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，南鋼正式啟動全流程無人化工廠——帶式焙燒球團產線“黑燈工廠”項目，并于同年10月16日進行全系統(tǒng)聯(lián)動生產試運行，12月28日“黑燈工廠”成功上線。一座將信息化和工業(yè)化高度融合的示范性工廠橫空出世，這標志著南鋼在工業(yè)智能化領域邁出重要一步，也為南鋼數(shù)字化轉型發(fā)展奠定了堅實基礎。
南鋼帶式焙燒球團產線基于“大型化、智能化、綠色化”的設計理念，以“低碳經濟、節(jié)能減排、清潔生產、資源高效利用”為運行核心，通過原料預處理工藝對鐵礦粉進行烘干、輥壓，與熔劑混合后實現(xiàn)造球生產；以直徑7.5米的圓盤造球機為載體，實現(xiàn)粉狀料向粒徑8毫米~16毫米生球的轉變，生球通過膠帶機、布料小車以及布料輥篩進入焙燒機，經烘干、預熱、焙燒、冷卻等工藝環(huán)節(jié)后，實現(xiàn)成品球團礦生產。
南鋼帶式球團“黑燈工廠”通過“三化”（操作無人化、運維遠程化、生產一鍵化）+“三創(chuàng)新”（裝備創(chuàng)新、技術創(chuàng)新、智慧黑燈理念創(chuàng)新）+“一平臺”（工業(yè)互聯(lián)網平臺），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”。
在造球工序，投用了智能造球模型及智能整粒系統(tǒng)。其中，智能造球模型基于機器視覺和圖像處理技術，結合數(shù)據采集及優(yōu)化算法，對圓盤造球的生球粒徑進行實時在線檢測，實時獲取生球的平均粒徑和分布比例信息，與造球盤生產自動控制系統(tǒng)結合，進行遠程加料、加水控制，實現(xiàn)造球系統(tǒng)自動化生產。南鋼首創(chuàng)的智能整粒系統(tǒng)，運用了造球機特大球智能識別技術及智能篩取粉碎裝備，實現(xiàn)了特大球剔除操作的無人化，剔除節(jié)奏與過程的可視化，輔助提升了成球率，大球粒徑可預設、節(jié)奏可調。對比人工造球，智能整粒系統(tǒng)優(yōu)化了過濾粒徑波動，降低了濕返率。
在焙燒工序，運用圖像識別、機器學習算法及機器人等技術，實現(xiàn)焙燒機臺車運動狀態(tài)識別與管理。該“黑燈工廠”通過圖像識別臺車擋板和車輪的變化，通過激光測定臺車梁的位高，實現(xiàn)臺車擋板的狀態(tài)、臺車車輪的運轉狀態(tài)、臺車梁撓度等精準識別。行業(yè)內首次實現(xiàn)了焙燒機臺輪自動加油、全過程狀態(tài)可視化及數(shù)字化，油耗、油量等關鍵參數(shù)自動分析、自動執(zhí)行，一次注油成功率＞98%，運行異常時主動報警、推送。
此外，該“黑燈工廠”采用數(shù)據跟蹤技術，實時掌握成球狀態(tài)，發(fā)明了基于生球預測的高質高效智能造球控制技術，將生球合格率提升5%。構建了球團生產上料智能排程模型，優(yōu)化動力環(huán)境、保證維護人員安全、延長設備使用壽命，實現(xiàn)電氣室運行環(huán)境的遠程點巡檢，使系統(tǒng)更節(jié)能。應用了遠程在線運維技術，研發(fā)了關鍵崗位機器代人操作技術、關鍵工序生產一鍵操作技術，行業(yè)內首創(chuàng)了無人化、遠程化、一鍵化球團“黑燈工廠”，實現(xiàn)全產線崗位無人值守，關聯(lián)生產工序一鍵操作，有效推動了帶式焙燒球團向數(shù)字化、智能化轉型。
南鋼帶式球團“黑燈工廠”上線投用，重塑了球團制造模式，標志著南鋼鐵前工序智能化、無人化管理邁入嶄新階段，實現(xiàn)從傳統(tǒng)制造到智能制造的跨越。通過實施智能化、無人化管理，該廠實現(xiàn)人員優(yōu)化25%、生產能耗降低10%、設備非計劃停機率降低75%，綜合年創(chuàng)經濟效益1046萬元，成為南鋼打造智慧生命體的生動實踐。
【新知】
從源頭降成本 向智能要效益
樊三彩
近幾年，隨著智能化進程的加速推進，鋼鐵行業(yè)涌現(xiàn)出了較多“黑燈工廠”，但就鐵前球團工序而言，南鋼為行業(yè)首家。這一球團廠首創(chuàng)采用帶式焙燒機臺車自動加油、造球智能整粒等前沿的應用技術及模型，推動南鋼鐵前工序智能化、無人化管理邁入2.0階段，展現(xiàn)出良好的經濟效益和社會效益。
在筆者看來，該“黑燈工廠”最大的價值，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鍵的一環(huán)。從工藝流程角度而言，鐵前是整個鋼鐵生產流程的首道工序，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品成本、提高競爭力意義深遠。就企業(yè)而言，這家年產量400萬噸的球團廠，需要供給南鋼集團千萬噸鋼材生產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，其最終價值都會體現(xiàn)在成本和競爭力上。
該項目成功交付運營，不僅標志著南鋼煉鐵在高端化、智能化發(fā)展道路上邁出了堅實的一步，而且為鋼鐵行業(yè)通過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）
