Совершенствование работы участка ковшевой обработки ККЦ ОАО «ММК» Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

проведении этой операции должен быть не ме -нее 3. Выполнение всех указанных выше мероприятий, направленных на обеспечение низкого содержания водорода в металле, позволило уменьшить частоту аварийных прорывов металла при разливке трансформаторной стали до уровня, характерного для стали других марок.

Разливка трансформаторной стали на МНЛЗ криволинейного типа также имеет свою специфику. Кроме отмеченной выше низкой скорости вытягивания заготовок из кристаллизатора, она характеризуется еще и довольш низкой температурой разливки - 1520— 1530°С в промежуточ-ном ковше, что существенно ниже, чем для стали других марок, разливаемых в цехе.

Пониженная температура разливки трансформаторной стали объясняется тем, что ее температура ликввдуса составляет 1480—14850С.

Поэтому при разливке трансформаторной стали приходится использовать специальные, более легкоплавкие шлакообразующие смеси как для

изоляции поверхности металла в кристаллизато-ре, так и для утепления металла в промежуточном ковше.

Выше описан базовый вариант технологии выплавки и ковшевой обработки трансформаторной стали в кислородно-конвертерном цехе ОАО «Магнитогорский металлургический ком -бинат». Существуют и некоторые другие варианты, реализуемые при остановке на ремонт установки вакуумирования стали или при отсут-ствии каких-либо материалов, используемых в базовом варианте.

Разработка нескольких вариантов технологии производства трансформаторной стали позволяет наращивать объем производства: со 142 тыс.т в 2000 г. до 199 — в 2004.

Качество трансформаторной стали, выплавляемой в кислородно-конвертерном цехе ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», полностью соответствует требованиям мировых ставдартов.

УДК 669.18. 001.57

В.А. Бигеев, А.А. Даровских

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РАБОТЫ УЧАСТКА КОВШЕВОЙ ОБРАБОТКИ ККЦ ОАО «ММК»

В работе представлена математическая модель работы участка ковшевой обработки сталеплавильного цеха в условиях его реконструкции. Создана имитационная математическая модель, воссоздающая функционирование цеха с высокой точностью, что позволяет выдавать рекомендации по проектированию и оптимизировать работу существующих цехов в реальшм времени

Существующие на данный момент работы по изучению и оптимизации работы цехов обычно требуют большого количества фактического материала , что делает их неприменимыми при ре -конструкции. Для функционирования разработанной модели требуются математические модели работы технологических агрегатов, входящих в состав проектируемого прха (которые обычно являются широко применимыми либо адаптиру-емыми, либо универсальными) и описание взаимодействий между ними.

В условиях модернизации активов металлургических заводов остро встаёт проблема выбора эффективных методов принятия научно обоснованных проектных решений.

Для получения ясной картины функционирования проектируемого цеха была предложена

имитационная модель, построенная на сетях Петри [3]. В ходе исследований выяснилось, что сеть Петри, моделирующая работу цеха, является автоматной [4]. Для реализации логики модели были использованы классические алгоритмы на графах (метод Дейкстры [1]) и комбинаторные методы теории расписаний [2].

Достоверность полученных результатов доказана соответствием результатов модели с начальными данными, соответствующими условиям функционирования ККЦ ОАО «ММК», на примере опытных данных. Температурные коридоры рассчитаны на основе результатов, полученных А.Ю. Перятинским в [4], и паспортных данных УПК.

Для создания точной имитационной модели было предложено представить цех в ввде направленного графа, узлами которого являются технологические агрегаты, а переходами — возможные перемещения сталеразливочного ковша между ними Агрегаты были разделены на две основные группы:

1. Агрегаты, влияющие на процессы, происходящие в сталеразливочном ковше, получившие название основные узлы. Такими агрегатами являются, например, агрегат

Совершенствованиеработы участка ковшевой обработки ККЦ ОАО «ММК»

ВАБигеев, АЛДаровских

доводки стали, установка вакуум ирования и установка «печь-ковш».

2. Агрегаты, не влияющие на процессы, происходящие в сталеразливочном ковше, получившие название промежуточные узлы. К таким агрегатам относятся сталевозы и краны.

Таблица 1

Прохождение плавки по маршруту Конвертер № 1 ^ АДС № 1 ^ МНЛЗ № 1

Узел Время Температура

Конв. 1 00:00:00 1640

Путь 1 00:04:48 1615

Кран 1 00:15:48 1606

Путь АДС 1 - 1 00:22:20 1600

Путь АДС 1 - 2 00:24:20 1596

АДС 1 00:24:50 1596

Путь АДС 1 - 2 00:56:12 1560

Путь АДС 1 - 1 00:58:12 1558

Кран 1 00:59:12 1557

МНЛЗ 1 01:09:28 1549

Таблица 2

Прохождение плавки по маршруту Конвертер № 1 ^ УПК№ 2 ^ МНЛЗ № 1

Узел Время Температура

Конв. 1 00:00:00 1601

Путь 1 00:04:48 1585

Кран 1 00:15:48 1576

Путь АДС 1 - 1 00:22:20 1570

УПК 2 00:22:20 1570

ПутьАДС 1 - 2 00:24:20 1596

АДС 1 00:24:50 1596

ПутьАДС 1 - 2 00:56:12 1560

ПутьАДС 1 - 1 00:58:12 1558

Кран 1 00:59:12 1557

МНЛЗ 1 01:09:28 1549

Технологическая цепочка представляет собой транспортировку

где

Л- А

А -

(1)

7-И основной узел; Л — ]-И основной узел.

Результатом выполнения алгоритма поиска является последовательшсть маршрутов ввда (1), упорядоченная по неубыванию времени, затрачива-емого на прохождение данного маршрута. Для реализации алгоритма используется алгоритм Дейкстры для поиска кратчайших маршрутов на графе, применяющийся к каждому промежутку: Л0~>Л0^ . Полученные промежутки объединяют -ся, проверяются на соответствие границам и сортируются по длине маршрута. Маршрут, получаемый после выполнения первого алгоритма, содержит информацию о химическом составе стали, температуре и её допустимых отклонениях (табл. 1).

т

Рис. 1. Температурный коридор для маршрута Конвертер № 1 ^ АДС № 1 ^ МНЛЗ № 1

Р

о

Таблица 3

Прохождение плавки по маршруту Конвертер № 1 ^ УПК№ 2 ^ АДС № 1 ^ МНЛЗ № 1

Узел Время Температура

Конв. 1 00:00:00 1611

Путь 1 00:04:48 1595

Кран 1 00:09:48 1591

ПутьАДС 1 - 1 00:16:20 1585

УПК 2 00:16:20 1585

ПутьАДС 1 - 1 00:42:20 1610

ПутьАДС 1 - 2 00:42:20 1610

АДС 1 00:46:20 1607

ПутьАДС 1 - 2 01:21:20 1554

ПутьАДС 1 - 1 01:23:20 1552

Кран 1 01:27:20 1549

МНЛЗ 1 01:37:20 1535

Рис. 2. Первоначальная схема цеха

Алгоритм І. Поиск маршрута A0 —>T endList = []

for all n in graph.get_Nodes() cast ^ n.castType(end) if cast Ф 0

endList. append(n)$

Ip [ n ] ^ nodePenalty(cast) pred, dist ^ dijkstra(g, start, price(lp)) endList.sort(dist[w], dist[v]) for v in nodes(T_j)

p ^ pathToList((pred, dist), v) yield p

Данные табл. 1 можно представить графически (рис. 1). Серым цветом обозначен температурный коридор данного ковша.

В настоящее время схема операций в цехе может быть описана графом, представленным на рис. 2.

На основе полученных данных, примером которых является рис. 1 и табл. 1, предложено установить устройство для подогрева стали перед агрегатами доводки стали

Для ускорения транспортных операций УПК2 должен находиться на пути АДС либо со стороны АДС № І, либо со стороны АДС № 2. Однако, учитывая производительность МНЛЗ, предложенное решение можно выразить фрагментом схемы, представленным на рис. 3.

Меняя маршрут на Конвертер № І ^ УПК № 2 ^ АДС № І ^ МНЛЗ № І, получим результаты, показанные в табл. 2.

Т

Рис. 4. Температурный коридор для маршрута Конвертер № 1 ^ УПК№ 2 ^ МНЛЗ № 1

Т

Рис. S. Температурный коридор для маршрута Конвертер № 1 ^ УПК№ 2 ^ АДС № 1 ^ МНЛЗ № 1

График зависимости температуры от времени нахождения стали в ковше для этого случая представлен на рис. 4.

Альтернативным вариантом может быть установка только нагревательной установки. В этом случае после подогрева стали ковш проходит маршрут, комбинированный из табл. 1 и табл. 2 (табл. 3 и рис. 5).

Библиографический список

1. Кормен Т., Лейзерсон Ч., Ривест Р. Алгоритмы. Построением анализ. М.: МЦНМО, 2000.

2. Кристофидес Н. Теория графов. Алгоритмический подход. М.: Мир, 1978.

3. Перятинский А.Ю. Расчёт температуры стали в 350-тонном сталеразливочном ковше: Дис. ... канд. техн. наук. Магнитогорск, 2003.

4. Питерсон Д. Теория сетей Петри и моделирование систем. М.: М ир, 1984.

5. ШалытоА. А. SWITCH-тexнoлoгvlя. Автоматизация и программированиезадач логического управления. СПб.: Наука, 1998.