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
Мария Евгеньевна Корнет, старший преподаватель кафедры инженерной кибернетики
Россия, 119049, Москва, Ленинский пр., 4
Maria E. Kornet, Senior Lecturer of the Chair of Engineering Cybernetics
4 Leninskii Ave., Moscow 119049, Russian Federation
Людмила Александровна Ермакова, к.т.н., доцент кафедры прикладных информационных технологий и программирования
Россия, 654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Lyudmila A. Ermakova, Cand. Sci. (Eng.), Assist. Prof. of the Chair of Applied Information Technologies and Programming
42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kuzbass 654007, Russian Federation
Владимир Николаевич Буинцев, к.т.н., доцент кафедры прикладных информационных технологий и программирования
Россия, 654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Vladimir N. Buintsev, Cand. Sci. (Eng.), Assist. Prof. of the Chair of Applied Information Technologies and Programming
42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kuzbass 654007, Russian Federation
Авторы рассматривают проблемы оптимизации технологических режимов металлургических процессов и основные этапы решения оптимизационной задачи, обоснование и принципы выбора критерия оптимизации, методы решения многокритериальных задач векторной оптимизации. Разработан метод моделирования и оптимизации металлургических процессов. При реализации метода осуществляется двухконтурная оптимизация путем решения многокритериальных оптимизационных задач двух видов: нахождение параметров системы при определении оптимальных условий протекания процессов в рамках первого контура и определение оптимальных режимов металлургических технологий в рамках второго контура. Расчет оптимальных технологических режимов металлургических процессов заключается в определении управляющих воздействий для получения продукта заданного состава и температуры при оптимизации технико-экономических показателей. Используемый для решения поставленной задачи аппарат математических моделей осуществляет взаимосвязь параметров потоков и процесса. Алгоритм расчета оптимальных режимов металлургических процессов включает следующие этапы: формирование исходных данных, расчет стадий и подпроцессов, расчет взаимосвязи параметров потоков и процессов, определение технико-экономических показателей и решение задачи оптимизации. Постановка оптимизационной задачи заключается в определении управляющих воздействий на процесс путем поиска экстремума требуемого критерия при ограничениях на параметры готового продукта и соблюдении условий материального и теплового балансов. Авторы решают задачу методом нелинейного программирования: обобщенного приведенного градиента. С использованием методики разработаны оптимальные режимы энерго- и ресурсосберегающих технологий для нового непрерывного металлургического процесса: получения металла из чугуна и прокатной окалины, прямого восстановления металла из пылевидных руд и железосодержащих техногенных материалов без агломерации, получения марганцевых сплавов из карбонатных и оксидных руд, переработки титано-магнетитовых концентратов, а также определены оптимальные параметры процессов восстановления никеля из никелевого концентрата и ванадия из конвертерного ванадиевого шлака, обеспечивающие максимальную степень извлечения металлов.
The article discusses the problem of optimizing technological modes of metallurgical processes. The main stages of solving an optimization problem, justification and principles of selecting an optimization criterion, methods for solving multi-criteria vector optimization problems are considered. The authors developed a method for modeling and optimizing metallurgical processes. When implementing the method, two-loop optimization is performed by solving two types of multi-criteria optimization problems: finding the system parameters when determining the optimal conditions for the processes in the first loop, and determining the optimal modes of metallurgical technologies in the second loop. Calculation of optimal technological modes for metallurgical processes involves determining the control actions required to obtain a product of the specified composition and temperature while optimizing technical and economic indicators. To solve this problem, the authors used the mathematical models that relate the parameters of the flow and the process. The algorithm for calculating the optimal modes of metallurgical processes includes the following steps: generating initial data, calculating stages and sub-processes, calculating the relationship between the parameters of the flow and the process, determining the technical and economic indicators, and solving the optimization problem. The optimization problem is to determine the control actions for the process by finding the extremum of the required criterion, subject to constraints on the parameters of the final product and the conditions of material and heat balances. The problem is solved using nonlinear programming and the generalized reduced gradient method. Using this method, optimal modes of energy- and resource-saving technologies were developed for a new continuous metallurgical process: obtaining metal from pig iron and rolling scale, direct reduction of metal from dusty ores and iron-containing technogenic materials without agglomeration, obtaining manganese alloys from carbonate and oxide ores, processing titanium-magnetite concentrates, and determining the optimal parameters for the processes of nickel reduction from nickel concentrate and vanadium reduction from converter vanadium slag, which ensure maximum metal extraction.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.