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【科技创新】首自信工厂集控(一)| 转炉智慧炼钢系统
发布时间:2025/08/26 发布人:杨佳林

首自信公司通过构建转炉全要素数字化感知体系,建立深度学习与冶金机理融合的智能控制模型,推动了转炉冶炼向高端智能化转型。该项目通过数据流与指令流的无缝衔接,实现了冶炼全流程闭环自动控制,全程无干预率达95%。同时,结合大数据分析与AI算法,智慧炼钢技术将人工智能算法与冶金反应动力学结合,构建自适应、自调整的氧枪控制模型,成功攻克了转冶炼多项复杂反应的“黑箱化”难题,显著降低了人员劳动强度,实现了真正的智能化。目前,首自信公司智慧炼钢技术成果经鉴定已经达到“国际先进水平”,适用于不同规模转炉(含无副枪设备的中小转炉),目前已授权及受理发明专利10项,项目入选工信部“智能制造揭榜挂帅项目”,为全球首例覆盖转炉全流程的智慧炼钢系统。

 

【功能亮点】

转炉智慧眼洞察生产全过程。将先进的机器深度学习技术深度融合于转炉冶金工艺流程,创新性地为生产系统赋予“一双智慧眼睛”。通过集成高性能YOLO目标检测算法,实现对转炉出钢口状态、炉口火焰形态、出钢进程及出渣行为等关键环节的实时、精准识别与感知。系统能够自动提取并分析各类视觉特征,动态输出包括定位、状态、时序等在内的多维度参数,为流程判断与工艺优化提供可靠的数据支撑。借助转炉智慧眼,有效提升了冶炼过程的透明化、智能化水平,为实现转炉自适应控制、质量追溯与安全生产决策奠定了坚实的感知基础。

多感官智能融合的转炉自动吹炼控制。系统融合声呐曲线、烟气分析与智能视觉,构建“听觉-嗅觉-视觉”多模态感知的吹炼专家系统。通过独创火焰指数实时判定化渣状态,精准指导氧枪操作;结合烟气数据与聚类自学习算法,动态预测副枪测量时机,显著提升终点控制精度与吹炼稳定性,实现转炉冶炼的智能化闭环控制。

无人化自动出钢控制。通过智能识别炉口溢渣,融合钢流检测、激光测距与实时称重等多源数据,精准协同控制倾动、钢包车、底吹、滑板挡渣及合金添加等全流程操作,实现出钢过程无人化。系统具备溢渣与秒流量智能监控功能,有效提升安全性与稳定性,显著减少下渣、提高合金收得率,是转炉智能化炼钢的核心组成部分。

智能化自动溅渣控制。系统基于溅渣指数与二级模型智能判断终渣状态,动态推荐最佳溅渣模式,实现快速起渣与高效溅渣。通过视觉技术实时识别渣粒粒径与分布,构建溅渣效果评价体系,并智能调控溅渣枪位与流程,显著提升溅渣效率与炉衬寿命,降低护炉成本,推动溅渣工艺迈向智能化新阶段。

基于视觉定位的转炉自动出渣控制。系统通过安装炉下出渣监控摄像头并结合渣车微波定位,实时识别转炉、渣罐及渣流状态。基于连续图像与轮廓识别算法,精准检测渣流宽度与渣罐位置,动态调控转炉倾动速度,实现出渣过程自动控制。系统支持正常出渣、背炉摇炉及留渣操作等多种模式,有效提升出渣安全性、自动化水平和作业效率,彻底替代人工操作。

基于机器视觉的钢包状态智能判级。系统通过钢包监控摄像头、红外测温及净空测量设备,实时获取出钢前后钢包多维度状态数据。基于图像增强与特征提取算法,精准识别残渣、渣面厚度及合金融化状况,并结合温度及净空参数,对钢包洁净度与热状态进行智能判级,为炼钢与精炼提供关键决策指导,全面提升钢包周转效率与质量控制水平。

【应用成效】

以某客户实践为例:

·脱碳转炉冶炼周期缩短5分钟,有效提高工艺效率;

·脱碳转炉终点碳、温双命中率达到90%以上;

·使脱碳转炉后吹率降低到3.42%;

·转炉冶炼终点碳氧积稳定达到0.0025以下;

·降低消耗,脱氧铝耗降低0.6kg/t;钢铁料消耗降低8kg/t;石灰、轻烧白云石消耗降低7kg/t。

【产品特点】

·适用范围广:面向钢铁企业不同容量转炉,可以应对不同铁水条件的生产工艺,适用于国内各种转炉冶炼生产模式,支持主要基础自动化系统平台,能够广泛适用于新建、改建企业。

·高度自动化闭环控制:以工艺模型为核心的过程控制技术同基础自动化系统相结合,实现转炉吹炼过程一键式的高度自动化闭环控制。

·适应能力强:采用冶金机理及数值计算方法相结合的控制模型,具有参数自整定、自适应特点,适应工艺条件的波动。

·技术全面:拥有转炉副枪、烟气分析预处理设备、声呐检测设备、转炉自动化系统软件的整体技术,提供整套解决方案。

作为冶金行业智能化领域的领军企业,首自信公司具备工厂集控建设、钢铁全流程过程控制系统及工艺模型开发与应用能力,形成以质检集控建设、中厚板智能集控中心建设、冷轧智能工厂建设,智能烧结分析系统、智慧炼钢系统、轧制生产动态分析系统为代表的近十四大类产品,可提供从基于智慧集控平台的工厂集控中心设计咨询、过程控制系统个性化定制、一站式建设安装部署,到专业操作培训、全天候售后运维的全流程贴心服务,满足钢铁行业行业客户工业智能化需求。

未来,首自信公司将持续加大技术研发投入,集成与创新智能化的前沿技术,深化场景应用,具备打造大工序协同、工业软件与装备高度集成的工序-车间-厂部级多层次先进的一体化智能工厂的设计与实施能力,成为钢铁工业智能化系统的探索者。为中国钢铁企业绿色化转型和钢铁工业的高质量发展贡献力量。

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