Просто о сложном: как мы помогли сэкономить на ферросплавах

А вы знаете, что сталь самый потребляемый металл?

А то, что существует 3500 марок стали?

Выплавка стали долгий, сложный и затратный процесс. Поэтому одной из актуальных проблем любого металлургического производства является снижение себестоимости продукции, и что немаловажно, при том же качестве продукции.

Мои коллеги из Datana уже рассказывали о нашем решении по оптимизации расхода ферросплавов. Сегодня я хочу рассказать ещё раз, но простым и понятным языком. Так чтобы даже маркетологи поняли, а не только матёрые металлурги.

Представьте себе процесс выплавки стали. Не смогли? Тогда я сейчас расскажу.

В дуговую сталеплавильную печь (ДСП) подается исходное сырье (шихта) в виде металлического лома, которое в течение часа расплавляется и нагревается до температуры 1500-1600°С. После расплавления шихты из расплава удаляются вредные примеси фосфора, серы и избыточный кислород. Далее расплав выпускается в сталеразливочный ковш и добавляется первая порция ферросплавов*.

После этого сталеразливочный ковш перемещается на участок внепечной обработки к агрегату «Ковш-печь» (АКП). В АКП расплав нагревается примерно до 1600°С, после чего в него отдается вторая порция ферросплавов. По окончании внепечной обработки сталеразливочный ковш перемещается к машине непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) для разливки стали на плоские прямоугольные слитки (слябы).

Добавка (если придерживаться терминологии, то присадка) ферросплавов происходит на двух этапах выплавки: на этапе выпуска из ДСП и на этапе внепечной обработки на АКП. Количество ферросплавов определяет сталевар, опираясь на требования инструкций, химический состав стали и свою экспертную оценку.

Сталевар определяет на глаз сколько их добавить. И тут, почему-то, работает принцип лучше переперчить, чем не досолить.

В общем, как поётся в песне – работа сталевара и опасна, и трудна. Чего только не случается на производстве. Но мы сейчас не об этом.

Так вот, ферросплавы вещь дорогая. От 60 000 до 3 000 000 рублей за тонну.

Мы решили, что надо бы попробовать оптимизировать этот процесс и тем самым помочь предприятиям сэкономить. Сформировали гипотезу. Сейчас будет сложно, но я процитирую: «Возможно значительно понизить себестоимость продукции при достижении целевых физико-химических характеристик конечной продукции, если в режиме реального времени помогать сталевару на участках ДСП и АКП рассчитывать оптимальный набор и точную массу ферросплавов, обеспечивая при этом минимальную стоимость материалов».

Однако, ожидание и реальность не всегда сходятся. Оказалось, что регулировать подачу (простите отдачу) ферросплавов на первом этапе не представляется возможным. Технические ограничения. Поэтому наша команда решила поработать над вторым.

Наши аналитики, датасатанисты и прочие специалисты (кстати, у нас открыт ряд вакансий) разработали модель, которая основана на методе линейного программирования. Она обеспечивает подбор оптимальной смеси ферросплавов, обладающей минимальной (что важно) стоимостью, при заданных ограничениях в виде целевого химического состава и стоимости материалов.

В теории всё выглядело безупречно. Но…

Когда мы приехали на завод, то столкнулись с рядом проблем. Ну как проблем, сложностей. Теория это, конечно хорошо, но практика внесла свои коррективы. Не буду углубляться в терминологию. Скажу просто – данные, которые нам нужны были, их не было. Точнее сказать они были, но были на бумажках, в автоматизированном формате их никто никогда не заводил.

Врагу не сдаётся наш гордый варяг, поэтому придумали систему, как их доставать и получать.

И пошли проверять адекватность нашего решения в боевых условиях. Чтобы вы понимали, выплавка стали проходит 24/7. Поэтому наш эксперт днями и ночами находился на производстве, тестируя со сталеварами нашу модель. Провели десяток плавок. Сравнили результаты с применением решения и без. В итоге получили явный экономический эффект. Цифры озвучивать не могу, но могу сказать, что в рамках предприятия это позволяет сэкономить десятки, а то и сотни (зависит от размера завода) миллионов рублей.