XMEHRDADX 7514 اشتراک گذاری ارسال شده در 15 بهمن، ۱۳۹۰ چكيده: كنترل فاكتور استحكام در حين توليد گندله بسيار مهم است. به طوري كه در استراتژي كنترل نقش مهمي دارد. توسعه مدل شبكه مصنوعي استحكام گندله را در كوره‌هاي شبكه‌اي (كوره نوار زنجيري) با استفاده از 12 متغير مي‌تواند پيش‌بيني كند. متغيرها شامل: ميزان ورودي گندله خام، ارتفاع بستر، دماي پخت، ميزان سوخت مصرفي، بنتونيت، رطوبت و ميزان كربن در گندله خام، همچنين آناليز شيميايي (Al2o3،Mgo ،Feo و بازيسيته) است. يكي از متغير‌هاي بسيار مهم و حساس بنتونيت، بازيسيته و ميزان Feo در رطوبت موجود در گندله خام است. مدل شبكه مصنوعي با استفاده از تكنيك‌هاي پيشرفته مي‌تواند با داده‌هاي واقعي كارخانه كمتر از 3 درصد انحراف معيار داشته باشد. مقدمه: سيستم شبكه‌اي براي تفهيم كنترل كردن پارامترهاي متغير به‌كار مي‌رود. در اين مقاله به‌عنوان نمونه ارتباط استحكام فشاري گندله بررسي شده است. اين سيستم تاثيراتي را كه از داده‌هاي متغير مي‌گيرد به‌صورت شبيه‌سازي شده از الگوي سيستم اعصاب كه مي‌تواند در لايه‌هاي پنهان باشد و يا عوامل موثري كه در انتقال هستند، پس از محاسبات عددي و در صورت دادن اطلاعات ورودي، پيش‌بيني وضعيت خروجي را به ما مي‌دهد. مثلا در اين مورد داده‌هاي متغير ناشي از عوامل تاثيرپذير در استحكام گندله را به سيستم مي‌دهند و در خروجي سيستم پيش‌بيني استحكام را با كمتر از 3 درصد خطا مي‌دهد. كوره بلند يا كوره‌هاي عمودي نياز به يك موادي با بستر نفوذپذيري مناسب دارندكه گاز از ميان اين بستر با توليد بالا عبور كند و پودر كنسانتره سنگ‌آهن براي اين‌كار مناسب نيست چرا كه پودر مانع نفوذپذيري گاز مي‌شودو بايد اين مواد به شكل توده در آمده و مورد استفاده قرار گيرند. يكي از تكنيك‌هاي توده كردن مواد، گندله‌سازي است كه نياز به تهيه گندله خام از پودر سنگ‌آهن و عمليات حرارتي جهت سخت‌كاري نياز است. استحكام فشاري در گندله يكي از فاكتورهاي اصلي و مهم در پروسه متالوژيكي كوره بلند است. گندله با استحكام پايين و توليد نرمه بسيار زياد مي‌تواند باعث اختلال در كوره و كاهش ظرفيت توليد شود. افزايش استحكام در گندله باعث بهبود رفتار گندله در كوره‌ها ميشود و باعث كاهش نرمه و توليد غبار در حين عمليات احيا ميشود كه در نهايت باعث توليد بالا در فولادسازي خواهد شد. مدل شبكه‌اي مصنوعي در پروسه گندله‌سازي پارامترهاي كيفي را پيش‌بيني ميكند. پيچيدگي‌هايي كه در پروسه انتقال جرم و گرما به‌طور همزمان انجام ميشود از قبيل واكنش‌هاي گاز ـ جامد، جامد ـ جامد و پروسه احتراق از وظايف بسيار مهم مدل است. در سال 1986batterham مكانيزم پيش‌بيني استحكام را با استفاده از مدل انقباض تشريح كرد. تشريح مكانيزم استحكام با استفاده از اين تئوري تمامي عوامل را نمي‌توانست توضيح دهد اين مدل تاثير بسياري از فاكتورهاي بحراني مهم را در كيفيت گندله در نظر نمي‌گرفت براي چنين سيستم پيچيده‌اي مدل شبكه‌اي تفكيك بسيار كارآمدي بود. مدل شبكه‌اي قابليت بالايي در ارتباط ما بين ورودي و خروجي پروسه به ما مي‌دهد. محاسبات كارامد اين مدل به ما در جهت مدل كردن صحيح كمك ميكند اين مدل در سيستم‌هاي متالورژيكي كاربرد دارد با استفاده از مدل شبكه مصنوعي مي‌توان استحكام گندله را پيش‌بيني كرد. به‌طوري‌كه با 12 متغير ورودي مي‌توان استحكام گندله‌ها را پيش‌بيني كرد. داده‌هاي واقعي يك كارخانه 2/4 ميليون تني در كارخانه فولاد jsw به‌عنوان مرجع در نظر گرفته شده است. حساسيت آناليزي اين مدل با پارامترهاي ورودي استحكام سنجيده شده است. 3 لینک به دیدگاه
XMEHRDADX 7514 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 15 بهمن، ۱۳۹۰ پروسه گندله‌سازي: توليد گندله با استفاه از نرمه‌هاي سنگ‌آهن در يك پروسه: خشك كردن سنگ‌آهن و گرفتن رطوبت و عمليات آسياب كردن انجام ميشود. بعد از مخلوط كردن سنگ‌آهن نرم با مواد افزودني شامل: بنتونيت، پودر سنگ‌آهن، لجن صنعتي مي‌توان در ديسك‌هاي گندله‌سازي گندله خام را توليد كرد. گندله‌هاي خام پس از عبور از ماشين پخت خصوصيات فيزيكي مكانيكي و متالوژيكي مناسبي كسب مي‌كنند راهبردي و كنترل كوره پخت بسيار مهم است براي اينكه اندازه‌گيري‌ها و كنترل در اين مرحله بسيار مهم است. عمليات پخت شامل 3 مرحله اصلي است: 1. خشك كردن گندله خام 2. پخت گندله در دماي1250 تا 1300 درجه سانتيگراد تا مرحله زينتر شدن ذرات 3. خنك كردن گندله‌هاي داغ قبل از تخليه ـ حمل و نقل گندله‌ها به‌وسيله كوره شبكه‌اي متحرك انجام ميشود. ارتفاع بستر كوره cm50 است. (گندله پخته و هارت‌لاير، جهت حفاظت از زنجير متحرك در مقابل دماي بالاي گاز) شكل يك. روند ساده شده كوره پخت را نشان مي‌دهد. كوره پخت از 7 ناحيه تشكيل شده است: خشك‌كننده رو به‌بالا (UDD) خشك‌كننده رو به پايين (DDD) پيش‌گرمايش (PH) پخت (FZ) پخت نهايي (AFZ) خنك‌كننده اوليه (CZ1) و خنك‌كننده نهايي (CZ2). مراحل مختلف درون كوره توسط 5 فن هواي درون ماشين پخت را تامين ميكند. گندله‌هاي پخته داراي نشانه‌هاي زير هستند: Feo كمتر از يك درصد استحكام فشاري سرد در حدود 200 تا 250 (Kg/pellet) شاخص سايشي در حدود 5 درصد شاخص تامبلر90 تا 95 درصد شاخص نرمه‌هاي احياي زير 3/6 ميليمتر كمتر از 15 درصد و زير 5/0 ميليمتر كمتر از 5 درصد و در بين خواص كيفي استحكام فشاري نقش مهمي را در طي پروسه ساخت آهن بازي ميكند. كيفيت گندله بستگي به پارامترهاي ورودي شبيه به آناليز شيميايي (Sio2 و Al2o3) و دانه‌بندي سنگ‌آهن دارد. همچنين به ميزان مواد افزودني (Cao، Mgo و بنتونيت) دارد. ميزان كربن و رطوبت گندله خام شرايط پخت (دماي منطقهFiring و عبوردهي حرارت از بستر مواد) و از ديگر پارامترهاي موثر مي‌توان به ميزان توليد ارتفاع بستر و ميزان سوخت مصرفي اشاره كرد. اثرات متغير‌هاي ورودي روي استحكام فشاري: اين سيستم با اطلاعات داده‌هاي متغير ورودي تاثيرات اين متغيرها را بر روي استحكام بررسي ميكند. براي انجام دادن برنامه اين سيستم يك متغير در واحد زمان ثابت نگه داشته شده و تاثير آن بر روي خروجي‌ها ارزيابي ميشود سپس منحني‌هاي اين تاثيرات نشان داده ميشود به‌طوري‌كه نتايج در شكل 2 نشان مي‌دهد: استحكام گندله‌ها با ميزان افزايش بنتونيت افزايش پيدا كرده كه اين تاثير ناشي از كاهش نقطه ذوب قليايي‌ها و سيليكات‌ها در دماي بالا است. اين عمل باعث فشرده شدن ذرات به يكديگر شده و باعث استحكام باند‌هاي داخلي ميشود. اثر عمده افزايش بازيسيته گندله روي C. C. S نيز مشخص است اين موضوع مي‌توانست به اين واقعيت نسبت داده شود كه با افزايش ميزان Cao شكل‌گيري فازهاي كلسيم فريت بيشتر ميشود افزايش Feo بر روي C. C. S اثر زيادي دارد مقادير بالايFeo يا Fe3o4 نشان‌دهنده اكسيداسيون ضعيف در طول پخت گندله است اين موضوع مربوط به ساختار دوتايي در گندله با هسته اكسيد نشده كه با لايه هماتيتي احاطه نشده است، مي‌باشد. ساختار متالوگرافي اكسيداسيون ضعيف گندله با ساختار دوتايي در شكل 3 نشان داده شده است. هسته و پوسته داخلي نشان‌دهنده مقادير بالاي مگنتيت است در حالي‌كه پوسته و روپوش خارجي نشان‌دهنده محتواي هماتيت بالا و مگنتيت پايين است . حد استحكام اين ساختار دوتايي پايين بوده ومنجر به استحكام پايين گندله ميشود افزايش رطوبت گندله خام همچنين كاهش استحكام گندله را دربر دارد و افزايش رطوبت باعث ايجاد ترك و ناپيوستگي گندله خام در حين خشك شدن ميشود. افزايش ميزان رطوبت گندله باعث كاهش فشردگي و تخلخل شده و در نهايت خيلي استحكام را پايين مي‌كشد افزايش دماي پخت نيز استحكام گندله را بهبود مي‌بخشد براي اينكه ذوب سطحي ايجاد شده باعث پيوند بين باند‌هاي جامد ميشود. افزايش اين باند‌ها باعث افزايش دما شده و باعث ميشود استحكام بهبود پيدا كند و با بالا بردن ميزان توليد كاهش استحكام گندله را داريم در حالي‌كه ارتفاع بستر كوره زياد باشد بايد سرعت كوره را افزايش داد كه افزايش سرعت كوره باعث زمان كمتري در ناحيه پخت ميشود به همين علت استحكام پايين مي‌آيد استحكام پايين در ارتفاع بستر زياد مي‌تواند ناشي از اين حقيقت باشد كه گراديان حرارتي كوره در تماس لايه‌هاي بستر جريان ندارد با زياد شدن لايه بستر، لايه پاييني دماي كمتري مي‌بيند و به همين علت استحكام ضعيف ميشود اين كاهش عبوردهي حرارت از ميان بستر، نشان‌دهنده پخت ناقص در لايه‌هاي بستر گندله و در نتيجه كاهش استحكام ميشود. افزايش ميزان كربن در گندله خام باعث كاهش استحكام در گندله ميشود دليل آن مي‌تواند افزايش ميزان Feo به‌خصوص در لايه‌هاي دروني گندله پخته كه باعث ايجاد ساختمان دولايه‌اي شده باشد و كاهش استحكام را به‌دنبال دارد. اين مطلب توسط «لو» در سال 2003 گزارش شده، افزايش آلومينا باعث كاهش سياليت ذوب مي‌شودكه اين امر باعث كاهش توانايي يكي شدن حباب‌ها و تغيير شكل آنها ميشود. افزايش آلومينا نتيجه‌اي كه دربر دارد، باعث كاهش استحكام خواهد شد. ميزان Mgo بهبود و اصلاحي در ميزان استحكام گندله نشان نمي‌دهد و در اين تحقيق ميزان Mgo بين 2/0تا4/0 درصد بوده است. نتايج: پيش‌بيني استحكام فشاري سرد در گندله توسط مدل شبكه‌اي مصنوعي (حسي عصبي) مي‌تواند به‌عنوان يك ابزار موثر در صنايع و همچنين براي آموزش در سطح جهان استفاده شود. مدل شبكه‌اي مصنوعي با استفاده از تكنيك‌هاي اصلاح ـ خطا‌ها و با استفاده از 12 عنصري كه در پروسه دخالت دارند استحكام گندله‌ها را با 12 متغير ورودي پيش‌بيني ميكند كه اين پيش‌بيني با نتايج تجربي استحكام فشاري كمتر از 3 درصد انحراف معيار دارد. نتايج به‌دست آمده از تجزيه و تحليل آناليزي بشرح ذيل است: 1. افزايش ميزان بنتونيت، افزايش بازيسيته و افزايش دماي پخت موجب افزايش استحكام فشاري در گندله ميشود. 2. افزايش ميزان Feo در پخت گندله عامل موثري در كاهش استحكام گندله است. 3. رطوبت گندله خام بايد به‌طور دقيقي كنترل شود همان‌گونه كه افزايش رطوبت در استحكام فشاري پايين دخالت دارد (موجب استحكام فشاري پايين ميشود). 4. افزايش ارتفاع بستر، افزايش ميزان ورودي، مقادير زياد كربن، گندله خام، مصرف زياد گاز و افزايش ميزان Al2o3 باعث كاهش استحكام گندله ميشود. رضا پورشهسواري / كارشناس فرآيند گندله سازي گل‌گهر 2 لینک به دیدگاه
ارسال های توصیه شده