Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка и исследование системы автоматического регулирования температуры расплава цинка в промышленной индукционной канальной печи на АЦЗ

ФИО: Саматов А. Р.

Направление: Информационные технологии

Научный руководитель: д.т.н., проф. Фарнасов Геннадий Алексеевич

Институт: Институт информационных технологий и автоматизированных систем управления

Кафедра: Кафедра Автоматизации

Академическая группа: АРМ-11-1

В данной работе был рассмотрен процесс получения цинка, описаны все этапы и технология переработки цинковых концентратов до конечного переплава катодного цинка с целью получения слитков. Процесс получения цинка включает четыре основные стадии: обжиг сульфидных концентратов, выщелачивание, очистку растворов от примесей, электролитическое осаждение цинка.Также указаны основные свойства и особенности индукционных канальных печей. Наличие в индукционных канальных печах электродинамического и теплового движения расплавленного металла или сплава обеспечивает однородность химического состава и равномерность температуры расплавленного металла или сплава в ванне печи. Конструктивно печь состоит из футерованной ванны, в которой помещается почти вся масса расплавляемого металла, и находящейся под ванной индукционной единицы. Ванна сообщается с плавильным каналом, также заполненным расплавом. Расплав в канале и прилегающем участке ванны образует замкнутое проводящее кольцо. Система индуктор – магнитопровод называется печным трансформатором. Футеровка, образующая плавильный канал, называется подовым камнем.

Индукционная единица объединяет печной трансформатор и подовый камень с каналом.Индуктор является первичной обмоткой трансформатора, а роль вторичного витка выполняет расплавленный металл, заполняющий канал и находящийся в нижней части ванны.Ток, протекающий во вторичной цепи, вызывает нагрев расплава, при этом почти вся энергия выделяется в канале, имеющем малое сечение (в канале поглощается 90–95% подведенной к печи электрической энергии). Металл нагревается за счет тепло- и массообмена между каналом и ванной.Изменение мощности вводимой в печь и температуры расплава производят вручную с пульта управления. Изменение величины коэффициента мощности печи в пределах 0,55 до 0,92 производят переключением емкости конденсаторной батареи также вручную. Таким образом на производстве отсутствуют системы автоматического регулирования и управления процессом плавки. Поэтому основная задача моей работы предложить такие системы и подробнее разработать одну из них.

Рисунок 1 – САУ ТП переплава катодного цинка

Состав САУ ТП:

1. САР уровня расплава в камере 1. При снижении уровня жидкого цинка в камере 1 ниже определенного уровня, уменьшается скорость разливочной машины 2.

2. САР температуры расплава. При снижении температуры в камере 3, включается более высокая ступень печного трансформатора.

3. САР коэффициента мощности печи. При снижении , переключаются контакторы (тиристорные) конденсаторной батареи в точке подключения печи к трансформатору.

4. САР мощности, выделяющейся в дуге плазматрона. При необходимости увеличения производительности печи, устанавливаются плазматроны, для нагрева катодных листов цинка в печи.

5. Пульт управления Современная система автоматического управления с использованием микропроцессоров может оказаться такой, что будет большой срок окупаемости. Поэтому предлагаем ввести новое техническое мероприятие разогрев катодов дугой плазматрона и систему автоматического регулирования температуры расплава.

Выводы

В данной работе был рассмотрен процесс получения цинка, описаны все этапы и технология переработки цинковых концентратов до конечного переплава катодного цинка с целью получения слитков. Также определили все достоинства переплава катодного цинка в индукционной канальной печи. Так как сроки окупаемости некоторых систем слишком велики, поэтому была выбрана система автоматического управления температуры расплава в плавильной камере. Также предложен способ повышения эффективности работы промышленной индукционной канальной печи, заключающийся в использовании энергии дуги плазматрона в аргоне для плавления листов катодного цинка.