Партнеры

ИННОВАЦИОННОЕ БЮРО МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ, ООО

IBMT 129226, г. Москва
ул. Сельскохозяйственная, д.11, корп. 3

Тел.: + 7 903-621-59-17

ibmt@steelmaker.ru

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ:

- Автоматизация технологических процессов сталеплавильного производства (выплавка, внепечная обработка, оперативное планирование, согласование работы агрегатов)

- Технологический консалтинг по вопросам оптимизации и модернизации действующих производственных процессов



СТОЯ НА ПЛЕЧАХ ГИГАНТОВ.
ИБМТ: системы управления для сталеплавильных агрегатов.

Буклет


Современный уровень развития аппаратных (hard-wear) и программных (soft-wear) средств достаточно развит для создания АСУ ТП. Лимитирует развитие систем управления сталеплавильными процессами третья необходимая составляющая – содержательная часть (brain-wear), в которой описаны сами задачи управления и метод их решения. Brain-wear – сфера компетенции специалистов предметных областей, знающих, что происходит в агрегате и как он должен работать, а потому и способных определить что и как надо автоматизировать. Ключевым фактором, определяющим качество всей системы управления, является эффективность именно этой части - методики выработки решения.

Самым надежным и эффективным методом является использование математической модели, описывающей все процессы, происходящие в управляемом объекте, это позволяет прогнозировать ход процесса и определять необходимые манипуляции.
Однако до последнего времени не удавалось создать математическую модель, в достаточной мере адекватно и точно описывающую тепло- и массообменные процессы, составляющие суть металлургической плавки, этому препятствовали сложность этих процессов и обилие факторов, влияющих на их протекание.

Отсутствие такой модели не позволяло добиться и значимого прогресса в развитии АСУ ТП сталеплавильных агрегатов.

 СУРРОГАТЫ

Предпринимались многочисленные попытки создания систем управления без теоретических моделей – это различного рода Статистические модели, Экспертные системы, Управление по нормативам. Последние наиболее распространены в настоящее время: это различные системы, основанные на «масках» или иначе - на «шаблонах», «рецептурах», «лучших практиках» и т.п., все эти слова обозначают нормативно-заданный режим ведения процесса.

Общим недостатком этих систем является их действительность в узком диапазоне условий процесса и связанная с этим ненадежность – при изменении этих условий действия системы перестают соответствовать реальной ситуации, в итоге, система оказывается неработоспособной и не востребованной персоналом.

На территории СНГ за последние 20 лет были запущены десятки сталеплавильных агрегатов, все они обеспечивались АСУ ТП, и практически нигде процесс плавки не ведется в автоматическом режиме, а роль АСУ ТП сводится лишь к информационным функциям: сбору, хранению и визуализации данных о процессе. Управление процессом плавки по-прежнему осуществляется сталеваром.

Breakthrough

Исследования термодинамики и физической химии металлургических систем в середине XX века создали теоретическую базу для превращения металлургии в науку, имеющую строгий математический фундамент.

Опираясь на него специалисты ИБМТ разработали модели, с высокой точностью описывающие весь комплекс явлений, наблюдаемых при выплавке стали и позволяющие рассчитывать химический состав и температуру металла, шлака, газа и неметаллических включений в любой момент плавки.

Более подробно с теоретическими основами моделирования можно ознакомиться на нашем сайте в разделе «Библиотека», в публикации «Управление сталеплавильными процессами на основе современных физико-химических представлений».

Создание таких моделей, в сочетании с появлением средств вычислительной техники, позволило совершить качественный скачок в управлении сталеплавильными процессами: была автоматизирована важнейшая функция, до последнего времени являвшаяся прерогативой сталевара – выработка и принятие решений по ведению плавки.

Джозайя Виллард Гиббс Разработанные ИБМТ системы управления получили зарегистрированное название ГИББС® в честь основателя термодинамики Джозайя Виллард Гиббса (название первых версий – ОРАКУЛ).

Кроме систем управления специалистами ИБМТ разработан компьютерный имитатор сталеплавильных процессов, позволяющий с высокой точностью моделировать изменение во времени состава металла и шлака, а также их температуры, в зависимости от параметров плавки или внепечной обработки.

Использование этого инструмента дает возможность технологам находить оптимальные варианты и режимы технологий, а также выявлять порой скрытые причины проблем качества или перерасходов.

GIBBS processes control systems

Принципы построения Систем управления ГИББС®

Системы ГИББС® относятся к новому поколению систем управления – Системы основанные на научных знаниях, Science-based system.

Создание таких систем и их высочайшая эффективность стали возможны благодаря прорывным достижениям в термодинамике сталеплавильных процессов – новая теория обеспечила высочайшую точность расчета химического состава металла и шлака.

Используемая в системе ГИББС® термодинамическая модель является собственной разработкой ИБМТ. Она построена на новейшей фундаментальной теории, описывающей перераспределение элементов в системе "металл-шлак-газ", и на мощном алгоритме, позволяющем (А) настраиваться на индивидуальный агрегат, а также (Б) оперативно, в режиме реального времени, учитывать все значимые события на каждой конкретной плавке.

Система ГИББС® позволяет использовать весь арсенал теории и практики сталеварения при оперативном управлении плавкой, мгновенно находить рациональные решения в изменяющихся условиях.

Преимущества систем ГИББС®

Использование строгих термодинамических расчетов при выработке решений впервые позволило реализовать целый ряд функций, принципиально важных и определяющих высочайшие адекватность, точность и надежность систем управления ГИББС®.

Ситуационное управление

Используемые в системах управления ГИББС® модели и алгоритмы позволяют оперативно рассчитывать все операции по управлению с учетом всех отклонений, возникающих по ходу плавки.

Оптимизация процесса

При возникновении отклонений от нормального хода плавки системами ГИББС® осуществляется выбор решения, наиболее рационального в данной ситуации. Этим обеспечивается максимально-полное выполнение суточного задания и минимизация потерь от каких-либо внешних технических сбоев. Оперативная оптимизация технологического процесса плавки – функция принципиально важная, определяющая эффективность систем управления и недоступная ранее в полном объеме. В этом отношении системы ГИББС® не имеют аналогов.

Надежность

Гибкость систем, возможность адаптации технологических режимов к меняющимся условиям обеспечивает их устойчивость, работоспособность в любых ситуациях. Надежность систем ГИББС® является важнейшим условием эффективного управления плавкой и позволяет поддерживать ритмичность всего производства.

Универсальность, устойчивость

Системы ГИББС® не требует жесткой стандартизации технологических процессов, позволяют использовать любые возможные материалы, в т.ч. не использовавшиеся ранее, не имеют ограничений по сортаменту выплавляемого металла, позволяют легко осваивать новые марки.

Уменьшение влияния «человеческого фактора»

Перечисленные выше достоинства обеспечили главное преимущество систем управления ГИББС® возможность управлять процессами в максимально-автоматизированном режиме. Это не только уменьшает количество ошибочных действий персонала, но и позволяет, в некоторых ситуациях, компенсировать допущенные ошибки, уменьшает зависимость от квалификации сталеваров, способствует повышению общей технологической дисциплины.

Возможность масштабирования

Системы управления ГИББС® имеют открытую архитектуру, что позволяет Заказчику при необходимости вносить в нее изменения как с привлечением ИБМТ, так и собственными силами.

Универсальность применения

Системы управления ГИББС® могут быть адаптированы к любому сталеплавильному оборудованию и сопряжены с любыми смежными системами средствами управления (1-й уровень АСУ ТП, ERP-, MES- и другие) вне зависимости от их изготовителя и поставщика.

Предлагаемые системы не требуют замены уже имеющихся у Заказчика систем управления, системы управления ГИББС® строятся на их основе, дополняют их и объединяют в единый взаимосогласованный комплекс.

Указанные преимущества систем ГИББС® предопределяет легкость их освоения, «доверие» к ним со стороны технологического персонала. В итоге плавки ведутся в максимально-автоматизированном режиме, что обеспечивает их стабилизацию, предсказуемость и облегчает управление всем производством.
Системы ГИББС® прошли многократное практическое опробование в составе АСУ ТП различных агрегатов и при выполнении работ по технологическому консалтингу, и показали при этом высокие надежность, устойчивость к изменению условий процессов, точность прогнозных оценок.

Указанные выше преимущества систем ГИББС® обеспечивает получение целого ряда значительных эффектов:

Повышение эффективности производства

- снижение энергопотребления на плавку,
- уменьшение угара металла,
- сокращение расхода раскислителей, легирующих и других материалов,
- возможность более гибкого использования различных марок ферросплавов,
- быстрое освоение нового сортамента,
- лучшая согласованность работы смежных агрегатов,
- увеличение производительности агрегатов и производства в целом,
- цеховое планирование производства в автоматическом режиме.

Системы ГИББС® обладают высочайшим уровнем готовности к работе – даже после полугодового простоя печи система ГИББС® уже на первой плавке готова вести плавку в автоматическом режиме; стабильность производства – «лучший сталевар теперь работает круглые сутки и без выходных!»; надежную предсказуемость результата и продолжительности технологических процессов; сокращение экологической нагрузки на окружающую среду.

Оценки эффективности систем управления ГИББС® показывают, что срок окупаемости вложенных средств чаще всего составляет менее полугода. Это позволяет рассматривать внедрение систем ГИББС® как высокодоходные инвестиции, обеспечивающие значительные и долговременные преимущества на рынке не только без значительных вложений, увеличивающих себестоимость металла, но и снижая ее за счет повышения эффективности производства.

Управление качеством

Качество выплавляемой стали играет ключевую роль при выходе на высокодоходные сегменты рынка, и преимущества, даваемые системами управления ГИББС®, обеспечивают значительное и стабильное конкурентное преимущество. Системы ГИББС® обеспечивают:

- стабилизацию качества металла от плавки к плавке и поддержание его на более высоком уровне,
- возможность выплавки более качественного металла с сужеными допусками по химсоставу,
- оперативный контроль состава и количества неметаллических включений, снижение общего уровня загрязненности металла и исключение включений нежелательного типа.

Эти преимущества возможны благодаря:

- точному расчету текущих значений химического состава, уровня окисленности и температуры металла и шлака,
- точному прогнозу изменения состава металла и шлака по ходу плавки в зависимости от применяемых технологических режимов,
- постоянному оперативному(on-line) контролю состава и количества неметаллических включений в любой момент времени внепечной обработки металла,
- точному расчету всех необходимых операций по ведению плавки, раскисления, легирования, модифицирования.

Точность и надежность работы систем ГИББС® создает необходимые условия для уменьшения до минимума отклонений качества металла от плавки к плавке независимо от нестабильности производственных условий.

Стабилизация состава металла и его загрязненности от плавки к плавке не только повышает качество металла, отгружаемого потребителю, но и улучшает его разливаемость, уменьшает его отбраковку на последующих переделах.

ИБМТ предлагает следующие системы управления:

- АСУ ТП ДСП,
- АСУ ТП конвертера,
- АСУ ТП участка внепечной обработки металла,
- Система управления производством.

GIBBS EAF process control

Преимущества

АСУ ТП ДСП ГИББС® позволяет использовать ее любых дуговых печах: любого тоннажа, любой конструкции, оснащенных любыми продувочными устройствами (фурмы, инжекторы, горелки, донная продувка и др.) и без них, переменного и постоянного тока, оснащенные любыми средствами базовой автоматизации, вне зависимости от изготовителя и поставщика самой печи, отдельных применяемых устройств и средств автоматизации.

Система ГИББС® позволяет использовать любые шихтовые материалы (лом всех сортов, в т.ч. с предварительным подогревом, жидкий и твердый чугун, железо прямого восстановления, металлизованные окатыши и пр.), легирующие, шлакообразующие, раскислители.

АСУ ТП ДСП ГИББС® может быть использована как при выплавке полупродукта с проведением в печи только окислительного периода, так и при выплавке готового металла по двушлаковой технологии. Во всех случаях рассчитываются также необходимые операции во время выпуска.

Система ГИББС® постоянно находится в работающем режиме, это позволяет использовать возможности оптимизации на всем протяжении плавки, от начала до ее окончания. В случае перехода сталевара в ручной режим управления система ГИББС® продолжает отслеживать все события, происходящие в это время, и поддерживать готовность в любой момент взять управление «на себя», вернуться в автоматический режим управления. При работе в ручном режиме система ГИББС® продолжает работу в режиме «Советчик сталевара» и выдает на экран рекомендации по ведению процесса.

Постоянный контроль процесса плавки и постоянный поиск наиболее рациональных режимов обеспечивает максимально-возможное снижение затрат на производство.
Ведение плавки в автоматическом режиме позволяет минимизировать негативное влияние «человеческого фактора», обеспечить надежное соблюдение технологических ограничений, стабилизировать как ход плавки, так и ее продолжительность и качество выплавляемого металла.

Высокое качество выпускаемого из печи металла облегчает его дальнейшую доводку и закладывает основу для получения высокого качества конечного металла.
Эффективность
В итоге указанные выше преимущества АСУ ТП ДСП ГИББС® обеспечивают получение следующих практических результатов:

+ сокращение продолжительности процесса (от 3 до 15% в зависимости от начального состояния) и повышение производительности агрегата,
+ уменьшение себестоимости передела за счет снижения расхода материалов (на 2-5%) и энергоносителей (на 3-7%),
+ увеличение срока службы футеровки печи, технологического оборудования,
+ стабилизацию качества металла,
+ общую стабилизацию производства и упрощение задач планирования производства в цехе.

Опыт показывает, что внедрение АСУ ТП ДСП ГИББС® является в высшей степени эффективным инвестиционным проектом: высокая отдача обеспечивает окупаемость затрат на внедрение в течение 0,5-1 года.

GIBBS LD (BOF) process control

"Знание некоторых Принципов легко возмещает незнание некоторых Фактов".
(К.Гельвеций)

Преимущества

АСУ ТП ГИББС® в высшей степени необходима для управления плавкой в кислородном конвертере: этот процесс отличает отсутствие возможности отбора проб и замера температуры по ходу плавки, и сложная задача выбора режимов ведения продувки и определения момента ее окончания решается оператором «вслепую», во многом интуитивно, и расчетная поддержка тут крайне необходима и полезна.

Использование АСУ ТП ГИББС® позволяет разрешить эту проблему: термодинамические модели, на основе которых построена система, с высокой точностью описывают процессы в агрегате и позволяют в достаточной мере точно рассчитывать химический состав и температуру металла и шлака в любой момент времени без прямых замеров. Это дает возможность точно определить, что нужно делать для максимально эффективного ведения плавки.

При наличии на конвертере быстродействующей системы контроля состава отходящих газов система ГИББС® может использовать и эти данные, что позволит увеличить надежность работы системы управления.

Функции

На основании задания на плавку и информации о шихтовых материалах, АСУ ТП ГИББС® рассчитывает детальный график всех необходимых операций, согласно которому во время плавки формируются команды, которые отправляются на базовый уровень АСУ ТП для исполнения. Также системой рассчитываются операции на выпуске.

В случае уточнения данных о загруженных материалах, а также при выявлении каких либо отклонений системой осуществляется перерасчет всего комплекса технологических операций, необходимых для получения в конце плавки металла заданных химического состава и температуры. Таким образом обеспечивается точное соответствие рассчитанных системой ГИББС® режимов ведения плавки и реальной текущей ситуации в любой момент времени.

Эффективность

В конвертере, так же как и в других агрегатах, каждая следующая плавка отличается от предыдущей, и оперативно учесть эти отличия и адекватно скорректировать технологические режимы – задача практически нерешаемая в ручном режиме управления. Большая неопределенность приводит к тому, что оператор вынужден вести процесс «с запасом», несколько «передувая» ванну и заведомо отклоняясь от оптимума.

Большая производительность агрегата в нем обусловливают высокую «цену» таких отклонений от оптимума.

Расчетная поддержка, обеспечиваемая АСУ ТП ГИББС® значительно уменьшает величину возможной ошибки при выборе режимов процесса и при определении момента его окончания, это позволяет существенно снизить переокисление ванны, как следствие – снизить угар металла, уменьшить расход кислорода, сократить расход раскислителей, понизить агрессивность шлака за счет уменьшения содержания FeO в шлаке и повысить стойкость футеровки.

Указанные эффекты делают внедрение АСУ ТП ГИББС® в высшей мере выгодным инвестиционным проектом: вложенные средства окупаются уже в первые 1-3 месяца, обеспечивая в долгосрочной перспективе высокую эффективность производства.

GIIBS Secondary Metallurgy control

Преимущества

Использование строгих термодинамических моделей позволило впервые реализовать целый ряд функций, недоступных ранее, в итоге АСУ ТП ГИББС® участка внепечной обработки (АСУ ТП ВО) обладает целым рядом важных особенностей, отличающих ее от других систем.

АСУ ТП ВО ГИББС®, в отличии от других подобных систем, управляет не каким-либо отдельным агрегатом, а всем участком внепечной обработки, включая все агрегаты.

Система ГИББС® отслеживает все ковши, одновременно находящиеся на участке внепечной обработки: от выпуска из печи до передачи ковша с металлом на разливку. Во всех ковшах контролируются изменения температуры, химического состава и степени загрязненности металла неметаллическими включениями, при этом учитывается обработка металла во время выпуска его из ДСП, обработка на установках доводки металла (УДМ, «аргонка»), агрегатах печь-ковш, вакууматорах, а также изменение состояния металла во время нахождения его в отстое (перед обработкой и перед разливкой). Соответственно, АСУ ТП ВО ГИББС® управляет всеми перечисленными агрегатами.

При этом системой выполняется точный расчет наиболее оптимального режима обработки металла – комплекса всех необходимых операций, включая вакуумную обработку, режим нагрева металла, количество легирующих и шлакообразующих материалов, необходимых для попадания в узкие диапазоны по химическому составу.
Постоянный контроль ситуации позволяет при возникновении отклонений оперативно производить перерасчет оптимального варианта ведения процесса.

Уникальной особенностью предлагаемой системы является постоянный контроль состава и количества неметаллических включений в обрабатываемом металле и рекомендации по обработке металла с учетом его загрязненности включениями.

Эффективность

Внедрение системы оптимального управления АСУ ТП ГИББС® на участке внепечной обработки позволяет обеспечить высокое и стабильное качество выплавляемого металла, обеспечивает возможность выпуска высококачественного металла с суженными допусками по химсоставу. Качество играет ключевую роль при выходе на высокодоходные сегменты рынка, и преимущества, даваемые системами управления ГИББС®, обеспечивают значительное и стабильное конкурентное преимущество.

Кроме этого высокое качество металла обеспечивает лучшую его разливаемость, уменьшение отбраковки металла на последующих переделах.
Оперативный учет возникающих отклонений обеспечивает устойчивое ведение технологического процесса в часто меняющихся условиях реального производства.
Постоянный поиск наиболее рациональных режимов позволяет уменьшить до рационального минимума затраты на внепечную обработку.

Внепечной обработке отводится в технологической цепочке особая роль согласующего "временнόго буфера" между выплавкой полупродукта и разливкой, и поэтому сокращение продолжительности цикла внепечной обработки, обеспечиваемое АСУ ТП ГИББС®, оказывается крайне важным: это не только дает повышение производительности участка, но и придаёт ему бóльшую маневренность, что облегчает согласование работы агрегатов.

АСУ ТП ГИББС® создает информационную среду, необходимую для построения и работы Автоматизированной системы управления производством (АСОУП).

GIBBS Production Control

Ручное управление технологическими процессами вносило элемент нестабильности и тем самым существенно осложняло и управление всей производственной цепочкой в целом. С внедрением АСУ ТП ГИББС®, способных вести плавку в автоматическом режиме и обеспечивающих надежное исполнение Задания на плавку, были созданы предпосылки, позволяющие автоматизировать решение задач более высокого уровня управления и в частности – оперативного управления производством.

Принятый подход позволяет интегрировать имеющиеся средства автоматизации 1-го, 2-го уровней и систему выработки технологических решений в единую систему динамического управления производством стали, несущую не только информационные, иллюстративные функции, но и обеспечивающую автоматизированное управление всей производственной цепочкой выплавки и разливки стали.

Функции

Оперативное управление многостадийным процессом производства стали в цехе, включающее:

- планирование производства,
- контроль хода выполнения графика производства,
- корректировка графика в реальном масштабе времени,
- централизованный контроль и отображение хода процессов на основных агрегатах цеха,
- создание единой базы данных о выполнении всех технологических операций на каждой плавке;
Информационное сопровождение:
- формирование сквозных отчетных документов (паспорт, сертификаты, и пр.),
- учёт производства, сырья и других материалов, энергоносителей,
- расчёт оперативного свода затрат на производство продукции,
- интеграция систем управления цеха в общезаводскую систему управления.

Эффективность

Внедрение АСОУП ГИББС® обеспечивает повышение качества оперативного планирования за счет обеспечения сквозного контроля и исполнения технологии от шихтовки до разливки. Автоматизация оперативного управления производством в цехе позволяет получить дополнительную выгоду, складывающуюся из синергетического эффекта от объединения ранее разрозненных АСУ ТП агрегатов и исключения потерь, являющихся результатом нерациональных решений в изменившихся условиях.

В итоге ощутимо снижается себестоимость продукции за счет снижения затрат на энергоносители и материалы, увеличивается производительность сталеплавильного производства, повышается и стабилизируется качества металла. Кроме этого лучшая согласованность работы агрегатов создает условия для повышения надежности и долговечности работы технологического оборудования. Обеспечение технологического персонала цеха и завода оперативной и объективной информацией о ходе процессов, а также предоставление ее в системы управления более высокого уровня повышает управляемость предприятием.

GIBBS Steel Melting simulator

Программный комплекс АРМ технолога предназначен для разработки технологии выплавки и внепечной обработки металла с помощью имитационного моделирования тепло- и массообменных процессов в сталеплавильных агрегатах.

С помощью АРМ технолога возможно решение целого ряда задач:

- совершенствование принятой технологии, поиск наиболее рациональных технологических решений,
- разработка технологии при освоении новой продукции,
- адаптация технологии при изменении каких-либо производственных условий (замены материалов, модернизация оборудования и пр.),
- расчет количеств материалов (шихтовых, раскислителей, легирующих, шлакообразующих), необходимых для получения металла заданного химсостава,
- расчет необходимых затрат энергоносителей на плавку,
- оценка возможности использования неприменявшихся ранее материалов,
- при наличии цен на материалы и энергоносители – расчет величины прямых затрат на производство в денежном выражении, а при наличии данных по условно-постоянным расходам – и себестоимость выплавляемого металла.

Программный комплекс АРМ технолога может использоваться как самостоятельный инструмент, не связанный с другими системами и производственным оборудованием и может быть установлен на любом компьютере. Также АРМ технолога может входить в состав АСУ ТП различных агрегатов и в Систему оперативного управления производством.

АРМ технолога более 10 лет используется для решения технологических задач, накопленный опыт показал высокую адекватность используемых моделей, точность выполняемых расчетов соответствует точности параллельных проб.

Consulting

Большой практический опыт и глубокие знания теории сталеварения специалистов ИБМТ и имитационные возможности моделей пакета ГИББС® позволяют с высокой эффективностью решать задачи, касающиеся разработки новых технологий, повышения эффективности существующих производств, повышение качества выплавляемого металла.

При выполнении работ используется современная аналитическая база и программные имитаторы, построенные на основе строгого термодинамического расчета и учитывающие особенности моделируемых агрегатов.

Имитаторы с высокой точностью описывают весь комплекс тепло- и массообменных процессов, происходящих в сталеплавильных агрегатах, что позволяет моделировать ход технологического процесса и рассчитывать изменение химического состава и температуры металла, шлака и отходящих газов. Помимо этого, с помощью имитационного моделирования определяются основные технологические параметры плавки от ее начала до завершения, а также основные ее показатели: продолжительность плавки, затраты материалов и энергоносителей, вплоть до расчета себестоимости. Получаемые таким образом данные позволяют оценить эффективность существующего производства и найти наиболее рациональные решения:

- увеличение объема производства на существующем оборудовании,
- снижение расходов энергоносителей и материалов,
- адаптация (подстраивание) технологических режимов в соответствии с изменениями производственной ситуации (изменение в используемых материалах, смена сортамента, изменение характеристик оборудования и т.п.),
- оценка эффективности тех или иных вариантов модернизации технологии,
- оценка возможности использования новых материалов, выбор наиболее рациональных из них,
- другие работы, направленные на повышение эффективности сталеплавильных производств.

С помощью термодинамических моделей также описываются процессы зарождения и трансформации неметаллических включений в металле. Совмещение компьютерного термодинамического моделирования с возможностями современной электронной микроскопии позволяет специалистам ИБМТ выявлять природу происхождения неметаллических включений и дефектов литого или деформированного металла: определять источники, причины загрязнения металла. Такой комплексный подход дает возможность находить наиболее эффективные технологические решения, направленные на повышение качества выплавляемого металла: снижение общего уровня загрязненности и исключение неметаллических включений нежелательного типа.

Наше предприятие имеет опыт практической работы по оптимизации технологии выплавки и разливки с целью получения «чистой» стали с заданными характеристиками неметаллических включений, минимизации поверхностных и внутренних дефектов подкорковых загрязнений, пузырей, внеосевой точечной неоднородности и т.д.
Кроме качества конечного металла такие работы позволяют решать проблемы зарастания разливочных стаканов и стабилизации процесса разливки, отбраковки металла на дальнейших переделах.

При выполнении работ решаются следующие задачи:

- Определение причин возникновения брака (плен, разрывов и др. некондиции). Эта задача включает анализ самого дефекта и определение условий возникновения и развития дефекта;
- Разработка мероприятий, направленное на устранение причин возникновения и развития дефекта.

Ниже приведен перечень выполненных работ.

References

I. АСУ ТП дуговых сталеплавильных печей

1. Белорусский металлургический завод, ДСП-1:

Анализ работы системы в течение года после пуска показал следующие результаты:
-расход электроэнергии снизился на 17,7 кВт.ч/т (3,3%),
-сокращения времени под током составило 1,5-2 мин (2,5-3,5%),
-отмечены общая стабилизация процесса плавки, более полное использование рафинирующей способности шлака.

2. Белорусский металлургический завод, ДСП-2:

Разработана и внедрена АСУ ТП, отличающаяся от АСУ ТП ДСП-1 учетом непрерывной отдачи окатышей, шлакообразующих и продувки ванны.

Полученные на ДСП-2 эффекты аналогичны ДСП-1, суммарный годовой эффект по ДСП-1 и ДСП-2 превышает 1 000 000 долларов США.

3. Молдавский металлургический завод, ДСП-2.

Функционально аналогична системам, внедренным на БМЗ и выполнена на операционной системе QNX.

Эффективность системы аналогична оценкам, полученным на Белорусском метзаводе.

4. ОАО «Амурметалл», ДСП-1.

АСУ ТП ДСП-1 ГИББС® сдана в эксплуатацию в ноябре 2006 г.

5. ОАО НКМЗ, (г. Краматорск, Украина), ДСП-50.

АСУ ТП ГИББС® выбрана не только для собственной ДСП-50, но и для комплектации поставляемых заводом сталеплавильных агрегатов.

АСУ ТП ДСП-50 ГИББС® должна быть сдана в эксплуатацию в 2010 г.

II. АСУ ТП внепечной обработки

1. Белорусский металлургический завод, ЭСПЦ-2.

Разработана и внедрена АСУ ТП участка внепечной обработки, включая агрегаты печь-ковш, 2 вакууматора VOD и RH. Отслеживается одновременно до 5-ти ковшей.

2. Завод «Серп и Молот», ПК+VOD.

Учет событий на печи, автоматическое ведение протокола внепечной обработки металла совместно на агрегатах печь-ковш и вакууматоре, разработаны физико-химические модели процессов.

3. ОАО «Амурметалл», ЭСПЦ-2.

АСУ ТП участка внепечной обработки предусматривает управление двумя агрегатами печь-ковш и вакууматором, отслеживание одновременно до 5-ти ковшей, реализация новой функции расчета текущей загрязненности металла неметаллическими включениями и ее прогноз до разливки. Система сдана в эксплуатацию в марте 2008 г.

4. ОАО «НКМЗ» (г. Краматорск, Украина), АКП + вакууматор

АСУ ТП АКП ГИББС® должна быть сдана в эксплуатацию в 2010 г.

III АРМ ТЕХНОЛОГА

Внедрение АРМ технолога в Инженерно-техническом цехе ОМК-Сталь
(г. Выкса Нижегородской обл., 2010 г)

АРМ технолога позволяет имитировать технологические процессы на всех сталеплавильных агрегатах, установленных на ЛПК ОМК-Сталь (ДСП, АКП, вакууматор) и предназначен для анализа существующей технологии производства стали и разработки новых решений, направленных на решение возникающих проблем ЛПК.

Предусмотрена возможность импорта данных из АСУ ТП агрегатов для «проигрывания» на АРМ технолога ранее состоявшихся реальных плавок с целью выявления причин возникших проблем (брак, перерасходы, нарушение технологии и т.п.)

Планируется включение АРМ технолога в комплект поставки систем управления ГИББС®.

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ

Имитационные возможности пакета ГИББС® позволили использовать его не только при создании систем управления, но и для решения целого ряда задач, касающихся разработки металлургических технологий:

1. Определение рациональной доли жидкого чугуна в шихте и разработка режимов продувки при выплавке полупродукта в шахтной дуговой печи на ОАО «СеверСталь».
2. Снижение уровня загрязненности стали азотом при выплавке стали на Молдавском металлургическом заводе.
3. Разработка сквозной технологии производства стали на заводе «Серп и Молот».
4. Оценка влияния извести на процесс науглероживания стали, разработка технологии выплавки низкоуглеродистых марок стали на заводе «Серп и Молот».
5. Выбор оптимальной технологического маршрута выплавки на заводе «Серп и Молот».
6. Оценка эффективности использования окалины в шихте при выплавке стали на Молдавском металлургическом заводе.
7. Определение рациональной доли хромоникелевого чугуна в шихте ОАО «НОСТА».
8. Разработка оптимальной технологии получения полупродукта для ВКР в условиях завода «Серп и Молот».
9. Влияние шлакообразующих смесей на качество разливаемой стали.
10. Переработка полиметаллических руд (Куба).

Информация о системах ГИББС®, представленная на этом сайте, содержит только общие описания принципов построения систем управления ГИББС® и характеристики их работы, которые при практической реализации систем могут изменяться, что является результатом развития этих систем, а также может быть связано с особенностями конкретного производства и условиями контракта.

EAF Melting Pouring

Об ИБМТ

Инновационное бюро металлургической технологии (ИБМТ) было организовано инженерами и учеными-металлургами с целью реализации на металлургических заводах имевшихся наработок, главной из которых стала термодинамическая модель тепло- и массо-обмена в системе «металл-шлак-газ».

Разработанные специалистами ИБМТ программы ОРАКУЛ и ГИББС® более 20-ти лет используются в учебном процессе и исследовательских работах на профильных кафедрах Московского института Стали и Сплавов и Донецкого национального технического университета.

ИБМТ постоянно развивает созданные системы и развивается само и в настоящее время располагает штатом высококвалифицированных специалистов в областях теории металлургических процессов, практического сталеварения, автоматизации технологических процессов выплавки стали.

Потенциал ИБМТ позволяет на самом высоком уровне решать задачи по разработке и совершенствовании технологии выплавки и обработки стали, при создании автоматических систем управления сталеплавильных процессов.

Все реализованные проекты ИБМТ получили высокую оценку специалистов, позволили существенно превысить показатели, определенные техническими заданиями на работы, и получить значительные технический и экономический эффекты.

Отличие разработанных ИБМТ систем автоматического управления сталеплавильными процессами – использование строгих тепловой и термодинамической моделей, позволяющих в режиме ‘on-line’ с высокой точностью рассчитывать температуру и химический состав металла и шлака.

Внедряемые ИБМТ системы оптимального управления ГИББС® (название ранних версий - ОРАКУЛ) не имеют аналогов среди систем управления сталеплавильными агрегатами по принципам построения и методам решения задач и являются системами управления нового поколения, позволяющими вести технологический процесс плавки в максимально автоматизированном режиме на основе строго термодинамического расчета.

Asia Steel 2009 Dr. A. Ponomarenko and Dr. A. Stomachin Adjustment of the system