Введение к работе
Актуальность проблемы: Основные вопросы развития современных предприятий связаны с внедрением ресурсо- и энергосберегающих технологий, и к настоящему времени именно эти технологии позволяют получать дополнительную прибыль в производстве. Цля производства окускованного материала (агломерата и окатышей) и домен-гого процесса внедрение ресурсо- и энергосберегающих технологий наиболее зажно. Одним из перспективных направлений в разработке подобных технологий является разработка способов улучшения качества окускованных материа-юв путем стабилизации их основных характеристик. Это позволяет прежде scero:
повысить производительность домны;
уменьшить расход энергоносителей (кокса, электроэнергии, газа и т.д.);
уменьшить количество вредных компонентов в металлургическом сырье. Известные способы управления качеством аглошихты характеризуются от-
утствием учёта качества возвратных продуктов, запаздыванием оперативной шформации и значительными погрешностями наблюдения, что обусловливает начигельный процент брака и снижение сортности выпускаемой продукции.
Поэтому актуальным является задача разработки информационной модели правления основностью аглошихты, позволяющей объединить в непротиворечивую систему априорно известные закономерности процесса с текущей опера-ивной информацией, и тем самым уменьшить потребности в объеме, точности ; оперативности информации о процессе шихтоподготовки.
Тема исследования соответствует задачам документа "Федеральная про-рамма технического перевооружения и развитие металлургии России до 2000 .", одобренного правительством России.
Цель работы состоит в повышении стабильности основных качественных ха-актеристик агломерата.
Задачи, решаемые в диссертационной работе, сформулированы следующим бразом:
- исследовать эффективность традиционных способов управления процес
ом, взаимосвязи качественных характеристик исходной шихты и агломерата,
статистические характеристики погрешностей измерений и стационарность ка чественных характеристик;
-обосновать управляющие воздействия, позволяющие стабилизировать основность агломерата;
получить уравнение движения объекта с учетом возмущений, обусловлен ных изменением состава шихты;
обосновать структуру информационной модели управления основностьк аглошихты;
разработать и реализовать систему управления основностью аглошихты использующую информационную модель процесса.
Объект исследования - процесс формирования основных качественных показателей аглошихты.
Основная идея работы состоит в создании системы управления качеством агломерата, использующей информационную модель управления основностью аглошихты, построенную с учетом уравнений материального баланса, динамики движения материальных потоков и технических ограничений на возможность непосредственного контроля оборотных продуктов.
Научные положения, защищаемые автором.
1. Стабильность качественных характеристик аглошихты следует обеспечить
путем сочетания двух взаимно дополняющих друг друга способов: формирова
ния требуемой рудной шихты при недельно-суточном планировании и опера
тивного управления процессом шихгоподготовки путем изменения расходе
флюсующих добавок.
Предпочтительным управляющим воздействием на основность технологического агломерата, характеризующимся самой высокой параметрической чувствительностью и автономностью по отношению к другим качественным показателям, является расход известняка.
-
Оперативное управление процессом шихтоподготовки необходимо осуществлять с использованием информационной модели, позволяющей объединить в непротиворечивую систему априорно известные закономерности процесса с текущей оперативной информацией.
-
Оптимальную структуру системы управления рационально искать в классе систем стабилизации с косвенным измерением возмущения.
При этом обеспечивается низкая чувствительность свойств агломерата к из іенениям параметров процесса формирования аглошихты.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомен [аций, содержащихся в диссертационной работе, подтверждаются результата їй вычислительных и промышленных экспериментов; положительными ре ультатами внедрения разработанной системы управления участком шихтопо; отовки аглофабрики на Качканарском ГОКе, а также публикацией основны іезультатов исследований.
Научная новизна работы.
-
Установлены закономерности изменение параметров процесса подготовк тломерата от состава железорудной части шихты, топлива и флюсующих дс іавок.
-
Предложена информационная модель управления основностью аглоши) ы, построенная с учетом уравнений материального баланса, динамики д'виж* іия материальных потоков и технических ограничений на возможность непе :редственного контроля оборотных продуктов.
-
Предложен способ управления процессом дозирования шихты для окускс іания железорудных материалов с использованием информационной моделі іащищешіьій патентом Российской Федерации № 977505.
Практическая ценность.
-
Алгоритмическое и программное обеспечение системы управления участ :ом подготовки аглошихты разработано и внедрено на Качканарском ГОКе.
-
Реализована имитационная модель, позволяющая исследовать эффектш юсть управления основностью аглошихты при различных вариантах построс іия системы контроля.
Методика выполнения работы. При исследовании и моделировании процесс пихтоподготовки использованы методы математической статистики, теори гувствительности, имитационного моделирования, аппарат дифференциальны фавнений. В работе применен системный подход, позволяющий решить заді ш на единой методологической основе.
Реализация результатов работы в промышленности. В период 1989-96 Уральской горно-геологической академией на Качканарском ГОКе проведен заботы по поиску методов повышения качества дозирования окускованных м: гериалов. Найден эффективный способ дозирования окускованных материало:
учитывающий предысторию процесса окускования. Разработана и внедрена ав томатизированная система управления участком шихтоподготовки.
Личное участие автора в получении научных результатов, изложенных диссертации заключается в анализе и декомпозиции объекта управления; соз даний математического, алгоритмического, информационного и программной обеспечения системы управления процессом формирования аглошихты; про верке работоспособности системы на реальном объекте.
Апробация исследований. Основные положения диссертации доложены і обсуждены на технических советах Качканарского ГОКа и на научнс технических конференциях.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 статей, получен патент на изобретение № 1792438
Структура и объем работ. Работа состоит из введения, четырех глав и заклю чения, изложенных на 111 страницах машинописного текста, включая 15 таб лиц и 30 рисунков, библиографического списка из 57 наименований и прило жения.
При разработке и внедрении в производство-системы управления основне стью шихты большую помощь автору оказали работники Качканарского ГОКе Искаков И.М., Огуречников А.П., Леушин В.Н., Куркин В.М., Кукалев В.А Редькин В.В., Маточкин А.В., Крупин А.В., Козин А.А., Титов Н.С., Маточки: В.А., Александров В.П., Завгороднев В.И., работники горно-геологическо; академии Петров Ю.С., Боровков В.А., Краева О.В., Граф Д.В. Всем им авто выражает признательность и благодарит за помощь.