Výskumná metodológia:
Cieľom tohto výskumného projektu je vyvinúť prediktívny model na presný odhad obsahu dusíka v roztavenom kove vyrábanom v kyslíkových konvertoroch (BOF) a elektrických oblúkových peciach (EAF). Na vytvorenie a zdokonalenie modelu sa použijú reálne prevádzkové údaje z oceliarní.
Obsah dusíka sa bude monitorovať v štyroch kľúčových fázach procesu výroby ocele: po odsírení surového železa, pred odpichom z kyslíkového konvertora, na začiatku sekundárnej metalurgie a na jej konci. Odoberie sa niekoľko stoviek vzoriek roztaveného surového železa aj ocele, pričom sa zameriame na získanie vzoriek zo všetkých štyroch fáz v rámci jedného ohrevu, aby sa sledoval vývoj dusíka. Analýza dusíka sa vykoná pomocou detekcie tepelnej vodivosti (ASTM E1019-18) v certifikovanom laboratóriu s rozsahom merania od 0,0005 % do 0,50 % dusíka.
Počas procesu výroby ocele pôsobí množstvo faktorov, ktoré spoločne ovplyvňujú a určujú konečný obsah dusíka v oceli.
Skutočné merania dusíka z roztaveného surového železa a ocele sa zosúladia s komplexným súborom prevádzkových parametrov z oceliarní. Tento súbor údajov bude obsahovať podrobné informácie o chemickom zložení kovu, teplote, množstve materiálu, spotrebe plynu a ďalších relevantných premenných procesu.
Po dôkladnom vyčistení údajov a zosúladení vzoriek kovov s príslušnými parametrami procesu sa vykoná korelačná analýza s cieľom identifikovať kľúčové faktory ovplyvňujúce obsah dusíka v roztavenom surovom železe aj v oceli.
Na prevádzkové údaje sa použijú pokročilé štatistické techniky vrátane regresie najmenších štvorcov, kointegračnej analýzy a ekonometrického modelovania s cieľom vytvoriť počiatočný predpovedný model obsahu dusíka v roztavenom kove. Následne sa využije strojové učenie založené na cloude na zvýšenie presnosti modelu prostredníctvom školenia s príslušnými súbormi údajov a validácie pomocou samostatného testovacieho súboru údajov.
Presnosť modelu sa bude posudzovať pomocou rôznych štatistických ukazovateľov. Na vyhodnotenie jeho praktického použitia v prostredí oceliarne sa model otestuje na reálnych prevádzkových údajoch. Týmto hodnotením sa určí všeobecnosť modelu nad rámec špecifických podmienok, v ktorých bol vyvinutý.