автореферат диссертации по металлургии, 05.16.03, диссертация на тему:Совершенствование тепловой работы печи взвешенной плавки на штейн путем рациональной организации процессов теплообмена в технологическом факеле

оо

О

На правах рукоинси

со

УДК 669.243.1 *332.244.041

ТАЛИ С Лев Давидович

СОВЕРШЕНО1ВОВАИИЕ ТЕПЛОВОЙ РАБОТЫ ПЕЧИ ВЗВЕШЕННОЙ ПЛАНКИ НА ШТЕЙН ПУТЕМ РАЦИОНАЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ФАКЕЛЕ

Специальность 05.16.03 - Металлургия цветных н редких металлов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 1998 г.

Рабага выполнена в Московском государственном институте стали и сплавов (технологическом университете)

Научный руководитель: кандидат технических наук, профессор Кобахидзе В.В.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Глинкоп Г.М. кандидат технических наук, доцент Бруж Ь.Н

Ведущее предприятие: Горнометаллургнческий комбинат "Североннкель", г. Мончегорск

аудитории 311 на заседании Диссертационного совета К-053.08.04 в Московском государственном институте стали и сплавов по адресу: Крымский вал, д. 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИСиС. Отзывы в двух экземплярах просим направлять по адресу: 117936, Москва, ГСП-1, Ленинский просп., д. 4.

Защита состоится

1998

г. в 14 часов в

Справки но телефону: 236-32-91

Ученый секретарь Диссертационного совета доктор технических наук

Стрижко Л.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. В настоящее время одной из основных тенденций в мировой промышленной политике является усиление роли и- всестороннее развитие энергосберегающих технологий. Цветная металлургия является весьма энерго- и матсриалоемкой отраслью, оказывающей значительное отрицательное воздействие на окружающую среду. Поэтому массовое внедрение и совершенствование технологических процессов, позволяющих комплексно использовать ресурсы, обеспечить малое количество и максимальную степень переработки отходов производства является насущной потребностью. В производстве тяжелых цветных металлов этим требованиям отвечают автогенные способы переработки сульфидного сырья, наиболее распространенным среди которых является взвешенная плавка с вертикальным расположением газошихтового факела.

Однако, вместе с очевидными преимуществами использования автогенных агрегатов, их реализация связана с преодолением значительных трудностей. В настоящее время это Делается обычно методом проб и ошибок, что является длительным й дорогостоящим процессом.

В таких условиях весьма актуальна задача нахождения общих тепло-фнзических закономерностей, влияющих на процесс плавки на штейн в автогенных процессах и! использовании нх при управлении н совершенствовании технологического процесса.

Цель работы. Совершенствование тепловой работы печей взвешенной плавки с помощью системы диагностики тепловой работы реакционной шахты печи ПВП, созданной на базе данных, полученных при изучении процессов теплогенерации и тепломассопереноса в технологическом факеле.

Научная новнэиа.

1. Обнаружена существенная неоднородность температурного поля в плоскости поперечного сечения реакционной шахты печи взвешенной плавки,- связанная с нестационарностью протекающих в ней процессов тсплоггнерации и теплообмена.

2. Установлено, что печь взвешенной плавки по энергетическому признаку относится к печам смешанного типа — теплогенераторам-теплообменникам.

3. Показано наличие корреляции между интегральными характеристиками технологического процесса (содержанием цветных металлов в шлаке) я параметрами теплового и температурного режимов плавки ПВП как печи смешанного типа.

4. Разработана усовершенствованная методика теплового расчета печи» в которой учтен смешанный режим ее тепловой работы.

Практическая значимость.

I. Построена модель, описывающая тепловые процессы.

протекающие в РШ печи взвешенной плавки.

2. Проведена адаптация модели на печи взвешенной плавки завода "Надежда" Норильского ГМК. Расчетные распределения температур-компонентов газошнхтового факела по высоте РШ находятся в удовлетворительном согласии с экспериментальными результатами.

3. На базе модели создана система оперативной диагностики теплового и температурного режимов реакционной шахты. Проведено 2 серии опытно-промышленных испытаний, в ходе которых система успешно проработала на заводе "Надежда" НГМК суммарное время около года.

Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждались на 3-ей Всесоюзной научной конференции "Интенсивное энергосбережение в промышленной тсплотехнологин" и на Всесоюзном научпо-техническом симпозиуме "Энергосберегающие технологии в производстве тяжелых цветных металлов".

ПуЛлнкацин.Но теме диссертации опубликовано 3. печатных работы.

Объем работы. Диссертация йзложена на 120 страницах осповного текста, содержит 24 рисунка, 4 таблицы и приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Тепловая работа печей для автогенной плавки сульфндпых концентратов. Состояние вопроса и цели исследования.

В настоящее время наконлено и сиетемат шровано недостаточно данных об энергетике процессов гатавкн. на штейн для того, чтобы делать

на их основе надежные выводы о конструкциях и режимах вводимых в експлуатацию и модернизируемых агрегатов. В частности, мало систематизированных сведений о теплофизическкх свойствах участвующих в автогенных процессах материалах. Не хватает достаточно обоснованных представлений о характере протекания тепловых процессов в печах для автогенной плавки. Поэтому для оценки параметров их тепловой работы используются в основном эмпирические критерии, базирующиеся на данных, о тепловых балансах агрегатов. В надежности этих данных можно быть уверенным только после длительной вксплуатации агрегатов в промышленных условиях. Это дорогостоящий и долгий путь, но даже и в »|"ом случае полученные на одном предприятии сведения не всегда могут быть использованы в условиях другого.

Тепловой и температурный режимы процессов, протекающих в агрегатах автогенной плавки, в целом значительно сложнее режимов топливных и электрических печей для плавки на' штейн. Во многом это связано с тем, что необходимо обеспечить такие условия протекания технологического процесса, чтобы один н тог же материал (сульфиды шихты) мог в оптимальной степени удовлетворять как требованиям, предъявляемым к топливу, так и к собственно металлургическому сырыо. Окисление сульфидов - ею одновременно процесс получения тепла и процесс физико-химических превращений шихты. Необходимость разумного компромисса

и влияние широкого разнообразия сульфидного сыры, условий конкретного производства привели к разработке различных типов автогенных печей.

Тем пе менее, в рабочем пространстве всех агрегатов для плавки сульфидного сырья на штейн протекает фактически один и тот хе технологический процесс, отличающийся для каждой конструкции лишь гранич-пыми условиями — т.е. способами поступления в технологическую зону ■ тепла и материала. Таким образом, существует возможность установить некоторые общие закономерности, связанные с протеканием тепловых процессов, от которых зависят основные конструктивные и режимные параметры печей. В первую очередь здесь следует вести речь о классификации автогенных агрегатов по энергетическому принципу и определении лимитирующих звеньев процесса.

Обнаружение таких закономерностей позволит использовать накопленный опыт и существенно сократить затраты времени и средств при совершенствовании существующих и конструирования новых агрегатов.

Исходя из того, что в плавильных автогенных печах тепло выделяется в зоне технологического процесса, принято считать, что автогенньгс агрегаты относятся к пйчам-тешю генераторам. В связи с этим указывается, что в автогенной технологии определяющим процессом является

- а -

поступление определенной массы окислителя в зону технологической реакции. На-основании «того угверждается, «по тггогснные агрегаты работают в массообмениом режиме, а процессы теплопереноса однозначно определяются процессами маесопереноса.

Однако, в литературе имеются сведения о том, чго параметры тепловой работы автогенных агрегатов не определяются всецело тепло-генерацией, а зависят н от условий распределения тепла по объему зоны технологического процесса. В частности, экспериментальные данные указывают на неоднородность температурного поля газошихтового факела.

Технология автогенной плавки весьма сложна. Поэтому для получения информации о процессе широко используют методы математического моделирования.

Существующие модели можно обычно отнести к одному из следующих двух типов: модели - "черный ящик" и "мнкромоделн".

Прогнозирование влияния изменения параметров на результаты плавки в моделях первого типа практически целиком основано на балансовых расчетах с учетом лишь равновесных характеристик процессов. Это справедливо, если рассматривать агрегат как единое целое. Однако, при таком подходе не учитываются тепломассобмен и гидродинамические явления, степень прогрева и окисления разных фракций шихты, а также другие важные динамические характеристики. Таким образом, эти модели недо-

статочно содержательны в том смысле, что в их рамках пе вскрываются свойственные исследуемому объекту глубокие причинно-следственные связи. а. следовательно, не учитывается все многообразие протекающих процессов и влияние на них различных факторов. В результате для каждой конкретной печи приходится строить спою модель, проводя для этого большое количество экспериментов на промышленной установке.

Авторы "микромоделей" стремятся описать с различной степенью подробности основные физико-химические процессы, протекающие в агрегате и получить их численные характеристики для различных участков печи. В настоящее время достаточно активно разрабатываются модели, использующие к-е модель турбулентного течения с учетом влияния чйстпд для описания явлений гидродинамики и переноса частиц и интегро-днф-ференциальные уравнения переноса излучения в объеме факела с учетом его поглощения и рассеяния.

Модели подобного типа весьма сложны и, как правило, не адаптированы на объекте исследования. ИХ авторы тщательно учитывают ряд параметров процесса (зачастую, произвольно выбранных), но при этом пренебрегают некоторыми другими (например, минеральным составом шихты) — без всякого обоснования и анализа последствий подобных упрощений для полученных результатов. Естественно, возникают сомнения, дают ли сложные модели более достоверные результаты, чем простые, но

адаптированнме на реальных объектах.

Такие модели, с одной стороны, чрезмерно сложны, чтобы быть основой системы управления процессом или использоваться для его оптимизации. С другой стороны, они не могут использоваться для контроля процесса и потому, что, как и более простые модели, рассматривают процесс плавки как стационарный: явно или неявно, уравнения известных моделей содержат допущение о неизменности температурного поля факела во времени. Это предположение делается на оснований того, что агрегат стабильно работает в неизменном режиме. Однако стационарность в "масштабе агрегата" не обязательно указывает на стационарное протекание всех процессов: так, например, средняя температура факела ПВП может оставаться постоянной во времени, но лишь за счет усреднения температуры по объему реакционной шахты.

Поэтому была предпринята попытка построения относительно простой математической модели, учитывающей в явном виде лишь основные, наиболее существенные для агрегатов рассматриваемого типа процессы. Влияние всех других процессов и параметров учитывается в такой модели с помощью настроечных коэффициентов, выбираемых при адаптации модели.

Па основании изучения имеющихся данных была поставлена цель работы - исследование тепловой работы печи взвешенной плавки с

помощью системы диагностики тепловой работы реакционной шахты печи ПВП.

Для построения модели, адекватно описывающей газошихтовой факел, было необходимо уточнить закономерности протекания теплогене-рацни и тепло-массопереноса в зоне технологического процесса, а также определить лимитируюгпую стадию этого процесса. Потребовалось также уточнить классификацию изучаемых агрегатов по энергетическому принципу.

Поставленная цель достигалась путем решения следующих задач:

1. Экспериментальное исследование процессов теплогенерации и тсплоообмена, тепловых и температурных полей в реакционной шахте печи взвешенной плавки в плавильном цехе завода "Надежда" Норильского-Горно-Металлургического комбината (НГМК).

2. Разработка и реализация математической модели, описывающей процессы, протекающие в технологическом факеле ПВП.

3. Адаптация модели в заводских условиях НГМК,

4. Аналитическое исследование некоторых составляющих теплового баланса при взвешенной плавке медно-никелевого концентрата.

Исследование процессов тенлогекерацни и теплообмена в реакционной шахте ПВП,

Описана методика и результаты исследований параметров теплового,

темнературного, аэродинамического режимов процессов, протекающее в печи взвешенной плавки на штейн Норильского ГМК.

Температуру в технологическом факеле С'термопарную" температуру Тт) измеряли с помощью термопары ВР-5/20, помещенной в водоохлаж-даемую штангу. Эта величина близка к температуре газа в тех областях реакционной шахты, где отсутствует интенсивное окисление сульфидов. Температуру газовой фазы измеряли отсасывающей термопарой конструкции МИСиС. Величину плотности теплового излучения факела опрел еляли радиометром конструкции МИСиС, чувствительным элементом которого служил датчик теплового потока, разработанный в ИТТФ АН Украины. Полученные значения использовали для расчета радиационной температуры факела Тк, считая его излучение черным. Так как основной вклад в внергию излучения газошихтового потока дает излучение твердых частнц, величину Тн использовали для оценки температуры поверхности взвешенных в факеле частнц. Границы проточной зоны факела определяли по скачку давления с помощью датчика полного давления. Для проведения минерального анализа шахтного продукта производили отбор проб на водоохлаждаемый пробоотборник. Их исследовали, используя полированные нетравленые шлифы с помощью микроскопа "Неофот-21" "на отражение"

Измерения температур и плотностей потока излучения факела

проводилп при средних режимных параметрах плавки на четырех уровнях-по высоте реакционной шахты, а по поперечному сечению шахты на расстояниях Он-3 м ог внутренней поверхности футеровки с шагом 0,2 м.

В период проведения экспериментов с помощью установленной па печи автоматизированной системы "Проскрн" регистрировали значешы основных технологических характеристик процесса (с интервалом 10 мин.) и данные химических экспресс-анализов шихты, штейна н шлака.

Экспериментальные результаты и пх обсуждение.

Обнаружено, что газошихтовой факел не запимает всего объема реакционной шахты: по всей высоте шахты имеется рециркуляционная зона с весьма малой концентрацией твердых частиц, граница проточной зоны факела колебнется на расстоянии 0,5-1,5 м от внутренней поверхности футеровки реакционной шахты.

При исследовании тепловых и температурных режимов работы реакционной шахи,г печи взвешенной плавки получены следующие экспериментальные данные.

В рециркуляционной зоне вблизи шихтовых горелок радиационная температура Tr превышает "термопарную" температуру Тт на 300-500 °С. При обработке экспериментальных результатов, полученных на уровнях 8,2; 14,2, 16,6 м выяснилось, что весь массив измеренных значений Тт и расчитанных пеличин Tr разбивается на три группы. Первая группа данных

соответствует средним температурам процесса, близким к заданным технологическим параметрам (1100-1250 °С). Однако на всех указанных уровнях (по-видимому, л во всем объеме" реакционной шахты) зарегистрированы аномально высокие (-1600 °С.) и аномально низкие (700-900 °С) значения температур. В ряде случаев были выявлено и весьма значительное изменение температуры по радиусу.

Исследования минерального состава проб шахтного продукта показали, что степень изменения составляющих шихты увеличивается сверху вниз реакционной шахты и от внутренних областей факела к его периферии. Несмотря на наличие такой тенденции, протекание процессов окисления характеризуется существенной пространственной и временной неравномерностью. В частности, даже на расстоянии 11 м ниже горелок, где практически завершено образование штейно-шлаковой емульсии, часто встречаются неусвоенные частицы кварца.

Получе1шые данные свидетельствует о том, что в объеме реакционной шахты практически постоянно присутствуют высокотемпературные зоны, связанные с интенсивным окислением сульфидов, а также низкотемпературные зоны, в которых тешюгенерацня за счет горения сульфидов незначительна.

Высоко- и низкотемпературные зоны могут перемещаться как но высоте шахты, так и по ее поперечному сечению. На рис. 1 представлено

нзменение во времени температуры ТЕ на расстоянии около 5 м от среза шихтовой горелки, иллюстрирующее последовательное прохождение в указанном сечении высокотемпературной, а затем низкотемпературной зоны.

Естественно предположить, что размеры и характер перемещения "горячих" и "холодных" зон определяется протеканием процессов теплообмена в шахте. Наличие горячих и холодных зон в объеме реакционной шахты ПВП, температурная неравнссвесность компонентов факела, различная степень тепловой обработки разных фракций шихты говорят о необходимости учета интенсивности теплообмена в процессе взвешенной плавки и позволяют отнести ПВП к агрегатам смешанного типа — тепло-генераторам-теплоообмейникам.

Анализ процессов теплогенерацин и теплообмена в печи взвешенной плавки.

Для выяснения механизма исследуемых явлений и интерпретации данных измерений, проведенных в реакционной шахте ПВП, был проведен расчет процессов теплогенерацин и теплообмена в технологическом факеле. Определялись значения температур газа и взвешенных в нем частиц различного состава и крупности с учетом физико-химических превращений, обусловленных технологией. В основу расчета была положена известная модель теплообмена частицы с окружающим ее газовым потоком, использовавшаяся (в усовершенствованном виде) при исследовании печи кис-

Зависнмость "радиационной" температуры от времени по сечению шахты на уровне 14,2 м

Время, мнн

РИС. 1

лородно-факельной плавки и удовлетворительно описывающая процессы в горизонтальном факеле этого агрегата. В предлагаемом расчете рассматривали горение частиц сульфидов и теплообмен совокупности частиц шихты различного минерального и фракционного состава. Предполагалось, что шихта движется сверху вниз, в одномерном потоке, по направлению к ванне расплава. Модель факела КФП была дополнена расчетом скоростей газа и частиц шихты всех фракций, что позволило рассчитать коэффициенты теплоотдачи от частиц к газу; рассматривался диффузионно-. кинетический режим окисления сульфида железа.

Для учета теплообмена факела с окружающим пространством в модели использовали экспериментальные данные по тепловым потокам, полученные от установленных в РШ датчиков. Полученные в результате численного решения уравнений модели данные достаточно полно соответствовали результатам экспериментов: к моменту окончания обработки шихты в реакционной шахте расчетные значения температуры газа и средпемас-совой температуры шихты равны 1200-1300 °С, в то же время флюсы недогреты - их средняя температура составляет 1150 °С, а наиболее крупных фракций - 450-680 сС, тогда как максимальная.температура горящих сульфитов достигает 1600-1700 °С. Соответствие между экспериментальными и расчетными данными позволило провести анализ влияния составов шихты и штейна яа протекание процессов теплогенерании и

теплообмена в газошихтовом факеле ПВП и использовать модель как основу системы оперативного контроля и диагностики тепловой работы

4>ш пвп.

Аппаратной базой системы служили установленные на реакционной шахте 12 датчиков теплового потока. Сигналы от датчиков поступали на измерительный комплекс, состоящий из коммутатора и аналого-цифрового преобразователя, управляемых программируемым контроллером и подсоединенного к ним ШМ-совместимого компьютера. Эти данные служили для расчета значений результирующих тепловых потоков на огневой поверхности гарнисажа. Полученные величины использовали для определения граничных условий в модели технологического факела ПВП.

Проведенные на металлургическом заводе "Надежда" норильского ГМК две серии опытно-промышленных испытаний системы показали достаточно высокую степень соответствия получаемых данных результатам экспериментов, надежность и низкую инерционность как аппаратного комплекса, так и программного обеспечения.

Система обеспечивает оперативный контроль основных тепловых и температурных параметров процесса, гарантируя возможность своевременной реакции оператора на изменение условий протекания плавки. Достоинством системы является то, что она базируется на , во-первых, на относительно простой математической модели процессов тепло- и массо-

переноса в шахте, позволяющей получать и обрабатывать информацию в режиме реального времени либо с незначительным запаздыванием и, во-вторых, на оперативной информации, используемой в модели и поступающей от датчиков, что дает возможность проводить адаптацию модели "на лету", в процессе каждого пересчета температурных и тепловых полей.

Такой "квазистационарный" подход позволит использовать преимущества стационарного подхода - уменьшить размерность уравнений модели на единицу - и избежать его недостатков, связанных с отсутствием учета изменения параметров системы со временем.

Испытания системы диагностики тепловой работы реакционной шахты показали, что для оценки итоговых результатов Плавки разумно использовать комплексную величину, учитывающую основные характеристики технологического процесса. Основой для ее определения могут быть данные теплового баланса, обработанные с учетом энергетических особенностей агрегата, и в первую очередь, его принадлежности к печам со смешанным режимом тепловой работы.

Расчет и анализ теплового баланса процесса горения сульфидных материалов.

В соответствии с положениями общей теории печей для анализа тепловой работы агрегата со смешанным режимом тапловой работы, условно разделяют его тепловую нагрузку на тешюгенерационную и тегшообменную составляющие.

Теплогенерационная составляющая - это та часть тепловой нагрузки, которая численно равна количеству тепла, вьщелившемуся в единицу времени в рабочем пространстве печи и расходуемому на нагрев технологических газов н продуктов окисления сульфидов до средних температур зоны технологического процесса.

Теплообменнаа составляющая тепловой нагрузки - его тепло, поступающее в зону, технологического процесса за счет теплообмена и расходуемое п рабочем пространстве печи на нагрев и плавление сульфидных соединений, образующих штейн, флюсов, пустой породы шихты, а также на компенсацию потерь тепла через ограждение печи в окружающую среду.

Для определения численных значений указанных величин были рассчитаны материальные и тепловые балансы окисления шихт различньи минеральных составов.

Теплоту сгорания шихты рассчитывали на основе данных материального баланса процесса горения с использованием тепловых аффектов реакций окисления и расчитывали зависимости теплоты сгорания от химсостава концентрата.

Анализ полученных расчетных соотношений показал, что при росте тепяообмешгой составляющей тепловой нагрузки возникают и обостряются проблемы, свойственные печам-теплообменникам: нарастают трудности управления тепловой работой печи, связанные с необходимостью распреде-

леши выделившегося в процессе теплогеяерашш тепла между компонентами газошихтового потока и ограждением печи. Это особенно сложно в условиях выеокозапыленного потока, что ограничивает возможность участия в процессе распределения тепла теплового излучения расстоянием порядка 10 см. При невозможности своевременного отвода тепла из зоны экзотермических реакций возникают такие отрицательные последствия, как перегрев продуктов окисления сульфидов (что может приводить к окислению цветных металлов) и недостаточная тепловая обработка флюсов. Понятно также отрицательное воздействие на службу футеровки перегретых до 1600-1700 °С зон (экспериментально обнаружена большая вероятность их нахождения на периферии факела, в относительной близости от футеровки).

С помощью полученных зависимостей проанализировано ппияпиг различных факторов (содержание меди и серы в шихте, характеристики дутья, обогащение штейна) на соотношение теплогеиерациопной и теплообменной составляющих тепловой нагрузки ПВП.

Были также изучены данные о нескольких реальных плавках с точки зрения взаимосвязи важного .выходного параметра - содержания никеля в шпаке и различных входных параметров и характеристик тепловой работы печи. Обнаружить взаимосвязь между отдельными характеристиками процесса плавки (такими, как расход шихты, ее химсостав, обогащение

дутья кислородом) и концентрацией цветных металлов в шлаке не удалось. При обработке тех же данных с использованием методов общей теории печей обнаружена определенная корреляция между содержанием никеля в шлаке и тепловой нагрузкой ПВП (рис, 2.), однако коэффициент корреляции не превышает 50%. Значительно выше (более 80%) коэффициент корреляции между теплообменной составляющей тепловой нагрузки и содержанием никеля в шлаке (рис. 2). .

Это подтверждает предположение о важной роли процессов тспло-переноса для взвешенной плавки: по мере увеличения роли этих процессов нарастают трудности, связанные с необходимостью распределения тепло-обменной составляющей тепловой нагрузки в зоне технологического процесса, что обусловливает ухудшение такого итогового показателя плавки, как содержание цветных металлов в шлаке. Кроме того, очевидно, что при росте теплообменной составляющей все большее количество тепла отводится через ограждение печи, что ухудшает условия его работы, требует специальных мер по увеличению его жизнестойкости и вызывает рост непроизводительных потерь тепла.

Однако, с другой стороны, при значительном уменьшении теплообменной составляющей тепловой нагрузки падает количество тепла, подводимого к шлакообразующим компонентам шихты, не принимающим участия в экзотермических реакциях (в предельном воображаемом случае шлак

Корреляция между величиной тепловой нагрузки и содержанием никеля в шлаке

07 ---.

0.3 -1-1-1-

80000 100000 110000 120000 130000

Тепловая нагрузха, кВт

Корреляция между величиной теплообменной составляющей тепловой нагрузки и содержанием никеля в шлаке

-н---н

Э5000 40000 45000 50000

Теллообменноя составляющая тепловой нагрузки, кВт

55000

К - коэффициент корреляции.

Рис. 2

не образуется). Ясно, что при этом также возрастают потери металла. Таким образом, величина теплообменной составляющей тепловой нагрузки Печи является фактором, лимитирующим тепловой режим технологического процесса, а, следовательно, и производительность печи. Отсю-давытекает необходимость поддержания соотношения составляющих тепловой нагрузки на оптимальном уровне.

Выводы

1. Экспериментально обнаружены аномально высоко- и низкотемпературные зоны, перемещающиеся в объеме реакционной шахты печи взвешенной плавки.

2. Неравномерность температурного поля в объеме реакционной шахты приводит к существенной незавершенности процессов штейно- и шлакообразования в технологическом факеле.

3. Лимитирующей стадией технологического процесса в реакционной шахте является перенос тепла. Печь взвешенной плавки по энергетическому принципу является агрегатом смешанного типа: теплообменником-теплогенератором.

4. Режим тепловой работы реакционной шахты имеет экстремальный характер, оказывающий существенное влияние на технологические параметры плавки. Для получения наилучших производственных результатов необходимо поддерживать оптимальное соотношение теплогенерационной

и теплообменной составляют!« тепловой нагрузки печи.

5. Разработана математическая модель процессов теплогенерации и теплообмена в факеле, позволяющая прогнозировать изменения средних температурных режимов плавки в зависимости от колебаний состава шихты и других параметров.

6. На основе полученных экспериментальных данньк и математической модели процессов в технологическом факеле разработана система непрерывного оперативного контроля н диагностики работы ГШ ПВП.

7. Проведенные на металлургическом заводе "Надежда" НГМК. испытанна системы показали соответствие расчетных данных с результатами экспериментальных исследований. Результаты испытаний могут стать основой для разработки технического задания на проектирование промышленного варианта системы контроля н диагностики РШ ПВП.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях:

1. Исследование температурного режима печя взвешенной плавки /В.В. Кобахндзе, Л Д. Талис, A.A. Каждая, Г.В. Инденбаум., Н.М. Бойных //Цветные металлы. - 1991. - № б. - С. 19-22.

2, Особенности тепловой работы печей взвешенной плавки /В.В. Кобахидзе, Ю.Я. Сухобаевский, А.А: Каждан, A.A. Давыдов,

Л .Д. Талис, A.A. Кручиннн //Цветные металлы. - 1993. -№ 10. - С. 13-17,

3. Непрерывная диагностика параметров температурного режима работы печей взвешенной нпавки /В.В. Кобахидзе, Ю.Я. Сухобаевекий, A.A. Каждан, A.A. Давыдов, ЛД Талис, A.A. Кручинин //Цветные металлы. - 1996. - № 2. - С. 21-24.

Подписано в печать № заказа/^_

Ус. Издат. ли его в Тираж /¿У

Московский институт стали и сплавов 117936, Москва, Ленинский проспект,4

Типография МИСиС, ул. Орджоникидзе 8/9