Модель процесса – алгоритм работы программы имитационного моделирования

В имитационной модели рассмотрены три электродные полуреакции, которые могут протекать между оксидным расплавом CaO – MnO – FeO – SiO₂ – Al₂O₃ и жидким железом, содержащим в качестве примесей Мn и Si. Сделано допущение о диффузионном режиме их протекания. Учтена заторможенность диффузии частиц Fe²⁺ в шлаке, кремния в металле, марганца в обеих фазах. Общая система уравнений, описывающая модель, имеет вид

	(18.7)
	(18.8)
	(18.9)
	(18.10)
	(18.11)

где υ_ј – скорость электродной полуреакции, η _j – поляризация, i_j – плотность предельного тока диффузии, D_j – коэффициент диффузии, β – конвективная постоянная, C_j – концентрация.

Программа имитационной модели позволяет решить систему уравнений (18.7) – (18.11), что дает возможность установить, как изменяется объемная концентрация компонентов и скорости их перехода со временем при взаимодействии металла со шлаком. Результаты расчета выводятся на дисплей. Информация, получаемая с экрана монитора, включает в себя графическое изображение изменения концентраций основных компонентов, их текущие значения, а также значения температуры и константы конвекции.

Блок-схема программы имитационной модели взаимодействия металла и шлака представлена на рис. 18.1. Программа работает в цикле, который прекращается только после истечения заданного времени моделирования (примерно 10 мин).

Рисунок 18.1 – Блок-схема программы имитационной модели

Порядок проведения работы

Изображение, генерируемое имитационной программой, представлено на рис. 18.2 (правая панель). В верхней части панели приводятся выборочные числовые значения измеряемых величин, на графике отображены все значения, полученные в ходе моделирования процесса. В обозначениях компонентов металлического и шлакового расплавов использованы принятые литературе металлургической тематики дополнительные знаки. Квадратные скобки обозначают принадлежность компонента металлическому расплаву, а круглые – шлаковому. Множители при обозначениях компонентов используются только для построения графика, их не следует учитывать при интерпретации значений. Во время работы модели в каждый данный момент отображается только значение одной из измеряемых величин. Через 6 секунд оно исчезает и появляется значение следующей величины. За этот промежуток времени надо успеть записать очередное значение. Для экономии времени рекомендуется неизменные цифры не записывать, например, ведущую единицу в значении температуры.

Рисунок 18.2 – Изображение экрана монитора при выполнении работы № 18 на разных стадиях процессов

Через пять-шесть минут после начала работы установки необходимо произвести добавку предварительно прогретого оксида марганца в шлак, что реализуется при одновременном нажатии клавиши Alt и цифровой клавиши на основной клавиатуре с номером Вашей установки.