АО «Союзцветметавтоматика», Москва, Россия:

И. В. Соколов, зав. сектором технического отдела по внедрению автоматизированных систем управления технологическим процессом
А. В. Кузяков, старший научный сотрудник, тел.: +7(499) 489-45-96

Обоснована актуальность научно-технической задачи оптимизации шарового заполнения, опираясь на то обстоятельство, что затраты на шары и электроэнергию занимают существенную долю эксплуатационных расходов обогатительных фабрик. Рассмотрен традиционный вариант загрузки шаров, основанный на инженерных расчетах, исходя из заданной производительности, что является регламентным условием и последующего утверждения удельных норм расхода шаров. Показано, что при этом не учитывается динамика износа шаров как параметра, определяющего характер процесса измельчения. Отмечено, что динамика массы шаров, находящихся в барабане мельницы, может быть оценена по шумовым (виброакус тическим) характеристикам работы мельницы. Рассмотрены способы оценки шаровой загрузки методами виброакустики как отечественными, так и зарубежными фирмами. Отмечено, что метод контроля в этих разработках основан, как правило, на использовании одного физического параметра, что не обеспечивает контроля комплексной технологической нагрузки мельниц. В анализаторе ВАЗМ-1М разработки АО «Союзцветметавтоматика» проводится анализ и расчет интегральной амплитуды виброакус тического поля мельницы, что гарантирует учет всех компонентов процесса измельчения, находящихся в объеме мельницы. Подробно рассмотрены результаты поисковых работ по анализу шаровой загрузки мельниц 1-й стадии измельчения, проведенных в рамках работы по контракту на обогатительной фабрике ПГС «Предприятие Эрдэнэт». Рассмотрены различные технологические варианты режимов шаровой загрузки мельниц и отмечено, что ни один из них не решает проблему в полной мере. Представлена возможность реализации контроля технологической нагрузки мельниц на основе использования анализатора ВАЗМ-1М. Проведен анализ экспериментов по определению параметров процесса измельчения, зависящих от шаровой загрузки мельниц. Показано, что анализатор ВАЗМ-1М адекватно фиксирует отклонение шаровой загрузки мельниц от регламентированного номинального значения. Спектр мельницы, фиксируемый анализатором ВАЗМ-1М, содержит резонансный пик, предположительно коррелируемый как узкий спектр шаровой загрузки мельниц. В силу этого намечены пути дальнейших исследований на основе использования анализатора ВАЗМ-1М с целью определения конкретной полосы частот, адекватно коррелирующей с шаровой загрузкой мельниц.

1. Справочник по обогащению руд. Подготовительные процессы. Т. 1 / ред. Богданова О. С. — М. : Недра, 1972. — 448 с.
2. Улитенко К. Я., Соколов И. В., Маркин Р. П., Найденов А. П. Автоматизация процессов измельчения в обогащении и металлургии // Цветные металлы. 2005. № 10. С. 54–59.
3. Улитенко К. Я. Некоторые аспекты интеллектуального управления производительностью и качеством при обогащении железных руд // Обогащение руд. 2006. № 6. С. 33–37.
4. Гончаров Ю. Г., Полищук А. П., Энгель П. С. Автоматический контроль веса шаровой загрузки в барабанных мельницах // Горный журнал. 1970. № 11. С. 53–54.
5. Еременко Ю. И., Полещенко Д. А., Глущенко А. И., Пожарский Ю. М. О возможности определения уровня загрузки шаровой мельницы в результате нейросетевого анализа спектра сигнала виброускорения ее цапфы // Мехатроника, автоматизация, управление. 2016. Т. 17, № 8. С. 540–546.
6. Брох Е. Т. Применение измерительных систем фирмы «Брюль и Къер» для измерения механических колебаний и ударов. — М., 1973. — 308 с.
7. Мейта А. В. Исследование факторного поля шаровой машины // Енергетика: економика, технологии, екология. 2016. № 1. С. 96–101.
8. Pratish Keshav, Bernard de Haas, Benoit Clermont, Aubrey Mainza et al. Optimisation of the secondary ball mill using an on-line ball and pulp load sensor — The Sensomag // Minerals Engineering. 2011. Vol. 24, Iss. 3. P. 325–334.
9. Бутырин П. А., Васьковская Т. А., Каратаева В. В. и др. Автоматизация физических исследований и эксперимента: компьютерные измерения и виртуальные приборы на основе LabVIEW-7 (30 лекций). — М. : ДМК Пресс, 2005. — 264 с.
10. Powell M. S., Weerasekara N. S., Cole S., LaRoche R. D. et al. DEM modelling of liner evolution and its influence on grinding rate in ball mills // Minerals Engineering. 2010. Vol. 24, Iss. 3–4. P. 341–351.
11. Алексеев М. А., Шамаллах Х. Метод звукометрической диагностики перегрузки шаровых мельниц рудой // Збагачення корисних копалин. 2005. Вып. 22. С. 166–168.
12. Guerrero F., Bouchard J., Poulin E., Sbarbaro D. Real-Time Simulation and Control of a SAG Mill // IFAC-PapersOnLine. 2016. Vol. 49. P. 61–66.
13. Улитенко К. Я., Соколов В. И., Кузнецов А. Ф. Оптимизация режимов измельчения с использованием автоматизированных систем управления // Горный журнал. 2005. № 2. С. 61–64.
14. Улитенко К. Я. Оптимизация шаровой нагрузки барабанных мельниц по потребляемой мощности // Обогащение руд. 2008. № 5. С. 42–44.
15. Farber B. Y., Durant B., Bedesi N. Effect of media size and mechanical properties on milling efficiency and media consumption // Minerals Engineering. 2012. Vol. 24, Iss. 3. P. 367–372.
16. Улитенко К. Я., Соколов И. В., Маркин Р. П. Применение виброакустического анализа для контроля объемного заполнения мельниц // Цветные металлы. 2005. № 10. С. 63–66.
17. Морозов В. В., Топчаев В. П., Улитенко К. Я., Ганбаатар З. и др. Разработка и применение автоматизированных систем управления процессами обогащения полезных ископаемых. — М. : Изд. дом «Руда и Металлы», 2013. С. 100–106.
18. Соколов И. В., Шапировский М. Р., Кузяков А. В. Опыт создания автоматических систем оптимального управления технологическими процессами (комплексами измельчения) // Цветные металлы. 2015. № 9. С. 53–57.
19. Туз А. А., Санаева Г. Н., Пророков А. Е., Богатиков В. Н. и др. Системы автоматического регулирования агрегата мокрого измельчения с замкнутым циклом на основе нечеткоопределенных моделей // Науковедение. 2016. Т. 8, № 2. — URL: http://naukovedenie.ru/PDF/93TVN216.pdf.
20. Booch G., Maksimchuk R. A., Engle M. W., Conallen J. et al. Object-oriented analysis and design with applications. — Addison-Wesley, 2007. — 717 p.
21. Prasad Das S., Prasad Das D., Kumar Behera S., Kanta Mishra B. Interpretation of mill vibration signal via wireless sensing // Minerals Engineering. 2011. Vol. 24, Iss. 3-4. P. 245–251.
22. Жидовецкий В. Д., Кузяков А. В. Разработка и внедрение автоматической системы оптимального управления процессом измельчения файнштейна // Цветные металлы. 2020. № 4. С. 13–18. DOI: 10.17580/tsm.2020.04.01