В дипломном проекте предложен вариант решения такой задачи путем расчета раскислителей и легирующих не по эмпирическому коэффициенту угара, имеющему слабую технологическую и управленческую интерпретацию, а по угару элементов, который более плотно и точно характеризует процесс раскисления и легирования. Кроме того, для подстройки коэффициентов определения угоревших масс используется процедура их адаптации. Оптимизация процесса состоит в введении в сталь необходимых масс элементов с учетом их угара, имея при этом более экономичную технологию процесса раскисления и легирования стали, более высокие свойства проката. Оптимизация процесса раскисления и легирования осуществляется процедурой минимизации критерия, имевшего в своем составе ценовую составляющую и составляющие, определяющие отклонение расчетного состава стали от заданного. Причем коэффициенты при соответствующих составляющих являются подстраиваемыми и можно путем их изменения ориентировать расчетный алгоритм как на более экономичную технологию, так и на получение высоких и механических свойств проката.

1 ХАРАКТЕРИСТИКА СУЩЕСТВУЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ И СИСТЕМЫ

1.1Общая характеристика предприятия

Открытое акционерное общество "Западно-Сибирский металлургический комбинат" (ОАО "ЗСМК") расположен в городе Новокузнецке Кемеровской области, имеет полный замкнутый металлургический цикл и является крупнейшим предприятием отрасли в Сибирском регионе страны.

Первые металлургические агрегаты комбината – коксовые батареи, доменная печь – были введены в эксплуатацию в 1963-1964 годах. Последним в эксплуатацию (1976 г.) был введен непрерывный среднесортный стан 450.

Западно-Сибирский металлургический комбинат сегодня включает в себя коксохимическое производство; агломерационно-известковое производство; доменный цех, в составе которого находятся три доменные печи; сталеплавильное производство, имеющее два конвертерных цеха; прокатное производство; метизное производство. Продукцией комбината являются чугун, сталь, прокат, кокс и проволока.

В настоящее время на комбинате интенсифицируются действующие и внедряются новые технологические процессы с использованием автоматических систем управления на базе электронно-вычислительных машин, осваиваются новые экономичные виды продукции и повышается качество производимой продукции.

Рассмотрим основные производства металлургического комбината. Доменный цех имеет в своем составе:

- три доменные печи суммарным полезным объемом 8000 м³ (доменные печи №1 и №3 по 3000 м³ , доменная печь №2 - 2000м³ );

- отделение по приготовлению заправочных материалов;

- четыре разливочных машины со складом холодного чугуна;

- отделение по ремонту чугуновозных и шлаковозных ковшей;

- участок шихтоподачи;

- две центральные вытяжные станции.

В доменном цехе применяют агломерат собственного производства (70-90%), окатыши качканарские (10-20%), руды (5-15%), металлодобавки (до 5%), кокс собственного производства (90-100%), кокс привозной (до 10%).

Для перевозки чугуна в конвертерные цеха используются чугуновозные ковши емкостью 140 т и ковши миксерного типа емкостью 420 и 150 т. Для перевозки шлака используются шлаковые ковши с емкостью чаши 16.5 м³ . для производства 4.5 млн. т чугуна ежегодная потребность в железорудном сырье составляет 8 млн. т., в коксе металлургическом – 2.3 млн. т.

Перед загрузкой в доменную печь из железорудной шихты и кокса отсеиваются мелкие фракции. Вся загружаемая в доменные печи шихта взвешивается в специальных весовых воронках с регистрацией полученных данных автоматической системой управления. Загрузка доменных печей производится скиповыми подъемниками. Для корректировки основности шлака используется кварцит и конвертерный шлак. С целью интенсификации процесса плавки дутье печей обогащается кислородом до 28-28.5%.

В доменном цехе функционирует информационно-управляющий комплекс, включающий в себя АСУ дозирования шихты, АСУ регулирования основности шлака, АСУ загрузочными устройствами, АСУ по учету количества и качества выплавляемого чугуна.

В состав сталеплавильного производства входят конвертерные цеха №1и №2, цех подготовки состава, смоломагнезитовый цех, копровый цех, цех ремонта металлургических печей, цех ремонта сталеплавильного оборудования.

Сталеплавильное производство является ключевым в технологической цепочке производства продукции на комбинате.

Кислородно-конвертерный цех №1 (ККЦ-1) эксплуатируется в составе трех конвертеров емкостью 160 т каждый. Проектная производительность цеха составляет 3.5 млн. т стали в год. В состав ККЦ-1 входят конвертерное, миксерное, дымососное отделения, отделение шихтовых и магнитных материалов, приемное устройство с трактом подачи сыпучих материалов, шлаковый двор. В конвертерах выплавляются углеродистые, конструкционные, низколегированные, легированные и обыкновенного качества стали. Вся выплавляемая сталь разливается в изложницы сверху в двух разливочных пролетах.

В цехе имеются три установки доводки металла (УДМ), расположенные над сталевозными путями. На них производится усредняющая продувка стали в ковше инертными газами через погруженные фурмы, а также отбор проб металла на химический анализ, замер температуры и окисленности металла.

В разное время в цехе были разработаны и опробованы технологии комбинированной продувки с подачей нейтрального газа через донные фурмы, а также технология переработки повышенной доли лома (до 100%).

Кислородно-конвертерный цех №2 (ККЦ-2) введен в эксплуатацию в мае 1974 года в составе двух конвертеров №4 и №5 емкостью 350 т каждый. Проектная производительность цеха составляет 4.2 млн. т стали в год.

ККЦ-2 состоит из конвертерного и дымососного отделений, отделений разливки стали в изложницы и непрерывной разливки стали, приемного устройства с трактом подачи сыпучих материалов в конвертерное отделение и перегрузочного устройства, отделения перелива чугуна, шлакового двора и отделения магнитных материалов.

Над сталевозными путями между конвертерным и разливочным отделениями установлены УДМ, на которых производится усреднение, корректировка металла по химическому составу и температуре продувкой через погруженные фурмы инертным газом.

Часть выплавляемой стали разливается в изложницы. В отличие от ККЦ-1 сталеразливочный ковш оборудован двумя шиберными затворами, и разливка ведется сразу в две изложницы, что ускоряет процесс разливки.

В отделении непрерывной разливки стали установлена трубная машина непрерывного литья заготовок. В перспективе развития ККЦ-2 полный перевод на непрерывную разливку стали с установкой двух сортовых машин непрерывного литья заготовок и установок внепечной обработки типа "печь-ковш".

Цех подготовки состава вводился в эксплуатацию в составе двух очередей. Первая очередь цеха началась эксплуатироваться в 1969 году в составе:

1. двора изложниц №1, предназначенного для подготовки составов с изложницами под разливку сталей;

2. отделения разливания слитков №1, где принимаются составы с наполненными изложницами и освобождаются затвердевшие слитки от изложниц;