Научное обоснование организации восстановительного лечения детей с ограниченными возможностями [Электронный ресурс] Юрьева Раиса Геннадьевна

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Общее описание технологии передела ванадиевых чугунов и постановка задачи 10

1.1. Роль ванадия и ванадиевая отрасль России 10

1.2. Технология передела ванадиевых чугунов Чусовского металлургического завода , 12

1.3. Технология передела ванадиевых чугунов НТМК 24

1.4. Постановка научной задачи исследования 29

1.5. Постановка практической задачи исследования 33

ГЛАВА 2. Анализ конвертерного передела ванадиевых чугунов как объекта управления 36

2.1. Применение термодинамики необратимых процессов для описания процессов в конвертере , 36

2.2 Основные подсистемы объекта управления 40

2.2.1 Подсистема «Газовая струя - шлако-металлический расплав» 42

2.2.1.1, Нижняя продувка 44

2.2.1.2. Верхняя продувка 57

2.2.2. Подсистема «Реакционная зона» 61

2.2.3. Подсистема «Шлаковый расплав-металлический расплав» 73

2.2.4 Подсистема «Футеровка конвертера-шлако металлический расплав»... 81

2.2.5. Подсистема «Твердые охладители - шлако металлический расплав» 2.2.6 Подсистема «Шлако-металлическиЙ расплав внешняя среда» 89

2.2.7 Подсистема «Газовая струя - атмосфера конвертера» 90

2.3. Управляющие воздействие и их влияние на ход процесса 90

ГЛАВА 3. Синтез программного комплекса для моделирования конверторного передела ванадиевых чугунов .., 93

3.1. Общая структура программного комплекса и взаимосвязи составляющих его математических моделей 93

3.2. Алгоритмы расчета профиля конвертера 98

3.3. Алгоритмы расчета дутьевых устройств 101

3.4. Математическая модель взаимодействия газовых струй с конвертерной ванной при нижней продувке 102

3.5. Математическая модель взаимодействия газовых струй с конвертерной ванной и атмосферой конвертера при верхней продувке 116

3.6. Математическая модель процессов ассимиляции жидкой ванной твердых шихтовых материалов и добавок 122

3.7. Расчет температуры в реакционной зоне конвертеров с нижним и верхним дутьем , 123

3.8. Математическая модель окисления примесей в реакционной зоне 128

3.9. Математическая модель окисления примесей в зоне металл-шлак , 133

3.10. Тепловой и материальный балансы конвертерной плавки , 1

Глава 4. Реализация программного комплекса «конвертер», проверка адекватности и анализ области применения 140

4.1. Реализация программного комплекса 140

4.2. Методы адаптации математических моделей программного комплекса 146

4.3. Проверка адекватности программного комплекса по данным ЧусМЗ , 147

4.4. Проверка адекватности программного комплекса по данным НТМК 150

4.5. Перспективные области применения программного комплекса..., 155

4.5 Л.У правление технологическими процессами, 155

4.5 .Формирование стратегии и тактики развития производства , 158

4.5.3.Научные исследования 159

4.5.4. Применение программного комплекса в учебном процессе , 159

5. Заключение и выводы 161

6. Список литературы...

• Технология передела ванадиевых чугунов Чусовского металлургического завода
• Подсистема «Газовая струя - шлако-металлический расплав»
• Математическая модель взаимодействия газовых струй с конвертерной ванной при нижней продувке
• Методы адаптации математических моделей программного комплекса

Введение к работе

Актуальность проблемы

Среди показателей здоровья, являющихся важными индикаторами качества жизни населения, в том числе детского, особое место занимают заболеваемость и инвалидность населения. В течение последних десятилетий в состоянии здоровья детей и подростков сформировались устойчивые негативные тенденции, характеризующиеся ростом распространенности хронических заболеваний, социально-значимой патологии. В структуре хронических заболеваний у детей повышается удельный вес нервно-психических нарушений. Последние десятилетия XX века и первые годы XXI века также характеризуются ростом уровня инвалидности населения (Пузин С.Н. и соавт., 2005). Охрана здоровья детей и подростков выдвинулась в число наиболее приоритетных направлений государственной политики в области здравоохранения.

Существенным резервом укрепления здоровья детей и подростков следует считать развитие технологий восстановительной медицины и организацию реабилитационных видов помощи (Разумов А.Н., 2006).

В настоящее время восстановительная медицина переживает период научного становления (Ромашин О.В., 2004). Решение проблемы сохранения и укрепления здоровья детей возможно только при систематическом мониторинге состояния их здоровья, оценке его функциональных резервов, что требует разработки и научного обоснования новых технологий восстановительной медицины и организации комплексных лечебно-оздоровительных и реабилитационных мероприятий.

В связи с изложенным, исследования по научному обоснованию организации восстановительного лечения детей; следует считать актуальными.

Цель исследования:

научное обоснование этапной реабилитационной помощи детям с ограниченными возможностями в условиях городского центра восстановительного лечения.

Задачи исследования:

1. Провести анализ отечественной и зарубежной литературы по вопросам развития технологий восстановительной; медицины и организации реабилитационной помощи детям-инвалидам; Сформировать информационный базис в терминологическом подходе к понятию «ребенок с ограниченными возможностями».

2. Изучить состояние проблемы детской инвалидности на основании анализа заболеваемости и аспекты приоритетных направлений профилактики детской инвалидности в Санкт-Петербурге. Оценить показатели заболеваемости и инвалидизации детского населения; крупного города в динамике.

31. Проанализировать структуру, организацию работы и основные показатели; деятельности Городского центра восстановительного лечения детей с психоневрологическими нарушениями

4. Разработать организационные подходы и алгоритмы наблюдения детей с заболеваниями опорно-двигательной и психоневрологической системы нш примере Городского центра восстановительного лечения детей с психоневрологическими нарушениями.

5. Определить базовый комплекс реабилитационныхМедицинских услуг и эффективность использования в условиях Городского центра восстановительного лечения детей с психоневрологическими нарушениями новых медицинских технологий. 6. Обосновать концепцию развития этапной медико-социальной помощи детям с ограниченными возможностями путем интеграции современных отечественных и зарубежных реабилитационных технологий в работу Городского центра восстановительного лечения детей с психоневрологическими? нарушениями и оценить эффективность их внедрения.

Научная новизна работы:

Впервые проведен і анализ развития системы медико-социальной реабилитации детей с ограниченными возможностями в Санкт-Петербурге с 1982 по 2006 год на примере Городского центра восстановительного лечения детей: с психоневрологическими, нарушениями. Определены уровни и объемы реабилитационной помощи: детям с ограниченными возможностями на различных этапах восстановительного лечения. Предложена рациональная модель специализированного медицинского Центра: в единой системе медико-социальной помощи детям с ограниченными возможностями; Научно обоснован базовый комплекс реабилитационных медицинских услуг центра восстановительного лечения детей. Показана эффективность современных технологий восстановительного лечения; (абилитация; эрготерапия, функциональное биоуправление, новые методики физиотерапии).

Научно-практическая значимость работы.

По результатам исследования сформированы приоритетные направления! совершенствования системы оказания реабилитационной помощи детскому населению на межведомственном уровне, связанные со сложившейся структурой сети учреждений, оказывающих этапную медико-социальную помощь детям с различными ограниченными возможностями; Разработаны новые подходы и принципы наблюдения детей с ограниченными возможностями на основе использования современных реабилитационных технологий. Разработан базовый комплекс реабилитационных медицинских услуг с учетом реализации медико-социальных задач на межведомственном уровне. Сформирована система показателей эффективности медико-социальной реабилитации детей5 с ограниченными возможностями в связи с выраженными нарушениями опорно-двигательного аппарата и психо-невродогическими расстройствами. Предложен комплекс новых методик восстановительного лечения повышающих эффективность реабилитационных мероприятий.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Предложена, система комплексного восстановительного лечения) детей с хронической патологией и ограниченными возможностями психоневрологической и опорно-двигательной системы в условиях специализированного центра.

2. Определены структура центра, организационные технологии оказания реабилитационной помощи детям с ограниченными возможностями,, характеристики детей, подлежащих наблюдению; специалистами центра.

3. Включение в программы восстановительного лечения методик абйлитации, эрготерапии и функционального биоуправления позволяет повысить итоговую эффективность.

Диссертация выполнена по плану научно-исследовательских работ Санкт-Петербургского Государственного медицинского Университета имени академика И.П. Павлова в; рамках государственной отраслевой научно-исследовательской программы «Разработка функционально-метаболических основ патогенеза, совершенствование диагностики, лечения и реабилитации больных с, заболеваниями нервной системы» (номер государственной регистрации 739/147/052), "Совершенствование и разработка методов диагностики, профилактики и лечения острых и хронических заболеваний нервной системы" (номер государственной регистрации 01/200/212882 от 24.07.02).

Апробация работы.

Материалы диссертации изложены на: 10-м Международном Конгрессе Ассоциаций по проблемам ментальных нарушений (Хельсинки, Финляндия, июль 1996), Семинаре РАМН «Новые методы диагностики, лечения и реабилитации расстройств зрения, нарушений моторики и нервно-психического развития у детей и взрослых» (М., июнь 1996); Городской научно-практической конференции «Реабилитация детей с поражением? центральной нервной системы и опорно-двигательного аппарата» (СПб, июнь 1999); Городской научно-практической конференции «Реабилитация детей с наследственной и врожденной патологией» (СПб, ноябрь 1997); Информационно-методическом Семинаре «Арттерапия в системе творческой реабилитации. Медико-социальная программа СПб «Дети-инвшшды» (СПб, ГАООРДИ, май 2000); Международной конференции «Службы ранней помощи детям и семьям. Опыт и перспективы» (СПб, май 2002); Городской конференции «Современные проблемы профилактики детского травматизма в Санкт-Петербурге» (СПб, июнь 2002 г.); Научно-практической конференции «Деятельность медицинских центров Государственных учреждений Здравоохранения Санкт-Петербурга» (СПб, декабрь 2003); Международной конференции «Восстановительная медицина и эрготерапия в Северо-Западном регионе» (СПб, октябрь 2004); Научно-практической конференции «Физическая активность детей с тяжелыми двигательными нарушениями» (СПб, сентябрь 2004); 2-ом Российском Конгрессе «Реабилитационная помощь населению в Российской Федерации» (М., март 2005); Ш-ей Межрегиональной научно-практической конференции «МСЭ и реабилитация в педиатрии» (СПб, март 2005); 9-ом Российском- национальном конгрессе с международным участием «Человек и его здоровье» (СПб ноябрь 2004); 10-м Российском национальном конгрессе с международным участием «Человек и его здоровье» (СПб, ноябрь 2005); Коллегий Комитета но здравоохранению «О состоянии и совершенствовании: медицинской реабилитации в Санкт-Петербурге» (СПб, май 2005); 1-ом Международном Конгрессе «Проблемы комплексной реабилитации детей; страдающих церебральным параличом» (М., март 2006); городском семинаре «Современные подходы к реабилитации детей с церебральным параличом в Санкт-Петербурге» (СПб, май 2006); научно-практической: конференции «Актуальные вопросы реабилитации» (СПб, ноябрь 2006); круглых столах Санкт-Петербургского Городского центра медицинской? профилактики (2004-2005); Обществах детских неврологов СПб (1999; 2000, 2002, 2004, 2006); Международной: научно-практической конференции «Современные подходы к абилитации детей с нарушениями развития» (СПб, ноябрь 2006).

Реализация результатов исследования;

Данные исследования использованы при подготовке информационных писем Комитета по здравоохранению Правительства Санкт-Петербурга «Опыт работы Санкт-Петербургского психоневрологического центра восстановительного лечения детей с двигательными нарушениями», «Состояние восстановительной и реабилитационной помощи детям с некоторыми видами хронической патологии и пути его улучшения». Получен патент на изобретение «Єпоеоб снижения повышенного мышечного тонуса при детском церебральном параличе» № 2262357 от 20.10;2005; Материалы диссертации используются для лекций и; практических занятий со студентами и курсантами факультета адаптивной физической культуры ЄПбГУФК имени П.Ф. Лесгафта; РЕПУ им. А.И. Герцена, ИЄПИП им. Рауля Валленберга; т факультета спортивной медицины (Ш6ГМУ имени-академика И.ГІІ Павлова, кафедры реабилитации МАЛО GFX6 ГПМА.

Личный вклад автора.

Автором самостоятельно! проведен аналитический1 обзор отечественной ш зарубежной; литературы по изучаемой» проблеме, сформулированы цель, задачи исследования, положения выносимые на защиту. Разработана комплексная методика исследования; выполнено обобщение и анализ1; результатов исследования; сформулированы и научно: обоснованы выводы и. практические предложения. Внедрены В; практическую работу новые организационные" модели и- программы, реабилитации. Доля участия автора в сборе и1 обработке статистического материала - 90%, в анализе материалов исследования, формулировании выводовипрактических.рекомендаций - 100%.

По материалам диссертации опубликовано 47 печатных работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных1 ВАК, 6 - в профильных рецензируемых научных журналах.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 134 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4-х глав, выводов, списка литературы и приложения. Работа иллюстрирована 30 таблицами и 27 рисунками. Библиографический указатель содержит 300 источников: 233 отечественных и 67 зарубежных авторові

Технология передела ванадиевых чугунов Чусовского металлургического завода

Ванадий является одним из наиболее ценных легирующих элементов. Важной особенностью ванадия является то, что многие свойства низколегированной стали улучшаются даже при небольшом его содержании (0,01-0,05%). При этом измельчается зерно стали в результате образования мелкодисперсных частиц карбидов и карбонитридов ванадия, следствием чего являются повышение прочности, ударной вязкости, снижение температурного порога хладостойкости, улучшение свариваемости, устранение склонности к деформационному старению [5]. Применяя стали, легированные ванадием, появляется возможность снизить массу конструкций, машин и механизмов, повысить их долговечность и эксплуатационную надежность, то есть достигается существенная экономия металла. Одним из таких примеров являются марки сталей для магистральных трубопроводов северного исполнения.

Инструментальные быстрорежущие, жаропрочные и некоторые другие марки стали специального назначения, имеющие более высокое содержание ванадия (1-8%), обладают высокой твердостью, износостойкостью при повышенных температурах [3, 6, 7]. Кроме того, введение в такие стали ванадия позволяет экономить более дорогие легирующие элементы — вольфрам и молибден [8].

Ванадий применяется не только как легирующий компонент в сталях, широкое применение имеют также сплавы ванадия с цветными металлами (алюминием, титаном, медью и др.) в авиастроении, производстве космической техники, атомной энергетике и других отраслях промышленности [9-11].

Объемы потребления ванадия в мире в настоящее время составляют 40-50 тыс. т в год [12]. Следует отметить, что экспорт ванадиевых продуктов является исключительно выгодной статьей внешней торговли. На мировом рынке цена одного килограмма ванадия в шлаке достигает $5, а в феррованадии $18 [5].

Многие соединения ванадия хорошо растворимы в воде, поэтому в природе ванадий рассеяны и встречаются в почве, многих минералах, морской воде, нефти и т.д., но в небольших концентрациях (не более 0,1 -0,2%).

В России имеется ряд крупных месторождений ванадийсодержащих железных руд типа титаномагнетитов (Качканарское, Первоуральское, Кусинское, Волковское и т.д.). Есть разведанные запасы таких руд в районе Магнитогорска.

Сложившуюся на данный момент в России технологию получения феррованадия, можно описать следующим образом: на Качканарском горнообогатительном комбинате (КГОК) добывается и обогащается руда. Затем концентрат подвергается агломерации и в доменных печах НТМК и ЧусМЗ выплавляется ванадиевый чугун, содержащий 0,40-0,6% V. Далее этот чугун подвергается двухстадийной переработке (дуплекс-процесс): сначала деванадации в конвертерах с кислородным (НТМК) или обогащенным воздушным (ЧусМЗ) дутьем с получением товарного ванадиевого шлака, затем в другом кислородном конвертере (НТМК) или мартеновской печи (ЧусМЗ), из полупродукта выплавляется сталь. После этого в ферросплавных цехах ОАО "ЧусМЗ" и ОАО "Ванадий-Тулачермет" из ванадиевого шлака после гидрометаллургической переработки получают техническую пятиокись ванадия, которая является основой шихты для выплавки феррованадия силикоалюмотермическим способом, а также используется в других отраслях. По такой дуплексной технологии работают металлургические предприятия в России, Китае, ЮАР, Новой Зеландии.

Часть ванадия получают непосредственно из ванадийсодержащих титаномагнетитовых руд гидрометаллургическим путем (обжиг руд с добавками, выщелачивание, осаждение ванадатов аммония). По такой схеме работают несколько заводов в ЮАР и Новой Зеландии.

В основной технологической схеме ключевым звеном является получение ванадиевых шлаков.

Оба варианта дуплекс процесса - технологии ЧусМЗ и НТМК, несмотря на многолетнюю практику, не лишены ряда недостатков, которые будут более подробно рассмотрены ниже в соответствующих разделах. В настоящее время, по мнению ряда исследователей [5, 12], наиболее подходящим агрегатом для деванадации является конвертер с нижним кислородным дутьем.

Рудной базой для выплавки ванадийсодержащих чугунов в России являются бедные титаномагнетитовые руды Кусинского, Первоуральского и Качканарского месторождений, в них содержится 0,12-0,20% V2O5, 16-18% Fe06m. Руды подвергается многостадийному обогащению на Качканарском ГОКе до 0,40-0,50% V2O5, 58-61% Fe m- Затем в доменных печах выплавляется ванадиевый чугун, содержащий 0,40-0,6% ванадия.

Выплавка чугуна осуществляется в доменном цехе ЧусМЗ, имеющем две доменные печи объемом 257 и 1300 м\ Выплавку чугуна производят из качканарского титаномагнетитового сырья, неофлюсованных окатышей и высокоосновного агломерата КГОКа. Потери ванадия в доменном переделе достигают 15-17% (10-12% с доменным шлаком и 4-5% с металлическими корольками) [12].

Чугун, получаемый в доменных печах ЧусМЗ, содержит 4,0-4,7%, углерода, 0,15-0,4% марганца, 0,2-0,4% кремния, 0,028-0,035% фосфора, 0,030-0,040% серы, 0,07-0,20% хрома, 0,4-0,5% ванадия, 0,17-0,25% титана.

Подсистема «Газовая струя - шлако-металлический расплав»

Подсистема «Газовая струя - шлако-металлический расплав» Исследования взаимодействия газовой струи с расплавом проводились в разное время И.Г. Казанцевым, Г.П. Иванцовым, В.И. Баптизманским, В.Б. Охотским, В.И. Явойским, М.Я.Меджибожским, Б.Н. Окороковым, В.Н. Голятиным, группой исследователей Сибирского Металлургического института [34, 47-55]. В качестве основного метода исследования применялось как холодное моделирование (в качестве моделируемой жидкости использовалась вода) на масштабных моделях, так и продувка железо-углеродистых расплавов. В большей части работ моделировалась продувка кислородом сверху, однако существует ряд экспериментальных результатов, полученных и для донной продувки. В ходе этих исследований были предложены методики определения глубины проникновения струи в металл на основе критериальных параметров, получены оценки параметров структуры реакционной зоны [47], сделаны некоторые предположения относительно зависимости величины межфазной поверхности от параметров продувки [48].

При проникновении струи газа в металл формируются двухфазные потоки с внутренней поверхностью раздела, на которой происходит скачкообразное изменение физических и химических свойств составляющих частей. Режимы движения газовой и металлической фаз после проникновения струи или пузырей газа в расплав нельзя описать обычными для однофазных потоков понятиями «ламинарный» или «турбулентный» поток. Возникает сложная неоднородная система, распределенная в пространстве и переменная во времени с непрерывным переносом импульса, энергии и вещества. Поверхность раздела газовой и жидкой фазы при этом является подвижной и распределение скоростей на ней зависит от аэродинамических, гидродинамических и физических свойств обеих фаз и их совокупности (условий трения, смачивания и др.). Наблюдается не только прямое воздействие аэродинамических, гидродинамических и физических условий на скорости окисления компонентов, но и обратное влияние этих процессов на перемешивание ванны [53]. Наиболее очевидным примером обратного влияния является перемешивание ванны пузырьками СО, выделяющимися при окислении углерода.

Таким образом, при поступлении дутья в конвертерную ванну наблюдается ряд взаимодействий газа с металлическим расплавом: проникновение газовой струи в металл; нагрев газового потока; химическое взаимодействие кислорода с элементами расплава и выделение газообразных продуктов реакции; всплытие пузырьков и струй; дробление газового потока на пузырьки; перемешивание ванны потоками газов. Рассматриваемые процессы обладают рядом особенностей, которые необходимо учитывать при выборе подхода к моделированию: высокая интенсивность продувки, и связанное с этим, перемешивание металла непосредственно за счет кинетической энергии струи [53]; неизотермичность истечения газа в жидкость, обусловленная большим различием в температурах дутья и расплава; изменение объема газа вследствие протекания окислительнО восстановительных реакций, нагрева и изменения давления.

Для рассматриваемых конвертерных процессов, данная подсистема имеет наибольшие отличия, связанные с принципиально разным способом подачи и составом дутья. Рассмотрим два эти случая отдельно.

Теоретический анализ, подтвержденный экспериментами на холодных моделях [47, 51,52], показывает, что в зависимости от интенсивности продувки возможны 3 основных режима истечения газового потока в жидкость -пузырьковый, струйный и режим пробоя (Рис. 16).

При пузырьковом режиме (рис. 16.А, 16.Б) сразу же после внедрения в жидкую фазу, поток распадается с образование дискретных газовых объемов пузырьков, сохраняющих общую направленность и другие характеристики движения. Для случая рис. 16.А продувка происходит в пузырьковом режиме, температуры газа и жидкости равны. Для случая рис. 16.Б продувка происходит в пузырьковом режиме, но температура жидкости значительно превышает температуру газа. Наблюдается значительное увеличение объема первоначального пузырька и его дробление на более мелкие пузырьки.

Пузырьковый режим характерен для небольших интенсивностей продувки металла, которая обычно производится инертным газом в ковшах или конвертерах (комбинированная продувка) через пористую пробку или сопла малого диаметра усреднения характеристик расплава. При большой интенсивности подачи газа и скорости движения металла форма получающихся пузырьков может значительно отличаться от сферической [53,56].

Математическая модель взаимодействия газовых струй с конвертерной ванной при нижней продувке

Для расчета параметров дутьевых устройств предложены алгоритмы, позволяющие рассчитать конфигурацию и количество фурм. При разработке алгоритмов были использованы материалы, опубликованные в [92,93]. Алгоритм для расчета кислородных фурм позволяет определять количество сопел в кислородной фурме, угол их наклона к вертикали, диаметр критического сечения и выходной диаметр, длину до- и закритической частей сопла. Схема алгоритма приведена в Приложении 3. Результаты расчета параметров кислородной фурмы для конвертера НТМК емкостью 160 т, выполненного по предлагаемому алгоритму, в сравнении с фактическими размерами фурмы, приведены в табл. 18. Следует отметить, что конструкция фурмы НТМК имеет элементы газодинамических пульсаторов и соотношение ее размеров не соответствует стандартному соплу Лаваля.

Алгоритм для расчета донных фурм позволяет определить диаметр сопел, их общее количество и количество сопел в одной фурме. Алгоритм позволяет решать эту задачу при заданном числе фурм или сопел в фурме. В основе алгоритма лежит расчет удельной поверхности днища, занимаемой одним соплом и фурмой. Эта величина определяется для действующего конвертера ЧусМЗ и принимается константой. Затем, через удельные величины, определяется количество фурм и сопел для рассчитываемого конвертера.

По разработанным алгоритмам были произведены расчеты фурменных устройств для 50-т и 100-т конвертеров с донным дутьем. Полученные результаты представлены в табл. 19.

Целью разработки гидродинамической модели является определение параметров структуры ванны при донной продувке, уровня подъема ванны, площади поверхности раздела металл-газ, мощности перемешивания ванны газовыми струями, средней скорости движения газовых потоков в ванне и скорости циркуляции металла для различных режимов продувки.

Необходимо отметить, что определение абсолютных значений площади межфазного взаимодействия и ряда других параметров по данной методике, как и с использованием ряда аналогичных методик, невозможно из-за большого количества принимаемых допущений. Подобные расчетные схемы предназначены скорее для определения соотношений между условиями протекания процесса и гидродинамическими параметрами.

При моделировании были приняты следующие допущения:

1. Используется принцип С.С. Кутателадзе [94] - все взаимодействия, имеющие место в двухфазном потоке любой мощности, для каждой его отдельной области описываются теми же уравнениями, что и для системы с одной непрерывной поверхностью раздела. При моделировании принимается, что взаимное влияние струй от различных фурм друг на друга, выражающееся как в перекрытии реакционных зон, так и во взаимодействии струи с волнами расплава, вызванными работой соседней фурмы, отсутствует. При этом суммарная поверхность взаимодействия при продувке через несколько фурм, установленных в днище, считается как результат, полученный для одной фурмы, умноженный на количество фурм.

2. Отрыв газового объема (пузырька) происходит на нулевом расстоянии от дна (для пузырькового режима).

3. Принимается, что давление внутри газового объема равно давлению окружающего расплава. Поверхностные явления при этом не учитываются.

4. В каждом слое максимально возможный радиус пузырька RKp равен определенному значению, зависящему от условий в данном слое. Если рассчитанный радиус пузырька превышает максимально возможный для данного слоя RKp, происходит его дробление на два более мелких.

5. Принимается, что все всплывающие газовые объемы (пузырьки) имеют сферическую форму.

6. В ванне наблюдается состояние, близкое к стационарному при неизменных внешних воздействиях (интенсивности продувки) и постоянной скорости окисления углерода. При этом средние значения параметров ванны (уровень ванны, средняя скорость движения расплава в ванне, площадь поверхности взаимодействия металл-газ, энергия перемешивания) не изменяются за времени итерации (шага интегрирования по времени).

7. Параметры газа при его прохождении через ванну связаны уравнением неразрывности, при этом учитывается изменение количества газа, связанное с протеканием окислительно-восстановительных реакций.

Методы адаптации математических моделей программного комплекса

Программный комплекс «Конвертер» реализован в виде программы на языке Object Pascal в среде программирования Delphi 6.0 для ПК с установленной ОС семейства Windows. Программа контролирует последовательность выполнения расчетов и ввода данных и имеет простой и понятный интерфейс пользователя, что позволяет работать с ней оператору, не имеющему специальной подготовки. Удобный интерфейс позволяет оператору использовать составы, введенные при настройке программы и вводить свои составы шихтовых материалов. Предусмотрено блокирование возможных ошибок пользователя при работе с программой (ввод некорректных параметров). Все настройки, как программные, так и пользовательские, хранятся в файле формата MS Excel, удобном для просмотра и редактирования.

Предусмотрен режим работы программы, при котором изменение управляющих воздействий при расчете производится автоматически, без участия пользователя, по заданному текстовому файлу-сценарию. Эта функция облегчает взаимодействие программного комплекса с другими программами и интеграцию в комплекс АСУ ТП.

Для каждого раздела программного комплекса имеется справка, в которой содержатся подсказки для работы с программой.

В ходе расчета прогнозируются следующие параметры процесса: температура металла и шлака в любой момент времени после начала продувки в конвертере, содержание С, Si, Мп, Сг, Р, V, Ті в металле и Si02 МпО, Сг203, V203 (V205), Р205, FeO, Fe203, MgO, Ti02 в шлаке. рациональное время окончания процесса. состав и объем отходящих газов. уровень подъема ванны. степень растворения твердой части завалки.

В составе программного комплекса реализованы элементы проектирования оборудования (если параметры агрегата точно известны, расчеты не производятся): расчет профилей конвертеров различных емкостей конвертеров для верхнего и нижнего дутья. расчет размеров и количества донных фурм и сопел (нижнее дутье) или размеров и количества сопел (для верхнего кислородного дутья).

Имеется возможность управлять расчетом (остановить расчет, продолжить, изменить интенсивность продувки, положение фурмы), что позволяет имитировать реальную ситуацию с подачей управляющих воздействий во время плавки. Рассчитываемые параметры в динамике выводятся экран в виде эскизов, графиков и цифровых табло, что позволяет оценивать прогнозируемые параметры процесса ход расчета. Предусмотрена возможность печати результатов расчета. Внешний вид программы показан на рис. 57-64.

В программе предусмотрена возможность автоматической остановки расчета по следующим критериям: тах.УгОз. Достижение наибольшей концентрации оксида ванадия в шлаке. min.V. Достижение минимума концентрации ванадия в металле. СаО , %. Содержание СаО в шлаке превышает заданное. Si02 , %. Содержание Si02 в шлаке превышает заданное. FeO , %. Содержание FeO в шлаке превышает заданное. С , %. Содержание С в металле ниже заданного. V , %. Содержание V в металле ниже заданного. Т , С. Температура расплава выше заданной. Т , С. Температура расплава ниже заданной. Время продувки. Продолжительность продувки равна заданной. Во всех случаях расчет можно продолжить, чтобы проследить дальнейший ход процесса.

Программный комплекс «Конвертер» содержит встроенные средства оценки экономической эффективности проведенной плавки. Алгоритм позволяет рассчитывать затраты на проведение плавки и затраты на получение тонны полупродукта и ванадиевого шлака.

По окончании работы выводится паспорт плавки с указанием результатов расчета. Предусмотрена возможность распечатки отчета на принтере и сохранения его в файл для дальнейшего анализа.

Похожие диссертации на Научное обоснование организации восстановительного лечения детей с ограниченными возможностями [Электронный ресурс]

Системный подход к организации лечения и управлению деятельностью санаторно-курортного комплексаМазитов Фаяз Харисович

Системный подход к организации лечения и управлению деятельностью санаторно-курортного комплексаМазитов, Фияз Харисович

Современные подходы и принципы организации восстановительного лечения в условиях санаторно-курортного комплекса Республики БашкортостанБадретдинов Рамиль Рафаилович

Организация восстановительного лечения больных токсико-химическим бронхитом с использованием галоингаляционных технологийКолбахова Светлана Николаевна

Временная организация гемодинамики здоровых лиц и больных гипертонической болезнью. Оптимизация лечения методами хрономедициныБеляев Сергей Дмитриевич

Применение БОС-тренинга в лечении детей с синдромом вегетативной дисфункции [Электронный ресурс]Ефимова Елена Александровна

Восстановительное лечение детей с транзисторными или хроническими моторными тиками и вокализмами в черноморских здравницах Кубани [Электронный ресурс]Лузан Вероника Евгеньевна

Пелоидотерапия в комплексном курортном лечении детей раннего возраста с последствиями перинатального поражения центральной нервной системы [Электронный ресурс]Пономарева Светлана Олеговна

Комплексное восстановительное лечение детей первого года жизни с перинатальными повреждениями центральной нервной системы и шейного отдела позвоночника [Электронный ресурс]Щедрова Наталия Валентиновна

Эффективность этапного восстановительного лечения детей с последствиями родовых периферических парезов верхней конечностиКорянова Марина Михайловна