鞍钢鲅鱼圈分公司炼钢部加快推进智能制造

2020年以来,鞍钢股份有限公司鲅鱼圈分公司炼钢部努力打造智能白灰样板产线,围绕原石入仓、原石入窑、白灰焙烧、成品入仓、成品发料5个工序,开展以生产管理信息化、生产现场无人化、生产过程可视化、生产操作智能化为主要内容的智能制造研究,实现一键上料、一键焙烧、一键出料的操作。生产管理信息化。将“三级网、质量网、计量网”三网合一,实现质量数据实时传输、质量异常预警、物料库存在线统计功能,科学指导回转窑排产;实现物料信息流从接收到发出的全程追踪功能;实现生产报表自动统计;实现能耗在线实时统计。     

智能化钢铁制造流程信息物理系统的设计研究

现代钢铁制造流程是集成烧结、球团、焦化、炼铁、炼钢和轧钢等多工序过程的耗散结构体系.钢铁制造流程是在物质流、能量流和信息流协同运行的条件下,完成一系列复杂的冶金过程和转变.探讨了对钢铁制造过程物理本质以及运行特征的认识和研究,提出了现代钢铁制造流程物理系统的设计理念和方法.阐述了流程工程动态精准设计体系在钢铁冶金工程设...     

衡钢电弧炉炼钢流程能量的多尺度研究

摘要： 在建立不同铁水比例下的能量平衡与物料平衡的基础上,利用多尺度方法分析研究衡阳华菱钢管有限公司电弧炉炼钢跨尺度全流程能量的状况,主要包括工位级节能技术研究、余热利用技术、工位级间相互的关系与电弧炉炼钢流程集成技术。实现了跨尺度全流程能量的集成,得出最优能耗的冶炼生产模式。     

降低钢包全流程钢水温度损失的措施与实践

降低钢包全流程的钢水温度损失,已成为各炼钢厂降低炼钢生产成本的一项重要措施,为此,唐山钢铁集团有限责任公司某炼钢厂对钢包保温材料和炼钢生产节奏进行了研究。本文介绍了该钢厂钢包耐火衬砌筑结构,分析了钢包保温层材料以及炼钢生产节奏对钢包全流程钢水温度损失的影响,在此基础上提出了优化改进措施。通过钢包采用高强保温绝热板、优化炼钢生产节奏等措施的实施,7个月生产数据统计显示,钢包全流程的钢水平均温度损失约为94.6℃,与上一年相同时期比降低1.9℃。     

炼钢生产物流信息跟踪系统开发与应用

物流跟踪系统是实现炼钢生产、管理自动化的基础和重要环节。炼钢生产中以钢铁料为重点的物质流转过程主要通过天车作为运输载体,天车吊运作业的位置变化和重量变化与各工艺环节中物料的接受与产出事件紧密关联,所以跟踪和辨识天车的行为就能准确掌握生产中的铁水、废钢、钢水等物料的周转情况。更重要的是整个炼钢生产过程在天车物流跟踪的串接下,可以实现各工序自动化二级过程数据有效的整合,从而得到炼钢生产过程中完整的数据流信息。详细介绍了河钢宣钢150 t转炉区以天车物流为核心内容的物流信息跟踪系统的开发、应用情况。系统投运后,促进了工艺操作水平的提高、钢铁料消耗逐步降低,实现了转炉全自动化炼钢和自动化水平的整体提升。在冶金行业炼钢生产过程中具有很好地推广价值。     

基于机器学习的炼钢-连铸生产调度方法

近年来,机器学习作为人工智能最活跃的分支得到突飞猛进的发展。炼钢-连铸作为钢铁制造全流程中的关键环节,其生产调度问题具有约束复杂和强不确定性等难点。在回顾数据驱动的生产调度方法的基础上,探讨了基于机器学习计算的炼钢-连铸调度方法涉及的主要研究内容,并提出了一种集成算法框架。该框架基于机器学习算法,通过期望指标预测器、调度规则挖掘器、滚动优化算法等模块实现调度过程智能化寻优。最后,对本文工作进行了总结,针对炼钢-连铸调度特点,对强化学习方法的应用提出展望。     

炼钢工序节能路径探析

钢铁企业炼钢工序节能是绿色可持续发展的需要。采用文献研究法,首先分析了钢铁企业炼钢工序节能的重要意义,从降低能耗、降低物料消耗、提高能源回收和利用率、优化生产管理水平和工艺流程、施行全流程保温措施,有效控制温降等五个方面提出了钢铁企业节能的优化举措,以此提升钢铁企业炼钢工序节能水平,推动产业的绿色发展。     

炼铁-炼钢界面动态运行过程解析与仿真优化

炼铁-炼钢界面连接钢铁生产中高炉和转炉两大重要生产工序，关系到钢铁制造流程的整体优化。“一罐到底”是近年来新兴起的炼铁-炼钢区段“界面技术”,基于“一罐到底”流程的炼铁-炼钢界面运行规律和调控优化技术的研究十分必要。目前对炼铁-炼钢界面中众多复杂的次界面的解析尚不深入，对炼铁-炼钢界面动态运行过程仿真亟待开展。时间、温度和物质量是贯穿于钢铁制造流程的基本参数，因此，炼铁-炼钢界面的调控以铁水罐周转过程为载体，以上述3个参数为调控对象，以这些参数的一体化控制与优化为目标。基于现场运行实绩，以“机车+天车”模式的炼铁-炼钢界面为例，分析炼铁-炼钢界面物质流运行的特征和调控目标，并对其动态运行过程进行“事件-时间”解析，确定构成界面的各个次界面环节，以及各过程/事件的时间域、时间周期及其概率分布，梳理炼铁-炼钢界面动态运行过程规则。在此基础上，采用FlexSim软件，建立了高炉出铁、铁水运输和炼钢等过程的仿真模块，并根据各模块运行规则和模块之间的关联规则，集成为高炉-转炉区段仿真模型。该模型为炼铁-炼钢界面深度解析与优化提供了研究试验平台。模型应用于260 t铁水罐周转过程仿真，得到铁水罐配...     

炼钢生产物流信息系统关键技术创新与应用

介绍了宣钢150 t炉区炼钢生产物料信息系统关键技术的创新与应用,主要从应用背景、总体思路、物流跟踪原理流程、数据推理规则、钢铁料消耗管理、铁水计量校正方法、实施效果等方面进行了阐述。项目实施后,保证了信息采集的及时性和准确性,促进了炼钢生产自动化和信息化支撑体系建设。     

转炉炼钢中的二氧化碳应用分析

钢铁生产过程有中有大量的CO_2产生,围绕CO_2在转炉炼钢中的作用,简述了CO_2在转炉炼钢以及炼钢全流程中的应用方式和效果,探讨了炼钢过程中减少CO_2对环境的影响并提高冶炼效果的方法。     

电弧炉炼钢高效化的能耗状况分析

 研究了国内现代电弧炉炼钢高效化的电能消耗和能量消耗的状况。研究中选取了3家有代表性的特钢生产企业,2个对比年度的电弧炉炼钢及其前后步5个工序的原料和介质消耗数据约12000个,计算烧结、高炉炼铁、直接还原铁、炼钢、轧钢5个工序的电耗和能耗值,还定义了这5个工序的电耗、能耗加权值为全流程的电耗、能耗值。结果表明,近年来国内电弧炉炼钢炉料结构增加热铁水后,虽然生产效率提高,并且炼钢工序吨坯电耗、能耗和全流程吨坯电耗均有明显降低,但全流程吨坯能耗却大幅度上升。     

电弧炉智能炼钢的研究进展

电弧炉炼钢因具备消纳城市废钢和低碳环保的优势而备受关注,随着人工智能、大数据技术在钢铁工业的应用和发展,以及电弧炉绿色、高效生产的需要,智能炼钢成为电弧炉未来发展的主要趋势。围绕近年来电弧炉智能炼钢核心技术,对电弧炉电气控制、温度控制、成分控制以及配料优化4个方面的研究进展进行了综述。目前,电弧炉智能炼钢研究已经取得了一定的进展,实现了电极自动调节、电能质量智能预测、电能消耗智能预测、温度和成分自动预测、泡沫渣自动控制、废钢自动评级、配料和成本优化等技术,但仍存在控制精度较低、预测模型的鲁棒性较差等缺点。而随着生产数据的不断积累以及智能制造车间精益生产需求的提高,未来电弧炉炼钢将向生产全流程数字化监控、全自动设备控制、高精度智能预测和控制、精细化生产管控和优化等方面发展。同时,还需要进一步耦合各个环节的智能技术,提高智能炼钢技术在不同电弧炉上的适配性,降低其在生产现场的实施难度和成本,实现电弧炉生产全流程的智能控制,从而提高生产安全性、减少废气废物排放、提高生产效率、降低生产成本,实现可持续发展。     

钢铁生产流程物质转化与能量转换评价指标

为了量化描述钢铁生产制造流程的物质转化与能量转换效率,区分不同钢铁产品制造流程的物质转化与能量转换效果,基于对钢铁制造的炼铁-炼钢-连铸-热轧主流程及其主工序/装置的制造单元物质转化与能量转换特征的分析,提出了以流程物质转化率和流程能量耗散率、过程物质转化率和过程能量耗散率分别作为制造流程和制造单元评价指标的多尺度评价...     

炼铁-炼钢区段界面动态运行过程建模和仿真

为了探索并制定合理的钢铁制造流程炼铁 炼钢区段的生产系统结构和生产组织方式，介绍了钢铁制造流程炼铁 炼钢区段的界面模式、工序设备和动态运行过程，并采用离散事件动态系统相关理论对炼铁 炼钢区段动态运行过程进行了系统分析，提出了基于实体流图法和事件调度法的炼铁 炼钢区段动态运行过程的仿真模型和仿真策略。对某钢铁企业炼铁 炼钢区段动态运行过程进行了建模和仿真研究,结果表明，该企业炼铁 炼钢区段应采用“一罐一送”的铁水罐运输组织方式，此时3台机车利用最充分，平均作业率为60%，KR脱硫站进站铁水温度较高，且温度波动较小，KR脱硫站进站铁水温度平均值为1 423 ℃，极差为22 ℃。     

钢铁生产过程动态调度综述

钢铁制造是典型的流程工业,其复杂生产流程中的多重不确定性为生产调度带来了巨大挑战。面向不确定事件扰动,如何制定动态调度策略实现快速响应,是钢铁企业亟需解决的实际问题。现有研究针对炼铁、炼钢-连铸、热轧、炼钢-连铸-热轧一体化调度等多种调度场景,提出了基于Petri网、启发式算法、数学规划、动态约束满足、人机交互、案例推理、鲁棒和模糊优化等各类方法的大量动态调度方法。针对钢铁动态调度这一领域展开综述,介绍钢铁生产的主要流程及其动态扰动因素,回顾钢铁制造过程中各生产环节的动态调度研究,总结现有的动态调度方法,分析钢铁行业的实际需求与现有研究的局限,提出知识和数据驱动的高性能动态调度算法、全流程多工序协同的动态调度问题及方法、可配置的决策支持系统等亟待解决的关键科学问题与待探索的研究方向。     

冶金科技发展指南（2000～2005年）（续）

4 冶金专业领域重点技术4.3 炼钢专业技术 炼钢是钢铁生产的主体工序,炼钢工序的技术进步对钢铁企业结构和流程有着决定性的影响,关系到钢铁企业整体的生产效率、产品质量、物料和能源消耗以及成本效益。国内外都以炼钢工序的发展作为行业技术进步的核心。炼钢工序主要包括氧气转炉     

炼钢物流动态数据采集系统通讯网络设计与应用

根据转炉炼钢的生产特点，设计了炼钢厂物流动态数据采集系统。为精细化管理开创了厂级物流管理的先锋，较全面地收集了成本和生产过程管理的数据，为生产管理、提高产量、保证产品质量、炼钢成本核算和降低物料消耗在管理决策上提供了及时的指导。     

2×5t电弧炉短流程全连铸炼钢及实践

电炉短流程紧凑型炼钢是电炉炼钢的发展趋势。本文就2×5t电弧炉进行短流程全连铸改造,进而走电炉—精炼—连铸三位一体炼钢工艺,并就改造后电炉实际生产情况加以分析。     

工业大数据在生产监控系统中的应用

针对生产过程中存在的信息孤岛问题,设计了基于工业大数据的生产数据采集监控系统,本文详细描述了生产数据采集系统的总体架构及设计方法。采用OPC协议和Modbus协议,由数据采集网关完成现场数据采集并将数据远传到生产管理中心的实时数据库服务器,管理中心对采集的数据进行储存、处理、分析、转储和画面显示,管理者根据数据信息对生产过程进行全流程监控管理,实现了流程优化、设备智能管理、物料平衡和降低能耗。     

用冶金流程优化实现棒材低碳生产

结合河钢集团唐钢新区新建棒材生产线的工艺布局和应用的关键技术,讨论了冶金制造流程中时间和空间要素配置方式对制造流程能量耗散的影响,分析了连铸-轧钢流程中信息流的构成和作用。用冶金流程工程学原理分析了从工艺布局、工序衔接进行制造流程优化的方法,研究了提高连铸坯初始温度和降低输送过程中能量耗散的技术措施,提出了通过冶金制造宏观流程优化的途径降低棒材制造流程能量消耗、实现低碳生产的技术方案。