我校“铜熔炼闪速炉数值仿真与操作优化”跨入世界先进行列
来源:科技处 点击次数:次 发布时间:2002年04月18日 作者:陈卓
日前,我校热工设备仿真与优化研究所主持研究的“铜熔炼闪速炉数值仿真与操作优化”项目鉴定会在北京举行。本次会议由中国有色金属工业协会组织,邀请了国内有色冶炼及相关专业的专家、学者数十人,对该课题的内容及意义进行了认真的审议鉴定。通过讨论,与会专家一致认为:该课题立意新颖、技术先进,属国内首创,达到国际先进水平,其中首次提出的闪速炉“三集中”的操作原则、“高效反应区”模型以及反应塔炉衬保护在线监测与塔壁蚀损预警系统达到了国际领先水平。并将在今后的应用中对推动我国闪速熔炼技术的完善和发展发挥重要作用。
闪速熔炼是一种新型的高效冶金熔炼反应器,自1949年问世以来,目前全世界已有46座奥托昆普型闪速熔炼炉投入使用(其中我国有三座,分别用于铜、镍熔炼生产),并随着其结构和操作上的不断改进与发展,逐渐在有色金属的火法熔炼中占有主导地位。为了加强对闪速熔炼过程的理解和对生产操作过程的优化,中南大学热工设备仿真与优化研究所自1998年起先后与贵溪冶炼厂和金隆铜业有限公司合作,开展了对“铜熔炼闪速炉数值仿真与操作优化”课题的研究。经过近5年的努力,课题研究取得了显著成果:按化学计量和化学热力学,课题组成员开发了匹配设备能力的平衡态模型,在多个约束条件下探寻了系统熔炼潜力;同时还运用计算流体力学、计算传热传质学和计算燃烧学的基本知识,在CFX计算平台上从多相体系传输动力学和反应动力学的角度,解析得出高温气—粒载流系统中气—粒两相的流场、浓度场、释热场和温度场等的分布特征,形成了综合解算与仿真能力的针对铜硫化物精矿闪速熔炼的“数值反应器”,并在此基础上通过多种操作条件仿真试验,最终提出了闪速炉“三集中”的优化操作原则;此外,通过对反应塔炉衬的数值解析,课题组人员首次成功地实现了对反应塔内衬运行实况和变化态势的在线监测,为防止突然事故,延长塔体寿命提供了可靠手段。经过生产试用验证,该成果有效地提高了闪速炉熔炼能力,降低了燃油消耗及烟尘发生率,提高了闪速炉作业率,该成果的取得标志着我国闪速熔炼生产跨入世界先进行列。