автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Исследование и моделирование автогенной плавки медных сульфидных шихт с использованием методов компьютерной имитации

На правах рукописи

/У

МАМОНТОВА Евгения Евгеньевна

ИССЛЕДОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ АВТОГЕННОЙ ПЛАВКИ МЕДНЫХ СУЛЬФИДНЫХ ШИХТ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ КОМПЬЮТЕРНОЙ ИМИТАЦИИ

Специальность 05.16.02 "Металлургия черных, цветных и редких металлов"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003473000

Владикавказ - 2009

003473000

Работа выполнена на кафедре «Металлургия цветных металлов» Северо-Кавказского горно-металлургического института (государственного технологического университета)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Алкацев М. И.

Официальные оппоненты доктор технических наук,

профессор Рутковский А.Л.;

кандидат технических наук, Колосова JI.A.

Ведущая организация: НПК «Югцветметавтоматика», г. Владикавказ

Защита диссертации состоится <<J(?» 2009 г. в часов на

заседании диссертационного совета Д 212.246.05 при Северо-Кавказском горнометаллургическом институте (государственном технологическом университете) по адресу: 362021, РСО-Алания, г. Владикавказ, ул. Николаева, 44, СКГМИ (ГТУ).

Факс: (8672)407203, E-mail: skgtu@skatu.ru С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СКГМИ (ГТУ) Автореферат разослан <2 2009 г.

Учёный секретарь диссертационного совета, д-р. техн. наук, проф.

В.Н.Хетагуров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

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 и моделирование тепловых, массообменных и газодинамических процессов в печах кислородно-взвешенной плавки с целью разработки и расчета новой более эффективной конструкции печи автогенной плавки, совмещенной с электротермическим нагревом шлаков с целью снижения в них содержания меди.

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 (Ли)).

4. Рассчитаны и визуализированы тепловые параметры шлака в зоне электронагрева в печи КВПЭН (Кислородно-взвешенная печь с электронагревом).

Практическая значимость работы

]. Предложена новая конструкция печи КВПЭН (пат. РФ на полезную модель № 64331), включающая горелку для взвешенной плавки и четырёх-электродную 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 параметров 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.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследования.

1. Аналитический обзор литературы

Выполнен информационно-аналитический обзор публикаций, посвященных вопросам моделирования и модернизации печей автогенной плавки медного сульфидного сырья.

Рассмотрены процессы, происходящие в факеле, шлаке и штейне, а так же свойства продуктов плавки. Приведены методы ведения автогенных процессов, применяющиеся на различных предприятиях. Определена их большая экологическая чистота по сравнению с другими процессами плавки медного концентрата. Проведен анализ экономических преимуществ автогенного ведения процесса.

Критически рассмотрены наиболее важные и нашедшие применение в металлургической практике типы плавильных агрегатов. Среди них процессы (печи) Мицубиси, Тамано, Норанда, КФП, КВП, Инко, печь Ваиюкова, Уор-кра, а также КИВЦЕТ и ФБП.

Особое внимание было уделено выявлению и анализу методик и компьютерных программ математического моделирования процесса. Подчеркнуто, что в настоящее время роль компьютерного моделирования сложных газодинамических н тепловых процессов становится все более важной. Программы моделирования, благодаря росту мощности компьютеров и алгоритмов все чаще и чаще становятся полноценным заменителем натурных экспериментов.

На основе исследования конструкций существующих печей, анализа методов расчета, методик и компьютерных программ моделирования, выделения основных направлений совершенствования процесса были сформулированы цели и задачи диссертационной работы.

Цель работы .

1. Создание адекватной математической модели процесса автогенной кислородно-факельной плавки с использованием машинного имитационного эксперимента.

2. Разработка конструкции печи и технологии, позволяющих снизить содержание меди в шлаках автогенной взвешенной плавки.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- провести термодинамическую оценку возможных процессов;

- составить компьютерную программу.

2. Исследование некоторых закономерностей кислородно-факельной плавкп медных сульфидных концентратов с использованием метода компьютерной имитации

Для проведения машинной имитации процессов кислородно-факельной плавки была создана компьютерная программа, которая позволила рассчитывать материальные и тепловые балансы плавки в зависимости от состава исходной шихты, расхода дутья, его температуры и содержания кислорода. На рис. 1 показана технологическая схема взвешенной плавки.

Шихта

Рис. I. Технологическая схема автогенной взвешенной плавки медного сульфидного сырья с использованием флотационного обеднения шлаков но меди.

Материальные балансы взвешенной плавки были рассчитаны на основе системы линейных алгебраических уравнений, состоящей из следующих уравнений: баланса меди в плавке, баланса меди в конвертировании, баланса меди во флотации и баланса кремнезёма при конвертировании.

На рис. 2 приведен алгоритм моделирования процессов кислородно-взвешенной плавки медных сульфидных шихт.

Рис. 2. Принципиальный алгоритм реализации имитационного моделирования кислородно-взвешенной плавки.

При создании математической модели было проведено планирование эксперимента и обработка его результатов методом наименьших квадратов. В качестве независимых параметров были выбраны расход шихты, содержание меди в шихте, содержание серы в шихте, содержание меди в штейне, содержание кислорода в дутье и влажность шихты.

Был реализован имитационный (машинный) дробный линейный факторный эксперимент с числом опытов N - = !6, где к = 6- число незави-

симых переменных (А-,). В качестве генерирующих соотношений были использованы

Х5=Х1Х2Х3Х4, Х6^ХХХЪ. (1)

Зависимость температуры шлака от наиболее важных в процессе КФП факторов в общем виде может быть выражена следующей функцией:

(шл= АР>Сиш,Бш,Сишт,02^ш1 (2)

где Р - расход шихты; Си ш - содержание меди в шихте, %; 8Ш - содержание серы в шихте, %; С\1шт - содержание меди в штейне, %; 02 - содержание кислорода в дутье, % (об); \УШ - влажность шихты, %; \шл- температура шлака, °С.

Граничные условия, в рамках которых получены уравнения регрессии, приведены в табл. 1

Таблица 1

Граничные условия независимых переменных

Уровни Р Сиш Сишт о2 ]У

(XI) (Х2) (ХЗ) (Х4) (Х5) (Хб)

Основной (0) 1,025 21,0 34,0 50,0 93,0 0,4

Интервал 0,025 3,0 2,0 10,0 2,0 0,2

Нижний (-1) 1,000 18,0 32,0 40,0 91,0 0,2

Верхний (+1) 1,050 24,0 36,0 60,0 95,0 0,6

X/представляет собой независимую переменную в безразмерном масштабе:

Р-1,025, _ Сиш-21,0 , _ 8Ш-34,0 , 1 0,025 ' 2 3,0 ' 3 2,0 ' 0^-500 . 02 - 93,0. У -0,4

10,0 ' 5 2,0 ' 6 0,2 В результате обработки имитационных экспериментальных данных методом наименьших квадратов получены следующие линейные уравнения регрессии:

- в безразмерном масштабе:

(шл =1285,0 + 24,938^1 -64,938Х2 + 64,188*3 +141,313*4 +

+ 4,313*5-5,188X6. (3)

- в размерном масштабе:

=957,5 Р- 21,646 Сиш + 32,094 Бш +14,131Сишт+ 2,156 02--25,937^-1230,0,

/^=33,0, ^0,05;/V-'; Л'= 3,0, 5^=952,23, где 17р - расчётное значение статистики; ^43,05:Л^—1;/V—А — табличное

значение критерия Фишера; - дисперсия адекватности.

В связи с тем, что /-"у, > ^0,05; Л^-1; N-к уравнения регрессии (3) и (4)

признаны адекватными результатам машинного расчёта.

Ошибка аппроксимации температуры шлака равна

^ = ■/^" = 30,9,

что составляет 2,4 % от средней температуры шлака в печи.

В связи с тем, что уравнение (3) является адекватным, а независимые переменные в нём приведены в безразмерном масштабе, то они могут быть ранжированы по силе влияния на температуру шлака в соответствии с их абсолютными значениями следующим образом (по убыванию):

^4(Сии1П1) >Х2(Сиш) > Л'з) >Х](Р) >Х6(1У) >Х5(02).

Иными словами, наибольшее влияние на температуру шлака оказывает содержание меди в штейне, затем (по убыванию) идут содержание меди и серы в шихте, далее расход шихты и в меньшей мере (в условиях принятых ограничений) влажность шихты и содержание кислорода в дутье.

Частные зависимости температуры шлака от различных факторов в соответствии с уравнением (3) приведены на рис. 3.

1, °С

Рис. 3. Частные зависимости средней температуры шлака от: / - расход шихты (Х\); 2 - содержания меди в шихте (,¥?): 3 - содержания серы в шихте (Л,); 4 - содержания меди в штейне (Л^); 5 - содержания кислорода в дутье (Л"5); 6 - влажности шихты (Лу. (Независимые переменные (Х1) на рисунке приведены в безразмерном масштабе).

Частные графики построены по следующим уравнениям:

?,= 1285 +23,938 X,. 14= 1285 + 141,313X4.

г, = 1285 - 64,938 Хг- = 1285 + 4,313Х5-

13= 1285+ 64,188 (б= 1285 - 5,188Х6.

Анализ уравнения (3) на максимум и минимум зависимой переменной (температуры шлака) позволил установить, что они соответствуют граничным значениям независимых переменных, а именно:

- максимальная температура (1589 °С) имеет место при максимальных значениях производительности печи, серы в шихте, меди в штейне, кислорода в дутье и минимальном содержании меди в шихте и влажности;

- минимальная температура (981 °С)- при максимальном значении меди в шихте и влажности шихты и минимальном значении производительности, серы в шихте, меди в штейне и содержании кислорода в дутье.

Идентификацию полученной математической модели проводили в два

этапа:

- адекватность модели данным, полученным в результате машинных модельных расчётов. Этот метод идентификации сам по себе является корректным вследствие того, что основан на фундаментальных законах термодинамики и достоверных экспериментальных данных (закон Кирхгофа, уравнения зависимости теплоёмкость веществ от температуры и др.);

- оценка сходимости расчётных данных с производственными. При этом использованы публикации Купрякова Ю.П. и Бочкарёва Л.М. о показателях Алмалыкского медеплавильного завода.

Отклонение расчётных значений температуры шлака от производственных составило ± (20 - 30) °С, а относительная ошибка - 2 - 4 %. Сравнение расчётных данных, полученных на основе предложенной программы и известного программного продукта Нес, показало, что расхождения между ними в части расчёта энтальпий реакций не превышает 2 %.

4. Моделирование электротермических процессов в зоне электронагрева КВПЭН с тремя электродами

Одним из существенных недостатков кислородно-взвешенной плавки является высокое содержание меди в шлаках, связанной с высоким содержанием меди в штейне выбранного состава и высоким содержанием кислорода в дутье. Вследствие этого возникает необходимость обеднения шлаков по меди как внепечными методами (электроплавка, флотация), так и внутри печи кислородно-взвешенной плавки.

В литературе имеется описание печи и процесса под названием КИВ-ЦЭТ (Кислородно-взвешенная циклонно-электротермическая), в которой плавка производилась в циклоне под воздействием технического кислорода, а обеднение шлаков - внутри ванны подогреваемой трёхэлектродной электропечью. В связи с рядом недостатков процесс не стали использовать в промышленном масштабе.

В настоящей диссертации предложена усовершенствованная конструкция печи автогенной плавки с размещением в отстойной части устройства для нагрева шлака, состоящего из четырёх самоспекающнхся электродов КВПЭН (Кислородно-Взвешенная Плавка с ЭлектроНагревом). Печь изображена на рис. 4.

Рис. 4. .Конструкция печи КВПЭП: 1 - горелка; 2 - реакционная шахта; 3 -печь: 4 - выпуск штейна: 5 - шлак: б - штейн: 7 - подина печи; 8 - выпуск шлака; 9 ~ газоход; 10 - еамоспскающисся электроды: II- отверстия для подачи восстановителя.

В отстойной зоне печи расположены, погруженные в шлак, четыре самоспекающихся электрода 10.

Целью исследования была численная оценка влияния геометрических и технологических параметров на нагрев шлака. В данной главе рассмотрен случай с тремя электродами.

Основным методом исследования, ввиду сложности натурного моделирования, был выбран планируемый вычислительный эксперимент. В качестве инструмента моделирования использовалась СРЭ-программа, для которой были написаны два макроса. Первый являлся инструкцией для расчета электрических параметров, а второй позволял решить связанную тепловую

задачу, т.е. на основе результатов электрического расчета проводил расчет соответствующего выделения тепла.

В качестве независимых переменных были использованы: диаметр электрода (£)), расстояние между электродами (К), глубина погружения электродов (Н), напряжение на электродах (£/). В качестве зависимых параметров моделировались температура (Г), тепловой поток (0) и градиент температуры в зоне электронагрева (. В результате работы были получены соответствующие уравнения регрессии и доказана их адекватность.

Для расчёта приняты следующие параметры шлака:

Удельное сопротивление, Ом-м 3,0

Коэффициент теплопроводности, Вт/(м-К) 68,8

Удельная теплоёмкость, кДж/(кг-К) 11,5

Температура на границе штейн/шлак, К 1623,0

Коэффициент конвективной теплоотдачи, кДж-К/м2-с) 30,0

Температура обдувающего газа, К 1573,0

Таблица 2

Граничные условия независимых переменных для случая трёх электродов

Уровни Дм Я, м и, В

№) №) №) №)

Основной (0) 0,7 1,8 0,7 450

Интервал 0,1 0,2 0,2 50

Нижний (-1) 0,6 0,6 0,5 400

Верхний (+1) 0,8 2,0 0,9 500

Математическая модель зависимости температуры слоя шлака в зоне электронагрева в безразмерном масштабе.

Т = 1669,06 + 6,87 • XI -16,0 • Х2 + 5.38 • Х3 +11,87 • Х4. (5)

Математическая модель зависимости температуры слоя шлака в зоне электронагрева тремя электродами в размерном масштабе.

Т = 1560,06 + 68,75 • £> - 40,0 • Я + 26,87 • Н + 0,24 • и (6)

Гр = 14,37, %)5;ЛГ-1;ЛГ-£ = 2,72.

Независимые переменные по силе влияния на температуру шлака ранжируются следующим образом (по убыванию): Я>и > В> Н.

Иными словами, в условиях принятых ограничений наибольшее влияние на температуру шлака оказывает расстояние между электродами, затем напряжение, диаметр и уровень погружения.

Картина поля температур, соответствующая максимальному значению данного параметра в условиях принятых интервалов варьирования независимых переменных показана на рис. 5.

Рис. 5. Поле температур

Методом планирования машинного эксперимента сформирована также математическая модель зависимости градиента температуры в слое шлака зоны электронагрева от указанных независимых параметров. В безразмерном масштабе модель имеет вид:

Сгас! Т = 61,86 +1,68 • Х\ - 22,89 -Х2-11,63 • Х3 +14,82 • Х4. (7)

Математическая модель зависимости градиента температуры в слое шлака зоны электронагрева в размерном масштабе.

ёгас1 Т = 48,97 +16,794 • О - 57,217 -Л-57,159-Я + 0,296 • [/, (8)

рр = 6,78, ^0,05;ЛМ;ЛГ-А = 2>72-

По аналогичной методике построена математическая модель зависимости теплового потока (кДж/(м2-с) в слое шлака зоны электронагрева.

В безразмерном масштабе она имеет вид:

0 = 42,57 + 1161,31 X] -1574,02-^2 -801,09-Л'з +1020,8\-Х4. (9)

Математическая модель зависимости теплового потока в слое шлака зоны электронагрева в размерном масштабе.

<2 = 3356,80 + 1161,313-0-3935,047 • Я - 4005,469 ■ Н + 20,416 • (7, (10) Рр = 6,8, ^0,05; ЛМ; Ы-к=

5. Моделирование электротермических процессов в зоне электронагрева КВПЭН с четырьмя электродами

При подключении четырех электродов, как это показано на рис.6, центральный электрод подключается к нулевой фазе. Он позволяет менять величину тока в фазных электродах и, следовательно, используется для выравнивания и регулирования выделяемой ими мощности. Для увеличения мощности нулевой электрод погружают в расплав, для уменьшения - поднимают.

Применение четвертого электрода позволяет не только выровнять выделение мощности по объему расплава, но и уменьшить различие напряжений в фазных токах. При наличии четвертого электрода появляются элементы схемы соединения электродов не только в треугольник, что происходит при подключении трех электродов, расположенных треугольником в рудно-термической печи, но и в звезду (рис. 6).

С А В

Рис. 6. Схема цепи с четырьмя электродами

Это приводит к тому, что в электродах появляются фазные составляющие токов 1'а,1'в>1'с элементов звезды (см. рис. 6). Данное обстоятельство

способствует увеличению токов в электродах IА^ В^С > погруженных в расплав. При этом токи схемы треугольника /АВ^ВС ¿СА складываются с токами схемы звезды ¡'аВ^ВС >1'СА ■ С увеличением глубины погружения нулевого электрода увеличиваются фазные составляющие токов элементов звезды.

В работе был проведен полный факторный планируемый вычислительный эксперимент, целью которого было создание математических моделей, отражающих влияние геометрических и технологических параметров подключения четырех электродов на температуру, тепловой поток и градиент температуры.

В качестве независимых параметров были выбраны: диаметр периферийных (Ор) и нулевого (центрального) электродов (£>„), расстояние периферийных электродов от нулевого (Л), глубина погружения периферийных (Нр) и нулевого электродов (Я«), фазное напряжение ((Д

Таблица 3

Граничные условия независимых переменных для случая 4-х электродов

Уровни Ог N1 £>„,м Я, м Нр, м Ни, м . и, В

№) №) Ш №) №)

Основной (0) 0,7 0,7 1,8 0,7 0,7 450

Интервал 0,1 0,1 0,2 0,2 0,2 50

Нижний (-1) 0,6 0,6 0,6 0,5 0,5 400

Верхний (+1) 0,8 0,8 2,0 0,9 0,9 500

Вычисления проводились в СРЭ-программе методом конечных элементов. Были созданы два макроса, которые реализовывали решение связанных задач. Первый макрос получал исходные значения независимых переменных и решал электротехническую задачу, а второй, опираясь на полученные результаты, выполнял теплотехнический расчет. По результатам вычислений были построены модели и доказана их адекватность экспериментальным (машинным) данным.

Математическая модель зависимости температуры от перечисленных параметров:

- в безразмерном масштабе:

Т = 1653,9 + 4,58^1 + 0,36^2 - 6,95Х3 + 3,65Х4 + 0,23Х5 + 8,44^6, (••)

- в размерном масштабе:

Т = 1592,2 + 45,23йр +3,640о -34,74Л + 18.27//р +1,13Я0 +0,1 7(7 . (12)

/^ = 26,35, ^0,05; N-1; Ы-к = ',53,

Независимые переменные ранжируются по убыванию их влияния на температуру шлака в следующем порядке: (7 > /? > йр > Н р > £>о > И о

Наибольшее влияние на температуру шлака в условиях нагрева четырьмя электродами оказывает напряжение, затем идут по убыванию: расстояние между электродами, диаметр периферийных электродов, заглубление периферийных электродов, диаметр нулевого электрода и его заглубление.

Математическая модель градиента температуры (К) в условиях нагрева четырьмя электродами имеет следующий вид: в безразмерном масштабе:

ёгас! Т = 42,6 +6,53* | +0,76*2 ~13,71*3 +4,31*4 +0,53*5 +11.80*6, С3)

в размерном масштабе:

ёгас! Т = 65,30£>/5 + 7,63О0 -68.57^ + 21,55//^ +2,67//0 +0,24(7-8,13, (14) Рр = 22,43, %)5; ЛМ; ЛГ-А =

Математическая модель теплового потока (кДж/(м2-с) в условиях нагрева четырьмя электродами в безразмерном масштабе имеет вид:

О = 2929,1 +447,01*| +50,38*2 -941,23*3 +294,41*4 + + 34,51*5 +813,77*6. (15)

Математическая модель в размерном масштабе: О = 4470,1 Юп +503,76/)0 -4706,17/?+1472,07Я п +172,56//п +

р р V

+ 16,28(7-556,68.

Гр = 22,3, /^05; N-1; Ы-к = 1^3.

Независимые переменные ранжируются по степени их влияния на тепловой поток следующим образом:

я.>и> Ир> Н р> Оо> Но

На рис. 7 показаны температурные поля для случаев 3-х и 4-х электродов при одинаковых значениях диаметров электродов, их заглубления и напряжений.

1- с

з о

+-> N

2 5

<Ц X I— Як

п о

0 +

01 1Л 01

м о

о +

Ш

о 1/1 Г".

т о

о +

<и

1Л

о г-«

СП

о о

ч>

(Л

о

о +

а> ш

Рис. 7. Поля температур при подключениях с разным количеством электродов.

Из рис. 7 следует, что четвёртый электрод способствует выравниванию токов на рабочих электродах, что снижает опасность возникновения перекосов фаз в цепи.

Заключение

Выполнена актуальная научно-квалификационная работа, в которой содержатся новые технологические решения и их аппаратурное оформление по автогенной плавке медного сульфидного концентрата.

Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:

1. С использованием метода имитационного планируемого эксперимента предложена математическая модель зависимости температуры продуктов плавки от следующих 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 оказывают (по убыванию): содержание меди в штейне, содержание меди и серы в шихте.

3. Предложена методика и создана компьютерная программа для расчета тепловых н материальных балансов кислородно-факельной плавки (свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007611391 (ИЮ).

4. Рассчитаны и визуализированы тепловые параметры шлака в зоне олектронагрева в печи КВПЭН (Кислородно-взвешенная печь с электронагревом).

5. Внедрение новой конструкции позволит обеднять шлак непосредственно в плавильном агрегате, что позволит исключить флотационное обеднение шлака и сэкономить предприятию более 12 миллионов руб. в год.

6. Проведен расчет газодинамических параметров потока газа, проходящего сквозь рабочее пространство печи.

7. Составлены математические модели, описывающие влияние наиболее важных геометрических и технологических параметров предлагаемой печи с температурой, градиентом температуры и тепловым потоком при электронагреве тремя и четырьмя электродами.

8. Материалы диссертации рекомендуются для использования как в промышленном производстве меди, так и в учебном процессе при подготовке инженеров-металлургов.

Положения диссертации опубликованы в следующих работах

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ по специальности металлургия

1. Алкацен МП., Мамонтова ЕЕ., Мамонтов Д.В. Исследование некоторых закономерностей кислородно-взвешенной плавки медных сульфидных концентратов с использованием метода компьютерной имитации // Изв. Вуз. Цветная металлургия. 2008. №5. С. 18 - 20.

2. Мамонтова Е.Е., Мамонтов Д.В. Компьютерное моделирование газодинамических и тепловых параметров потока газа в металлургической печи.// Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2008. №2. С. 280-285

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ по специальности вычислительная техника и информатика

3. Мамонтова Е.Е., Мамонтов Д.В. Имитационный анализ потока дутья в печи кнслородно-взвешенной плавки с электронагревом // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2008. №3. С. 114-119.

Другие публикации

4. M.I. Alkalsev, Е.Е .Mamonlova, D.V. Mamontov. An investigation of certain regularities of oxygen-flash smelting of copper sulfide concentrates using computer simulation. // Russian Journal of Non-Ferrous Metals, 2008, Vol. 49, No. 5, pp. 336-339.

5. Мамонтова Е.Е. Анализ современного состояния и перспектив развития автогенных процессов (АП) плавки сульфидного медно-никелевого сырья // Тезисы докладов. Всероссийской, науч. конф. "Перспектива 2006". Нальчик. С. 86-91

6. Мамонтова Е.Е. Способы повышения производительности печей кислородно-взвешенной плавки. // VII межрегион, науч. конф. "Студ. наука -экономике России". Ставрополь. 2006. С. 156-157

7. Алкацев М.И., Мамонтова Е.Е., Мамонтов Д.В. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2007611391. "Расчет процесса кислородно-факельной плавки 1.0". Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. 2007.

8. Алкацев М.И., Мамонтова Е.Е., Мамонтов Д.В. Патент на полезную модель № 64331. Печь автогенной плавки сульфидного сырья на штейн. Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам.2007

9. Мамонтова Е.Е. Компьютерная программа расчета основных параметров кислородно-факельной плавки. // Материалы международного конгресса студентов, аспирантов и молодых ученых. "Перспектива-2007". С.120-123

10. Мамонтова Е.Е. Печь кислородно-взвешенной плавки с электронагревом (КВПЭН). // Труды молодых ученых. Владикавказский научный центр РАН. 2007. №2. С. 21-26.

11. Алкацев М.И., Мамонтова Е.Е. Машинная имитация кислородно-факельной плавки // Материалы VI Международной конференции "Иннова-

ционные технологии для устойчивого развития горных территорий". 2007. С. 173-176.

12. Мамонтова Е.Е., Мамонтов Д.В. Моделирование потока газа в печи автогенной плавки медного концентрата с помощью ANSYS CFX 11.// ANSYS SOLUTIONS. 2007 г. №3. С. 32-35.

13. Мамонтова Е.Е. Модель распределения скорости газового потока в печи КВПЭН // Труды молодых ученых. Владикавказский научный центр РАН. 2007. №4. С. 57-65.

Объем 1,0 п.л. Тираж 100 экз.

Северо-Кавказский горно-металлургический институт (Государственный технологический университет). 362021, г. Владикавказ, ул. Николаева, 44.

Ротапринт СКГМИ (ГТУ). 362021, г. Владикавказ, ул. Николаева, 44.

Введение.

1. Аналитический обзор литературы.

1.1 Введение.

1.2. Автогенные процессы — наиболее перспективное направление развития плавки медного сульфидного сырья.

1.2.1. Общие положения.

1.2.2. Цели автогенной плавки медного концентрата.

1.2.3.История развития автогенных процессов.

1.3. Основные технологические характеристики автогенных процессов.

1.3.1. Химические процессы.

1.3.2. Кинетические процессы

1.3.3. Тепловые процессы.

1.3.4. Процессы штейно-и шлакообразования.

1.3.5. Характеристики штейна.

1.3.6. Характеристики шлака.

1.3.7. Характеристики отходящих газов и пыли.

1.3.8 Характеристика дутья.

1.4. Влияние автогенных процессов на окружающую среду.

1.5. Наиболее известные печи автогенной плавки.

1.6. Технологическая и экономическая целесообразность использования автогенной плавки.

1.7. Математическое описание и компьютерное моделирование автогенных процессов.

1.7.1. Математические модели.

1.7.2. Компьютерные программы.

1.8. Экспериментальные исследования печей автогенной плавки.

1.9. Эксплуатация печного и вспомогательного оборудования.

1.10. Современные подходы к улучшению параметров автогенных процессов.

1.10.1. Совершенствование имеющихся и разработка новых конструкций плавильных аппаратов.

1.10.2. Добавление веществ в дутье или расплав.

1.10.3. Применение процесса к новым материалам.

1.10.4. Автоматизация процесса и сопутствующих переделов.

1.10.5. Совершенствование способов ведения процесса.

1.11. Определение целей исследования.

2. Исследование некоторых закономерностей кислородно-факельной плавки медных сульфидных концентратов с использованием метода компьютерной имитации

2.1. Постановка задачи.

2.2. Методика исследования.

2.3. Построение и идентификация математической модели.

2.4. Компьютерная программа.!.

2.3. Выводы по главе 2.

3. Компьютерное моделирование газодинамических параметров потока газа в печи КВПЭН.

3.1. Общие положения.

3.2. Печь КВПЭН.

3.2.1. Идея предлагаемой конструкции.

3.2.2. Работа печи

3.2.3. Достоинства печи КВПЭН.

3.3. Компьютерное моделирование газодинамических процессов в КВПЭН.

3.3.1. Прямое численное моделирование.

3.3.2. Исходные данные.

3.3.3. Моделирование потока газа.

3.3.3.1 Методика расчета.

3.3.3.2. Распределение скоростей потока в объеме №1.

3.3.3.3. Распределение скоростей потока в объеме №2.

3.3.3.4. Распределение скоростей потока в объеме №3.

3.3.3.5. Распределение скоростей потока в объеме №4.

3.3.3.6. Распределение скоростей потока в объеме №5.

3.3.3.7. Распределение скоростей потока в объеме №6.

3.3.4. Моделирование потока газа с пылью.

3.3.4.1. Методика расчета.

3.3.4.2. Распределение скоростей и траекторий движения частиц.

3.3.5 Моделирование тепловых процессов в потоке.

3.3.5.1. Методика расчета.

3.3.5.2. Распределение температуры.

3.4. Вывод по главе 3.

4. Моделирование электротермических процессов в зоне электронагрева КВПЭН с тремя электродами.

4.1. Схема подключения электродов.

4.2. Моделирование электронагрева тремя электродами.

4.2.1. Постановка задачи.

4.2.2. Методика эксперимента.

4.2.3. Матрица планирования.

4.2.4. Математическая модель температуры.

4.2.5. Математическая модель градиента температуры.

4.2.6. Математическая модель теплового потока

4.3. Вывод по главе 4.

5. Моделирование электротермических процессов в зоне электронагрева КВПЭН с четырьмя электродами.

5.1. Постановка задачи.

5.2. Методика эксперимента.

5.3. Математическая модель температуры.

5.4. Математическая модель градиента температуры.

5.5. Математическая модель теплового потока.

5.6. Сравнение 3-х и 4-х электродного подключения.

5.7. Вывод по главе 5.

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.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Предложена методика и создана компьютерная программа для расчета тепловых и материальных балансов КФП.

2. Изучена зависимость температуры шлака КФП от некоторых технологических параметров процесса.

3. Предложена конструкция новой печи взвешенной плавки, которая снизит удельные затраты на производство меди.

4. В ходе исследования новой конструкции печи был применен высокоэффективный метод прямого численного моделирования.

5. Проведено исследование влияния размеров, геометрии и некоторых технологических параметров на скорость газа и пылевынос.

6. Рассчитаны и визуализированы турбулентные потоки газа в рабочем пространстве печи.

7. Рассчитаны и визуализированы тепловые параметры шлака в зоне электронагрева.

8. Проведено сравнение различных схем подключения электродов для электрообеднения шлака. I

1. Cundy С. Demand for copper continues to improve — 1.SG. Metall Bull. 2002. № 8691.

2. Wong K.L. MIM posts record copper output at Townsville. Metall Bull. 2002. № 8694.

3. Twiddle S. Oxiana sees up to 7500 tpy from Khanong copper project. Metall Bull. 2002. № 8690.

4. Roberts D. Codelco decision on Mejillones due in early 2003. Metall Bull. 2002. № 8690.

5. Norways T. Chinese copper smelter completes upgrade. Metall Bull. 2003. № 8753.

6. Тарасов A.B., Гречко A.B. Получение белого матта и черновой меди при непрерывной плавке сульфидного сырья в печи Ванюкова. / Металлы. 2000. №1. С.20.

7. Almalyk sale hits the rock. / Metal Bull. 2000. №8440. C.5.

8. Ramachndran V., Tarasov A., Diaz C., Jiang C., Lehner Т., Newman C. Primary copper production a survey of operating world copper Smelters.

9. Вашоков A.B., Уткин Н.И. Комплексная переработка медного и никелевого сырья. 1988. 432 с.

10. Набойченко С.С.Печи автогенной плавки цветной металлургии. 1997. 648 с.

11. Набойченко С,С., Агеев Н.Г., Дорошкевич А.П., Жуков В.П., Елисеев Е.И., Карелов С.В. Процессы и аппараты цветной металлургии. Учебник для вузов. УГТУ, 1997. 648 с.

12. Тарасов А.В., Парецкий В.М. Новые пирометаллургические технологии производства меди. // Развитие на мет. на Балканите към начало на 21 в. Балкан, конф. по мет. Варна. 1996г.

13. Парецкий В.М., Тарасов А.В. Перспективы развития автогенных технологий переработки сульфидного сырья / Цв. Мет. 1996. №4

14. Парецкий В.М., Тарасов А.В. Инновации в автогенных технологиях переработки сульфидного медного сырья. // Изв. ВУЗ Цветная металлургия. 1998.-№ 1 -С .3 6-39.

15. Машанова А.А. Использование печи Ванюкова на НГМК. / Читинская областная конференция молодых ученых. Чита. 1997. С. 40.

16. Фигурков И.В., Дирксен Л.И. Разработка и внедрение кислородно-факельной плавки на Алмалыкском горно-металлургическом комбинате. //Цв. мет. 1989. №5.

17. Пат. 2240362, Способ переработки сульфидных медно-никелевых материалов во взвешенном состоянии. / ОАО "Горно-металлургическая компания Норильский никель". Галанцев В.Н., Давыдов А. А., Ерин А.Г. 2004 г.

18. Лундин Л.И. Методика количественного определения кислорода в штейнах агрегата автогенной плавки комбината "Североникель" // Цв. мет. 1988. №10.

19. Жидовецкий В.Д., Блинов В.А., Мнроевский Г.П., Жнлдыбнн О.И., Цемехман Л.Ш. Оптимизация управления процессом автогенной плавки в динамическом режиме. (ОАО "Кольская ГМК"). Цв. мет. 2002. №1.

20. Mackey P.J. Use of the Noranda and Codelco processes for expansion and modernization of copper smelters. "Extr, Met.'85 Pap. Symp., London, Sept, 1985". London, 1985.

21. Способ получения черновой меди при взвешенной плавке. Пат. 777665. Австралия. МПК6. С22 В 15/00.

22. Magma dedicates its new flash furnace.// Mining Mag. 1998. №6.

23. Kemory N. Thermodynamic consideration for oxygen pressure in copper flash smelting furnace at Toyo Smelter. "J. Metals". 1985. №5.

24. Нобумаса И., Акихико А. Способ управления работой автогенной плавильной печи. Пат. 483829 Япония. МКИ5 С 22 В 15/00.

25. Металлургическая обработка руд во взвешенном состоянии. Сборник статей. Под. Ред.А.Н. Вольского. М.: ОНТИ: 1936. 216 с. с ил.

26. Синев Л.А., Борбат В.Ф., Козюра A.M. Плавка сульфидных концентратов во взвешенном состоянии. М.: Металлургия, 1979, 152 с.

27. Купряков Ю.П. Автогенная плавка медных концентратов во взвешенном состоянии. М.: Металлургия, 1979, 232 с.

28. Ванюков А.В., Быстрое В.П., Васкевич АД. Плавка в жидкой ванне. -М.: Металлургия. 1988. 208 с.

29. Зайцев В.Я. Обзор современных исследований в области механизма штейно- и шлакообразования во взвешенных плавках. //Цв. Мет. 1992. №11. С.12.

30. Смирнов В.И., Тихонов А.И. Обжиг медных руд и концентратов. М.: Металлургиздат, 1958. 284 с. с ил.

31. Березовский В.К, Кистяковский Б.Б. Металлургия меди и никеля. М.: Металлургия. 1971. 456 с.

32. Васильев Ю.А., Хачатрян Г.Х. Рекуперативный подогреватель воздуха для печей взвешенной плавки медных концентратов. // Комплексноле использование тепла и топлива в промышленности. / Сарат. Гос техн. У-т. — Саратов, 1995 г.

33. Белых В.Л., Тарасов А.В., Гусельникова Н.Ю. Совершенствование технологии производства тяжелых цветных металлов. Науч. Тр. / Гинцвет-мет. -М.: ЦНИИЭИЦМ, 1982. С. 44.

34. Окунев А.И., Селиванов Е.Н. Физико-химические основы технологии автогенной плавки медных концентратов с получением черновой меди. / Физ. химия, и технол. в металлургии. РАН. УрО. Ин-т металлургии. Екатеринбург. 1996. С. 265.

35. Довченко В.А., Парецкий В.М., Чахотин B.C. Кислородно-факельная плавка сульфидных концентратов на белый матт и высокоосновные саморассыпающиеся шлаки. //Цв. металлургия. 1996 г.№11-12 С. 15.

36. Бобковский А.Г., Ерцева Л.Н., Ким Л.Г. О строении шлаков автогенной плавки. // Цв. мет. 1991. №1. С. 11.

37. Ванюков А.В., Зайцев В.Я. Шлаки и штейны цветной металлургии. М.: Металлургия, 1969, 406 с.

38. Каплан В.А., Тарасов А.В., Зайцев В.Я. Обеднение шлаков КФП перемешиванием с сульфидной извлекающей фазой. // Цв. мет. 1991. №2. С. 20.

39. Манцевич II.М., Геневски КВ., Зайцев В.Я. Потери меди со шлаками и возможность их обеднения при получении богатых штейнов взвешенной плавкой. / Цв. мет. 1994. №4. С. 29.

40. Каплан В.А., Тарасов В.А., Зайцев В.Я. //Цветные металлы. 1975. №10. С. 20.

41. Власов О.А., Мечев В.В., Бычков П.С. Использование восстановительных газов автогенных плавок для сульфидирования окисленных медных руд.//Цв. металлургия. 1991. №5. С. 25.

42. Anjala Y., Asteljoki J. The role of oxygen in the Outokumpu flash smelting process./ Proc. Int. Symp. Impact Oxygen Prod. Non-Ferrous Met. Processes, Winnipeg, Aug. 1987.

43. LiX., Mei C., Xiao T. Numerical modeling of Jinlong CLD burner copper flesh smelting furnace. (National CIMS Engineering Research Center, Tsinghua Univ. Beijing, КНР). J. Univ. Sci. and Technol. Beijing. 2002. №6. C.417.

44. Цемехман Л.Ш., Лукашев Л.П. Рябко А.Г. Роль автогенных процессов в решении экологических проблем. //Экол. и комплекс, использ. сырья в никель-кобальт промышленности. /Гипроникель. —J1. 1990. С. 21-25.

45. Экологические проблемы в производстве меди. / Mining Jornal. 1998. №8464. С. 60.

46. Ханниала П., Хелле Л. Технология взвешенной плавки в свете новых требований третьего тысячелетия. / Обогащение руд. 2001. Июнь. С. 69.

47. Vaamo J., Jarvi J., Vaarno D., Ahokainen T, Laurila Т., Taskinen P. Development Of A Mathematical Model Of Flash Smelting And Converting Processes. Third International conference on CFD in the Minerals and Process Industries. Melbourn, Australia. 2003.

48. Парецкий B.M., Генералов В.A , Чахотин B.C. //Энергосберегающие технологии в производстве тяж. цв. мет./ Гос. НИИ цв. мет. (ГИНЦВЕТМЕТ). -М. 1992. С. 54.

49. Парецкий В.М., Тарасов А.В. Технология факельно-барботажной плавки медьсодержащего сырья и промпродуктов. (Гинцветмет). // Мет. обо-руд. и инструм. Май 2004.

50. Noda К., Tanaka S. Recent improvements for stable operation of the Ta-mano type flash smelting furnace. 130th Annual International Meeting and Exibi-tion of TMS, New Orleans, La. 2001.

51. Takaki S. Energy recovery and substitute fuel technology the flash smelting furnace (FSFE) at Tamano smelter. Met. Rev. MMIJ. 1990. №2.

52. Генералов B.A., Тарасов А.В. Современное состояние и перспективы внедрения автогенных процессов в металлургии тяжелых цветных метал-лов.//Цв. металлургия. 1991. №12. С. 27.

53. Rebolledo S., Sanchez М. The copper losses in the slags from the El Te-niente Process./Can. Met. Quart. 2000. №3. C. 281

54. Traulsen H. Cost structure of primary copper production. / Erzmetall. 2003. №9, C. 541.

55. Цемехман Л.Ш. Автогенные процессы в медном и медно-никелевом производстве. /Цв. мет. 2002. №2. С. 48.

56. Тарасов А.В., Багратова Т.А., Галущенко В.В. Совершенствование математической модели автогенной плавки сульфидного сырья. // Цв. мет. — 1992 №7, С. 15.

57. Guo Xanjian. Selection of the process parameters for bath autogenous smelting of copper. //Trans. Nonferrous Metals Soc. China. 1993 №1

58. Цемехман Л.Ш., Рябко А.Г., Лукашев Л.П. Автогенная плавка сульфидного медного концентрата в агрегатах с верхним кислородным дутьем. Цв. мет. 1993, №3. С. 11.

59. Хачатрян ГХ, Васильев Ю.А. Оптимизация энергетических характеристик автогенной плавки медных концентратов./Исследования в области комплексного использования топлива. Саратовский гос. университет. Саратов. 1993. С. 38.

60. Лазарев В.И., Спесивцев В.А., Быстрое В.П. Качество отвальных шлаков ПВ в условиях работы на богатые штейны. / Цв. мет. 1999. №11. С. 40.

61. Mei С., Yao J., Ни J. Динамическая модель предварительной оценки состава медного штейна при переработке сырья в медной промышленности. /Central South Univ. of Technology, Changsha. 2000. №1. C. 34

62. Stefanova V., Stefanov В., Genevski K. Mechanism of oxidation of the mineral bornit under flash smelting conditions./ Univ. Chem. Technol. and met. 2000.

63. Arslan C., Arslan F. Recovery of copper, cobalt, and zink from copper smelter and converter slags./ Istanbul Technical University. Hydrometallurgy. №13. 2002r.

64. Ljibisa M., Vucurovic D., Circovic M. Kiseonik — najbolji intenzificator I cuvar energije autogenih procesa. / Tehnika. 2005. №3. Сербия.

65. Лисиенко В.Г., Скуратова С.Д. Методика расчета теплообмена в печах КФП на основе зонального метода Цветные металлы. 1978 г. №8. С. 4

66. Скуратов А.П., Лисиенко В.Г., Скуратова С.Д., Парецкий В.М. Моделирование теплообмена в печах КФП. / Цв. металлы. №3. 1983г. С. 11.

67. Скуратов А.П., Парецкий В.М., Скуратова С.Д. Исследование теплообмена в печи КФП с вертикальными шихтовыми горелками. / Цв. металлы. №4 1989г. С. 27.

68. Скуратов А.П., Скуратова С.Д, Парецкий В.М. Анализ эффективности различных конструкций печи КФП большой единичной мощности // Изв. вузов. Цветная металлургия. 1990. №4. С.79-83.

69. Davidson М. Turbulence modulation by Mass Exchange in a model of a Flash Furnace Gas-Particle Jet. / International conference on CFD in the Minerals and Processing and Power Generation. CSIRO, Australia. 1997.

70. Doblin C., Nguyen T. Numerical modeling and Physical Testing of Gas Flows in a Flash Smelting Burner. / International conference on CFD in the Minerals and Processing and Power Generation. CSIRO, Australia. 1997.

71. Скуратов А.П., Соболев С.В., Генералов В.А. Учет параметров гар-нисажной футеровки в зональных расчетах надслоевого пространства печей автогенной плавки // Цветная металлургия. 1992. №1. С. 19-23.

72. Рутковский А.Л., Мешков Е.М., Старикова Т.В. Об одном методе расчета материальных балансов металлургических производств. /Цв. металлургия. № 1. 2005 г.

73. Компьютерное моделирование процесса взвешенной плавки медного штейна на заводе Guixi/Huang Kehiong, Li Shuhua. J.Cent. S. Univ. Technol. 1996 27 №2.

74. JIu Янг, JIu Хинхай. Компьютерное моделирование поведения примесей в процессе взвешенной плавки медных концентратов./ Acta met. sin. 1996. №4. С. 387.

75. Solnordal С., Jorgensen F., Koh P. CFD modeling of the flow and reactions in a flash furnace smelter reaction shaft. / Third International conference on CFD in the Minerals and Process Industries. Melbourn, Australia. 2003.

76. Йокнлаксо А., Ахокайнен Т. Экспериментальное и расчетное моделирование газодинамики процесса взвешенной плавки технологии Оутокумпу / Цв. мет. 1997. №11-12. С. 26.

77. Румянцев П.А. Исследование и оптимизация автогенной плавки медных сульфидных шихт методом машинного имитационного эксперимента. Автореф. дис. канд. техн. наук. СКГТУ, Владикавказ, 1998 г.

78. Алкацев М.И., Мамонтов Д.В, Ишметъев Е.Н. Автоматизированное моделирование металлургических процессов с использованием теории подобия (тс-теоремы) // Изв. Вуз. Цветная металлургия 2006. №4. С. 50

79. Reuter М.А., Markhof S. J. Computer aided tools for data analysis in metallurgical plants. / SMC Consulting, Германияю Erzmetall. 2000. №11. C. 678.

80. Геневскпй КВ., Манцевич H.M., Зайцев В.Я. и др. Физико-химические характеристики состояния расплава печи взвешенной плавки при получении богатых медных штейнов // Цветные металлы. 1994. №4. С.26-29.

81. Серебряков В.Ф., Езрохина A.M., Цемехман JIJJJ. и др. Распределение металлов между белым маттом, черновой медью и шлаком // Цветные металлы. 1994. №11. С. 22-25.

82. Юсупходясаев А.А., Муталов A.M. Анализ службы свода печи кислородно-факельной плавки сульфидных медных концентратов. // Изв. вузов Цв. Металлургия. 1991. №3. С. 120.

83. Yasuda H., Ohnaka I., Ishii R. Investigation of the melt flow on solidified structure by a levitation technique using alternative and static fields. Osaka University. ISIJ int. 2005 №7.

84. Сидорова О.В., Троянкин Ю.В. Комплексная энергосберегающая переработка сульфидных медных концентратов. / 7 международная научно-техническая конференция. 2001 г. МЭИ, Москва.

85. Явор В.И., Иванова И.Д., Середа М.И. Малоотходная технология производства серной кислоты из газов автогенной плавки. // Энергосберегающие технологии в производстве в производстве тяж. цв. мет./ Гос. НИИ цв. мет. (ГИНЦВЕТМЕТ). М. 1992. С. 96.

86. Васильев Ю.В,, Платонов О.И., Рябко А.Г. Развитие метановой технологии переработки сернистого газа автогенной плавки. / Цв. мет. 2004. №12. С. 122.

87. Цемехлшн Л.Ш., Шнеерсон Я.М. Автоклавно-автогенная технология переработки пиритных концентратов. //Совершенствование технологии, аппаратуры и методов исследования в производстве тяжелых цветных металлов. / СПб. 1992 г.

88. Санников Ю. И., Лямина М.А., Шуме кий В. А. Особенности кислород-но-взвешеной плавки окисленного свинцового сырья в агрегате КИВЦЕТ-КФ. // Металлы Изв. АН СССР. Мет.. 1997. №5. С. 3.

89. Queneau Р.Е., Marcuson S. W. Oxygen pyrometallurgy at Copper Cliff a half century of progress. // JOM: J. Miner., Metals and Mater. Soc. 1996. №1. p.14.

90. Сигедин B.H., Аранович В.Л., Довченко В.А., Руденко В.И., Хасанов А.С. Процесс медной плавки на АГМК. Обогащение руд. 1999. №3. С. 36.

91. Парецкий В.М., Генералов В.А., Окунев А.И. Принципы разработки автогенных процессов нового поколения на основе факельно-барботажной плавки. Цв. металлургия. 1992. №4-5. С. 19.

92. Абрамов Н.П., Цемехман Л.Ш., Рыжов О.А. Разработка технологии переработки медных никельсодержащих рудных концентратов до черновой меди. /Цв. мет. 1999. №11. С. 35.

93. Method for the production of blister copper in suspension reractor. (Способ получения черновой меди в реакторе для взвешенной плавки.) Пат.6761749 США, МПК7 С 22 В 15/00 Outokumpu. Poitjarvi J., Mantumaki Т. №10/169524; Опубл. 13.07.2007; НПК 75/10.35.

94. Парецкий В.М., Тарасов А.В. Технология факельно-барботажной плавки медьсодержащего сырья и промпродуктов. / МЕТ: мет., оборуд. и ин-струм. Москва. 2004. С. 52.

95. Автогенный обжигово-плавильный агрегат. Пат. 2241931 Россия, МПК7 F 27 В 19/02, С 22 В 15/00. Гос. учережд. Ин-т металлургии УО РАН, Окунев А.И., Путилова Н.А. №2003101010/02 Опубл. 10.12.2004.

96. Fujii Т., Akagi S. Pyrometallurgical smelting method of copper. Пат. 5912401 США, МПК6 С 22 В 15/00 Nippon Mining & Metals Co. Ltd. 1999.

97. Малъкова М.Ю., Тарасов А.В. Разработка метода стабилизации параметров автогенной плавки сульфидного сырья с помощью сульфида железа. / Цв. металлургия. №7. 2005. С. 10.

98. Гречко А.В., Калнин Е.И., Ломов С.Б. Повышение комплексности использования сырья при пирометаллургической переработке медно-цинковых материалов. / Цв металлургия. 1998. №5-6. С. 40.

99. Кайо И., Мякинен Т., Ханниала П. Технология прямой взвешенной плавки никеля (DON): высокая степень извлечения металла при минимальных выбросах. Обогащение руд. 2001. Июнь. С. 76.

100. Потарин А.Е., Фролов Ф.В., Мяделец В.В. Развитие корпоративной вычислительной сети передачи данных на АО "Норильский никель". / Цв. мет. 1999. №11. С. 82.

101. Полосухин В.А., Кручинин А.А., Сергеев В.Л. Развитие пирометаллургии на Надежденском металлургическом заводе. // Цв. мет. 1999. №11.С. 65.

102. Чунаев В.В., Муравьев А.В. Способ автогенной плавки цветных металлов в горизонтальном конвертере. Пат. 2002837 Россия МКИ5 С 22 В 15/06.

103. Гречко А.В., Тарасов А.В., Калнин Е.И. Отечественный опыт переработки сульфидного сырья на белый матт или черновую медь в барботаж-ных агрегатах. / Цв металлургия. 1998. №8-9. С. 12.

104. Кислород наиболее сильный интенсификатор аутогенных процессов, снижающий затраты энергии. (Institut Za Bakar, Вог, Сербия). Tehnica 2000, №3.

105. Мухина Т.Н., Фраш Т.Н. , Разгон Е.С. Оценка экономической эффективности автогенных процессов на комбинате "Североникель". // Цв. мет. 1989. №7.

106. Способ и устройство для плавки сульфидов цветных металлов в печи взвешенной плавки для получения штейна с высоким содержанием цветного металла и отвального шлака. Пат. 2242527, Россия, МПК7. С 22 В 15/00, F 27 В 15/00.

107. Применение горелок для сжигания смеси окислитель/жидкое топливо для повышения производительности в медеплавильной печи. Sci. Bull. "Politehn" Univ Bucharest. 1999. №1-2.

108. Дутьевой режим и условия шлакоудаления при интенсивной автогенной переработке медного никельсодержащего концентрата. Автореф. На соискание уч. степ. канд. техн. наук. Коновалов Г.П. С-П. Гос горн институт (техн. университет). 2002.

109. Shima М. Using of oxygen to flash smelting. "Met. Rev. MMIJ". 1984.1.

110. Снурников А.П., Макарова С.Н. Дутье в автогенных процессах. // Цв. мет. 1989. №5.

111. Бажанов Л.Н., Стриэ/сев Г.Ф., Вихляев Н.А. Способ кислородно-факельной плавки: А.С. 1414873 СССР. МКИ4. С 22 В 1/02.

112. Окунев А.И., Усманов Р.Т. Пути развития процессов выплавки меди и никеля. (Институт металлургии УрО РАН). Материалы международной конференции "Научные основы и практика разведки и переработки руд техногенного сырья". Екатиринбург. 2003 г.

113. Рябко А.Г., Цемехман Л.Ш. Развитие автогенных процессов в металлургии меди и никеля. (ОАО Институт Гипроникель). Цв. мет. 2003. №7

114. Рябко А.Г., Цемехман Л.Ш. Автогенные процессы в медном и никелевом производстве. Хим. технол. 2003. №12.

115. Мороз В. Плавка медного концентрата во взвешенном состоянии на лабораторной установке. "Rudy I metale niezelaz", 1985 №10.

116. Grabowski W. Glogow 2 copper smelter seven years of operational experience. "Extr. Met'85. pap. Symp., London, Sept. 1985". London, 1985.

117. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007611391 (RU). Расчёт процесса кислородно-факельной плавки 1.0 / М.И.Алкацев, Д.В. Мамонтов, Е.Е. Мамонтова. 2007.

118. Кубашевсшй О., Олкокк С.Б. Металлургическая термохимия. М.: Металлургия, 1982.

119. Бочкарёв Л.М., Быховский Ю.А., Макаров Д.М. и др. Укрупнено-лабора-торные и полупромышленные исследования кислородно-факельной плавки. Металлургия цветных металлов: Сборник научных трудов № 29 института «ГИНЦВЕТМЕТ». М.: Металлургия, 1969. С. 5.

120. Алкацев М.И., Мамонтов Д.В., Мамонтова Е.Е. Исследование некоторых закономерностей кислородно-взвешенной плавки медных сульфидных концентратов с использованием метода компьютерной имитации. // Известим Вуз Цветная металлургия. №5. 2008 г.

121. Алкацев М.И., Мамонтов Д.В., Мамонтова Е.Е. An investigation of certain regularities of oxygen-flash smelting of copper sulfide concentrates using computer simulation. Russian journal of non-ferrous metals 2008. Vol. 49. No. 5. pp. 336-339.

122. Алкацев М.И., Мамонтов Д.В., Мамонтова Е.Е. Патент на полезную модель № 64331. Печь автогенной плавки сульфидного сырья на штейн / 2007.

123. Патент 2146794 (РФ). Рудно-термическая печь / Воронин П.А., Алкацев М.И., Давидсон A.M., Мамонтов Д.В. 1998.

124. Воронин П.А., Мамонтов Д.В. Регулирование мощности трехфазной рудно-термической печи. Междунар. Конгресс Цв. Мет-я пр-во Си, Ni, Ti. Сборник тезисов докладов, г. Верхняя Пышма. 2001 г.

125. Мамонтов Д.В., Мамонтова Е.Е. Моделирование потока газа в печи автогенной плавки медного концентрата с помощью ANSYS CFX 11.// ANSYS SOLUTIONS. №3. 2007 г. стр. 33.

126. Басов К.А. Графический интерфейс комплекса ANSYS. М.: ДМК Пресс, 2006. - 248 с.

127. Stolarsci Т., Nakasone Y., Yoshimoto S. Engineering Analysis with ANSYS Software. UK. Butterworth-Heinemann. 2007. 480 p

128. Мамонтов Д.В., Мамонтова Е.Е. Имитационный анализ потока дутья в печи кислородно-взвешенной плавки с электронагревом. // Вестник Саратовского государственного технического университета. №3 за 2008 г.

129. Madenci Е., Guven I. The Finite Element Method and Applications in Engineering Using ANSYS. US. Springer. 2005. 686 p.

130. Мамонтов Д.В., Мамонтова Е.Е. Компьютерное моделирование газодинамических и тепловых параметров потока газа в металлургической печи. // Научно-технические ведомости СПбГПУ. №2 за 2008. г. Санкт-Петербург.

131. Аметистов Е.В., Григорьев В.А, Емцев Б.Т. и др. Тепло- и массооб-мен. Теплотехнический эксперимент: Справочник. — М.: Энергоиздат, 1982. — 512 с. е., ил.