大数据赋能高炉炼铁智能应用

大数据是具有获取、存储、整理、分析数据等功能的合集,大数据分析挖掘数据规律能够帮助企业制定科学的发展战略,推动产业发展创新驱动模式。本文探讨了大数据对于企业发展信息化、数字化的推动作用,指出了发展大数据分析技术融入高炉炼铁生产应用的时代需求,简要概述了大数据分析技术的重心和应用于高炉炼铁的分析挖掘流程,剖析了大数据分析在高炉炼铁中的应用价值。在炼铁智能平台构建、高炉炉温预测、高炉铁水质量预测、高炉炉缸侵蚀判断方面,阐述了大数据在高炉炼铁中的多项应用。展望了大数据赋能后高炉炼铁在炼铁大数据分析模式、炼铁数据仓库融合架构、算法与炼铁智能控制结合、炼铁数据资源平台化、炼铁工业互联网的发展趋势。通过先进的大数据信息技术与高炉炼铁产业深度融合,高炉炼铁行业将朝着智能化、绿色化、数字化、一体化的发展方向实现新突破。     

高炉炼铁智能化发展的研究现状与展望

长期以来,传统的高炉炼铁工艺存在着能源消耗高、污染严重等问题。随着“双碳”目标政策的提出,如何利用智能制造技术实现高炉冶炼高效、环保的可持续发展已经成为高炉工作者的研究重点。从高炉炼铁智能化发展现状作为切入点,详细地从智能预测、模拟仿真、专家系统以及互联网平台几个方面进行了阐述。即以高炉炼铁现场数据为基础,分别探讨高炉运行状态预测和模拟仿真在高炉中的应用,为高炉炼铁智能化控制提供决策支持;建立高炉炼铁工业可视化平台,实现高炉炼铁生产过程的全面监控和管理;最后,综合当前研究现状,结合大数据技术和炼铁工艺,从高炉炼铁数据治理、专家知识库的建立、智能化平台的建立等几个角度进一步展望了高炉炼铁智能化的发展。     

本钢高炉智能管理系统的研发与应用

结合本钢高炉基础监测及信息化基础条件，应用工业传感器、数据采集、工业建模等技术构建高炉智能系统，打破了高炉生产现场数据孤岛，推动了炼铁技术从“经验式炼铁”向“数字化炼铁”的转变，提高现场高炉异常工况的诊断、预判、处理能力，促进了板材数字化、标准化、智能化的炼铁技术体系建立，为炼铁行业智能制造落地应用树立了一个标杆。     

兴澄炼铁大数据智能互联平台建设及应用

随着"工业4.0"及"中国制造2025"的提出,数字孪生、工业互联网平台等智能制造技术被广泛应用于工业企业.然而,目前国内炼铁产线数字化、智能化水平还相对落后,工业传感器和物联网建设相对滞后,高炉"黑箱"可视化及解析困难,炼铁操作仍以"经验"为主,成本较高,配矿、烧结、炼铁各工序实时协同和全局优化缺少平台支撑.为解决这...     

基于大数据平台智慧高炉现状及发展趋势

基于高炉智能制造模式的现状,提出打造以高炉为中心的智慧制造与管理模式。充分利用工业物联网、边缘计算、云存储、云计算等技术,打造大数据中心和数据平台,对大数据深度挖掘、多维综合计算分析,提高对高炉冶炼过程规律的认识和一些特殊现象的解析,实现高炉生产和管控智慧化模式。     

高炉炼铁技术创新实践及未来展望

 炼铁工业已迈入绿色化、智能化发展之路。中冶赛迪根据多年冶金技术研发与工程实践,在高效、长寿高炉领域取得了一系列成果,开发了多项低耗低碳冶炼技术,助力炼铁工业的绿色化发展。同时,将智能化作为引领炼铁技术从传统工业向高质量发展的重要引擎,基于冶金工程流程学理论,创建了全球首个铁区一体化智能管控平台,未来将进一步运用大数据、人工智能、数字孪生和数学模型,打造新一代智慧高炉,并大力开发氢冶金等低碳炼铁新工艺技术,朝着绿色炼铁的新目标前进。     

高炉冶炼智能化的发展与探讨

现阶段，国内炼铁流程仍以“高炉-转炉”流程为主，且面临着高能耗、高污染及自动化程度不强等问题。随着双碳目标和“十四五”规划等政策的推出，高炉冶炼智能化升级转型得到更加广泛的关注。由于高炉生产涉及的调控参数众多且数据体量庞大，加上数据具有非线性、非高斯和滞后性等特点，使得大数据和人工智能技术在高炉智能化转型过程中拥有较大的发展空间和应用前景。首先从高炉智能预测、智能监测、智能评价和大数据平台4个方面详细阐述了高炉智能化的发展现状，并就各方面作了详细的探讨。其次，针对高炉智能化发展中存在的数据孤岛问题、数据噪声问题、模型鲁棒性问题和黑箱问题，提出了初步的解决办法。最后，结合新一代人工智能技术和钢铁生产技术，从高炉炼铁流程的数据共享、信息物理系统、一体化经营管理系统和移动工厂几个角度进一步展望了智能化转型升级的未来发展。     

宁钢2号高炉智能制造技术及应用效果

钢铁行业智能制造转型升级已成为行业发展趋势,为了提高智能化水平,宁钢2号高炉采用了大量智能制造技术。通过采用智能装备与无人化技术帮助减员增效、安全生产,通过智能感知与智能决策助力高炉稳定顺行,通过建立集中管控平台提高炼铁生产管理水平,取得了良好的应用效果,为炼铁向数字化、智能化方向发展奠定了基础。2022年1—9月,2号高炉利用系数由2.04 t/(m³·d)提高到2.51t/(m³·d),燃料比由532.8 kg/t降低到502kg/t。     

高炉炼铁大数据技术的发展现状与思考

因缺少废钢资源,我国钢铁生产将长期采用高炉-转炉长流程工艺,高炉操作至今仍主要依赖于人类专家的经验。从高炉数学模型、炼铁知识获取与应用、过程数据的获取等方面阐述了高炉炼铁大数据技术的发展现状,并提出了推进高炉炼铁大数据技术的思考。认为各种类型的数学模型是工业软件,在炼铁大数据技术中处于核心地位,但需要针对不同高炉的具体条件研究开发;对高炉内衬工作状态、炉缸内渣铁蓄积量、风口回旋区煤气焦炭,以及滴落带渣铁行为等的在线监测需要先进的检测技术;加强高炉下部焦炭降级行为的研究是高炉炼铁大数据技术发展的迫切需要。     

未来的低碳绿色高炉炼铁技术发展思考

作为钢铁冶金行业炼铁工艺应用的重要环节,高炉炼铁技术的应用对于我国工业现代化发展具有深刻影响;出于高炉炼铁能源消耗大、污染物排放多等问题,在新时期的炼铁技术应用中应注重生产过程的低碳化、绿色化控制。本文在阐述高炉炼铁技术功能的基础上,就低碳绿色理念下高炉炼铁技术的应用要求展开分析,并指出面向未来的低碳绿色高炉炼铁技术创新要点,期望能实现高炉炼铁技术的系统转变,继而降低炼铁过程的能源消耗和污染物排放,促进高炉炼铁产业的绿色化、可持续发展。     

包钢高炉炼铁优化配矿平台的开发与应用

为了降低高炉炼铁系统原料成本,实现自铁矿石采购到高炉炼铁全过程协同优化,开发了一个高炉炼铁全系统、全流程优化配矿平台.全流程是指从铁矿石采购到高炉产出铁水的整个工艺流程,全系统是指钢铁企业所有高炉炼铁整体系统.优化配矿平台包括数据库系统、单座高炉优化配矿平台、全系统高炉优化配矿平台、生产数据采集与分析平台4部分.平台以...     

炼铁新技术及基础理论研究进展

从炼铁新技术及基础理论研究方面介绍了烧结球团提质降耗新技术、焦炭在高炉内行为解析研究、高炉喷吹清洁燃料技术、高炉长寿技术、高炉炼铁数据建模技术以及冶金尘泥再处理技术。从基础研究出发,提出了目前最具有潜力的炼铁新技术;然后在国家碳中和战略的大背景下,综述了目前国际上的非高炉炼铁技术研究进展,为我国低碳炼铁发展提供依据;最后从最新微观研究手段出发,介绍了目前炼铁研究领域在微观尺度的研究进展,多尺度综合调控研究高炉炼铁过程机理,为未来低碳炼铁发展方向提供思路。      

沙钢2500 m3高炉设计及采用的新技术

沙钢1、2号高炉是利用德国多特蒙德的TKS厂7号、4号高炉部分设备、设施经过扩容改造、技术升级而成,3号高炉全新设计。沙钢630万t炼铁工程在工艺技术装备、总图布置等方面与众不同,采用的高炉长寿技术、富氧喷煤、煤气除尘净化调压系统、环保INBA渣处理系统、铁水可直接兑入转炉（一罐到位）和铁水罐液面称重控制等工艺和技术达到了当今炼铁技术的先进水平。     

高炉煤气净化提质利用技术现状及未来发展趋势

摘要：高炉煤气是高炉炼铁生产过程中副产的重要二次能源,随着环保要求的日益严苛和相关资源化利用技术的进步,高炉煤气的利用方式也不断发生变化。从高炉煤气的副产与利用现状出发,详细分析了煤气中的各种有害气体的来源与产生途径,梳理比较了高炉煤气精脱硫与除酸工艺技术路线,总结了高炉煤气CO2捕获封存与利用的技术发展方向以及高炉煤气分离提纯CO作为化工生产原料的技术现状与发展趋势。结合分析结果,提出了高炉煤气多种有害成分协同治理,分离提取有价成分作为化工生产原料是符合中国能源结构和工业现状的发展道路。     

Design and optimisation of charging ingredients and structure in an ironmaking system (Part II)

In order to maximise the reduction of pig iron cost in an ironmaking process, and at the same time ensure the output and quality of the pig iron, a design and optimisation system for the charging ingredients and structure in an ironmaking system was established using metallurgical theory. The system includes six modules, namely, sinter metallurgical performance testing and analysis, sintering burdening design, sinter component and property prediction, blast furnace burdening design, blast furnace batching calculation and ironmaking system burden optimisation. Based on actual production, testing and material balance theory, the system integrated these modules on VB and MATLAB using a series of intelligent algorithms, such as the BP neural network, multiple objective linear programming, genetic algorithms and so on. As a result, the optimum burden composition and structure of the sinter and blast furnace that satisfied all the constraint conditions could be obtained. Standing as a pinnacle of the global ironmaking production, the system can design and optimise not only the sintering burden, but also the blast furnace burden. Compared with the traditional production testing and hand calculation in the ironmaking system, the project can greatly reduce the production risk and greatly increase the calculation accuracy. Industrial application shows that the system is especially beneficial to reduce the ironmaking cost and at the same time ensure the output and quality.     

中国炼铁专利申请情况及分析

本文利用现代网络技术和专利调研分析软件,对中国钢铁行业炼铁技术领域的专利申请进行了全面调研分析。分析了中国炼铁专利申请现状、发展趋势、技术热点,分析了国外来华申请情况并与中国申请情况作了比较,并提出了应予重视的几个问题。     

炼铁系统低碳技术发展前景与途径

 现代高炉炼铁是以人造矿石和焦炭为物质基础的。现代高炉实现绿色低碳炼铁,需要从炼铁工序的层次优化工艺流程和关键技术,实现烧结、球团、高炉等多工序的协同优化。面向未来,在提高资源和能源利用效率的同时,基于现有技术推进采用低碳节能技术和先进工艺。对于烧结、高炉等传统工艺技术,要进一步研究并应用先进技术,提高生产效能、降低能源消耗和碳排放。持续研究推广绿色低碳烧结技术,如低碳厚料层烧结技术、烧结料面富氢气体喷吹技术、烧结返矿高效回收利用技术、低温烧结技术和热风循环烧结技术等,有效降低烧结过程的能源消耗和CO₂排放。充分利用中国精矿粉资源生产球团矿,提高球团矿产能和产量,进而提高球团矿入炉比率和炉料综合品位,有效降低碳素燃料消耗。提高高炉富氧率和喷煤量,持续提高风温、降低燃料消耗,提高高炉顶压和煤气利用率。有条件的高炉喷吹富氢气体以减少焦炭消耗,开发应用高炉炉顶煤气循环及CO₂脱除再利用(CCUS)等技术。研究解析了高炉炼铁工艺碳-氢耦合还原的热力学机理,讨论了在高炉内不同温度区域固体碳、CO和H₂的还原能力,提出了直接还原与间接还原的耦合匹配是实现最低燃料比的技术核心,探讨了高炉炼铁喷吹全氢/富氢气体的技术可行性和经济性。这些综合技术措施对于进一步降低高炉工艺流程的碳素消耗、减少CO₂排放具有显著效应。与此同时,设计先进合理的流程系统和耗散结构,优化工序界面技术,构建信息物理系统(CPS)实现炼铁工序协同高效、动态有序运行,这也是高炉炼铁工艺实现绿色低碳的关键共性技术之一,具有广泛的适用性和显著的应用效果。     

适应高比例球团冶炼的高炉系统设计与生产实践

 当前中国钢铁工业面临着节能减排、绿色发展等多重压力,呈现出减量化和创新性发展的新形态。在非高炉炼铁关键技术取得重大突破及大规模应用前,以高炉为主的炼铁工艺在一段时间内仍将保持主体地位。而高比例球团冶炼是当前中国高炉炼铁的发展方向,是未来钢铁工业实现减污降碳的必然趋势。为了进一步推动高比例球团技术的研发与应用,从球团矿的物理化学性质出发,阐述了球团矿在高炉内的行为,分析了限制球团矿比例提高的因素,从冶金反应机理到工程实践总结了未来高比例球团冶炼的高炉系统设计发展方向,提出以低碳绿色为前提、以资源和能源利用为基础、以智能化装备为支撑的高炉设计理念。通过对比分析国内外多种高炉炉型、冷却系统、炉缸炉底设计方案,重点分析了多段式炉身、全铸铁冷却壁、串罐无钟炉顶在高比例球团冶炼中的优势,归纳了矿焦槽、热风炉及自动化检测与模型控制等技术特点,给出了适应高比例球团冶炼的高炉系统设计建议。根据球团矿在高炉内的反应机理以及操作炉型对强化冶炼的影响,提出合理的炉料结构的确定方法,最佳的炉料碱度控制标准,以及装料、送风、出铁、热、渣等操作制度。最后,通过高炉冶炼实践,验证了高比例球团冶炼技术经济指标的进步,为今后高比例球团冶炼高炉系统设计及优化方向奠定了基础。     

中国高炉TRT技术的应用现状和发展趋势

 高炉炼铁作为当代主要的炼铁工艺,其能耗在钢铁生产中占较大比例,必须以降低炼铁能耗作为中国钢铁工业系统节能的重点。高炉炉顶压力能约占高炉二次能源产生量的7%,若扣除高炉煤气化学能,则约占高炉余热余能产生量的33%,可见回收高炉炉顶余压能,对降低高炉炼铁工序能耗具有重要意义。因此,着重介绍了高炉TRT技术的发展历程,并对中国TRT技术应用过程中存在的问题进行了总结。最后,从能源利用的角度,提出TRT技术今后应重视大型高炉配备干式TRT技术、TRT与高炉操作协同优化和提高TRT作业率等方面的研究,以进一步提高TRT技术的节能效果。