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場(chǎng)景概述

煉鐵主反應(yīng)器高爐具有巨大、高溫、高壓、密閉、連續(xù)生產(chǎn)的“黑箱”特性, 并且具有氣、固、液多相流及復(fù)雜物理化學(xué)反應(yīng)的數(shù)字化解析難度壁壘, 目前煉鐵生產(chǎn)過(guò)程的判斷和生產(chǎn)仍以主觀經(jīng)驗(yàn)為主,“白頭發(fā)”和“盲人摸象” 式操作仍在整個(gè)煉鐵行業(yè)普遍存在, 很有必要通過(guò)平臺(tái)數(shù)字仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)高爐生產(chǎn)“可視化”, 建立基于BIM+GIS的煉鐵數(shù)字化工廠。

方案概述

通過(guò)爐料運(yùn)動(dòng)及受力方程的建模計(jì)算,實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前高爐“黑箱”布料情況, 實(shí)現(xiàn)高爐內(nèi)部真實(shí)冶煉狀態(tài)的可視化,如下圖所示實(shí)時(shí)讀取高爐布料制度, 自動(dòng)調(diào)用布料仿真數(shù)學(xué)模型,計(jì)算出爐料顆粒的受力和運(yùn)動(dòng)軌跡, 并以三維圖形化模式顯示當(dāng)前排料流量、當(dāng)前料罐沖壓、當(dāng)前布料模式及料面形狀等。 高爐生產(chǎn)過(guò)程中,煤氣流分布調(diào)整和控制是高爐操作的重要內(nèi)容。 煤氣流的分布關(guān)系到爐內(nèi)溫度分布、軟熔帶結(jié)構(gòu)、爐況順行、 煤氣的利用狀況和高爐長(zhǎng)壽,最終影響到高爐的冶煉指標(biāo)。 通過(guò)平臺(tái)爐體煤氣流分布模擬仿真可以有助于操作人的高爐操作更合理、 更及時(shí),煤氣流的分布更適宜當(dāng)前爐況。從而實(shí)現(xiàn)高爐黑箱上部和下部調(diào)劑的“可視化”。 煉鐵生產(chǎn)工序協(xié)同優(yōu)化主要是打通焦化-燒結(jié)-球團(tuán)-高爐間的信息傳遞通道, 實(shí)現(xiàn)工序間知識(shí)共享和信息流通,從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)工序的聯(lián)動(dòng)優(yōu)化。 由于原燃料理化成分化驗(yàn)周期長(zhǎng),無(wú)法及時(shí)跟蹤質(zhì)量變化, 導(dǎo)致高爐無(wú)法提前調(diào)節(jié),只能被動(dòng)適應(yīng)。 通過(guò)對(duì)燒結(jié)機(jī)尾斷面溫度場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和紅火層面積占比, 實(shí)現(xiàn)燒結(jié)礦FeO和轉(zhuǎn)鼓變化趨勢(shì)的實(shí)時(shí)監(jiān)控, 通過(guò)基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的高爐入爐料粒度識(shí)別系統(tǒng), 實(shí)現(xiàn)高爐入爐料在線粒度分布監(jiān)控。實(shí)現(xiàn)煉鐵工序協(xié)同優(yōu)化。

達(dá)成效果

2017年已覆蓋全類型高爐,完成了全國(guó)超過(guò)30%煉鐵產(chǎn)能的數(shù)字化及智能化項(xiàng)目。 通過(guò)上部調(diào)劑量化、可視化,建立上部調(diào)劑標(biāo)準(zhǔn),提高高爐上部調(diào)劑水平, 穩(wěn)定高爐操作,減少由于上部調(diào)劑不合理或滯后導(dǎo)致的爐況異常損失, 提高高爐技術(shù)操作水平,實(shí)現(xiàn)單座高爐降本2400萬(wàn)元/年。

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