
Продолжение табл. 5 |
||
Индекс |
Составляющие |
Единица |
Количество |
|
измерения |
||||
|
|
|
||
a |
Fe |
кг |
523,66 |
|
б |
Мп |
« |
0,403 |
|
|
Содержание в агломерате |
|
|
|
В Л |
Fe.,03 |
% |
61,64 |
|
Е А |
SiO, |
« |
10,39 |
|
Ж ' А |
CaO |
« |
12,41 |
|
Ж\ |
MgO |
« |
1,72 |
|
И А |
А І , 0 3 |
« |
1,38 |
|
ЧА |
MnO |
« |
0,05 |
|
FeO |
|
12,40 |
||
Г Л |
|
Расчетный состав шихты по форме табл. 5, выпускае мой к 14—00 час, направляется по кольцевой почте на аглофабрику и в доменный цех;
д) элементы расчета |
шихты на ЭВМ: |
|
|||
Х-—расход смеси руды и концентрата |
на 100 кг агломе |
||||
рата (или же каждого |
в отдельности); |
||||
П — расход колошниковой |
пыли; |
|
|
||
А — количество агломерата |
(100 кг); |
|
|
||
К — расход коксовой мелочи на 100 кг |
агломерата; |
||||
3 — зола коксовой мелочи, %; |
|
|
|||
И — расход известняка |
на |
100 кг агломерата. |
|||
Содержание химических компонентов в шихте обозна |
|||||
чаем: |
|
|
|
|
|
Fe |
— |
а |
М п 3 0 + |
— д 2 |
|
Мп |
— |
б |
SiOa |
— |
е |
Fe 3 0 3 |
— |
в |
СаО |
- |
Ж 1 |
FeO |
- |
г |
MgO |
— |
Ж 2 |
МпО |
— |
д |
А1.,03 |
- |
и |
МпО., |
— |
д 1 |
Потери |
|
|
|
|
|
при про |
|
|
|
|
|
калива |
|
|
|
|
|
нии |
— |
л |
СаО -г MgO _ р S i 0 3
Расходные коэффициенты определяются из системы уравнений с двумя неизвестными. Первое уравнение:
0,001 [ ( 1 0 0 - ЛХ )Х + ( 1 0 0 - Л ) ] + 3 - К - 100 ~=
= у^-^Гц —0.01 Гх -Х —0,01 |
Г п - П — 0,01 -0,184 • Д ' х - Х |
+ |
+ 0,0! .о,о7 ^ д . „ + |
т - т - л ; - з . к у |
( 2 ) |
Это уравнение соответствует разности между твердым остатком и количеством годного агломерата, которая ба лансируется с потерями кислорода в процессе агломе рации (Мп 3 0 4 — МпО или М п 0 2 — МпО или Fe2 03 — FeO и т. д.).
Второе уравнение составляется по заданной основнос ти агломерата:
Ж Х - Х + Ж П - П + 0 , 0 1 К . З - Ь Ж |
= Р(Х Х +П П +0,013К 3 4 -- • •)• |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3) |
Химический состав агломерата определяется по коли |
|||||||||
честву компонентов |
в шихте |
|
и расходу материалов |
на |
|||||
100 кг |
агломерата. |
|
|
|
|
|
|
||
„ |
„ |
В х - Х + В |
+ |
В в - П + В3 -0,01-3-К |
|
||||
Например: Е8 = |
|
|
• |
— |
— |
|
|
||
|
или |
„ |
= |
Г х - Х + |
Г п - П |
. |
... |
||
|
Er |
|
|
|
|
(4) |
Так как при получении агломерата часть FeO может превратиться в Fe2 03 и наоборот, то изменение FeO оп ределяется из равенства
г |
F — г — Гх • X + Г п • П |
._. |
||
' а |
п г — 1 а - |
• |
(.0) |
На единицу FeO приходится 1,1112 единиц Fe203, по этому изменение Fe2 03 составит: 1,1112.Га—0,01 (Гх .Х + + Г П . П) .
Количество Fe2 03 определяется зависимостью
В, = 0,01(ВХ -Х + В |
+ В„-П + |
В,-0013.К) — 1 , Ш 2 Г , |
- |
- 0 , 0 |
1 ( Г У Х + |
ГП -П). |
(6) |
Поскольку из каждой единицы МпОо и МпС\ образу ется 0,8462 и 0,9301 единицы МпО, то количество МнО в агломерате составит
|
Д а |
= Д х + Д п + Д 3 . |
|
(7) |
Остальные |
составляющие агломерата |
определяются |
||
из следующих |
выражений: |
|
|
|
Ех -Х + |
Е + Еп -П-+г0,01-Е3 -Зк |
|
f R . |
|
Е а = |
|
т |
, |
(8) |
Ж . = |
|
ш |
|
|
, |
||
Ж - а = |
Ж 2 |
Х • X + Ж 2 |
+ Ж2 „ - П + 0,01 Ж-'з • з„ |
||||
|
|
|
т |
- |
|
, |
|
|
,, |
И х - Х + |
И + |
И„-П + 0,01Из-Зк |
|||
|
и |
- |
= — |
|
гоо |
|
• |
Состав |
агломерата, |
%: |
|
|
|
||
а = ва + га + Д7+Е7+ жа '+ жа |
2 |
+ иа и т - д " |
а содержание железа и марганца в агломерате:
а= 0,7-Ва + 0,778-Га ;
б= 0,774-<7.
(9)
(10)n m
,ш
Постоянные величины в уравнениях определяются хи мическим составом шихтовых материалов и их расходом. С изменением химического состава шихтовых материа лов постоянные величины пересчитываются.
Непрерывный оперативный расчет шихты на Коммунарском заводе выполняется по описанной методике с де кабря 1966 г.
В процессе работы пришлось внести ряд уточнений, которых потребовали совершенствования и дополнения к расчету, а также к программе расчета шихты. После этого стало возможным расчетным путем определить полный состав агломерата и отдельные его составляю щие, а также рассчитать шихту на агломерацию с учетом расхода материалов и себестоимости;
е) измененный расчет |
агломерационной |
шихты для |
перевода на ЭВМ. Расчет |
ведется на 100 кг |
агломерата. |
Для расчета железорудной |
смеси в табл. 6 приведен хи |
|
мический состав руд КМА, Кривого Рога, |
концентрата |
ЦГОК и других материалов, спекаемых на аглофабрике Коммунарского металлургического завода.
Состав смеси руд и концентратов определяется иЗ сле дующих уравнений, составленных по Fe, S1O2 и СаО:
0,01 (55,4х + 57у + 61,9z) = 59,5
0,01 (9,8* + \2,2у + 9,7г) = 10,5 0,01(1,15*+1,15у + 1,16г) = 1,16
где х, у, z — соответственно расход руды КМА, Кри вого Рога и концентрата ЦГОК, кг;
55,4... 59,5 — содержание Fe в рудах, |
концентратах |
и смеси, %; |
|
9,8... 10,5—то же Si02 ; . |
• |
1,15... 1,16—то же СаО. |
|
Решая систему трех уравнений с тремя неизвестными, находим состав железорудной смеси, кг:
руды КМА |
9,7 |
криворожской руды |
32,5 |
концентрата ЦГОК |
57,5 |
Всего |
99/7 |
Для расчета расхода известняка (обычного и доло митного) находим количество БіОг, вносимого железо рудными составляющими, колошниковой пылью и золой топлива.
Расход колошниковой пыли —2,5 кг, топлива —8,2 кг на 100 кг и золы кокса —14% от общего его расхода при няты по опытным заводским данным.
Названные материалы вносят:
Si02 = 0,01(9,7-9,8 + 32,5-12,2 + 57,5-9,7+ 10,32-2,5 + + 8,2-0,14-38,0) = 11,20 кг;
СаО =0,01(9,7-1,15+ 32,5-1,15+ 57,5-1,16+ 2,5-1,15+ + 1,15-3,3) = 1,48 кг\