Николай Александрович Спирин, д.т.н., профессор, заведующий кафедрой теплофизики и информатики в металлургии
Россия, 620062, Екатеринбург, ул. Мира, 28
Nikolai A. Spirin, Dr. Sci. (Eng.), Prof., Head of the Chair of Thermal Physics and Informatics in Metallurgy
28 Mira Str., Yekaterinburg 620062, Russian Federation
Владислав Васильевич Лавров, д.т.н., профессор кафедры теплофизики и информатики в металлургии
Россия, 620062, Екатеринбург, ул. Мира, 28
Vladislav V. Lavrov, Dr. Sci. (Eng.), Prof. of the Chair of Thermal Physics and Informatics in Metallurgy
28 Mira Str., Yekaterinburg 620062, Russian Federation
Иван Александрович Гурин, к.т.н., доцент кафедры теплофизики и информатики в металлургии
Россия, 620062, Екатеринбург, ул. Мира, 28
Ivan A. Gurin, Cand. Sci. (Eng.), Assist. Prof. of the Chair of Thermal Physics and Informatics in Metallurgy
28 Mira Str., Yekaterinburg 620062, Russian Federation
Кирилл Александрович Щипанов, к.т.н., доцент кафедры теплофизики и информатики в металлургии
Россия, 620062, Екатеринбург, ул. Мира, 28
Kirill A. Shchipanov, Cand. Sci. (Eng.), Assist. Prof. of the Chair of Thermal Physics and Informatics in Metallurgy
28 Mira Str., Yekaterinburg 620062, Russian Federation
В работе представлен комплексный подход к разработке и внедрению информационно-моделирующих систем (ИМС), предназначенных для управления технологией доменной плавки. Основное внимание уделено созданию математических моделей теплового, газодинамического и шлакового режимов, которые позволяют более точно прогнозировать поведение доменной печи в условиях изменяющихся свойств сырья и параметров комбинированного дутья. Представленные результаты демонстрируют, что применение модульной архитектуры построения информационных систем и современных вычислительных технологий позволяет расширить набор технологических параметров для оценки хода доменной плавки, повысить эффективность мониторинга производственных процессов и снизить издержки на разработку и сопровождение программного обеспечения информационных систем за счет их автоматизации. Использование модульной архитектуры и микросервисных технологий обеспечивает гибкость, масштабируемость и возможность адаптации программных решений под конкретные производственные задачи. В статье приведены результаты разработки программного обеспечения подсистем расчета показателей теплового и газодинамического режимов, а также прогнозирования содержания кремния в чугуне и свойств конечного шлака. Практическая реализация выполнена с использованием современных технологий .NET, PostgreSQL, Docker и DevOps-инструментов. Сравнительный анализ работы подсистем подтвердил их эффективность при интеграции с АСУ ТП и производственными базами данных. Проведены тестовые испытания на реальных промышленных данных. Полученные результаты свидетельствуют о высокой практической значимости внедрения ИМС для обеспечения стабильности и эффективности доменной плавки в условиях цифровой трансформации металлургического производства.
The article presents an integrated approach to the development and implementation of information modeling systems (IMS) designed to control blast furnace smelting technology. The main attention is paid to the creation of mathematical models of thermal, gas-dynamic and slag modes which allow more accurate prediction of the blast furnace behavior under conditions of changing raw material properties and combined blast parameters. The presented results demonstrate that the use of a modular architecture for building information systems and modern computing technologies allows expanding the set of process parameters for assessing the progress of blast furnace smelting, increasing the efficiency of monitoring production processes and reducing the costs of developing and maintaining software for information systems due to their automation. It is shown that the use of a modular architecture and microservice technologies provides flexibility, scalability and the ability to adapt software solutions to specific production tasks. The article presents the results of developing software for subsystems for calculating thermal and gas-dynamic modes, as well as predicting the silicon content in cast iron and the properties of the final slag. Practical implementation is carried out using modern .NET, PostgreSQL, Docker and DevOps tools. A comparative analysis of the subsystems’ operation confirmed their efficiency when integrated with the automated process control system and production databases. The tests were conducted on real industrial data. The obtained results indicate the high practical significance of implementation of the integrated management system for ensuring the stability and efficiency of blast furnace smelting in the context of digital transformation of metallurgical production.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.