基于CISDigital-AI金睛的智慧轉爐控制系統
中冶賽迪開發的熱軋產線一鍵節能系統
本報記者 陶海銀
在一家鋼鐵企業的轉爐主控室，各項生產數據、監控畫面悉數顯示在大屏幕當中。在大屏幕后的墻壁上，曾經有一個長方形的窗口，過去操作工人就是在這里觀察車間中的轉爐火焰以判斷爐內的反應情況。而現在這個窗口已經封閉，轉爐火焰的圖像通過高清智能相機顯示在大屏幕當中，系統還能自動判斷火焰狀態。這是中冶賽迪煉鋼一體化管控體系給鋼鐵生產帶來的諸多改變之一。
AI賦能——
精確操作貫徹轉爐全過程
AI在鋼鐵生產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產品CISDigital-AI金睛描繪出前沿技術與轉爐生產的生動結合。基于圖像識別算法，該系統實時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，并實現終點溫度及終點碳含量的準確預報。曾經工人需要長時間通過肉眼觀察轉爐火焰，而現在AI技術的應用把他們從高強度重復勞動與潛在視力損傷中解脫出來。這不僅使勞動強度得到大幅降低，AI輔助判斷將轉爐火焰相關工藝知識凝結在智能應用當中，讓精準操作不再依賴于工人的個人經驗。在實際應用中，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策略，圍繞冶煉關鍵控制點，中冶賽迪信息公司智慧轉爐解決方案已實現全過程的精準操作與管控。吹煉開始前，該系統便已計算出熔劑、合金最優加入量和加入時間；吹煉過程中，基于測量數據系統能夠閉環實現氧槍槍位動態調整、C/T終點預報；當吹煉結束，操作過程量化評價、爐次生產成本也同步實時“出爐”。該方案投用后，轉爐關鍵技術經濟指標持續改善，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——
精準協同改善生產節奏
煉鋼的復雜之處不僅在于單工序生產過程控制難，還在于生產組織及多工序間協同配合。以保障連鑄穩定順行為目標，煉鋼需要實現鐵水、廢鋼、鋼包的資源合理調度，協同出鐵計劃、軋鋼軋制計劃，實現生產的合理組織。
中冶賽迪信息公司生產節奏管控應用體系能夠結合生產計劃，自動生成調度指令，實現兩車三包合理化作業分配。“轉爐26分48秒，吹煉14分46秒……”面向生產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信息都一目了然地實時展現在大屏幕當中。曾經煉鋼調度人員面臨復雜的生產環節，難以掌握全局信息，無法及時從整個生產流程的角度給出最優的調度指令。基于對生產節奏的跟蹤和計算，該系統以全局最優為目標實現節奏診斷、異常情況預警，發現關鍵瓶頸，助力鋼水進站、出站及全過程生產節拍的精準控制。在實際應用中，該系統支撐鋼鐵企業煉鋼全過程生產周期(“BOF-LF-CCM”)從105分鐘縮減至99分鐘，效率提升超過5%，精煉出站溫度下降3.5℃，中包溫度合格率提高4%。
挖掘數據價值——
精益讓改善“可持續”
當工業生產走進數據爆發時代，如何讓海量數據創造更多價值，為生產管理人員提供問題浮現、持續改善的土壤，成為鋼鐵數智化轉型過程中的新問題。近年來，中冶賽迪信息公司組織工藝、設備、計算機及自動化等多專業技術團隊，圍繞煉鋼生產運營需要，集成生產、物流、質量、成本、倉儲等關鍵信息，建立生產運營監控與評價體系及異常事件和重要信息自動推送，及時反饋生產運營情況，實現數據融合下的決策優化和精益運營。
中冶賽迪信息公司煉鋼一體化管控體系已在多個鋼鐵企業落地生根，支撐生產效率、成本控制、質量穩定等關鍵領域穩步提升。在數據的流動與再生產中，全員參與數據分析，促進精益生產持續改善，為鋼鐵企業提升競爭優勢筑牢了堅實基礎。
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”，在生產或維護過程中，能源管控是降本增效的重要抓手。在燕鋼1780熱軋產線自動化改造過程中，中冶賽迪信息公司開發了一鍵節能系統。以往在維護模式中，操作工人需要根據個人的判斷逐個關停能源系統，而現在按下節能按鈕，系統就能實現智能管控。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101千瓦時減少到86千瓦時，年節約成本約4000萬元。
優化物料跟蹤控制——
坐上生產節奏“快車”
鋼廠生產節奏與軋線各區域自動化環環相扣，從加熱爐到運輸，中間任意一個環節節奏不穩都可能成為整條軋線的節奏瓶頸，相鄰工藝區域之間的控制系統交接也直接影響全線節奏。為此，中冶賽迪信息公司的自動化系統依據軋線的實際情況，對軋線的物料跟蹤控制進行了充分的優化，大幅提高粗精軋生產節奏，簡化卸卷過程，提高卸卷速度，并保證生產穩定性。鋼廠生產節奏提速帶來生產效率的大幅攀升，改造后燕鋼1780熱軋產線日產最多達829卷，創日產量紀錄。
粗軋自適應短行程控制——
顯著提升質量指標
面向寬度、厚度、板形、溫度、卷形等重要質量指標，中冶賽迪信息公司對自動化控制系統進行了針對性優化：首創粗軋自適應短行程控制、活套控制以及卷取張力控制的優化升級、精軋溫度模型、層冷溫度模型、板形模型優化、厚度設定模型……一系列的模型優化創新，讓產品質量指標再上臺階。其整個系統升級后，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30%。
燕鋼1780熱軋自動化改造成果顯著的背后，是中冶賽迪長期的技術與實踐積淀。面向打破國外技術壟斷，推動熱軋技術自主可控，中冶賽迪在持續的研發和實踐中形成了具有自主知識產權的高精度熱軋帶鋼全流程模型及控制技術，并不斷優化創新，形成模塊化、標準化、產品化、系列化的熱軋軟件產品，在應用中為客戶創造了顯著的經濟效益。
（圖片均由中冶賽迪提供）
《中國冶金報》（2023年07月18日 05版五版）
