Mathematical Programming of Peirce-Smith Converting

Le convertissage par méthode Pierce-Smith (PS) est l'étape clé de la production de cuivre et du nickel. Cette opération se poursuit par des étapes séquentielles et présentent un cas idéal pour la programmation mathématique. Ce travail démontre les complexités thermochimiques et les étapes du convertissage au moyen d'un programme linéaire (PL) en nombres entiers mixtes. Ceci est la première fois que le convertissage PS est abordé dans un cadre de programmation mathématique et représente un avancement majeur de l'application de la recherche opérationnelle aux étapes de production des fonderies de cuivre et de nickel. Les résultats démontrent que le cadre mathématique est fonctionnel, et peut être utilisé quotidiennement pour la gestion optimale des séquences d'opération de l'élaboration de cuivre et de nickel. Le cadre est flexible quant à la définition des contraintes du système et de la fonction objective. Cette flexibilité évoque la formulation de divers modes d'opération des fonderies. Le cadre pourra être exploité en forme de logiciel industriel que les fonderies pourraient utiliser pour coordonner la production journalière, et de varier leur mode d'opération selon les conditions de l'usine et du marché. Le cadre a été formulé suivant une méthodologie qui est typique de la programmation mathématique, mais qui n'avait jamais été adaptée au convertissage PS. Premièrement, le problème se pose en forme générale. En effet, Le problème de convertissage consiste de la coordination des convertisseurs PS avec d'autres opérations dans la fonderie afin de maximiser la production durant une période fixe, tout en respectant les contraintes chimiques, volumétriques et thermiques. Deuxièmement, les diverses composantes et dimensions du système sont représentées par des structures algébriques générales; c'est-à-dire, des ensembles, des paramètres et des variables. Troisièmement, ces composantes sont liées de telle manière à ce que la formulation puisse être supportée par des techniques de résolution. Les techniques de résolution par la programmation linéaire (PL) en nombres entiers mixtes sont bien établies. Par contre, il a été nécessaire d'introduire des simplifications pour pouvoir résoudre le problème des convertissages par l'adoption d'un cadre hypothétique de PL en nombres entiers mixtes. En considérant la vaste gamme de problèmes qui ont été déjà abordées dans ce type de cadre, il semblait raisonnable que le convertissage PS nécessiterait seulement des simplifications mineures. En fait, le nouveau cadre mathématique exige certaines simplifications. En particulier, il impose une rigidité artificielle sur deux températures variables : la température nominale d'effluent gazeux, et la température d'écrémage de la scorie. Ces simplifications peuvent être considérées mineures, puisqu'il existe des logiciels qui ne traitent même pas ces quantités comme variables. En outre, il semble maintenant plausible de formuler un cadre non linéaire qui fournirait un traitement plus robuste et réaliste qui tient compte de ces températures. Les résultats de cette étude ont un attrait considérable pour les industries de cuivre et de nickel, puisque l'opération efficace d'une fonderie dépend directement de la coordination quotidienne de la production. Suivant les succès du travail actuel, des efforts superficiels provoqueront des changements majeurs dans les opérations journalières des fonderies de cuivre et de nickel.