鐵水脫磷處理工藝模擬模型的開發(fā)

由于鐵水脫磷是高氧位勢(shì)的渣和低氧位勢(shì)的鐵水之間的反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)理論對(duì)其進(jìn)行解析，開發(fā)了偶合反應(yīng)模型。但是，以往的模型是將渣作為均勻液相進(jìn)行處理的，因此它在多相渣的應(yīng)用受限。最近，有研究者提出了考慮到渣中固相影響的新工藝模擬模型。但將該模型與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)其應(yīng)用性有限，為能適應(yīng)更廣泛的操作范圍，必須使各參數(shù)通用化。因此，日本開發(fā)具有用戶界面和參數(shù)通用化的新工藝模擬模型（MPSR模型：多相渣精煉模型）。

　　MPSR模型由計(jì)算反應(yīng)速度等的大尺度模型和相圖及計(jì)算造渣劑溶解速度等的中尺度模型構(gòu)成。中尺度模型還包含了計(jì)算由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的液相渣的粘性和固液共存渣傳熱性的模型。

　　計(jì)算流程為，在輸入用戶界面所示的各種計(jì)算條件后，首先對(duì)反應(yīng)前的渣成分和鐵水成分進(jìn)行了計(jì)算。采用裝有Windows計(jì)算機(jī)中的Microsoft C++2010進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。除了可以進(jìn)行該模型的計(jì)算外，還能獨(dú)立對(duì)液相渣的粘性和固液共存渣的傳熱性進(jìn)行計(jì)算。MPSR模型的計(jì)算時(shí)間為1s左右。

　　在A公司應(yīng)用的計(jì)算結(jié)果表明，[%P]、[%Mn]、[%C]或溫度的變化具有良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。雖然在很多情況下堿度和（T·Fe）與實(shí)驗(yàn)值有誤差，但與計(jì)算結(jié)果基本對(duì)應(yīng)。另外，只有在No.3的情況下，堿度會(huì)下降，因此必須使造渣劑的粒度比其它條件下的造渣劑的粒度增大。在B公司應(yīng)用的計(jì)算結(jié)果表明，金屬成分、渣成分和溫度變化都與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本對(duì)應(yīng)，但在頂吹氧速度慢的條件下，計(jì)算值的[%P]高，計(jì)算值的[%Mn]下降。而且，為使堿度滿足要求，必須使造渣劑的粒度比實(shí)際值大。在C公司應(yīng)用的計(jì)算結(jié)果表明，[%P]、[%Mn]或（%FeO）的變化與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本對(duì)應(yīng)。在D公司應(yīng)用的計(jì)算結(jié)果表明，雖然[%P]、[%C]、溫度和（%FeO）的變化與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本對(duì)應(yīng)，但[%Mn]比實(shí)驗(yàn)值低。在E公司應(yīng)用的計(jì)算結(jié)果表明，鐵水成分及溫度與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本對(duì)應(yīng)，（%FeO）也與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致。但是，堿度比實(shí)驗(yàn)值低。通過計(jì)算，生石灰的渣化率也只有50%左右。即使減小m，在操作15分鐘左右后也難以使堿度超過3.0。