В Кольской ГМК разработали уникальную систему контроля за производством никеля
В автоматическом режиме система отбирает пробы никелевого порошка после трубчатой печи №2 в рафинировочном цехе и ежеминутно анализирует их степень металлизации.
На пути к экспресс-анализу степени металлизации
После внедрения новой технологии растворения никелевого порошка в цехе электролиза никеля Кольской ГМК актуальным стал вопрос оперативного контроля степени металлизации. Этот показатель существенно влияет на процесс растворения.
— Ранее этим вопросом занимался контрольно-аналитический центр КГМК. Проба анализировалась, результат приходил только на следующий день, что было неприемлемо, потому что анализ нельзя было использовать для корректировки процесса восстановления закиси никеля в трубчатых печах, а приборостроительные заводы таких анализаторов не выпускали. Остро встал вопрос о разработке экспресс-контроля, — объяснил Kn51.ru главный специалист отдела автоматизации технологических процессов и производственных комплексов управления автоматизация департамента промышленных активов Владимир Жидовецкий.
Во второй половине 2020 года специалисты компании приступили к разработке и в апреле 2021 года установили в ОТК рафинировочного цеха изготовленный собственными силами экспресс-анализатор. Серия контрольных замеров показала 90-процентную сходимость с химическим и спектральным анализом в КАЦ, что является высоким показателем достоверности экспресс-анализатора.
Но при таком варианте обжигальщику необходимо было пробу отобрать, принести в отдел технического контроля, установить ее в экспресс-анализатор и зафиксировать результат, который также поступил бы и в автоматизированную информационную систему компании с возможностью просмотра всеми пользователями компьютерной сети.
От ручного контроля к автоматическому
Следующим шагом стал перевод отбора, доставки и измерения в автоматический режим. В течение года специалисты управления автоматизации и центра автоматизации производства Кольской ГМК разрабатывали систему.
Необходимо было решить ряд задач по непрерывному отбору пробы из потока свободно падающего сыпучего материала содержащего частицы самой разнообразной формы, сократить пробу, охладить, защитить датчик от перегрева в нештатной ситуации, сделать надежным дозирование пробы для прохождения через датчик и, наконец, реализовать само измерение степени металлизации, найти уравнения калибровочной кривой для диапазона степени металлизации никелевого порошка встречающейся на практике.
Специалисты провели масштабную работу. Все эти задачи были успешно решены. Была разработана конструкция пробоотборника, который надежно отбирает пробу из потока порошка. По мнению Владимира Жидовецкого, это была одна из самых сложных задач. Были проработаны конструкции пробосократителя и теплообменника выполненного из меди с водяным охлаждением, сделана электронная и механическая защита датчика от возможного перегрева в нештатной ситуации, проработана конструкция датчика степени металлизации, найдены калибровочные уравнения взаимосвязи степени металлизации порошка с выходным сигналом преобразователя взаимной индуктивности в стандартный токовый сигнал и найдено решение по эталонным пробам, не теряющим свои магнитные свойства с течением времени и исключающим какую-либо случайную механическую поломку, проработана конструкция дозатора порошка через датчик с использованием электромагнитного поля с низким, безопасным напряжением питания постоянным током.
Детали механической и электрической частей системы изготовили в ремонтно-механическом цехе и на участке электроремонта «Печенгастроя».
— Передвижение порошка в системе и измерение степени металлизации происходит каждую минуту. Проанализированные пробы вместе с избыточной частью пробы сбрасываются по магистральной трубе в кюбель. Результаты измерения передаются в существующую АСУТП обжигового отделения рафинировочного цеха и АИС компании. Их могут увидеть все пользователи компании, имеющие доступ, – подчеркнул Владимир Давыдович.
Новые производственные возможности
Непрерывный автоматический контроль степени металлизации открывает возможность в реальном времени влиять на сам процесс восстановления закиси никеля в трубчатой печи. А именно, имея эту информацию при помощи специального алгоритма можно находить наилучшее соотношение «огарок – уголь» на загрузке в трубчатую печь.
— Это дает возможность технологу устанавливать задание по степени металлизации. Например, решили установить степень металлизации 97%. В этом случае поисковая система найдет такое соотношение «огарок-уголь», при котором удельный расход будет иметь минимальное значение для поддержания заданной степени металлизации.
Такой способ поможет снизить удельный расход угля, поддерживая заданную степень металлизации никелевого порошка с минимально возможным содержанием посторонних включений, содержащихся в угле и мешающих процессу растворения никелевого порошка в ЦЭН.
— После завершения тестовых испытаний мы планируем оформить заявку на полезную модель. В дальнейшем САК степени металлизации будут установлены и на других трубчатых печах, — сказал Владимир Давыдович. — Современное приборостроение не выпускает таких средств автоматического контроля степени металлизации. Можно сказать, что внедряемая система уникальна и существует в единственном экземпляре – в Мончегорске.
Разработанная система еще раз подчеркивает, что специалисты Кольской ГМК готовы справляться с решением сложных задач по совершенствованию управления технологическими процессами никелевого производства.
