Разработка моделей и алгоритмов анализа и оценки эффективности бескоксовых металлургических производств на примере получения легированной ванадием стали

• Автор: Ладыгина, Наталья Владимировна
• Шифр специальности: 05.13.18, 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 237 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

I. СУЩЕСТВУЮЩИЕ МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ IЖИ ОФФЕКТИВ ЮП И МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

1.1. Сравнительный анализ существующих схем получения легированной ванадием стали

1.2. Математические модели оценки эффективности высокотемпературных нерготехнодогических процессов

1.3. Методы и алгоритмы пер о жоии ическо о аиа.и га металлургических процессов

1.4. Алгоритмы оценки эффективности тепломассообмена

пер О ГС X пол о ги чес К ИХ II ро СССО в

1.5. Требования к разработке математической модели оценки эффективности нового бсскоксового процесса выплавки легированной ванадием стали процесса ЛП

1 6. Постановка задачи исследования

2. СОВЕРШЕНО Т В О В АИЕ IЮВОГО ЬЕСКОКСОВОГО РО 1ЕССА ВЫПЛАВКИ ЛЕГИРОВА И ЮЙ ВААДИЕМ СТАЛИ
ПРОЦЕССА ЛИ
2.1. Усовершенствование схемы процесса Л I
2.2. Методика составления материальных и тепловых балансов процесса
2.2.1. Материальный и тепловой балансы выплавки чугуна в агрегате ЖВ
2.2.2. Материальный и тепловой балансы металлизации окатышей в шахтной печи
2.2.3. Деванадаиия чугуна Г1ЖВ. Материальный и тепловой балансы выплавки стали в д го вой электропечи
2.3. Выводы
3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И АЛГОРИТМОВ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ОП ТИМИЗАЦИИ
ПРОЦЕССА ЛИ
3.1. Структура математической модели оценки эффективности
процесса ЛИ
3.2. Разработка алгоритмов и программного обеспечения математической модели оценки эффективности процесса 1ГI
3.2.1. Разработка алгоритмов и программного обеспечения расчт материальных и iсиловых балансов процесса II1
3.2.2. Разработка алгоритмов и программного обеспечения энергожологического анализа процесса ЛИ
3.2.3. Разработка алгоритмов и программного обеспечения расчт
параме тров тепломассообмена шахтной печи процесса II 1
3.2.4. Разработка алгоритмов и программного обеспечения расчта основной оптимальной пропорции потоков процесса II I
3.3. Опенка адекватности математической модели оценки эффективности процесса Л
3.4. Выводы
4. АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ЛП С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ I1ЕКИ ЕГО ЭФФЕКТ 1В ЮП И
4.1. Анализ полных сквозных энергозатрат и вредных выбросок
в ат мосферу для Л Ипроцесса
4.1.1. Энергоэкологический анализ процесса Л И
4.1.2. Энергоэкологический анализ традиционной схемы выплавки стали. Сравнительный энергоэкологический анализ процесса ЛП и традиционной схемы выплавки стали
4.2. Анализ процессов тепломассообмена шахтной печи процесса ЛП
4.3. Анализ эффективности использования трубчатой вращающейся печи
для процесса металлизации в процессе ЛП
4.4. Аналич эффекта от усовершенствования схемы процесса ЛП п расчт основной оптимальной пропорции потоков процесса ЛП I
4.5. Основные технологические параметры для выполнения технического таланмя па проектирование опытнопромышленной установки процесса ЛП
4.6. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


В данной работе предложен вариат коррекции схемы процесса ЛИ с чтом решения рассмотренных проблем и проведена оценка эффект ивное и этого способа для выплавки легированной ванадием стали с использованием качканарских титаномагнетитов в качестве рудного сырья. Таким образом, процесс ЛИ является альтернативным бескоксовым способом переработки ваиадимсодержаших титаномагнетитових руд. Чинейское комплексное месторождение титаномагнетитових руд, расположенное на севере Читинской области. Чинейское месторождение может стать наджной сырьевой базой для металлургических предприятий востока России. Поэтому в последние годы возрос интерес к проблеме изыскания оптимальных технологий комплексной переработки чинейского сырья. Основной отличительной особенностью чинейских титаномагнетитов по химическому составу является повышенное содержание титана. Например, в составе титаномагнегитовых концентратов, полученных при обогащении чинейских руд, в среднем 8 Т I . С учтом вышесказанного очевидно, что перспективой для переработки чннейского сырья являются бескоксовыс технологии с использованием металлизованных материалов. В частности, процесс Л1 можно рассматривать как одну из альтернативных технологий переработки Чинейских титаномагиетитовых руд. Поэтому необходимо провести оценку эффективное и этого способа для выплавки легированной ванадием стали. В настоящее время математическое моделирование применяется для исследований во многих обдаоях науки и техники. Компьютеризация и математическое моделирование энерготехнологических процессов становятся повсеместыми. Повышенный интерес к исследованию сложных высокотемпературных энерготсхнологических процессов, в частности, с помощью аппарата математического моделирования, объясняется тем, что металлургия в целом является одной из наиболее энергомких отраслей промышленности и одним из крупнейших источников загрязнения о к ру жаю те и с ре д ы. Проблемы энергосбережения и ЖОД изации производства юсно связаны между собой, поскольку энергосберегающие технологии ведут не только к экономии топлива, но и, несомненно, к уменьшению вредных выбросов, связанных со сжиганием органического топлива, поэтому необходим комплексный подход при анализе энерготехнологических процессов. Нынешнее состояние с энергомкостью продукции и требования энергосбережения диктуют необходимость проведения целенаправленной энергосберегающей политики, постоянной заботы об эффективности использования энергии. Основой эффективности использования энергии в технологических процессах, аг регатах является энергетический анализ. Конечным его итогом является сведение энергетического теплового баланса, установление теплового, обобщнного хим и котеплового и теплообменного КПД процесса, агрегата и энергомкость продукции. При этом и в количественном выражении наглядно выявляются резервы экономии топлива, проявляется роль тепловых потерь, значение использования теплоты отходящих газов, подогрева воздуха и ряда других факторов. На вновь проектируемом агрегате для разработки новых технологических процессов при энергетическом анализе проводится компьютерный имитационный эиергоаудит путм использования математического моделирования тепломасеопереиоса технологических процессов 4. Таким образом, математическое моделирование позволяет исследовать как существующие, гак и новые металлургические процессы, ещ не запущенные в производство. С помощью математических моделей появляется реальная возможность оценить эффективность исследуемого процесса с точки зрения ресурсо и энергосбережения, а также оценить экологичность м ета л л у р г и ч сс кого п ро цес с а. Как было отмечено, основным направлением в исследованиях эффективное 1 и металлургических процессов на протяжении многих лет являлись, в первую очередь, анализ затрат топлива и энергии и оценка эффективности использования энергии в данном процессе. В последнее время одной i наиболее актуальных счала также проблема экологичности исследуемого процесса. При этом использовались математические модели оценки эффективности металлургических процессов разной степени сложности. Существует несколько вариантов расчета суммарных энергозатрат процесса классический балансовый метод .