Моделирование кислородно-конвертерной плавки с использованием методов математической статистики
Рассмотрены результаты эксперимента, проведённого на 160-тонных конвертерах. Показано влияние параметров режима дутья на процесс обезуглероживания ванны и изменение её температуры с использованием методов классического регрессионного и корреляционного анализов. Розглянуто результати експерименту, пр...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Металл и литье Украины |
|---|---|
| Datum: | 2016 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2016
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/162934 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Моделирование кислородно-конвертерной плавки с использованием методов математической статистики / Е.А. Сергеева, С.С. Золотухин, С.В. Гришко // Металл и литье Украины. — 2016. — № 3 (274). — С. 3-5. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-162934 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Сергеева, Е.А. Золотухин, С.С. Гришко, С.В. 2020-01-19T09:37:22Z 2020-01-19T09:37:22Z 2016 Моделирование кислородно-конвертерной плавки с использованием методов математической статистики / Е.А. Сергеева, С.С. Золотухин, С.В. Гришко // Металл и литье Украины. — 2016. — № 3 (274). — С. 3-5. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 2077-1304 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/162934 681.51.007.57:669.184 Рассмотрены результаты эксперимента, проведённого на 160-тонных конвертерах. Показано влияние параметров режима дутья на процесс обезуглероживания ванны и изменение её температуры с использованием методов классического регрессионного и корреляционного анализов. Розглянуто результати експерименту, проведеного на 160-тонних конвертерах. Показано вплив параметрів режиму дуття на процес зневуглецювання ванни і зміни її температури з використанням методів класичного регресійного та кореляційного аналізів. The results of experiments made on 160-ton BOF are considered. The Influence of parameters of the mode of blowing on the process of bath decarburization and its temperature change are shown using the methods of classic regression and correlation analysis. ru Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України Металл и литье Украины Моделирование кислородно-конвертерной плавки с использованием методов математической статистики Моделювання киснево-конвертерної плавки з використанням методів математичної статистики BOF modelling with mathematical statistics methods using Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Моделирование кислородно-конвертерной плавки с использованием методов математической статистики |
| spellingShingle |
Моделирование кислородно-конвертерной плавки с использованием методов математической статистики Сергеева, Е.А. Золотухин, С.С. Гришко, С.В. |
| title_short |
Моделирование кислородно-конвертерной плавки с использованием методов математической статистики |
| title_full |
Моделирование кислородно-конвертерной плавки с использованием методов математической статистики |
| title_fullStr |
Моделирование кислородно-конвертерной плавки с использованием методов математической статистики |
| title_full_unstemmed |
Моделирование кислородно-конвертерной плавки с использованием методов математической статистики |
| title_sort |
моделирование кислородно-конвертерной плавки с использованием методов математической статистики |
| author |
Сергеева, Е.А. Золотухин, С.С. Гришко, С.В. |
| author_facet |
Сергеева, Е.А. Золотухин, С.С. Гришко, С.В. |
| publishDate |
2016 |
| language |
Russian |
| container_title |
Металл и литье Украины |
| publisher |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Моделювання киснево-конвертерної плавки з використанням методів математичної статистики BOF modelling with mathematical statistics methods using |
| description |
Рассмотрены результаты эксперимента, проведённого на 160-тонных конвертерах. Показано влияние параметров режима дутья на процесс обезуглероживания ванны и изменение её температуры с использованием методов классического регрессионного и корреляционного анализов.
Розглянуто результати експерименту, проведеного на 160-тонних конвертерах. Показано вплив параметрів режиму дуття на процес зневуглецювання ванни і зміни її температури з використанням методів класичного регресійного та кореляційного аналізів.
The results of experiments made on 160-ton BOF are considered. The Influence of parameters of the mode of blowing on the process of bath decarburization and its temperature change are shown using the methods of classic regression and correlation analysis.
|
| issn |
2077-1304 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/162934 |
| citation_txt |
Моделирование кислородно-конвертерной плавки с использованием методов математической статистики / Е.А. Сергеева, С.С. Золотухин, С.В. Гришко // Металл и литье Украины. — 2016. — № 3 (274). — С. 3-5. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT sergeevaea modelirovaniekislorodnokonverternoiplavkisispolʹzovaniemmetodovmatematičeskoistatistiki AT zolotuhinss modelirovaniekislorodnokonverternoiplavkisispolʹzovaniemmetodovmatematičeskoistatistiki AT griškosv modelirovaniekislorodnokonverternoiplavkisispolʹzovaniemmetodovmatematičeskoistatistiki AT sergeevaea modelûvannâkisnevokonverternoíplavkizvikoristannâmmetodívmatematičnoístatistiki AT zolotuhinss modelûvannâkisnevokonverternoíplavkizvikoristannâmmetodívmatematičnoístatistiki AT griškosv modelûvannâkisnevokonverternoíplavkizvikoristannâmmetodívmatematičnoístatistiki AT sergeevaea bofmodellingwithmathematicalstatisticsmethodsusing AT zolotuhinss bofmodellingwithmathematicalstatisticsmethodsusing AT griškosv bofmodellingwithmathematicalstatisticsmethodsusing |
| first_indexed |
2025-11-25T22:13:39Z |
| last_indexed |
2025-11-25T22:13:39Z |
| _version_ |
1850560944377167872 |
| fulltext |
3МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 3 (274) ’2016
чугуна химического состава, %: 4,0…4,4 C, 0,5…0,6 Si
и 1,0…1,1 Mn. Температура чугуна колебалась в
пределах 1250…1300 °С. Продувку проводили через
четырёхсопловый фурменный наконечник с углом
наклона сопел 15° при расстоянии от конца наконеч-
ника до уровня спокойной ванны 16,5 калибров, рас-
ходе кислорода 2,2 м3/(т∙мин) и заданных значениях
статических управляющих воздействий, после чего
отбиралась проба металла на химический анализ и
измерялась его температура.
Исходные данные активного эксперимента сведе-
ны в табл. 1. Линейные эффекты и эффекты взаимо-
действия, рассчитаные по методике [2], представле-
ны в табл. 2.
Анализируя результаты активного эксперимента,
можно отметить, что эффекты взаимодействия руды
и кислорода находятся на уровне значений, которые
определены опросом опытных операторов. Эффект
взаимодействия извести не соответствует данным
опроса. Хотя эксперимент проводился на плавках,
одна за другой, идентичных начальных условий до-
стичь не удалось.
В тех случаях, когда постановка активного экспе-
римента в производственных условиях затруднена,
обрабатывали пассивно собранную информацию,
которая характеризует режим нормального функцио-
нирования процесса. Обработка данных для получе-
ния математической модели проводилась, главным
образом, методами классического регрессионного и
корреляционного анализов [3].
Также проводился эксперимент по выявлению
влияния параметров режима дутья на процесс обе-
зуглероживания ванны и изменения её температуры.
Расход дутья изменяли в пределах 1,6…2,2 м3/(т∙мин),
расстояние от фурменного наконечника до уровня
спокойного металла 13,5…19,5 калибров. Из шести
последовательных плавок, в соответствии с матрицей
планирования, было проведено пять. Продувку при
значениях расхода дутья 1,6 м3/(т∙мин) и расстояния
от фурменного наконечника до уровня спокойного ме-
талла 19,5 калибра довести до конца не удалось (из-
за сильного переокисления ванны начались интенсив-
ные выбросы). Повторные попытки провести продувку
при таких режимах тоже закончились неудачно.
Использование множественного корреляци-
онного анализа для обработки информации даёт
В
ведение. Использование математической стати-
стики особенно оправдано при создании моде-
лей малоизученных сторон конвертерной плав-
ки. Но и в тех случаях, когда форма уравнений,
связывающих между собой переменные процесса,
известна достаточно давно, статистические методы
также используются при нахождении численных ко-
эффициентов модели. При этом нужно учитывать,
что конвертерный процесс – многомерный объект,
потому использование парных связей приводит к
неправильным результатам. Множественный корре-
ляционный анализ позволяет с удовлетворительной
точностью описать многоканальную систему.
Сбор исходного материала может быть осущест-
влён двумя путями: пассивным наблюдением или ак-
тивным экспериментом. В первом случае регистри-
руются технологические параметры процесса при
обычном его протекании без внесения в процесс ка-
ких-либо специальных возмущений. Метод активного
эксперимента основан на внесении в процесс воз-
мущений (количество и величина которых заранее
определены), использовании упорядоченного плана
размещения точек в факторном пространстве и пере-
ходе к новой системе координат [1].
Постановка задачи. Целью исследований явля-
ется повышение эффективности управления кисло-
родно-конвертерной плавкой путём усовершенство-
вания принципов создания модели.
Результаты исследований. Положительные свой-
ства активного эксперимента в значительной степени
обесцениваются трудностями его постановки в усло-
виях функционирования технологического процесса.
Дело в том, что значения возмущений должны быть
существенными. Чтобы эффекты, которые с ними свя-
заны, были четко выделены. А это может привести к
опасности утраты стойкости объекта, то есть перехо-
ду конвертера в аварийный режим, получению брака
в продукции.
Проиллюстрируем это на примере проведённо-
го нами полного факторного эксперимента для трёх
переменных по определению коэффициентов влия-
ния на массу выгорающего углерода и температуру
металла общей массы железной руды и извести, а
также объёма продутого кислорода.
В период исследовательских плавок в конвертере
перерабатывали от 27 до 30 т лома, от 108 до 110 т
УДК 681.51.007.57:669.184
Е. А. Сергеева, С. С. Золотухин, С. В. Гришко
Национальный технический университет Украины «КПИ», Киев
Моделирование кислородно-конвертерной плавки
с использованием методов математической статистики
Рассмотрены результаты эксперимента, проведённого на 160-тонных конвертерах. Показано влияние
параметров режима дутья на процесс обезуглероживания ванны и изменение её температуры с использованием
методов классического регрессионного и корреляционного анализов.
Ключевые слова: модель, конвертер, управление, статистика
4 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 3 (274) ’2016
где σ* – среднеквадратическое отклонение исходной
переменной от среднего значения; σ – остаточное
среднеквадратическое отклонение при прогнозиро-
вании исходной переменной от уравнения регрессии.
Отметим, что при γ = 2 (погрешность прогноза по
среднему значению в 2 раза больше погрешности
прогноза по уравнению регрессии) коэффициент
множественной корреляции R ≈ 0,86. Любые дей-
ствия, которые обеспечивают даже незначительное
увеличение R свыше этого предела, будут практиче-
ски оправданы, так как при этом эффективность про-
гноза существенно возрастает.
Выводы
Модель включена как составная часть в математи-
ческую модель управления температурным режимом
конвертерной плавки для 160-тонных конвертеров.
Приведённые методы были проверены нами при
разработке модели статического расчёта металличе-
ской части шихты кислородно-конвертерной плавки
для ПАО «АрселорМиттал Кривой Рог».
достоверные результаты, если выполняются такие
условия, как нормальное распределение значений
исследованных параметров и отсутствие корреляци-
онной связи между коэффициентами в уравнении ре-
грессии. Целесообразность использования в том или
ином случае статистического описания конвертерно-
го процесса определялось анализом соотношения:
Таблица 1
Операционные условия исследовательских плавок
Номер
операции
Меняющийся параметр Параметры выхода
масса, т расход кислорода на
плавку (V), м3
масса выгоревшего
углерода, т
температура
металла, оСизвести руды
0 5,5 1,5 4900 4,350 1610
1 5,0
1,0
4700
4,291 1590
2 6,0 4,093 1600
3 5,0
2,0
4,172 1560
4 6,0 4,128 1595
5 5,0
1,0
5100
4,571 1630
6 6,0 4,021 1645
7 5,0
2,0
4,710 1610
8 6,0 4,670 1595
9 5,5 1,5 4900 4,380 1615
Таблица 2
Линейные эффекты и эффекты взаимодействия
параметров в диапазоне их изменения
Изменяемый
параметр
Эффект влияния
на массу
выгорающего
углерода
на температуру
тр 0,174 – 28,8
тв – 0,206 11,2
V 0,320 30,0
тртв 0,169 – 1,2
трV 0,215 – 11,2
твV – 0,085 –11,2
γ = σ*/σ,
1. Ордынцев В. М. Автоматизация математического описания объектов управления / В. М. Ордынцев. – М.: Машиностро-
ение, 1969. – 208 с.
2. Сергеєва К. О. Статичний розрахунок металевої частини шихти киснево-конвертерної плавки / К. О. Сергеєва //
Спеціальна металургія: вчора, сьогодні, завтра. – К.: ІВЦ Політехніка. – 2009. – С. 222-227.
3. Линник Ю. В. Метод наименьших квадратов и основы математической теории обработки наблюдений / Ю. В. Линник. –
М.: Физматгиз – 1962. – 350 с.
1. Ordyntsev, V. M. (1969). Avtomatizatsiia matematicheskoho opisaniia obiektov upravleniia [Automatization of control object
describe]. Moskow: Mechanical engineering. [in Russian].
2. Sergeieva K. O. (2009). Statychnyi rozrakhunok metalevoi chastyny shykhty kysnevo-konverternoii plavky [Static calculation
for metal part of BOF mixture]. Special metallurgy: yesterday, today, tomorrow. Kyiv: Polytechnika, pp. 222-227 [in Ukrainian].
3. Linnik Y. V. (1962) Metod naimenshyh kvadratov i osnovy matematicheskoi teorii obrabotki nabliudenii [ Least squares method
and foundations of mathematical processing of observations theory]. Moskow: FizMath. [in Russian].
ЛИТЕРАТУРА
REFERENCES
5МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 3 (274) ’2016
Розглянуто результати експерименту, проведеного на 160-тонних конвертерах. Показано вплив параметрів режиму
дуття на процес зневуглецювання ванни і зміни її температури з використанням методів класичного регресійного та
кореляційного аналізів.
Сергеєва К. О., Золотухін С. С., Гришко С. В.
Моделювання киснево-конвертерної плавки з використанням методів
математичної статистики
Анотація
Ключові слова
модель, конвертер, управління, статистика
Sergeieva K. , Zolotukhin S., Hryshko S.
BOF modelling with mathematical statistics methods usingSummary
The results of experiments made on 160-ton BOF are considered. The Influence of parameters of the mode of blowing on
the process of bath decarburization and its temperature change are shown using the methods of classic regression and
correlation analysis.
model, BOF, control, statisticsKeywords
Поступила 03.03.2016
Ежемесячный научно-технологический журнал
«Металл и литьё Украины»
предлагает разместить на своих страницах рекламу:
новых технологий, оборудования и изделий, методик и материалов,
предлагаемых товаров и услуг,
информацию об обучении, выставках, конференциях
и другую полезную информацию.
|