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智能“智”造 | 如何提高烧结球团生产抗风险能力

  2020年伊始,新冠疫情的阴霾迟迟不肯散去,它对经济的影响,正逐渐蔓延开来。钢铁行业作为国内最重要的经济支柱产业之一,人员密集,涉及的物流量大,在新冠肺炎的袭击下,更是遭受了巨大的经济损失。

  不论是平时生产还是疫情阴霾下,钢厂的生产都面临着诸多波动、诸多风险,如何让钢厂日常情况下可以稳定、高质量生产,且在特殊情况下能减少损失,提高企业抗风险能力,是每个企业值得深入研究的课题。

  以下,编者就应用SpectraFLow在线矿石品位智能分析系统加快钢厂铁前系统的智能化生产建设做一定的讨论。

  首先,我们要明确这一阶段的生产中面临的主要风险:

  一是原料的波动。由于市场原因,铁矿石价格弹性较大,各厂家所用原料可能来自于世界各个地区,其成分品位,最优配矿配比和条件也有着差异。生铁成本占钢铁生产成本的70%以上甚至更多,铁前系统的成本控制就是整个钢厂成本控制的关键。如何在保障生产系统稳定的同时降低生产成本也就成为了关键。

  第二类风险主要来自于人。人力资源同高炉等设备一样,都是钢厂宝贵的资产。在疫情下的非常时期:人员波动,人力资源不能及时到岗,复工率低;复工成本增加以及心里人员压力巨大,是当前钢厂面临的主要问题。同时在平常的正常生产中,人的影响也需要重视。

  在这样的背景下,优化烧结配矿是保证优质高产的最重要手段之一。各个厂家各工程师,应用不同的配矿模型、考虑矿粉结构、高炉炉渣、水分、价格、高炉需求等等因素,得出最优的配矿方案。然而实际生产中的原料并不是一成不变的,原料的波动造成了配矿结果达不到预期,因此实时对原料成分特性了如指掌,才能扬长避短做到最优。传统烧结生产中,各企业所用传统方法主要是先取样,经过数小时制样、检测后,得到结果反馈到中控室,再进行相关调控(如下图)。



在这个过程中,暴露出传统检测方法中诸多不足:

1)严重的滞后性:一个是取样周期的滞后,分析结果得到的是一个取样周期内原料成分平均值,不能及时反应该取样周期内原料成分的变化,甚至掩盖了该取样周期内原料成分的异常变化。工程师根据这样的数据去调节当下的配料生产,是存在很大偏差的;还有一点,是检测结果的滞后,从取样到分析,最快需要两个小时,一般要3至4小时;因此延误了工艺参数的针对性调整。这些是传统测试方法的滞后性造成的问题。

2)在取样过程存在抽样误差,取样的量以及频次影响着样品的代表性。传统检测中的抽样方法,代表性差,不能代表整体原料,难以反应全部原料成分。同时取样、制样的过程都是人工来操作的,在这个过程中,受生产管理、操作习惯、责任心、随机性等影响,存在一定偏差,受人为的影响的因素非常大。这些不足,极大地制约着生产的稳定性和烧结矿的质量。

  因此,改变传统检测方法,应用安全绿色的SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统,提高原料和生产过程中物料成分的稳定性,是提高钢厂应对原料波动风险和人工操作风险的能力,是帮助钢厂降本增效的一个有效途径。


  SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统以近红外光作为发射源,安全绿色,可实时检测传送带上物料成分:包括总铁、水分、碳含量、碱度等,而且可区分磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿等不同类型的铁矿石。它强大的数据库和超快超密集的检测频率,使得实时检测的结果准确、代表性强。同时,它自带控制系统,可根据设定和检测结果,自动调节给料机加料,实现配料过程的的自动化、智能化。极大降低了钢厂铁前系统原料方面及人员波动性风险。可想而知SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统的应用,可在钢厂的降本增效和智能化改造中发挥重要的力量!




  SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统检测的准确性和对生产的帮助毋庸置疑。上表为用系统盲测样品和客户提供的测试数据之间的对比结果。同时我们获得部分来自于日本、德国钢铁企业应用在线矿石品位智能分析系统的内部资料,篇幅限制,这里分享大家日本JFE钢厂在一混位置安装智能分析系统前后,烧结料碱度和烧结矿质量对比图,如下:



(安装系统之前)


  可以看到,即便在日本成熟的钢厂中,设定碱度值为 2.00 的情况下,实际生产的碱度值 也有着大幅度波动;而所得烧结矿质量(落下强度)也有着很大波动,且质量偏低,普遍低 于 90。

(安装系统之后)


  可以看到,经 SpectraFlow 系统的优化后,原料碱度值的波动幅度骤降,紧紧贴合 2。00的目标值!且测试频次十分高,为原料和参数的实时调节提供了条件。而烧结矿落震强度, 由原先的鲜有达到 90 者,变为大部分产品分落下强度都高于 90!

  且有关数据表明,当高炉原料碱度波动值由 ±0.1 降至 ±0.075 时,高炉增产 1.5%,焦比降低 0.8%,波动值进一步降低至±0.05时,又可增产1%,焦比降低0.5%。因此使用 SpectraFlow 在线矿石品位智能分析系统,提高了碱度稳定率,降低了高炉的焦比,保证高炉的长期顺畅运行,对钢铁企业来说,能直接给高炉带来增产效益和结焦效益。

  由此应用全新的 SpectraFlow 在线矿石品位智能分析系统,克服传统检测方法的不足。实现智能制造、降本增效的目标,势在必行!


  SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统实时检测分析物料成分,并自动控制调整相关参数,克服了传统检测方法的不足,是实现智能制造、降本增效的有效途径。他除了可以控制混料碱度之外,它对于监测物料品位、水分。碳、氧化亚铁等的含量的调控,也起着关键的作用(如下图,ABCDE即为系统的可安装位置),同时JFE钢厂中也有在其他位置的安装实例,本文篇幅所限,暂只为大家呈现一个碱度控制的结果示例。



  同时,借助SpectraFLow在线矿石品位智能分析系统的分析监控方法,还可以减轻检测人员负担,大大提高钢厂的人均效益。同时宝贵的人才也是企业重要资产之一,检测方法的调整,大大改善了部分员工的工作环境和工作强度,有利于吸引更多人才,留住人才,对钢铁人才队伍建设也有着积极的影响。


  新冠肺炎的出现,使更多企业重视应对外部复杂多变的环境,需要企业加快智能制造的进程,降本增效,提高钢厂各项抗波动能力。新冠肺炎影响下,企业经历了寒冬,但这是严峻挑战的同时也是变革的机遇。相信中国钢铁行业以及各个行业,都能够优化生产,坚持发展,对新冠病毒做出最有力的还击!


引用文献:
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[2]赵勇。 邯钢铁前系统含铁物料优化和管理[J]。 河北企业, 2011, 000(006):20-21。
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[4]郭晓影。 提高烧结矿碱度稳定率的研究[D]。 东北大学 , 2009。
[5]崔燕子. 基于总和指标法的人力资本投资效益模型构建研究[D]. 2015.

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