Курсовая работа: Разработка моделей доменного цеха
Восстановление
поступающих в доменную печь окислов Fe2O3 и Fe3O4
происходит путём последовательного отщепления кислорода по реакциям:
3Fe2O3
+ CO (H2) = 2Fe3O4 + CO2 (H2O),
Fe3O4
+ CO (H2) = 3FeO + CO2 (H2O).
Закись железа
FeO восстанавливается до Fe газами (косвенное восстановление) и углеродом
(прямое восстановление).
FeO
+ CO (H2) = Fe + CO2 (H2O),
FeO + C = Fe
+ CO (1)
Высшие окислы
марганца MnO2, Mn2O3 и Mn3O4
восстанавливаются газами с выделением тепла. В дальнейшем MnO восстанавливается
до Mn только углеродом с затратой тепла примерно в 2 раза большей, чем при
восстановлении Fe. Si также восстанавливается только С при высоких температурах
по эндотермической реакции:
SiO2
+ 2C + Fe = FeSi + 2CO.
Степень
восстановления Si и Mn зависит в основном от расхода кокса; на каждый процент
повышения содержания Si в чугуне расход кокса увеличивается на 5—7%, что
увеличивает количество горячих газов в печи, вызывая перегрев шахты. Обогащение
дутья кислородом, обеспечивая высокий нагрев горна, уменьшает количество
образующихся газов, а следовательно, и температуру в шахте печи.
Сера в
доменном процессе. S вносится в доменную печь в основном коксом и переходит в
газы в виде паров (SO2, H2S и др.), но большая часть
остаётся в шихте (в виде FeS и CaS); при этом FeS растворяется в чугуне. Для
удаления S из чугуна необходимо перевести её в соединения, нерастворимые в
чугуне, например в CaS:
FeS + CaO =
CaS + FeO. (2)
Это
достигается образованием в доменной печи жидкоподвижных шлаков с повышенным
содержанием СаО. Восстановительная среда благоприятно влияет на этот процесс,
т.к. снижает содержание FeO в шлаке. Степень обессеривания достаточно
высока, и только в некоторых случаях чугун дополнительно обессеривается вне
доменной печи различными реагентами.
Образование
чугуна и шлака. Восстановленное в доменной печи Fe частично науглероживается в
твёрдом, а затем в жидком состояниях. Содержание C в чугуне зависит от
температуры чугуна и его состава. Шлак состоит из невосстановившихся окислов
SiO2, AI2O3 и СаО (90—95%), MgO (2—10%), FeO
(0,1—0,4%), MnO (0,3—3%), а также 1,5—2,5% S (главным образом в виде CaS). Для
характеристики шлаков пользуются обычно показателем основности CaO/SiO2
или (СаО + MgO)/SiO2. Основность CaO/SiO2 для разных
условий плавки колеблется в пределах 0,95—1,35%. При выплавке чугуна на коксе с
повышенным содержанием S (донецкий кокс) работают на шлаках с верхним пределом
основности и стремятся обеспечить содержание MgO в шлаке 6—8% и более, улучшая
его жидкоподвижность.
Определив
объект управления можно перейти к постановке задачи.
1.5 Постановка
задачи
Данный
подраздел содержит постановку задачи, которая заключается в разработке
логико-формальной и сетевой модели. Для этого необходимо представить структуру
объекта управления в виде графов, сформировать матрицы смежности, классифицировать
переменные, построить множества, а также составить логические взаимосвязи.
2. Разроботка
структурной модели объекта управления (в виде графов)
В данном разделе будет
разрабатываться сетевая модель. Я постараюсь представить структуру управления в
виде графов, направление ребер которого будет определено технологией получения
чугуна. Для этого нам понадобиться предыдущая глава (подпункт 1.2 и 1.4). Также
в этой главе, по полученному графу составим матрицу связности вершин и ребер, и
матрицу инцидентности.
2.1 Представление структуры
объекта управления (в виде графов)
В данном пункте будет составлен граф
структуры объекта управления, который основывается на схему технологии
производства (Рисунок 1.4.1).
Составим таблицу эквивалентности вершин
и дуг для изображения ориентированного графа.
Оборудование
(вершины)
|
Эквивалентная
единица
|
Поставщик |
V1 |
Разгрузочная
эстокада |
V2 |
Рудный
двор |
V3 |
Бункера |
V4 |
Аглофабрика |
V5 |
Загрузочное
устройство |
V6 |
Колошниковое
устройство |
V7 |
Шахта |
V8 |
Фурменные
устройства |
V9 |
Воздуходувные
машины |
V10 |
Воздухонагревательное
устройство |
V11 |
Газоподавательные
устройства |
V12 |
Горн |
V13 |
Летки
(для чугуна) |
V14 |
Летки
(для шлака) |
V15 |
Желоб
(для чугуна) |
V16 |
Желоб
(для шлака) |
V17 |
Чугуноразливочная
машина |
V18 |
Шлакоразливочная
машина |
V19 |
Ковши
для чугуна |
V20 |
Ковши
для шлака |
V21 |
Чугуновозы |
V22 |
Шлаковозы |
V23 |
Сталеплавительный
цех |
V24 |
Шлаковая
гора |
V25 |
Пылеуловитель |
V26 |
Трубы
для газоотводов |
V27 |
Таблица 2.1 - Эквивалентность вершин
Потоки
материала (дуги) |
Эквивалентные
еденицы |
Сырье
(саморазгружающие вагоны) |
E1 |
Сырье
(разгрузка)
Сырье
(вагоноопракидователями)
|
E2
E3
|
Железная
руда, окатыш, марг. руда (скипами) |
E4 |
Кокс
(транспортерами) |
E5 |
Агломират
(скипами) |
E6 |
Кокс,
железные руды, флюсы (аппарат засыпания) |
E7 |
Кокс,
железные руды, флюсы |
E8 |
Топливо |
E9 |
Воздух |
E10 |
Воздух
(t) |
E11 |
Газ |
E12 |
Жидкий
железняк и чугун |
E13 |
Чугун |
E14 |
Шлак |
E15 |
Чугун |
E16 |
Шлак |
E17 |
Чугун |
E18 |
Шлак |
E19 |
Чугун |
E20 |
Шлак |
E21 |
Чугун |
E22 |
Шлак |
E23 |
Шлак |
E23 |
Чугун |
E24 |
Шлак |
E25 |
Пыль |
E26 |
Таблица 2.2 -Эквивалентности
дуг
Страницы: 1, 2, 3, 4
|