Аннотация. Рассмотрены требования, структура и архитектура АРМ «Технолог доменного цеха» компьютерной системы поддержки принятия решений MES-уровня, внедренной в АСУП доменного производства ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». Представлено краткое описание основных модельных подсистем, а также допущения, принятые в процессе математического моделирования. Использование разработанной системы позволяет инженерно-технологическому персоналу оперативно проводить анализ производственных ситуаций доменного цеха, решать ряд технологических задач по управлению тепловым, газодинамическим и шлаковым режимами доменной плавки, а также производить расчет оптимального состава доменной шихты, что в конечном итоге обеспечивает повышение технико-экономических показателей работы доменного производства. Ключевые слова: доменное производство, автоматизированная система управления производством, MES-система, анализ производственных ситуаций, решение технологических задач.

1 ОАО «Уральский институт металлов» (г. Екатеринбург) 2 Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина (г. Екатеринбург) 3 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» ОЦЕНКА ФОРМЫ ЗОНЫ ВЯЗКОПЛАСТИЧНЫХ МАСС ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ДОМЕННОЙ ПЕЧИ МЕТОДОМ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯАннотация. Представлена характеристика математической модели, позволяющей оценивать расположение и форму зоны вязкопластичных масс железорудных материалов (зону когезии) в доменной печи, осуществлять диагностику ее рациональной конфигурации по реально доступной информации о работающей печи для базового периода, а также решать комплекс задач для проектного периода при изменении режимных параметров плавки. Приведены результаты моделирования для базового и проектного периодов.Ключевые слова: доменное производство, математическое моделирование, теплообмен, вязкопластичное состояние, железорудные материалы, конфигурация зоны когезии. SHAPE ESTIMATION ZONE VISCOPLASTIC MASS ORE MATERIALS IN THE BLAST FURNACE METHOD OF MATHEMATICAL MODELINGAbstract. The characteristic of the mathematical model is presented, allowing to size up location and form of zone of viscous-plastic masses of iron-ore materials (plastic zone) in blast furnace, to carry out diagnostic of its rational confi guration based on really accessible information on working blast furnace for the base period, and to solve complexity of problems for the design period with change in operating conditions of melting. Results of modeling for the base and the design periods are given.Keywords: blast furnace production, mathematical modeling, heat exchange, viscous-plastic conditions (state), iron-ore materials, plastic zone confi guration.По современным представлениям, газопроницае-мость столба шихты в доменной печи определяется по-ложением и формой зоны вязкопластичных масс (зоны когезии), выше которой располагается слой шихты в кусковом состоянии, ниже -слой кокса со стекающим расплавом чугуна и шлака. Зона вязкопластичных масс представлена чередующими слоями железорудного материала (ЖРМ) и кокса; только наличие слоев кокса (коксовых окон) обеспечивает ее газопроницаемость. Слои ЖРМ, находясь в вязкопластичном состоянии, непроницаемы для газового потока. Наличие коксовых окон в объеме этих масс подтверждается исследовани-ями «замороженных» доменных печей. Об этом гово-рят и косвенные доказательства -загрузка в доменную печь предварительно смешенных рудных материалов с коксом, приводящая к разрушению коксовых окон, увеличивает газодинамическое сопротивление зоны когезии и снижает производительность печи более чем в 1,85 раза.На рис. 1 приведены возможные формы зон пла-стичности с отображением характера газовых потоков, пронизывающих эти зоны [1 -3].Из представленных форм зоны когезии наиболее благоприятной для получения высокой производитель-Рис. 1. Формы зоны вязкопластичных масс и характер газовых потоков в доменной печи:

The article considers an overview and critical analysis of the digitalization of the leading Russian ferrous metallurgy enterprises in accordance with the Industry 4.0 development concept. It provides for the creation of digital twins of pyrometallurgical technologies, the widespread use of machine vision and artifcial intelligence. The examples of domestic industrial systems using the technologies of machine (technical) vision in production cycle, digital assistants (twins) of metallurgical units and their sets are presented. With regard to blast­furnace production, technical vision systems used to control processes in the upper and lower zones of blast furnace are considered. A promising area is the integration of technical vision and decision support systems, including algorithms and software modules for implementation of deterministic mathematical models of individual phenomena of blast furnace smelting. They are based on fundamental physical concepts of blast­furnace smelting processes. One of the main directions of digital transformation of pyrometallurgical technologies is creation of intelligent control systems for technological process in metallurgy in real time. When formulating and solving problems, it is required not only to study the characteristics describing the effect of change in melting conditions on technical and economic indicators of the operation of individual furnaces, but also a detailed analysis for mathematical description of external and internal constraints. The authors present the examples of subsystems for control of heat losses in a blast furnace, predicting the parameters of tuyere hearths and controlling distribution of blast parameters around the perimeter of a blast furnace, an automated system for analyzing and predicting production situations in a blast furnace. Creation of such systems was carried out on the basis of modern principles and technologies for the development of appropriate mathematical, algorithmic and software support.

No abstract