在數字化浪潮中,元琛科技正致力于將人工智能(AI)技術與傳統鋼鐵制造業的深度融合,開創產業創新的新篇章。與安徽工業大學聯合開發鋼鐵智能化控制系統,展示了其“AI+鋼鐵”多場景應用的最新成果,標志著鋼鐵生產進入了一個全新的智能化時代。
智慧配礦:優化資源配置,精準調控成本
在智能制造進程中,智慧配礦系統代表了技術創新的前沿。通過采用先進的人工智能技術和父類基線對比優化制度,該系統不僅強化了尋源方向性,還明確了降本成因,提高了模型的可解釋性。這一切確保了在資源配置上的高效和精準。
智慧配礦系統建立了鐵礦石、燃料和熔劑的樣本庫,并及時更新了礦石普氏指數等關鍵市場信息,擴充了樣本庫以實現物料尋源和跟蹤的高效率。系統能夠在嚴格、寬松及推薦三種約束條件下進行燒結、球團和高爐一體化的配料計算,從而充分挖掘降本潛力,靈活調整降本與提質的權重,以適應不斷變化的市場行情。
此外,系統綜合考慮了礦粉種類、入爐品位、熟料率、熔劑消耗、有害元素等多種因素對高爐焦比、產量和質量的影響。同時,考慮到礦粉最大消耗量(供應量)、清庫存、轉運虧噸率等實際情況,通過機理參數自主設定,使得配礦方案更加貼合實際操作需求。
系統中鐵礦石信息包括普氏指數58%、62%、65%價格及塊礦溢價,以及噴吹煤(單一洗精煤、精末煤和煙煤)和焦炭(干熄一級焦、干熄準一級、濕熄準一級)的價格信息。在鐵礦石尋源過程中,創新的選擇和尋源配置初步設置,通過明確尋源日期和選擇基線,為降低成本打下堅實基礎。
建立鐵礦石樣本庫顯著減少了尋源過程中化學成分、粒度等性能輸入的工作量?;瘜W成分等數據依據過去一年的平均值和第二年的預測值(典型值)進行平均處理和維護。同時,系統將廠區內的含鐵料、熔劑、燃料統一管理,為優化配礦模塊提供堅實的數據支撐,使決策者能夠快速根據庫存狀態制定出最優的配礦方案。
智慧配礦系統不僅體現了對技術創新的追求,還展現了公司在促進鋼鐵行業向智能化、綠色化、高效化發展方向邁進的堅定決心。
燒結工序智慧模型:革新生產,提升效率
在燒結工序中,系統引入了多項智能技術,全面提升了生產過程的精度和效率。以下是關鍵技術的應用概述:
智能加水技術:通過在線監測,實現水分測量精度±0.2%,混合料水分控制精度達到±0.3%。這項技術穩定了燒結混合料的制粒效果,改善了透氣性,從而將燒結生產率提升了0.5%。
機尾熱成像分析系統:該系統通過高精度紅外技術提供燒結機尾斷面的熱成像視頻和特征圖像,展示斷面最高溫度、紅火層分布、分區垂直燒結速度等關鍵參數。系統還能展示燒結礦FeO的實測與預測值,以及轉鼓強度的預測值,為燒結生產提供優化指導,顯著提升了操作指導的精確性。
FeO含量實測與預測:結合機尾紅外信息、MES數據和工藝數據,該系統能夠準確預測FeO含量,并將預測準確率控制在±0.5的范圍內。依據熱狀態監測和分析結果,系統提示配碳量和工藝操作的優化策略,促進燒結礦轉鼓強度的穩步提升,實現固體燃耗降低0.5-1kg/t-燒結礦,顯著提高了生產質量和經濟效益。
智能布料系統:利用雷達料位/激光測距和機尾紅外熱成像技術,實現了對料面和燒結過程均勻性的精準監測。系統通過分析監測數據,自動調節布料小閘門開度,確保燒結過程的均勻穩定。此外,系統能基于機尾熱狀態的均勻一致性,自動優化布料,實現了在穩定生產情況下的自動布料控制,顯著提升了燒結機的月平均產量和利用系數,同時降低了固體燃耗,預計年均經濟效益達300-500萬元。
智能點火技術:采用點火爐膛微負壓控制模型,根據風箱閥門開度與風箱負壓、爐膛負壓的關系,建立了控制關聯性方程。這項技術在允許的操作頻率內調節風箱閥門開度,滿足爐膛微負壓控制要求,進一步提升了燒結工序的效率和質量。
通過這些智慧技術的應用,可以預料到在燒結工序中實現了生產效率和產品質量的雙重提升,展現了其在鋼鐵行業智能化轉型中的技術創新和領導力。
環保工序智能化:領航綠色制造
環境保護在鋼鐵制造業中的重要性不言而喻,因此在環保工序上采用了多項智能化技術,以降低工業活動對環境的影響。以下是幾個關鍵實踐:
智慧脫硝技術:針對鋼鐵行業特有的煙氣污染物排放問題,梅鋼通過深入分析SO2和NOx的產生機理和排放特征,實現了在確保排放達標的同時,有效控制環保超標現象、節省氨水使用、降低脫硝系統阻力及增壓風機電耗、減少人為操作偏差,并降低了工作強度,直至實現崗位人數的精簡。通過智能化管理,梅鋼不僅實現了環保目標,還取得了顯著的經濟效益。
智慧噴氨系統:該系統的投入使用,使得出口NOx平均濃度顯著提高,同時降低了氨氣流量和NOx排放量,有效減少了氨氣的消耗量,每年為公司節省200萬元以上的經濟成本。
智慧除塵方案:為進一步提高生產過程的環保性能,梅鋼實施了包括漏風率降低改造、智能清灰、智能卸灰、破袋在線診斷、除塵系統管道阻力平衡以及袋除塵器智能管理等多項智能化除塵方案。這些方案通過在線監測風機和電機的溫度、震動等參數,有效延長了設備壽命,并實現了除塵設施與生產的聯動,進一步提升了除塵效率和系統的整體運行效能。
通過這些智慧化技術的應用,顯著提升了其生產過程的環保性能,還展示了公司在推動鋼鐵行業向綠色、低碳方向發展中的領導力和創新能力。
結語:邁向智慧鋼鐵新時代
通過實施鐵前智能配礦和燒結工序智慧模型改造,永鋼、長鋼等企業在鋼鐵生產中取得了令人矚目的成果。優異效果如下:
最優配比:利用所有可用之礦,實現最優的配比,提升原材料利用效率。
穩定提升品質:通過智慧化技術,穩定提升燒結礦品質,減少了返礦的使用,有效提高產品品質。
降低能耗和物耗:智能化改造降低了能耗和物耗,減少了碳排放,為環境保護和資源節約做出了貢獻。
信息安全和人員設備安全:系統保障了信息安全,并加強了對人員設備的安全保障,確保生產過程的安全穩定。
提高產能和利用率:燒結機產能得到提高,生產利用率也相應上升,為企業的發展奠定了堅實基礎。
提高人效和綜合素質:智能化生產提高了人員效率,同時促進了員工綜合素質的提升,推動了企業的人才培養和發展。
以永鋼、長鋼等企業的實際應用案例為例,對于年產300萬噸的燒結礦產能的燒結機產線,投入約2000萬元,綜合保守估計可實現降本(含增效)約2000萬元/年左右,投資回收期約一年。
這些成功案例為鋼鐵行業邁向智慧化、綠色化提供了寶貴經驗。各鋼鐵企業可以借鑒并推廣這些智能化技術,提高生產效率、降低成本、保護環境、增強競爭力。隨著智能技術的不斷發展,智慧鋼鐵產業將迎來更加美好的未來。