豎爐還原焙燒過程動態(tài)模型軟件的設(shè)計(jì)與開發(fā).pdf

1、豎爐還原焙燒過程的主要任務(wù)是將弱磁性的赤鐵礦在高溫、還原性氛圍下轉(zhuǎn)化成強(qiáng)磁性的磁鐵礦。還原焙燒效果的好壞直接影響著選礦過程的評價(jià)指標(biāo)—金屬回收率、精礦品味。由于該過程具有強(qiáng)耦合、強(qiáng)非線性、關(guān)鍵工藝參數(shù)難以連續(xù)在線測量及工況變化大等復(fù)雜特性，對控制策略、控制算法的要求更高。各種控制策略、控制算法在實(shí)際應(yīng)用前必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。但是真實(shí)的設(shè)備不僅昂貴而且難以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完全復(fù)現(xiàn)。為此，需要開發(fā)針對還原焙燒過程的動態(tài)模型軟件。
　　本文依托

2、東北大學(xué)流程工業(yè)綜合自動化國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室973計(jì)劃項(xiàng)目“復(fù)雜生產(chǎn)制造過程一體化控制理論與技術(shù)基礎(chǔ)研究”，針對豎爐還原焙燒過程，建立了其動態(tài)機(jī)理模型。在一體化對象仿真平臺基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并開發(fā)了豎爐還原焙燒過程動態(tài)模型軟件，以便于過程控制層、運(yùn)行控制層實(shí)驗(yàn)人員驗(yàn)證控制策略與算法。本文的工作主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
　　(1)建立了描述豎爐還原焙燒過程的完整機(jī)理模型。本文首先分析了豎爐還原焙燒過程中的物理化學(xué)過程，主要有燃燒過程、換熱過程、

3、還原反應(yīng)過程。按照這些典型物理化學(xué)過程在空間上的分布將爐體分為燃燒室、預(yù)熱帶、加熱帶和還原帶。在這些物理化學(xué)過程的機(jī)理基礎(chǔ)上分別建立了燃燒室動態(tài)機(jī)理模型，預(yù)熱帶動態(tài)機(jī)理模型，加熱帶動態(tài)機(jī)理模型，還原帶動態(tài)機(jī)理模型。同時(shí)，為完成對整個(gè)豎爐工藝過程的仿真，還建立了簡化的執(zhí)行機(jī)構(gòu)模型。
　　(2)在豎爐還原焙燒過程動態(tài)機(jī)理模型基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并開發(fā)了豎爐還原焙燒過程動態(tài)模型軟件。軟件由模型庫及可視化模型組件庫、人機(jī)交互界面和變量庫三部分組成。