Влажность шихты имеет существенное влияние на производительность. Применительно к агломерационному процессу зависимость производительности от влажности шихты (рис. 15)
Влажность шихты определяет газопроницаемость слоя, которая обеспечивает нормальное условие для прохода воздуха и движения фронта горения. При малой влажности мелкие фракции шихты уменьшают газопроницаемость среды. При значительной переувлажненности шихты по сечению пирога образуется переувлажненный слой, который мешает проходу воздуха. Задачей контуров управления влажности является поддержание влажности на уровне, близком к оптимальному.
Для измерения влажности шихты или сыпучих материалов используются различные способы: прямого и косвенного принципа действия.
К системам прямого действия можно отнести кондуктометрические и нейтронные методы (нейтронные влагомеры).
Часто используется кондуктометрический способ, основанный на зависимости активного сопротивления слоя шихты Rx от влажности W:Rx=K/Wn , где K и n – эмпирические коэффициенты, определяемые одним из статистических методов для данных условий и зависящие от толщины слоя шихты, на котором производятся измерения, от структуры и физических свойств контролируемых материалов. В шихту погружаются на определенном расстоянии между собой два металлических электрода в виде пластин или трубок из стали, которая имеет минимальную способность к абразивному износу. Затем измеряется сопротивление Rx на этих двух электродах. Это сопротивление, как правило, включено в мостовую схему, в измерительной диагонали этой мостовой схемы на выходе появляется сигнал, зависящий от влажности. Шкала прибора отградуирована в единицах измерения влажности.
Нейтронный метод измерения влажности основан на измерении количества медленных нейтронов, полученных от столкновения быстрых нейтронов с атомами водорода. Количество замедленных нейтронов пропорционально влажности. Если облучать влажный материал быстрыми нейтронами и затем сосчитать количество медленных нейтронов, полученных в результате рассеивания нейтронного потока в материале, то можно определить количество атомов водорода или косвенно содержание влаги в материале. Чем больше количество медленных нейтронов, тем выше влагосодержание.
Для получения быстрых нейтронов во влагомере (рис.16) используют плутоний-бериллиевый источник 1, который представляет собой смесь порошков плутония и бериллия, запаянных в металлический кожух 2. Источник излучения изолируется от приемника излучения медленных нейтронов 4 свинцовой перегородкой 3. Вся конструкция датчика помещена в металлическую трубу 8, которая погружена в материал 7.
Количество медленных нейтронов, образованных от столкновения быстрых нейтронов с атомами водорода, фиксируется счетчиком 4. Количество импульсов преобразуется в аналоговый сигнал радиометром 5 и подается на измерительный прибор 6, отградуированный в единицах измерения влажности. Влажность аглошихты регулируется с использованием обычного типового контура регулирования путем подачи воды в барабан смесителя.
Особенности данного контура управления.
- Все исходные материалы, составляющие шихту, имеют начальную влажность, что необходимо учитывать.
- В динамическом отношении смеситель представляет собой инерционное звено с запаздыванием. При этом постоянная времени обычно 200÷300 с, при запаздывании 90÷100 с.
В таких условиях нормальная работа контура по отклонению не может дать требуемых по быстро-действию показателей точности. Поэтому целесообразно использовать для формирования управляющего воздействия как бы двухконтурную схему. Первый контур – быстрый, работает для компенсации технологических возмущений (в рассмотренном случае технологические возмущения могут включать изменение расхода шихты в смеситель). Грубо расход воды подается по схеме объемного пропорционирования: расход шихты – расход воды. А затем заданное значение расхода воды корректируется по отклонению действительной влажности от задания. Такой режим работы схемы называется управлением путем компенсации возмущений с коррекцией по отклонению. В качестве возмущающих воздействий могут быть также изменения влажности составляющих компонентов шихты (руды, концентрата), то есть их начальной влажности.
Возможно использование систем автоматической оптимизации для регулирования влажности шихты, но возникают трудности из-за большой инерционности процесса. В данном случае целесообразно для коррекции влажности по производительности использовать дискретные (шаговые) системы автоматической оптимизации.
