Представьте: вы засыпаете песок в сувенирную банку так, чтобы получился красивый узор. А теперь увеличьте эту банку до размеров десятиэтажки объёмом кубометров этак на 3200, а специи замените на кокс, агломерат, окатыши и руду. Надо их засыпать в доменную печь так, чтобы слоистый рисунок внутри не просто красиво ложился, а обеспечивал жизнь целой системе. Чтобы газовоздушная смесь проходила, материалы не перемешивались как попало, а стенки-холодильники не прогорели.

Именно этим каждый день занимаются технологи доменного производства. И если что-то пойдёт не так, то последствия будут суровыми.

Доменная печь — это сердце металлургии. По словам наших технологов, это гигантский «живой» организм, который превращает оксиды железа в чугун при температурах выше 1500 °C. Но работает он как минимум при одном критически важном условии — если внутри всё лежит «как надо».

Кокс должен быть пористым, газопроницаемым, чтобы через него проходил восстановительный газ, который так и норовит забрать кислород у оксидов. Железорудное сырьё (агломерат, окатыши, брикеты, руда и прочее) должно распределиться так, чтобы не забить эти каналы. Представьте себе лёгкие, где бронхи забиты аллергенами, пылевыми частицами: дыхание становится невозможным. То же самое происходит с доменной печью… Наверное поэтому профессионалов-доменщиков иногда называют «докторами»: они умеют «лечить».

Ошибётесь с укладкой шихты — и печь просто перестанет «дышать». Цена такой ошибки в её апофеозе — не просто несоблюдение графика производства, а сокращение нескольких лет кампании печи, которая обычно составляет 10–15 лет.

Работа команды производственных айтишников на металлургическом производстве иногда тесно сплетается с командой технологической автоматизации и электрооборудования: устанавливаем датчики уровня, нужные для детального анализа технологического процесса

С точки зрения ИТ доменная печь — это огромный «чёрный ящик». Вы кладёте сырьё и топливо, получая на выходе чугун и шлак. Измерить внутри все можно почти ничего нельзя: датчики просто «умирают» от температуры, воздействия шихты и прочих условий. Измерить снаружи тоже сложно (да и нужно ли?): большие печи имеют диаметр порядка 15 метров и высоту 35 метров, — что нам дадут граничные условия для таких размеров?! По опыту на малых печах можно измерять уровень расплава (без разделения на шлак и чугун) по ЭДС внешними датчиками, но у нас так не выйдет, и нам пришлось провести целое исследование, чтобы понять, почему.

Как операционный персонал управлял процессом последние 47 лет? На базе своего производственного опыта, данных по загруженному сырью, параметров прошлых выпусков чугуна и шлака, а также косвенных параметров предполагал, как поведёт себя печь. Но управлять процессами внутри надо, поэтому остаётся только моделирование процессов по данным входа и выхода, базируясь на принципах материального баланса и используя математические ухищрения.

Если коротко, то мы те самые энтузиасты, которые «доставляют» данные, создают алгоритмы и вместе с производством добиваются эффекта. Собственно, мы оптимизируем всё что можем, и вот наконец добрались до самого нетронутого, сакрального и неизвестного легаси, вызванного «чернотой» ящика. Десятилетиями ограниченность данных воспринималась как неизбежность.

Но цифровые возможности развиваются, и мы пробуем применить самые современные цифровые решения, даже если они на грани возможного.