PS-konvertterin tilastollisen panoslaskentamallin käyttöönotto, analysointi ja käyttöliittymän suunnittelu
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
2007
Department
Major/Subject
Prosessien ohjaus ja hallinta
Mcode
Kem-90
Degree programme
Language
fi
Pages
101 (+20)
Series
Abstract
Kuparin konvertointiprosessin mallinnuksen lähtökohtana on usein käytetty staattisia malleja, joissa prosessin matemaattinen kuvaus rakentuu aine- ja energiataseiden sekä termodynaamisten tasapainolaskelmien ympärille. Mallien avulla voidaan tehostaa prosessinohjausta, mutta niiden soveltaminen edellyttää luotettavaa mittausdataa prosessista sekä sovituslaskentaa. Vaikeat olosuhteet, korkea lämpötila ja savukaasut aiheuttavat epävarmuutta mittaustuloksiin. Malliin liittyvien tilamuuttujien arvoja on vaikea määrittää, koska panosmateriaalien tarkkaa koostumusta ei analysoida jatkuvasti. Työn tavoitteena oli tutkia Boliden Harjavalta Oy:n kuparisulaton Peirce-Smith - konverttereille kehitettyä tilastollista panoslaskentamallia sekä suunnitella operaattoreille käyttöliittymä mallin käyttöönottoa varten. Malli laskee konvertterissa syntyvän kiven ja kuonan koostumuksen ja määrän sekä tarvittavat puhallusajat, ja se pyrkii ohjaamaan prosessin ajoa kohti optimaalista kuonan Fe/Si02 - suhdetta sekä stabiilia lämpötilan kehitystä konvertterissa. Laskenta perustuu eri komponenttien keskinäisiin suhteisiin ja massataseeseen systeemissä. Laskentalogiikka on sulautettu makroihin, jotka hakevat muuttujatietoja tietokannasta ja suorittavat laskennan automaattisesti. Teoriaosassa käsitellään PS-konvertterin mallinnusta yleensä sekä kuvataan muutama PS-konvertterimallin sovellusesimerkki. Kokeellisessa osassa esitellään ensin kuparinvalmistusprosessi ja automaatiojärjestelmä Harjavallan sulatolla sekä tutustutaan konvertointiprosessin mittauksiin. Seuraavaksi kuvataan uuden panoslaskentamallin toimintaperiaate ja käyttöliittymä. Lopuksi pyritään arvioimaan mallin hyvyyttä kvantitatiivisen ja kvalitatiivisen analyysin menetelmin, vertaamalla mallin laskemia tuloksia mittausdataan ennen mallin käyttöönottoa ja sen jälkeen. Tulosten perusteella voidaan todeta, että konvertteriin syötetään nykyään keskimäärin aiempaa vähemmän hiekkaa, ja että malli toimii kuonapuhalluksessa oikeaoppisesti ja antaa luotettavia tuloksia. Rikkaaksipuhalluksessakin konvertointikapasiteetin on todettu lisääntyneen. Mallin käyttöönoton on arvioitu tuovan merkittäviä taloudellisia säästöjä.Description
Supervisor
Jämsä-Jounela, Sirkka-LiisaThesis advisor
Anttila, KaiPyykkö, Pekka
Uusikartano, Antti