[发明专利]一种实现冶金平衡计算的方法及装置

说明书

技术领域

本发明提供了一种实现冶金平衡计算的方法及装置，属于冶金平衡计算技术的领域。

背景技术

冶金系统的作业平衡，是建立在下面两个基本平衡方程基础上的：

(1)在稳定状态下，各种元素的装入和产出物料平衡(即质量守恒)。

在冶金系统稳定地进行作业的整个过程中都必须遵循的一般物料量平衡方程是：

装入物料总量＝产出物料总量或元素i的装入总量＝元素i的产出总量

对于闪速炉铜冶炼工艺冶金过程这种特定的技术而言，其主要元素i为：物料量，Cu，S，Fe，SiO₂，CaO，MgO，其他(Others)，氧(O₂)等。其他元素的物料平衡方程也很重要(如氮，碳，氢等)，可以根据需要加以考虑。

(2)在稳定状态下，冶金系统总的热量平衡(即能量守恒)。

要使冶金系统稳定地进行操作，就必须保持下述热平衡：

冶金系统总热收入＝冶金系统总热支出+冶金系统总热损失

冶金系统的热损失只要包括冶金系统的传导，对流，辐射等热损失。如果将冶金系统的热损失看作其的一种热支出的话，则上述热平衡方程可简单表示为：

冶金系统总热收入＝冶金系统总热支出

为了建立和计算上述平衡方程，现有技术采用了以白盒法为主的确定性模型计算方法，即有多少个未知数就建立多少个方程，并且如果需要更换金属平衡中的物料、元素的种类、热平衡等项目就需要重新建立方程。

因此，在现有的冶金平衡计算方法中存在为了满足计算求解而计算的项目较复杂繁多，若变更计算项目则需要重新建立方程组的问题。

发明内容

本发明提供了一种实现冶金平衡计算的方法，以解决在现有的冶金平衡计算方法中存的在为了满足计算求解而计算的项目较复杂繁多，若变更计算项目则需要重新建立方程组的问题。

一种实现冶金平衡计算的方法，包括：

输入金属平衡表和热平衡表的装入矿物质类型及数量、产出元素类型及数量、产出杂质类型及数量，并设置冶金平衡约束条件；

根据输入的金属平衡表和热平衡表的装入矿物质类型及数量、产出元素类型及数量、产出杂质类型及数量，以及设置的限制约束条件计算获得未知元素的数值。

一种实现冶金平衡计算的装置，包括：

参数输入单元，用于输入金属平衡表和热平衡表的装入矿物质类型及数量、产出元素类型及数量、产出杂质类型及数量，并设置冶金平衡约束条件；

平衡计算单元，用于根据输入的金属平衡表和热平衡表的装入矿物质类型及数量、产出元素类型及数量、产出杂质类型及数量，以及设置的限制约束条件计算获得未知元素的数值。

本发明通过将输入的金属平衡表和热平衡表中的已知元素通过冶金平衡方程自动计算获得未知元素的解，运算速度较快且省去了复杂繁多的计算项目，对于不同的参数只需输入到对应的金属平衡表和热平衡表中即可自动计算获得未知元素的解，不需要重新建立方程组。

附图说明

图1是本发明的具体实施方式提供的一种实现冶金平衡计算的方法的流程示意图；

图2是本发明的具体实施方式提供的一种实现冶金平衡计算的装置的结构示意图。

具体实施方式

在本发明提供的一种实现冶金平衡计算的方法的技术方案中，首先输入金属平衡表和热平衡表的装入矿物质类型及数量、产出元素类型及数量、产出杂质类型及数量，并设置冶金平衡约束条件；然后根据输入的金属平衡表和热平衡表的装入矿物质类型及数量、产出元素类型及数量、产出杂质类型及数量，以及设置的限制约束条件计算获得未知元素的数值。

进一步地，输入金属平衡和热平衡的装入矿物质类型及数量、产出元素类型及数量、产出杂质类型及数量包括输入金属平衡表和热平衡表中已知元素的装入矿物质类型及数量、产出元素类型及数量、产出杂质类型及数量的数值；输入金属平衡表和热平衡表中未知元素的装入矿物质类型及数量、产出元素类型及数量、产出杂质类型及数量的参数。

以及，设置冶金平衡约束条件包括在金属平衡表和热平衡表中的约束条件中设置金属平衡和热平衡对应的冶金平衡方程式组。

其中，冶金平衡方程式组包括：

装入产出物料平衡方程：装入物料及其成分总量＝产出物料及其成分总量；

热量平衡方程：冶金系统总热量收入＝冶金系统总热量支出+冶金系统总热量损失；

其中装入物料及其成分总量为装入矿物质及其成分数量，产出物料及其成分总量为产出元素及其成分数量和产出杂质类型及其成分数量的总和。