冶金自动化

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王奕, 黄港明, 姜玉河

冶金自动化. 2021, 45(6): 1-7.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2021. 06. 001

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可视化

现代钢铁企业的物流管理是一个复杂的体系,需要在业务层面倡导基于整体供应链的物流管理理念,在系统层面基于新一代信息技术构建信息系统,并融合两者以提升物流效率。在调研相关技术进展与分析钢铁企业物流管理业务和系统的基础上,结合自身在钢铁企业的工作经验,融合基于供应链的物流管理理念和工业互联网体系架构,提出了基于工业互联网的钢铁企业智慧物流系统架构,并在宝钢湛江钢铁有限公司进行实践,为钢铁企业物流的数字化、智慧化发展提供了新思路。

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大数据与工业 4.0 时代下高炉炼铁流程智能化发展现状与展望

张智峰, 刘小杰, 李欣, 刘然, 李宏扬, 吕庆

冶金自动化. 2021, 45(6): 8-16.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2021. 06. 002

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可视化

“中国制造 2025冶与“工业 4. 0冶成功对接,迫使作为强国“梦工厂冶的钢铁行业成为实现智慧转型改革的“排头兵冶 ,而黑箱化的高炉炼铁作为数据密集型工艺流程,需要大量计量检测、化验数据的支撑。利用工业大数据时代中“人工智能冶 “大数据冶等关键技术对生产中的海量数据进行分析处理,挖掘潜在规律,契合解决了传统高炉炼铁流程中日益凸显的数据分析、数据挖掘等问题,对提高生产效率、积极推进现代高炉炼铁工业转型起到了重要的支撑作用。国内众多钢铁企业积极响应“中国制造 2025冶 ,踊跃探索高炉炼铁智能化,致力打造集工业化、信息化、数据化、智能化于一体的现代化高炉炼铁流程。

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多层物料堆垛的天车调度决策系统的开发与应用

秦丹, 李亮举, 赵强

冶金自动化. 2021, 45(6): 17-23.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2021. 06. 003

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可视化

在工业 4. 0 时代,随着工业智能化、自动化需求的不断增加,智能天车成为现代仓库和车间内的主要运输工具。基于钢厂卷库智能天车改造技术的不断进步,研究设计了一套适用范围广、效率高的对多层物料堆垛的天车调度决策系统。该系统统筹管理库区的物料、计划,并根据实时计划与库区作业情况进行合理的垛位预约来生成作业指令并下发给天车控制调度系统。多层物料堆垛的天车调度决策系统中设计了计划选择模型、多层垛位预约模型和天车选择模型,通过这些模型的互相配合使钢卷码放更加合理、天车路径冲突减少。在此基础上,进一步优化了二层卷心计算方法,使结果更加精确。通过对首钢京唐公司高强镀锌原料库、高强镀锌成品库、高强酸洗原料库、2 230 酸轧原料库的实际生产应用,验证了这些模型的有效性和稳定性。

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特殊钢智能化定额成本配料建模开发及应用

李造宇, 李楚梅, 伍淑宜

冶金自动化. 2021, 45(6): 24-29.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2021. 06. 004

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通过对实际配料过程进行数学模型建模,并通过建立和使用工装数据库、专家策略数据库对模型进行优化,开发了基于制造企业生产过程执行系统( manufacturing execution system,MES)的特殊钢智能化定额成本配料测算系统。将特殊钢智能化定额成本配料的输出结果与 MES 记录中测算过的 1 543 条人工配料信息进行对比,结果表明,单个配料可以节约配料人员 0. 5 ~ 3. 0 h 的工作时间,且测算系统具备批量测算的功能;测算系统 100% 获得最优解配料结果,而个人配料结果受个人能力影响会出现偏差和错误。智能化定额成本配料测算系统的投入使用,降低了配料人员的工作难度,加快了合同评审接单,也为生产控制提供了数据指导。

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首钢股份煤气安全监控管理平台的设计与应用

周晓舸, 李文利, 朱俊杰, 周伟, 王岳, 姚文英

冶金自动化. 2021, 45(6): 30-36.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2021. 06. 005

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基于 TCP / IP 信息网络平台的首钢股份煤气安全实时监测与应急响应系统的建设及应用,实现了北京首钢股份有限公司(以下简称首钢股份)煤气安全数据的实时监测、报警联动、应急响应等,但在煤气防护管理和现场作业过程中仍然存在实时数据现场应用脱节、电子地图不直观、煤气泄漏报警后联系确认技术手段效率低等问题。利用地理信息系统( geographic information system,GIS) 、工业物联网、移动互联、无人机等技术对现有煤气安全实时监测与应急响应系统进行改造,构建煤气安全监控管理平台,实现煤气泄漏报警的集中/ 移动实时监测、重大危险源数据监控、报警信息三维地图展示等功能。平台投入使用后,实现了煤气泄漏报警安全的气体防护站、分厂专业、现场三级实时监控定位与快速联动响应,提升了气体防护站应急响应信息获取效率。

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钢铁行业数字孪生工厂平台的研究与应用

葛秀欣, 朱志斌

冶金自动化. 2021, 45(6): 37-45.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2021. 06. 006

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虽然钢铁行业在多年前已开始工业化和信息化的进程,但各钢铁企业两化融合发展不均衡。钢铁行业在数字化转型过程中仍面临着数字化认识不足、两化融合水平不均衡、信息孤岛现象、企业数据利用率低等诸多问题。在调研国内相关文献资料的基础上,结合自身在钢铁企业实施信息化系统的经验,提出了适合钢铁企业的数字孪生工厂平台架构,基于此架构的数字化孪生工厂平台在国内多家企业落地实施,为钢铁企业数字化转型提供了很好的示范。

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球团厂造球机生产无人化控制技术

周斌, 邱立运, 蒋源铭, 刘权强, 刘勍

冶金自动化. 2021, 45(6): 46-54.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2021. 06. 007

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介绍了球团厂影响造球的工艺机理与造球工序当前的控制操作现状。无人化控制技术旨在解决在含铁原料经配料、干燥、辊磨、混合等工序后,混合料粒度与水分控制波动较大的问题。采用机器视觉生球粒度图像分析技术,通过实时优化控制模型,自适应调节影响成球的众多因素中能够临时弥补调整的 3 个参数,即给水量、造球机转速、给料量,以获得满足生产要求的最优目标值,再形成单变量、单闭环过程调节系统,从而实现造球生产的无人化稳定精确控制。在保证质量要求时,能有效提升约 10% 产量,对企业降本增效具有重大意义。

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多模式连续铸轧生产线高速飞剪的应用研究与优化

王彪, 高天祥, 孙林雨

冶金自动化. 2021, 45(6): 55-62.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2021. 06. 008

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可视化

高速飞剪( high speed shear,HSS)作为多模式连续铸轧( multi鄄mode continuous casting and rolling,MCCR)生产线的核心装备,通过控制配备有弧形剪刃的上、下转毂和转毂偏心套,实现在半无头和全无头轧制时对薄板带钢的定尺分卷。在执行剪切时要根据带钢的实际厚度、速度对 HSS 转毂与偏心套的速度和角度进行实时动态控制。基于首钢京唐钢铁联合有限责任公司投产的世界首条 MCCR 生产线,介绍了其所装备的 HSS在轧制超薄规格带钢时实现极高速度下稳定剪切的控制原理,并通过对剪切原理、剪刃跟踪计算和角度补偿控制策略的研究优化,大幅提升 HSS 的剪切稳定性、准确性和连续剪切次数,并对 HSS 在无头轧制事故处理过程中拓展应用的可能性进行讨论。

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中厚板轧制过程中道次修正计算方法的研究与应用

何凌云, 龚彩军, 聂军山

冶金自动化. 2021, 45(6): 63-68.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2021. 06. 009

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可视化

针对传统的中厚板道次修正计算方法的弊端,结合中厚板生产线的实际生产特点,提出道次锁定与重新计算相结合的道次修正计算方法。普通道次采用道次锁定计算方式,首道次控温结束后采用重新计算方式。如果各道次按照道次锁定计算方式最终使得阶段出口目标厚度无法达到时,该次修正计算改用重新计算方式。道次修正计算利用已轧道次实测数据修正道次的部分参数,对后续待轧道次进行再计算。该方法已在国内某 3 500 mm 中厚板轧机进行在线应用,轧制力的预报精度能够控制在 5% 以内,道次间的计算时间能够缩短至普通计算方法所用时间的 1 / 10,另外还可以减少轧制过程中道次个数发生变化的频率,提高自动化轧制的稳定性。

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首钢股份 2 mm 以下带钢头尾质量控制的研究与改进

宫永凤, 路统宪, 刘茂峥, 赵志民, 苗春亮

冶金自动化. 2021, 45(6): 69-75.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2021. 06. 010

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卷取是带钢生产的最后一道工序,而卷取机的卷取质量直接决定了带钢的成材率。结合卷取机工艺控制原理、带钢尾部速度控制原理和现场实际情况,分析了产生带钢头尾质量问题的原因。产生头部质量问题的原因为助卷辊磕碰卷筒,而产生尾部质量问题的原因为带钢尾部失张无法降速。通过优化助卷辊辊缝自动补偿功能和带钢尾部降速功能,解决了带钢头部和尾部表面质量缺陷问题,实现了 2 mm 以下规格汽车板的批量生产,且大大减轻了设备的磨损,降低了备件成本。

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粗轧板坯表面裂纹检测与控制的应用

景志远, 王二化, 朱彪

冶金自动化. 2021, 45(6): 76-83.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2021. 06. 011

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粗轧板坯表面裂纹检测与控制系统为国内首次应用于热轧产线粗轧位置的表面检测系统。该系统最大可检测宽度为 2 250 mm 的板坯,最小可检测尺寸为 0. 28 mm x 0. 28 mm 的缺陷。采用多方位防护措施,保证了恶劣环境下图像采集的稳定性,且通过结合阈值分割和对拼接图像提取纵向边缘信息来对图像缺陷进行检测。另外,该系统可将出现重大缺陷的中间坯根据相应情况进行自动推废或禁入处理,有效地避免了质量问题和重大事故。该系统已应用于国内某热轧生产线粗轧位置,系统运行率大于 99. 9% ,且缺陷检出率、识别率大于 90% 。

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线材成品卷全自动卸卷控制系统的设计

贾为征, 马柯

冶金自动化. 2021, 45(6): 84-89.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2021. 06. 012

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线材成品卷的卸卷过程多为手动或半自动,半自动模式需人为选择盘卷运输线( power & free conveyor,PF)在卸卷位卸卷或放行,选择卸卷后需人为干预卸卷的位置,操作不当可能造成卷位不理想、误卸问题卷等情况。本方法在原 PF 线系统增加钩号识别系统,在卸卷工位自动识别卷信息,自动选择卸卷或放行,优化卸卷流程,实现无人值守全自动卸卷,根据不同卷宽自动计算卸卷位置,确保成品卷码放位置准确,各卷间隔均匀整齐。该方法的投用大大提高了生产效率,生产作业率提高了 20% 左右,避免了误卸卷事故的发生,降低了生产成本,每年节约人工成本 20 余万元。

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基于图像形状检测与坐标融合技术的鞍座坐标标定方法

陈欣, 陈波袁, 蔡凯, 李圣十

冶金自动化. 2021, 45(6): 90-97.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2021. 06. 013

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为提高仓库内鞍座位置的标定效率,提出了一种适用于大场景的鞍座坐标标定方法。该方法首先使用图像形状检测技术提取物体的轮廓形状信息,然后使用基于坐标融合技术获得仓库内所有鞍座位置的整体场景坐标,最后利用图像识别与提取技术将整体场景坐标中的鞍座中心标识转换为天车坐标。为验证所提出方法的有效性,将该方法应用于某实验室搭建的试验环境中进行测试,测试结果表明,所提出方法对鞍座坐标识别较为准确,可大幅提高鞍座位置的标定效率。

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2021年, 第45卷, 第6期　刊出日期：2021-11-25

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