Development of the service for calculating the material and thermal balance ofsteelsmelting

The literature review highlights innovative approaches to modeling: the use of kinetic equations, computational fluid dynamics (CFD) and machine learning algorithms (XGBoost, Random Forest) to predict carbon and oxygen content. Special attention is paid to adapting models to new environmental technologies, in particular the use of hydrogen and scrap metal processing, the share of which in the charge can reach 40%. The experience of world leaders (Danieli Corus, Kuttner) and domestic scientific schools (NMetAU) in creating decision support systems, such as the «TechnologistOperator Advisor», is separately considered. The own development of the Department of Metallurgical Technologies of DUET and «Metinvest Polytechnics» is presented – a universal service for calculating smelting balances. The software product is built on the basis of a modern technology stack (HTML, CSS, JavaScript) using the Node.js platform for the server part. This choice of tools provides cross-platform compatibility, easy integration with existing industrial systems, and the possibility of remote access, which is critically important for training engineers in conditions of pandemic restrictions. The service is implemented in two modes: «light» (for educational purposes) and "industrial" (with full consideration of all elements of the charge). The program allows you to quickly enter data on the composition of pig iron, scrap, ferroalloys and receive final balance tables with an error of no more than 0.1-0.5%. The authors provide examples of the program code and the system interface, demonstrating the mechanisms for checking the chemical composition of the charge and generating final reports.

У статті проведено комплексний аналіз сучасного стану автоматизації киснево-конвертерного процесу (BOF). Відзначається, що сучасна металургія характеризується переходом від простого збору даних сенсорами до впровадження складних програмних комплексів, здатних керувати багатофакторними технологіями в режимі реального часу. Дослідження підкреслює, що точність розрахунку матеріальних та теплових балансів є фундаментом для прогнозування хімічного складу металу, оптимізації витрат енергії та зменшення собівартості продукції. В огляді літератури висвітлено інноваційні підходи до моделювання: використання кінетичних рівнянь, обчислювальної гідродинаміки (CFD) та алгоритмів машинного навчання (XGBoost, Random Forest) для передбачення вмісту вуглецю та кисню. Особлива увага приділяється адаптації моделей до нових екологічних технологій, зокрема використання водню та переробки металобрухту, частка якого в шихті може сягати 40 %. Окремо розглянуто досвід світових лідерів (Danieli Corus, Kuttner) та вітчизняних наукових шкіл (НМетАУ) у створенні систем підтримки прийняття рішень, таких як «Порадник технолога-оператора». Представлена власна розробки кафедри металургійних технологій ДУЕТ та «Метінвест Політехніки» – універсальний сервісу для розрахунку балансів плавки. Програмний продукт побудований на базі сучасного стеку технологій (HTML, CSS, JavaScript) із використанням платформи Node.js для серверної частини. Такий вибір інструментарію забезпечує кросплатформеність, легку інтеграцію з наявними промисловими системами та можливість дистанційного доступу, що є критично важливим для навчання інженерів в умовах пандемічних обмежень. Сервіс реалізовано у двох режимах: «полегшеному» (для освітніх цілей) та «промисловому» (з повним урахуванням усіх елементів шихти). Програма дозволяє оперативно вводити дані про склад чавуну, брухту, феросплавів та отримувати фінальні таблиці балансів із похибкою не більше 0,1-0,5 %. Автори наводять приклади програмного коду та інтерфейсу системи, демонструючи механізми перевірки хімічного складу шихти та формування підсумкових звітів. У висновках окреслено перспективи розвитку проєкту, що включають запуск окремих серверів для зберігання клієнтських даних, впровадження інструментів графічного аналізу впливу різних факторів на плавку та локалізацію інтерфейсу мовами ЄС. Робота має високу практичну цінність як для виробничого сектору, так і для цифровізації профільної вищої освіти.