智能測溫取樣多功能機器人系統(tǒng)

智能測溫取樣多功能機器人系統(tǒng)基本情況在工信部印發(fā)《“十四五”信息化和工業(yè)化深度融合發(fā)展規(guī)劃》(簡稱“規(guī)劃”)中提出，要推進行業(yè)領域數(shù)字化轉(zhuǎn)型，面向石化化工、鋼鐵、有色、建材、能源等行業(yè)，推進生產(chǎn)過程數(shù)字化監(jiān)控及管理，加速業(yè)務系統(tǒng)互聯(lián)互通和工業(yè)數(shù)據(jù)集成共享，實現(xiàn)生產(chǎn)管控一體化。公司面臨的痛點就是大而不強，尤其是在新的技術和生產(chǎn)效率方面，依然存在如生產(chǎn)協(xié)同難、運行效率低，設備故障多、維修時間長，危險場景多等行業(yè)痛點。這也是對鋼鐵行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能裝備應用提出了更高的要求，所以公司近年來重點是聚焦設備維護低效化、生產(chǎn)過程黑箱化、下游需求碎片化、環(huán)保壓力加劇化等痛點，以工藝裝備優(yōu)化為切入點，加速向設備智能化、生產(chǎn)工藝透明化、環(huán)保管理清潔化等方向。而在煉鋼工序中，LF精煉爐作為爐外精煉工藝的重要環(huán)節(jié)，具有升溫、成分微調(diào)、脫硫、脫氧、去除夾雜和協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)爐與鑄機之間的生產(chǎn)節(jié)奏、降低鐵鋼比等作用。測溫取樣及吹氬是整個LF爐外精煉的核心環(huán)節(jié)，對鋼水成分、溫度及夾雜物控制至關重要。行業(yè)內(nèi)傳統(tǒng)的人工測溫取樣、氬氣觀測和調(diào)節(jié)全部由人工完成，由于每爐鋼的液面高度不同，下槍的相對位置不同，導致測量的溫度及取樣的試樣無代表性，不利于冶煉過程質(zhì)量控制；同時每個冶煉周期中需調(diào)節(jié)氬氣3-5次、測溫5-6次、取樣2-3次，人工控制對生產(chǎn)效率的提升存在較大眾所周知，鋼鐵冶煉與其它一般工業(yè)現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境差異性較大，高溫、多塵、輻射、噪音等是LF精煉爐典型特征。為提高勞動生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量及工人作業(yè)環(huán)境的安全性、舒適性。在這一背景下，國內(nèi)很多鋼廠采用自動測溫取樣機器人代替人工操作，因作業(yè)環(huán)境及維護保養(yǎng)等因素影響，設備精細化、精準化程度始終無法滿足生產(chǎn)要求。公司組織專業(yè)團隊，在綜合分析研判和現(xiàn)場寫實調(diào)研的基礎上，自主開發(fā)了4號LF精煉爐多功能機器人，實現(xiàn)自動測溫取樣、氬氣觀測及自動調(diào)節(jié)等智能化控制，為打造智慧化工廠奠定堅實基礎。技術簡介智能測溫取樣多功能機器人系統(tǒng)以PLC為控制核心，以工業(yè)機器人作為平臺，集自動測溫、取樣、定氧、測渣厚、取渣樣、氬氣觀測智能調(diào)節(jié)功能多種功能與一身，可實現(xiàn)測得數(shù)據(jù)自動采集并上傳至生產(chǎn)二級系統(tǒng)，是精煉爐“一鍵式智能煉鋼”生產(chǎn)中至關重要的一環(huán)。成為全國首家實現(xiàn)LF精煉爐一鍵式冶煉的鋼廠。該系統(tǒng)節(jié)約了人力成本，降低了操作人員的安全風險及勞動強度，提升了設備智能化裝備水平，提高了設備生產(chǎn)平衡率，提高了冶煉生產(chǎn)節(jié)奏，及精煉爐終點控制水平，穩(wěn)定了鋼水質(zhì)量，進一步完善了爐機匹配。并且安裝方便，易于使用和維護，對工作環(huán)境差、安全防護落后、勞動強度大的冶金行業(yè)具有較高的推廣價值。主要特點該項目突破鋼水液面自動檢測、多種探頭的大容量存儲、機器人測溫槍探頭自動安裝、廢舊探頭自動拆除、機器人自適應爐口位置、機器人自動規(guī)劃路徑到達最終測點位置、氬氣攪拌可視化、氬氣調(diào)節(jié)智能化等關鍵技術。該機器人集自動測溫、取樣、定氧、測渣厚、取渣樣、氬氣觀測智能調(diào)節(jié)功能多種功能與一身，在全國同行業(yè)首家實現(xiàn)LF精煉爐一鍵式冶煉的鋼廠。提升設備智能化裝備水平，提高設備生產(chǎn)平衡率。多功能機器人系統(tǒng)具有自動測溫、取樣、定氧、測渣厚、取渣樣、氬氣觀測智能調(diào)節(jié)等功能，這些功能的應用整體提升了煉鋼工序裝備智能化水平，提高了冶煉生產(chǎn)節(jié)奏，及精煉爐終點控制水平，穩(wěn)定了鋼水質(zhì)量，進一步完善爐機了匹配。有效消除測溫取樣誤差提高測成率。智能測溫取樣多功能機器人系統(tǒng)投入運行后，有效改善了人工測溫取樣的弊端，以精確的測量深度獲得準確的測溫數(shù)據(jù)和鋼水樣塊，同時氬氣觀測指導系統(tǒng)能使操作工獲取到爐內(nèi)情況，指導低吹氬氣調(diào)節(jié)，降低了因現(xiàn)場工作環(huán)境溫度高、勞動強度大，噴濺傷害造等造成的人員傷害風險。大大提高了工作效率。落地應用效果智能測溫取樣多功能機器人系統(tǒng)投入運行后，有效改善了人工測溫取樣的弊端，以精確的測量深度獲得準確的測溫數(shù)據(jù)和鋼水樣塊，同時氬氣觀測指導系統(tǒng)能使操作工獲取到爐內(nèi)情況，指導低吹氬氣調(diào)節(jié)，降低了因現(xiàn)場工作環(huán)境溫度高、勞動強度大、噴濺傷害等造成的人員傷害風險和不安全因素，大大提高了現(xiàn)場工作效率和安全管理水平。同時，也給公司帶來了較為實際的經(jīng)濟效益：1.降低電耗目前LF精煉電耗為28.5kW·h/t，通過溫度模型精準控制后，降低電耗1.5kW·h/t，電價按照0.68元/kW·h，4號精煉年產(chǎn)140萬噸計算；年電耗節(jié)約成本：1.5kW·h/t×0.68元/kW·h×140萬噸=142.8萬元2.生產(chǎn)效率提升該系統(tǒng)增上后，平均精煉周期縮短2min，提升產(chǎn)量約1爐/天，按照年有效作業(yè)天數(shù)330天，項目貢獻率30%，噸鋼效益700元計算，年增加產(chǎn)量效益：130噸/爐×1爐/天×330天×30%×700元/噸=900萬元3.提高鋼水成分精準合格率成分控制合格率達到99%以上，合金平均成本降低0.4元/噸鋼，按照年產(chǎn)140萬噸計算，年降低合金成本：0.4元/噸鋼×140萬噸=564.精簡人員，降低人工成本實施智能化升級后，操作人員四班合計精簡4人，按人工成本每人每年17萬計算，年降低人工成本：4人×17萬元/年=68萬元5.提升質(zhì)量穩(wěn)定性，提高鋼水合格率項目實施后，提高質(zhì)量合格率0.1%，按鋼水合格率貢獻度30%，年產(chǎn)量140萬噸，噸鋼效益按照700元/t鋼計算，年創(chuàng)造質(zhì)量效益：140萬噸×0.001×0.3×700元/t鋼=29.4萬元效益總計1196.2萬元/年。未來發(fā)展規(guī)劃隨著“工業(yè)4.0”時代的來臨，制造技術正逐步從自動化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化向智能化方向發(fā)展?！肮I(yè)4.0”不僅僅是場技術革命，更重要的是對企業(yè)經(jīng)營理念、組織模式、產(chǎn)品結(jié)構等方面進行深層次的改革和轉(zhuǎn)型。因此智能制造是新時代制造業(yè)的自我革命，也是具有劃時代意義的二次創(chuàng)業(yè)。特別對于鋼鐵行業(yè)來說，智能制造邁出了“機器代人”的重要一步，真正把職工從危險環(huán)境和繁重勞動中解放出來，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的精準控制，產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)步提升，生產(chǎn)成本的極致優(yōu)化，既是“以人民為中心”的具體體現(xiàn)，也是“高質(zhì)量發(fā)展”的實踐下一步，公司將堅定不移落實國家智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，以4號LF精煉爐智能化系統(tǒng)建設為契機，結(jié)合國家“雙碳”政策及寶武“四個一律”要求，大力推進“機器人+”“5G+”行動，將先進的生產(chǎn)工藝技術與新一代工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術深度融合，逐步完善智能煉鋼系統(tǒng)、智能連鑄系統(tǒng)，打造4號轉(zhuǎn)爐-4號精煉-4號連鑄機智能制造示范產(chǎn)線，再由點到線推進各制造單元全面貫通，由線到網(wǎng)推進各生產(chǎn)模塊系統(tǒng)融合，完成基礎應用大數(shù)據(jù)池建設，依靠一個操作界面、一個指揮中心、一套準時化生產(chǎn)模型、一個生產(chǎn)驅(qū)動點，實現(xiàn)自感知、自學習、自決策、自執(zhí)行等多功能的新型生產(chǎn)方式，達到科學、高效、