Сервис для проведения лабораторных экспериментов с составом шихты

Задача

Разработать для лаборатории опытно-промышленного коксования НЛМК инструмент, позволяющий гибко экспериментировать с различными составами углей.

О проекте

В лаборатории ОПК НЛМК разрабатывают и тестируют различные составы шихты, которые могут быть использованы на производстве. В рамках модуля оптимизатора шихты CosySoft разработал инструмент, который позволил проводить эксперименты с разными составами угля. Наше решение позволило моделировать различные условия и проверять, как те или иные изменения в составе угля могут повлиять на качество кокса.

Задача

Лаборатория ОПК – лаборатория опытно-промышленного коксования, где проводят контроль качества пылеугольного топлива, кокса и поступающих для коксования углей. Внедрение новых инструментов позволяет увеличить количество и качество испытаний, а следовательно и качество кокса и технико-экономическую эффективность производства.

Что такое шихта и для чего проводятся эксперименты

Шихта — это смесь исходных материалов, которую загружают в доменную печь для получения металла. В состав шихты входят железная руда, кокс и флюсы (например, известняк), которые при нагревании плавятся, и происходит процесс восстановления железа из руды. Шихта закладывается слоями и проходит через несколько стадий плавления и химических реакций в доменной печи.

Для производства качественного кокса необходимы специальные угли с коксующими свойствами. Эти угли должны иметь определенный химический состав и структуру, чтобы обеспечить надежную газопроницаемость и горячую прочность кокса.

На любом сложном производстве всегда есть процесс лабораторной проверки или оптимизации состава сырья, например, в строительной отрасли для тестирования смесей или в пищевой промышленности при смене рецептур из-за колебания цен на сырье.

На коксохимическое производстве даже небольшие различия в угле могут повлиять на его свойства, так как угли из разных слоев одного месторождения могут отличаться по возрасту и условиям формирования. В рамках классического производственного процесса состав шихты подбирается из проверенных компонентов.

Но что делать, если нужно протестировать новый уголь или нестандартный состав? Для этого и был разработан новый модуль. Он позволяет химикам и инженерам проводить эксперименты с угольной шихтой, не влияя на основные производственные процессы.

Как было раньше

В стандартных условиях производства было сложно и дорого экспериментировать с новыми углями или их комбинациями, так как стандартные производственные карты не предусматривали работу с малым объемом шихты.

Иногда у разработчика производственной карты возникает потребность понять, “что если” и он хочет протестировать нестандартный состав угля. Стандартная дозировка - дорогое удовольствие, но если ограничить эксперимент одной коксовой батареей, это гораздо дешевле. Мы создали функционал для экспериментальной дозировки, чтобы за несколько дней можно было протестировать новый состав и сразу оценить результаты.

Алессия, системный аналитик CosySoft

Как работает модуль

Допустим, в лаборатории решают проверить уголь из нового источника. Сначала они создают экспериментальный состав шихты в небольших объемах и проверяют его в условиях, максимально приближенных к реальным. Благодаря этому можно выявить, как новый уголь влияет на производственные показатели, например, на частоту забивания оборудования или на качество полученного кокса.

Технико-экономическая польза внедрения

Внедрение модуля экспериментальных шихтовок значительно увеличило возможности лаборатории НЛМК. Теперь специалисты могут проводить эксперименты с угольными смесями в малых количествах, анализировать их эффективность и адаптировать новые рецепты для масштабного производства.

Даже небольшое снижение доли дорогих коксующихся углей в составе существенно влияет на себестоимость кокса. Экономия внедрения не прямая, но позволяет оптимизировать состав угольной шихты при использовании более доступного сырья.

К тому же, тестирование новых идей с минимальными затратами и рисками позволило оперативно реагировать на изменения и быстро проверять новые рецептуры без вмешательства в основное производство. Таким образом, НЛМК получил еще один инструмент, позволяющий гибко подстраиваться под условия поставок, улучшать качество продукции и сохранять себестоимость производства.

Результат

CosySoft разработал цифровой инструмент для управления промышленными экспериментами с угольной шихтой. Он позволил лаборатории проводить значительно больше исследований без риска для основного производства, сократить стоимость испытаний и ускорить внедрение новых рецептур в промышленную эксплуатацию. Это увеличило возможности лаборатории НЛМК.

Теперь специалисты могут проводить эксперименты с угольными смесями в малых количествах, анализировать их эффективность и адаптировать новые рецепты для масштабного производства. Такое тестирование новых идей с минимальными затратами и рисками позволило оперативно реагировать на изменения в производственных условиях и своевременно оптимизировать состав шихты.

НЛМК получил еще один инструмент, позволяющий в десятки раз сократить объем сырья для тестирования и улучшать качество продукции сохраняя себестоимость производства.