«Информационные технологии в металлургии» для ломопереработчиков

Рисунок 1. Пример выполнения лабораторной работы по расчету цен на металлолом

Учитывая постоянно возрастающие требования со стороны работодателей к выпускникам инженерных вузов, и в том числе металлургических специальностей, в НИТУ «МИСиС», на кафедре Экстракции и рециклинга черных металлов, разработан и преподается курс «Информационные технологии в металлургии». Курс ориентирован на будущих специалистов (бакалавров) металлургических предприятий, которые будут призваны решать как металлургические, так и ресурсосберегающие задачи.

Программа учебного курса организована таким образом, чтобы консолидировать знания полученные студентами при изучении других учебных курсов, например «инженерные расчеты в металлургии», «экстракция черных металлов», «производство стали», «экономика и организация производства» и выработать практические навыки по обработке промышленной и коммерческой информации, которые им могут пригодиться после окончания института.

Например, во время учебного процесса будущие бакалавры практикуются как в определении средневзвешенной цены на лом черных металлов в каком-либо отдельно взятом регионе, расчете удельных показателей различных металлургических агрегатов при изменении шихтовых и технических условий. Как правило, большинство лабораторных работ выполняется в среде MS Excel совместно с Visual Basic. При этом немаловажная роль уделяется визуализации готового программного продукта, который должен быть интуитивно понятен потенциальному пользователю. Это касается как ввода исходных данных для обработки, так и предоставления конечных результатов, будь то таблица, график или блок- схема производственного процесса (см. рис.1).

Неотъемлемой частью учебного процесса по подготовке бакалавров является КНИР – курсовая научно-исследовательская работа, которая начинается в 4-5 семестре и проходит в преддверии практики на металлургическом производстве, после чего он уже может защитить выпускную работу, а при желании и продолжить дальнейшие обучение в магистратуре с уже более глубоким изучением металлургических дисциплин.

Примером одной из КНИР студентов – будущих специалистов в ломопереаботке, является разработка программного комплекса по расчету показателей интегрированного металлургического предприятия. Исходя из того, что целью развития любого металлургического предприятия при производстве товарной продукции является минимизация:

• финансовых затрат;
• энергетических затрат;
• сырьевых затрат;
• ущерба окружающей природной среде

была разработана концепция современного металлургического предприятия, которая представленная на рисунке 2. Она подразумевает не только минимизацию затрат за счет оптимизации структуры металлургического производства, но и снижения экологической нагрузки на окружающую среду, за счет вовлечения в оборот отходов текущего производства, а также техногенных месторождений.

Рисунок 2. Концепция современного металлургического производства

В качестве объекта для КНИР было выбрано одно из интегрированных предприятий Уральского региона, производственная цепочка которого представлена на рисунке 3.

Рисунок 3. Основная производственная цепочка крупного интегрированного предприятия

Из представленного рисунка видно что, в состав предприятия входит морально устаревший мартеновский цех, характеризующийся высокими нормами расхода при получении готовой продукции. Замена мартеновского способа выплавки стали на современный высокопроизводительный кислородно-конвертерный способ позволит как снизить затраты на производство, так и снизить количество вредных выбросов в атмосферу.

Рисунок 4. Окно ввода и корректировки исходных данных о работе производственных цехов предприятия

 Задача, которая возникает перед техническими специалистами каким образом изменится материальный баланс предприятия при вводе нового высокопроизводительного агрегата. Для этого в программе заложена возможность расчета производства готовой продукции и потребления ключевых шихтовых материалов и энергоресурсов по различным технологическим схемам, при условии оптимальной загрузки металлургических агрегатов (см. рис. 4-5).

Рисунок 5. Окно отображения основных базовых показателей работы предприятия

В частности можно определить:

• насколько следует изменить мощности аглококсодоменного производства;
• сколько потребуется закупать сырья (угольный концентрат, железорудный концентрат, окатыши, лом черных металлов);
• оценить потребление природного газа и кислорода на технологические нужды.

Программные модули, разработанные на кафедре ЭиРЧМ НИТУ «МИСиС» в рамках преподавания курса «Информационные технологии в металлургии» могут быть использованы в качестве учебного и методического материала для обучения бакалавров, а также в качестве тренажеров для инженерных работников металлургических и ломозаготовительных предприятий, позволяющих оптимизировать производственные и финансовые затраты предприятия.