Программу для определения материального баланса при выплавке кремния запатентовали металлурги ИРНИТУ

14 января 2016 года//Наука

Вычислительную программу для изучения распределения примесей при руднотермической выплавке кремния разработали ученые ИРНИТУ. Программный продукт позволит автоматически проводить процесс расчета сырья и продукции при выплавке кремния. На данное изобретение Федеральная служба по интеллектуальной собственности выдала свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Разработчиками программы являются заведующая кафедрой металлургии цветных металлов Нина Немчинова, программист кафедры автоматизации производственных процессов Алексей Колодин и магистрантка ИРНИТУ Татьяна Бузикова.

Нина Немчинова сообщила, что одним из направлений деятельности кафедры металлургии цветных металлов является подготовка высококвалифицированных инженеров по пирометаллургии кремния. Этот природный элемент незаменим в химической, стекольной, цементной, керамической, электротехнической и других отраслях промышленности. Многие из выпускников кафедры успешно трудятся в ЗАО «Кремний» (г. Шелехов) – крупнейшем производителе рафинированного кремния в России. Для получения качественного образования будущим специалистам требуется знание сложных и многофазных металлургических процессов, одним из которых является расчет материального баланса. Такой баланс просчитывают для того, чтобы понять, достаточно ли сырья в шихте (порции непрерывно загружаемых в плавильную печь материалов), необходимо ли изменить соотношение компонентов.

В настоящий момент многие предприятия рассчитывают материальный баланс вручную, что весьма трудоемко. Программа, которую предлагают ученые ИРНИТУ, позволяет автоматизировать данный процесс. Достаточно ввести информации о сырье, чтобы программный модуль просчитал необходимое количество получаемого на выходе продукта. Программа определяет химический состав готового продукта, количество углерода, необходимого для восстановления кремнезема, объем образовавшихся шлаков, газов с содержащихся в них пылевой фракцией и т.д.

В программе в виде таблицы содержится большой набор сырьевых данных – нефтекокса, казахстанского и обогащенного каменного угля, кварцита, древесной щепы.
Н. Немчинова подчеркнула, что кроме количества получаемого продукта, разработка позволяет определить качество кремния и соответствие его стандартам производства: «Существуют ГОСТы, лимитирующие содержание тех или иных примесей в шихте. Зная о химическом составе кремния, и сравнив его с требованиями ГОСТа, мы можем сделать вывод о том, что при определенной загрузке шихты получается соответствующий сорт продукта. В целях улучшения качества продукта, мы увеличили количество в водимых в шихту данных по химическому составу сырья: до одиннадцати из трех допустимых, согласно ГОСТа».

Кроме того, в программе для ЭВМ содержится справочная информация о взаимодействии кремния с различными элементами, о кварцевом сырье, о том, где добывается те или иные сырьевые материалы.

В декабре минувшего года произошло пилотное введение данного программного продукта в учебный процесс. Студентам, изучающим дисциплину «Моделирование процессов и объектов металлургии» предстоит отрабатывать навыки по производству кремния в рамках лабораторных работ под руководством доцента Александра Никанорова.

Н. Немчинова выразила надежду, что программой для ЭВМ заинтересуются представители промышленных предприятий, поскольку данная разработка позволяет прогнозировать состав получаемого кремния и значительно ускорить процесс подготовки расчетных данных по составу шихты, загружаемой в плавильную печь.

Ольга Балабанова
Графическое изображение
предоставлено Ниной Немчиновой







Вернуться