Цифровой двойник установки ламинарного охлаждения стана 2500 г.п. внедрен в ПАО «ММК»

Цифровая модель установки ламинарного охлаждения стана 2500 г.п., победившая в 2023 г. на конкурсе «цифровой олимп ПАО «ММК» в номинации «лучшая цифровая инициатива года», запущена в промышленную эксплуатацию.

Целью проекта являлось создание цифровой копии установки ламинарного охлаждения (УЛО) с полным конструктивным и функциональным подобием. Цифровой двойник является эффективным инструментом для инженеров научно-технического центра, который выступил заказчиком проекта.

Цифровой двойник позволяет рассчитать тепловой профиль полос, спрогнозировать структурное состояние (доля и морфология фаз, размер зерна) по рассчитанной траектории охлаждения выбранного участка полосы как существующего, так и раннее не производимого сортамента, а также оперативно оценить техническое состояние оборудования УЛО.

Цифровой двойник функционирует в офлайн и онлайн режимах.

В офлайн режиме работы реализована возможность виртуального охлаждения полосы для оценки выполнимости и применимости разрабатываемых стратегий, а также расчёта структурного состояния, описывающих кинетику фазового превращения на отводящем рольганге как функцию химического состава стали и стратегии охлаждения. Для текущего сортамента выполняется расчёт температуры полосы после промежуточного пирометра, температуры смотки, теплового профиля полосы в 3D (карта распределения температуры по толщине и ширине выбранного участка по длине), траектории охлаждения. Для новых видов продукции – плюсом к вышеуказанному, прогнозируемая температура смотки.

В онлайн режиме для текущего сортамента по фактическим технологическим параметрам из MES-системы стана 2500 г.п. выполняет расчёт траектории охлаждения и объемной доли феррита и общей доли вторичных фаз: продуктов эвтектоидного и промежуточного распада (перлита, бейнита, мартенсита и т.п.), а также рассчитывает размер зерна с внесением результатов расчёта в технологический паспорт каждого прокатанного рулона. Кроме того, цифровой двойник, интегрированный в MES-систему ЛПЦ-4, проводит оценку корректности исполнения стратегии охлаждения и оценивает состояние коллекторов УЛО.

Успешно проведенные промышленные испытания в первом полугодии 2025 г. подтвердили достижение высоких значений ключевых гарантийных показателей проекта: «точность расчета тепловой модели» и «точность прогноза структурных составляющих».