炎炎夏日、驕陽似火，數字化浪潮呼嘯而來。第五屆數字中國建設峰會于近日再臨榕城福州，如約召開。全球頂尖的數字技術、數字中國建設成果、解決方案匯聚此峰會，為數字産業化，産業數字化發展注入新動能。
由中冶南方打造的最新智慧化技術成果“智慧高爐解決方案”成功入選此次峰會十佳解決方案，成為全國冶金行業唯一上榜的智慧化應用成果。
“黑箱”生産透明化
在近500家展商雲集的峰會實體展廳內，中國五礦展臺上介紹旗下中冶南方智慧高爐解決方案的展板吸引了眾多與會人士駐足了解、諮詢。
智慧高爐解決方案是怎樣應運而生的呢？峰會上，中冶南方智慧製造事業部副總工程師任韜介紹，高爐的生産具有高溫、高壓、密閉、連續的“黑箱”特性，內部資訊極度缺乏，其生産過程仍然以操作人員的經驗為主，很難保證持續的高産量。
為打破高爐爐內狀態密閉不可見的現狀，提高生産過程的連續性、穩定性和安全性，中冶南方用新一代資訊技術給高爐安上“五官”，用模型和專家規則給高爐裝上“大腦”，讓高爐的生産過程變得看得見、易操作。
“為了將操作人員從高爐渣池的惡劣環境中解放出來，我們通過實時掃描渣面形狀、精準定位技術，實現了抓渣作業的無人化，通過不斷的優化決策和控制演算法，實現了機器作業比人工作業快30%的效果。”任韜説。
通過機器人控制技術與鐳射掃描、圖像識別定位技術相結合的自動換釬加泥機器人，極大程度地減輕了操作人員的工作強度；通過採集高爐頂部的紅外成像素材，識別爐頂中心和邊部的氣流分佈情況；通過圖像識別技術對原燃料粒度的精準測量、智慧分級，建立了原燃料力度與高爐生産過程的數學模型。
任韜介紹，智慧高爐解決方案就是這樣一個以領先的綠色、低碳、長壽高爐綜合技術為依託，聚合智慧裝備、智慧生産與智慧管控功能，打造高爐“最強大腦”，實現爐內生産的爐料、氣流、爐型、爐熱、安全可視化，引領高爐生産邁向更高效、更長壽、更安全的新一代高爐煉鐵智慧解決方案。
“經驗煉鐵”變“智慧煉鐵”
作為智慧智造領域最新的科技創新成果，中冶南方智慧高爐系統涵蓋了高爐生産數據管理、高爐模型、專家知識以及安全評估診斷功能，在包括爐料、氣流、管理等在內的整套可視化系統框架之下，動態解決各類異常爐況的預報、診斷、處理，全面監視高爐生産。
據中冶南方智慧製造事業部總經理許慶學介紹，入選此次峰會的智慧高爐解決方案以中冶南方自主開發的工業網際網路WISDRI DiPlant平臺為基礎，在大數據採集的基礎上，利用機器學習演算法，結合專家規則庫，對高爐生産數據進行離線和實時兩個維度的分析，能根據不同高爐的生産特點，為操作者提供當前生産狀況與歷史同類型原料、生産參數下的對比，並給出預警和策略指導，將過去的“經驗煉鐵”轉變為“智慧煉鐵”。
高爐生産過程受幾十種變數的影響，變數間的耦合性複雜，生産參數的改變往往需要一段時間後才能帶來爐內溫度和壓力等狀態的變化。“針對高爐生産多變數、強耦合、大滯後的特性，我們引入了專家規則管理系統，將高爐操作人員針對某種生産狀態下的參數調整方法凝練成為一條條經驗規則，建立專家規則庫，並且還會根據每一座高爐的設計特點、原燃料條件、操作經驗與當前爐況，對專家規則管理系統進行定制化的設計，真正貼合用戶需求。”許慶學介紹説。
有了專家規則管理系統的指導，操作人員便能及時獲得歷史上同類型原料、生産參數下與當前生産狀態之間的異同對比，並根據專家規則管理系統給予的操作指導來調整生産參數。同時，智慧高爐系統還能持續關注高爐生産、操作數據演變，建立多高爐大數據雲端分析平臺，提供服務與用戶端到端的數據伴侶，為一代爐齡保駕護航。
引領智慧鋼鐵綠色發展
創新驅動新變革，數字引領新格局。隨著智慧高爐解決方案的誕生和普及，目前，中冶南方智慧高爐解決方案已成功應用於寧鋼2號高爐、寶武武鋼6號高爐和昆鋼新區2號高爐等項目。
項目實施後，高爐生産在長期安全性、穩定性、高效運作方面相比同類高爐均有顯著提升，可達到降低高爐焦比約10kg/t、CO2減排約32.5kg/t的效果。“智慧高爐解決方案在多座高爐投運後，高爐運作狀態得到了有力的維護，生産平順的週期明顯延長。生産用人需求減少了，在同樣的生産週期內，能生産的鐵水更多了。”任韜介紹。
以寧鋼2500立方米容積的高爐為例，一天能多生産500t鐵水，産量增大的同時，單位産量所消耗的原料更少了，既降低了生産成本，同時還減少了二氧化碳排放，一天減少的二氧化碳排放在40噸左右，相當於100個成年人1年的二氧化碳排放。
截至目前，我國鋼鐵碳排放量佔全球鋼鐵碳排放總量的60%以上，鋼鐵行業碳排放量約佔全國總排放量的15%，全國目前約有900座既有高爐可實施智慧化改造。“為順應國家十四五發展戰略、更早實現‘雙碳’目標，我們將繼續圍繞綠色、低碳、智慧、高效，著力促進鋼鐵工藝技術與數字化、智慧化技術的深度融合，領跑鋼鐵工業綠色智慧發展，讓智慧高爐解決方案應用於更多鋼鐵項目。”任韜充滿信心地説道。
（邱莎 通訊員：羅楊迎新）