Анализ проблем современных систем управления технологическим процессом кислородно-конвертерной плавки
DOI:
https://doi.org/10.5281/zenodo.17394968Ключевые слова:
кислородно-конвертерный процесс, гибридные модели, оперативный контроль, машинное обучение, адаптивные алгоритмы, динамические моделиЛицензия
Аннотация
В статье исследованы методы управления процессом выплавки стали в кислородном конвертере с верхней продувкой. Проведен анализ традиционных моделей и современных подходов (нейросети, цифровые двойники, гибридные системы и т.д.), выделены их недостатки: низкая адаптивность, зависимость от больших массивов данных и сложность внедрения в условиях российских производств. Особое внимание уделено проблеме оперативного контроля содержания углерода в стали из-за высокой скорости его выгорания (0,1–0,3 %/мин) и отсутствия надежных методов прямого измерения. Отмечено, что гибридные системы, сочетающие физические модели и ИИ, могут повысить точность управления до 92–95%, но требуют доработки для российских условий. Установлена необходимость создания интеллектуальной системы с онлайн-обучением, способной минимизировать влияние динамических изменений параметров плавки.
Скачивания
Библиографические ссылки
1. Ульянов, В. А. Металлургия стали / В. А. Ульянов. – М.: Металлургия, 1998. – С. 45–48.
2. Макаров, В. Л. Технология производства стали в конвертерах / В. Л. Макаров. – Екатеринбург: УГТУ, 2005. – С. 112–115.
3. Byars, M. Steelmaking and Refining / M. Byars, D. Jones. – New York: Springer, 2017. – P. 78–81.
4. Hanisch, C. Oxygen Steelmaking: Fundamentals and Applications / C. Hanisch. – Berlin: Springer, 2020. – P. 33–36.
5. ГОСТ 17745-90. Сталь. Методы анализа шлаков. – Введ. 1991-01-01. – М.: Издательство стандартов, 1991. – С. 12–14.
6. Smolenskii, V. Modern Trends in Steelmaking / V. Smolenskii. – Moscow: MISIS, 2019. – P. 55–58.
7. Combined Blowing in BOF Process // Nippon Steel Technical Report. – Tokyo: Nippon Steel Corp., 2021. – P. 15–23.
8. Best Available Techniques for Iron and Steel Production / European Commission. – Brussels, 2022. – P. 45–48.
9. Global Steel Industry Outlook / World Steel Association. – Brussels, 2023. – P. 22–25.
10. Kim, Y.-S. Advanced Oxygen Steelmaking Technology / Y.-S. Kim. – Seoul: POSCO Technical Review, 2023. – P. 34–41.
11. Ливанов, В. А. Экологические аспекты металлургии / В. А. Ливанов. – М.: Экология, 2001. – С. 155–158.
12. Zhang, X. Innovations in BOF Steelmaking / X. Zhang. – Beijing: Metallurgical Industry Press, 2021. – P. 90–93.
13. Fruehan, R. J. The Making, Shaping and Treating of Steel / R. J. Fruehan. – Pittsburgh: The AISE Steel Foundation, 1998. – P. 210–213.
14. Deo, B. Fundamentals of Steelmaking Metallurgy / B. Deo, R. Boom. – London: Prentice Hall, 2007. – P. 120–123.
15. Su, Y. Prediction of Carbon Content in Converter Steelmaking Based on Multi-Output Least Squares Support Vector Regression / Y. Su, T. Chai, Z. Liu // ISIJ International. – 2016. – V. 56, № 8. – P. 1459–1467. – DOI: 10.2355/isijinternational.ISIJINT-2016-102.
16. Schlüter, B. Advanced Process Control in Steelmaking: The Simetal Lomas System / B. Schlüter, J. Schmitt, H. Kellner // AISTech Proceedings. – 2015. – Vol. 1. – P. 45–52.
17. Григорович, К. В. Современные методы контроля состава стали в кислородном конвертере / К. В. Григорович, А. Н. Смирнов, В. В. Иванов // Металлургическая теплотехника. – 2019. – № 4. – С. 23–30.
18. Kumar, A. Machine Learning Applications in Converter Steelmaking: A Review / A. Kumar, R. K. Singh, S. Mukherjee // Journal of Materials Engineering and Performance. – 2020. – V. 29. – P. 7892–7905. – DOI: 10.1007/s11665-020-05245-1.
19. Tanaka, Y. Hybrid Modeling for Real-Time Carbon Content Prediction in BOF Steelmaking / Y. Tanaka, K. Sato, M. Yamamoto // ISIJ International. – 2021. – V. 61, № 12. – P. 3200–3208. – DOI: 10.2355/isijinternational.ISIJINT-2021-415.
REFERENCES LIST
1. Ulianov, V. A. Metallurgiia stali / V. A. Ulianov. – M.: Metallurgiia, 1998. – S. 45–48.
2. Makarov, V. L. Tekhnologiia proizvodstva stali v konverterakh / V. L. Makarov. – Ekaterinburg: UGTU, 2005. – S. 112–115.
3. Byars, M. Steelmaking and Refining / M. Byars, D. Jones. – New York: Springer, 2017. – P. 78–81.
4. Hanisch, C. Oxygen Steelmaking: Fundamentals and Applications / C. Hanisch. – Berlin: Springer, 2020. – P. 33–36.
5. GOST 17745-90. Stal. Metody analiza shlakov. – Vved. 1991-01-01. – M.: Izdatelstvo standartov, 1991. – S. 12–14.
6. Smolenskii, V. Modern Trends in Steelmaking / V. Smolenskii. – Moscow: MISIS, 2019. – P. 55–58.
7. Combined Blowing in BOF Process // Nippon Steel Technical Report. – Tokyo: Nippon Steel Corp., 2021. – P. 15–23.
8. Best Available Techniques for Iron and Steel Production / European Commission. – Brussels, 2022. – P. 45–48.
9. Global Steel Industry Outlook / World Steel Association. – Brussels, 2023. – P. 22–25.
10. Kim, Y.-S. Advanced Oxygen Steelmaking Technology / Y.-S. Kim. – Seoul: POSCO Technical Review, 2023. – P. 34–41.
11. Livanov, V. A. Ekologicheskie aspekty metallurgii / V. A. Livanov. – M.: Ekologiia, 2001. – S. 155–158.
12. Zhang, X. Innovations in BOF Steelmaking / X. Zhang. – Beijing: Metallurgical Industry Press, 2021. – P. 90–93.
13. Fruehan, R. J. The Making, Shaping and Treating of Steel / R. J. Fruehan. – Pittsburgh: The AISE Steel Foundation, 1998. – P. 210–213.
14. Deo, B. Fundamentals of Steelmaking Metallurgy / B. Deo, R. Boom. – London: Prentice Hall, 2007. – P. 120–123.
15. Su, Y. Prediction of Carbon Content in Converter Steelmaking Based on Multi-Output Least Squares Support Vector Regression / Y. Su, T. Chai, Z. Liu // ISIJ International. – 2016. – V. 56, № 8. – P. 1459–1467. – DOI: 10.2355/isijinternational.ISIJINT-2016-102.
16. Schlüter, B. Advanced Process Control in Steelmaking: The Simetal Lomas System / B. Schlüter, J. Schmitt, H. Kellner // AISTech Proceedings. – 2015. – Vol. 1. – P. 45–52.
17. Grigorovich, K. V. Sovremennye metody kontrolia sostava stali v kislorodnom konvertere / K. V. Grigorovich, A. N. Smirnov, V. V. Ivanov // Metallurgicheskaia teplotekhnika. – 2019. – № 4. – S. 23–30.
18. Kumar, A. Machine Learning Applications in Converter Steelmaking: A Review / A. Kumar, R. K. Singh, S. Mukherjee // Journal of Materials Engineering and Performance. – 2020. – V. 29. – P. 7892–7905. – DOI: 10.1007/s11665-020-05245-1.
19. Tanaka, Y. Hybrid Modeling for Real-Time Carbon Content Prediction in BOF Steelmaking / Y. Tanaka, K. Sato, M. Yamamoto // ISIJ International. – 2021. – V. 61, № 12. – P. 3200–3208. – DOI: 10.2355/isijinternational.ISIJINT-2021-415.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Статьи журнала «Вестник Донецкого университета. Серия 04. Технические науки» находятся в открытом доступе и распространяются в соответствии с условиями Лицензионного Договора с Донецким Государственным университетом, который бесплатно предоставляет авторам неограниченное распространение и самостоятельное архивирование.
