圖為由中冶南方研發(fā)的碳素流一體化管控平臺(tái)截屏。 （中冶南方 供圖）
本報(bào)記者 杜笑 通訊員 南方
目前，為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，推動(dòng)鋼鐵行業(yè)綠色低碳發(fā)展，肩負(fù)冶金工程建設(shè)“國(guó)家隊(duì)”使命的中冶南方正在全力繪制碳減排技術(shù)路線圖。“智能化”是路線圖中不可或缺的部分——中冶南方依托自主研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，打造智能化平臺(tái)和智能化工序，以智能化引領(lǐng)鋼鐵行業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型。
智能化平臺(tái)——
鋼鐵生產(chǎn)低碳管理系統(tǒng)
在綠色低碳發(fā)展的需求背景下，當(dāng)務(wù)之急是建立適應(yīng)鋼鐵行業(yè)實(shí)際情況的碳排放計(jì)算方法，以及相對(duì)應(yīng)的碳減排評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系。
為此，中冶南方正在建設(shè)鋼鐵生產(chǎn)低碳管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含“鋼鐵生產(chǎn)碳排放智能分析軟件”和“鋼鐵生產(chǎn)碳減排智能管理系統(tǒng)”兩部分。鋼鐵生產(chǎn)低碳管理系統(tǒng)，是適合鋼鐵行業(yè)碳排放計(jì)算和評(píng)價(jià)的科學(xué)方式。
鋼鐵生產(chǎn)碳排放智能分析軟件。該軟件深度兼容國(guó)內(nèi)外權(quán)威、通用碳排放核算方法，全面融合國(guó)內(nèi)外原燃料、工藝流程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等條件的差異性，具備排放源啟發(fā)式盤查、排放因子智能修正、排放活動(dòng)數(shù)據(jù)智能清洗、核查核算高效精準(zhǔn)、減排活動(dòng)智能化建議等功能和特征，是鋼鐵企業(yè)開(kāi)展碳資產(chǎn)數(shù)字化管理的巧幫手。
該軟件預(yù)置國(guó)內(nèi)外多種規(guī)范性核算報(bào)告模板，并支持高度靈活的自定義，可實(shí)現(xiàn)常用報(bào)告一鍵生成和報(bào)送。該軟件數(shù)據(jù)接口與企業(yè)能管系統(tǒng)和制造執(zhí)行系統(tǒng)等深度融合，應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析給出工序級(jí)減排活動(dòng)智能化建議和減排潛力評(píng)價(jià)。
鋼鐵生產(chǎn)碳減排智能管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)在線采集排放活動(dòng)數(shù)據(jù)，并對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行高效、智能分析，從而為企業(yè)提供實(shí)時(shí)可靠的碳資產(chǎn)預(yù)測(cè)預(yù)警，助力企業(yè)籌劃未來(lái)碳減排活動(dòng)及碳排放交易。該系統(tǒng)還可利用即時(shí)快照生成鋼鐵產(chǎn)品的碳足跡數(shù)字標(biāo)簽，有助于鋼鐵產(chǎn)品規(guī)避出口海外的低碳壁壘。
智能化工序——
智慧制造集成技術(shù)體系
智慧制造集成技術(shù)體系涵蓋數(shù)智料場(chǎng)、智慧高爐、智慧煉鋼、智慧軋鋼等鋼鐵生產(chǎn)流程，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和鋼鐵工業(yè)深度融合，中冶南方構(gòu)建生產(chǎn)全流程、管理全方位、產(chǎn)品全生命周期的智慧制造集成技術(shù)體系，從冶煉的各個(gè)工序?qū)崿F(xiàn)減排減碳，助力碳達(dá)峰、碳中和。
智能化工序涵蓋數(shù)智孿生料場(chǎng)、智慧高爐、智慧煉鋼、智慧軋鋼等鋼鐵生產(chǎn)流程，“一鍵”擦亮綠色智造生態(tài)底色。
數(shù)智孿生料場(chǎng)。在新余鋼鐵，中冶南方打造的規(guī)模面積為64萬(wàn)平方米、可滿足年產(chǎn)千萬(wàn)噸鐵水生產(chǎn)原燃料儲(chǔ)運(yùn)需求的全球首個(gè)數(shù)智孿生料場(chǎng)投入使用。數(shù)智孿生料場(chǎng)近30臺(tái)堆取料機(jī)、卸料車等設(shè)備24小時(shí)連軸運(yùn)轉(zhuǎn)，操作人員在遠(yuǎn)程監(jiān)控中心就能“一鍵完成”原料入庫(kù)、供料、混配、自動(dòng)盤庫(kù)及更新庫(kù)存等任務(wù)。
數(shù)智孿生料場(chǎng)配料設(shè)備智能采用最佳堆料策略、精準(zhǔn)控制上料時(shí)間和順序、確保礦原料成分混配均勻，提高煉鐵原料質(zhì)量的穩(wěn)定，進(jìn)而提高燒結(jié)礦的品質(zhì)、降低高爐生產(chǎn)中的能源消耗和污染物排放，從源頭上促進(jìn)節(jié)能減排。
智慧高爐系統(tǒng)。高爐煉鐵工序的燃料比水平，決定了二氧化碳的排放強(qiáng)度。中冶南方研發(fā)的智慧高爐系統(tǒng)，打開(kāi)高爐冶煉“黑匣子”，動(dòng)態(tài)展示高爐從上料到出鐵整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，并具有評(píng)估、診斷及預(yù)警功能，實(shí)現(xiàn)“智能感知-智能分析-智能決策-智能執(zhí)行”的科學(xué)閉環(huán)。該系統(tǒng)成功應(yīng)用后，將實(shí)時(shí)呈現(xiàn)爐頂布料效果，精確獲取氣流狀態(tài)，及時(shí)診斷異常操作爐型，降低高爐燃料比，顯著提高煤氣利用率。
此外，中冶南方研制的高爐熱風(fēng)爐節(jié)能燃燒優(yōu)化系統(tǒng)軟件，有效提升風(fēng)溫9℃~20℃，降低煤氣消耗3%~6%。
智慧煉鋼系統(tǒng)。近年來(lái)，中冶南方打造的智慧煉鋼系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)煉鋼廠脫硫、煉鋼、精煉等各個(gè)工藝全過(guò)程的一鍵操作。“自動(dòng)煉鋼”技術(shù)采取“靜態(tài)模型+副槍檢測(cè)+動(dòng)態(tài)模型”的控制模型，已在武鋼、首鋼、柳鋼和印尼德信鋼鐵等多個(gè)項(xiàng)目中成功應(yīng)用，可以有效降低鐵水用量，提高廢鋼資源利用率，從而實(shí)現(xiàn)碳減排。“一鍵出鋼”能縮短煉鋼時(shí)間5分鐘~7分鐘、實(shí)現(xiàn)終點(diǎn)碳溫的高效命中以及爐后操作無(wú)人化，最大限度地減少出鋼過(guò)程中的下渣量，使鋼水磷含量降低3%，合金用量降低5%。
智慧軋鋼。加熱爐是軋鋼工序的能耗大戶，其煤氣能耗占軋鋼工序總能耗的60%以上。為此，中冶南方開(kāi)發(fā)的加熱爐智能化低成本生產(chǎn)控制關(guān)鍵技術(shù)，以及加熱爐節(jié)能燃燒優(yōu)化系統(tǒng)，建立了基于鋼坯最優(yōu)升溫曲線的爐溫設(shè)定模型，按最佳的煤氣利用效率自動(dòng)完成各段爐溫的設(shè)定和控制，實(shí)現(xiàn)燒爐的自動(dòng)化和節(jié)能燃燒、降低氧化燒損；各種爐型加熱爐節(jié)能燃燒優(yōu)化控制技術(shù)及國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)的臺(tái)架自動(dòng)裝鋼、出鋼智能視覺(jué)系統(tǒng)，有效降低煤氣消耗4%~6%，減少鋼坯氧化燒損在0.04%以上。
引領(lǐng)行業(yè)變革，凝聚“南方智慧”的智能化平臺(tái)和智能化工序，為碳減排技術(shù)路線圖增添了一抹亮色，展現(xiàn)了中冶南方的央企責(zé)任與擔(dān)當(dāng)，更展現(xiàn)了中冶南方在“低碳鋼鐵，綠建未來(lái)”道路上的決心。
《中國(guó)冶金報(bào)》（2021年12月16日 05版五版）
