МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ ЛИТЕЙНЫХ ПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ
Authors: Шалевская И.А. , Тарасевич Н.И. , Токарева О.О. 
Published: November 2024

Проблема загрязнения атмосферы промышленными выбросами является глобальной. В литейных цехах около 40-50 % газообразных и пылевых отходов приходится на долю плавильных агрегатов. В связи с актуальностью вопроса в работе было проведено исследование образования выбросов загрязняющих веществ из плавильных печей с целью определения возможности математического моделирования процесса.Результатом проведенной работы стали анализ полученных данных, построение регрессионных моделей и проверка их адекватности.Изучалось влияние технологических параметров и температурных показателей процесса плавки чугуна на количество выбросов вредных веществ Было проведено 16 экспериментов, при этом независимых параметров было 6, функций отклика – 4 (табл. 1).Таблица 1 – Перечень факторовИзучаемые факторы Контролируемые показатели, г/т Si S P Mn Q SiO2 NO2 SO2 СО% кг Поскольку количество экспериментов недостаточно для получения моделей вида «полный квадрат» (линейные члены, квадраты и взаимодействия факторов), были получены модели, включающие только линейные члены и квадраты.SiO2 = 13661,0 – 6883,73 C – 19,9192 Si С + 90973,7 S – 81138,9 P + 0,740571Q + + 952,624 C2 – 1853140,0 S2 + 491311,0 P2 + 29,1594 Mn2 – 0,000120754 Q2; R2 = 99,5977NO2 = (- 5071,4) + 3086,43 C + 154,946 Si –1550,04 S + 7,03491 Mn – 0,45843 Q – – 427,386 C2 – 36,7815 Si2 + 0,0000845438 Q2; R2 = 68,5521SO2 =(- 19547,7) + 11791,6 C + 842,173 Si – 214423,0 S + 33,1728 Mn – – 1632,65 C2 – 197,257 Si2 + 4387140 S2; R2 = 74,0515CO = 19551,7 – 323,099 C – 3345,29 Si – 695254,0 P + 10,1948 Q + 774,095 Si2 + + 4219890 P2+ 193,952 Mn2- 0,00185573 Q2; R2 = 64,8641Для наглядной демонстрации влияния отдельных факторов в многофакторных моделях были построены графики зависимости функций отклика от каждого из независимых параметров в пределах их области определения. В результате проведения научных исследований получены следующие результаты:- определена зависимость между образованием выбросов вредных веществ из плавильных печей и технологическими параметрами плавки:1) при содержании в сплаве углерода в пределах 3,6 – 3,62% увеличивается количество выбросов окислов азота (NO2) и серы (SO2), при этом количество выбросов пыли (SiO2) и окислов углерода (CO) незначительно уменьшается;2) содержание фосфора (P) и серы (S) в сплаве незначительно влияют на количество выбросов в связи с малым интервалом варьирования;3) во всех моделях прослеживается увеличение количества выбросов при увеличении содержания марганца;4)для минимизации количества выбросов содержание кремния (Si) должно приближаться к верхнему уровню, то есть 2,18-2,20%, марганца (Mn) – к нижнему 0,5-0,55%, содержание углерода (С) 3,4 – 3,5%; объем плавки (Q) в трехтонной печи составлять 2500 - 2650кг;- предложена математическая модель образования выбросов;- построены графики зависимости функций отклика от каждого из независимых параметров.Предложенные регрессионные модели можно применять для расчета вентиляции, реконструкции производства, а также расчета и согласования предельно допустимых показателей выбросов.