автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Повышение эффективности доменной плавки на основе рационального выбора состава шихты

На правах рукописи

ПЕРМИНОВ Алексей Игоревич

□□3452551 ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ НА ОСНОВЕ РАЦИОНАЛЬНОГО ВЫБОРА СОСТАВА ШИХТЫ

Специальность 05.16.02 - Металлургия черных, цветных и редких металлов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 "Г^

Екатеринбург - 2008

003452551

Работа выполнена на кафедре «Теплофизика и информатика в металлургии» в ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Спирин Николай Александрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Дмитриев Андрей Николаевич; кандидат технических наук, старший научный сотрудник Кобелев Владимир Андреевич

Ведущая организация ОАО «Научно-исследовательский институт

металлургической теплотехники - ВНИИМТ»

Защита состоится 28 ноября 2008 г. в 15 ч 00 мин на заседании диссертационного совета Д 212.285.05 в ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» по адресу: 620002, г.Екатеринбург, ул. Мира 19, ауд. I (зал Ученого совета).

Ваш отзыв на автореферат, заверенный печатью предприятия, просим направлять по адресу: 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, ученому секретарю совета. Факс: (343) 374 38 84.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина».

Автореферат разослан 27 октября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

С.В. Карелов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Масштабность выплавки стали предприятиями черной металлургии России, се роль в мировом разделении труда определяют приоритетное значение доменного передела в системе производства металла сегодня и на дальнюю перспективу. Резервы современной доменной плавки реализованы далеко не полностью и реализация их является задачей первостепенной важности, поскольку более половины топлива, используемого предприятиями черной металлургии, приходится именно на доменное производство.

В настоящее время металлургические предприятия России работают при исключительной напряженности и нестабильности рынка железорудного сырья и коксующихся углей. В условиях рыночных отношений возрастает роль научно обоснованных решений, направленных иа решения комплекса технологических задач по определению оптимального состава доменных и агломерационных шихт, подбора рационального шлакового, дутьевого, газодинамического и теплового режимов доменной плавки. Анализ литературных источников показал, что данная область теоретически изучена недостаточно. Теоретическая разработка методов анализа различных явлений доменного процесса и способов практического управления им значительно выросла за последние годы. Однако остаются нерешенными ряд вопросов, имеющих большое научное и практическое значение для доменного производства. Это определило потребность в разработке математической модели, учитывающей физику доменного процесса, основы теории тепло-массообмена, газодинамику и влияние стандартных характеристик сырья на показатели доменной плавки. Необходимость ГОСТированных характеристик металлургического сырья для доменных печей, удобных для практического использования техническим персоналом, вытекает из требований по повышению точности и адекватности математической модели.

Цель работы:

Повышение эффективности выплавки чугуна в доменных печах на основе выбора состава доменной шихты.

Задачи исследования:

1. Разработка модели шлакового, теплового и газодинамического режимов доменной плавки с целью выбора:

• состава проплавляемого железорудного сырья;

• расхода флюсов;

• подбора дутьевых параметров.

2. Разработка имитационной модели расчета свойств агломерата и оценка показателей доменной плавки при изменении свойств шихтовых материалов и дутьевых параметров.

3. Совершенствование метода диагностики шлакового режима доменной плавки.

4. Разработка с использованием современных принципов, технологии и средств соответствующего программного обеспечения.

5. Решение комплекса технологических задач по выбору состава аглодоменной шихты и дутьевых параметров.

Методы исследований базируются на использовании физических закономерностей основных процессов, протекающих в доменной печи, положений теории тепло- и массообмена. При разработке программного обеспечения использовалась современная технология объектно-ориентированного программирования.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

• разработан комплекс моделей шлакового и газодинамического режимов доменной плавки применительно к решению задач выбора состава компонентов железорудного сырья и флюсов доменной (агломерационной) шихты и подбора дутьевых параметров;

• разработана интегрированная модель расчета проектного состава и свойств агломерата, позволяющая производить оценку показателей

. доменной плавки при изменении свойств шихтовых материалов и дутьевых параметров;

• обоснованы дополнительные критерии диагностики шлакового режима доменной плавки;

• разработано соответствующее программное обеспечение. Практическая значимость

Теоретические исследования завершены созданием программного обеспечения для выбора состава железорудного сырья, флюсов, кокса и прогнозирования показателей доменной плавки. Полученные в ходе выполнения работы результаты найдут практическое применение при:

• планировании поставок железорудного сырья для аглодоменного производства, что повысит технико-экономические показатели работы доменных печей;

• создании и развитии прикладных инструментальных систем исследования, моделирования и обучения с учетом технических возможностей современных систем управления сложными агрегатами и комплексами в металлургии;

• разработке автоматизированных рабочих мест инженерно-технологического персонала;

• преподавании дисциплин для студентов соответствующих специальностей.

Достоверность полученных положений, выводов и рекомендаций

доказывается использованием современных методов и технологии разработки программного обеспечения для автоматизированного управления

технологическими процессами, сопоставлением результатов моделирования с производственными данными, а также соответствием полученных результатов современным представлениям о закономерностях доменного процесса. Использование результатов работы

Разработанные модели явились основой практической реализации пакета прикладных программ «Выбор состава железорудного сырья и флюсов», предназначенного для ЛРМ инженерно-технического персонала металлургических заводов, имеющих доменное производство. Пакет прикладных программ внедрен на ОАО «ММК».

Материалы диссертации внедрены в учебный процесс в ГОУ ВПО УГТУ-УПИ для специальности 150103 - Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей, направление 651300 - Металлургия (дипломированные специалисты) при преподавании дисциплин: «Моделирование процессов и объектов в металлургии», «Информационные технологии в металлургии».

Личный вклад автора состоит в разработке моделей выбора состава железорудного сырья, создании соответствующего программного обеспечения и решении на их основе технологических задач. Предмет защиты:

• модель шлакового, теплового и газодинамического режимов доменной плавки для решения задач выбора состава железорудного сырья, расхода флюсов и подбора дутьевых параметров;

• усовершенствованный метод диагностики шлакового режима;

• модель расчета проектных показателей плавки при изменении свойств загружаемых материалов и дутьевых параметров;

• программное обеспечение для выбора состава железорудного сырья и подбора дутьевых параметров.

Апробация работы

Материалы исследований доложены на конференциях: • Международного уровня:

научно-технической конференции «Теория и практика производства чугуна» (Украина. Кривой Рог, 2004 г.); научно-практической конференции «Металлургическая теплотехника: история, современное состояние, будущее». К столетию со дня рождения М.А. Глинкова (Москва, 2006 г.); научной конференции «Информационно-математические технологии в экономике, технике и образовании» (Екатеринбург, 2006 г.); научно-практической конференции «Топливно-металлургический комплекс» (Екатеринбург, 2007 г.); конгрессе «Пече-трубостроение: тепловые режимы, конструкция, автоматизация и экология (Москва, 2008 г.).

• Всероссийского уровня".

IV и V научно-практической конференции «Системы автоматизации в образовании, науке и производстве» (Новокузнецк, 2003,2005 гг.); Ш Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и технике» (Пенза, 2003 г.); 7,9-й научно-практической конференции «Энергетики и металлурги настоящему и будущему России» (Магнитогорск, 2006,2008 гг.). Публикации

Основные положения диссертации опубликованы в 16 печатных работах, в том числе 4 научные публикации в изданиях, рекомендованных ВАК, и 12 статей и докладов в сборниках трудов конференций. Структура и объем диссертации

Диссертационная работа изложена на 154 страницах машинописного текста, включая 42 рисунка, 10 таблиц, и состоит из общей характеристики работы, 4 глав, заключения, библиографического списка из 177 источников отечественных и зарубежных авторов и 2 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В общей характеристике работы сформулированы актуальность темы, цели и задачи работы, дана характеристика ее научной новизны и практической ценности, отражены внедрение результатов работы и ее апробация, приведены структура и объем диссертации.

В первой главе «Состояние вопроса, постановка задач диссертационной работы» описываются основные проблемы в выбранном направлении исследования. Проведен анализ состояния вопроса в области решения задач управления сложными металлургическими агрегатами (на примере доменного производства). Показано, что в настоящее время актуальной является задача выбора состава железорудного сырья. В настоящее время доменные цехи крупнейших металлургических предприятий работают как на привозном, так и местном железорудном сырье. Так, доменный цех ОАО «ММК» работает на агломерате местных фабрик, а также на привозных окатышах Соколовско-Сарбайского ГОКа. В небольших количествах используются окатыши и других ГОКов. При этом расходы и химические составы привозных окатышей, как правило, не поддаются управлению, а их базовые расходы определяются стратегическим планированием поставок. В связи с этим управление свойствами железорудной части доменной шихты осуществляется подбором оптимального состава агломерата местных фабрик. При этом требуется обеспечить оптимальный шлаковый, газодинамический и тепловой режим доменной плавки. В силу невозможности создания в настоящее время полной математической модели явлений доменного процесса наиболее пригодными для решения задач анализа показателей работы печи, как показывает опыт, оказались принципы натурно-математического моделирования, при котором основой модели

являются натурные (реальные) данные об объекте в их тесном сопряжении с математическими моделями, описывающими отдельные стороны процесса. Применение такого рода моделей возможно только в прямом информационном сопряжении с самими объектами. Этот подход и использовался в дальнейшем при разработке математических моделей процесса. На основании проведенного аналитического обзора состояния вопроса сформулирована цель работы и дано обоснование задач исследования.

Во второй главе «Функциональная структура математической модели выбора состава железорудного сырья и флюсов» рассматривается физическая постановка задачи, произведена декомпозиция математической модели выбора состава железорудных сырья и флюсов.

Структура модели выбора состава железорудного сырья и флюсов приведена на рис. 1.

Анализ входных и выходных параметров позволяет констатировать, что математическая модель должна включать следующие взаимосвязанные блоки расчета:

• состава агломерата;

• шлакового режима;

• газодинамического режима;

• теплового режима.

Указанные блоки охватывают основные явления, свойственные доменному процессу.

Рациональный режим плавки обеспечивается корректировкой:

• состава железорудной части агломерационной шихты;

• расхода флюсов в агломерационную шихту;

• расхода флюсов в доменную шихту;

• соотношения компонентов железорудной части доменной шихты;

• дутьевых параметров;

• любой комбинации указанных вариантов.

Условно модель можно разделить на две части: на модель базового состояния и на прогнозирующую модель.

Модель базового (эталонного) состояния позволяет оценивать состояние процесса по фактическим усредненным показателям за базовый (эталонный) период работы печи. При этом используется фактически доступная информация о работе печи: параметры шихты, комбинированного дутья, колошникового газа, продуктов плавки и др. Прогнозирующая же модель с использованием результатов, полученных с помощью модели базового (эталонного) состояния, позволяет оценить показатели доменного процесса в случае изменения видов и свойств железорудного сырья, кокса, флюсов, дутьевых параметров. Используемый принцип позволил построить модель доменного процесса, предназначенную для решения сформулированных выше задач и обладающую свойствами адаптируемости к конкретным условиям функционирования системы с учетом существующей информации о параметрах доменной плавки.

Настройка пакета

нормативно-справочная информация; 1 корректировочные коэффициенты; 1 настройка диагностики.

Базовый период:

• основные показатели работы печи;

• химический, гранулометрический состав и расходы компонентов доменной шихты;

• параметры комбинированного дутья;

• состав и давление колошникового газа;

• составы чугуна и шлака;

■ свойства кокса._

Расчет состава агломерата:

• весовые доли, химические составы железорудных материалов и флюсов;

• заданная основность агломерата;

• окисленность агломерата, расход коксика.

Зона первичного шлакообразования:

а температуры начала, конца размягчения, температурный интервал плавления железорудных материалов; ■ толщина зоны вязкопластичного состояния материалов;

• состав шлака при температурах начала плавления и расплавления ЖРМ;

• политермы вязкости шлака.

Состав и свойства конечного шлака:

• выход и состав шлака;

• вязкость шлака при различных температурах, политермы вязкости;

• масса серы, вносимая в печь, коэффициент распределения серы._

Газодинамические параметры:

• эквивалентный диаметр, лорозность слоя шихты, коэффициент сопротивления шихты, степень уравновешивания шихты газовым потоком;

• критический расход дутья и перелады давления.

Проектный период:

• виды, весовые доли, химические и гранулометрические составы железорудных материалов и флюсов;

• физические свойства и химический состав кокса;

• параметры комбинированного дутья;

• проектный состав чугуна (кроме серы).

Показатели плавки:

• удельные расходы железорудных материалов;

• производительность печи; - удельный расход кокса.

Агломерат:

• состав;

• расходы компонентов аглошихты.

Зона первичного шлакообразования

(аналогично Базовому периоду).

Состав и свойства конечного шлака (аналогично базовому периоду) + коэффициент распределения содержания серы а чугуне.

Газодинамические параметры

(аналогично базовому периоду).

Диагностика режимов

• шлакового;

• газодинамического; »сопоставление показателей.

Рис. 1. Структура модели выбора состава железорудного сырья и флюсов

Необходимость блока «Настройка» в структуре модели, включающего подсистемы «Нормативно-справочная информация»; «Корректировочные коэффициенты»; «Настройка диагностики», обусловлена требованиями настройки модели на конкретные условия функционирования системы. Производительность доменной печи и удельный расход кокса определяют основные технико-экономические показатели доменной плавки. Показано, что в рамках решаемых в работе задач для учета влияния свойств железорудного сырья, кокса и параметров комбинированного дутья достаточно использовать нормативные коэффициенты расчета расхода кокса и производительности печи. Такой анализ выполняется при сопоставлении периодов работы доменных печей с различными значениями технологических параметров доменной плавки, определяющих величины удельного расхода кокса и производительность. В основе этого анализа лежат количественные соотношения между изменившимися параметрами (факторами) и удельным расходом кокса (производительностью доменных печей). В связи с этим подсистема теплового режима на рис. 1 не показана.

В модели предусмотрена возможность учета следующих свойств железорудных материалов; химического состава, гранулометрического состава, восстановимости, прочности при восстановлении (метод RDI) и температур:

• температуры начала плавления (размягчения), которая соответствует началу усадки - температуре образования первых порций жидких фаз;

• температуры плавления (расплавления), которая соответствует температуре появления подвижного шлакового расплава.

Оценка физико-химических и физико-механических свойств кокса осуществлялась по: техническому составу; гранулометрическому составу; прочности кокса: холодной (показатели М25, М40, М10) и «горячей» (CSR); реакционной способности кокса (показатель CRI). При разработке модели учитывалось, что между реакционной способностью кокса и его «горячей» прочностью существует тесная корреляционная связь - увеличение реакционной способности кокса приводит к снижению «горячей» прочности кокса.

В третьей главе «Модель выбора состава железорудного сырья и флюсов в аглодоменном производстве» приведено описание модели расчета состава агломерата, свойств первичного и конечного шлаков, расчета газодинамических параметров.

Расчет свойств агломерата. Предусмотрены два варианта расчета свойств агломерата:

1. Расчет на заданную основность агломерата (определяется расход известняка).

2. Расчет состава агломерата при известном расходе флюсов.

Структура модели расчета состава агломерата и расхода компонентов

аглошихты на заданную основность агломерата представлена на рис. 2.

Рис. 2. Структура модели расчета состава агломерата и расхода компонентов

аглошихты

В основе решения задачи расчета состава агломерата лежит система двух уравнений: материального баланса и основности агломерата.

Моделирование свойств первичного шлака включает блоки:

• определения температур начала плавления и конца размягчения железорудных материалов, толщины зоны вязкопластичного состояния материалов;

• расчета изменения количества и состава первичного шлака по высоте зоны вязкопластичного состояния материалов;

• расчета изменения вязкости первичного шлака по высоте зоны вязкопластичного состояния материалов.

Структура модели расчета параметров первичного шлака приведена на рис. 3. При расчете состава и выхода первичного шлака:

1) предполагалось, что прямое восстановление оксида железа осуществляется при температуре выше 1000°С, поэтому содержание монооксида железа при этой температуре (РеОпр) определяется степенью прямого восстановления;

2) принимались во внимание результаты исследований, выполненные И.Д. Баллоном, что содержание монооксида железа при 1000°С составляет 50% (РеОгф0), а содержание монооксида железа при 1350°С - 3,0%(Ре01ШО). С учетом этих данных принималось, что содержание РеО в первичном шлаке при температуре 1350°С составит РеОи,=РеОга,/РеОПРО - РеО™,;

Рис. 3. Структура модели расчета параметров первичного шлака

3) учитывалось, что зола кокса и флюсы не участвуют в процессах первичного шлакообразования и поэтому в расчете состава и выхода шлака не учитываются;

4) использовалось допущение об экспоненциальной зависимости содержания монооксида железа от температуры расплава.

Для расчета температур начала размягчения (плавления) (Тш) и расплавления (плавления) (Тр) использовались опубликованные в литературе данные и известные эмпирические уравнения. При определении температурного интервала зоны вязкопластичного состояния материалов, толщины вязкопластичного состояния материалов (Ьвп) использовались допущения о том, что газодинамическую напряженность зоны вязкопластичных масс создает слой железорудных материалов с момента 50%-ной усадки слоя, а также об экспоненциальном изменении температур в пределах нижней ступени теплообмена. Для расчета вязкости первичного шлака выполнена аппроксимация известных данных вязкости шлака (эталонный состав) в диапазоне температур 1200 - 1350 °С, имеющего следующий состав: РеО = 0%, 6% и 12%, М§0 = 10%, А120з =10%, основности шлака Са0/8Ю2=1,0. В дальнейшем осуществляется поправка на вязкость шлака в случае отклонения от эталонного состава основности, содержания А120з и

Таким образом, предложенная модель позволяет определять:

1) температурный интервал и толщину зоны вязкопластичного состояния железорудных материалов;

2) изменение состава первичного шлака по высоте зоны;

3) изменение вязкости по толщине зоны вязкопластичного состояния железорудных материалов.

Моделирование свойств конечного шлака включает блоки:

• блок определения выхода, состава и политермы вязкости конечного шлака;

• блок расчета десульфурирующей способности шлака и содержания серы в чугуне;

• блок диагностики шлакового режима.

Структура модели расчета параметров конечного шлака приведена на рис. 4.

Рис. 4. Структура модели расчета параметров конечного шлака

В основе расчета выхода и состава шлака (содержание в шлаке CaO, Si02, AI2O3, MnO, MgO, ТЮ2) лежат уравнения материальных балансов основных химических элементов и их соединений. Выход шлака рассчитывается по балансу шлакообразующих элементов. В основе аналитического расчета вязкости шлака лежат математическая обработка диаграммы тройной шлаковой системы СаО-АЬОз-вЮг при температурах 1400 и 1500°С в области реальных значений доменных шлаков и известная зависимость вязкости гомогенных шлаковых расплавов от температуры. Предусмотрено введение поправки на содержание в шлаке других оксидов (MgO и др.).

Параметрами полученной политермы вязкости являются:

• температура плавления шлака, за которую принимается такое значение температуры, при которой вязкость шлака равна 2,5 Г1а-с (25 пуаз)(г");

• температура шлака, соответствующая предельно допустимой вязкости шлака, условно принята равной 0,7 Пас(7 пуаз)( t^);

• вязкость шлака при заданной температуре: на выпуске (>!„,)> при температуре 1400°С - (л!Г). ПРИ температуре I500°C-(ri™0);

• градиенты вязкости шлака Дт$, Ац\™:

о Дт$ - показывает, насколько быстро шлак теряет подвижность в области пониженных температур («короткий» или «длинный» шлак) и численно равный изменению вязкости шлака при увеличении температуры шлака на 1°С в диапазоне вязкости шлака от 2,5 Па-с (25 пуаз) до 0,7 Па-с(7 пуаз); о Дт^'м - показывает, насколько устойчив шлак в области конечных (рабочих) температур, численно равный изменению вязкости шлака на 1°С в пределах от 1400 до 1500°С.

Оценка десульфурирующей способности шлака и прогнозного содержания серы в чугуне. В основе расчета изменения содержания серы в чугуне лежит баланс серы, который составляется из всех серосодержащих компонентов шихты, шлака и чугуна. Отношение коэффициента распределения серы в проектном периоде (Ls) по отношению к базовому (L6S) определяется по уравнению, полученному на основании обработки опытных данных работы доменных печей ОАО «ММК»:

>ё| ТГ |==а01В(В/В6)+а1(1ш-1ш6)-а21Ё(П/т16)+аз18

где ао, аь а2, аз - постоянные коэффициенты, определяемые методом параметрической идентификации по информации о работе печи в базовый период; В - обобщенная основность шлака (по И.С. Куликову); ^ -коэффициент активности серы в чугуне; Рм- парциальное давление монооксида углерода в горновом газе; индекс «б» указывает на то, что значение параметра рассчитывается по текущей информации для базового периода, а параметр без индекса - для проектного периода.

Моделирование газодинамического режима. Целью моделирования является оценка влияния параметров дутья и загружаемой шихты на перепад давления в доменной печи. Структура блока моделирования дутьевого и газодинамического режимов приведена на рис. 5. В основе моделирования процессов газодинамики лежит общеизвестное линеаризованное уравнение Эгона, позволяющее оценить влияние параметров шихты, газа, расплава и характера взаимодействия между этими потоками. В качестве критерия

устойчивости слоя шихты в печи при воздействии на него газового потока принимается степень уравновешивания (СУ) шихты газом.

Рис. 5. Структура модели газодинамического режима

При определении оптимального состава шихты, подбора рациональных дутьевых параметров неизбежно решение оптимизационных задач, т.к. приходится при выборе оптимальных управляющих воздействий учитывать комплекс ограничивающих параметров. В общем случае эти ограничения сводятся к следующему:

• обеспечение нормального теплового состояния печи;

• реализация рационального газодинамического режима;

• обеспечение нормального шлакового режима;

• получение чугуна с допустимым содержанием в нем серы.

При решении задач оптимизации предусмотрен учет следующих ограничений: теоретической температуры горения на фурмах (Тф), СУ, t)!Ó7, , Дтсодержания серы в чугуне [S]. Предельно допустимые

значения величин Тф, СУ, г^Г> Л™ > д1о,7 > дПм(га определялись путем анализа численных значений этих показателей в базовые периоды, которые характеризуются хорошим шлаковым и газодинамическим режимом, методом экспертных оценок. Это позволяет осуществлять настройку модели на реальный процесс путем формализации опыта инженерно-технического и технологического персонала. Предусмотрены следующие варианты целевых

функции: минимум удельного расхода кокса; максимум производительности; свертка указанных критериев с возможностью настройки весового коэффициента. В математическом плане решение задачи оптимизации не вызывает затруднений, поскольку имеется богатый выбор компьютерных инструментальных средств для решения подобного класса задач.

В четвертой главе «Реализация комплекса задач выбора состава шихты и дутьевых параметров■» представлено обоснование выбора модели жизненного цикла программного обеспечения, приведено описание основных этапов разработки, показателей качества, принципов проектирования программного продукта. При этом использовалась спиральная модель жизненного цикла, что позволило переходить на следующий этап создания программного продукта, не дожидаясь полного завершения работы на текущем этапе.

Были зафиксированы следующие требования к функциональным возможностям:

• настройка пакета на конкретные условия функционирования объекта;

• расчет состава доменной шихты при заданных весовых долях ее компонентов;

• расчет состава агломерата для проектного периода при известном составе компонентов шихты;

• расчет комплекса параметров, характеризующих шлаковый, газодинамический и тепловой режимы доменной плавки;

• вывод результатов расчета в отчеты:

о «состав и свойства первичного шлака» - выход, химический

состав, вязкость шлака при различных температурах; о «состав и свойства конечного шлака» - выход, химический состав, вязкость шлака при различных температурах, значения градиентов вязкости;

о «прогноз серы в чугуне» - коэффициенты распределения серы

между чугуном и шлаком, прогнозное содержание серы в чугуне; о «газодинамика» - верхний, нижний и общий перепады давления; степень уравновешивания шихты; расход дутья; скорость фильтрации газа (в области горна, распара и колошника); о «диагностика» - диагностика шлакового и газодинамического режимов;

• представление результатов расчета комплекса параметров в табличном и графическом виде, удобном для проведения сопоставления различных вариантов расчета;

• возможность экспорта исходных данных и результатов расчета в формат, совместимый с офисными пакетами;

• сохранение и возможность повторного использования входных значений расчета в файлах с данными;

• наличие справочной системы. I

На основании данных требований было разработано программное обеспечение «Выбор состава железорудного сырья и флюсов». В ходе разработки программного обеспечения были сформированы наборы модульных тестов и перед каждой передачей очередной версии программного обеспечения технологическому персоналу проводилось автоматическое модульное тестирование. Благодаря этому этапу было достигнуто существенное повышение качества и надежности программного обеспечения.

Функциональные возможности продукта позволяют:

• производить выбор и настройку исходных условий расчета;

• сохранять и загружать исходные данные для расчета в виде отдельных файлов данных;

• вести различные варианты расчета параметров;

• получать твердые копии результатов расчета с возможностью их предварительного просмотра; экспорт данных в другие приложения. Имеется возможность получения полной справочной информации.

Приложение расчета позволяет оперировать с неограниченным количеством как базовых, так и проектных периодов. При этом эти периоды могут находиться в различных отношениях между собой, возможна любая комбинация проектных и базовых периодов. В основу разработки информационно-моделирующей системы положена современная трехзвенная архитектура (рис. 6):

Источники данных

•. мастера • дэмйимо ' ■йдая Д

;Сервйрэ АСУП ; ;

Сервер без данных

Сервер приложений

Клиент

База данных доменного меха

**{/"'^Базов^й-период, -•>?•')

£

>/ Настрбйка I

X

эч

[РжчвТ «о«а».'

^дгпомарзта

сПрдектный перияГ

• Расчет показателей ■

. плавки' — *.

^."Диагностика режимов

1 1 1 1 1 1 1 1 М* 1 ^

1 1

И' 1 1 1 1

5 1.

о. '1 1 1

I 1 1 1 ) 1 1 1 1 ' Л < &

ц 1 1 1 1 >

1 1 1 1

¿ВОДИМЫ*;*

'(Вк^уаЬимйй^;

Л 1 данных:1.-.;

Ьяь? *

«н

Л1

Рис. 6. Архитектура информационно-моделирующей системы выбора состава железорудных компонентов шихт в аглодомениом производстве

При такой архитектуре помимо клиента и сервера баз данных присутствует сервер приложений, выполняющий роль промежуточного звена, что обеспечивает известные преимущества при интеграции программного обеспечения в единое информационное пространство крупного металлургического предприятия. Предусмотрено вспомогательное программное

обеспечение, позволяющее в автоматическом режиме формировать файлы с исходными данными для расчета на основании данных о работе, находящихся в единой базе данных предприятия.

С помощью программного обеспечения проведен анализ шлакового режима различных периодов работы доменных цехов ОАО «ММК», ОАО «Северсталь», ОАО «НТМК» и даны рекомендации по корректировке состава железорудной части шихты. Фрагмент вариантов расчета применительно к условиям ОАО «ММК» приведен в таблице. «Проект 1» соответствует варианту плавки при увеличении доли в железорудной части шихты местного агломерата с 0,578 до 0,65 и при уменьшении доли окатышей ССГОКа с 0,303 до 0,230. При этом основность конечного шлака была высокой (СаО/БЮг =1,144), шлак относился к классу «коротких»: Дт|„'=0,43, в области высоких температур вязкость была пониженная. Для обеспечения нормального хода плавки необходима корректировка шлакового режима, например путем ввода кварцита в доменную шихту. Этот вариант моделирования представлен в режиме «Проект 1.1». В «Проекте 2» весовые доли агломерата ОАО «ММК» и окатышей ССГОК в железорудной части шихты приняты одинаковыми, равными 0,440. В этом варианте плавки основность конечного шлака низкая (СаО/БЮг =1,061), вязкость шлака в области рабочих температур высокая, т.е. такой режим плавки затруднен. При этом наблюдается и повышенное содержание серы в чугуне. Корректировка основности шлака путем ввода в доменную шихту известняка (вариант «Проект 2.1») и одновременном повышении содержания кремния в чугуне на 0,1% хотя и позволяет обеспечить приемлемый шлаковый режим, но приведет к увеличению расхода кокса. «Проект 3» иллюстрирует результаты расчетов при частичной замене окатышей ССГОК окатышами МихГОК, доля последних в железорудной части шихты возросла с 0,084 до 0,184, при этом корректировка шлакового режима осуществлялась расходом известняка в доменную шихту. Следует отметить, что такой вариант шихтовки хотя и обеспечивает рациональный шлаковый режим, но будет достигнут за счет перерасхода кокса и понижения производительности. В «Проекте 4» представлен вариант расчета параметров плавки при увеличении расхода природного газа с 96,9 до 110 м3 /т чугуна. Обеспечение рационального шлакового режима плавки режима при неизменном составе железорудной части шихты на уровне базового периода возможно при понижении содержания кремния в чугуне на 0,05%.

Разработанное программное обеспечение предназначено для автоматизированного рабочего места технологического персонала доменного цеха. Его использование свидетельствует об адекватности разработанной модели, возможности адаптации модели, настройки пакета на конкретные условия функционирования системы и позволяет в режиме «советчика» выбирать виды материалов, их расходы для получения требуемого шлакового режима, а также оценивать газодинамический режим и технико-экономические показатели доменной плавки.

Проектные показатели работы доменной печи при изменении параметров плавки

Показатели Периоды

Базовый Проект 1 Проект 1.1 Проект 2 Проект 2.1 Проект 3 Проект 4

Производительность, т/сутки 3616 3590 3586 3654 3614 3585 3630

Кокс сухой скиповый, кг/т чугуна 425,0 426,6 427,0 422,6 427,3 428,9 412,8

Расчетный выход шлака, кг/т чугуна 279,3 291,5 295,5 256,8 258,5 288,9 279,2

Расход дутья, м3/мин 3354 3330 3326 3390 3353 3326 3368

Расход природного газа, м3/т чугуна 96,9 96,9 96,9 96,9 96,9 96,9 110

Состав чугуна, % 0,55 0,55 0,55 0,55 0,65 0,55 0,50

Б 0,0150 0,0118 0,0149 0,0202 0,0164 0,0145 0,0151

Состав шлака, СаО% 40,50 41,21 40,64 38,99 39,97 41,35 40,48

ЭЮ2 36,25 36,02 36,88 36,74 35,78 37,08 36,41

аьо3 11,88 11,48 11,33 12,72 12,69 10,93 11,75

м§о 7,58 7,64 7,52 7,45 7,46 7,10 7,57

СаО/БЮ, 1,117 1,144 1,102 1,061 1,117 1,115 1,112

Расход железорудных материалов, кг/т чугуна 1632,1 1641,9 1671,5 1615,5 1615,5 1629,7 1632,1

Весовые доли ЖРМ: агломерат ММК 0,578 0,650 0,650 0,440 0,440 0,578 0,578

окатыши ССГОК 0,303 0,230 0,230 0,440 0,440 0,203 0,303

окатыши КачГОК 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035

окатыши МихГОК 0,084 0,084 0,084 0,084 0,084 0,184 0,084

Содержание Бе в шихте, % 59,5 59,1 59,1 60,1 60,1 59,6 59,5

Расход известняка, кг/т чугуна 0,0 0,0 0,0 0,0 6,0 20,0 0,0

Расход кварцита, кг/т чугуна 0,0 0,0 4,0 0,0 0,0 0,0 0,0

Свойства первичного ишака Т1т ,°С 1180,2 1183,5 1183,5 1173,7 1173,7 1172,7 1180,3

ТР,°С 1298,8 1297,8 1297,8 1300,7 1300,7 1295,1 1298,9

Ьвп, м 1,293 1,246 1,246 1,387 1,374 1,334 1,299

Показатели Периоды

Базовый Проект 1 Проект 1.1 Проект 2 Проект 2.1 Проект 3 Проект 4

Состав шлака при Тш, % СаО 41,15 41,90 41,89 39,58 39,55 39,46 41,26

в Юг 33,01 32,88 32,87 33,28 33,26 34,98 33,09

А1203 7,70 7,46 7,46 8,20 8,20 7,04 7,72

МЙО 8,57 8,64 8,64 8,43 8,42 8,14 8,59

РеО 9,6 9,1 9,1 10,5 10,6 10,4 9,4

Вязкость шлака при Тш, пуаз 96,6 98,9 98,8 93,5 93,5 83,3 96,9

Состав шлака при ТР, % СаО 43,63 44,23 44,23 42,34 42,33 42,13 43,68

БЮ2 34,99 34,71 34,71 35,61 35,60 37,34 35,02

А1203 8,16 7,87 7,87 8,78 8,77 7,51 8,17

МйО 9,08 9,12 9,12 9,02 9,01 8,69 9,09

БеО 4,13 4,07 4,08 4,26 4,29 4,33 4,04

Вязкость шлака при ТР, пуаз 10,9 11,2 11,2 10,3 10,3 10,7 11,0

Свойства конечного шпака: В 1,25 1,26 1,24 1,21 1,24 1,24 1,24

М о р 1364,6 1368,4 1363,6 1364,1 1364,5 1364,6 1364,2

ор ШЯ ' 1419,8 1410,5 1419,4 1442,5 1427,1 1414,9 1420,1

П™, пуаз 2,33 1,79 2,34 3,50 2,55 2,11 2,42

п'Г.пуа3 10,29 9,07 10,16 12,89 11,24 9,57 10,30

п!,Г,пуаз 2,55 1,95 2,56 3,84 2,95 2,30 2,58

Дт$,пуз/°С 0,33 0,43 0,32 0,23 0,29 0,36 0,32

Ап',™, пуз/°С 0,077 0,071 0,076 0,091 0,083 0,073 0,077

, ДОЛИ 73,7 87,0 70,0 53,6 73,4 72,3 71,7

--;--:--:--!--

Давление дутья -273 кПа, температура -1190°С, влажность 2,8 г/м , содержание кислорода -25%,

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1. Разработан комплекс моделей расчета параметров первичного и конечного шлаков, выбора дутьевых параметров доменной печи, прогнозирования шлакового и газодинамического режимов, качества выплавляемого чугуна в рамках решения задач выбора состава шихты.

2. Введен новый метод диагностики шлакового режима доменной плавки. Предложены критерии (градиенты вязкости), использующиеся при оценке устойчивости конечного шлака. Разработана имитационная модель расчета проектного состава и свойств агломерата.

3. Сформулированы и решены задачи определения оптимального состава шихты, подбора рациональных дутьевых параметров с учетом ограничений на тепловой, шлаковый и газодинамический режимы доменной плавки, получения чугуна с допустимым содержанием в нем серы.

4. Учитывая тот факт, что процессы, происходящие в доменной печи, не поддаются полному математическому описанию на фундаментальном уровне, т.е. относятся к классу недостаточно структурированных систем, при разработке комплекса моделей и их настройке использовался опыт инженерно-технологического персонала.

5. Создано программное обеспечение «Расчет состава железорудного сырья и флюсов», предназначенное для автоматизированного рабочего места инженерно-технологического персонала доменной печи.

6. Показано, что разработанный комплекс моделей позволяет решать технологические задачи определения дутьевых параметров, расходов флюсов, железорудных материалов, обеспечивающих рациональный режим работы доменной печи.

7. Пакет прикладных программ «Расчет состава железорудного сырья» передан центру АСУ ОАО«ММК» и используется для расчета составов железорудного сырья и флюсов. Материалы диссертации внедрены в учебный процесс в ГОУ ВПО УГТУ-УПИ при преподавании соответствующих дисциплин.

Таким образом, в диссертационной работе представлено решение новых задач по повышению эффективности доменной плавки на основе выбора состава доменной шихты методом математического моделирования.

Статьи, опубликованные в научных журналах, входящих в перечень ВАК 1. Современные принципы построения и реализации компьютерных систем поддержки принятия решений для управления сложными системами в металлургии (на примере доменной плавки) / Н.А. Спирин, C.B. Казанцев, А.И. Перминов, К.А. Щипанов //Известия вузов. Черная металлургия. 2005. №4. С.65-67.

2. Моделирование шлакового режима доменной плавки / H.A. Спирин, О.П. Онорин, В.Ю. Рыболовлев, А.И. Перминов, К.А. Щипанов // Известия вузов. Черная металлургия. 2005. №8. С.51-55.

3. Повышение эффективности работы доменного цеха путем оптимального использования топливно-энергетических ресурсов / В.В. Лавров, НА. Спирин, И.А. Бабин, А.И. Перминов, A.A. Бурыкин // Сталь. 2008. №4. C.10-I3.

4. Решение технологических задач выбора состава железорудного сырья в аглодоменном производстве с использованием современных информационно-моделирующих систем /Н.А.Спирин, А.И Перминов, В.В.Лавров,

B.Ю. Рыболовлев, A.B. Краснобаев // Новые огнеупоры. 2008. №4. С.59-63.

Статьи в сборниках и доклады в трудах конференций

5. Принципы построения и реализация математических моделей оптимального управления сырьевыми и топливно-энергетическими ресурсами в аглодоменном производстве /Н.А.Спирин, В.Ю. Рыболовлев, В.В.Лавров, О.П. Онорин, А.И. Перминов // Труды IV Всероссийской научно-пракгичсской конференции «Системы автоматизации в образовании, науке и производстве». Новокузнецк, 2003. С.355-359.

6. Компьютерная система оптимального управления сырьевыми ресурсами современной доменной плавки /Н.А.Спирин, В.Ю. Рыболовлев, О.П. Онорин, А.И. Перминов // Труды III Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и технике». Пенза, ноябрь 2003 г.

7. Интегрированный пакет прикладных программ оптимального управления сырьевыми и топливно-энергетическими ресурсами в аглодоменном производстве /Н.А.Спирин, В.Ю.Рыболовлев, В.В.Лавров, О.П.Онорин, Л.Ю. Гилева, А.И. Перминов, К.А. Щипанов // Труды Международной научно-технической, конференции «Теория и практика производства чугуна». Украина. Кривой Рог, 24-27 мая 2004 г.С.487-490.

8. Пакет прикладных программ моделирования шлакового режима доменной плавки /Н.А.Спирин, О.П.Онорин, В.Ю.Рыболовлев, А.И.Перминов, К.А. Щипанов // Автоматизация технологических и производственных процессов, Магнитогорск: МГТУ, 2004. С.43-49.

9. Информационно-моделирующая система выбора параметров железорудного сырья в аглодоменном производстве. / А.И. Перминов, В.Ю. Рыболовлев, H.A. Спирин, О.П. Онорин; В.В.Лавров, И.А. Бабин //Труды V Всероссийской научно-практической конференции «Системы автоматизации в образовании, науке и производстве». Новокузнецк, 2005

C.282-284.

Ю.Харитонова А.Ф. Программное обеспечение информационно-моделирующей системы газодинамического режима доменной плавки /А.Ф.Харитонова, А.И. Перминов, H.A. Спирин // Энергетики и металлурги настоящему и будущему России. //Материалы 7-й Всероссийской научно-практ. конф. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2006. С.60-64.

П.Перминов А.И. Программное обеспечение выбора оптимального состава шихт в аглодоменном производстве / А.И. Перминов, М.М. Малашенко, НЛ.Спирин //Тезисы докладов Международной научной конференции «Информационно-математические технологии в экономике, технике и образовании». Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2006. С.180-181.

12. Модельная система поддержки принятия решений выбора оптимального состава шихт в аглодоменном производстве / H.A. Спирин, А.И. Перминов,

B.Ю. Рыболовлев, И.А. Бабин // Труды Международной научно-практической конференции «Металлургическая теплотехника: история, современное состояние, будущее. К 100-летию со дня рождения М.А. Глинкова. М.: 2006.

C.535-539.

13.Перминов А.И. Модельная система поддержки принятия решений выбора оптимального состава шихт в аглодоменном производстве / А.И. Перминов, H.A. Спирин // Научные труды X Отчетной конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. Екатеринбург, 2006.4.1. С.318-321.

14. Автоматизированная система оптимального управления сырьевыми ресурсами в аглодоменном производстве / H.A. Спирин, В.Ю. Рыболовлев,

A.И.Перминов, М.М.Малашенко, И.А.Бабин //Труды международной научно-практической конференции «Топливно-металлургический комплекс». Инженерная мысль. Екатеринбург, 2007. С.258-262.

15. Перминов А.И. Разработка программного обеспечения для интеграции модельной системы выбора состава железорудного сырья и флюсов с информационной структурой ОАО «ММК» / А.И. Перминов, И.В. Морозов, H.A. Спирин // Энергетики и металлурги настоящему и будущему России. Материалы 9-й Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и специалистов. Магнитогорск: МГТУ, 2008. С.84-87.

16. Разработка и реализация информационно-моделирующей системы управления комплексом доменных печей при изменении конъюнктуры рынка железорудного сырья и топлива /H.A. Спирин, В.В.Лавров,

B.Ю. Рыболовлев, A.B. Краснобаев, Л.Ю. Гилева, А.И. Перминов // III Международный конгресс «Пече-трубостроение: тепловые режимы, конструкция, автоматизация и экология. Москва, 04-06 июня 2008 г. С.40-47.

ИД № 06263 от 12.11.2001 г.

Подписано в печать Формат 60x84 1/16

Бумага писчая Плоская печать Усл.печл. 1,28

Уч.-изд.л. 1,4 Тираж 100 экз Заказ 534 Бесплатно

Редакционно-издательский отдел ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19 Ризография научно-исследовательской части ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1.1. Особенности работы доменных печей в 10 современных условиях

1.2. Математическое моделирование в исследовании 16 доменного процесса

1.3. Модельные системы поддержки принятия решений в 24 доменном производстве

1.4. Задачи диссертационного исследования

Глава 2. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТРУКТУРА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ 31 МОДЕЛИ ВЫБОРА СОСТАВА ЖЕЛЕЗОРУДНОГО СЫРЬЯ И ФЛЮСОВ

2.1. Физическая постановка задачи, декомпозиция 31 модели

2.2. Оценка физико-химических свойств железорудного 38 сырья и моделирование их влияния на показатели доменной плавки

2.3. Моделирование влияния физико-химических и 44 физико-механических свойств кокса на показатели доменной плавки

2.4. Выводы

Глава 3. МОДЕЛЬ ВЫБОРА СОСТАВА ЖЕЛЕЗОРУДНОГО

СЫРЬЯ И ФЛЮСОВ В АГЛОДОМЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

3.1. Модель расчета свойств агломерата

3.2. Моделирование свойств первичного шлака

3.3 Моделирование свойств конечного шлака

3.4. Моделирование газодинамического режима 72 доменной плавки

3.5. Метод выбора оптимального состава шихты

3.6. Выводы

Глава 4. РЕАЛИЗАЦИЯ КОМПЛЕКСА ЗАДАЧ ВЫБОРА 89 СОСТАВА ШИХТЫ И ДУТЬЕВЫХ ПАРАМЕТРОВ

4.1. Принципы построения и особенности 89 функционирования программного обеспечения

4.2. Реализация системы выбора состава железорудного 102 сырья и флюсов.

4.3. Примеры решения некоторых технологических задач

4.4. Выводы

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ 141 ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Актуальность работы

Масштабность выплавки стали предприятиями черной металлургии России, ее роль в мировом разделении труда определяют приоритетное значение доменного передела в системе производства металла сегодня и на дальнюю перспективу. Резервы современной доменной плавки реализованы далеко не полностью и реализация их является задачей первостепенной важности, поскольку более половины топлива, используемого предприятиями черной металлургии, приходится именно на доменное производство.

В настоящее время металлургические предприятия России работают при исключительной напряженности и нестабильности рынка железорудного сырья и коксующихся углей. В условиях рыночных отношений возрастает роль научно обоснованных решений, направленных на решения комплекса технологических задач по определению оптимального состава доменных и агломерационных шихт, подбора рационального шлакового, дутьевого, газодинамического и теплового режимов доменной плавки. Анализ литературных источников показал, что данная область теоретически изучена недостаточно. Теоретическая разработка методов анализа различных явлений доменного процесса и способов практического управления им значительно выросла за последние годы. Однако остаются нерешенными ряд вопросов, имеющих большое научное и практическое значение для доменного производства. Это определило потребность в разработке математической модели, учитывающей физику доменного процесса, основы теории тепломассообмена, газодинамику и влияние стандартных характеристик сырья на показатели доменной плавки. Необходимость ГОСТированных характеристик металлургического сырья для доменных печей, удобных для практического использования техническим персоналом, вытекает их требований по повышению точности и адекватности математической модели. Цель работы:

Повышение эффективности выплавки чугуна в доменных печах на основе выбор состава доменной шихты. Задачи исследования:

1. Разработка модели шлакового, теплового и газодинамического режимов доменной плавки с целью выбора:

• состава проплавляемого железорудного сырья,

• расхода флюсов,

• подбора дутьевых параметров.

2. Разработка имитационной модели расчета свойств агломерата и оценки показателей доменной плавки при изменении свойств шихтовых материалов и дутьевых параметров.

3. Совершенствование метода диагностики шлакового режима доменной плавки.

4. Разработка с использованием современных принципов соответствующего программного обеспечения.

5. Решение комплекса технологических задач по выбору состава аглодоменной шихты и дутьевых параметров.

Методы исследований базируются на использовании физических закономерностей основных процессов, протекающих в доменной печи, положений теории тепло- и массообмена. При разработке программного обеспечения использовалась современная технология объектно-ориентированного программирования.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

• разработан комплекс моделей шлакового и газодинамического режимов доменной плавки применительно к решению задач выбора состава компонентов железорудного сырья и флюсов доменной (агломерационной) шихты и подбора дутьевых параметров;

• разработана интегрированная модель расчета проектного состава и свойств агломерата и оценки показателей доменной плавки при изменении свойств шихтовых материалов и дутьевых параметров;

• обоснованы дополнительные критерии диагностики шлакового режима доменной плавки;

• разработано соответствующее программное обеспечение. Практическая значимость

Теоретические исследования завершены созданием программного обеспечения для выбора состава железорудного сырья, флюсов, кокса и прогнозирования показателей доменной плавки. Полученные в ходе выполнения работы результаты найдут практическое применение при:

• планировании поставок железорудного сырья для аглодоменного производства, что повысит технико-экономические показатели работы доменных печей;

• создании и развитии прикладных инструментальных систем исследования, моделирования и обучения с учетом технических возможностей современных систем управления сложными агрегатами и комплексами в металлургии;

• разработке автоматизированных рабочих мест инженерно-технологического персонала;

• преподавании дисциплин для студентов соответствующих специальностей.

Достоверность полученных положений, выводов и рекомендаций доказывается использованием современной методов и технологии разработки программного обеспечения для автоматизированного управления технологическими процессами, сопоставлением результатов моделирования с производственными данными, а также соответствием полученных результатов современным представлениям о закономерностях доменного процесса.

Использование результатов работы. Разработанные модели явились основой практической реализации пакета прикладных программ «Выбор состава железорудного сырья и флюсов», предназначенного для АРМ инженерно-технического персонала металлургических заводов, имеющих доменное производство. Пакет прикладных программ внедрен на ОАО «ММК».

Материалы диссертации внедрены в учебный процесс в ГОУ ВПО УГТУ-УПИ для специальности 150103 - Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей, направление 651300 -Металлургия (дипломированные специалисты) при преподавании дисциплин: «Моделирование процессов и объектов в металлургии», «Информационные технологии в металлургии».

Личный вклад автора состоит в разработке моделей выбора состава железорудного сырья, создании соответствующего программного обеспечения и решении на их основе технологических задач. Предмет защиты:

• модель шлакового, теплового и газодинамического режима доменной плавки для решения задач выбора состава железорудного сырья, расхода флюсов и подбора дутьевых параметров;

• усовершенствованный метод диагностики шлакового режима;

• модель расчета проектных показателей плавки при изменении свойств загружаемых материалов и дутьевых параметров;

• программное обеспечения для выбора состава железорудного сырья и подбора дутьевых параметров.

Апробация работы

Материалы исследований доложены на конференциях:

• Международного уровня: научно-технической конференции «Теория и практика производства чугуна» (Украина. Кривой Рог, 2004 г.); научно-практической конференции «Металлургическая теплотехника: история, современное состояние, будущее». К столетию со дня рождения М.А. Глинкова (Москва, 2006 г.); научной конференции «Информационно-математические технологии в экономике, технике и образовании» (Екатеринбург, 2006 г.); научно-практической конференции «Топливно-металлургический комплекс» (Екатеринбург, 2007 г.); конгрессе «Пече-трубостроение: тепловые режимы, конструкция, автоматизация и экология (Москва, 2008 г.).

• Всероссийского уровня:

IV и V научно-практической конференции «Системы автоматизации в образовании, науке и производстве» (Новокузнецк, 2003,2005 гг.); Ill Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и технике» (Пенза, 2003 г.); 7, 9-й научно-практической конференции «Энергетики и металлурги настоящему и будущему России» (Магнитогорск, 2006, 2008 гг.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 16 печатных работах, в том числе 4 научные публикации в изданиях, рекомендованных ВАК, и 12 статей и докладов в сборниках трудов конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 157 страницах машинописного текста, включая 42 рисунка, 10 таблиц, и состоит из общей характеристики работы, 4 глав, заключения, библиографического списка из 177 источников отечественных и зарубежных авторов и 2 приложений.

4.4. Выводы

1. Разработанное программное обеспечение «Выбор состава железорудного сырья и флюсов» предназначено для автоматизированного рабочего места технологического персонала доменного цеха.

2. Пакет прикладных программ позволяет рассчитывать составы доменной шихты, дутьевые и газодинамические параметры, имеет дружественный интуитивно понятный интерфейс пользователя и следующие функциональные возможности:

• выполнять расчет и сопоставление параметров работы доменной печи для неограниченного числа периодов;

• производить настройку пакета на конкретные условия работы объектов;

• осуществлять диагностику шлакового и газодинамического режимов;

• прогнозировать параметры, характеризующие работу печи при заданных весовых долях и составах загружаемого в печь ЖРМ и флюсов и параметрах комбинированного дутья;

• осуществлять корректировку работы доменной печи (подбор состав местного агломерата) при изменении свойств ЖРС и кокса в результате изменения поставок;

• представлять результаты в виде табличной, графической формах, осуществлять экспорт в электронные таблицы Microsoft Excel; документы Microsoft Word, Portable Document Format(PDF) и в виде графических файлов(Т1РР, BMP, JPG);

• сохранять и использовать в дальнейшем различные варианты расчетов в файлах-данных.

3. Показано, что с использованием разработанного программного обеспечения возможно оценивать газодинамический, шлаковый, тепловой режимы доменной плавки, исследовать влияние на них различных входных факторов, решать задачи выбора состава железорудной части шихты и дутьевых параметров.

4. Использование подсистемы расчета шихт на ОАО «ММК» в рамках современных автоматизированных систем управления доменной плавкой свидетельствует об адекватности разработанной модели, корректности используемого вычислительного алгоритма, возможности адаптации модели, настройки пакета на конкретные условия функционирования системы и позволяет в режиме «советчика» выбирать виды материалов и их расходы для получения требуемого шлакового режима, а так же оценивать газодинамический режим доменной плавки.

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1. Разработан комплекс моделей расчета параметров первичного и конечного шлака, выбора дутьевых параметров доменной печи, прогнозирования шлакового и газодинамического режимов, качества выплавляемого чугуна в рамках решения задач выбора состава шихты.

2. Введен новый метод диагностики шлакового режима доменной плавки. Предложены критерии (градиенты вязкости), использующиеся при оценке устойчивости конечного шлака. Разработана имитационная модель расчета проектного состава и свойств агломерата.

3. Сформулирована и решена задача определения оптимального состава шихты, подбора рациональных дутьевых параметров с учетом ограничений на тепловой, шлаковый и газодинамический режимы доменной плавки, получение чугуна с допустимым содержанием в нем серы.

4. Учитывая тот факт, что процессы, происходящие в доменной печи, не поддаются полному математическому описанию на фундаментальном уровне, т.е. относятся к классу недостаточно структурированных систем, при разработке комплекса моделей и их настройке использовался опыт инженерно-технологического персонала.

5. Создано программное обеспечение «Расчет состава железорудного сырья и флюсов», предназначенное для автоматизированного рабочего места инженерно-технологического персонала доменной печи.

6. Показано, что разработанный комплекс моделей позволяет решать технологические задачи определения дутьевых параметров, расходов флюсов, железорудных материалов, обеспечивающих рациональный режим работы доменной печи.

7. Пакет прикладных программ «Расчет состава железорудного сырья» передан центру АСУ ОАО ММК и используется для расчета составов железорудного сырья и флюсов. Материалы диссертации внедрены в учебный процесс в ГОУ ВПО УГТУ-УПИ при преподавании соответствующих дисциплин.

Таким образом, в диссертационной работе представлено решение новых задач по повышению эффективности доменной плавки на основе выбора состава доменной шихты методами математического моделирования.

Автор диссертации выражает глубокую благодарность главному доменщику ОАО «ММК», к.т.н. Терентьеву В.П., ведущему специалисту доменного цеха, заслуженному металлургу РСФР, Лауреату премии Правительства Российской Федерации в области науки и техники Косаченко И.Е., начальнику отдела управления информационных технологий ОАО «ММК» к.т.н. Рыболовлеву В.Ю., начальнику отдела АСУ агло-доменного производства Краснобаеву A.B., заместителю начальника технического управления ОАО «ММК» по аглодоменному производству Гибадулину М.Ф. и другим работникам ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» за неоценимую помощь и советы при постановке, обсуждении и внедрении результатов исследований.

За ценные советы, постоянное внимание и поддержку в работе признателен научному руководителю д.т.н., профессору Спирину H.A., главному научному сотруднику ГНЦ РФ ОАО «Уральский институт металлов», доценту, к.т.н. Онорину О.П., доценту, к.т.н. Лаврову В.В., доценту, к.т.н. Гилевой Л.Ю. и другим сотрудникам кафедр «Теплофизика и информатика в металлургии» и «Металлургия железа и сплавов» ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ».

Автор диссертации благодарит заслуженного деятеля науки и техники РФ, профессора, д.т.н. Ярошенко Ю.Г. за внимательное прочтение рукописи и ценные замечания, которые, несомненно, способствовали улучшению содержания представленного материала.

1. Шатлов В.А. Состояние производства чугуна и технологии доменной плавки в России // Теория и практика производства чугуна: Сборник трудов международной научно-технической конференции. Кривой Рог: Криворожсталь, 2004. С.22-27.

2. Шатлов В.А. Состояние доменного производства России // Сталь, № 7, 2003. С. 3-5.

3. Труды VII Международного Конгресса доменщиков. Москва-Череповец. 9-12.09.2002.

4. Юсфин Ю.С. Доменная печь агрегат XXI века / Ю.С. Юсфин, И.Г. Товаровский, П.И. Черноусов, В.А. Шатлов // Сталь, №8, 1995, С.1-8.

5. Сысоев Н.П. История развития и современное состояние доменного процесса //Металлург, №1, 2002, С.37-39.

6. ПусА. Будущее доменных печей // РЖ «Производство чугуна», №5, 1991, Реф.5В.144.

7. Лякишев Н.П. // Сталь, №1, 1991, С.1-6.

8. Савчук H.A. Доменное производство на рубеже XXI века / H.A. Савчук, И.Ф. Курунов // АО «Черметинформация» .Новости черной металлургии за рубежом, 2000. 42С.

9. Вегман Е.Ф. Металлургия чугуна: Учебник для вузов / Е.Ф. Вегман, Б.Н.Жеребин, А.Н. Похвиснев, Ю.С. Юсфин, В.М. Клемперт. М.: Металлургия, 1989. 512С.

10. Товаровский И.Г. Анализ показателей и процессов доменной плавки./ И.Г. Товаровский, В.В. Севернюк. Днепропетровск: ПОРОГИ, 2000. 420С.

11. Товаровский И.Г. Эволюция доменной плавки. / И.Г. Товаровский, В.П. Лялюк Днепропетровск: ПОРОГИ, 2001. 424С.

12. Товаровский И.Г. Совершенствование и оптимизация параметров доменного процесса. М.: Металлургия, 1987. 192С.

13. Товаровский И.Г. Доменная плавка. Эволюция, ход процессов, проблемы и перспективы: Монография. Днепропетровск: Пороги, 2003. 596С.

14. Вегман Е.Ф. Металлургия чугуна: Учебник для вузов. 3-е изд. / Е.Ф. Вегман, Б.Н.Жеребин, А.Н. Похвиснев, Ю.С. Юсфин и др. -М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. -774С.

15. Дмитриев А.Н. Основы теории и технологии доменной плавки /А.Н.Дмитриев, Н.С.Шумаков, Л.И.Леонтьев, О.П. Онорин. Екатеринбург: УрО РАН, 2005. 545С.

16. Лисиенко В.Г. Структура трехуровневой АСУ ТП доменной печи с использованием логико-количественной экспертной системы: Учебное пособие / В.Г. Лисиенко, Е.Л. Суханов, В.А. Морозова, Ю.Н. Овчинников. Екатеринбург: УГТУ-УПИ. 2004. 82С.

17. Курунов И.Ф. Шихтовые материалы, кокс, эксплуатация и показатели работы доменных печей // Сталь, № 3, 2001, С.7-13.

18. Котухов В.И. Разработка АСУТП нового поколения для доменной печи № 5 КМК / В.И. Котухов, C.B. Коршиков, Г.Я. Анисимов, А.Е. Кошелев, В.А. Шанин // Сталь, № 4, 1993, С.22-25.

19. Тараканов А.К. Совершенствование средств контроля и управления доменной плавкой //Труды V Международного конгресса доменщиков. -Днепропетровск: Пороги, 1999. С.37-42.

20. Изюмский H.H. Автоматизация доменных печей / H.H. Изюмский,

21. A.П. Пухов, В.Л. Сафрис, М.А. Цейтлон // Черная металлургия, №4, 1991, С.31-36

22. Информационные системы в металлургии / H.A. Спирин и др. -Екатеринбург: Уральский государственный технический университет, 2001.-617С.

23. Современная автоматизированная информационная система доменной плавки / В.А. Краснобаев, В.Ю. Рыболовлев, H.A. Спирин и др. // Сталь, № 9, 2000, С.7-10.

24. Онорин О.П. Компьютерные методы моделирования доменного процесса. /О.П. Онорин и др.; под ред. H.A. Спирина. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005. 301 С.

25. Лисиенко В.Г. Принципы построения экспертных систем в металлургии на примере экспертной системы «Советчик мастера доменной печи» /

26. B.Г. Лисиенко, В.П. Чистов, А.Е. Пареньков и др.; под ред. В.Г. Лисиенко. Екатеринбург: УГТУ, 1996. -45С.

27. Внедрение централизованной АСУ ТП доменной печи №3 увеличивает производство на заводе Ланверн фирмы British Steel. Central control boosts iron output at BritishSteel Llanwern // Steel Times. 1992. -220, №6.1. C.268

28. Совершенная технология управления и систем контроля для доменной печи / Otsuka R., Ikenda Y., Sibuta H., e.a. // Сумитомо KHHfl30Ky=Sumitomo Metals.-1992. 44, №1 C.161-172.

29. Разработка экспертной системы для долгосрочного управления работой доменной печи /Kenaga Yasuharu// Дзайре то пуросэсу = Curr. and Mater, and Proc. 1991. №4, №5. C.1384.

30. Френкель М.М. Экспертная система управления ходом доменной плавки / М.М. Френкель, Ю.В. Федулов, О.А. Белова, В.А. Краснобаев // Сталь, №7,1992, С.15-18.

31. Lida О. Применение управляющей системы и искусственным интеллектом в доменном производстве. Application of a techniques to blast Furnace operation/ Lida O., Taniyochi S., Hetani T.// Kawasaki Steel Techn Dept. -1992. № 26. - C.30-37.

32. Максимов Ю.М. Математическое моделирование металлургических процессов / Ю.М. Максимов, И.М. Рожков, М.А. Саакян. -М.: Металлургия, 1976. -288С.

33. Самарский А.А. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры /А.А. Самарский, А.П.Михайлов. 2-е изд., испр. -М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. - 320С.

34. Швыдкий B.C. Элементы теории систем и численные методы моделирования процессов тепломассопереноса: Учебник для вузов / B.C. Швыдкий, Н.А. Спирин, М.Г. Ладыгичев, Ю.Г. Ярошенко, Я.М. Гордон. М.: Интермет-Инжиниринг, 1999. - 520С.

35. Спирин Н.А. Введение в системный анализ теплофизических процессов металлургии / Н.А. Спирин, B.C. Швыдкий, В.И. Лобанов, В.В. Лавров. Екатеринбург: Уральский государственный технический университет, 1999. 205С.

36. Гиммельфарб А.А. Процессы восстановления и шлакообразования в доменных печах / А.А. Гиммельфарб, К.И. Котов. М.: Металлургия, 1982. 328С.

37. Готлиб А.Д. Доменный процесс. М.: Металлургия, 1966. 503С

38. Китаев Б.И. Теплообмен в доменной печи / Б.И. Китаев, Ю.Г. Ярошенко, Б.Д. Лазарев. М.: Металлургия, 1966. - 355С.

39. Китаев Б.И. Теплотехника доменного процесса / Б.И. Китаев, Ю.Г. Ярошенко, Е.Л. Суханов, Ю.Н. Овчинников, B.C. Швыдкий. М.: Металлургия, 1978. 248С.

40. Рамм А.Н. Современный доменный процесс. М.: Металлургия, 1980. 304С.

41. РаммА.Н. Комплексный метод расчета материального и теплового балансов доменной плавки //Труды Гипромеза, 1941, Вып. 3, С.38-47

42. РаммА.Н. Определение технических показателей доменной плавки // А.Н. Рамм Методы расчета и справочные данные. Л.: ЛПИ, 1971. 11 ОС.

43. Сорокин В.А. Комплексная автоматизация доменных печей. М.: Металлургиздат 1963 г., 278С.

44. Стефанович М.А. Анализ хода доменного процесса. Свердловск: Металлургиздат, 1960. 286С.

45. ЧенцовА.В. Балансовая логико-статистическая модель доменного процесса / A.B. Ченцов, Ю.А. Чесноков, C.B. Шаврин. М.: Наука, 1991. 92С.

46. Шур А.Б. Использование балансовых расчетов для текущего анализа результатов доменной плавки /А.Б.Шур, H.H. Лепило, А.Э. Литвик //Тезисы докладов Всесоюзной конференции «Моделирование процессов в шахтных и доменных печах». Свердловск, 1988. - С.41-42.

47. Шур А.Б. Составление материальных и тепловых балансов доменной плавки //Доменное производство. Приложение к журналу «Сталь». -М.: Металлургиздат, 1961. С. 13-23.

48. МишарЖ. Тепловые балансы и теплообмен в доменной печи. М.: Металлургиздат, 1963. 151 С.

49. Загайнов С.А. Разработка и внедрение математического и программного обеспечения для гибких технологических режимов доменных печей / С.А. Загайнов, О.П. Онорин, Л.Ю. Гилева // Сталь.200.№9. С.12-13.

50. Китаев Б.И. Управление доменным процессом. Свердловск: УПИ, 1984.-94С.

51. Товаровский И.Г. Развитие расчетных методов анализа доменной плавки в XX веке // Сталь, № 7, 2001, С.8-10.

52. Товаровский И.Г. Применение математических методов и ЭВМ для анализа и управления доменным процессом / И.Г. Товаровский, Е.И. Райх, К.К. Шкодин, В.А. Улахович. М.: Металлургия, 1978. - 263С.

53. Вегман Е.Ф. Теоретические проблемы металлургии чугуна / Е.Ф. Вегман, В.О. Чугель. М.: Машиностроение, 2000. - 348С.

54. Любан А.Н. Анализ явлений доменного процесса. М.: Металлургия, 1962. — 532С.

55. Юрьев Б.Н. Методы расчета доменной плавки / Б.Н. Юрьев, Л.В. Юрьева. М.: Металлургия, 1961. - 304С.

56. Клименко В.А. Основы физики доменного процесса / В.А. Клименко, Л.С. Токарев. Челябинск: Металлургия, 1991. 288С.

57. ПисиДж. Доменный процесс. Теория и практика /Дж. Писи, В.Г. Давенпорт. М.: Металлургия, 1984. - 142С.

58. Овчинников Ю.Н. Нестационарные процессы и повышение эффективности доменной плавки / Ю.Н. Овчинников, В.И. Мойкин, H.A. Спирин, Б.А. Боковиков. Челябинск: Металлургия, 1989. - 120С.

59. Боковиков Б.А. Теплотехнический анализ работы доменной печи на металлизованной шихте методом математического моделирования / Б.А. Боковиков, Н.М. Бабушкин // Сталь, № 11, 1978, С.982-986.

60. Мойкин В.И. Анализ работы доменной печи на комбинированном дутье с применением метода математического моделирования / В.И. Мойкин, Н.М. Бабушкин, Б.А. Боковиков // Сталь, № 4,1984, С.9-14.

61. Шаврин C.B. Восстановление, теплообмен и гидродинамика в доменном процессе/ Под ред. C.B. Шаврина // Труды института металлургии УФАН СССР. Часть 1, вып. 24, 1970. 130С.

62. Шаврин C.B. Восстановление, теплообмен и гидродинамика в доменном процессе/ Под ред. C.B. Шаврина // Труды института металлургии УФАН СССР. Часть 2, вып.26, 1972. 140С

63. Захаров И.Н. Функциональные зависимости в процессах противоточной фильтрации. Восстановление, теплообмен и гидродинамика в доменном процессе / Под ред. C.B. Шаврина //Труды института металлургии УФАН СССР. Часть 2, вып.26. Свердловск, 1972. С.77-97.

64. Дмитриев А.Н. Балансовая (равновесная) математическая модель // Математическое моделирование доменного процесса. Научные доклады. Екатеринбург: Институт металлургии УрО РАН, 1994. С.6-21.

65. Шаврин C.B. Математическое моделирование доменного процесса / Под ред. проф. C.B. Шаврина. Екатеринбург: УрО РАН, 1994. -72С.

66. Дмитриев А.Н. Двумерная математическая модель доменного процесса /А.Н.Дмитриев, C.B. Шаврин//Сталь, № 12, 1996, С.7-13.

67. Дмитриев А.Н. Исследование температурных и скоростных полей с помощью двумерной математической модели при использовании новых технических решений / А.Н.Дмитриев, C.B. Шаврин // Сталь, № 5, 1998, С.5-8.

68. Дмитриев А.Н. Анализ аномальных явлений доменной плавки /А.Н.Дмитриев, C.B. Шаврин//Сталь, № 8, 1998, С.13-16.

69. Доброскок В.А. Математические модели процессов газодинамики и восстановления в доменной печи / В.А. Доброскок, H.A. Кузнецов, А.И. Туманов// Известия вузов. Черная металлургия, № 3, 1985, С.145-146.

70. Доброскок В.А. Метод разработки новых технологических режимов доменной плавки на основе комплекса математических моделей / В.А. Доброскок, А.И.Туманов, A.B. Ганчев // Известия вузов. Черная металлургия, № 5, 1987, С.146-147.

71. Туманов А.И. Математическая модель газодинамики в зоне плавления доменной печи / А.И. Туманов, В.А. Доброскок, A.B. Воложин // Известия вузов. Черная металлургия, № 3, 1987, С.146-147.

72. Леонтьев Л.И., Пирометаллургическая переработка комплексных руд /Л.И.Леонтьев, H.A. Ватолин. С.В.Шаврин, Н.С.Шумаков.

73. М.: Металлургия, 1997. 432С.

74. Разработка и внедрение математического и программного обеспечения для гибких технологических режимов работы доменных печей /С.А. Загайнов, О.П. Онорин, Л.Ю. Гилева и др. //Сталь, № 9, 2000, С.12-15.

75. Гилева Л.Ю. Анализ нелинейности характеристик доменного процесса /Л.Ю. Гилева, Ю.Г. Ярошенко, Е.Л.Суханов и др. //Известия вузов. Черная металлургия, № 8, 1994, С.66-68.

76. Ярошенко Ю.Г. Теплообмен и повышение эффективности доменной плавки / H.A. Спирин, Ю.Н. Овчинников, B.C. Швыдкий, Ю.Г. Ярошенко. Под ред. Ю.Г. Ярошенко,- Екатеринбург: Уральский государственный технический университет УПИ, 1995. - 243С.

77. Загайнов С.А. Современные принципы построения математической модели доменного процесса для решения технологических задач / С.А. Загайнов, О.П. Онорин, Н.А.Спирин, Ю.Г. Ярошенко //Известия вузов. Черная металлургия, № 12, 2003, С.3-7.

78. Blast furnace Phenomena and modeling/ Ed. By Yasuo Omori. Elsevier applied science//London and New York.: 1987,-631 p.

79. Blast Furnace Aerodynamics/Ed.by N.Standish // Wollongong. 1975. -220p.

80. Абрамов С.Д. Макрокинетика восстановления железорудных материалов газами. Математическое описание /С.Д.Абрамов, Л.Ф.Алексеев, Д.З. Кудинов, A.B. Ченцов, C.B. Шаврин. М.: Наука, 1982. -104С.

81. Юрьев Б.П. Методы расчета доменной плавки / Б.П. Юрьев, Л.В. Юрьева. М.: Металлургиздат, 1961.-302С.

82. Попырин Л.С. Математическое моделирование и оптимизация теплоэнергетических установок. М.: Энергия, 1978. -415С.

83. Спирин H.A. Принципы построения и реализация математических моделей оптимального управления сырьевыми и топливно-энергетическими ресурсами в аглодоменном производстве /Н.А.Спирин, В.Ю. Рыболовлев, В.В.Лавров, О.П. Онорин,

84. A.И. Перминов. //Труды IV Всероссийской научно-практической конференции «Системы автоматизации в образовании, науке и производстве». Новокузнецк, 2003. - С.355-359.

85. Жило Н.Л. Формирование и свойства доменных шлаков. М.: Металлургия, 1974. 120С.

86. Савицкая Л.И. Влияние состава аглошихты на технологию спекания и качество агломерата // Подготовка сырьевых материалов к металлургическому переделу и производство чугуна: обзорная информация института «Черметинформация», М.: 1983. вып.1. ЗОС.

87. Ефименко Г.Г. Металлургия чугуна / Г.Г. Ефименко, A.A. Гиммельфарб,

88. B.Е. Левченко. Киев: Высшая школа, 1981. 495С.

89. Воскобойников В. Г. Свойства жидких доменных шлаков / В.Г. Воскобойников, Н.Е. Дунаев, А.Г. Михалевич. М.: Металлургия, 1975. 182С.

90. Цылев Л.М. Восстановление и шлакообразование в доменном процессе. -М-: Наука, 1970.- 158С.

91. Советов Б. Я. Моделирование систем: Учебник для студентов вузов / Б.Я. Советов, С.А.Яковлев. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 2001. - 343С.

92. Зарубин B.C. Математическое моделирование в технике: Учебник для студентов втузов / B.C. Зарубин; под ред. B.C. Зарубина, А.П. Крищенко. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. - 496С.

93. Липаев В.В. Качество программного обеспечения. М.: Финансы и статистика, 1983.

94. Тогобицкая Д.Н. Информационное, алгоритмическое и программное обеспечение для решения задач оптимизации доменной шихты /Д.Н. Тогобицкая, А.Ф. Хамхотько, А.И. Белькова //Металлург, №6, 1999,1. C.42-43.

95. Технолог-доменщик. /Ю.П.Волков, Л.Я. Шпарбер, А.К.Гусаров. -М.: Металлургия. 1986. 263С.

96. Пузанов В.П. Введение в технологии металлургического структурообразования / В.П. Пузанов, В.А. Кобелев / Екатеринбург: УрР РАН, 2005. -501 С.

97. Фролов Ю.А. Тепловая обработка и охлаждение агломерата на ленте. Сталь, № 2. 2004. С.2-9.

98. Баллон И.Д. Фазовые превращения материалов при доменной плавке / И.Д. Балон, И.З. Буклан, В.Н. Муравьев, Ю.Ф. Никулин // М.: Металлургия, 1984. 152С.

99. Вегман Е.Ф. Доменное производство: Справочное издание. В 2-х томах. Т.1 Подготовка руд и доменный процесс/ Под ред. Е.Ф. Вегмана. -М.: Металлургия, 1989. -496С.

100. Остроухов М.Я. Справочник мастера-доменщика / М.Я. Остроухое, Л.Я. Шпарбер. М.: Металлургия, 1976. - 304С.

101. Бабарыкин H.H. Восстановление и плавление рудных материалов в доменной печи: Курс лекций. Магнитогорск: МГМА, 1995. - 164С.

102. Спирин H.A. Пакет прикладных программ моделирования шлакового режима доменной плавки / H.A. Спирин, О.П. Онорин, В.Ю. Рыболовлев,

103. A.И. Перминов, К.А. Щипанов //Автоматизация технологических и производственных процессов. Магнитогорск: МГТУ, 2004.

104. Спирин H.A. Моделирование шлакового режима доменной плавки /Н.А.Спирин, О.П. Онорин, В.Ю. Рыболовлев, А.И. Перминов, К.А. Щипанов// Известия вузов. Черная металлургия, № 8, 2005, С.51-55.

105. Швыдкий B.C. Механика жидкости и газа: Учебное пособие для вузов / B.C. Швыдкий, Ю.Г. Ярошенко, Я.М. Гордон, B.C. Шаврин, A.C. Носков; под ред. B.C. Швыдкого. М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. -464С.

106. Куликов И.С. Десульфурация чугуна. М.: Металлургия, 1962. - 306С.

107. Тарасов В.П. Газодинамика доменного процесса /В.П.Тарасов. М.: Метталургия, 1982. 222С.

108. Основы инженерии программного обеспечения. 2-е изд. Пер. с англ. / Гецци К., Джазайери М., Мандриоли Д. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. 832С.

109. Спирин H.A. Современные принципы проектирования и реализации пакетов прикладных программ для решения технологических задач в металлургии. / H.A. Спирин, К.А. Щипанов, В.В. Лавров, Л.Ю. Гилева,

110. Карл И. Разработка требований к программному обеспечению / И. Карл Вигерс М.: Издательско-торговый дом «Русская редакция», 2004. -576С.

111. Коберн А. Быстрая разработка программного обеспечения / Пер. с англ. -- М.: ЛОРИ, 2002.

112. Кармайкл Э. Быстрая и качественная разработка программного обеспечения / Э. Кармайкл, Д. Хейвуд / Пер. с англ. М.: Вильяме, 2003.

113. Буч Г. Объектно-ориентированное проектирование с примерами применения. М.: Конкорд, 1992.

114. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++. 2-е изд / Пер. с англ. М.: Издательство Бином, СПб.: Невский диалект, 1999.

115. Боэм Б. Характеристики качества программного обеспечения / Б. Боэм, Дж. Браун, X. Каспар и др. М.: Мир, 1981.- 206С.

116. Фаулер М. UML в кратком изложении. Применение стандартного языка объектного моделирования / М. Фаулер, К. Скотт / Пер. с англ. М.: Мир, 1999.

117. Коберн А. Современные методы описания функциональных требований к системам / Пер. с англ. М.: ЛОРИ, 2002.

118. Новоженов Ю.В. Объектно-ориентированные технологии разработки сложных программных систем. М., 1996.

119. Буч .Г. Язык UML. Руководство пользователя / Г. Буч, Дж. Рамбо, А. Джекобсон / Пер. с англ. М.: ДМК, 2000

120. Гома X. UML. Проектирование систем реального времени, распределенных и параллельных приложений. / Пер. с англ. М.: ДМК, 2002.

121. Кватрани Т. Визуальное моделирование с помощью Rational Rose 2002 и UML.: Пер. с англ. М.: Вильяме, 2003.

122. Ларман К. Применение UML и шаблонов проектирования. 2-е издание./ Пер. с англ. М.: Вильяме, 2002

123. РозенбергД. Применение объектно-ориентированного моделирования с использованием UML и анализ прецедентов /Д. Розенберг, К. Скотт / Пер. с англ. М.: ДМК, 2002

124. Рамбо Дж. UML. Специальный справочник / Дж. Рамбо, Г. Буч, А. Якобсон / Пер. с англ. СПб: Питер, 2002.

125. Архангельский А.Я. Язык Pascal и основы программирования в Delphi. Учебное пособие. М.: «Бином-Пресс», 2004. -496С.

126. Одинцов И.О. Профессиональное программирование. Системный подход. 2-е изд. СПб.: БХВ-Петербург, 2004. - 624С.

127. Тейксейра С. Borland Delphi 6. Руководство разработчика / С. Тейксейра, К. Пачеко / Пер. с англ. М.: Вильяме, 2002, - 1120С.

128. Майерс Г. Надежность программного обеспечения / Пер. с англ. Ю.Ю. Галимова / Под ред. В.Ш. Кауфмана. М.: Мир, 1980. - 360С.

129. Раскин Д. Интерфейс: новые направления в проектировании компьютерных систем / Пер. с англ. СПб: Символ-Плюс, 2003. - 272С.

130. Бек К. Экстремальное программирование разработка через тестирование. Спб.: Питер, 2003. -224С.

131. Перминов А.И. Информационно-моделирующая система выбора параметров железорудного сырья в аглодоменном производстве. /А.И. Перминов, В.Ю. Рыболовлев, Н.А.Спирин, О.П. Онорин;

132. B.В.Лавров, И.А. Бабин //Труды V Всероссийской научно-практической конференции «Системы автоматизации в образовании, науке и производстве». Новокузнецк, 2005 С.282-284.

133. Спирин H.A. Автоматизированная система оптимального управления сырьевыми ресурсами в аглодоменном производстве/ Н.А Спирин,

134. B.Ю. Рыболовлев, А.И. Перминов, М.М. Малашенко, И.А. Бабин //Труды международной научно-практической конференции «Топливно-металлургический комплекс». Инженерная мысль. Екатеринбург, 2007.1. C.258-262.

135. Курунов И.Ф., Ященко С.Б. Методика расчета технико-экономических показателей доменной плавки. Научные труды Московского института стали и сплавов. №152. 1983, С.57-64.

136. Атлас шлаков. Перевод с немецкого Жмойдина Г.И. Под ред. И.С. Куликова М.: Металлургия, 1985, 208С.

137. Киселев Б.П. Состояние сырьевой базы коксования России //Кокс и химия, 2001.№3. С.18-26.

138. JwanagaJ. Ironmaking and Steelmaking, 1989. v. 16. № 2.p.101-109 // Экспресс-информация «Черная металлургия». Производство чугуна, 1989. Вып.12 и 17.

139. Спирин H.A. Оптимизация и идентификация технологических процессов в металлургии. / H.A. Спирин, В.В. Лавров, С.И. Паршаков, С.Г. Денисенко. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006. 307С.

140. Моделирование доменного процесса при изменении восстановимости железорудного сырья. С.Н. Евстюгин, И.Л. Беляев, B.C. Шаврин, C.B. Шаврин. Сталь. 20056. № 2. С.26-27.

141. Логинов A.B. Влияние реакционной способности кокса на его расход и степень прямого восстановления железа в доменной печи /А.В.Логинов, Ю.А.Белов. //Известия вузов. Черная металлургия. 2004.№ 9. С.6-9.

142. Совершенствование шлакового режима доменной плавки в условиях сырьевого обеспечения комбината «Криворожсталь» // Сталь 2004. № 6. С.24-26.

143. Свойства кокса в доменной печи и их влияние на технико-экономические показатели плавки // Новости черной металлургии за рубежом. № 5, 2007.С.18-23.

144. Андрианов В.Н. Перспективы доменного производства //Черные металлы. 2003. .№4. С. 17-22.

145. Шумаков Н.С., Дмитриев А.Н., Гараева О.Г. Сырые материалы и топливо доменных печей (характеристика и методы подготовки). Екатеринбург: УрО РАН, 2007. 392С.

146. Влияние качества кокса на показатели работы доменных печей / И. Ю. Курунов, В.Л.Емельянов, В.Н.Титов. Металлург, 2007.№ 12. С.37-39.

147. Повышение эффективности работы доменного цеха путем оптимального использования топливно-энергетических ресурсов.

148. B.В. Лавров, H.A. Спирин, И.А. Бабин, А.И. Перминов, A.A. Бурыкин //Сталь. 2008, №4 С. 10-13.

149. Суханов Е.Л. Определение методом моделирования показателей доменного процесса при изменении условий плавки / Е.Л. Суханов,

150. C.А. Загайнов, Ю.О. Раев // Известия вузов. Черная металлургия, № 8, 1989, С.129-133.