基于CISDigital-AI金睛的智慧轉爐控制系統(tǒng)

　　中冶賽迪開發(fā)的熱軋產(chǎn)線一鍵節(jié)能系統(tǒng)

　　本報記者 陶海銀

　　在一家鋼鐵企業(yè)的轉爐主控室，各項生產(chǎn)數(shù)據(jù)、監(jiān)控畫面悉數(shù)顯示在大屏幕當中。在大屏幕后的墻壁上，曾經(jīng)有一個長方形的窗口，過去操作工人就是在這里觀察車間中的轉爐火焰以判斷爐內的反應情況。而現(xiàn)在這個窗口已經(jīng)封閉，轉爐火焰的圖像通過高清智能相機顯示在大屏幕當中，系統(tǒng)還能自動判斷火焰狀態(tài)。這是中冶賽迪煉鋼一體化管控體系給鋼鐵生產(chǎn)帶來的諸多改變之一。

　　AI賦能——

　　精確操作貫徹轉爐全過程

　　AI在鋼鐵生產(chǎn)中能夠扮演什么樣的角色？中冶賽迪信息公司自研基于嵌入式計算的AI產(chǎn)品CISDigital-AI金睛描繪出前沿技術與轉爐生產(chǎn)的生動結合。基于圖像識別算法，該系統(tǒng)實時獲取轉爐爐口火焰圖像，識別火焰特征并判斷跳渣、濺渣、返干等冶煉狀態(tài)，并實現(xiàn)終點溫度及終點碳含量的準確預報。曾經(jīng)工人需要長時間通過肉眼觀察轉爐火焰，而現(xiàn)在AI技術的應用把他們從高強度重復勞動與潛在視力損傷中解脫出來。這不僅使勞動強度得到大幅降低，AI輔助判斷將轉爐火焰相關工藝知識凝結在智能應用當中，讓精準操作不再依賴于工人的個人經(jīng)驗。在實際應用中，CISDigital-AI金睛識別準確率高達99%以上。

　　依托冶金機理模型和大數(shù)據(jù)尋優(yōu)策略，圍繞冶煉關鍵控制點，中冶賽迪信息公司智慧轉爐解決方案已實現(xiàn)全過程的精準操作與管控。吹煉開始前，該系統(tǒng)便已計算出熔劑、合金最優(yōu)加入量和加入時間；吹煉過程中，基于測量數(shù)據(jù)系統(tǒng)能夠閉環(huán)實現(xiàn)氧槍槍位動態(tài)調整、C/T終點預報；當吹煉結束，操作過程量化評價、爐次生產(chǎn)成本也同步實時“出爐”。該方案投用后，轉爐關鍵技術經(jīng)濟指標持續(xù)改善，轉爐周期縮短2分鐘~3分鐘，一倒率達到93%，鋼鐵料消耗降低1公斤/噸以上。

　　聚焦全局——

　　精準協(xié)同改善生產(chǎn)節(jié)奏

　　煉鋼的復雜之處不僅在于單工序生產(chǎn)過程控制難，還在于生產(chǎn)組織及多工序間協(xié)同配合。以保障連鑄穩(wěn)定順行為目標，煉鋼需要實現(xiàn)鐵水、廢鋼、鋼包的資源合理調度，協(xié)同出鐵計劃、軋鋼軋制計劃，實現(xiàn)生產(chǎn)的合理組織。

　　中冶賽迪信息公司生產(chǎn)節(jié)奏管控應用體系能夠結合生產(chǎn)計劃，自動生成調度指令，實現(xiàn)兩車三包合理化作業(yè)分配。“轉爐26分48秒，吹煉14分46秒……”面向生產(chǎn)調度及主工序操作人員，鐵水、廢鋼、轉爐、精煉、連鑄及鋼包周轉等相關信息都一目了然地實時展現(xiàn)在大屏幕當中。曾經(jīng)煉鋼調度人員面臨復雜的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，難以掌握全局信息，無法及時從整個生產(chǎn)流程的角度給出最優(yōu)的調度指令。基于對生產(chǎn)節(jié)奏的跟蹤和計算，該系統(tǒng)以全局最優(yōu)為目標實現(xiàn)節(jié)奏診斷、異常情況預警，發(fā)現(xiàn)關鍵瓶頸，助力鋼水進站、出站及全過程生產(chǎn)節(jié)拍的精準控制。在實際應用中，該系統(tǒng)支撐鋼鐵企業(yè)煉鋼全過程生產(chǎn)周期(“BOF-LF-CCM”)從105分鐘縮減至99分鐘，效率提升超過5%，精煉出站溫度下降3.5℃，中包溫度合格率提高4%。

　　挖掘數(shù)據(jù)價值——

　　精益讓改善“可持續(xù)”

　　當工業(yè)生產(chǎn)走進數(shù)據(jù)爆發(fā)時代，如何讓海量數(shù)據(jù)創(chuàng)造更多價值，為生產(chǎn)管理人員提供問題浮現(xiàn)、持續(xù)改善的土壤，成為鋼鐵數(shù)智化轉型過程中的新問題。近年來，中冶賽迪信息公司組織工藝、設備、計算機及自動化等多專業(yè)技術團隊，圍繞煉鋼生產(chǎn)運營需要，集成生產(chǎn)、物流、質量、成本、倉儲等關鍵信息，建立生產(chǎn)運營監(jiān)控與評價體系及異常事件和重要信息自動推送，及時反饋生產(chǎn)運營情況，實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合下的決策優(yōu)化和精益運營。

　　中冶賽迪信息公司煉鋼一體化管控體系已在多個鋼鐵企業(yè)落地生根，支撐生產(chǎn)效率、成本控制、質量穩(wěn)定等關鍵領域穩(wěn)步提升。在數(shù)據(jù)的流動與再生產(chǎn)中，全員參與數(shù)據(jù)分析，促進精益生產(chǎn)持續(xù)改善，為鋼鐵企業(yè)提升競爭優(yōu)勢筑牢了堅實基礎。

　　一鍵節(jié)能系統(tǒng)——

　　智能能源管控支撐成本降低

　　能源消耗是“成本大戶”，在生產(chǎn)或維護過程中，能源管控是降本增效的重要抓手。在燕鋼1780熱軋產(chǎn)線自動化改造過程中，中冶賽迪信息公司開發(fā)了一鍵節(jié)能系統(tǒng)。以往在維護模式中，操作工人需要根據(jù)個人的判斷逐個關停能源系統(tǒng)，而現(xiàn)在按下節(jié)能按鈕，系統(tǒng)就能實現(xiàn)智能管控。配合除鱗節(jié)能模型及節(jié)奏提升，該系統(tǒng)支撐月平均噸鋼電耗從101千瓦時減少到86千瓦時，年節(jié)約成本約4000萬元。

　　優(yōu)化物料跟蹤控制——

　　坐上生產(chǎn)節(jié)奏“快車”

　　鋼廠生產(chǎn)節(jié)奏與軋線各區(qū)域自動化環(huán)環(huán)相扣，從加熱爐到運輸，中間任意一個環(huán)節(jié)節(jié)奏不穩(wěn)都可能成為整條軋線的節(jié)奏瓶頸，相鄰工藝區(qū)域之間的控制系統(tǒng)交接也直接影響全線節(jié)奏。為此，中冶賽迪信息公司的自動化系統(tǒng)依據(jù)軋線的實際情況，對軋線的物料跟蹤控制進行了充分的優(yōu)化，大幅提高粗精軋生產(chǎn)節(jié)奏，簡化卸卷過程，提高卸卷速度，并保證生產(chǎn)穩(wěn)定性。鋼廠生產(chǎn)節(jié)奏提速帶來生產(chǎn)效率的大幅攀升，改造后燕鋼1780熱軋產(chǎn)線日產(chǎn)最多達829卷，創(chuàng)日產(chǎn)量紀錄。

　　粗軋自適應短行程控制——

　　顯著提升質量指標

　　面向寬度、厚度、板形、溫度、卷形等重要質量指標，中冶賽迪信息公司對自動化控制系統(tǒng)進行了針對性優(yōu)化：首創(chuàng)粗軋自適應短行程控制、活套控制以及卷取張力控制的優(yōu)化升級、精軋溫度模型、層冷溫度模型、板形模型優(yōu)化、厚度設定模型……一系列的模型優(yōu)化創(chuàng)新，讓產(chǎn)品質量指標再上臺階。其整個系統(tǒng)升級后，平均厚度命中率提升超4%，平均凸度命中率提升超20%，平均平直度命中率提升超10%，平均寬度命中率提升超12%，平均卷取溫度命中率更是提升超過30%。

　　燕鋼1780熱軋自動化改造成果顯著的背后，是中冶賽迪長期的技術與實踐積淀。面向打破國外技術壟斷，推動熱軋技術自主可控，中冶賽迪在持續(xù)的研發(fā)和實踐中形成了具有自主知識產(chǎn)權的高精度熱軋帶鋼全流程模型及控制技術，并不斷優(yōu)化創(chuàng)新，形成模塊化、標準化、產(chǎn)品化、系列化的熱軋軟件產(chǎn)品，在應用中為客戶創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟效益。

　　（圖片均由中冶賽迪提供）