贵溪冶炼厂闪速炉冶金控制模型改进研究

摘要

随着工厂产能的不断提升，贵溪冶炼厂的生产状况发生了很大改变，现有的闪速炉冶金控制模型已不能满足生产需求。贵溪冶炼厂在太极计算机股份有限公司、江西理工大学等多家合作单位的协助下，对闪速炉冶金控制模型进行了研究。主要研究内容及成果如下:
　　(1)对闪速炉装入和产出物料进行了较全面的成分分析，以确定现有控制模型需新增的元素与物相，并对模型中的相关比率进行了调整。依据贵溪冶炼厂第四次元素普查结果，并结合闪速炉生产实践，多家研究单位共同商定模型中需新增Pb、Zn这两种元素。随后，确定对闪速炉的部分投入、产出物料进行物相定量分析。根据元素与物相定量检测结果，确定了各物料中需新增的物相，并对相关比率进行了调整，主要包括各物料中新增含Pb、Zn的物相及其引入比率常数和系数。
　　(2)基于贵溪冶炼厂第四次元素普查结果，确定现有控制模型中需变更的系数参数。主要包括冰铜中S、Fe、Pb、Zn品位计算公式系数变更;投入、产出烟尘系数变更;排烟系统各部位烟尘成份变更。
　　(3)模型调整中热平衡计算所用的热力学数据。根据相关的专业资料查得各新增物相的分解、生成热等热力学数据。
　　(4)控制模型的调整与构建。基于以上所述的新增物相及比例系数变更等因素的影响，金属平衡与热平衡方程作出相应的调整与构建。
　　(5)开发出了一套用于研究的离线仿真数学模型，作为开展试验、调整、试算、评估、测试等工作的公共平台。
　　(6)对新的离线仿真控制模型单独验证后，得出了Pb、Zn元素均会对计算结果产生较大影响且Zn元素影响更大，主要体现在对反应塔工艺风、工艺氧和富化率的影响。对新的离线仿真控制模型和正在使用的在线控制模型进行对比验证后，得出离线仿真控制模型计算所得数据比在线控制模型计算所得数据更符合生产实际。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 江铜集团概况

1．2 贵溪冶炼厂概况

1．2．1 发展历程

1．2．2 生产工艺概况

1．3 课题研究的目的与意义

2 文献综述

2．1 火法炼铜工艺发展现状

2．2 闪速熔炼工艺

2．2．1 闪速熔炼工艺简介

2．2．2 贵溪冶炼厂闪速熔炼工艺

2．3 闪速炉冶金控制模型简介

2．3．1 基于物料平衡和热量平衡计算的静态数学模型

2．3．2 金属(物料)平衡

2．3．3 热量平衡

2．3．4 贵溪冶炼厂闪速炉数模优化控制系统

3 冶金控制模型的调整

3．1 引言

3．2 根据原料和产出物成分的变化，确定需要添加入控制模型的新元素和新物相

3．2．1 增加新元素

3．2．2 增加新物相

3．3 构建新的计算数学模型

3．3．1 冰铜S、Fe和Pb、Zn品位计算公式系数变更

3．3．2 投入、产出烟尘系数变更

3．3．3 排烟系统烟尘成分变更

3．3．4 投入、产出物料的物相推定过程中常数变更

3．4 金属平衡方程调整

3．4．1 数据说明

3．4．2 金属平衡1(MB1)方程的调整

3．4．3 金属平衡2(MB2)方程的调整

3．4．4 金属平衡3(MB3)方程的调整

3．4．5 金属平衡4(MB4)方程的调整

3．5 热平衡方程调整

3．5．1 数据说明

3．5．2 热平衡1(HB1)方程的调整

3．5．3 热平衡2(HB2)方程的调整

3．6 化合物推定计算

3．7 本章小结

4 冶金控制模型的仿真

4．1 仿真系统的目标

4．2 仿真系统硬件结构

4．3 仿真系统总体结构

4．4 仿真系统软件设计

4．5 仿真系统功能实现

4．6 本章小结

5 冶金控制模型的验证

5．1 验证时机及载体

5．2 新离线仿真数模验证

5．2．1 验证项目

5．2．2 验证方法

5．2．3 验证条件

5．2．4 在不同Zn品位下(Pb=0，Zn≠0)的模型仿真研究

5．2．5 在不同Pb品位下(Pb≠0，Zn=0)的模型仿真研究

5．2．6 两种不同取值条件下的对比仿真研究

5．3 不同因子对新离线仿真数模计算结果的影响验证

5．3．1 验证项目

5．3．2 验证方法

5．3．3 验证条件

5．3．4 验证结果

5．4 新离线仿真数模与在线数模应用于生产的对比验证

5．4．1 验证项目

5．4．2 验证方法

5．4．3 验证条件

5．4．4 验证结果

5．5 本章小结

6 研究结论

6．1 总结与结论

6．2 展望与建议

致谢

攻读学位期间发表的论文及科研情况

参考文献