По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 669.162

Анализ использования математических моделей в системах управления доменными печами

Гурин И.А. Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург, E-mail: gurinia@mail.ru

Рассмотрены основные задачи совершенствования доменного производства, главной из которых является сокращение расхода кокса как основного и наиболее дорогого энергоносителя. Выполнен анализ существующих подходов к математическому моделированию процессов для решения задач оптимального распределения сырья и топлива в комплексе доменных печей.

Литература:

1. Ярошенко Ю.Г. Основные направления ресурсо- и энергосбережения в доменном производстве / Ю.Г. Ярошенко, Н.А. Спирин, В.В. Лавров, А.Н. Дмитриев, Я.М. Гордон // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. – 2016. – № 5. – С. 76-81.

2. Ярошенко Ю.Г. Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии черной металлургии / Ю.Г. Ярошенко, Я.М. Гордон, И.Ю. Ходоровская. – Екатеринбург: ОАО УИПЦ, 2012. – 670 с.

3. Рист А. Совмещенная графическая интерпретация материального и теплового балансов доменной печи / А. Рист, М. Миссон // Черная металлургия: экспресс-информация ВИНИТИ. – 1968. – № 13, реф. 79. – С.14-41.

4. Мойкин В.И. Динамические характеристики доменных печей по результатам математического моделирования / В.И. Мойкин, Н.М. Бабушкин, Б.А. Боковиков // Вопросы производства чугуна в доменных печах: сборник научных трудов. – М.: Металлургия, 1984. – С. 46-52.

5. Дмитриев А.Н. Математическое моделирование доменного процесса / А.Н. Дмитриев. – Екатеринбург: УрО РАН, 2011. – 162 с.

6. Доброскок В.А. Использование математических моделей с целью разработки высокоэкономичных ресурсосберегающих и утилизационных технологий выплавки чугуна / В.А. Доброскок, А.Г. Чижиков, Й. Мернитц [и др.] // Автоматизированный печной агрегат – основа энергосберегающих технологий металлургии ХХI века: труды Международной научно-практической конференции. – М.: МИСиС, 2000. – С. 278–280.

7. Авдеев В.П. Натурно-математическое моделирование в системах управления / В.П. Авдеев, С.Р. Зельцер, В.Я. Карташов [и др.]. – Кемерово: КемГУ, 1987. – 85 с.

8. Онорин О.П. Компьютерные методы моделирования доменного процесса / О.П. Онорин, Н.А. Спирин, В.Л. Терентьев [и др.]; под ред. Н.А. Спирина. – Екатеринбург: УГТУ–УПИ, 2005. – 301 с.

9. Спирин Н.А. Модельные системы поддержки принятия решений в АСУ ТП доменной плавки металлургии / Н.А. Спирин, В.В. Лавров, В.Ю. Рыболовлев [и др.]; под ред. Н.А. Спирина. – Екатеринбург: УрФУ, 2011. – 462 с.

10. Цирлин A.M. Оптимальное управление технологическими процессами: учеб. пособие для вузов / A.M. Цирлин. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 400 с.

11. Спирин Н.А. Оптимизация и идентификация технологических процессов в металлургии / Н.А. Спирин, В.В. Лавров, С.И. Паршаков [и др.]. – Екатеринбург: УГТУ–УПИ, 2006. – 307 с.

12. Товаровский И.Г. Доменная плавка / И.Г. Товаровский. – Днепропетровск: Пороги, 2009. – 765 с.

13. Салихов З.Г. Системы оптимального управления сложными технологическими объектами: монография / З.Г. Салихов, Г.Г. Арунянц, Л.А. Рутковский. – М.: Теплоэнергетик, 2004. – 496 с.

14. Спирин, Н.А. Информационные системы в металлургии / Н.А. Спирин, Ю.В. Ипатов, В.И. Лобанов [и др.]. – Екатеринбург: УГТУ–УПИ, 2001. – 617 с.

Металлургия Российской Федерации, являясь базовой отраслью, должна обеспечить развитие экономики страны, ее важнейших составляющих – машиностроения, химии, энергетики, транспорта, строительства и др. По производству чугуна, стали Россия входит в первую пятерку стран мира. Для сохранения лидирующих позиций России на мировом рынке металлов и удовлетворения потребностей в металлопродукции на внутреннем рынке в стране принята «Стратегия развития черной металлургии России на 2014-2020 годы и на перспективу до 2030 года». Этот документ определяет сценарии улучшения структуры, технологий, экологической обстановки на металлургических предприятиях России и ориентирует предприятия на повышение энергоэффективности технологий получения металлопродукции высокого качества.

Решение этих главных задач обеспечивается целенаправленной деятельностью на всех стадиях металлургического производства от подготовки рудного сырья до получения готовой продукции.

Для черной металлургии важными стадиями производства является доменный передел. Эта технология достаточно энергоемка, она потребляет 48,6 % различных видов топлива из теплового баланса интегрированного металлургического комбината, что предписывает необходимость снижения энерго- и ресурсоемкости получаемой продукции.

При этом прогнозируется, что к 2020 году спрос на основные виды металлоизделий возрастет с достижением уровня 390 кг стали/человека.

Ожидается, что за счет использования энергоэффективных технологий произойдет снижение общего расхода топлива с уровня 2007 г. до 2020 г. на 14 %, а электроэнергии на 28 % при достижении удельных расходов энергопотребления до 20-25 ГДж/т продукции за счет применения энергосберегающей техники и технологий.

К сожалению, удельный расход топлива на одну тонну проката в нашей стране выше на 25 %, чем в Японии и на 37,5 %, чем в странах Европейского союза [1].

Причиной отставания является как использование физически изношенного оборудования и морально устаревших технологий, так и низкий уровень внедрения научных достижений в области энерго- и ресурсосбережения. Такая ситуация сложилась во многих отраслях народного хозяйства, поэтому главная цель развития как черной металлургии, так и многих других отраслей промышленности в России – их преобразование в динамично развивающиеся, высокотехнологичные и конкурентоспособные отрасли, интегрированные в мировую металлургию в рамках международного разделения труда.

Для Цитирования:
Гурин И.А., Анализ использования математических моделей в системах управления доменными печами. КИП и автоматика: обслуживание и ремонт. 2019;3.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: