在虛擬的轉(zhuǎn)爐內(nèi),動態(tài)畫面清晰呈現(xiàn),工人可以全面剖析煉鋼全過程,破解冶煉中的技術(shù)難題
“數(shù)字孿生”讓煉鋼更智能
在整潔的首鋼京唐鋼軋作業(yè)部煉鋼作業(yè)區(qū)現(xiàn)場,200噸的煉鋼轉(zhuǎn)爐平穩(wěn)有序地運(yùn)行著。此時(shí),在煉鋼主控室的顯示大屏上,碩大的模擬煉鋼轉(zhuǎn)爐冶煉動態(tài)圖像格外醒目。
在這個(gè)動態(tài)冶煉畫面里,虛擬鋼水不停地翻滾,中間一根氧槍底端模擬冶煉過程,在爐內(nèi)發(fā)出耀眼的白光……這是轉(zhuǎn)爐內(nèi)實(shí)時(shí)吹氧的狀態(tài)。
在虛擬轉(zhuǎn)爐的左右兩側(cè),轉(zhuǎn)爐信息、煙氣信息、副槍信息、冶煉信息、輔料信息……各種煉鋼參數(shù)在不停地變化著,轉(zhuǎn)爐內(nèi)部的冶煉狀態(tài)在這個(gè)虛擬圖像上被展示得淋漓盡致。
“轉(zhuǎn)爐煉鋼是個(gè)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程,看不見、摸不著。在這個(gè)過程中,以前所有操作都是依靠人工經(jīng)驗(yàn)和傳承?,F(xiàn)在有了這套數(shù)字孿生系統(tǒng),我們就可以通過它來進(jìn)入虛擬的轉(zhuǎn)爐內(nèi),全面剖析煉鋼全過程?!笔卒摼┨乒緹掍摴埧★w指著大屏幕上正在實(shí)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的煉鋼數(shù)字孿生系統(tǒng)贊不絕口。
張俊飛提到的數(shù)字孿生系統(tǒng)全稱是“首鋼京唐轉(zhuǎn)爐數(shù)字孿生系統(tǒng)”,是由首鋼京唐鋼軋部聯(lián)合數(shù)智運(yùn)營部、首自信等單位共同研發(fā)的業(yè)內(nèi)前沿新技術(shù)。該技術(shù)將可視化和數(shù)字孿生技術(shù)進(jìn)行融合應(yīng)用,為進(jìn)一步破解鋼鐵冶煉流程中共性技術(shù)難題,提供了有效的實(shí)踐和系統(tǒng)解決方案。
近年來,首鋼京唐強(qiáng)化科技創(chuàng)新的主體地位,全力推進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)高端化、智能化、綠色化改造,推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效,他們以全面提升“綠色煉鋼”能力為抓手,推動煉鋼向“綠色化、低碳化、智能化、高效化”深度轉(zhuǎn)型。
“轉(zhuǎn)爐智慧煉鋼系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐吹煉、出鋼、濺渣、出渣生產(chǎn)全程的智能化控制,使用比例超過90%,過程無干預(yù)率在95%以上。經(jīng)專家團(tuán)隊(duì)評議,系統(tǒng)技術(shù)水平達(dá)到國際先進(jìn)水平?!碧崞鹬腔蹮掍摚卒摷夹g(shù)專家、鋼軋部主任工程師閆占輝對煉鋼系統(tǒng)技術(shù)點(diǎn)如數(shù)家珍。
閆占輝說,轉(zhuǎn)爐智慧煉鋼系統(tǒng)提高了生產(chǎn)穩(wěn)定性和產(chǎn)品穩(wěn)定性,使直出鋼比例提高約26%、冶煉周期縮短2分28秒、鋼鐵料消耗指標(biāo)降低約2.9千克/噸。
推動智慧煉鋼的目的是什么?
首鋼京唐鋼軋部黨委書記王國連回答:“智慧煉鋼不僅降低人員勞動強(qiáng)度,更重要的是通過系統(tǒng)的運(yùn)行,可以消除人為操作導(dǎo)致的犯錯(cuò)幾率,讓產(chǎn)品質(zhì)量更穩(wěn)定、更具競爭力,職工有更大的安全感和獲得感?!?/p>
然而,面對鋼軋部人員結(jié)構(gòu)年輕、經(jīng)驗(yàn)不足、工藝相對復(fù)雜的狀況,搶占“智”高點(diǎn)并非易事,每前行一步,都會遇到新問題。攻關(guān)團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)重點(diǎn)工序瓶頸問題,由點(diǎn)到線、由線到面,全域統(tǒng)籌、逐項(xiàng)攻關(guān)、奮力突破。
在數(shù)字孿生煉鋼系統(tǒng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)中,京唐工匠、鋼軋部煉鋼工王東是關(guān)鍵成員之一。談起攻關(guān)過程時(shí),王東頗有感觸:“這套系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)非常不容易,在模擬和熱試階段誤報(bào)警、信號中斷等故障頻出,除了自身程序之外,周邊環(huán)境、物料種類、生產(chǎn)介質(zhì)的任何變化都需要涵蓋進(jìn)去,通過我們生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備人員的多次改動才優(yōu)化了使用效果。”
在煉鋼作業(yè)區(qū)操作臺前,生產(chǎn)人員手握鼠標(biāo)點(diǎn)擊“吹煉開始”按鈕,智慧煉鋼系統(tǒng)控制氧槍自動下降開始吹煉、物料自動加入、底吹自動控制、氧槍根據(jù)返干和溢渣實(shí)際爐況進(jìn)行槍位自動調(diào)整、副槍自動測量,直至吹煉結(jié)束無須手動干預(yù);點(diǎn)擊“出鋼開始”按鈕,智慧煉鋼系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)爐傾動、鋼包車自動跟隨、出鋼異常報(bào)警停搖,直至出鋼結(jié)束無須手動干預(yù)……2023年2月,鋼軋作業(yè)部8號轉(zhuǎn)爐開始陸續(xù)實(shí)現(xiàn)各步驟自動控制;2023年8月,各功能模塊投入使用并完成聯(lián)動運(yùn)行。歷時(shí)20個(gè)月,自主研發(fā)的轉(zhuǎn)爐智慧煉鋼系統(tǒng),正式上線試運(yùn)行,成效顯著。
“以前的煉鋼過程需要工人去現(xiàn)場手持煉鋼鏡進(jìn)行觀察。你看,現(xiàn)在我們直接在大屏上顯示吹氧效果,整個(gè)過程數(shù)據(jù)一目了然,而且還相當(dāng)準(zhǔn)確!”現(xiàn)場工作人員興奮地說。
“智能化是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,不能各自為戰(zhàn),需要我們付出長期艱苦的努力和諸多工藝技術(shù)創(chuàng)新,更需要把系統(tǒng)的每個(gè)環(huán)節(jié)都做到精細(xì)化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化,這樣才能真正實(shí)現(xiàn)智能化、數(shù)字化。”閆占輝說。



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