Введение к работе
Актуальность темы. Увеличение вместимости сталеплавильных агрегатов делает проведение процессов рафинирования в них периодом нерациональным. Значительный эффект в улучшении технико- экономических показателей производства с одновременным улучшением качества стали дает внепечная обработка.
Доля стали, обработанной внепечным способом, в мировом производстве ежегодно растет. Рост цен на расходные материалы и энергоносители, повышение требований к качеству стали остро ставят вопросы интенсификации процессов внепечной обработки и снижения их энерго- и материалоемкости.
Анализ работы агрегатов ковш-печь (АКП) различных заводов показал, что такие показатели как расход материалов, электроэнергии и электродов различаются до 2-3 раз и зависят от условий работы конкретного сталеплавильного цеха. Эти характеристики зависят от множества параметров, частично измеряемых контрольно-измерительными приборами (КИП), определяемых сталеваром или не учитывающихся вовсе. На сегодняшний день отсутствуют системы, которые могут учитывать весь спектр значимых факторов обработки стали на АКП.
Актуальность производства трубных марок сталей для современной промышленности России не подвергается сомнению. При этом одной из основных задач при обработки на АКП является десульфурация, на ход протекания которой влияют не только фиксируемые системами КИП параметры, но и нечетко диагностируемые факторы, такие как толщина шлака, качество шлакообразующих в момент плавки, температура в зоне десульфурации, качество перемешивания расплава и шлака и др.
Поиск энерго и ресурсосберегающих режимов обработки, снижающих себестоимость процесса производства стали, основанный на комплексном учете всех факторов, при этом чрезвычайно актуален.
Цель работы. Повышение эффективности работы АКП при производстве сталей с низким содержанием серы за счет дополнительного учета влияния нечетко определяемых параметров процесса. Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:
исследование влияния различных производственных факторов на технико-экономические показатели работы АКП;
оценка влияния режима работы на динамику изменения статей энергетического баланса АКП в процессе работы;
исследование влияния нечетко определяемых параметров на эффективность обработки стали на разработанной комплексной математической модели работы печи-ковша, построенной на основе теории нечетких множеств;
создание методики разработки эффективных режимов глубокой десульфурации на основе анализа базы данных работы реального АКП с помощью специальной программы - анализатора.
Научная новизна работы заключается в следующем:
впервые предложена методика оценки влияния нечетких технологических факторов на степень выполнения производственных задач для АКП;
изучены и классифицированы нечеткие технологические факторы внепечной обработки;
разработан алгоритм сортировки массивов данных для поиска энерго- и ресурсосберегающих режимов;
разработана обучаемая математическая модель теплового состояния АКП, позволяющая оценивать текущую температуру расплава стали с учетом динамической коррекции нечетко измеряемых параметров.
Практическая значимость состоит в следующем:
разработаны усовершенствованные режимы ведения плавки в АКП садкой 370т, позволяющие уменьшить расход электроэнергии и материалов, с помощью разработанной математической модели для оценки динамики теплового состояния агрегата ковш-печь;
разработана усовершенствованная технология ведения выплавки стали на АКП, обеспечивающая достижение максимально возможной степени десульфурации в заданных производственных условиях;
создана универсальная математическая модель, на основе которой возможно разрабатывать режимы работы внепечных установок, позволяющие учитывать нечеткие технологические факторы.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на 10 международном конгрессе металлургов (г.Варна, 2007г), на 65-68 научно- технических конференция МГТУ (Магнитогорск, 2007-2010гг), на межрегиональной научно-технической конференции «Актуальные проблемы современной науки, техники и образования» (Магнитогорск, 2012г).
