圖為Reiner Kuelchen發(fā)表演講

　　而讓鋼鐵企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)是降低企業(yè)成本的重要因素之一。 西馬克集成機械設計、電氣設計，而且有自己的X-Pact?平臺，所有的產(chǎn)品都是在此平臺的框架下衍生開(kāi)發(fā)出來(lái)。

　　目前，煉鋼自動(dòng)化的程度不高，提高煉鋼自動(dòng)化程度是行業(yè)的機會(huì )所在。西馬克開(kāi)發(fā)了帶有工業(yè)4.0屬性的自動(dòng)出鋼模型，也開(kāi)發(fā)了全流程的產(chǎn)業(yè)優(yōu)化方案。目前，煉鋼自動(dòng)化的程度還有待提高，智能煉鋼是行業(yè)的機會(huì )所在。西馬克集團開(kāi)發(fā)的帶有工業(yè)4.0屬性的自動(dòng)出鋼模型已經(jīng)在國內遷鋼成功投入運行。該模型不僅考慮了出鋼過(guò)程本身，也集成了大量的安全預防措施，確保在出鋼過(guò)程中，即使有意外情況發(fā)生，也可以保證人員及設備的安全。

　　不僅如此，西馬克集團還開(kāi)發(fā)了不需要副槍就可以控制鋼液成分及溫度的轉爐煉鋼模型以及可橫跨煉鐵、煉鋼、精煉區域不同工位間的全流程能源優(yōu)化，生產(chǎn)過(guò)程優(yōu)化模型等等的全流程產(chǎn)業(yè)優(yōu)化方案，為智能煉鋼提供全方位的支持。

　　傳統出鋼的痛點(diǎn)

　　“傳統出鋼工藝的固有缺陷是出鋼操作環(huán)境、存在高溫、粉塵、灼燙風(fēng)險；不同操作員之間差異性較大，出鋼操作不穩定；人工操作失誤往往會(huì )帶來(lái)質(zhì)量、安全事故；崗位勞動(dòng)強度大；出鋼操作智能化控制水平低?！?/span>劉風(fēng)剛表示。

　　在Reiner KUELCHEN看來(lái)，當前鋼包流轉大部分是由人工進(jìn)行操作。鋼包在流轉過(guò)程中，鋼包的選擇多數依據人們的經(jīng)驗，有經(jīng)驗的操作工流轉的效益高一點(diǎn)。如果鋼廠(chǎng)規模過(guò)大或者鋼包過(guò)多的時(shí)候就容易產(chǎn)生問(wèn)題。有的操作工為了達到上臺的鋼水溫度不至于過(guò)低會(huì )在往前的每一個(gè)工序流程上故意增加出鋼溫度來(lái)達到上臺前溫度保證適合澆鋼的要求，但是這也意味著(zhù)多余的溫度損失和能量消耗，成本增加。

　　Reiner KUELCHEN認為要解決這方面的問(wèn)題就要考慮如下的因素：比如鋼包的熱容及耐材溫度信息要準確、鋼包優(yōu)化的目標溫度一定要合理，鋼包的使用率一定要合理，運輸時(shí)間也要準確把握。這樣可以達到增加產(chǎn)量的目的，同時(shí)減少能源消耗。

　　劉風(fēng)剛指出，自動(dòng)出鋼控制理念是：能夠對設備運行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，異常情況作出做出反饋，保障自動(dòng)出鋼始終能夠在安全的環(huán)境下運行；將出鋼操作回歸成PLC程式，保證出鋼操作的穩定與高效，滿(mǎn)足不同爐況，不同鋼種，不同工藝對出鋼序列的要求；通過(guò)視頻監控系統對出鋼狀態(tài)進(jìn)行監控，并利用圖像識別技術(shù)，對出鋼過(guò)程中的干擾進(jìn)行甄別并對自動(dòng)出鋼程式做出優(yōu)化；自動(dòng)出鋼達到設計目的，指導生產(chǎn)創(chuàng )造效益。

　　自動(dòng)化出鋼的條件目前成熟了么？答案是肯定的。目前，在冶金行業(yè)可以利用鋼包識別技術(shù)、激光起重機定位、3D激光掃描等技術(shù)實(shí)現自動(dòng)化生產(chǎn)。

　　鋼廠(chǎng)的生產(chǎn)流程是：接到客戶(hù)的訂單以后會(huì )制訂生產(chǎn)計劃。生產(chǎn)計劃節奏下發(fā)以后，工廠(chǎng)開(kāi)始進(jìn)行生產(chǎn)，轉爐就會(huì )根據生產(chǎn)計劃進(jìn)行生產(chǎn)，并和工廠(chǎng)的生產(chǎn)計劃進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，動(dòng)態(tài)調整。

　　“如果企業(yè)擁有西馬克的鋼包管理系統后，生產(chǎn)會(huì )更加順暢?！?Reiner KUELCHEN表示，該系統會(huì )將鋼包通過(guò)鋼包定位技術(shù)在正確的時(shí)間放在正確的位置上。在這過(guò)程中，鋼包需要運轉被運輸，自動(dòng)鋼包的運轉輸也十分重要，其優(yōu)勢是：優(yōu)化生產(chǎn)流程，縮短加工時(shí)間；天車(chē)起動(dòng)機在最佳條件下運行，從而減少磨損；明確的鋼包路徑和方式以及，安全性的提高。

　　轉爐（BOF）的生產(chǎn)過(guò)程需要很多輔助系統功能——自動(dòng)天車(chē)系統起重機移動(dòng)。有了自動(dòng)天車(chē)系統，就可以擴展實(shí)現例諸如，鋼包運輸、兌鐵水、加裝料、廢鋼等工序的自動(dòng)化裝料。

　　不過(guò)需要注意的是，歐洲和中國的相關(guān)法律法規要求是：只有半自動(dòng)運轉移動(dòng)是可行的。天車(chē)起重機操作員必須監控自動(dòng)天車(chē)的起重機移動(dòng)。這種監控也可以通過(guò)遠程控制來(lái)實(shí)現（例如，操作員坐在遠程控制室中，通過(guò)攝像頭監控控制天車(chē)起重機）；操作員需要在危險情況下接管控制權；在半辦自動(dòng)天車(chē)起重機運行時(shí)，在0米平臺的天車(chē)（在起重機區域內，）必須可以進(jìn)行人為有人自由操作。

　　西馬克集團對鋼包天車(chē)的設計方案是：首先拿到廠(chǎng)房企業(yè)的圖紙，在圖紙上標識出哪些是鋼包位，并定義哪些是天車(chē)的起包位，哪些是天車(chē)的落包位。根據企業(yè)廠(chǎng)房?jì)?/span>內的設備分布，設計鋼包的移動(dòng)路徑，避開(kāi)障礙物。

　　此外，自動(dòng)出鋼過(guò)程也需要智能機械手臂，從而取代員工進(jìn)行測溫取樣。通過(guò)結合鋼包流轉流程和自動(dòng)加廢鋼兌鐵水的流程可以達到煉鋼自動(dòng)化。

　　自動(dòng)出鋼的兩大部分

　　“自動(dòng)出鋼包括兩大部分，一是自動(dòng)出鋼過(guò)程，二是自動(dòng)出渣過(guò)程?！?/span>西馬克中國電氣自動(dòng)化事業(yè)部副總裁Christoph STAPPENBECK分析了出鋼的步驟，并介紹了X-pact?自動(dòng)出鋼過(guò)程。

圖為Christoph STAPPENBECK介紹X-pact?自動(dòng)出鋼

　　X-pact?自動(dòng)出鋼具有減小下渣量、縮短出鋼時(shí)間、鋼包加合金成分均勻化、最小化人員配置、改善工作環(huán)境與人員安全、增加復用性、減少齒輪箱壓力、提高收得率的效果。

　　自動(dòng)出鋼在業(yè)界備受關(guān)注。 在自動(dòng)出鋼的過(guò)程中X-pact?自動(dòng)出鋼會(huì )同步控制轉爐傾動(dòng)位置，鋼包運輸車(chē)位置。同時(shí)X-pact?自動(dòng)出鋼還會(huì )組合控制合金溜槽鋼包加料、檔渣機溝檔渣。

　　據Christoph STAPPENBECK介紹，X-pact?自動(dòng)出鋼的系統組成為鋼渣車(chē)、擋渣機構、合金溜槽、轉爐傾動(dòng)、鋼包車(chē)帶稱(chēng)重；爐襯輪廓測量、攝像頭系統、下渣檢測系統、激光測距儀、PLC系統；無(wú)線(xiàn)面板（選項）、操作臺等。

　　如何保證出鋼過(guò)程中的安全性？轉爐的環(huán)境不理想，經(jīng)常在生產(chǎn)過(guò)程中部分傳感器被燒毀掉。X-pact?的系統針對轉爐生產(chǎn)情況，在信號正常時(shí) ，采用正常的生產(chǎn)模式，在部分傳感器的信號有問(wèn)題的時(shí)候，還會(huì )有相應的生產(chǎn)模式，如果信號缺失的更多，也還會(huì )有確保安全出鋼的措施。要是生產(chǎn)發(fā)生問(wèn)題，最先確保的是安全，例如出鋼過(guò)程中發(fā)生了溢鋼，轉爐會(huì )馬上被停下，看情況決定下一步是繼續出鋼還是進(jìn)行安全保障。 為了保障安全生產(chǎn)，西馬克集團設計了三種不同類(lèi)型的出鋼模式。系統會(huì )獲得轉爐出鋼時(shí)的出鋼重量實(shí)時(shí)數據被系統獲得，如果現場(chǎng)信號都正常，系統的模型這個(gè)數據就會(huì )根據模型和出鋼口爐襯的侵蝕情況和鋼水靜壓力、爐襯的侵蝕情況，計算出鋼水能正常進(jìn)入鋼包轉爐的轉爐出鋼的角度，轉爐的鋼水能正常進(jìn)入鋼包。當轉爐可用信號減少時(shí)，可以使用基于出鋼重量的參考曲線(xiàn)控制出鋼的角度和出鋼的時(shí)間，不同的轉爐爐襯壽命，有著(zhù)不同的參考曲線(xiàn)通過(guò)獲得鋼水重量和相應的模型決定。當鋼包車(chē)稱(chēng)重信號不可用時(shí)，可以使用基于出鋼時(shí)間的，使用參考曲線(xiàn)表格控制出鋼鋼水角度。

　　對于爐口溢出鋼渣或者鋼水的情況，可以通過(guò)攝像頭檢測，最終安全級別得到了提升而且不會(huì )終止出鋼工序。

　　自動(dòng)出鋼的效果如何？首鋼股份煉鋼部與西馬克技術(shù)公司集團深度開(kāi)展合作，雙方共同完成了安全邏輯的建立、出鋼模式的設計以及圖像分析算法的開(kāi)發(fā)，經(jīng)過(guò)逐項進(jìn)行測試。2019年2月25日，自動(dòng)出鋼熱試成功。在正常生產(chǎn)階段（5月7日~至今）自動(dòng)出鋼成功率93.5%，運行穩定可靠。 劉風(fēng)剛表示：“自動(dòng)出鋼技術(shù)的成功開(kāi)發(fā)與應用，得益于雙方無(wú)懈的合作，標志著(zhù)我廠(chǎng)轉爐煉鋼過(guò)程控制跨上新臺階?！?/span>

　　會(huì )議取得圓滿(mǎn)的成功，與會(huì )代表一致認為，自動(dòng)出鋼更高效搞笑，更安全。通過(guò)這次推介會(huì )，與會(huì )代表對自動(dòng)出鋼有了更多的了解。自動(dòng)出鋼的工程周期較短，一般只需要幾個(gè)月的時(shí)間，主要是傳感器和系統的安裝。西馬克集團的集成方案完善，精細合理。

　　此外，西馬克集團的技術(shù)專(zhuān)家還對轉爐煙氣控制與終點(diǎn)吹煉預測、鋼包管理系統、煉鋼廠(chǎng)智能制造的探討與交流、連鑄技術(shù)解決方案與模型、SMS西馬克集團現代自動(dòng)化系統改進(jìn)轉爐煉鋼工藝和經(jīng)典應用案例進(jìn)行匯報。

圖為與會(huì )代表在會(huì )場(chǎng)合影

　　6月14日上午，與會(huì )代表參觀(guān)了首鋼遷鋼煉鋼作業(yè)部二煉鋼產(chǎn)線(xiàn)，重點(diǎn)參觀(guān)了轉爐自動(dòng)化出鋼的實(shí)際現場(chǎng)應用。這次參觀(guān)加深了與會(huì )代表對西馬克自動(dòng)化煉鋼技術(shù)發(fā)展，、煉鋼智能化系統解決方案的了解。與會(huì )代表一致認為自動(dòng)化煉鋼技術(shù)對中國鋼鐵工業(yè)轉型升級和高質(zhì)量發(fā)展具有重要的意義。