2023鐵礦球團(tuán)生產(chǎn)作業(yè)智能化技術(shù)要求

鐵礦球團(tuán)生產(chǎn)作業(yè)智能化技術(shù)要求PAGEPAGE1鐵礦球團(tuán)生產(chǎn)作業(yè)智能化技術(shù)要求范圍本文件適用于鋼鐵行業(yè)帶式焙燒機(jī)和鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯-規(guī)范性引用文件（包括所有的修改單適用于本文件。GB/T38637.2-20202部分：數(shù)據(jù)管理要求GB/T50491鐵礦球團(tuán)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語和定義本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義?？s略語下列縮略語適用于本文件。DCS：分布式控制系統(tǒng)（DistributedControlSystem）ERP：企業(yè)資源計(jì)劃（EnterpriseResourcePlanning）LIMS：實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)（LaboratoryInformationManagementSystem）MES：制造執(zhí)行系統(tǒng)(ManufacturingExecutionSystem)PLC：可編程邏輯控制（ProgrammableLogicController）基本要求GB/T50491的要求。PLC系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)、LIMS系統(tǒng)、MES系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)。系統(tǒng)架構(gòu)鐵礦球團(tuán)生產(chǎn)作業(yè)智能化系統(tǒng)架構(gòu)見圖1。設(shè)備要求0.5%。0.2%。烘干機(jī)應(yīng)安裝煤氣量、風(fēng)量、爐膛溫度、爐膛壓力、尾氣溫度等測(cè)量儀器或儀表。0.2m2個(gè)。1%90%。帶式焙燒機(jī)臺(tái)車料層應(yīng)安裝料位計(jì)。各風(fēng)箱溫度、壓力應(yīng)安裝測(cè)量儀器或儀表。鏈篦機(jī)料層、環(huán)冷機(jī)受料斗應(yīng)安裝料位計(jì)或料位監(jiān)測(cè)設(shè)備。10℃以內(nèi)。注：虛線框的內(nèi)容不在本文件規(guī)定范圍內(nèi)。圖1鐵礦球團(tuán)生產(chǎn)作業(yè)智能化系統(tǒng)架構(gòu)圖數(shù)據(jù)要求數(shù)據(jù)采集感知數(shù)據(jù)GB/T38637.2-2020中5.2的要求。1中的內(nèi)容。質(zhì)量數(shù)據(jù)宜采集所有參與配料的物料價(jià)格數(shù)據(jù)和庫存數(shù)據(jù)。1中的內(nèi)容?？刂茢?shù)據(jù)控制數(shù)據(jù)的采集應(yīng)符合GB/T38637.2-2020中5.3的要求，采集對(duì)象應(yīng)包括但不限于表2中的內(nèi)容。數(shù)據(jù)處理應(yīng)符合GB/T38637.2-2020中6.1的要求。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)8.3.1GB/T38637.2-20206.2的要求。3d。1min3個(gè)月。模型相關(guān)的數(shù)據(jù)應(yīng)根據(jù)模型需求確定存儲(chǔ)時(shí)間。1數(shù)據(jù)類型采集對(duì)象質(zhì)量數(shù)據(jù)TFeSiO2CaOSH2OAl2O3MgO、P、K及燒損；檢驗(yàn)頻率宜不低于每批次檢測(cè)一次；————球團(tuán)礦化學(xué)成分：檢測(cè)項(xiàng)應(yīng)包括TFe、R（堿度）、FeO及S等，宜包含SiO2、Al2O3、CaO及MgO等；檢驗(yàn)頻率宜不低于每批次檢測(cè)一次；——球團(tuán)礦物理性能：檢測(cè)項(xiàng)應(yīng)包括粒度組成（8mm-16mm）%、粒度組成（-5mm）%，宜包含轉(zhuǎn)鼓指數(shù)（+6.3mm）%及耐磨指數(shù)（-0.5mm）%等；檢驗(yàn)頻率宜不低于每班檢測(cè)一次；——球團(tuán)礦冶金性能：檢測(cè)項(xiàng)應(yīng)包含還原度指數(shù)、還原膨脹指數(shù)和低溫還原粉化性，宜包含軟化性能及熔滴性；檢驗(yàn)頻率宜不低于每周次檢測(cè)一次。生產(chǎn)數(shù)據(jù)——預(yù)配料倉、配料倉的倉重，——物料水分檢測(cè)值，——皮帶秤檢測(cè)值，——烘干筒爐膛溫度、布袋出口溫度及尾氣溫度，——烘干筒爐膛壓力、煤氣壓力，——緩沖料倉倉重，——輥壓機(jī)上方直漏料位，——造球上料量，——生球入機(jī)量，——帶式焙燒機(jī)各燒嘴溫度、風(fēng)箱溫度、煙罩溫度（或回轉(zhuǎn)窯筒體溫度、窯尾溫度），——煤氣/煤粉消耗量，——環(huán)冷機(jī)風(fēng)量。設(shè)備數(shù)據(jù)——各主體設(shè)備的啟停信號(hào)，——各皮帶的運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)，——烘干機(jī)轉(zhuǎn)速、煤氣閥門開度、鼓風(fēng)機(jī)頻率，——緩沖倉圓盤轉(zhuǎn)速，——輥壓機(jī)驅(qū)動(dòng)側(cè)和非驅(qū)動(dòng)側(cè)壓力、電機(jī)電流、輥間隙、定輥和動(dòng)輥轉(zhuǎn)速，——混合機(jī)轉(zhuǎn)速，——造球盤轉(zhuǎn)速、傾角，——帶式焙燒機(jī)機(jī)速（或鏈篦機(jī)機(jī)速、回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速和環(huán)冷機(jī)機(jī)速），——工藝風(fēng)機(jī)頻率。智能分析原料質(zhì)量分析應(yīng)能夠?qū)υ腺|(zhì)量檢化驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。原料質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果應(yīng)以量化數(shù)據(jù)給出，并按質(zhì)量優(yōu)劣順序進(jìn)行排序。應(yīng)根據(jù)原料質(zhì)量檢化驗(yàn)指標(biāo)要求設(shè)定超限報(bào)警標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)指標(biāo)超限時(shí)應(yīng)及時(shí)報(bào)警。表2控制數(shù)據(jù)采集要求數(shù)據(jù)類型采集對(duì)象控制數(shù)據(jù)——預(yù)配料、配料下料量設(shè)定值，——烘干筒煤氣閥門開度設(shè)定值，——烘干筒鼓風(fēng)機(jī)頻率設(shè)定值，——緩沖料倉轉(zhuǎn)速設(shè)定值，——輥壓機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定值，——輥壓機(jī)壓力設(shè)定值，——混合機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定值，——造球打水量設(shè)定值，——造球盤轉(zhuǎn)速設(shè)定值，——布料厚度設(shè)定值，——帶式焙燒機(jī)燒嘴煤氣閥開度設(shè)定值（或回轉(zhuǎn)窯噴煤量設(shè)定值），——工藝風(fēng)機(jī)頻率設(shè)定值。料層透氣性分析應(yīng)通過數(shù)據(jù)挖掘和算法分析等方式，給出不同原料和工況下各工藝段料層最佳透氣性范圍?；剞D(zhuǎn)窯狀態(tài)分析應(yīng)建立回轉(zhuǎn)窯狀態(tài)模型，包括回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈厚度計(jì)算模型、耐材脫落計(jì)算模型。窯內(nèi)溫度分布宜結(jié)合窯內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)、熱工操作以及機(jī)器學(xué)習(xí)算法實(shí)時(shí)迭代更新。應(yīng)考慮環(huán)境溫度、風(fēng)速及窯內(nèi)縱向?qū)崟r(shí)溫度分布對(duì)模型計(jì)算結(jié)果的影響。模型分析結(jié)果宜以三維可視化方式顯示，相關(guān)數(shù)據(jù)應(yīng)實(shí)時(shí)更新。熱工分析與球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度、氧化亞鐵含量相關(guān)的熱工參數(shù)包括但不限于：成品球粒度分布、上料量、干燥段溫度、抽干段壓力、預(yù)熱及焙燒溫度、焙燒壓力、冷卻段溫度等；與轉(zhuǎn)鼓指數(shù)相關(guān)的熱工參數(shù)包括但不限于：預(yù)熱段風(fēng)箱溫度、預(yù)熱段燒嘴溫度、工藝風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速等；/鏈篦機(jī)機(jī)速及臺(tái)車長度方向上的料厚分布等。應(yīng)根據(jù)熱工在線綜合分析方法實(shí)時(shí)計(jì)算結(jié)果，給出各熱工參數(shù)的操作適宜范圍和實(shí)時(shí)評(píng)分結(jié)果。當(dāng)評(píng)分偏離合理范圍時(shí)應(yīng)及時(shí)報(bào)警并提供操作建議。球團(tuán)礦質(zhì)量分析應(yīng)能夠?qū)η驁F(tuán)礦質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，質(zhì)量數(shù)據(jù)包括球團(tuán)礦的化學(xué)成分、物理性能和冶金性能。應(yīng)具備球團(tuán)礦質(zhì)量優(yōu)劣判定功能。判定指標(biāo)應(yīng)支持人工設(shè)定，包括但不限于：抗壓強(qiáng)度合格率、TFeFeO能源消耗分析智能生產(chǎn)作業(yè)邏輯架構(gòu)球團(tuán)智能生產(chǎn)作業(yè)與智能分析間的邏輯關(guān)系見圖2。智能配料應(yīng)以現(xiàn)有原料條件和球團(tuán)礦質(zhì)量要求為約束條件，以原料成本最低為優(yōu)化目標(biāo)，建立智能配料模型，給出最佳配料方案。具體內(nèi)容如下：現(xiàn)有原料條件應(yīng)包括各原料、輔料的價(jià)格及其配用限制；球團(tuán)礦質(zhì)量要求包括鐵品位、堿度、二氧化硅等限制范圍；最佳配料方案應(yīng)包括各種鐵精礦配比、粘結(jié)劑配比、原料成本價(jià)格、鐵精礦混合成分、混合料成分及球團(tuán)礦預(yù)測(cè)成分。模型所用參數(shù)應(yīng)允許人工修改?？尚薷膬?nèi)容包括：增減原料種類、變更原料的使用限制、球團(tuán)礦質(zhì)量要求及原料檢化驗(yàn)數(shù)據(jù)等。智能配料模型宜進(jìn)行球團(tuán)礦質(zhì)量追溯。若球團(tuán)礦成分超出質(zhì)量要求，則應(yīng)調(diào)整原配料方案中該成分的控制范圍，自動(dòng)計(jì)算新的配料方案。配料方案宜直接下發(fā)給生產(chǎn)系統(tǒng)執(zhí)行。圖2球團(tuán)智能生產(chǎn)作業(yè)與智能分析間邏輯架構(gòu)圖智能干燥應(yīng)建立鐵精礦干燥控制模型，對(duì)煤氣量和鼓風(fēng)量進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化控制。應(yīng)通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法建立干燥后物料水分與煤氣量、鼓風(fēng)量等控制參數(shù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)模型的優(yōu)化迭代。模型應(yīng)考慮設(shè)備安全和生產(chǎn)安全，包括但不限于對(duì)爐膛溫度和壓力的范圍限制。干燥后的物料水分限定范圍應(yīng)支持人工設(shè)定和修改。干燥工序的控制參數(shù)應(yīng)直接下發(fā)給生產(chǎn)系統(tǒng)執(zhí)行。85%。智能輥壓應(yīng)采用數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，建立緩沖倉下料量、輥壓機(jī)上方漏斗料位、輥壓機(jī)出料量之1/31/2之間。漏斗料位控制范圍應(yīng)支持人工設(shè)定和修改。模型應(yīng)考慮緩沖倉的安全料重范圍，保證不冒料、不空料。輥壓工序的控制參數(shù)宜直接下發(fā)給生產(chǎn)系統(tǒng)執(zhí)行。85%。智能混合應(yīng)建立混合料入機(jī)量與混合機(jī)轉(zhuǎn)速、混勻時(shí)間的關(guān)系模型。根據(jù)混合料入機(jī)量的變化自動(dòng)調(diào)整混合機(jī)控制參數(shù)，保障混勻效果。若在混合工序配置了加水操作，應(yīng)能根據(jù)干燥后物料水分值和造球水分要求值，實(shí)時(shí)計(jì)算混合工序的加水量。當(dāng)混勻料水分出現(xiàn)異常時(shí)，應(yīng)能及時(shí)報(bào)警。異常水分值宜自動(dòng)關(guān)聯(lián)到干燥、造球工序的相應(yīng)智能模型?；旌瞎ば虻目刂茀?shù)宜直接下發(fā)給生產(chǎn)系統(tǒng)執(zhí)行。智能造球應(yīng)采用智能算法，根據(jù)生球圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)粒度分析。應(yīng)結(jié)合成球機(jī)理和現(xiàn)場(chǎng)操作經(jīng)驗(yàn)，建立生球粒度實(shí)時(shí)控制模型。通過模型判斷是否應(yīng)進(jìn)行造球操作調(diào)整，調(diào)整內(nèi)容包括但不限于對(duì)加水量和圓盤轉(zhuǎn)速的調(diào)整。自動(dòng)調(diào)節(jié)加水量時(shí)，應(yīng)合理分配滴水量和霧水量。若出現(xiàn)混合料水分過大或過小等極端異常情況應(yīng)能及時(shí)發(fā)出報(bào)警，宜自動(dòng)關(guān)聯(lián)到干燥、混合工序的相應(yīng)智能模型。造球工序的控制參數(shù)宜直接下發(fā)給生產(chǎn)系統(tǒng)執(zhí)行。智能布料應(yīng)建立布料厚度調(diào)整模型。根據(jù)生球入機(jī)量、球團(tuán)礦產(chǎn)量要求、臺(tái)車參數(shù)及機(jī)速，實(shí)時(shí)計(jì)算合理的布料厚度范圍。當(dāng)實(shí)際布料厚度超出合理范圍時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整布料控制參數(shù)。布料控制參數(shù)包括但不限于：機(jī)速、擺動(dòng)皮帶加速度等。33個(gè)以上平均分布的料層厚度監(jiān)測(cè)值平均值。布料控制參數(shù)宜直接下發(fā)給生產(chǎn)系統(tǒng)執(zhí)行。對(duì)布料厚度進(jìn)行優(yōu)化后，厚度誤差控制（50mm）的80%。智能焙燒帶式焙燒機(jī)應(yīng)建立焙燒參數(shù)優(yōu)化控制模型。結(jié)合熱工分析、數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，根據(jù)不同原料種類和配比、生球質(zhì)量、入機(jī)量、布料狀態(tài)、球團(tuán)礦質(zhì)量要求，給出不同工況的最佳焙燒操作參數(shù)范圍。操作參數(shù)包括但不限于：預(yù)熱段升溫梯度、焙燒段最高溫度、冷卻段的溫降梯度、工藝風(fēng)機(jī)風(fēng)量等。模型應(yīng)隨著工況樣本的增加自動(dòng)完成更新迭代。應(yīng)將當(dāng)前焙燒參數(shù)值和最佳操作范圍進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)比。當(dāng)焙燒參數(shù)出現(xiàn)偏離時(shí)應(yīng)及時(shí)報(bào)警，并提供相應(yīng)操作建議?；剞D(zhuǎn)窯應(yīng)建立噴配量優(yōu)化模型。根據(jù)窯頭實(shí)時(shí)溫度分布、窯尾溫度的變化對(duì)噴煤量進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，保障球團(tuán)固結(jié)焙燒效果。8.3.4的計(jì)算結(jié)果，對(duì)燒嘴內(nèi)外風(fēng)量的分配、助燃風(fēng)機(jī)頻率進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整?；剞D(zhuǎn)窯控制參