Главная » 2014 » Сентябрь » 25 » Скачать Исследование и моделирование автогенной плавки медных сульфидных шихт с использованием методов компьютерной имитации. Мамонтова, бесплатно
6:32 AM
Скачать Исследование и моделирование автогенной плавки медных сульфидных шихт с использованием методов компьютерной имитации. Мамонтова, бесплатно
Исследование и моделирование автогенной плавки медных сульфидных шихт с использованием методов компьютерной имитации
Диссертация
Автор: Мамонтова, Евгения Евгеньевна
Название: Исследование и моделирование автогенной плавки медных сульфидных шихт с использованием методов компьютерной имитации
Справка: Мамонтова, Евгения Евгеньевна. Исследование и моделирование автогенной плавки медных сульфидных шихт с использованием методов компьютерной имитации : диссертация кандидата технических наук : 05.16.02 / Мамонтова Евгения Евгеньевна; [Место защиты: Сев.-Кавказ. гор.-металлург. ин-т] - Владикавказ, 2009 - Количество страниц: 192 с. ил. Владикавказ, 2009 192 c. :
Объем: 192 стр.
Информация: Владикавказ, 2009
Содержание:
Введение
1 Аналитический обзор литературы
11 Введение
12 Автогенные процессы — наиболее перспективное направление развития плавки медного сульфидного сырья
121 Общие положения
122 Цели автогенной плавки медного концентрата
123История развития автогенных процессов
13 Основные технологические характеристики автогенных процессов
131 Химические процессы
132 Кинетические процессы
133 Тепловые процессы
134 Процессы штейно-и шлакообразования
135 Характеристики штейна
136 Характеристики шлака
137 Характеристики отходящих газов и пыли
138 Характеристика дутья
14 Влияние автогенных процессов на окружающую среду
15 Наиболее известные печи автогенной плавки
16 Технологическая и экономическая целесообразность использования автогенной плавки
17 Математическое описание и компьютерное моделирование автогенных процессов
171 Математические модели
172 Компьютерные программы
18 Экспериментальные исследования печей автогенной плавки
19 Эксплуатация печного и вспомогательного оборудования
110 Современные подходы к улучшению параметров автогенных процессов
1101 Совершенствование имеющихся и разработка новых конструкций плавильных аппаратов
1102 Добавление веществ в дутье или расплав
1103 Применение процесса к новым материалам
1104 Автоматизация процесса и сопутствующих переделов
1105 Совершенствование способов ведения процесса
111 Определение целей исследования
2 Исследование некоторых закономерностей кислородно-факельной плавки медных сульфидных концентратов с использованием метода компьютерной имитации
21 Постановка задачи
22 Методика исследования
23 Построение и идентификация математической модели
24 Компьютерная программа!
23 Выводы по главе 2
3 Компьютерное моделирование газодинамических параметров потока газа в печи КВПЭН
31 Общие положения
32 Печь КВПЭН
321 Идея предлагаемой конструкции
322 Работа печи
323 Достоинства печи КВПЭН
33 Компьютерное моделирование газодинамических процессов в КВПЭН
331 Прямое численное моделирование
332 Исходные данные
333 Моделирование потока газа
3331 Методика расчета
3332 Распределение скоростей потока в объеме №1
3333 Распределение скоростей потока в объеме №2
3334 Распределение скоростей потока в объеме №3
3335 Распределение скоростей потока в объеме №4
3336 Распределение скоростей потока в объеме №5
3337 Распределение скоростей потока в объеме №6
334 Моделирование потока газа с пылью
3341 Методика расчета
3342 Распределение скоростей и траекторий движения частиц
335 Моделирование тепловых процессов в потоке
3351 Методика расчета
3352 Распределение температуры
34 Вывод по главе 3
4 Моделирование электротермических процессов в зоне электронагрева КВПЭН с тремя электродами
41 Схема подключения электродов
42 Моделирование электронагрева тремя электродами
421 Постановка задачи
422 Методика эксперимента
423 Матрица планирования
424 Математическая модель температуры
425 Математическая модель градиента температуры
426 Математическая модель теплового потока
43 Вывод по главе 4
5 Моделирование электротермических процессов в зоне электронагрева КВПЭН с четырьмя электродами
51 Постановка задачи
52 Методика эксперимента
53 Математическая модель температуры
54 Математическая модель градиента температуры
55 Математическая модель теплового потока
56 Сравнение 3-х и 4-х электродного подключения
57 Вывод по главе 5
Введение:
Актуальность темы
Автогенная плавка сульфидных концентратов тяжелых металлов, из которых взвешенная плавка и плавка в жидкой ванне являются наиболее экономичными и экологически чистыми, находят широкое применение в промышленности. Вместе с тем, исследования процессов плавки в промышленных печах с целью получения математических моделей, на основе которых возможна оптимизация процессов, требует значительных затрат энергии и времени. В связи с этим изучение автогенных процессов методом компьютерного моделирования становится актуальным.
Цель работы
Исследование массообменных и тепловых процессов в печах кислородно-взвешенной плавки с целью разработки математической модели методом имитационного эксперимента.
Методы исследования
Исследования были проведены с использованием математических методов моделирования тепловых, массообменных, газодинамических и электротермических процессов, математической статистики, прямого численного моделирования.
Наиболее существенные научные результаты работы
1. С использованием метода имитационного планируемого эксперимента предложена математическая модель зависимости температуры продуктов плавки от следующих 6 факторов: производительности печи по шихте, содержания меди и серы в шихте, содержания меди в получаемом штейне, содержания кислорода в дутье и влажности шихты. Предложенная модель позволяет прогнозировать параметры процесса плавки.
2. Установлено, что в условиях принятых ограничений на независимые переменные наибольшее влияние на температуру шлака, которая определяет количество потерь меди, оказывают (по убыванию): содержание меди в штейне, содержание меди и серы в шихте.
3. Предложена методика и создана компьютерная программа для>расчета тепловых и материальных балансов кислородно-факельной плавки (свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007611391 (RU)).
4. Рассчитаны и визуализированы тепловые параметры шлака в зоне электронагрева в печи КВПЭН (Кислородно-взвешенная печь с электронагревом).
Оценка достоверности и новизны научных результатов
Достоверность полученных автором научных результатов основана на: фундаментальных законах металлургической термохимии и подтверждена методами математической статистики, а также сходимостью с производственными данными, с относительной ошибкой не более 4,0%. Математические модели зависимости температуры, шлаковой фазы, от производительности печи, содержания меди. в шихте и штейне и серы в шихте, содержания кислорода в дутье и влажности шихты, а также зависимости температуры, теплового потока и градиента температуры. в зоне электронагрева шлаковой; фазы являются; адекватными и представляют собой научную новизну.
Практическая значимость работы
1. Предложена новая конструкция печи КВПЭН (пат. РФ на полезную модель № 64331), включающая; горелку для взвешенной плавки и четырёхэлектродную электропечь для обеднения шлаков по меди.
2. Ожидаемый экономический эффект от внедрения предложенной печи составит более 12 млн. руб. в год.
Положения, выносимые на защиту
1. Математическая модель, отражающая зависимость температуры шлака от основных технологических параметров печи для взвешенной плавки медных сульфидных шихт.
2. Конструкция новой печи для автогенной плавки сульфидного концентрата КВПЭН, совмещающая печь для взвешенной плавки с электропечью, для обеднения шлаков по меди.
3; Расчет параметров1 потока газа, проходящего через КВПЭН.
4. Математические модели, отражающие зависимость температуры шлака, градиента и теплового потока в зоне электронагрева.
Апробация работы
Основные положения диссертации прошли апробацию на VI Международной конференции «Инновационные технологии для устойчивого развития горных территорий», научно-технических конференциях СКГМИ (ГТУ), Международной научно-технической конференции "Перспектива 2006" и "Перспектива 2007", расширенном заседании кафедры металлургии цветных металлов СКГМИ (ГТУ), а также в научных публикациях.
Публикации
Содержание диссертации отражено в 13 публикациях, из них 3 в изданиях, рекомендованных ВАК, один патент Российской Федерации на полезную модель и одно свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, библиографического списка из 138 наименований, 6 приложений, 54 рисунков, 22 таблиц и изложена на 192 стр. машинописного текста.
