Программный продукт ученых ИрГТУ позволит ускорить процесс расчета материального баланса при выплавке кремния

Программный продукт, созданный учеными Иркутского технического университета, позволит автоматизировать процесс расчета сырья и готового продукта при производстве кремния. Над программой работали: заведующая кафедрой металлургии цветных металлов Нина Немчинова, аспирант кафедры металлургии цветных металлов Андрей Тимофеев и студент 4 курса химико-металлургического факультета Сергей Федоров. Как поясняют авторы проекта, данная программа рассчитывает материальный баланс процесса выплавки кремния в руднотермических печах (РТП). «Любой металлургический процесс начинается с расчета материального баланса. Кремний не является металлом, однако производится металлургическим способом. Что касается процесса руднотермической плавки кремния, то материальный баланс в этом случае является одним из главных показателей точного определения количества расходуемых материалов, с получением качественного конечного продукта. Чем точнее составлен материальный баланс, тем меньше разного рода потерь», – отмечает С. Федоров. Он рассказал, что в настоящее время на предприятиях расчет материального баланса проводят практически вручную. В связи с этим, подбор определенного режима для проведения процесса становится очень трудоемкой операцией. Специалисты Технического университета предлагают алгоритм программы в редакторе Microsoft Excel. Данная программа позволяет с высокой точностью определить состав комплексного восстановителя, количество углерода (необходимого для восстановления оксидов), химический состав готового продукта, количество образующегося шлака, количество газов, влаги и др. В результате расчетов материальный баланс предоставляется в виде таблиц прихода и расхода материалов. Студент подчеркнул, что эта разработка позволит прогнозировать химический состав получаемого кремния и стабилизировать технологический режим работы печи. Кроме того, использование программы расчета материального баланса позволит более качественно смешивать сырье и углеродистые восстановители. «Расчет начинается с определения количества углерода, необходимого для восстановления кремнезема. Далее рассчитывается состав шихты на 100 кг кварцита и перераспределение в нем углерода. На основе полученных данных производится расчет химического состава выплавляемого кремния и распределение восстановленных элементов между продуктами плавки, – говорит С. Федоров. – Одной из важнейших задач программы является определение количества и состава получаемого шлака, поскольку этот показатель отображает степень извлечения основного металла. Также рассчитывается количество воздуха, необходимого для процесса восстановления кремния и объем газов, образовавшихся в печи». С. Федоров сообщил, что данный программный продукт планируется перевести на язык программирования С++. Обновленная программа будет содержать справочную базу о сырьевых материалах, используемых при выплавке металлургического кремния, и их свойствах. На сегодняшний день в Роспатент РФ направлена заявка о государственной регистрации программы для расчета материального баланса выплавки кремния в РТП. По словам С. Федорова, для оптимизации технологических процессов при производстве кремния также разработаны программа по подготовке данных для ввода в физико-химические модели технологических процессов и программа расчета материального баланса окислительного рафинирования кремния.
Программный продукт ученых ИрГТУ позволит ускорить процесс расчета материального баланса при выплавке кремния
17 января 2014 года//Наука

Программный продукт, созданный учеными Иркутского технического университета, позволит автоматизировать процесс расчета сырья и готового продукта при производстве кремния. Над программой работали: заведующая кафедрой металлургии цветных металлов Нина Немчинова, аспирант кафедры металлургии цветных металлов Андрей Тимофеев и студент 4 курса химико-металлургического факультета Сергей Федоров. Как поясняют авторы проекта, данная программа рассчитывает материальный баланс процесса выплавки кремния в руднотермических печах (РТП). «Любой металлургический процесс начинается с расчета материального баланса. Кремний не является металлом, однако производится металлургическим способом. Что касается процесса руднотермической плавки кремния, то материальный баланс в этом случае является одним из главных показателей точного определения количества расходуемых материалов, с получением качественного конечного продукта. Чем точнее составлен материальный баланс, тем меньше разного рода потерь», – отмечает С. Федоров. Он рассказал, что в настоящее время на предприятиях расчет материального баланса проводят практически вручную. В связи с этим, подбор определенного режима для проведения процесса становится очень трудоемкой операцией. Специалисты Технического университета предлагают алгоритм программы в редакторе Microsoft Excel. Данная программа позволяет с высокой точностью определить состав комплексного восстановителя, количество углерода (необходимого для восстановления оксидов), химический состав готового продукта, количество образующегося шлака, количество газов, влаги и др. В результате расчетов материальный баланс предоставляется в виде таблиц прихода и расхода материалов. Студент подчеркнул, что эта разработка позволит прогнозировать химический состав получаемого кремния и стабилизировать технологический режим работы печи. Кроме того, использование программы расчета материального баланса позволит более качественно смешивать сырье и углеродистые восстановители. «Расчет начинается с определения количества углерода, необходимого для восстановления кремнезема. Далее рассчитывается состав шихты на 100 кг кварцита и перераспределение в нем углерода. На основе полученных данных производится расчет химического состава выплавляемого кремния и распределение восстановленных элементов между продуктами плавки, – говорит С. Федоров. – Одной из важнейших задач программы является определение количества и состава получаемого шлака, поскольку этот показатель отображает степень извлечения основного металла. Также рассчитывается количество воздуха, необходимого для процесса восстановления кремния и объем газов, образовавшихся в печи». С. Федоров сообщил, что данный программный продукт планируется перевести на язык программирования С++. Обновленная программа будет содержать справочную базу о сырьевых материалах, используемых при выплавке металлургического кремния, и их свойствах. На сегодняшний день в Роспатент РФ направлена заявка о государственной регистрации программы для расчета материального баланса выплавки кремния в РТП. По словам С. Федорова, для оптимизации технологических процессов при производстве кремния также разработаны программа по подготовке данных для ввода в физико-химические модели технологических процессов и программа расчета материального баланса окислительного рафинирования кремния.