圖為由中冶南方研發(fā)的碳素流一體化管控平臺截屏。 （中冶南方 供圖）
本報記者 杜笑 通訊員 南方
目前，為實(shí)現碳達峰、碳中和目標，推動(dòng)鋼鐵行業(yè)綠色低碳發(fā)展，肩負冶金工程建設“國家隊”使命的中冶南方正在全力繪制碳減排技術(shù)路線(xiàn)圖?！爸悄芑笔锹肪€(xiàn)圖中不可或缺的部分——中冶南方依托自主研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，打造智能化平臺和智能化工序，以智能化引領(lǐng)鋼鐵行業(yè)的低碳轉型。
智能化平臺——
鋼鐵生產(chǎn)低碳管理系統
在綠色低碳發(fā)展的需求背景下，當務(wù)之急是建立適應鋼鐵行業(yè)實(shí)際情況的碳排放計算方法，以及相對應的碳減排評價(jià)標準體系。
為此，中冶南方正在建設鋼鐵生產(chǎn)低碳管理系統。該系統包含“鋼鐵生產(chǎn)碳排放智能分析軟件”和“鋼鐵生產(chǎn)碳減排智能管理系統”兩部分。鋼鐵生產(chǎn)低碳管理系統，是適合鋼鐵行業(yè)碳排放計算和評價(jià)的科學(xué)方式。
鋼鐵生產(chǎn)碳排放智能分析軟件。該軟件深度兼容國內外權威、通用碳排放核算方法，全面融合國內外原燃料、工藝流程和產(chǎn)品結構等條件的差異性，具備排放源啟發(fā)式盤(pán)查、排放因子智能修正、排放活動(dòng)數據智能清洗、核查核算高效精準、減排活動(dòng)智能化建議等功能和特征，是鋼鐵企業(yè)開(kāi)展碳資產(chǎn)數字化管理的巧幫手。
該軟件預置國內外多種規范性核算報告模板，并支持高度靈活的自定義，可實(shí)現常用報告一鍵生成和報送。該軟件數據接口與企業(yè)能管系統和制造執行系統等深度融合，應用大數據分析給出工序級減排活動(dòng)智能化建議和減排潛力評價(jià)。
鋼鐵生產(chǎn)碳減排智能管理系統。該系統可實(shí)時(shí)在線(xiàn)采集排放活動(dòng)數據，并對采集的數據進(jìn)行高效、智能分析，從而為企業(yè)提供實(shí)時(shí)可靠的碳資產(chǎn)預測預警，助力企業(yè)籌劃未來(lái)碳減排活動(dòng)及碳排放交易。該系統還可利用即時(shí)快照生成鋼鐵產(chǎn)品的碳足跡數字標簽，有助于鋼鐵產(chǎn)品規避出口海外的低碳壁壘。
智能化工序——
智慧制造集成技術(shù)體系
智慧制造集成技術(shù)體系涵蓋數智料場(chǎng)、智慧高爐、智慧煉鋼、智慧軋鋼等鋼鐵生產(chǎn)流程，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數據、人工智能和鋼鐵工業(yè)深度融合，中冶南方構建生產(chǎn)全流程、管理全方位、產(chǎn)品全生命周期的智慧制造集成技術(shù)體系，從冶煉的各個(gè)工序實(shí)現減排減碳，助力碳達峰、碳中和。
智能化工序涵蓋數智孿生料場(chǎng)、智慧高爐、智慧煉鋼、智慧軋鋼等鋼鐵生產(chǎn)流程，“一鍵”擦亮綠色智造生態(tài)底色。
數智孿生料場(chǎng)。在新余鋼鐵，中冶南方打造的規模面積為64萬(wàn)平方米、可滿(mǎn)足年產(chǎn)千萬(wàn)噸鐵水生產(chǎn)原燃料儲運需求的全球首個(gè)數智孿生料場(chǎng)投入使用。數智孿生料場(chǎng)近30臺堆取料機、卸料車(chē)等設備24小時(shí)連軸運轉，操作人員在遠程監控中心就能“一鍵完成”原料入庫、供料、混配、自動(dòng)盤(pán)庫及更新庫存等任務(wù)。
數智孿生料場(chǎng)配料設備智能采用最佳堆料策略、精準控制上料時(shí)間和順序、確保礦原料成分混配均勻，提高煉鐵原料質(zhì)量的穩定，進(jìn)而提高燒結礦的品質(zhì)、降低高爐生產(chǎn)中的能源消耗和污染物排放，從源頭上促進(jìn)節能減排。
智慧高爐系統。高爐煉鐵工序的燃料比水平，決定了二氧化碳的排放強度。中冶南方研發(fā)的智慧高爐系統，打開(kāi)高爐冶煉“黑匣子”，動(dòng)態(tài)展示高爐從上料到出鐵整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，并具有評估、診斷及預警功能，實(shí)現“智能感知-智能分析-智能決策-智能執行”的科學(xué)閉環(huán)。該系統成功應用后，將實(shí)時(shí)呈現爐頂布料效果，精確獲取氣流狀態(tài)，及時(shí)診斷異常操作爐型，降低高爐燃料比，顯著(zhù)提高煤氣利用率。
此外，中冶南方研制的高爐熱風(fēng)爐節能燃燒優(yōu)化系統軟件，有效提升風(fēng)溫9℃~20℃，降低煤氣消耗3%~6%。
智慧煉鋼系統。近年來(lái)，中冶南方打造的智慧煉鋼系統實(shí)現煉鋼廠(chǎng)脫硫、煉鋼、精煉等各個(gè)工藝全過(guò)程的一鍵操作?！白詣?dòng)煉鋼”技術(shù)采取“靜態(tài)模型+副槍檢測+動(dòng)態(tài)模型”的控制模型，已在武鋼、首鋼、柳鋼和印尼德信鋼鐵等多個(gè)項目中成功應用，可以有效降低鐵水用量，提高廢鋼資源利用率，從而實(shí)現碳減排?！耙绘I出鋼”能縮短煉鋼時(shí)間5分鐘~7分鐘、實(shí)現終點(diǎn)碳溫的高效命中以及爐后操作無(wú)人化，最大限度地減少出鋼過(guò)程中的下渣量，使鋼水磷含量降低3%，合金用量降低5%。
智慧軋鋼。加熱爐是軋鋼工序的能耗大戶(hù)，其煤氣能耗占軋鋼工序總能耗的60%以上。為此，中冶南方開(kāi)發(fā)的加熱爐智能化低成本生產(chǎn)控制關(guān)鍵技術(shù)，以及加熱爐節能燃燒優(yōu)化系統，建立了基于鋼坯最優(yōu)升溫曲線(xiàn)的爐溫設定模型，按最佳的煤氣利用效率自動(dòng)完成各段爐溫的設定和控制，實(shí)現燒爐的自動(dòng)化和節能燃燒、降低氧化燒損；各種爐型加熱爐節能燃燒優(yōu)化控制技術(shù)及國內外首創(chuàng )的臺架自動(dòng)裝鋼、出鋼智能視覺(jué)系統，有效降低煤氣消耗4%~6%，減少鋼坯氧化燒損在0.04%以上。
引領(lǐng)行業(yè)變革，凝聚“南方智慧”的智能化平臺和智能化工序，為碳減排技術(shù)路線(xiàn)圖增添了一抹亮色，展現了中冶南方的央企責任與擔當，更展現了中冶南方在“低碳鋼鐵，綠建未來(lái)”道路上的決心。
《中國冶金報》（2021年12月16日 05版五版）
