Реферат: Методи автоматичного контролю та оптимізації технологічних комплексів мокрої магнітної сепарації залізних руд

розробка методу автоматичного контролю технічного стану магнітного сепаратора;

наукове обґрунтування методу автоматичного контролю та управління фронтом магнітного збагачення (або кількістю паралельно працюючих сепараторів) за сигналами активної потужності електродвигунів сепараторів;

розробка і наукове обґрунтування методів автоматичного контролю оптимальних технологічних режимів роботи комплексів магнітної сепарації з перечищенням проміжного продукту збагачення, з перечищенням хвостів, а також з паралельно працюючими магнітними сепараторами.

Об’єктом дослідження є процес мокрої магнітної сепарації залізних руд.

Предметом дослідження є методи автоматичного контролю й оптимізації технологічних комплексів мокрої магнітної сепарації залізних руд.

Методи дослідження. У процесі виконання роботи застосовувалися наступні методи досліджень: аналіз і узагальнення науково-технічної інформації передових досягнень науки та виробництва - для постановки мети і задач дослідження; спектральний аналіз - для дослідження сигналів активної потужності приводних електродвигунів барабанів магнітних сепараторів з метою обґрунтування методів автоматичного контролю технологічних комплексів магнітного збагачення; методи математичної статистики, кореляційного і регресійного аналізу - для експериментального визначення статичних характеристик магнітних сепараторів; методи теорії автоматичного управління - для розрахунку параметрів настроювання та дослідження систем автоматичної оптимізації технологічних комплексів магнітного збагачення залізних руд.

Математичні розрахунки виконувались на персональному комп’ютері з використанням програми Microsoft Excell.

Наукові положення.

1. Використання відносного зсуву двох статичних характеристик залежності активної потужності, споживаної електродвигунами двох паралельно працюючих магнітних сепараторів, від густини зливу пульпи класифікатора забезпечує реалізацію диференціальної системи екстремального регулювання процесами механічної класифікації та магнітної сепарації, що, на відміну від використання статичної характеристики одного сепаратора, забезпечує роботу системи без пошукових коливань і підвищення якості екстремального регулювання та кількості витягнутого магнітного продукту.

2. Непрямою характеристикою технологічних частот коливань масової частини заліза у збагачуваній руді є різниця двох множин технологічних частот коливань спектральних щільностей центрованих випадкових процесів зміни у часі сигналів активної потужності приводних двигунів магнітного сепаратора й спірального класифікатора, працюючих у першій стадії збагачення, що, на відміну від контролю технологічних частот спектральної щільності сигналу активної потужності тільки магнітного сепаратора, забезпечує автоматичний контроль ефективності усереднення руди за масовою частиною заліза.

3. Перевищення активної потужності, споживаної електродвигуном барабана магнітного сепаратора, технологічно припустимого рівня вказує на розгерметизацію барабана сепаратора, що, на відміну від контролю стану сепаратора під час його ремонту, забезпечує автоматичний контроль за станом сепаратора як елемента системи екстремального регулювання процесами механічної класифікації та магнітної сепарації.

Новизна отриманих результатів:

уперше визначено, що критерієм оптимізації роботи технологічного комплексу з паралельно працюючими магнітними сепараторами є різниця сигналів активної потужності приводних електродвигунів двох магнітних сепараторів з різною густиною пульпи, що, на відміну від загальновизнаного методу використання сигналу одного сепаратора, забезпечує підвищення якості автоматичної оптимізації технологічного комплексу за витягнутим магнітним продуктом;

одержали подальший розвиток дослідження формування спектральних щільностей сигналів активної потужності електродвигунів механічних спіральних класифікаторів та магнітних сепараторів. Установлено, що максимуми спектральної щільності центрованих випадкових процесів технологічних коливань масової частини заліза та крупності і твердості в збагачуваній руді відповідають максимумам спектральної щільності центрованих випадкових процесів технологічних коливань сигналу активної потужності приводного електродвигуна магнітного сепаратора, що забезпечує використання цієї нової закономірності при автоматичному непрямому контролі результатів усереднення руди за масовою частиною заліза;

установлено, що максимум спектральної щільності центрованих випадкових процесів коливань крупності і твердості збагачуваної руди та максимум спектральної щільності центрованих випадкових процесів технологічних коливань сигналу активної потужності приводного двигуна спірального класифікатора мають однакову частоту, що забезпечує використання цієї нової закономірності для автоматичного непрямого контролю результатів подрібнення й усереднення збагачуваної руди за крупністю і твердістю;

уперше встановлено, що при потраплянні пульпи у середину барабана магнітного сепаратора в результаті розгерметизації активна потужність приводного електродвигуна сепаратора різко збільшується, а при затиранні барабана сепаратора у спектральній щільності центрованого випадкового процесу коливань сигналу активної потужності з'являється максимум на частоті обертання барабана сепаратора. Це забезпечує використання цих нових закономірностей для технічного контролю стану магнітних сепараторів.

Практичне значення одержаних результатів:

застосування розробленої диференціальної системи автоматичної оптимізації процесів механічної класифікації та магнітної сепарації забезпечує без пошукових пробних коливань підтримування максимальної продуктивності комплексу магнітної сепарації за витягнутим залізом і зменшення дисперсії коливань масової частини заліза в концентраті, а також зниження питомої витрати електроенергії на 5% й підвищення вмісту заліза в концентраті на 1,6%;

використання розроблених методів автоматичного контролю технічного стану працюючих магнітних сепараторів забезпечує оперативність виявлення, відключення й ремонту несправних магнітних сепараторів, що скорочує час простою технологічного устаткування і підвищує продуктивність збагачувальної фабрики;

застосування вбудованих у магнітні сепаратори систем автоматичного контролю, заснованих на розроблених методах, розширює функціональні можливості промислових магнітних сепараторів, підвищує їх технічний рівень і конкурентоспроможність;

автоматичне управління кількістю паралельно працюючих магнітних сепараторів, що являють собою фронт магнітної сепарації, збільшує ефективність оперативно-диспетчерського управління процесами магнітної сепарації при коливаннях продуктивності подрібнювальних агрегатів і фізико-механічних властивостей збагачуваної руди, що підвищує вихід концентрату на 2%;

очікуваний річний економічний ефект від використання результатів дисертації становить сто тисяч гривень на одну секцію збагачення.

Впровадження результатів роботи:

За результатами дисертації розроблені технічні пропозиції, методики та рекомендації з автоматичного контролю й оптимізації технологічних комплексів магнітної сепарації, що використані ВАТ "Проектний і проектно-конструкторський інститут "Металургавтоматика" при розробці АСУТП збагачувальної фабрики Інгулецького ГЗК. Це підвищило ефективність систем автоматичного контролю й оптимізації процесів магнітної сепарації та надійність інформаційного забезпечення, спростило структуру комплексу технічних засобів, скоротило терміни розробки та витрати на створення АСУТП.

Дніпромашзбагачення використав результати дисертації при проектуванні магнітних сепараторів із вбудованою системою автоматичного контролю технічного стану. Це розширило функціональні можливості промислових магнітних сепараторів, підвищило їх технічний рівень і конкурентоспроможність.

На Інгулецькому ГЗК дані технічні пропозиції, методики та рекомендації використані при автоматичному контролі технічного стану магнітних сепараторів, управлінні фронтом і оптимізації процесів магнітної сепарації, що забезпечило зниження питомої витрати електроенергії на тонну залізорудного концентрату, а також підвищення виходу, якості й стабільності концентрату.

Особистий внесок здобувача. Усі наукові положення та результати, що виносяться на захист, отримані автором самостійно. Здобувач брав участь у проведенні експериментальних досліджень, обробці отриманих результатів методами математичної статистики, упровадженні результатів роботи в промисловість.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідалися й обговорювалися на наступних науково-технічних конференціях: "Інтегровані системи управління в гірничо-металургійному комплексі" (м. Кривий Ріг, 2006); 10-й ювілейній міждержавній науково-методичній конференції "Проблеми математичного моделювання" (м. Дніпродзержинськ, 2006); 13-й міжнародній конференції з автоматичного управління "Автоматика-2006" (м. Вінниця, 2006).

Публікації. За матеріалами досліджень, виконаних у дисертації, опубліковані 6 статей у фахових журналах і збірниках наукових праць та 2 тези доповідей на науково-технічних конференціях.