西馬克中國(guó)公司總裁兼首席執(zhí)行官Norbert THEELEN致開(kāi)幕辭。他向大家介紹了西馬克公司集團(tuán)在中國(guó)的歷史,并分析了中國(guó)鋼鐵行業(yè)的形勢(shì)。他指出,中國(guó)鋼鐵企業(yè)開(kāi)始從大規(guī)模粗放式的生產(chǎn)模式向高品質(zhì)、高質(zhì)量、高清潔的鋼生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變。隨著廢鋼資源增加,中國(guó)的高爐煉鐵長(zhǎng)流程模式逐步轉(zhuǎn)向更智能、更清潔的電爐煉鋼方向發(fā)展。另一方面,中國(guó)的轉(zhuǎn)爐在煉鋼起主導(dǎo)作用的位置?!?/span>西馬克集團(tuán)希望讓在中國(guó)的鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)更高效、更環(huán)保。”Norbert THEELEN表示。
圖為西馬克中國(guó)公司總裁兼首席執(zhí)行官Norbert THEELEN發(fā)表致辭
北京首鋼股份有限公司煉鋼作業(yè)部副部長(zhǎng)劉風(fēng)剛在會(huì)上致開(kāi)幕辭。他表示,首鋼遷鋼秉承開(kāi)放創(chuàng)新共享的理念把將遷鋼這一年做的包括和西馬克集團(tuán)一起開(kāi)發(fā)的自動(dòng)化智能化的經(jīng)驗(yàn)向國(guó)內(nèi)同行分享和交流,給同行提示和啟發(fā)。
圖為北京首鋼股份有限公司煉鋼作業(yè)部副部長(zhǎng)劉風(fēng)剛發(fā)表致辭
“目前鋼鐵行業(yè)面臨全球產(chǎn)能過(guò)剩、原材料價(jià)格波動(dòng)、經(jīng)濟(jì)危機(jī)、貿(mào)易沖突與關(guān)稅等嚴(yán)峻形勢(shì),也面臨多樣化小型訂單,企業(yè)需要提前預(yù)判的挑戰(zhàn)?!?/span> 西馬克集團(tuán)電氣自動(dòng)化事業(yè)部煉鋼連鑄與環(huán)保部副總裁Reiner Kuelchen先生表示,“鋼鐵企業(yè)需要做好經(jīng)濟(jì)成本、原料成本的管理,才能應(yīng)對(duì)市場(chǎng)上的挑戰(zhàn)。”
圖為Reiner Kuelchen發(fā)表演講
而讓鋼鐵企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)是降低企業(yè)成本的重要因素之一。 西馬克集成機(jī)械設(shè)計(jì)、電氣設(shè)計(jì),而且有自己的X-Pact?平臺(tái),所有的產(chǎn)品都是在此平臺(tái)的框架下衍生開(kāi)發(fā)出來(lái)。
目前,煉鋼自動(dòng)化的程度不高,提高煉鋼自動(dòng)化程度是行業(yè)的機(jī)會(huì)所在。西馬克開(kāi)發(fā)了帶有工業(yè)4.0屬性的自動(dòng)出鋼模型,也開(kāi)發(fā)了全流程的產(chǎn)業(yè)優(yōu)化方案。目前,煉鋼自動(dòng)化的程度還有待提高,智能煉鋼是行業(yè)的機(jī)會(huì)所在。西馬克集團(tuán)開(kāi)發(fā)的帶有工業(yè)4.0屬性的自動(dòng)出鋼模型已經(jīng)在國(guó)內(nèi)遷鋼成功投入運(yùn)行。該模型不僅考慮了出鋼過(guò)程本身,也集成了大量的安全預(yù)防措施,確保在出鋼過(guò)程中,即使有意外情況發(fā)生,也可以保證人員及設(shè)備的安全。
不僅如此,西馬克集團(tuán)還開(kāi)發(fā)了不需要副槍就可以控制鋼液成分及溫度的轉(zhuǎn)爐煉鋼模型以及可橫跨煉鐵、煉鋼、精煉區(qū)域不同工位間的全流程能源優(yōu)化,生產(chǎn)過(guò)程優(yōu)化模型等等的全流程產(chǎn)業(yè)優(yōu)化方案,為智能煉鋼提供全方位的支持。
傳統(tǒng)出鋼的痛點(diǎn)
“傳統(tǒng)出鋼工藝的固有缺陷是出鋼操作環(huán)境、存在高溫、粉塵、灼燙風(fēng)險(xiǎn);不同操作員之間差異性較大,出鋼操作不穩(wěn)定;人工操作失誤往往會(huì)帶來(lái)質(zhì)量、安全事故;崗位勞動(dòng)強(qiáng)度大;出鋼操作智能化控制水平低?!?/span>劉風(fēng)剛表示。
在Reiner KUELCHEN看來(lái),當(dāng)前鋼包流轉(zhuǎn)大部分是由人工進(jìn)行操作。鋼包在流轉(zhuǎn)過(guò)程中,鋼包的選擇多數(shù)依據(jù)人們的經(jīng)驗(yàn),有經(jīng)驗(yàn)的操作工流轉(zhuǎn)的效益高一點(diǎn)。如果鋼廠規(guī)模過(guò)大或者鋼包過(guò)多的時(shí)候就容易產(chǎn)生問(wèn)題。有的操作工為了達(dá)到上臺(tái)的鋼水溫度不至于過(guò)低會(huì)在往前的每一個(gè)工序流程上故意增加出鋼溫度來(lái)達(dá)到上臺(tái)前溫度保證適合澆鋼的要求,但是這也意味著多余的溫度損失和能量消耗,成本增加。
Reiner KUELCHEN認(rèn)為要解決這方面的問(wèn)題就要考慮如下的因素:比如鋼包的熱容及耐材溫度信息要準(zhǔn)確、鋼包優(yōu)化的目標(biāo)溫度一定要合理,鋼包的使用率一定要合理,運(yùn)輸時(shí)間也要準(zhǔn)確把握。這樣可以達(dá)到增加產(chǎn)量的目的,同時(shí)減少能源消耗。
劉風(fēng)剛指出,自動(dòng)出鋼控制理念是:能夠?qū)υO(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,異常情況作出做出反饋,保障自動(dòng)出鋼始終能夠在安全的環(huán)境下運(yùn)行;將出鋼操作回歸成PLC程式,保證出鋼操作的穩(wěn)定與高效,滿足不同爐況,不同鋼種,不同工藝對(duì)出鋼序列的要求;通過(guò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)出鋼狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,并利用圖像識(shí)別技術(shù),對(duì)出鋼過(guò)程中的干擾進(jìn)行甄別并對(duì)自動(dòng)出鋼程式做出優(yōu)化;自動(dòng)出鋼達(dá)到設(shè)計(jì)目的,指導(dǎo)生產(chǎn)創(chuàng)造效益。
自動(dòng)化出鋼的條件目前成熟了么?答案是肯定的。目前,在冶金行業(yè)可以利用鋼包識(shí)別技術(shù)、激光起重機(jī)定位、3D激光掃描等技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。
鋼廠的生產(chǎn)流程是:接到客戶的訂單以后會(huì)制訂生產(chǎn)計(jì)劃。生產(chǎn)計(jì)劃節(jié)奏下發(fā)以后,工廠開(kāi)始進(jìn)行生產(chǎn),轉(zhuǎn)爐就會(huì)根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行生產(chǎn),并和工廠的生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊,動(dòng)態(tài)調(diào)整。
“如果企業(yè)擁有西馬克的鋼包管理系統(tǒng)后,生產(chǎn)會(huì)更加順暢。” Reiner KUELCHEN表示,該系統(tǒng)會(huì)將鋼包通過(guò)鋼包定位技術(shù)在正確的時(shí)間放在正確的位置上。在這過(guò)程中,鋼包需要運(yùn)轉(zhuǎn)被運(yùn)輸,自動(dòng)鋼包的運(yùn)轉(zhuǎn)輸也十分重要,其優(yōu)勢(shì)是:優(yōu)化生產(chǎn)流程,縮短加工時(shí)間;天車起動(dòng)機(jī)在最佳條件下運(yùn)行,從而減少磨損;明確的鋼包路徑和方式以及,安全性的提高。
轉(zhuǎn)爐(BOF)的生產(chǎn)過(guò)程需要很多輔助系統(tǒng)功能——自動(dòng)天車系統(tǒng)起重機(jī)移動(dòng)。有了自動(dòng)天車系統(tǒng),就可以擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)例諸如,鋼包運(yùn)輸、兌鐵水、加裝料、廢鋼等工序的自動(dòng)化裝料。
不過(guò)需要注意的是,歐洲和中國(guó)的相關(guān)法律法規(guī)要求是:只有半自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)移動(dòng)是可行的。天車起重機(jī)操作員必須監(jiān)控自動(dòng)天車的起重機(jī)移動(dòng)。這種監(jiān)控也可以通過(guò)遠(yuǎn)程控制來(lái)實(shí)現(xiàn)(例如,操作員坐在遠(yuǎn)程控制室中,通過(guò)攝像頭監(jiān)控控制天車起重機(jī));操作員需要在危險(xiǎn)情況下接管控制權(quán);在半辦自動(dòng)天車起重機(jī)運(yùn)行時(shí),在0米平臺(tái)的天車(在起重機(jī)區(qū)域內(nèi),)必須可以進(jìn)行人為有人自由操作。
西馬克集團(tuán)對(duì)鋼包天車的設(shè)計(jì)方案是:首先拿到廠房企業(yè)的圖紙,在圖紙上標(biāo)識(shí)出哪些是鋼包位,并定義哪些是天車的起包位,哪些是天車的落包位。根據(jù)企業(yè)廠房?jī)?nèi)內(nèi)的設(shè)備分布,設(shè)計(jì)鋼包的移動(dòng)路徑,避開(kāi)障礙物。
此外,自動(dòng)出鋼過(guò)程也需要智能機(jī)械手臂,從而取代員工進(jìn)行測(cè)溫取樣。通過(guò)結(jié)合鋼包流轉(zhuǎn)流程和自動(dòng)加廢鋼兌鐵水的流程可以達(dá)到煉鋼自動(dòng)化。
自動(dòng)出鋼的兩大部分
“自動(dòng)出鋼包括兩大部分,一是自動(dòng)出鋼過(guò)程,二是自動(dòng)出渣過(guò)程?!?/span>西馬克中國(guó)電氣自動(dòng)化事業(yè)部副總裁Christoph STAPPENBECK分析了出鋼的步驟,并介紹了X-pact?自動(dòng)出鋼過(guò)程。
圖為Christoph STAPPENBECK介紹X-pact?自動(dòng)出鋼
X-pact?自動(dòng)出鋼具有減小下渣量、縮短出鋼時(shí)間、鋼包加合金成分均勻化、最小化人員配置、改善工作環(huán)境與人員安全、增加復(fù)用性、減少齒輪箱壓力、提高收得率的效果。
自動(dòng)出鋼在業(yè)界備受關(guān)注。 在自動(dòng)出鋼的過(guò)程中X-pact?自動(dòng)出鋼會(huì)同步控制轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)位置,鋼包運(yùn)輸車位置。同時(shí)X-pact?自動(dòng)出鋼還會(huì)組合控制合金溜槽鋼包加料、檔渣機(jī)溝檔渣。
據(jù)Christoph STAPPENBECK介紹,X-pact?自動(dòng)出鋼的系統(tǒng)組成為鋼渣車、擋渣機(jī)構(gòu)、合金溜槽、轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)、鋼包車帶稱重;爐襯輪廓測(cè)量、攝像頭系統(tǒng)、下渣檢測(cè)系統(tǒng)、激光測(cè)距儀、PLC系統(tǒng);無(wú)線面板(選項(xiàng))、操作臺(tái)等。
如何保證出鋼過(guò)程中的安全性?轉(zhuǎn)爐的環(huán)境不理想,經(jīng)常在生產(chǎn)過(guò)程中部分傳感器被燒毀掉。X-pact?的系統(tǒng)針對(duì)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)情況,在信號(hào)正常時(shí) ,采用正常的生產(chǎn)模式,在部分傳感器的信號(hào)有問(wèn)題的時(shí)候,還會(huì)有相應(yīng)的生產(chǎn)模式,如果信號(hào)缺失的更多,也還會(huì)有確保安全出鋼的措施。要是生產(chǎn)發(fā)生問(wèn)題,最先確保的是安全,例如出鋼過(guò)程中發(fā)生了溢鋼,轉(zhuǎn)爐會(huì)馬上被停下,看情況決定下一步是繼續(xù)出鋼還是進(jìn)行安全保障。 為了保障安全生產(chǎn),西馬克集團(tuán)設(shè)計(jì)了三種不同類型的出鋼模式。系統(tǒng)會(huì)獲得轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)的出鋼重量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)被系統(tǒng)獲得,如果現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)都正常,系統(tǒng)的模型這個(gè)數(shù)據(jù)就會(huì)根據(jù)模型和出鋼口爐襯的侵蝕情況和鋼水靜壓力、爐襯的侵蝕情況,計(jì)算出鋼水能正常進(jìn)入鋼包轉(zhuǎn)爐的轉(zhuǎn)爐出鋼的角度,轉(zhuǎn)爐的鋼水能正常進(jìn)入鋼包。當(dāng)轉(zhuǎn)爐可用信號(hào)減少時(shí),可以使用基于出鋼重量的參考曲線控制出鋼的角度和出鋼的時(shí)間,不同的轉(zhuǎn)爐爐襯壽命,有著不同的參考曲線通過(guò)獲得鋼水重量和相應(yīng)的模型決定。當(dāng)鋼包車稱重信號(hào)不可用時(shí),可以使用基于出鋼時(shí)間的,使用參考曲線表格控制出鋼鋼水角度。
對(duì)于爐口溢出鋼渣或者鋼水的情況,可以通過(guò)攝像頭檢測(cè),最終安全級(jí)別得到了提升而且不會(huì)終止出鋼工序。
自動(dòng)出鋼的效果如何?首鋼股份煉鋼部與西馬克技術(shù)公司集團(tuán)深度開(kāi)展合作,雙方共同完成了安全邏輯的建立、出鋼模式的設(shè)計(jì)以及圖像分析算法的開(kāi)發(fā),經(jīng)過(guò)逐項(xiàng)進(jìn)行測(cè)試。2019年2月25日,自動(dòng)出鋼熱試成功。在正常生產(chǎn)階段(5月7日~至今)自動(dòng)出鋼成功率93.5%,運(yùn)行穩(wěn)定可靠。 劉風(fēng)剛表示:“自動(dòng)出鋼技術(shù)的成功開(kāi)發(fā)與應(yīng)用,得益于雙方無(wú)懈的合作,標(biāo)志著我廠轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程控制跨上新臺(tái)階?!?/span>
會(huì)議取得圓滿的成功,與會(huì)代表一致認(rèn)為,自動(dòng)出鋼更高效搞笑,更安全。通過(guò)這次推介會(huì),與會(huì)代表對(duì)自動(dòng)出鋼有了更多的了解。自動(dòng)出鋼的工程周期較短,一般只需要幾個(gè)月的時(shí)間,主要是傳感器和系統(tǒng)的安裝。西馬克集團(tuán)的集成方案完善,精細(xì)合理。
此外,西馬克集團(tuán)的技術(shù)專家還對(duì)轉(zhuǎn)爐煙氣控制與終點(diǎn)吹煉預(yù)測(cè)、鋼包管理系統(tǒng)、煉鋼廠智能制造的探討與交流、連鑄技術(shù)解決方案與模型、SMS西馬克集團(tuán)現(xiàn)代自動(dòng)化系統(tǒng)改進(jìn)轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝和經(jīng)典應(yīng)用案例進(jìn)行匯報(bào)。
圖為與會(huì)代表在會(huì)場(chǎng)合影
6月14日上午,與會(huì)代表參觀了首鋼遷鋼煉鋼作業(yè)部二煉鋼產(chǎn)線,重點(diǎn)參觀了轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化出鋼的實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。這次參觀加深了與會(huì)代表對(duì)西馬克自動(dòng)化煉鋼技術(shù)發(fā)展,、煉鋼智能化系統(tǒng)解決方案的了解。與會(huì)代表一致認(rèn)為自動(dòng)化煉鋼技術(shù)對(duì)中國(guó)鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和高質(zhì)量發(fā)展具有重要的意義。