Формирование стабильного качества железнорудного концентрата тема диссертации по экономике, полный текст автореферата
- Ученая степень
- кандидата технических наук
- Автор
- Тимашов, Виктор Петрович
- Место защиты
- Москва
- Год
- 1984
- Шифр ВАК РФ
- 08.00.05
ДиссертацияДиссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата технических наук, Тимашов, Виктор Петрович
Введение.
1. Современное состояние вопроса, цели и задачи исследования
1.1. Анализ отечественного и зарубежного опыта по управлению качеством концентрата
1.2. Характеристика особенностей месторождения, организации добычных и обогатительных процессов Лебединского ГОКа.
1.3. Цели, задачи, методика работы
2. Модели и алгоритмы оптимального управления обогатительным комплексом.
2.1. Структура технологического процесса обогатительной фабрики.
2.2. Технологическая значимость управляющих воздействий.
2.3. Иерархическая система критериев и задач оптимального управления.
2.4. Алгоритм локальной условной оптимизации.
2.5. Алгоритм технолого-экономической оптимизации обогатительного комплекса.
2.6. Идентификация сортов перерабатываемой руды
2.7. Структура оптимального управления обогатительным комплексом.
Выводы.
3. Экспериментальное определение параметров моделей управления обогатительным комплексом
3.1. Методика проведения экспериментальных исследований.
3.2. Построение и анализ регрессионных зависимостей результативннх показателей от управляющих воздействий
3.3. Построение и анализ базовых многомерных плотностей распределения информационных показателей
Выводы.III
4. Оперативное управление качеством концентрата
4.1. Условия эффективности управления обогатительным комплексом.'.
4.2. Алгоритмы одновременного формирования нескольких технологических сортов руды
4.3. Организационная структура системы управления качеством концентрата
Выводы.
Диссертация: введение по экономике, на тему "Формирование стабильного качества железнорудного концентрата"
Актуальность темы. Современный технический уровень черной металлургии и задачи по её дальнейшему развитию в свете решений ХХУ1 съезда КПСС требуют непрерывного совершенствования способов подготовки и обогащения железных руд, роста производства высококачественного концентрата и снижения его себестоимости.
Повышение качества концентратов на обогатительных фабриках приводит к существенному экономическому эффекту в металлургическом переделе. Экономия, полученная при выплавке чугуна, в 3-4 раза превышает затраты, связанные с повышением содержания железа и его стабилизацией в концентрате.
Качество концентрата формируется в результате определенной организации и управления как добычными, так и обогатительными процессами. В современных условиях усложнения горно-геологических факторов, с одной стороны, и оснащения обогатительных фабрик современными средствами контроля и регулирования, с другой, возрастает актуальность и значимость организации и согласования процессов добычи, усреднения и обогащения руды. Следовательно, является актуальной научная задача обоснования принципов и условий эффективного формирования стабильного качества железорудного концентрата.
Целью работы является установление зависимостей показателей качества концентрата от значений параметров управления процессами обогащения и качественного состава перерабатываемой руды и разработка на их основе методики формирования стабильного качества концентрата,обеспечивающей при заданном качестве., высокие технико-экономические показатели горного производства.
Основная идея работы заключается в учете адаптивных возмощностей современных обогатительных фабрик при оперативном управлении процессами добычи и усреднения руды.
Научные положения,разработанные соискателем,и новизна. Для организации оптимального управления обогащением железистых кварцитов следует применять разработанные модели и алгоритмы, отличающиеся возможностью регулирования всего комплекса режимных параметров (степени заполнения мельниц, расхода воды в мельницы, плотностей сливов классификаторов и гидроциклонов) в зависимости от изменения качественного состава руды.
Для повышения использования горного и транспортного оборудования в карьере и обеспечения высоких технико-экономических показателей обогащения в отличие от усреднения руды в общем потоке целесообразно посортовое формирование рудопотоков с переменным плановым значением показателя качества с последующей идентификацией сортов руды при их обогащении.
Между качественными характеристиками руды определенных сортов и плотностями многомерных распределений технологических параметров имеются взаимно-однозначные соответствия, позволяющие идентифицировать сорта руды по разработанным алгоритмам, отличающимся использованием многомерных корреляционных таблиц.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций достигается:
-корректным использованием методов системного анализа, экономико-математического моделирования,экономико-статистического анализа взаимосвязи технико-экономических показателей работы горно-обогатительного комбината;
-обширными экспериментальными исследованиями взаимосвязи качественного состава, параметров управления и результативных показателей процессов обогащения;
- положительными результатами внедрения на Лебединском ГОКе основных положений методики формирования стабильного качества концентрата.
Значение работы. Научное значение работы заключается в установлении зависимостей показателей качества продуктов обогащения от параметров управления процессами обогащения и качественного состава перерабатываемой руды для обоснования принципов и условий эффективного формирования стабильного качества концентрата.
Практическое значение состоит в разработке методики формирования стабильного качества концентрата,включающей рекомендации по составу комплекса управляющих воздействий, алгоритмы и программы выбора оптимальных значений параметров управления процессами обогащения, алгоритмы формирования посортовых рудо-потоков, что обеспечивает заданное качество концентрата и рост производительности обогатительной фабрики на 8-13 %,
Реализация выводов и рекомендаций работы. На Лебединском ГОКе внедрены:
- рекомендации о выборе в качестве управляющих воздействий для оптимизации функционирования технологических линий обогащения задающих уставок систем автоматического регулирования следующих параметров: степени заполнения мельниц, расхода воды в мельницы, плотности сливов классификаторов;
- рекомендации о включении системы автоматического регулирования плотности слива гидроциклонов в комплекс управляющих воздействий для оптимизации процессов обогащения;
- алгоритмы и программы выбора оптимальных значений управляющих воздействий.
Общий годовой экономический эффект составляет 251,5тыс.руб.
Апробация работы. Основные положения и разделы диссертационной работы докладывались на Ученом совете НИИША им. Л.Д. Шевякова ( 1975-Х983гг), на Всесоюзных семинарах в г. Киеве (1978, 1979гг), на областных научно-технических конференциях в г. Губкине Белгородской области ( 1980, 1981 гг) и г. Качка-наре Свердловской области ( 1982 г).
Публикация. По теме диссертации опубликовано II научных статей.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 173 стр. машинописного текста, включая 19 рисунков, 16 таблиц и список литературы из 75 наименований.
Диссертация: заключение по теме "Экономика и управление народным хозяйством: теория управления экономическими системами; макроэкономика; экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами; управление инновациями; региональная экономика; логистика; экономика труда", Тимашов, Виктор Петрович
Результаты работы предназначены для использования на дейстелющих и проектируемых горно-обогатительных комбинатах Мин-чермета СССР-Алгоритмы и программы задач формирования стабильного качества концентрата могут быть использованы при разработке специального математического обеспечения АСУ" ГОКом.
Экономический эффект от внедрения на Лебединском ГОКе рекомендаций по составу управляющих воздействий, алгоритмов и программ выбора их оптимальных значений обеспечивается увеличением объема производства на 8 %, уменьшением содержания железа в хвостах на 0,5 % и составляет 251,5 тыс.руб. в год.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В диссертационной работе дано новое решение актуальной научной задачи обоснования принципов и условий эффективного формирования стабильного качества железорудного концентрата для организации оперативного управления формированием рудопо-токов и процессами обогащения, обеспечивающего заданное качество концентрата при высоких технико-экономических показателях производства, что имеет существенное значение для организации управления производством на железорудных ГОКах.
В результате проведенных исследований получены следующие выводы.
1. Для оптимизации функционирования обогатительного комплекса целесообразно использование иерархической системы критериев с нелинейными целевыми функциями и ограничениями, включающей критерий экономического характера для оптимизации функционирования обогатительного комплекса и технологический критерий для определения оптимальных уставок систем автоматического регулирования на каждой секции.
2. Разработаны модели и алгоритмы локальной оптимизации функционирования технологической секции, позволяющие повысить производительность секции на 4-9% при стабильном качестве концентрата; при этом в качестве управляющих воздействий используется весь комплекс основных режимных параметров: степень заполнения мельниц, расход воды в мельницы, плотность слива классификаторов и гидроциклонов.
3. Разработаны модели и алгоритмы технолого-экономической оптимизации функционирования обогатительного комплекса, позволяющие повысить производительность комплекса на 4-5 % в зависимости от соотношения условных сортов перерабатываемой руды при стабильном качестве концентрата на заданном уровне; при этом используется различие между отношениями приращений производительности (ду ) и качества концентрата (Л£ ) на различных секциях при переработке руды различных сортов, ь 4. Между качественными характеристиками руды определенных сортов и многомерной плотностью распределения технологических параметров, автоматически измеряемых при фиксированных условиях обогащения, существует связь, позволяющая автоматически идентифицировать выделенные сорта руды.
5. Разработанные модели и алгоритмы одновременного формирования на пе регруз очно -усреднит ельных складах нескольких условных сортов позволяет существенно повысить стабильность качественных характеристик руды каждого сорта при повышении использования горно-транспортного оборудования за счет целенаправленного выбора сортов и распределения очистных забоев для каждого формируемого сорта в соответствии со сложившейся в карьере производственной ситуацией.
6. Для производства высококачественного концентрата при высоких технико-экономических показателях целесообразно одновременное формирование на перегрузочно-усреднительных складах нескольких (двух-четырех) условных сортов руды с последующей автоматизированной их идентификацией на обогатительной фабрики и реализацией соответствующих оптимальных управляющих воздействий.
7. При отсутствии на обогатительной фабрике АСУТП целесообразно лишь дискретное изменение управляющих воздействий по информации об изменении сорта перерабатываемой руды.
Диссертация: библиография по экономике, кандидата технических наук, Тимашов, Виктор Петрович, Москва
1. Официально-документальные материалы.
2. ЦК КПСС. Совет Министров СССР. Об опыте работы партийной организации и коллективов передовых предприятий промышленности Львовской области по разработке и внедрению КС УШ1. Постановление. Правда, 1975, 15 авг.
3. Тихонов H.A. Основные направления экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 г. Доклад ХХУ1 съезду КПСС 27 февраля 1981г.М.: Политиздат, 1981.- 46с.
4. Отраслевая система управления качеством продукции черной металлургии. Основные положения комплексной системы управления качеством продукции предприятия. Об утверждении отраслевого стандарта ОСТ 1424-76. Приказ ГШ СССР.,» 1104. -М., 1976.-26с.
5. Материалы съездов, конференций, симпозиумов.
6. Опыт эксплуатации и внедрения систем автоматизации на горнорудных предприятиях (тезисы докладов). Свердловск, 1982, 20с.3. Книги.
7. Ржевский В.В. Технология и комплексная механизация открытых горных работ. М,: Недра, 1975. - 574с.
8. Марюта А.Н. Автоматическая оптимизация процесса обогащенияруд на магнито-обогатительных фабриках. -М.: Недра, 1975. 232 с.
9. Грачев Ф.Г. Управление качеством сырья на горнорудных предприятиях.-М.: Недра, 1977.-208 с.
10. Грачев Ф.Г. Теория и практика усреднения качества минерального сырья.-М.: Недра, 1983. -157 с.
11. Ломоносов Г.Г. Формирование качества руды при открытой добычи • ""¿vie : Недра,-224 с.
12. Новожилов М.Г. Ройзен Я.Ш. Эрперт A.M. Качество рудного сырья черной металлургии:-М.: Недра, 1977. 414 с.
13. Базылев В.Г. Управление добычными работами в рудоусред-нительном режиме при открытой разработке месторождений железных руд. Тула: ТЛИ, 1973. -93с.
14. Зарайский В.П. »Николаев К.П. .Казанский К.В. Усреднение руд. М.: Недра. 1975. -291 с.
15. Бастан П.П., Азбель Е.И.,Юшчкин С.И. Теория и практика усреднения руд. : Недра, 1979. -255 с.
16. Бастан П.П., Волошин H.H. Усреднение руд на горнообога-тительннх предприятиях.-М.: Недра, I98I.-280 с.
17. Прудовский А.Д. Методика оперативного планирования добычных работ в режиме усреднения качества руды. -Ленинград, 1980.-94 с.
18. Суменков М.С., Кисляк В.М. ,Маточкин В.А. Математические методы планирования открытых горных работ.-М.: Недра, 1973. -156с.
19. Лебедкин П.Ф. .Пропутов B.C. ,Реуцкий Ю.В. Проектирование систем управления обогатительными производствами. -М.: Недра, 1973. -296 с.
20. Автоматизированные системы управления подготовкой металлургического сырья и доменным переделом. Под ред. Шумилова К.А. -М.:Метаялургия, 1979.-184 с.
21. Автоматизация процессов обогащения руд цветных металлов за рубежом. 41. :Цветметинформация.1974. -68с.
22. Ю.Э.Аккерман, Г.Б.Букаты, Б.В.Кизевальтер и др. Справочник по обогащению руд. Подготовительные процессы.-М.: Недра, 1982. -366с.
23. Автоматизация предприятий цветной металлургии Канады.-М.: Цветметинфорлация, 1979. -43с.
24. Марюта А.Н.,Кочан 10.Г. ,Банько Б.А. Автоматическое управление технологическими процессами обогатительных фабрик. 41.: Недра. 1983.-277с.
25. А.Фиакко, Г.Ыак-Кормик. Нелинейное программирование. Методы последовательной безусловной минимизации.-М. :Мир, 1972.-240 с.
26. Бррский Л.А.,Козин В.З. Системный анализ в обогащении полезных ископаемых. -М.: Недра, 1978. -486 с.
27. Барский Л.А., Плаксин И.Н. Критерии оптимизации разделительных процессов. 4Л.: Наука, 1977. -П8с.
28. Горелик А.Л. ,Скрипкин В.А. Методы распознавания. : Высшая школа, 1977. -222с.
29. Валник В.Н., Червоненкис А.Я. Теория распознавания образов. -М.: Наука, 1974^ -287 с.
30. Финни Д. Введение в теорию планирования экспериментов. -М.: Наука, 1970. -287 с.
31. Бубнова Г.А.,Соков А.Л.Дернегов Ю.А. Оптимизация качества руды на горно-обогатительных комбинатах. 41.: Недра, 1978. -125с.
32. Нестеров Г.С. Технологическая оптимизация обогатительных
33. Фабрик.-М.: Недра, 1976, -121 с.
34. Эшби У.Р. Введение в кибернетику. -М. Изд-во иностр. литературы, 1959. -432с.
35. Захаров В. Н. »Поспелов Д.А., Хазацкий В.Е. Системы управления. -М.¡Энергия, 1977. -424 с.
36. Дженкине Г., Ватте Д. Спектральный анализ и его приложения.-41. : Мир, 287с. 1972.4. Статьи.
37. Вызов В.Ф., Максимов И.И. ,Вилкул Ю.Г. Определение параметров систем усреднения качества руд на горно-обогатительных комбинатах.- Изв. вуз. Горный журнал, 1982, Ш, -59-бЗс.
38. Базылев В.Г. Оценка процессов усреднения при добыче и подготовке руд к обогащению. -Горный журнал, 1978, ЖЕ2, с 18-22.
39. Арсеньев С.Я., Прудовский А.Д.»Широкова А.Н. Оперативное планирование добычных работ на карьерах в режиме усреднения.-Горный журнал, 1976, J£ I, 5-9 с.
40. Ефремов A.B. Долгий В.М. .Полякова Н.И. Методика планирования добычи руды в карьерах ГОКов. -В кн. :Моделирование экономических систем в промышленности. Донецк, 1975, 30-43 с.
41. Прудовский А.Д. Оперативное планирование добычных работ на карьерах в режиме усреднения с использованием математических моделей В кн.: Проектирование предприятий горнорудной промышленности. М.: Недра, 1976, вып.2, 91-98 с.
42. Ириков В.А., Кимельман Э.А. »Школьник М.И. К вопросу оптимального планирования и управления на горных предприятиях.- Известия вузов.Горный журнал, 1973, $ 12, 8-9с.
43. Прудовский А.Д., Широкова I.H. Проверка ыетодики оперативного планирования добычных работ на математической модели карьера.- В кн.: Математическое обеспечение АСУ горных предприятий. Свердловск, 1974, 61-66с.
44. Рамазанов М.Р. Дрючков П.Я. Планирование добычи руды в режиме усреднения на Комсомольском карьере,- В кн.: Сборник научных трудов Магнитогорского металлургического института. Магнитогорск, 1975, вып. 12, 41-43 с.
45. Васильев М.Б. Особенности устройства и параметры карьерных перегрузочных складов. -Горный журнал, 1977, $ 10, 18-20 с.
46. Новожилов М.Г., Эрперт A.M., Ройзен Я.Ш. Исследование усреднительных свойств рудных складов при их формировании. Известия вузов, Горный журнал, 1978, В I, 31-36 с.
47. Эрперт A.M.,Ройзен Я.Ш. Определение емкости усреднительных складов методами статистической группировки и теории случайных функций. -Физико-технические исследования, 1979, $ 6. 67-73 с.
48. Абдухахаров М., Хасаинова Н.Е. Составление календарного плана горных работ на карьерах с применением динамического программирования.- Вопросы кибернетики, вып. 59,
49. Ташкент, 1973, с. 102-106.
50. Бевз Н.Д. ,0докиенко Ю.К. Дриушенко В.В. Квартально-месячное планирование развития добычных работ в карьере методом линейного программирования.Разработка рудных месторождений, вып. 15, 1973. с.21-23.
51. Модель технологического процесса усредняющей системы. Г.С.Нестеров, Б.А.Подойцын, Ю.А.Васильева и др. В кн.: Обогащение руд черных металлов. Вып. 2.: Недра, 1973,с. 168-177.
52. Суменков B.C. Оперативное планирование горных работ на карьерах с учетом режима усреднения руд. В кн.: Автоматизированные системы управления горным производством, Иркутск, 1979, с. 41-44.
53. Рожков К.В. Проектирование АСУТП обогатительных фабрик. -Обогащение руд. 1973, В 5, с.37-41.
54. Шупенин В.В. Вопросы создания АСУТП обогатительных фабрик. В кн.: Автоматический контроль и управление при обогащении и металлургии цветных металлов. Ташкент, 1978, с. 73-75.
55. Некоторые принципы рационального построения и внедрения АСУТП на обогатительных фабриках В.Л.Забелин, Г.В.Ко-рендяев, Б.И. Смирнов и др. Цветные металлы, 1974, № 10. с. 73-76.
56. Марюта А.Н., Нападайло В.А., Жуковицкий В.Н. Автоматизированные системы управления на ГОКах Кривбасса. Металлургическая и горнорудная промышленность, 1974, В 5 (89), с. 60-64.
57. Разработка АСУТП обогащения магнетитовых железных руд. ВЛ1. Козлюк, Г.А.Маркин, В.Е. Бабенко. Механизация иавтоматизация управления, 1973, $ 4, с. 12-17.
58. Вертегов В.И. Формализация технологических ситуаций и алгоритмы ситуационного управления для обогатительного комплекса с жесткой структурой.-Изв.вузов. Горный журнал, 1978, }Ь 2, с. 151-163.
59. Вертегов В.И., Ащепкин Л.Т. Синтез и расчет адаптивной модели связного объекта как типового звена секции маг-нито-обогатительной фабрики.-Изв. вузов. Горный журнал, 1979. В I, с. 137-156.
60. Рейзмин A.C. Об ортогональных рототабельннх планах второго порядка.- Заводская лаборатория, 1972, 5, с. 588-589.
61. Копатилов В.И. Выбор интервалов варьирования технологических факторов при проведении опытов флотации по методу крутого восхождения.- Обогащение руд, 1970, № 2,с.92-85.
62. АСКК технологических параметров процесса мокрого магнитного обогащения. Г.И.Меньшенин, Н.Я.Еремин, В.М.Куркини др.- Горный журнал, 1983, & 8, с.22-24.
63. Трушин А.А.Прямое цифровое регулирование технологических параметров обогатительных фабрик.- Обогащение руд, 1976, & 5, с. 37-39.
64. Вертегов В.И., Книжник В.А.,Сувржевский Н.Б. Проектирование комбинированной системы управления нагрузочными режимами секции магнитообогатительной фабрики.-Механизация и автоматизация управления, 1979, В 3, с. 16-20.
65. Харам Л.И. Новая технология и принципы АС7ТП шихтования аглосырья для ОШК.- Обогащение руд, 1975, М,с.21-27.5. Диссертации, отчеты.
66. Коган Ю.А. Формирование стабильного качества железорудного сырья при оперативном планировании добычных работ на карьерах.- Диссертация на соискание ученой степениканд.техн. наук М., 1980.- с. 126.
67. Дьяченко К.С. Исследование системы карьер-обогатительная фабрика с целью совершенствования управления транспортными потоками в режиме усреднения. Диссертация на соискание ученой степени канд.техн. наук - Свердловск, 1980,- с. 183.
68. Обобщение опыта разработки и внедрения комплексной системы управления качеством продукции на предприятиях Ш0 "Союзруда": Отчет НИИЮЛА; Руководитель работы Сафонов Л.В.- 15.2-2-К-644-81-Р; 1 ГР 81040426; инв. ДО Б 02821042733.- Губкин, 1982.-72с.
69. Разработать АСУТП фабрики обогащения ЛГОКа: Отчет НИИША; Руководитель работы Дубижанский И.Н. 2-УШ-4-432-76;
70. ДО ГР 76008406; Инв.' ДО Б 631278- Губкин, 1977.-96 с.
71. Разработать АСУТП фабрики обогащения ЛГОКа: Отчет НИИША; Руководитель работы Дубижанский И.Н. 2-УШ-4-432-76;
72. ДО ГР 78032697; Инв. ДО Б 746512, Губкин, 1979.-ПЗс.6. Авторефераты.
73. Коган Ю.А. Формирование стабильного качества железорудного сырья при оперативном планировании добычных работ на карьерах. Автореф. дис. на соискание ученой степени канд.технич. н^аук. М., 1980, -17с.
74. Дубижанский И.Н. Исследование систем управления качеством добываемой руды в карьерах. Автореф. дис. на соискание ученой степени канд.технич. наук.-М., 1976, 14с.
75. Нормативно-технические документы.
76. Методические указания. Состав и содержание стандарта предприятия "Комплексная система управления качнством продукции. Основные положения". РД 50-138-78.-М., 1978, II с.
77. Технологическая инструкция по обогащению железистых кварцитов на обогатительной фабрике Лебединского горнообога-тательного комбината.- Губкин, 1977. 65 с.