氧化铝生产焙烧过程控制策略的研究.docx

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氧化铝生产焙烧过程控制策略的研究

摘要

氧化铝是电解铝生产的主要原料，针对我国矿石特点，我国氧化铝的生产工艺主要采用的是拜尔法和烧结法以及混联法，在拜尔法中焙烧工序是氧化铝生产必不可少的一个过程，并且是整个氧化铝生产的最后一道工序，该生产过程的主要任务是将来自分解或平盘的带有附着水的氢氧化铝物质在焙烧炉中高温煅烧，脱除附着水和结晶水，从而生成物理化学性质符合电解要求的氧化铝。焙烧生产过程直接关系到氧化铝质量和产量。该过程具有设备之间关联复杂，关键工艺参数关联耦合严重，工况条件变化大如原料成份波动频繁、设备结疤等控制难题而难以实现自动控制和优化运行。因此，焙烧过程的重要性、复杂性以及现代工业对自动化的高要求使得焙烧过程控制系统备受重视。本文开展了氧化铝焙烧生产过程控制策略的研究，取得了显著的应用效果。本文主要内容归纳如下：研究了氧化铝焙烧过程的控制策略，焙烧炉温度控制回路。对焙烧炉的温度控制策略进行研究，提出流量-温度串级控制方案，并基于Ziegler-Nichols的方法对控制器参数进行寻优，指导现场控制器参数的调试。

关键词：氧化铝焙烧；串级控制；建模仿真

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DesignandDevelopmentoftheComputer

ControlSystemforRoastingProcessin

AluminaProduction

Abstract

Aluminaisthemainrawforaluminumproduction.Becauseofthecharacteristicofore,Bayermethodandagglomerationmethodandmixmethodaremainlyadoptedasthetechniquesofaluminaproductioninourcountryandtheformertakesveryimportantplace.AluminaroastingprocessisanabsolutelynecessaryduringthealuminaproductionwithBayermethodanditisthelastprocedure.Theprimarytaskistoroastthealuminumhydroxidefromseed-decomposeorflat-trayfiltration,inordertoremovethewaterofaluminumhydroxide,andmakethealumina,itsphysicalchemistrypropertyaccordswiththeelectrolyticrequirement.Theroastingprocessaffectsthequalityandoutputofaluminaproductsdirectly,andithasmanydifficultproblemsinthecontrolfield,sothatitisverydifficulttorealizetheautomaticcontrollingandtheoptimizedrun,includingtheintricaterelevancybetweenequipments,theseriouscouplingandrelevancybetweenthekeyparameters,thediverseproductionconditionsuchasthefrequentfluctuationofrawmaterialanddevicescabsandsoon.Becausethealuminaroastingprocesshashighcomplexity,importanceandthemodernindustryproductionprocessrequiresadvancedcontrol,thecontrolsystemofaluminaroastingprocesshasbeentakenmuchcountof.Theprimaryworksareasfollowing:Thec