豎爐還原焙燒過程動態(tài)模型軟件的設(shè)計與開發(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指標—金屬回收率、精礦品味。由于該過程具有強耦合、強非線性、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、控制算法在實際應(yīng)用前必須經(jīng)過實驗驗證。但是真實的設(shè)備不僅昂貴而且難以在實驗室內(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、東北大學流程工業(yè)綜合自動化國家重點實驗室973計劃項目“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)機理模型。在一體化對象仿真平臺基礎(chǔ)上設(shè)計并開發(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、運行控制層實驗人員驗證控制策略與算法。本文的工作主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
　　(1)建立了描述豎爐還原焙燒過程的完整機理模型。本文首先分析了豎爐還原焙燒過程中的物理化學過程，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。在這些物理化學過程的機理基礎(chǔ)上分別建立了燃燒室動態(tài)機理模型，預(yù)熱帶動態(tài)機理模型，加熱帶動態(tài)機理模型，還原帶動態(tài)機理模型。同時，為完成對整個豎爐工藝過程的仿真，還建立了簡化的執(zhí)行機構(gòu)模型。
　　(2)在豎爐還原焙燒過程動態(tài)機理模型基礎(chǔ)上設(shè)計并開發(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、人機交互界面和變量庫三部分組成。