ИНФОРМАЦИОННО-МОДЕЛИРУЮЩАЯ СИСТЕМА

РАСЧЕТА ОПТИМАЛЬНОГО СОСТАВА

ДОМЕННОЙ ШИХТЫ

Лавров Владислав Васильевичкандидат технических наук,

доцент кафедры «Теплофизика и информатика в металлургии»

ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет

имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» (г.Екатеринбург)

E-mail: lavrov@k66.ru. Web: http://vlavrov.professorjournal.ru

Международная конференция «Теория и практика тепловых процессов в металлургии»(г. Екатеринбург, УрФУ, 19-21 сентября 2012 г.)

Цель работы

Снижение трудозатрат инженерно-

технологического персонала доменного цеха

при решении технологических задач

на основе создания информационно-

моделирующей системы расчёта оптимального

состава доменной шихты

2

Международная конференция «Теория и практика тепловых процессов в металлургии»(г. Екатеринбург, УрФУ, 19-21 сентября 2012 г.)

Задачи работы

1. Разработка математического, алгоритмического и

информационного обеспечения подсистемы.

2. Инфологическое моделирование базы данных.

3. Реализация, тестирование и отладка программного

обеспечения подсистемы.

3

Международная конференция «Теория и практика тепловых процессов в металлургии»(г. Екатеринбург, УрФУ, 19-21 сентября 2012 г.)

Постановка задачи

4

Описание подсистемы

Информационно-моделирующая система расчёта оптимального состава доменной шихты

Международная конференция «Теория и практика тепловых процессов в металлургии»(г. Екатеринбург, УрФУ, 19-21 сентября 2012 г.)

5

Варианты целевых функций

Международная конференция «Теория и практика тепловых процессов в металлургии»(г. Екатеринбург, УрФУ, 19-21 сентября 2012 г.)

6

Технологические ограничения

• Реализация рационального газодинамического режима.

• Обеспечение нормального шлакового режима.

• Получение чугуна требуемого качества.

Международная конференция «Теория и практика тепловых процессов в металлургии»(г. Екатеринбург, УрФУ, 19-21 сентября 2012 г.)

7

Технологические ограниченияна газодинамический режим доменной плавки

Международная конференция «Теория и практика тепловых процессов в металлургии»(г. Екатеринбург, УрФУ, 19-21 сентября 2012 г.)

8

Технологические ограниченияна шлаковый режим доменной плавки

Международная конференция «Теория и практика тепловых процессов в металлургии»(г. Екатеринбург, УрФУ, 19-21 сентября 2012 г.)

9

Технологические ограниченияна шлаковый режим доменной плавки

Международная конференция «Теория и практика тепловых процессов в металлургии»(г. Екатеринбург, УрФУ, 19-21 сентября 2012 г.)

10

Технологические ограниченияна шлаковый режим доменной плавки

Международная конференция «Теория и практика тепловых процессов в металлургии»(г. Екатеринбург, УрФУ, 19-21 сентября 2012 г.)

11

Технологические ограниченияна качество выплавляемого чугуна

Международная конференция «Теория и практика тепловых процессов в металлургии»(г. Екатеринбург, УрФУ, 19-21 сентября 2012 г.)

Структура подсистемы сбора данных

12

Международная конференция «Теория и практика тепловых процессов в металлургии»(г. Екатеринбург, УрФУ, 19-21 сентября 2012 г.)

Обобщенная структура базы данных системы

13

Международная конференция «Теория и практика тепловых процессов в металлургии»(г. Екатеринбург, УрФУ, 19-21 сентября 2012 г.)

Последовательность решения задачи выбора оптимального состава доменной шихты

14

Определение видов загружаемых материалов и выбор цели оптимизации

Информационное обеспечение задачи. Режимные и конструктивные параметры и фактические показатели работы печи

Построение и адаптация модели. Определение параметров оптимизационной модели

(коэффициентов целевой функции и уравнений ограничений)

Решение задачи оптимизации

Рекомендации по оптимальным значениям параметров

доменной шихты и состава агломерата

Кор

рекц

ия

основные показатели работы печи;химический, гранулометрический состав и расходы компонентов доменной шихты;параметры комбинированного дутья;состав и давление колошникового газа;составы чугуна и шлака;свойства кокса;нормативно-справочная информация (НСИ)

Ввод параметров и блока НСИ

Начало

расчёт соотношения шихтовых материалов; расчёт расхода флюсов; расчёт состава агломерата

Формирование технологическихограничений на работу доменной печи

температура горения на фурмах;степень уравновешивания шихты газовым потоком;вязкость конечного шлака при 1400 °С;вязкость конечного шлака при 1500 °С;градиент вязкости конечного шлака;содержание серы в чугуне, %;сумма долей всех железорудных материалов

Конец

Решение получено ?

Да

Нет

оптимальные доли шихтовых материалов; расход флюсующего материала; расчётный состав агломерата

Международная конференция «Теория и практика тепловых процессов в металлургии»(г. Екатеринбург, УрФУ, 19-21 сентября 2012 г.)

Постановка задачи

15

Описание подсистемы

Информационно-моделирующая система расчёта оптимального состава доменной шихты

Международная конференция «Теория и практика тепловых процессов в металлургии»(г. Екатеринбург, УрФУ, 19-21 сентября 2012 г.)

Технологические задачи

16

1. Подбор оптимального соотношения долей агломерата ОАО

«ММК» и одного из видов привозных окатышей (из

выпадающего списка выбирается материал, с помощью

которого должна производиться корректировка шихты для

получения заданной основности шлака);

2. Подбор расхода одного из видов флюсующих материалов (из

выпадающего списка выбирается вид флюса, с помощью

которого должна производиться корректировка шихты для

получения заданной основности шлака);

3. Подбор химии (основности) агломерата в проектном периоде

при заданных расходах или долях железорудных материалов и

флюсах.

Международная конференция «Теория и практика тепловых процессов в металлургии»(г. Екатеринбург, УрФУ, 19-21 сентября 2012 г.)

Главное окно программы выбора оптимального состава доменной шихты

17

Международная конференция «Теория и практика тепловых процессов в металлургии»(г. Екатеринбург, УрФУ, 19-21 сентября 2012 г.)

Окно программы Microsoft Office Excel.Лист «Исходные данные и результаты»

18

Международная конференция «Теория и практика тепловых процессов в металлургии»(г. Екатеринбург, УрФУ, 19-21 сентября 2012 г.)

Окно программы Microsoft Office Excel.Лист «Соотношение расходов ЖРМ»

19

Международная конференция «Теория и практика тепловых процессов в металлургии»(г. Екатеринбург, УрФУ, 19-21 сентября 2012 г.)

Окно программы Microsoft Office Excel.Лист «Соотношение расходов ЖРМ»

20

Международная конференция «Теория и практика тепловых процессов в металлургии»(г. Екатеринбург, УрФУ, 19-21 сентября 2012 г.)

Окно программы Microsoft Office Excel.Лист «Расход флюсов»

21

Международная конференция «Теория и практика тепловых процессов в металлургии»(г. Екатеринбург, УрФУ, 19-21 сентября 2012 г.)

Окно программы Microsoft Office Excel.Лист «Расход флюсов»

22

Международная конференция «Теория и практика тепловых процессов в металлургии»(г. Екатеринбург, УрФУ, 19-21 сентября 2012 г.)

Окно программы Microsoft Office Excel.Лист «Основность агломерата»

23

Международная конференция «Теория и практика тепловых процессов в металлургии»(г. Екатеринбург, УрФУ, 19-21 сентября 2012 г.)

Окно программы Microsoft Office Excel.Лист «Основность агломерата»

24

Международная конференция «Теория и практика тепловых процессов в металлургии»(г. Екатеринбург, УрФУ, 19-21 сентября 2012 г.)

Окно программы Microsoft Office Excel.Лист «Ввод составов загружаемых ЖРМ (проект)»

25

Международная конференция «Теория и практика тепловых процессов в металлургии»(г. Екатеринбург, УрФУ, 19-21 сентября 2012 г.)

Общая последовательность решения задачи выбора оптимального состава доменной шихты

26

Международная конференция «Теория и практика тепловых процессов в металлургии»(г. Екатеринбург, УрФУ, 19-21 сентября 2012 г.)

Спасибо за внимание!

27

Международная конференция «Теория и практика тепловых процессов в металлургии»(г. Екатеринбург, УрФУ, 19-21 сентября 2012 г.)