磨礦控制系統(tǒng)的設(shè)計

                                        ---------給礦控制，磨礦濃度控制

1 現(xiàn)狀及問題
    磨礦是冶金行業(yè)選礦過程中最重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，工藝上采用球磨最為普遍，其典型工藝流程見圖l。礦石經(jīng)破碎(一般在十幾毫米以下)形成磨礦，送入球磨機進行研磨。研磨過程中需要補加水和鋼球，研磨后的礦漿經(jīng)螺旋分級機進行分級，分級返礦(粗礦)返回球磨機進行再磨，合格礦漿(細礦)溢流送入下道作業(yè)工序(如磁選作業(yè))。生產(chǎn)過程中要求控制入磨礦量，以穩(wěn)定生產(chǎn)負荷；同時要控制給水量，以保證合適的磨礦濃度，實現(xiàn)最佳的作業(yè)指標和生產(chǎn)效率。當(dāng)前，國內(nèi)大多數(shù)選礦廠磨礦作業(yè)存在如下問題：
    (1)入磨礦量靠手動調(diào)節(jié)，受經(jīng)驗和責(zé)任心等人為因素影響，
    人工操作波動較大，難以保證人磨礦量的穩(wěn)定。
    (2)給水量靠人工調(diào)節(jié)，由于供水壓力變化或給礦量變化等原因，球磨濃度難以穩(wěn)定控制，影響作業(yè)效果，有時甚至造成“脹肚”(指礦水比例嚴重失衡，如水過多稱“稀脹”，水過少稱“干脹”)等設(shè)備事故。磨礦作業(yè)投資大，生產(chǎn)成本高，它決定著選礦廠的生產(chǎn)技術(shù)指標和經(jīng)濟指標。因此，研制磨礦自動控制系統(tǒng)，利用先進控制技術(shù)，溢流(細礦入磨礦磁選對影響因素多、變化復(fù)雜的磨礦系統(tǒng)進行自動控制，對穩(wěn)定生產(chǎn)、(租礦) 提高選礦過程作業(yè)指標、節(jié)能降耗具有重要的經(jīng)濟實用價值。
2 方案設(shè)計
    根據(jù)磨礦工藝和生產(chǎn)要求，我們把整個球磨控制系統(tǒng)分解為兩個控制子系統(tǒng)，即給礦控制系統(tǒng)和濃度控制系統(tǒng)。下面分別予以闡述。
2．1 給礦控制設(shè)計
    磨礦工藝中，每個球磨系列往往有多臺(一般4～5臺)給礦機下礦，以前由人工觀察給礦量，靠調(diào)整下礦口或起停給礦機來控制礦量，給礦量波動往往較大，難以穩(wěn)定。為穩(wěn)定入磨礦量，在給礦皮帶上安裝電子皮帶秤，根據(jù)皮帶秤檢測的礦量對每臺給礦機進行變頻調(diào)節(jié)，給礦機的頻率與下礦量有較好的線性關(guān)系。同時，使用自動加球機可以使球磨內(nèi)的球耗與補加鋼球的重量成正比，使球磨機的磨礦效率保持在最佳的范圍內(nèi)，從而提高磨礦效率。
3上半部分。
   需要指出的是，生產(chǎn)要求給礦機能經(jīng)常切換，以免某下礦口長久不下礦造成“結(jié)礦”，以前由于人為原因“結(jié)礦”故障時有發(fā)生，特別是在冬季尤為突出。為防止“結(jié)礦”或設(shè)備故障等原因，在給礦控制中采取了如下措施：
(1)當(dāng)給礦機運行達到一定時間后(如4小時，該時間可以通過上位機自由設(shè)定)，則自動切換到另一臺備用設(shè)備給礦機。
(2)檢測礦倉料位，根據(jù)主廠房礦倉料位情況，自動控制給礦機切換。原則是有料輪流工作，無料自動切換并報警提示。
(3)當(dāng)發(fā)生變頻故障、給礦機機械故障或人為禁止等非正常情況時，在有備用給礦機的情況下，自動啟動另一臺給礦機。
(4)給礦過程中，若兩臺以上給礦機運行，且給礦頻率均達50Hz而礦量不足目標礦量的85％ ，這種狀況維持一段時間(如3
分鐘)，我們稱之為“斷礦”。發(fā)生“斷礦”時，發(fā)出報警，系統(tǒng)自動啟動一臺備用給礦機。通過上面給礦控制系統(tǒng)的設(shè)計與采取的措施，可以較好地穩(wěn)定礦量，滿足球磨系統(tǒng)對生產(chǎn)負荷的要求。
2．2 濃度控制設(shè)計
      一般而言，若礦量已基本穩(wěn)定，系統(tǒng)按比例進行給水控制，可以初步穩(wěn)定球磨機內(nèi)的濃度。但在生產(chǎn)過程中，除給礦外，分級機還有返礦。目前國內(nèi)大多數(shù)選礦廠受原工藝條件限制，無法安裝流量計和濃度計對分級返礦量進行檢測?？梢姡魞H以固定比值進行給水控制，難以保證球磨機濃度，甚至?xí)斐赡C“脹肚”，影響設(shè)備正常運行。所以，磨礦系統(tǒng)要求礦和水兩種物料流量的比值要隨濃度的變化而變化。
     變比值控制系統(tǒng)是一種以第三參數(shù)或稱主參數(shù)(質(zhì)量指標)、以兩個流量比為副參數(shù)的串級控制系統(tǒng)。在變比值控制系統(tǒng)中，流量比值只是一種控制手段，不是最終目的，而第三參數(shù)(本設(shè)計中為濃度)才是產(chǎn)品質(zhì)量指標。磨礦變比值自動控制系統(tǒng)示意圖和結(jié)構(gòu)圖分別見圖2和圖3。系統(tǒng)工作時，按當(dāng)前給礦量比例控制給水。在給水管路上安裝電動閥和流量計，構(gòu)成給水閉環(huán)控制。當(dāng)濃度發(fā)生變化時，濃度
控制器的輸出將修改比例系數(shù)K，從而修改了給水閉環(huán)的給定值，給水閉環(huán)及時調(diào)節(jié)給水量，保證濃度相對穩(wěn)定。系統(tǒng)設(shè)計中，采用磨音檢測器(電耳)來檢測濃度，它是基于有經(jīng)驗的操作工可以通過球磨機的聲音(磨音)來判斷磨機內(nèi)當(dāng)前濃度的機理而設(shè)計的。但需要指出的是，磨音除與球磨機內(nèi)的濃度相關(guān)外，還受球磨機襯板的影響：在剛換襯板后，正常工作時由于
      濃度檢測(電耳)襯板較厚，磨音較低；隨著時間的推移，襯板變薄，磨音漸高。一般更換襯板的周期往往是相對固定的(如半年左右)，控制中應(yīng)根據(jù)磨音與時間的變化關(guān)系對濃度檢測值進行修正。
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