基于CISDigital-AI金睛的智慧轉爐控制系統

　　中冶賽迪開(kāi)發(fā)的熱軋產(chǎn)線(xiàn)一鍵節能系統

　　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)數據、監控畫(huà)面悉數顯示在大屏幕當中。在大屏幕后的墻壁上，曾經(jīng)有一個(gè)長(cháng)方形的窗口，過(guò)去操作工人就是在這里觀(guān)察車(chē)間中的轉爐火焰以判斷爐內的反應情況。而現在這個(gè)窗口已經(jīng)封閉，轉爐火焰的圖像通過(guò)高清智能相機顯示在大屏幕當中，系統還能自動(dòng)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(lái)的諸多改變之一。

　　AI賦能——

　　精確操作貫徹轉爐全過(guò)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(shù)與轉爐生產(chǎn)的生動(dòng)結合?；趫D像識別算法，該系統實(shí)時(shí)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(shí)現終點(diǎn)溫度及終點(diǎn)碳含量的準確預報。曾經(jīng)工人需要長(cháng)時(shí)間通過(guò)肉眼觀(guān)察轉爐火焰，而現在A(yíng)I技術(shù)的應用把他們從高強度重復勞動(dòng)與潛在視力損傷中解脫出來(lái)。這不僅使勞動(dòng)強度得到大幅降低，AI輔助判斷將轉爐火焰相關(guān)工藝知識凝結在智能應用當中，讓精準操作不再依賴(lài)于工人的個(gè)人經(jīng)驗。在實(shí)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據尋優(yōu)策略，圍繞冶煉關(guān)鍵控制點(diǎn)，中冶賽迪信息公司智慧轉爐解決方案已實(shí)現全過(guò)程的精準操作與管控。吹煉開(kāi)始前，該系統便已計算出熔劑、合金最優(yōu)加入量和加入時(shí)間；吹煉過(guò)程中，基于測量數據系統能夠閉環(huán)實(shí)現氧槍槍位動(dòng)態(tài)調整、C/T終點(diǎn)預報；當吹煉結束，操作過(guò)程量化評價(jià)、爐次生產(chǎn)成本也同步實(shí)時(shí)“出爐”。該方案投用后，轉爐關(guān)鍵技術(shù)經(jīng)濟指標持續改善，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)節奏

　　煉鋼的復雜之處不僅在于單工序生產(chǎn)過(guò)程控制難，還在于生產(chǎn)組織及多工序間協(xié)同配合。以保障連鑄穩定順行為目標，煉鋼需要實(shí)現鐵水、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(shí)現生產(chǎn)的合理組織。

　　中冶賽迪信息公司生產(chǎn)節奏管控應用體系能夠結合生產(chǎn)計劃，自動(dòng)生成調度指令，實(shí)現兩車(chē)三包合理化作業(yè)分配?！稗D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(guān)信息都一目了然地實(shí)時(shí)展現在大屏幕當中。曾經(jīng)煉鋼調度人員面臨復雜的生產(chǎn)環(huán)節，難以掌握全局信息，無(wú)法及時(shí)從整個(gè)生產(chǎn)流程的角度給出最優(yōu)的調度指令?；趯ιa(chǎn)節奏的跟蹤和計算，該系統以全局最優(yōu)為目標實(shí)現節奏診斷、異常情況預警，發(fā)現關(guān)鍵瓶頸，助力鋼水進(jìn)站、出站及全過(guò)程生產(chǎn)節拍的精準控制。在實(shí)際應用中，該系統支撐鋼鐵企業(yè)煉鋼全過(guò)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(guò)5%，精煉出站溫度下降3.5℃，中包溫度合格率提高4%。

　　挖掘數據價(jià)值——

　　精益讓改善“可持續”

　　當工業(yè)生產(chǎn)走進(jìn)數據爆發(fā)時(shí)代，如何讓海量數據創(chuàng )造更多價(jià)值，為生產(chǎn)管理人員提供問(wèn)題浮現、持續改善的土壤，成為鋼鐵數智化轉型過(guò)程中的新問(wèn)題。近年來(lái)，中冶賽迪信息公司組織工藝、設備、計算機及自動(dòng)化等多專(zhuān)業(yè)技術(shù)團隊，圍繞煉鋼生產(chǎn)運營(yíng)需要，集成生產(chǎn)、物流、質(zhì)量、成本、倉儲等關(guān)鍵信息，建立生產(chǎn)運營(yíng)監控與評價(jià)體系及異常事件和重要信息自動(dòng)推送，及時(shí)反饋生產(chǎn)運營(yíng)情況，實(shí)現數據融合下的決策優(yōu)化和精益運營(yíng)。

　　中冶賽迪信息公司煉鋼一體化管控體系已在多個(gè)鋼鐵企業(yè)落地生根，支撐生產(chǎn)效率、成本控制、質(zhì)量穩定等關(guān)鍵領(lǐng)域穩步提升。在數據的流動(dòng)與再生產(chǎn)中，全員參與數據分析，促進(jìn)精益生產(chǎn)持續改善，為鋼鐵企業(yè)提升競爭優(yōu)勢筑牢了堅實(shí)基礎。

　　一鍵節能系統——

　　智能能源管控支撐成本降低

　　能源消耗是“成本大戶(hù)”，在生產(chǎn)或維護過(guò)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(xiàn)自動(dòng)化改造過(guò)程中，中冶賽迪信息公司開(kāi)發(fā)了一鍵節能系統。以往在維護模式中，操作工人需要根據個(gè)人的判斷逐個(gè)關(guān)停能源系統，而現在按下節能按鈕，系統就能實(shí)現智能管控。配合除鱗節能模型及節奏提升，該系統支撐月平均噸鋼電耗從101千瓦時(shí)減少到86千瓦時(shí)，年節約成本約4000萬(wàn)元。

　　優(yōu)化物料跟蹤控制——

　　坐上生產(chǎn)節奏“快車(chē)”

　　鋼廠(chǎng)生產(chǎn)節奏與軋線(xiàn)各區域自動(dòng)化環(huán)環(huán)相扣，從加熱爐到運輸，中間任意一個(gè)環(huán)節節奏不穩都可能成為整條軋線(xiàn)的節奏瓶頸，相鄰工藝區域之間的控制系統交接也直接影響全線(xiàn)節奏。為此，中冶賽迪信息公司的自動(dòng)化系統依據軋線(xiàn)的實(shí)際情況，對軋線(xiàn)的物料跟蹤控制進(jìn)行了充分的優(yōu)化，大幅提高粗精軋生產(chǎn)節奏，簡(jiǎn)化卸卷過(guò)程，提高卸卷速度，并保證生產(chǎn)穩定性。鋼廠(chǎng)生產(chǎn)節奏提速帶來(lái)生產(chǎn)效率的大幅攀升，改造后燕鋼1780熱軋產(chǎn)線(xiàn)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(zhù)提升質(zhì)量指標

　　面向寬度、厚度、板形、溫度、卷形等重要質(zhì)量指標，中冶賽迪信息公司對自動(dòng)化控制系統進(jìn)行了針對性?xún)?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(zhì)量指標再上臺階。其整個(gè)系統升級后，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(guò)30%。

　　燕鋼1780熱軋自動(dòng)化改造成果顯著(zhù)的背后，是中冶賽迪長(cháng)期的技術(shù)與實(shí)踐積淀。面向打破國外技術(shù)壟斷，推動(dòng)熱軋技術(shù)自主可控，中冶賽迪在持續的研發(fā)和實(shí)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(shù)，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(hù)創(chuàng )造了顯著(zhù)的經(jīng)濟效益。

　?。▓D片均由中冶賽迪提供）