ЗАСТОСУВАННЯ МЕТОДУ МОНТЕ-КАРЛО В РОЗРАХУНКАХ ШИХТИ І РЕГУЛЮВАННІ ХІМІЧНОГО СКЛАДУ ЧАВУНУ В ПРОЦЕСІ ЙОГО ВИПЛАВЛЕННЯ

Procesi littâ, 2023, Vol 4 (154), 44-57

Анотація

Застосування сучасних методик математичного моделювання технології ливарного виробництва і нинішніх комп′ютерних можливостей дозволяє вивести методологію визначення шихти й регулювання хімічного складу розплаву безпосередньо в процесі плавки металів на якісно новий науково-технічний рівень. Проаналізовано різні підходи до розрахунку шихти для виплавлення чавуну та сталі та методи коригування відсоткового вмісту хімічних елементів у складі розплаву сплавів безпосередньо при їх виплавленні. Розглянуто переваги й недоліки найпоширеніших методик розрахунку шихти. Надано оцінку способів оптимізації складу шихти для виплавлення в індукційних печах чавуну, призначеного для виготовлення ливарних виробів відповідального призначення. Наведено приклади рішення задачі розрахунку та оптимізації шихти за умови, що за економічний критерій ефективності розрахованого складу шихти взято сумарну вартість компонентів шихти і мінімізовано цей критерій. При розв′язанні вказаної задачі найчастіше використовують симплекс-метод лінійного програмування. Показано, що однією з головних проблем при розв′язанні таких задачі є невизначений хімічний склад шихтових матеріалів. Зазначене стосується передусім металобрухту та феросплавів. Відомі методи й комп’ютерні програми, розроблені для моделювання процедури вибору шихти та регулювання хімічного складу розплаву чавуну чи сталі, в більшості випадків не враховують нестабільність хімічного складу шихтових матеріалів. Перспективним напрямом розвитку методології визначення шихти та коригування розплаву є використання підходів, що враховують імовірнісний характер розглядуваної задачі та нестабільність компонентів шихти. Обґрунтовано застосування методу Монте-Карло при розрахунках шихти й коригуванні складу розплаву з метою врахування ймовірнісних оцінок вихідних даних щодо діапазонів розкиду величин вмісту хімічних елементів у матеріалах, із яких формується шихта та інгредієнти, що коригують розплав. Представлено алгоритм і комп’ютерну програму для реалізації такої ідеології при вирішенні поставленої задачі.