1. Практичні заняття. Практичні заняття з дисципліни «Моделювання процесів кольорової металургії» присвячені рішенню чотирьох завдань:
1) Моделювання матеріальних потоків при виробництві глинозему;
2) Розрахунок складу шихти для виплавки заданого сплаву;
3) Регресивний аналіз;
4) Моделювання розливання металу.
До складу практичні заняття №1 (модуль №1) входять завдання №1, до складу практичні заняття №2 (модуль №2) – завдання № 2, до складу практичні заняття №3 (модуль №3) – завдання № 3, до складу практичні заняття №4 (модуль №4) – завдання № 4.
Виконання студентом перерахованих робіт дозволить йому оволодіти необхідним переліком знань та умінь, передбачених даною дисципліною, а також здобуття відповідних навичок.
Для виконання кожного з практичного завдання студент повинен знати: метод і зміст завдання, порядок його виконання; основні теоретичні положення з відповідної теми та їх застосування до розв’язування поставленого завдання; алгоритм розв’язування.
При виконанні завдань студент повинен уміти користуватися будь-якою мовою програмування (Pascal, Basic, C++ та ін.), вміти будувати блок-схеми і алгоритм процесу, перекладати алгоритм рішення на обрану мову програмування, вміти по результатам розрахунків складати звіт з виконання усіх вимог до оформлення.
2. Перелік індивідуальних завдань (розрахунково-графічна робота)
Завдання №1: Моделювання матеріальних потоків при виробництві глинозему [6,8]. У контрольній роботі пропонується використання чотирьох схем розгалужених процесів отримання глинозему:
1 схема – виробництво за способом Байера;
2 схема – виробництво глинозему з бокситів способом спікання;
3 схема – виробництво глинозему за способом Байера-спікання, паралельний варіант;
4 схема – виробництво глинозему за способом Байер-спікання, послідовний варіант.
Для визначення матеріальних коефіцієнтів необхідно розглянути інтегральний матеріальний баланс на кожній стадії. Початкові значення вектора входів вибираються з аналізу схеми процесів виробництва глинозему для одиничної продуктивності. Продуктивність процесу для індивідуальних завдань вказана в табл.1.
Таблиця 1 – Планова продуктивність випуску глинозему по всіх схемах виробництва
|
Номер варіанта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
Продуктивність, т |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
65 |
70 |
75 |
80 |
Завдання №2: Розрахунок складу шихти для виплавки заданого сплаву [7]. Компоненти шихти і вміст хімічних елементів для всіх варіантів викладені в табл. 2. Марки сплавів по варіантах наведені в табл. 3.
|
Варіант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
|
|
Марка сплаву |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
Таблиця 2 – Компоненти шихти
|
Компоненти шихти |
Mg |
Si |
Mn |
Zn |
Fe |
Cu |
Ti |
Al |
Домішки |
Всього |
|
1. Лом 1 |
0,4 |
5,0 |
0,1 |
0,5 |
0,5 |
2,0 |
0 |
90,5 |
1,0 |
100 |
|
2. Лом 2 |
0,8 |
0,7 |
0,2 |
0,3 |
0,7 |
4,8 |
0,7 |
91,4 |
0,4 |
100 |
|
3. Лом 3 |
1,8 |
0,7 |
0,1 |
0,3 |
0,7 |
4,9 |
0 |
92,0 |
0,5 |
100 |
|
4. Лом 4 |
0,6 |
13,0 |
0,1 |
0,5 |
1,5 |
1,5 |
0,15 |
82,0 |
0,6 |
100 |
|
5. Лом 5 |
0,8 |
8,0 |
0,2 |
0,6 |
1,6 |
6,0 |
0 |
82,5 |
0,3 |
100 |
|
6 Лом 6 |
6,8 |
0,8 |
0,2 |
0,2 |
0,5 |
0,2 |
0 |
91,1 |
0,2 |
100 |
|
Угар |
0,04 |
0,02 |
0,01 |
0,05 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,02 |
0,01 |
0,18 |
Таблиця 3 – Марки сплавів для індивідуальних завдань
|
№ з/п |
Mg |
Si |
Mn |
Zn |
Fe |
Cu |
Ti |
Al |
Домішки |
Разом |
Марка сплаву |
|
1 |
0,40 |
5,00 |
0,10 |
2,00 |
0,50 |
0,50 |
0 |
90,50 |
1,00 |
100 |
АК5М |
|
2 |
0,50 |
6,00 |
0,60 |
0,40 |
1,00 |
3,20 |
0 |
87,00 |
1,30 |
100 |
АК5М2 |
|
3 |
0,20 |
7,00 |
0,20 |
1,00 |
0,60 |
2,50 |
0,15 |
87,90 |
0,45 |
100 |
АК5М3 |
|
4 |
0,30 |
7,00 |
0,60 |
0,50 |
1,00 |
1,50 |
0 |
85,20 |
1,41 |
100 |
АК7У |
|
5 |
0,35 |
7,00 |
0,60 |
0,50 |
1,00 |
1,50 |
0 |
85,15 |
3,60 |
100 |
АК7П |
|
6 |
0,40 |
5,00 |
0,40 |
0,40 |
0,80 |
7,00 |
0 |
85,50 |
0,50 |
100 |
АК-4 |
|
7 |
1,05 |
12,0 |
0,20 |
0,20 |
0,70 |
1,15 |
0,01 |
83,50 |
1,20 |
100 |
АК12ММН |
|
8 |
0,30 |
7,00 |
3,50 |
0,50 |
0,80 |
1,00 |
0 |
84,20 |
2,40 |
100 |
АК-9 |
|
9 |
3,50 |
5,50 |
0,40 |
0,40 |
0,80 |
7,00 |
0 |
81,90 |
0,50 |
100 |
АК6М7 |
|
10 |
0,40 |
7,25 |
0,40 |
1,00 |
0,80 |
1,50 |
0,20 |
87,70 |
0,75 |
100 |
АК7М |
|
11 |
0,50 |
4,00 |
0,40 |
2,00 |
1,10 |
4,25 |
0,10 |
88,15 |
0,10 |
100 |
АК4МУ |
|
12 |
0,50 |
9,25 |
0,35 |
0 |
0,30 |
1,75 |
0,10 |
87,30 |
0,80 |
100 |
АК9М2 |
|
13 |
0,03 |
4,55 |
0,55 |
0,01 |
0,01 |
2,30 |
0 |
82,47 |
2,90 |
100 |
АК4М2Ц6 |
|
14 |
0,40 |
7,00 |
0,40 |
0,50 |
1,00 |
2,20 |
0 |
86,90 |
1,60 |
100 |
АК7М2 |
|
15 |
0,40 |
7,00 |
0,40 |
0,30 |
1,00 |
2,25 |
0 |
88,30 |
0,35 |
100 |
АК7М2П |
Завдання №3: Регресивний аналіз [7]. Побудувати регресивну модель залежності твердості робочого слою у крупних валків прокатних станів із легованого чугунка з кулястим графітом від наступних факторів: діаметр валка (Х1), вміст вуглецю (Х2), вміст кремнію (Х3), вміст марганцю (Х4), вміст нікелю (Х5) (табл. 4). Модель побудувати у вигляді наступного рівняння:
Y = b1×X1 + b2×X2 + b3×X3 + b4×X4 + b5×X5 + b6×X6.
Таблиця 4 – Вихідні дані до разрохунку
|
№ з/п |
Діаметр, см (Х1) |
С, % (Х2) |
Si, % (Х3) |
Mn, % (Х4) |
Ni, % (Х5) |
Y, од. Шору |
|
1 |
45 |
3,6 |
0,84 |
0,61 |
3,68 |
76 |
|
2 |
45 |
3,57 |
1,10 |
0,55 |
3,70 |
77 |
|
3 |
45 |
3,75 |
0,85 |
0,60 |
3,44 |
75 |
|
4 |
40 |
3,64 |
0,80 |
0,62 |
3,48 |
79 |
|
5 |
40 |
3,75 |
0,99 |
0,58 |
3,15 |
68 |
|
6 |
40 |
3,15 |
1,28 |
0,65 |
3,75 |
81 |
|
7 |
40 |
3,95 |
0,86 |
0,71 |
3,43 |
79 |
|
8 |
40 |
3,65 |
0,97 |
0,61 |
3,54 |
76 |
|
9 |
40 |
3,91 |
1,12 |
0,75 |
3,54 |
78 |
|
10 |
40 |
3,75 |
0,98 |
0,69 |
3,90 |
81 |
|
11 |
40 |
3,43 |
0,89 |
0,67 |
3,87 |
68 |
|
12 |
40 |
3,89 |
1,23 |
0,64 |
3,36 |
83 |
|
13 |
40 |
3,69 |
1,20 |
0,84 |
3,94 |
77 |
|
14 |
45 |
3,50 |
1,15 |
0,79 |
3,86 |
78 |
|
15 |
45 |
3,33 |
0,75 |
0,47 |
3,90 |
82 |
|
16 |
45 |
3,79 |
0,76 |
0,62 |
3,60 |
81 |
|
17 |
45 |
3,78 |
0,67 |
0,45 |
3,26 |
68 |
|
18 |
45 |
3,35 |
0,56 |
0,42 |
3,13 |
66 |
|
19 |
45 |
3,98 |
1,32 |
0,67 |
3,87 |
82 |
|
20 |
50 |
3,12 |
1,28 |
0,32 |
3,98 |
79 |
|
21 |
50 |
3,70 |
1,10 |
0,79 |
3,56 |
73 |
|
22 |
50 |
3,67 |
1,05 |
0,78 |
3,67 |
83 |
|
23 |
50 |
3,98 |
1,34 |
0,15 |
3,15 |
76 |
|
24 |
55 |
3,46 |
0,83 |
0,35 |
3,47 |
76 |
|
25 |
55 |
3,56 |
1,12 |
0,54 |
3,56 |
78 |
|
26 |
55 |
3,01 |
0,13 |
0,78 |
3,98 |
83 |
|
27 |
55 |
3,20 |
0,98 |
0,40 |
3,18 |
68 |
|
28 |
60 |
3,56 |
0,65 |
0,65 |
3,43 |
78 |
|
29 |
60 |
3,78 |
0,73 |
0,54 |
3,34 |
79 |
|
30 |
60 |
3,42 |
0,81 |
0,63 |
3,51 |
84 |
Завдання №4: Дана виробнича ділянка, що складається з печей для плавки, кранів, розливних канав з достатньою кількістю кристалізаторів і з достатньою кількістю вагонеток для вивозу злитків [7]. Відомо час випуску металу з печі, час розливання металу, час охолоджування і кристалізації злитка, час вантаження злитка і час вивозу злитків у вагонетках (табл. 5).
Таблиця 5 – Індивідуальні завдання до моделювання розливання металу
|
№ з/п |
Кількість печей, шт. |
Кількість кранів, шт. |
Кількість розливних канав, шт. |
Час випуску металу з печі, год. |
Час розливання металу, год. |
Час охолоджування і кристалізації злитка, год. |
Час вантаження злитка, год. |
Час вивозу злитків, год. |
|
1 |
2 |
3 |
3 |
0,5 |
1,0 |
6 |
2 |
0,1 |
|
2 |
3 |
1 |
4 |
0,4 |
1,1 |
5 |
4 |
0,2 |
|
3 |
4 |
2 |
5 |
0,1 |
1,5 |
4 |
2 |
0,3 |
|
4 |
5 |
1 |
2 |
0,3 |
0,8 |
3 |
4 |
0,4 |
|
5 |
1 |
2 |
1 |
0,2 |
0,9 |
7 |
2 |
0,5 |
|
6 |
6 |
3 |
5 |
0,4 |
1,0 |
8 |
4 |
0,4 |
|
7 |
7 |
3 |
4 |
0,6 |
1,4 |
9 |
2 |
0,3 |
|
8 |
8 |
2 |
3 |
0,7 |
1,6 |
11 |
4 |
0,2 |
|
9 |
9 |
1 |
2 |
0,8 |
1,3 |
10 |
2 |
0,1 |
|
10 |
10 |
1 |
1 |
0,9 |
1,2 |
12 |
4 |
0,2 |
|
11 |
2 |
1 |
1 |
0,5 |
1,7 |
6 |
2 |
0,4 |
|
12 |
4 |
2 |
2 |
0,4 |
1,5 |
5 |
4 |
0,5 |
|
13 |
6 |
2 |
3 |
0,9 |
1,6 |
4 |
2 |
0,1 |
|
14 |
8 |
2 |
4 |
0,8 |
1,8 |
11 |
4 |
0,3 |
|
15 |
9 |
3 |
5 |
0,3 |
0,9 |
10 |
2 |
0,5 |
|
16 |
7 |
3 |
5 |
0,7 |
0,7 |
8 |
1 |
0,3 |
|
17 |
5 |
2 |
5 |
0,2 |
1,5 |
7 |
3 |
0,2 |
|
18 |
3 |
1 |
4 |
0,1 |
1,0 |
9 |
1 |
0,1 |
|
19 |
1 |
2 |
4 |
0,6 |
0,1 |
3 |
3 |
0,4 |
|
20 |
1 |
3 |
4 |
0,4 |
1,4 |
5 |
1 |
0,1 |
|
21 |
10 |
3 |
3 |
0,5 |
1,9 |
4 |
3 |
0,2 |
|
22 |
9 |
2 |
3 |
0,8 |
1,3 |
6 |
1 |
0,3 |
|
23 |
8 |
1 |
2 |
0,7 |
0,9 |
8 |
3 |
0,5 |
|
24 |
7 |
2 |
1 |
0,8 |
1,1 |
11 |
1 |
0,4 |
|
25 |
5 |
2 |
2 |
0,9 |
1,0 |
10 |
3 |
0,3 |
|
26 |
6 |
3 |
2 |
0,2 |
1,4 |
12 |
1 |
0,2 |
|
27 |
4 |
3 |
1 |
0,4 |
0,8 |
10 |
3 |
0,1 |
|
28 |
3 |
3 |
3 |
0,6 |
0,7 |
6 |
1 |
0,5 |
|
29 |
1 |
2 |
3 |
0,3 |
1,1 |
8 |
3 |
0,4 |
|
30 |
2 |
2 |
4 |
0,1 |
1,5 |
7 |
1 |
0,6 |