本報(bào)通訊員 王業(yè)飛 鹿瑋
圍繞綠色低碳、資源高效利用的目標(biāo)，2023年2月，南鋼正式啟動(dòng)全流程無(wú)人化工廠——帶式焙燒球團(tuán)產(chǎn)線“黑燈工廠”項(xiàng)目，并于同年10月16日進(jìn)行全系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)試運(yùn)行，12月28日“黑燈工廠”成功上線。一座將信息化和工業(yè)化高度融合的示范性工廠橫空出世，這標(biāo)志著南鋼在工業(yè)智能化領(lǐng)域邁出重要一步，也為南鋼數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
南鋼帶式焙燒球團(tuán)產(chǎn)線基于“大型化、智能化、綠色化”的設(shè)計(jì)理念，以“低碳經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)、資源高效利用”為運(yùn)行核心，通過(guò)原料預(yù)處理工藝對(duì)鐵礦粉進(jìn)行烘干、輥壓，與熔劑混合后實(shí)現(xiàn)造球生產(chǎn)；以直徑7.5米的圓盤造球機(jī)為載體，實(shí)現(xiàn)粉狀料向粒徑8毫米~16毫米生球的轉(zhuǎn)變，生球通過(guò)膠帶機(jī)、布料小車以及布料輥篩進(jìn)入焙燒機(jī)，經(jīng)烘干、預(yù)熱、焙燒、冷卻等工藝環(huán)節(jié)后，實(shí)現(xiàn)成品球團(tuán)礦生產(chǎn)。
南鋼帶式球團(tuán)“黑燈工廠”通過(guò)“三化”（操作無(wú)人化、運(yùn)維遠(yuǎn)程化、生產(chǎn)一鍵化）+“三創(chuàng)新”（裝備創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、智慧黑燈理念創(chuàng)新）+“一平臺(tái)”（工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)），打造鐵原料加倉(cāng)、配料、造球、焙燒、供料等工序全覆蓋、全鏈路集成的“黑燈工廠”。
在造球工序，投用了智能造球模型及智能整粒系統(tǒng)。其中，智能造球模型基于機(jī)器視覺(jué)和圖像處理技術(shù)，結(jié)合數(shù)據(jù)采集及優(yōu)化算法，對(duì)圓盤造球的生球粒徑進(jìn)行實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，實(shí)時(shí)獲取生球的平均粒徑和分布比例信息，與造球盤生產(chǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)合，進(jìn)行遠(yuǎn)程加料、加水控制，實(shí)現(xiàn)造球系統(tǒng)自動(dòng)化生產(chǎn)。南鋼首創(chuàng)的智能整粒系統(tǒng)，運(yùn)用了造球機(jī)特大球智能識(shí)別技術(shù)及智能篩取粉碎裝備，實(shí)現(xiàn)了特大球剔除操作的無(wú)人化，剔除節(jié)奏與過(guò)程的可視化，輔助提升了成球率，大球粒徑可預(yù)設(shè)、節(jié)奏可調(diào)。對(duì)比人工造球，智能整粒系統(tǒng)優(yōu)化了過(guò)濾粒徑波動(dòng)，降低了濕返率。
在焙燒工序，運(yùn)用圖像識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)算法及機(jī)器人等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)焙燒機(jī)臺(tái)車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)識(shí)別與管理。該“黑燈工廠”通過(guò)圖像識(shí)別臺(tái)車擋板和車輪的變化，通過(guò)激光測(cè)定臺(tái)車梁的位高，實(shí)現(xiàn)臺(tái)車擋板的狀態(tài)、臺(tái)車車輪的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、臺(tái)車梁撓度等精準(zhǔn)識(shí)別。行業(yè)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了焙燒機(jī)臺(tái)輪自動(dòng)加油、全過(guò)程狀態(tài)可視化及數(shù)字化，油耗、油量等關(guān)鍵參數(shù)自動(dòng)分析、自動(dòng)執(zhí)行，一次注油成功率＞98%，運(yùn)行異常時(shí)主動(dòng)報(bào)警、推送。
此外，該“黑燈工廠”采用數(shù)據(jù)跟蹤技術(shù)，實(shí)時(shí)掌握成球狀態(tài)，發(fā)明了基于生球預(yù)測(cè)的高質(zhì)高效智能造球控制技術(shù)，將生球合格率提升5%。構(gòu)建了球團(tuán)生產(chǎn)上料智能排程模型，優(yōu)化動(dòng)力環(huán)境、保證維護(hù)人員安全、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，實(shí)現(xiàn)電氣室運(yùn)行環(huán)境的遠(yuǎn)程點(diǎn)巡檢，使系統(tǒng)更節(jié)能。應(yīng)用了遠(yuǎn)程在線運(yùn)維技術(shù)，研發(fā)了關(guān)鍵崗位機(jī)器代人操作技術(shù)、關(guān)鍵工序生產(chǎn)一鍵操作技術(shù)，行業(yè)內(nèi)首創(chuàng)了無(wú)人化、遠(yuǎn)程化、一鍵化球團(tuán)“黑燈工廠”，實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)線崗位無(wú)人值守，關(guān)聯(lián)生產(chǎn)工序一鍵操作，有效推動(dòng)了帶式焙燒球團(tuán)向數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型。
南鋼帶式球團(tuán)“黑燈工廠”上線投用，重塑了球團(tuán)制造模式，標(biāo)志著南鋼鐵前工序智能化、無(wú)人化管理邁入嶄新階段，實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)制造到智能制造的跨越。通過(guò)實(shí)施智能化、無(wú)人化管理，該廠實(shí)現(xiàn)人員優(yōu)化25%、生產(chǎn)能耗降低10%、設(shè)備非計(jì)劃停機(jī)率降低75%，綜合年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益1046萬(wàn)元，成為南鋼打造智慧生命體的生動(dòng)實(shí)踐。
【新知】
從源頭降成本 向智能要效益
樊三彩
近幾年，隨著智能化進(jìn)程的加速推進(jìn)，鋼鐵行業(yè)涌現(xiàn)出了較多“黑燈工廠”，但就鐵前球團(tuán)工序而言，南鋼為行業(yè)首家。這一球團(tuán)廠首創(chuàng)采用帶式焙燒機(jī)臺(tái)車自動(dòng)加油、造球智能整粒等前沿的應(yīng)用技術(shù)及模型，推動(dòng)南鋼鐵前工序智能化、無(wú)人化管理邁入2.0階段，展現(xiàn)出良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
在筆者看來(lái)，該“黑燈工廠”最大的價(jià)值，依然是降成本、提效益。在當(dāng)前鋼鐵行業(yè)盈利不佳的形勢(shì)下，鐵前工序降本是非常關(guān)鍵的一環(huán)。從工藝流程角度而言，鐵前是整個(gè)鋼鐵生產(chǎn)流程的首道工序，成本和能耗也占據(jù)“大頭”。據(jù)了解，鋼鐵行業(yè)鐵水成本占鋼材成本的60%，鐵前能耗占比為75%左右，降低鐵前工序成本對(duì)于降低產(chǎn)品成本、提高競(jìng)爭(zhēng)力意義深遠(yuǎn)。就企業(yè)而言，這家年產(chǎn)量400萬(wàn)噸的球團(tuán)廠，需要供給南鋼集團(tuán)千萬(wàn)噸鋼材生產(chǎn)所需的高爐的球團(tuán)原料，球團(tuán)工序的智能化對(duì)于從源頭上降本增效大有助益。須知，不論是推動(dòng)人員優(yōu)化、能耗降低，還是強(qiáng)化對(duì)不同品位原料的適應(yīng)性，其最終價(jià)值都會(huì)體現(xiàn)在成本和競(jìng)爭(zhēng)力上。
該項(xiàng)目成功交付運(yùn)營(yíng)，不僅標(biāo)志著南鋼煉鐵在高端化、智能化發(fā)展道路上邁出了堅(jiān)實(shí)的一步，而且為鋼鐵行業(yè)通過(guò)智能化手段提高效率、降低成本提供了新示范、新思路。
《中國(guó)冶金報(bào)》（2024年03月28日 02版二版）
