基于CISDigital-AI金睛的智慧转炉控制系统
中冶赛迪开发的热轧产线一键节能系统
本报记者 陶海银
在一家钢铁企业的转炉主控室，各项生产数据、监控画面悉数显示在大屏幕当中。在大屏幕后的墙壁上，曾经有一个长方形的窗口，过去操作工人就是在这里观察车间中的转炉火焰以判断炉内的反应情况。而现在这个窗口已经封闭，转炉火焰的图像通过高清智能相机显示在大屏幕当中，系统还能自动判断火焰状态。这是中冶赛迪炼钢一体化管控体系给钢铁生产带来的诸多改变之一。
AI赋能——
精确操作贯彻转炉全过程
AI在钢铁生产中能够扮演什么样的角色？中冶赛迪信息公司自研基于嵌入式计算的AI产品CISDigital-AI金睛描绘出前沿技术与转炉生产的生动结合。基于图像识别算法，该系统实时获取转炉炉口火焰图像，识别火焰特征并判断跳渣、溅渣、返干等冶炼状态，并实现终点温度及终点碳含量的准确预报。曾经工人需要长时间通过肉眼观察转炉火焰，而现在AI技术的应用把他们从高强度重复劳动与潜在视力损伤中解脱出来。这不仅使劳动强度得到大幅降低，AI辅助判断将转炉火焰相关工艺知识凝结在智能应用当中，让精准操作不再依赖于工人的个人经验。在实际应用中，CISDigital-AI金睛识别准确率高达99%以上。
依托冶金机理模型和大数据寻优策略，围绕冶炼关键控制点，中冶赛迪信息公司智慧转炉解决方案已实现全过程的精准操作与管控。吹炼开始前，该系统便已计算出熔剂、合金最优加入量和加入时间；吹炼过程中，基于测量数据系统能够闭环实现氧枪枪位动态调整、C/T终点预报；当吹炼结束，操作过程量化评价、炉次生产成本也同步实时“出炉”。该方案投用后，转炉关键技术经济指标持续改善，转炉周期缩短2分钟~3分钟，一倒率达到93%，钢铁料消耗降低1公斤/吨以上。
聚焦全局——
精准协同改善生产节奏
炼钢的复杂之处不仅在于单工序生产过程控制难，还在于生产组织及多工序间协同配合。以保障连铸稳定顺行为目标，炼钢需要实现铁水、废钢、钢包的资源合理调度，协同出铁计划、轧钢轧制计划，实现生产的合理组织。
中冶赛迪信息公司生产节奏管控应用体系能够结合生产计划，自动生成调度指令，实现两车三包合理化作业分配。“转炉26分48秒，吹炼14分46秒……”面向生产调度及主工序操作人员，铁水、废钢、转炉、精炼、连铸及钢包周转等相关信息都一目了然地实时展现在大屏幕当中。曾经炼钢调度人员面临复杂的生产环节，难以掌握全局信息，无法及时从整个生产流程的角度给出最优的调度指令。基于对生产节奏的跟踪和计算，该系统以全局最优为目标实现节奏诊断、异常情况预警，发现关键瓶颈，助力钢水进站、出站及全过程生产节拍的精准控制。在实际应用中，该系统支撑钢铁企业炼钢全过程生产周期(“BOF-LF-CCM”)从105分钟缩减至99分钟，效率提升超过5%，精炼出站温度下降3.5℃，中包温度合格率提高4%。
挖掘数据价值——
精益让改善“可持续”
当工业生产走进数据爆发时代，如何让海量数据创造更多价值，为生产管理人员提供问题浮现、持续改善的土壤，成为钢铁数智化转型过程中的新问题。近年来，中冶赛迪信息公司组织工艺、设备、计算机及自动化等多专业技术团队，围绕炼钢生产运营需要，集成生产、物流、质量、成本、仓储等关键信息，建立生产运营监控与评价体系及异常事件和重要信息自动推送，及时反馈生产运营情况，实现数据融合下的决策优化和精益运营。
中冶赛迪信息公司炼钢一体化管控体系已在多个钢铁企业落地生根，支撑生产效率、成本控制、质量稳定等关键领域稳步提升。在数据的流动与再生产中，全员参与数据分析，促进精益生产持续改善，为钢铁企业提升竞争优势筑牢了坚实基础。
一键节能系统——
智能能源管控支撑成本降低
能源消耗是“成本大户”，在生产或维护过程中，能源管控是降本增效的重要抓手。在燕钢1780热轧产线自动化改造过程中，中冶赛迪信息公司开发了一键节能系统。以往在维护模式中，操作工人需要根据个人的判断逐个关停能源系统，而现在按下节能按钮，系统就能实现智能管控。配合除鳞节能模型及节奏提升，该系统支撑月平均吨钢电耗从101千瓦时减少到86千瓦时，年节约成本约4000万元。
优化物料跟踪控制——
坐上生产节奏“快车”
钢厂生产节奏与轧线各区域自动化环环相扣，从加热炉到运输，中间任意一个环节节奏不稳都可能成为整条轧线的节奏瓶颈，相邻工艺区域之间的控制系统交接也直接影响全线节奏。为此，中冶赛迪信息公司的自动化系统依据轧线的实际情况，对轧线的物料跟踪控制进行了充分的优化，大幅提高粗精轧生产节奏，简化卸卷过程，提高卸卷速度，并保证生产稳定性。钢厂生产节奏提速带来生产效率的大幅攀升，改造后燕钢1780热轧产线日产最多达829卷，创日产量纪录。
粗轧自适应短行程控制——
显著提升质量指标
面向宽度、厚度、板形、温度、卷形等重要质量指标，中冶赛迪信息公司对自动化控制系统进行了针对性优化：首创粗轧自适应短行程控制、活套控制以及卷取张力控制的优化升级、精轧温度模型、层冷温度模型、板形模型优化、厚度设定模型……一系列的模型优化创新，让产品质量指标再上台阶。其整个系统升级后，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%，平均宽度命中率提升超12%，平均卷取温度命中率更是提升超过30%。
燕钢1780热轧自动化改造成果显著的背后，是中冶赛迪长期的技术与实践积淀。面向打破国外技术垄断，推动热轧技术自主可控，中冶赛迪在持续的研发和实践中形成了具有自主知识产权的高精度热轧带钢全流程模型及控制技术，并不断优化创新，形成模块化、标准化、产品化、系列化的热轧软件产品，在应用中为客户创造了显著的经济效益。
（图片均由中冶赛迪提供）
《中国冶金报》（2023年07月18日 05版五版）
