Моделирование металлургического процесса огневого рафинирования меди

Abstract

The refining of blister copper is based on the partial removal of impurities that have an increased affinity for oxygen. The most interesting is the process of centralized copper refining at one plant. This is due to the fact that rough copper from the producer plants has a different chemical composition. Obviously, the burden of each charge also has a variable chemical composition. Therefore, for a constantly changing average weighted composition of a liquid metal, a different amount of oxygen is required to oxidize and slag the impurities. The aim of the work is the method of creating a mathematical model for solving the single–criterion and multicriteria task of fire refining of copper. Algorithms of the model based on the passive experiment are presented, with the chosen assumptions and limitations. Mathematical models are developed using correlation regression analysis. The resultant variable in the models is the concentration of oxygen in the melt. The objective function is determined by the main variables of the refining process. The results of mathematical modeling allow us to quickly calculate the concentration of oxygen supplied in the air composition into the melt of a charge of different chemical composition for the oxidation of impurities. The models are consistent with the general theory of anode melting, and can be used to control and predict the process.

Огневое рафинирование черновой меди основано на частичном удалении примесей, обладающих повышенным сродством к кислороду. Наиболее интересным является процесс централизованного рафинирования меди на одном предприятии. Это связано с тем, что черновая медь от заводов – продуцентов имеет различный химический состав. Очевидно, что шихта каждой загрузки также имеет переменный химический состав. Поэтому для постоянно меняющегося средневзвешенного состава жидкого металла, требуется различное количество кислорода для окисления и ошлакования примесей. Целью работы является методика создания математической модели для решения однокритериальной и многокритериальной задачи огневого рафинирования меди. Приведены алгоритмы модели на основе пассивного эксперимента, с выбранными допущениями и ограничениями. Математические модели разработаны с использованием корреляционно – регрессионного анализа. Результирующей переменной в моделях является концентрация кислорода в расплаве. Целевая функция определяется основными переменными процесса рафинирования. Результаты математического моделирования позволяют оперативно рассчитывать концентрацию кислорода, подаваемого в составе воздуха в расплав шихты различного химического состава, для окисления примесей. Модели согласуются с общей теорией анодной плавки, и могут использоваться для управления и прогнозирования процессом.