Инна Анатольевна Рыбенко, д.т.н., профессор, заведующий кафедрой прикладных информационных технологий и программирования
Россия, 654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Inna A. Rybenko, Dr. Sci. (Eng.), Prof., Head of the Chair of Applied Information Technologies and Programming
42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kuzbass 654007, Russian Federation
Евгений Валентинович Протопопов, д.т.н., профессор кафедры металлургии черных металлов и химической технологии
Россия, 654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Evgenii V. Protopopov, Dr. Sci. (Eng.), Prof. of the Chair of Ferrous Metallurgy and Chemical Technology
42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kuzbass 654007, Russian Federation
Екатерина Михайловна Запольская, к.т.н., старший научный сотрудник лаборатории электронной микроскопии и обработки изображений
Россия, 654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Ekaterina M. Zapol’skaya, Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher of the Laboratory of Electron Microscopy and Image Processing
42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kuzbass 654007, Russian Federation
Развитие металлургии предусматривает дальнейшее увеличение объемов и совершенствование процессов выплавки стали за счет внедрения различных прогрессивных ресурсо- и энергосберегающих технологий. Основные и наиболее универсальные управляющие воздействия, влияющие на ход и технико-экономические показатели процесса, неразрывно связаны с оптимизацией параметров технологии. Оптимизация параметров технологического процесса ориентирована на достижение наилучших результатов в области производительности, качества продукции и снижения затрат ресурсов. Это достигается посредством регулярного мониторинга и анализа ключевых показателей, а также внесения необходимых корректировок в управление процессом. Удачное сочетание указанных факторов способствует максимизации производственной эффективности и повышению конкурентоспособности продукции на рынке. Для расчета статических режимов процесса целесообразно использование ресурсов математического моделирования и разработки инструментальной системы. При создании статической модели расчета электросталеплавильный процесс рассматривали как сложную термодинамическую систему, в которую поступают конденсированные и газообразные входные среды, а конечными продуктами являются металл, шлак и газ. Расчет статических режимов электросталеплавильного процесса, осуществляемый на основе материального и теплового балансов, базируется на законах сохранения массы и энергии относительно составляющих гетерогенной системы. Решение оптимизационной задачи на основе формальных методов предусматривает выбор различных критериев и задание системы ограничений (требования к составу металла, диапазоны изменения расходов компонентов шихтовых материалов и параметров состояния системы, соблюдение закона сохранения массы на уровне потоков, веществ и элементов, соблюдение закона сохранения энергии). Особенностью разработанного метода математического моделирования и оптимизации электросталеплавильного процесса является системное решение комплекса взаимосвязанных оптимизационных задач по определению оптимальных условий протекания процессов в металлургической системе и оптимальных режимов реализации технологии электроплавки.
Development of metallurgy provides for further increase and improvement of steel production volumes through the introduction of various advanced resource- and energy-saving technologies. The main and most universal control actions that affect the course and technical-economic indicators of the process are inextricably linked to the optimization of technology parameters which is focused on achieving the best results in the field of productivity, product quality and reduction of resource costs. This is achieved through the regular monitoring and analysis of key indicators, as well as making necessary adjustments to process management. A successful combination of these factors contributes to maximizing the production efficiency and increasing the competitiveness of products on the market. To calculate the process static parameters, it is advisable to use the resources of mathematical modeling and development of an instrumental system. When creating a static calculation model, the electric steelmaking process was considered as a complex thermodynamic system into which condensed and gaseous input media enter, and the final products are metal, slag and gas. Calculation of the static modes of the electric steelmaking process is carried out on the basis of calculations of material and thermal balances based on the laws of mass and energy conservation relative to the components of a heterogeneous system. The solution of the optimization problem based on formal methods involves selection of various criteria and setting a system of restrictions (requirements for metal composition; ranges of change in the cost of components of charge materials and system state parameters; compliance with the law of mass conservation at the level of fluxes, substances and elements; compliance with the law of energy conservation). A feature of the developed method of mathematical modeling and optimization of the electric steelmaking process is the systematic solution of a set of interrelated optimization problems to determine the optimal conditions for the processes in the metallurgical system and the optimal solutions for implementation of electric smelting technology.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.