本報通訊員 王業(yè)飛 鹿瑋
圍繞綠色低碳、資源高效利用的目標，2023年2月，南鋼正式啟動(dòng)全流程無(wú)人化工廠(chǎng)——帶式焙燒球團產(chǎn)線(xiàn)“黑燈工廠(chǎng)”項目，并于同年10月16日進(jìn)行全系統聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)試運行，12月28日“黑燈工廠(chǎng)”成功上線(xiàn)。一座將信息化和工業(yè)化高度融合的示范性工廠(chǎng)橫空出世，這標志著(zhù)南鋼在工業(yè)智能化領(lǐng)域邁出重要一步，也為南鋼數字化轉型發(fā)展奠定了堅實(shí)基礎。
南鋼帶式焙燒球團產(chǎn)線(xiàn)基于“大型化、智能化、綠色化”的設計理念，以“低碳經(jīng)濟、節能減排、清潔生產(chǎn)、資源高效利用”為運行核心，通過(guò)原料預處理工藝對鐵礦粉進(jìn)行烘干、輥壓，與熔劑混合后實(shí)現造球生產(chǎn)；以直徑7.5米的圓盤(pán)造球機為載體，實(shí)現粉狀料向粒徑8毫米~16毫米生球的轉變，生球通過(guò)膠帶機、布料小車(chē)以及布料輥篩進(jìn)入焙燒機，經(jīng)烘干、預熱、焙燒、冷卻等工藝環(huán)節后，實(shí)現成品球團礦生產(chǎn)。
南鋼帶式球團“黑燈工廠(chǎng)”通過(guò)“三化”（操作無(wú)人化、運維遠程化、生產(chǎn)一鍵化）+“三創(chuàng )新”（裝備創(chuàng )新、技術(shù)創(chuàng )新、智慧黑燈理念創(chuàng )新）+“一平臺”（工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺），打造鐵原料加倉、配料、造球、焙燒、供料等工序全覆蓋、全鏈路集成的“黑燈工廠(chǎng)”。
在造球工序，投用了智能造球模型及智能整粒系統。其中，智能造球模型基于機器視覺(jué)和圖像處理技術(shù)，結合數據采集及優(yōu)化算法，對圓盤(pán)造球的生球粒徑進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測，實(shí)時(shí)獲取生球的平均粒徑和分布比例信息，與造球盤(pán)生產(chǎn)自動(dòng)控制系統結合，進(jìn)行遠程加料、加水控制，實(shí)現造球系統自動(dòng)化生產(chǎn)。南鋼首創(chuàng )的智能整粒系統，運用了造球機特大球智能識別技術(shù)及智能篩取粉碎裝備，實(shí)現了特大球剔除操作的無(wú)人化，剔除節奏與過(guò)程的可視化，輔助提升了成球率，大球粒徑可預設、節奏可調。對比人工造球，智能整粒系統優(yōu)化了過(guò)濾粒徑波動(dòng)，降低了濕返率。
在焙燒工序，運用圖像識別、機器學(xué)習算法及機器人等技術(shù)，實(shí)現焙燒機臺車(chē)運動(dòng)狀態(tài)識別與管理。該“黑燈工廠(chǎng)”通過(guò)圖像識別臺車(chē)擋板和車(chē)輪的變化，通過(guò)激光測定臺車(chē)梁的位高，實(shí)現臺車(chē)擋板的狀態(tài)、臺車(chē)車(chē)輪的運轉狀態(tài)、臺車(chē)梁撓度等精準識別。行業(yè)內首次實(shí)現了焙燒機臺輪自動(dòng)加油、全過(guò)程狀態(tài)可視化及數字化，油耗、油量等關(guān)鍵參數自動(dòng)分析、自動(dòng)執行，一次注油成功率＞98%，運行異常時(shí)主動(dòng)報警、推送。
此外，該“黑燈工廠(chǎng)”采用數據跟蹤技術(shù)，實(shí)時(shí)掌握成球狀態(tài)，發(fā)明了基于生球預測的高質(zhì)高效智能造球控制技術(shù)，將生球合格率提升5%。構建了球團生產(chǎn)上料智能排程模型，優(yōu)化動(dòng)力環(huán)境、保證維護人員安全、延長(cháng)設備使用壽命，實(shí)現電氣室運行環(huán)境的遠程點(diǎn)巡檢，使系統更節能。應用了遠程在線(xiàn)運維技術(shù)，研發(fā)了關(guān)鍵崗位機器代人操作技術(shù)、關(guān)鍵工序生產(chǎn)一鍵操作技術(shù)，行業(yè)內首創(chuàng )了無(wú)人化、遠程化、一鍵化球團“黑燈工廠(chǎng)”，實(shí)現全產(chǎn)線(xiàn)崗位無(wú)人值守，關(guān)聯(lián)生產(chǎn)工序一鍵操作，有效推動(dòng)了帶式焙燒球團向數字化、智能化轉型。
南鋼帶式球團“黑燈工廠(chǎng)”上線(xiàn)投用，重塑了球團制造模式，標志著(zhù)南鋼鐵前工序智能化、無(wú)人化管理邁入嶄新階段，實(shí)現從傳統制造到智能制造的跨越。通過(guò)實(shí)施智能化、無(wú)人化管理，該廠(chǎng)實(shí)現人員優(yōu)化25%、生產(chǎn)能耗降低10%、設備非計劃停機率降低75%，綜合年創(chuàng )經(jīng)濟效益1046萬(wàn)元，成為南鋼打造智慧生命體的生動(dòng)實(shí)踐。
【新知】
從源頭降成本 向智能要效益
樊三彩
近幾年，隨著(zhù)智能化進(jìn)程的加速推進(jìn)，鋼鐵行業(yè)涌現出了較多“黑燈工廠(chǎng)”，但就鐵前球團工序而言，南鋼為行業(yè)首家。這一球團廠(chǎng)首創(chuàng )采用帶式焙燒機臺車(chē)自動(dòng)加油、造球智能整粒等前沿的應用技術(shù)及模型，推動(dòng)南鋼鐵前工序智能化、無(wú)人化管理邁入2.0階段，展現出良好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。
在筆者看來(lái)，該“黑燈工廠(chǎng)”最大的價(jià)值，依然是降成本、提效益。在當前鋼鐵行業(yè)盈利不佳的形勢下，鐵前工序降本是非常關(guān)鍵的一環(huán)。從工藝流程角度而言，鐵前是整個(gè)鋼鐵生產(chǎn)流程的首道工序，成本和能耗也占據“大頭”。據了解，鋼鐵行業(yè)鐵水成本占鋼材成本的60%，鐵前能耗占比為75%左右，降低鐵前工序成本對于降低產(chǎn)品成本、提高競爭力意義深遠。就企業(yè)而言，這家年產(chǎn)量400萬(wàn)噸的球團廠(chǎng)，需要供給南鋼集團千萬(wàn)噸鋼材生產(chǎn)所需的高爐的球團原料，球團工序的智能化對于從源頭上降本增效大有助益。須知，不論是推動(dòng)人員優(yōu)化、能耗降低，還是強化對不同品位原料的適應性，其最終價(jià)值都會(huì )體現在成本和競爭力上。
該項目成功交付運營(yíng)，不僅標志著(zhù)南鋼煉鐵在高端化、智能化發(fā)展道路上邁出了堅實(shí)的一步，而且為鋼鐵行業(yè)通過(guò)智能化手段提高效率、降低成本提供了新示范、新思路。
《中國冶金報》（2024年03月28日 02版二版）
