Автоматизация технологических процессов цветной металлургии на основе имитационных моделей

• Автор: Горенский, Борис Михайлович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 326 с. : 28 ил.

Введение
Глава 1.Анализ функционирования существующих автоматизированных систем управления технологическими процессами цветной металлургии
1.1 Анализ состояния технологического процесса переработки руд в цветной металлургии

1.2 Анализ процесса электроплавки сульфидных руд в руднотермических печах

1.3 Исследование технологического процесса аффинажа металлов платиновой группы

1.4 Анализ пирометаллургического процесса электролиза алюминия

1.5 Анализ состояния автоматизации технологических процессов плавки сульфидных руд и аффинажа металлов платиновой группы
1.6 Особенности моделирования сложных взаимосвязанных технологических процессов цветной металлургии
1.7 Системный подход к построению имитационных систем управления технологическими процессами цветной металлургии
Выводы
Глава 2. Имитационное моделирование взаимосвязанных технологических процессов цветной металлургии
2.1 Анализ требований к имитационным математическим моделям функционирования автоматизированных систем
2.2 Особенности построения имитационных моделей функционирования автоматизированных систем управления
2.3 Математическая модель контроля температуры в ванне РТП
2.4 Математическая модель контроля уровней расплавов в ванне РТП
2.5. Математическая модель контроля производительности руднотермических печей
2.6. Статистическая прогнозирующая модель процесса плавки в РТП
2.7. Математическая модель контроля состояния футеровки РТП
Выводы
Глава 3. Имитационная система управления технологическими процессами цветной металлургии
3.1 Требования предъявляемые к построению автоматизированных систем управления технологическими процессами цветной металлургии
3.2 Имитационная система управления процессом электроплавки в РТП
3.3 Система диагностики процесса плавки в РТП
3.4 Модернизация АСУ энергетического режима РТП
3.5 Автоматизированная система расчета управляющих воздействий
3.6. Алгоритм управления процессом загрузки шихты в печь
3.7. Применение имитационной системы управления для расчета оптимального состава шихты
3.8. Адаптивная система управления тепловым режимом электропечи
Выводы
Глава 4. Имитационная система управления технологическим процессом плавки медноникелевого агломерата в РТП
4.1 Основные принципы построения компьютерных тренажеров
4.2 Автоматизированная обучающая система для исследования процессов плавки в рудпотермических печах
4.3 Использование имитационной системы управления для оптимизации процесса плавки в РТП
Выводы
Глава 5. Имитационная система управления гидрометаллургическим
процессом аффинажа металлов платиновой группы
5.1 Имитационная система исследования процесса вскрытия сырья жидкофазным хлорированием
5.2 Имитационная система исследования первой стадии аффинажа палладия
5.3 Компьютерный тренажр для исследования процесса аффинажа платины
5.4 АСУ ТП вскрытия сырья жидкофазным хлорированием
Выводы
Глава 6. Имитационная система исследования процесса электролиза
алюминия
6.1 Автоматизированная обучающая система для исследования процесса электролиза алюминия
6.2 Автоматизированная система управления технологическим процессом электролиза алюминия
Выводы
Заключение
Литература


Важным параметром, характеризующим эффективность электроплавки медноникелевых руд и кон цен гратов, является снижение потерь никеля, меди и кобальта с отвальными шлаками. При электроплавкс сульфидных медноникелевых руд и концентратов химические потери связаны с растворением в шлаке сульфидов. Механические потери имеют место при неполном разделении шлака и штейна и возникают вследствие запутывания в шлаке мельчайших капель жидкого штейна. На химические потери цветных металлов со шлаком существенное влияние оказывает содержание кислорода в газовой фазе. Во всех случаях, когда процесс протекает при сравнительно невысоком парциональном давлении кислорода в нейтральной или восстановительной атмосфере в печи, химические потери никеля, меди и кобальта уменьшаются. Повышение температуры шлака способствует увеличению содержания растворнных цветных металлов в ишаке, т. На содержание растворнных цветных металлов большое влияние оказывает состав шлака. Установлено, что с повышением содержания оксидов железа в шлаке химические и физические потери металлов увеличиваются. На механические потери цветных металлов со шлаками влияют следующие факторы возрастание вязкости расплава, снижение градиента плотностей шлака и штейна, увеличение глубины шлаковой ванны, интенсивность конвекции шлака, крупность частиц сульфидов, содержание цветных металлов в штейне. Определнное значение для механических потерь металлов имеет газовая флотация в растворах мелких взвешенных частиц. Пели количество выделившихся из шлака газов будет достаточно большим, то эго приведет к выносу пузырьками газа мелких частиц штейна в поверхностный шлаковый слой, где мелкие капли сливаются в более крупные и затем оседают в штейн. Отсюда следует, что чем больше газов образуется в шлаке, тем меньше потери со шлаком никеля, кобальта и меди. Большое влияние на потерн металлов со шлаком оказывает температурный режим процесса плавки. Повышение температуры шлака приводит к снижению вязкости и, в большинстве случаев, к увеличению межфазного натяжения. Обе эти причины способствуют снижению механических потерь со шлаком, хотя при повышении температуры несколько возрастает растворимость цветных металлов в шлаковых расплавах. Однако суммарный эффект снижения содержания цветных металлов в шлаке от повышения температуры, как правило, положительный. Температура шлака по высоте слоя, несмотря на интенсивное конвекционное перемещение, неодинакова. В слое шлака под элекзродом температура максимальна и плавно снижается по высоте. Вследствие этого опять начинается обогащение шлака цветными металлами за счт задержавшихся в нм капелек штейна. Отсюда следует, что для получения шлака, обедннного цветными металлами, важно поддерживать на определнном уровне температуру, как в верхних слоях шлака, так и в нижних. Добавка в шихту плавки медноникелевых концентратов небольшого количества углеродистого восстановителя уменьшает потери цветных металлов с отвальными шлаками. Добавка углеродистого восстановителя приводит также к увеличению производительности и некоторому незначительному увеличению выброса в атмосферу за счт увеличения содержания сульфидов в шихте. Как показывает анализ влияния основных технологических параметров на процесс электроплавки, большое значение приобретает поддержание параметров в определнных границах. Такая задача относится к задачам управления со стабилизацией качества управлсния,,5,6. Анализ состояния технологического процесса электроплавки сульфидных руд в РТП показывает, что данный технологический процесс относится к сложным взаимосвязанным технологическим процессам. Поэтому задача управления таким процессом сводится не к задаче поддержания параметров на определнном, наперед заданном уровне, а относится к отысканию наилучшего решения, т. Другим подтверждением того, что управление РТП относится к управлению с оптимизацией качества, является отсутствие математического описания процесса плавки. Это объясняется, как отсутствием средств текущего контроля основных технологических параметров, так и значительным их изменением в течение процесса под влиянием случайных возмущений, воздействующих на процесс электроплавки 2.