Doğrusal programlama tekniği ile kupol ocaklarında verim artırma

Abstract

Demir ergitme işleminde matematik modellerin geliştirilmesi, yakıt ve malzeme kullanımının analizi için gereklidir. Bu model verim artırıcı yöntemlerin uygulanması halin de, kok kullanımı ve şarj malzemesi maliyetini etkileyen değişkenlerin etkisini araştırmaktadır. Çalışma sırasında göz önüne alınacak değişkenler, hava üfleme hızı, üflenen havanın sıcaklığı, oksijence zenginleştirme, hidrokarbonların ilavesi, sisteme su buharı şarjı olarak sayılabilir. Bu çalışmada modeli kurmak ve açıklamak için kullanılan metod tanımlanmaktadır, burada ocağın yapısı, yanma re aksiyonlarında kullanılan matematik ifadeler ve değerlendirme yapabilmek için kupol üzerinde yapılan gözlemlere ait bilgilerin özeti de verilmektedir. Modelin uygulamalarından bazıları burada bahsedilmektedir, bu çalışmaların içinde sıcak hava üfleme, oksijence zenginleştirme gibi verim artırıcı yöntemler de bulunmakta dır. Modelleme yapılmasında amaç normalde gözönüne alınmayan şartların incelenebilmesi ve işletme değişkenlerinin iyice analiz edilerek üretim birimlerini riske sokmadan yapılan uygulamaların değiştirilebilmesini sağlamaktır.

A mathematical model of the cupola iron melting process has been developed as a tool for analysis of fuel and material usage. The model allows investigation of the effects of changes in operating variables on coke usage and charge material cost. The operating variables which can be observed are blast rate, hot blast temperature, oxygen ' enrichment, hydrocarbon and, or water vapour injection. This study describes the method used to construct and verify the model, including the structure, some mathematical expressions used in combustion calculations, and a summary of cupola monitoring procedures used to obtain validation data. Solving the linear programming matrix and making the sensitivity analysis, it is found that optimum way of production is to blast hot air at 533 °C, through the tuyeres with a rate of 28 Um-ymin. Several examples of model applications are presented, consisting of studies of the effects of both blast temperature and exygen enrichment and some other procedures on coke rate. Advantages of the modeling approach are that conditions normally not encountered in a production cupola can be studied and that operating variables can be isolated and examined from a common baseline.. In addition, useful projections of coke and melt rate effects can be made with no risk to production facilities.