Введение к работе
Актуальность работы. В период перехода к рыночной экономике, характеризуемой нестабильным спросом на металлопродукцию, изменением условий снабжения предприятий железорудными материалами и к оксом, а также изменением цен на сырье и железнодорожные перевозки, условия работы доменных цехов существенно изменились. Эти изменения приводят к необходимости частых перешихтовок и периодическому переводу печей на тихий ход. Нередко возникают задачи выплавки чугуна по спецзаказам. Таким образом, доля времени, в течение которого печи работают в переходных режимах, существенно возрастает, а следовательно, возрастают потери, связанные с этими режимами работы печи. При управлении доменным процессом, по-прежнему, актуальной является задача снижения затрат топлива и других природных ресурсов. Решение этой задачи связано с количественной оценкой показателей работы доменной печи и их изменений при варьировании тошшвно-сырьевых условий и требований, предъявляемых к продукции.
Для расчета показателей доменной плавки широко используются методы математического моделирования с элементами оптимизации. Наиболее пригодными для решения задач анализа и прогноза показателей работы печи оказались принципы натурно-математического моделирования. Применение такого рода моделей, работоспособных только в прямом информационном сопряжении с самими объектами и предусматривающих математическую обработку информации, сдерживается в большинстве случаев отсутствием алгоритмов, которые обеспечивали бы достаточно надежное решение в условиях неполной и . зашумленной информации о параметрах процесса.
Целью работы явилась разработка методов анализа причин изме-
нения показателей работы печи и прогноза доменной плавки по реальной информации о процессе с учетом нелинейности доменного процесса и действующих возмущений, создание и внедрение алгоритмов и реализующих их вычислительных программ, предназначенных для решения комплекса задач ведения доменной плавки.
Научная новизна. Сформулирован подход к использованию реальной информации о процессе при решении задач многомерных систем, основанный на избыточности информации и заключающийся в структурной адаптации модели. Разработана балансовая модель доменного процесса с переменной структурой. Разработана методика и дана количественная оценка нелинейности показателей доменного процесса и пределов изменения режимных параметров, в пределах которых возможно использование линейных и линеаризованных соотношений. Разработан метод учета влияния действующих возмущений на изменение показателей работы печи при изменении режимных параметров плавки, основанный на применении готовых решений задачи нестационарного теплообмена в слое при противотоке и балансовой модели.
Практическая значимость. Разработанная модель и предлагаемые метода учета нелинейности процесса и действующих возмущений позволяют получать надежную интервальную оценку по реальной информации о процессе. Использование модели в условиях доменного цеха АООТ "Металлургический завод им. А.К.Серова" позволило решить ряд конкретных задач ведения доменной плавки.
Реализация результатов работы. Разработанные на основе балансовой модели с переменной структурой метода решения технологических задач реализованы в виде пакета прикладных программ.
Апробация работы. Основные результаты исследований были представлены на 2-й научно-технической конференции "Пути улучшения газомеханики шихт" (Караганда, 1990); на Национальной научно-технической конференции с международным участием "Новые и усовер-
шенствованные технологии для окускования сырья и производства чугуна и ферросплавов" (Болгария, 1990); на Всесоюзном научно-техническом совещании "Средства и системы автоматического управления процессами газопылеочистки в цветной металлургии" (Свердловск, 1991); в материалах мевдународного конгресса (Тула, 1992); на научно-технической конференции,. посвященной 75-летию образования металлургического факультета Уральского государственного технического университета, "Современные аспекты металлургии получения и обработки металлических материалов" (Екатеринбург, 1995). Созданный пакет прикладных програш использован лабораторией экономии и нормирования материальных и энергетических ресурсов Уральского института металлов при планировании доменного производства, внедрен на АООТ "Металлургический завод им. А.К.Серова" для решения технологических задач.
Публикации.По рассматриваемым вопросам опубликовано 13 работ.
Объем и структура работы, диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы (135 наименований), приложений; изложена на 170 страницах машинописного текста, включает 18 таблиц и 33 рисунка.
Предмет защиты На защиту вынесены: 1)подход к построению балансовой модели доменного процесса с переменной структурой и результаты опробования модели; 2) методика оценки нелинейности показателей доменного процесса; 3) методика оценки потерь, связанных с действием возмущений.
