冶金自动化

Select

序言

尹怡欣

冶金自动化. 2021, 45(3): 1-1.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

Select

基于高效冶炼的高炉智能控制系统分析

陈令坤

冶金自动化. 2021, 45(3): 2-10.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2021. 03. 001

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

实现高炉的智能控制一直是炼铁工作者的梦想,近 30 年来对高炉智能控制进行了大量研究和实践。由于高炉过程控制的复杂性,已经开发的系统在单个功能的智能控制方面有所突破,但很难获得一个能够在线长时间稳定运行的高炉智能控制系统。立足于高炉高效冶炼的需求,就智能控制涵盖的范围、内容、运行要求和应该解决的问题等方面进行了探讨,提出了相关建议,即应重视高炉“多变量、大滞后、非线性、全时空冶特性研究,构建高水平数据平台,用最简单实用的技术,重视开发及使用平台工具,建立合理的智能控制开发模式,模拟高炉专家的思维,准确定位,先易后难,组建高炉全炉役优化的专门的软件开发队伍,实现 3 ~ 5 年提升一代智能控制系统,一代炉龄对应于 3 ~ 5 代智能控制系统优化的目标。

Select

面向信息物理系统架构的高炉炼铁系统智能化设计

赵国磊, 孙刘恒, 高成云

冶金自动化. 2021, 45(3): 11-18.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2021. 03. 002

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

基于对钢铁流程尤其是炼铁系统智能制造模式研究不足的现状,提出打造以高炉为中心的炼铁信息物理系统( cyber physical system,CPS)智能制造模式。根据实际高炉工程项目智能化规划设计案例,结合物理空间和信息空间,阐述了高炉炼铁 CPS 具体内涵,提出在物理空间层面围绕生产实体要素打造一体化生产管控中心,在信息空间层面侧重打造与物理实体孪生的数字化工厂,并建立相应的一体化大数据管控平台。最终构建起物理空间与信息空间相互映射、交互,能够实现状态感知、实时分析、科学决策、精准执行闭环的先进制造模式。

Select

铁区一体化智能管控平台的开发

张勇, 张翔, 孙小东, 王刚, 谢皓

冶金自动化. 2021, 45(3): 19-25.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2021. 03. 003

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以铁区综合指标整体最优为目标,基于超融合服务器集群和分布式微服务架构,开发铁区多工序协同优化的铁区一体化智能管控平台。平台通过工业物联网组件采集高炉、烧结、焦化和原料场 30 万个以上的数据点,基于主流的 MPP 和 Hadoop 等大数据平台建立覆盖铁区全流程的数据体系,提供开放的标准化的 Restful API 数据访问接口。在数据平台上实现了大数据可视化、生产指数智能诊断、特殊炉况诊断、参数合理范围寻优等一系列跨工序数据融合、耦合计算的智能应用。平台的投用促进了铁区生产从单工序分散管控向一体化集中管控、从单工序寻优到铁区整体最优的转变,提高了炼铁生产的稳定性和效率。

Select

武钢有限 7 号高炉炉况诊断系统的开发和应用

刘栋梁, 陈令坤

冶金自动化. 2021, 45(3): 26-33.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2021. 03. 004

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

开发了武钢有限 7 号高炉炉况诊断系统,包括炉顶料面雷达监测系统、炉身上部料层结构模型、高热负荷区域的铜冷却壁热面渣皮监测模型,以及武钢高炉专家系统中的过程参数计算、炉况状态的模式识别等内容,并建立了案例库和知识库。炉顶料面雷达监测系统和炉身上部料层结构模型能够直观反映高炉料面形状和上部炉料下降过程,为高炉调控布料提供了重要参考。铜冷却壁热面渣皮监测模型为高炉控制炉型、维护铜冷却壁正常运行提供了帮助。过程参数计算可以及时反映高炉炉温变化趋势。炉况状态的模式识别以及案例库和知识库可以帮助操作人员判断炉况状态,并提出具体的炉况调剂方式的建议。该系统应用后,高炉利用系数、煤气利用率、燃料比技术指标有了明显改善。

Select

兴澄炼铁大数据智能互联平台建设及应用

刘晓萍, 熊昆鹏, 葛小亮

冶金自动化. 2021, 45(3): 34-41.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2021. 03. 005

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

随着“工业 4. 0冶及“中国制造 2025冶的提出,数字孪生、工业互联网平台等智能制造技术被广泛应用于工业企业。然而,目前国内炼铁产线数字化、智能化水平还相对落后,工业传感器和物联网建设相对滞后,高炉“黑箱冶可视化及解析困难,炼铁操作仍以“经验冶为主,成本较高,配矿、烧结、炼铁各工序实时协同和全局优化缺少平台支撑。为解决这些痛点,兴澄炼铁依托冶金专业机理研究,借用大数据人工智能、工业互联网两大技术主线搭建了炼铁产线级大数据智能互联平台,打通了传统各级信息化系统之间的数据孤岛,实现了从智能单元到智能产线的升级。最终实现高炉长寿、高效,燃料比降低 6 kg / t,铁水一级品率提高 3% 、优质品率提高 8. 8% ,节约煤气 20 m3 / t。

Select

基于温度场主元分析的高炉炉况深度学习预测建模

刘代飞, 张吉, 付强

冶金自动化. 2021, 45(3): 42-50.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2021. 03. 006

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

开展高炉过程大数据的信息深度挖掘与建模是高炉信息化和智能化建设的重要内容。针对传统浅层神经网络在高炉炉况信息表征上的不足,以炉况温度场信息挖掘为中心,构建了以炉况状态参数为目标的逻辑模型,模型输入为温度场、操作参数和指标参数。利用主元分析对 108 维的温度场数据进行降维处理,以86% 的信息提取度为准则,形成 20 维主元特征参数。实例化逻辑模型形成卷积神经网络( convolutional neural networks,CNN) 、长短期记忆网络( long short-term memory,LSTM) 以及 CNN 与 LSTM 网络的混合模型 CNN-LSTM 这 3 种模型。结果表明,CNN-LSTM 模型的效果最佳,预测结果的灰关联度达 0. 89。采用深度学习构建的炉况预测模型,有助于炉况大数据的信息解析。

Select

基于神经网络时间序列模型的高炉铁水硅含量智能预报

崔泽乾, 韩阳, 杨爱民, 张玉柱, 张森

冶金自动化. 2021, 45(3): 51-57.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2021. 03. 007

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为实现高炉炼铁过程中铁水硅含量的准确预测,针对高炉炼铁过程的非线性、时变、高维、大时滞等特点,构建了基于时间序列的铁水硅含量预测样本集,分析了铁水硅含量在时间序列上的自相关性。采用时间序列加权移动平均法预处理样本数据,引入神经网络时间序列模型,深度挖掘历史多时刻铁水硅含量与当前时刻铁水硅含量之间的数量关系,经过多次权值、阈值的自适应调整,实现了高炉铁水硅含量智能预报。经仿真测试,模型预报误差绝对值多在 0. 2% 以下,置信度约为 95% ,预测精度高,可应用于实践。

Select

人工智能图像识别技术在高炉风口监测中的应用

张天放, 张先玲, 韩涛, 施泽杰, 郭永强, 王惠永

冶金自动化. 2021, 45(3): 58-66.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2021. 03. 008

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

高炉风口是能够直接观察到高炉内部热状态的设备,高炉风口的监视工作也是高炉冶炼生产重要的参考依据。目前对风口状态的判断主要依赖操作人员的工作经验,存在难以全面监测、响应不及时等问题。研究了风口异常情况的图像识别方法,提出将其归为细粒度图像分类任务,从而解决风口异常类别差异性过小的问题,并利用深度卷积神经网络模型开发了高炉风口图像智能诊断预警系统,实现了风口挂渣、漏水、落大块、烧穿、断煤、休风、料快、亮度状态信息的诊断及报警功能。实践表明,该系统在南京钢铁公司第二炼铁厂稳定运行效果良好,提高了高炉生产的智能化水平,具有推广应用价值。

Select

智能化烧结控制系统开发与应用

邓小龙, 陈虎, 杨雄文, 金雨晨, 苗芝娟, 龙红明

冶金自动化. 2021, 45(3): 67-78.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2021. 03. 009

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

通过以太网技术,基于 Java 语言开发烧结信息一体化系统,直连烧结 PLC 一级控制系统,进行数据采集、整合、分析、展示和储存;并在此平台上嵌入烧结过程专家控制系统,进行烧结生产工艺环节的自动闭环控制,形成智能化烧结系统,提升烧结生产过程智能化控制水平,促进烧结矿产量、质量的提高和生产成本的降低。烧结终点智能寻优模型可提前 10 ~ 15 min 预测烧结终点位置,并自动调整主抽风机频率,降低欠烧和过烧比例 2. 6% ;烧结点火控制器可降低吨矿煤气消耗 2. 37 m3 / t;烧结配料模型根据烧结配料生产的实时变化,指导配料生产操作;烧结混合料水分控制器提升混合料水分稳定率至 90% 以上。

Select

梅钢 5 号烧结机自动控制模型的研究及应用

邱海雨

冶金自动化. 2021, 45(3): 79-84.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2021. 03. 010

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

结合梅钢 450 m2 烧结机生产实践,针对水分难以控制、料层厚度波动大、烧结矿小粒径比例高、过冷及跑红矿现象频繁等问题,提出并实现了烧结生产过程中混合加水、料层厚度、成品矿料流、环冷冷却的自动化控制。各自动控制模型投用后,混合料水分波动在 0. 2% 以内,料层厚度控制在(720 ± 10) mm,烧结内返率由 21. 06% 降低至 20. 38% ,环冷出矿温度控制在 130 益以内。这不仅保证了烧结生产过程的稳定,而且在改善烧结矿质量、降低生产成本方面效果显著。

Select

高炉富氧操作对煤气利用率影响的多时间尺度分析

安剑奇, 彭佳佳, 陈略峰, 曹卫华, 吴敏

冶金自动化. 2021, 45(3): 85-94.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2021. 03. 011

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

在高炉冶炼过程中,富氧操作虽然不是实时调控煤气利用率的直接手段,但在多时间尺度下改变高炉状态进而影响煤气利用率的发展。针对富氧对煤气利用率具有多时间尺度影响的特点,通过机理分析与数据分解得到了富氧操作对煤气利用率影响的 3 个时间尺度。首先从高炉炼铁机理上分析富氧对高炉状态的影响,得到富氧操作影响煤气利用率的 3 条机理链,并在此基础上对机理链的时间尺度进行区分;然后在数据层面对煤气利用率数据进行分解,得到煤气利用率多时间尺度分量与各分量的频率分布;最后融合机理与数据,通过得到不同时间尺度机理链与数据分量的频率对应关系,验证了富氧操作对煤气利用率影响的多时间尺度特性。

Select

造球机生球的视觉检测算法与系统设计

曾小信, 李宗平, 邱立运

冶金自动化. 2021, 45(3): 95-100.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2021. 03. 012

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了实现造球机生球粒径的自动检测,建立了生球粒径的视觉检测系统。针对生球相互粘连或重叠,以及生球与背景对比度差的问题,提出了基于高斯混合模型的图像分割及边缘提取算法。通过建立高斯混合模型的方法来分割重叠生球,分割后的生球是不完整的,采用基于最小二乘法的圆周拟合方法对生球缺失的轮廓进行重构。实验结果表明,采用本文提出的算法,其生球粒径识别的精度、准确度更高,与真实结果误差更小。

Select

一种摆动雷达高炉料面检测仪的研发与应用

徐海宁, 熊良勇, 陈先中, 刘洋

冶金自动化. 2021, 45(3): 101-109.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2021. 03. 013

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了准确高效地获取高炉料面信息,设计了一种摆动雷达高炉料面检测仪。针对恶劣的检测环境,设计了包含降温除尘装置的雷达扫描设备,延长雷达的使用寿命。借鉴遥感合成孔径雷达( synthetic aperture radar,SAR)成像原理,将摆动雷达获取的回波信号按时序排列,通过坐标转换重构出雷达扫描图像。高炉雷达料面回波中噪声信号复杂、料面典型波动模糊使得成像效果较差,采用基于带宽方差迭代的阈值分割法去除噪声,然后采用基于加权采样的能量重心法锐化峰脊,最终获得清晰的料面图像。在南钢 2 号和 3 号高炉成功投用表明,高炉料面可视化有助于快速找到合理的布料平台,稳定料面形态。

Select

三维数字化料场系统在智能化原料场的应用

刘怡, 杨博, 林涛, 赵亮

冶金自动化. 2021, 45(3): 110-115.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2021. 03. 014

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了提高目前国内钢铁企业原料场的生产智能化水平,针对激光扫描在原料场中的功能应用,研发了一套三维数字化料场系统。根据机身姿态系统,利用激光扫描实时获取各料堆点云数据,对点云数据进行三维重建及渲染,实现了料堆自动分堆和自动盘库,并运用激光扫描实时参与堆取料机的取料流量控制和边沿检测。系统经过工程项目投用,验证了该系统各项功能,取得了显著的应用效果。

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2021年, 第45卷, 第3期　刊出日期：2021-05-25

扫码分享

扫码分享

模态框（Modal）标题

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2021年, 第45卷, 第3期 刊出日期：2021-05-25

扫码分享

扫码分享

2021年, 第45卷, 第3期　刊出日期：2021-05-25