TCISA 303-2023 燒結(jié)生產(chǎn)作業(yè)智能化技術(shù)要求

ICSCCSH07

CISA團 體 標 準T/CISA303—2023燒結(jié)生產(chǎn)作業(yè)智能化技術(shù)要求Technicalrequirementsforoperationintellectualizationofsinteringproduction2023-02-25發(fā)布 2023-05-01實施中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會 發(fā)布1T/CISA303—2023T/CISA303—2023前??言本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會提出。本文件由全國鋼標準化技術(shù)委員會（SAC/TC183）歸口。本文件起草單位：北京智冶互聯(lián)科技有限公司、冶金工業(yè)信息標準研究院、江蘇永鋼集團有限公司、遼寧中新自動控制集團股份有限公司。T/CISA303—2023T/CISA303—2023PAGEPAGE1燒結(jié)生產(chǎn)作業(yè)智能化技術(shù)要求范圍本文件規(guī)定了燒結(jié)生產(chǎn)作業(yè)智能化系統(tǒng)的基本要求、系統(tǒng)架構(gòu)、設(shè)備要求、數(shù)據(jù)要求、智能分析、智能生產(chǎn)作業(yè)。規(guī)范性引用文件（包括所有的修改單適用于本文件。GB/T38637.2-2020物聯(lián)網(wǎng)感知控制設(shè)備接入第2部分：數(shù)據(jù)管理要求GB50408燒結(jié)廠設(shè)計規(guī)范術(shù)語和定義GB50408界定的術(shù)語和定義適用于本文件。3.1混勻礦blendedores理化性能不一的原料經(jīng)預(yù)配料、堆積混勻后達到預(yù)計理化性能的原料。[來源：GB50408,2.0.5]3.2混合料mixture含鐵原料、熔劑、固體燃料和添加水經(jīng)過混合并制粒后的產(chǎn)品。[來源：GB50408,2.0.10]縮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)資源計劃（EnterpriseResourcePlanning）LIMS：實驗室信息管理系統(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GB50408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)燒結(jié)生產(chǎn)作業(yè)智能化系統(tǒng)架構(gòu)見圖1。注：虛線框的內(nèi)容不在本文件規(guī)定范圍內(nèi)。圖1燒結(jié)生產(chǎn)作業(yè)智能化系統(tǒng)架構(gòu)圖設(shè)備要求配料工序料倉宜安裝稱重傳感器。0.5%。宜具備混合料成分在線分析設(shè)備。加水-混合-制粒工序0.2%。0.3t/h。0.1t/h。布料工序PLC控制系統(tǒng)，并實現(xiàn)遠程單機控制。應(yīng)安裝料層厚度測量裝置，測量位置宜對應(yīng)布料閘門位置。點火工序PLC控制系統(tǒng)，應(yīng)遠程單機控制。應(yīng)安裝以下測量儀器或儀表：——點火煤氣的流量、壓力測量儀；——點火助燃空氣的流量、壓力、溫度測量儀；——點火爐膛溫度儀表。抽風(fēng)燒結(jié)工序風(fēng)箱熱電偶測溫點位置宜對應(yīng)布料閘門位置，多排布置。PLC控制系統(tǒng)，應(yīng)遠程單機控制。應(yīng)在燒結(jié)機尾安裝熱成像裝置。冷卻工序應(yīng)安裝燒結(jié)礦冷卻前溫度和冷卻后溫度實時檢測設(shè)備。應(yīng)安裝緊急打水冷卻設(shè)備且應(yīng)遠程單機控制。冷卻風(fēng)機應(yīng)具備遠程單機控制能力。宜在環(huán)冷機破碎大溜槽下部、環(huán)冷機中間部位、機尾溜槽部位安裝燒結(jié)礦溫度實時檢測設(shè)備。應(yīng)在環(huán)冷機出礦機尾溜槽處或成品皮帶上方安裝自動噴淋裝置。自動噴淋裝置應(yīng)遠程單機控制。整粒工序宜在成品燒結(jié)礦皮帶上方安裝燒結(jié)礦成分在線分析設(shè)備。宜安裝燒結(jié)礦粒度檢測設(shè)備。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——混勻礦成分化驗值：檢測項包括TFe、SiO2、CaO、MgO、Al2O3、FeO、水分、燒損，兩次檢測時間隔宜小于8h；——混合料成分化驗值：檢測項包括TFe、SiO2、CaO、MgO、Al2O3、FeO、水分、燒損，兩次檢測時間隔宜小于8h。1控制數(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8.3.1GB/T38637.2-20206.2的要求。3d。1min3模型相關(guān)的數(shù)據(jù)應(yīng)根據(jù)模型需求確定存儲時間。表1感知數(shù)據(jù)采集要求數(shù)據(jù)類型采集對象質(zhì)量數(shù)據(jù)——所有配礦用原料成分：檢測項包括TFe、SiO2、CaO、MgO、Al2O3、FeO、水分、燒損，宜含MnO、S、P、Ni、Cr、K2O、Na2O、Ti、Zn、Cu、Pb、As；原料來源發(fā)生變化時，應(yīng)立即檢測一次并記錄取樣時間和取樣位置；廠內(nèi)原料還應(yīng)化驗固定碳含量；SiO2CaOMgOAl2O3MnOSPNi、Cr、K2O、Na2O、Ti、Zn、Cu、Pb、As；原料來源發(fā)生變化時，應(yīng)立即檢測一次并記錄取樣時間和取樣位置；——SiO2CaO、MgO、Al2O3，宜含TFe、MnO、S、P、Ni、Cr、K2O、Na2O、Ti、Zn、Cu、Pb、As；原料來源發(fā)生變化時，應(yīng)立即檢測一次并記錄取樣時間和取樣位置；TFeSiO2CaOMgOAl2O3MnOSPNiCr、K2O、Na2O、Ti、Zn、Cu、Pb、As；兩次檢測時間隔宜小于1h；——燒結(jié)礦物理性能和冶金性能：宜包含轉(zhuǎn)鼓強度、粒度、還原性、低溫還原粉化性能、荷重還原軟化性能、熔滴性能。生產(chǎn)數(shù)據(jù)——配料倉倉重，——配料秤下料量檢測值，——進一混皮帶秤檢測值和累積值，——混合料水分檢測值，——混合料倉倉重，——混勻系統(tǒng)加水閥開度檢測值，——混勻系統(tǒng)加水管流量檢測值，——點火煤氣、空氣調(diào)節(jié)閥開度檢測值，——點火煤氣、空氣流量檢測值，——點火爐膛溫度，——布料閘門開度檢測值，——料層厚度檢測值，——風(fēng)箱負壓檢測、風(fēng)箱開度、風(fēng)箱廢氣溫度，——大煙道廢氣溫度、大煙道壓力、大煙道廢氣流量，——環(huán)冷后燒結(jié)礦溫度，——成品皮帶秤檢測值。設(shè)備數(shù)據(jù)——燒結(jié)機頻率，——主抽風(fēng)機頻率，——圓輥給料機頻率，——環(huán)冷機頻率，——環(huán)冷風(fēng)機頻率，——機尾熱成像采集的溫度、圖片、視頻，——各工序皮帶運轉(zhuǎn)信號，——各工序設(shè)備啟停信號。表2控制數(shù)據(jù)采集要求數(shù)據(jù)類型采集對象控制數(shù)據(jù)——配料秤下料量設(shè)定值，——混勻系統(tǒng)加水閥開度設(shè)定值，——布料閘門開度設(shè)定值，——點火煤氣、空氣調(diào)節(jié)閥開度設(shè)定值，——風(fēng)箱開度設(shè)定值，——燒結(jié)機頻率設(shè)定值，——主抽風(fēng)機頻率設(shè)定值，——主抽風(fēng)門開度設(shè)定值，——環(huán)冷機頻率設(shè)定值，——環(huán)冷出礦皮帶噴淋啟動信號。智能分析原燃料質(zhì)量分析應(yīng)能夠?qū)υ剂腺|(zhì)量數(shù)據(jù)進行查詢。宜構(gòu)建基于原燃料成分和質(zhì)量指標的質(zhì)量評價算法。算法應(yīng)根據(jù)鐵礦粉、燒結(jié)燃料、燒結(jié)熔劑、其他鐵料的分類，對化驗值偏離標準值的程度進行評價。燒結(jié)狀態(tài)分析關(guān)鍵參數(shù)監(jiān)視應(yīng)對關(guān)鍵參數(shù)進行實時監(jiān)視，關(guān)鍵參數(shù)包括但不限于數(shù)據(jù)采集要求中的感知數(shù)據(jù)。當關(guān)鍵參數(shù)超出合理范圍時應(yīng)立即報警。應(yīng)能對關(guān)鍵參數(shù)的報警范圍進行設(shè)定。料層透氣性分析應(yīng)根據(jù)主抽總風(fēng)量、抽風(fēng)面積、大煙道壓力、布料厚度實時計算燒結(jié)料層熱態(tài)透氣性值。機尾狀態(tài)分析應(yīng)與安裝在燒結(jié)機尾部的熱成像攝像頭進行實時數(shù)據(jù)通訊。應(yīng)能夠在機尾狀態(tài)分析模型界面準確清晰顯示燒結(jié)機機尾料層斷面圖像。FeOFeO變化趨勢，提出改進建議。勻性。燒結(jié)終點分析宜以三維圖形展示當前燒結(jié)終點位置和溫度變化。燒結(jié)礦質(zhì)量分析應(yīng)能夠?qū)Y(jié)礦成分、燒結(jié)礦物理性能和冶金性能數(shù)據(jù)進行查詢。合格率、R一級品率、TFe合格率、FeO合格率、FeO一級品率、MgO合格率、MgO一級品率、CaO合格率、成品率、轉(zhuǎn)鼓合格率。宜具備燒結(jié)礦質(zhì)量指標圖形化展示功能。能源消耗分析應(yīng)統(tǒng)計燒結(jié)日能源消耗量及噸燒能源消耗，包括但不限于：固體燃耗、電耗、煤氣消耗等。應(yīng)以圖形形式展示各消耗項的日變化趨勢。智能生產(chǎn)作業(yè)邏輯架構(gòu)燒結(jié)智能生產(chǎn)作業(yè)與智能分析間的邏輯關(guān)系見圖2。智能配礦智能配礦應(yīng)滿足如下目標?？梢詽M足單一目標，也可以同時滿足多個目標。噸鐵成本最低；日鐵前利潤最高；燒結(jié)礦噸礦成本最低；燒結(jié)礦品位價最低；高爐綜合入爐品位最高。應(yīng)能根據(jù)原料需求、燒結(jié)需求、高爐需求對混勻礦配比、燒結(jié)原料配比進行優(yōu)化。三種需求包括的內(nèi)容如下：原料需求：包括原料可采購量、原料價格等市場需求，以及原料庫存需求；高爐需求：包括但不限于爐渣成分范圍、鐵水有害元素最高值、有害元素入爐負荷最高值。配礦計算的關(guān)鍵參數(shù)應(yīng)能夠人工修改，包括：生產(chǎn)參數(shù)：焦比、煤比、焦丁比；經(jīng)驗參數(shù)：生鐵Fe含量、生鐵Si含量、鐵素損耗比例、返礦率；其他參數(shù)：混勻配料、燒結(jié)配料、高爐配料的原料種類。圖2燒結(jié)智能生產(chǎn)作業(yè)與智能分析間間邏輯架構(gòu)圖配礦方案應(yīng)滿足以下要求：應(yīng)滿足原料市場需求、原料庫存需求、燒結(jié)需求、高爐需求設(shè)置的范圍；應(yīng)給出混勻礦配比構(gòu)成、混合料配比構(gòu)成、高爐入爐料配比構(gòu)成；應(yīng)能夠?qū)α蠁芜M行人工保存、查詢、對比、修改。智能配料MgO、FeO應(yīng)能設(shè)定優(yōu)化目標，包括堿度、MgO、FeO。應(yīng)構(gòu)建基于原燃料成分和下料量的燒結(jié)礦理論成分計算模型，并結(jié)合燒結(jié)礦質(zhì)量分析模型中燒前饋計算：根據(jù)原燃料成分和燒結(jié)料單比例，通過燒結(jié)礦成分預(yù)測模型，結(jié)合堿度目標和MgO目標，給出燒結(jié)熔劑的最優(yōu)下料量調(diào)整值；（或MgO與目標值偏差，結(jié)合燒結(jié)礦成分預(yù)測模型，給出燒結(jié)熔劑的下料量修正值。FeOFeOFeO目標和燒結(jié)礦成分預(yù)測模型，給出燒結(jié)燃料最優(yōu)下料量調(diào)整值；FeO，計算FeO用戶應(yīng)能夠在系統(tǒng)界面選擇手動模式或自動模式對下料量進行調(diào)整。手動模式由用戶確認后下發(fā)給配料執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行；自動模式由系統(tǒng)直接下發(fā)給配料執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行。智能配水應(yīng)構(gòu)建基于原燃料水分、下料量、加水量的混合料理論水分計算模型，并建立理論水分與實際水分間對應(yīng)關(guān)系，采用機器學(xué)習(xí)算法構(gòu)建混合料水分預(yù)測模型。用戶應(yīng)能夠在系統(tǒng)界面選擇手動模式或自動模式對加水量進行調(diào)整。手動模式由用戶確認后下發(fā)給流量調(diào)節(jié)閥執(zhí)行；自動模式由系統(tǒng)直接下發(fā)給流量調(diào)節(jié)閥執(zhí)行。應(yīng)能人工設(shè)定混合料含水量的目標值。布料優(yōu)化應(yīng)根據(jù)料層橫向各區(qū)域料層厚度變化、燒結(jié)終點位置等反饋數(shù)據(jù)，結(jié)合燒結(jié)機速、圓輥轉(zhuǎn)速，用戶應(yīng)能夠在系統(tǒng)界面選擇手動模式和自動模式對布料閘門開度進行調(diào)整。手動模式由用戶確認后下發(fā)給布料閘門開度控制設(shè)備執(zhí)行；自動模式由系統(tǒng)直接下發(fā)給布料閘門開度控制設(shè)備執(zhí)行。應(yīng)具備堵料時自動排大塊功能。應(yīng)具備根據(jù)橫向料層厚度值差異，判定布料均勻性功能。宜具備閘門開度、布料厚度歷史查詢功能。點火優(yōu)化應(yīng)根據(jù)爐膛實際溫度反饋值，計算優(yōu)化后的煤氣和助燃空氣的閥位或流量。用戶應(yīng)能在系統(tǒng)界面選擇手動模式或自動模式對煤氣和助燃空氣的最優(yōu)閥位或流量進行調(diào)整。應(yīng)能人工設(shè)定點火爐膛溫度優(yōu)化目標值。抽風(fēng)燒結(jié)優(yōu)化應(yīng)能優(yōu)化燒結(jié)機速或主抽頻率，保證合理的燒結(jié)終點位置。優(yōu)化方式包括前饋計算和反饋計算兩種方式，具體要求如下：用戶應(yīng)能夠在系統(tǒng)界面選擇手動模式