TCISA 303-2023 烧结生产作业智能化技术要求

ICSCCSH07

CISA团 体 标 准T/CISA303—2023烧结生产作业智能化技术要求Technicalrequirementsforoperationintellectualizationofsinteringproduction2023-02-25发布 2023-05-01实施中国钢铁工业协会 发布1T/CISA303—2023T/CISA303—2023前  言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国钢铁工业协会提出。本文件由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183）归口。本文件起草单位：北京智冶互联科技有限公司、冶金工业信息标准研究院、江苏永钢集团有限公司、辽宁中新自动控制集团股份有限公司。T/CISA303—2023T/CISA303—2023PAGEPAGE1烧结生产作业智能化技术要求范围本文件规定了烧结生产作业智能化系统的基本要求、系统架构、设备要求、数据要求、智能分析、智能生产作业。规范性引用文件（包括所有的修改单适用于本文件。GB/T38637.2-2020物联网感知控制设备接入第2部分：数据管理要求GB50408烧结厂设计规范术语和定义GB50408界定的术语和定义适用于本文件。3.1混匀矿blendedores理化性能不一的原料经预配料、堆积混匀后达到预计理化性能的原料。[来源：GB50408,2.0.5]3.2混合料mixture含铁原料、熔剂、固体燃料和添加水经过混合并制粒后的产品。[来源：GB50408,2.0.10]缩略语下列缩略语适用于本文件。DCS：分布式控制系统（DistributedControlSystem）ERP：企业资源计划（EnterpriseResourcePlanning）LIMS：实验室信息管理系统（LaboratoryInformationManagementSystem）MES：制造执行系统(ManufacturingExecutionSystem)PLC：可编程逻辑控制（ProgrammableLogicController）基本要求GB50408的要求。PLC系统、DCS系统、LIMS系统、MES系统和ERP系统。系统架构烧结生产作业智能化系统架构见图1。注：虚线框的内容不在本文件规定范围内。图1烧结生产作业智能化系统架构图设备要求配料工序料仓宜安装称重传感器。0.5%。宜具备混合料成分在线分析设备。加水-混合-制粒工序0.2%。0.3t/h。0.1t/h。布料工序PLC控制系统，并实现远程单机控制。应安装料层厚度测量装置，测量位置宜对应布料闸门位置。点火工序PLC控制系统，应远程单机控制。应安装以下测量仪器或仪表：——点火煤气的流量、压力测量仪；——点火助燃空气的流量、压力、温度测量仪；——点火炉膛温度仪表。抽风烧结工序风箱热电偶测温点位置宜对应布料闸门位置，多排布置。PLC控制系统，应远程单机控制。应在烧结机尾安装热成像装置。冷却工序应安装烧结矿冷却前温度和冷却后温度实时检测设备。应安装紧急打水冷却设备且应远程单机控制。冷却风机应具备远程单机控制能力。宜在环冷机破碎大溜槽下部、环冷机中间部位、机尾溜槽部位安装烧结矿温度实时检测设备。应在环冷机出矿机尾溜槽处或成品皮带上方安装自动喷淋装置。自动喷淋装置应远程单机控制。整粒工序宜在成品烧结矿皮带上方安装烧结矿成分在线分析设备。宜安装烧结矿粒度检测设备。数据要求数据采集感知数据GB/T38637.2-2020中5.2的要求。1中的内容。质量数据宜采集——混匀矿成分化验值：检测项包括TFe、SiO2、CaO、MgO、Al2O3、FeO、水分、烧损，两次检测时间隔宜小于8h；——混合料成分化验值：检测项包括TFe、SiO2、CaO、MgO、Al2O3、FeO、水分、烧损，两次检测时间隔宜小于8h。1控制数据控制数据的采集应符合GB/T38637.2-2020中5.3的要求，采集对象应包括但不限于表2中的内容。数据处理应符合GB/T38637.2-2020中6.1的要求。数据存储8.3.1GB/T38637.2-20206.2的要求。3d。1min3模型相关的数据应根据模型需求确定存储时间。表1感知数据采集要求数据类型采集对象质量数据——所有配矿用原料成分：检测项包括TFe、SiO2、CaO、MgO、Al2O3、FeO、水分、烧损，宜含MnO、S、P、Ni、Cr、K2O、Na2O、Ti、Zn、Cu、Pb、As；原料来源发生变化时，应立即检测一次并记录取样时间和取样位置；厂内原料还应化验固定碳含量；SiO2CaOMgOAl2O3MnOSPNi、Cr、K2O、Na2O、Ti、Zn、Cu、Pb、As；原料来源发生变化时，应立即检测一次并记录取样时间和取样位置；——SiO2CaO、MgO、Al2O3，宜含TFe、MnO、S、P、Ni、Cr、K2O、Na2O、Ti、Zn、Cu、Pb、As；原料来源发生变化时，应立即检测一次并记录取样时间和取样位置；TFeSiO2CaOMgOAl2O3MnOSPNiCr、K2O、Na2O、Ti、Zn、Cu、Pb、As；两次检测时间隔宜小于1h；——烧结矿物理性能和冶金性能：宜包含转鼓强度、粒度、还原性、低温还原粉化性能、荷重还原软化性能、熔滴性能。生产数据——配料仓仓重，——配料秤下料量检测值，——进一混皮带秤检测值和累积值，——混合料水分检测值，——混合料仓仓重，——混匀系统加水阀开度检测值，——混匀系统加水管流量检测值，——点火煤气、空气调节阀开度检测值，——点火煤气、空气流量检测值，——点火炉膛温度，——布料闸门开度检测值，——料层厚度检测值，——风箱负压检测、风箱开度、风箱废气温度，——大烟道废气温度、大烟道压力、大烟道废气流量，——环冷后烧结矿温度，——成品皮带秤检测值。设备数据——烧结机频率，——主抽风机频率，——圆辊给料机频率，——环冷机频率，——环冷风机频率，——机尾热成像采集的温度、图片、视频，——各工序皮带运转信号，——各工序设备启停信号。表2控制数据采集要求数据类型采集对象控制数据——配料秤下料量设定值，——混匀系统加水阀开度设定值，——布料闸门开度设定值，——点火煤气、空气调节阀开度设定值，——风箱开度设定值，——烧结机频率设定值，——主抽风机频率设定值，——主抽风门开度设定值，——环冷机频率设定值，——环冷出矿皮带喷淋启动信号。智能分析原燃料质量分析应能够对原燃料质量数据进行查询。宜构建基于原燃料成分和质量指标的质量评价算法。算法应根据铁矿粉、烧结燃料、烧结熔剂、其他铁料的分类，对化验值偏离标准值的程度进行评价。烧结状态分析关键参数监视应对关键参数进行实时监视，关键参数包括但不限于数据采集要求中的感知数据。当关键参数超出合理范围时应立即报警。应能对关键参数的报警范围进行设定。料层透气性分析应根据主抽总风量、抽风面积、大烟道压力、布料厚度实时计算烧结料层热态透气性值。机尾状态分析应与安装在烧结机尾部的热成像摄像头进行实时数据通讯。应能够在机尾状态分析模型界面准确清晰显示烧结机机尾料层断面图像。FeOFeO变化趋势，提出改进建议。匀性。烧结终点分析宜以三维图形展示当前烧结终点位置和温度变化。烧结矿质量分析应能够对烧结矿成分、烧结矿物理性能和冶金性能数据进行查询。合格率、R一级品率、TFe合格率、FeO合格率、FeO一级品率、MgO合格率、MgO一级品率、CaO合格率、成品率、转鼓合格率。宜具备烧结矿质量指标图形化展示功能。能源消耗分析应统计烧结日能源消耗量及吨烧能源消耗，包括但不限于：固体燃耗、电耗、煤气消耗等。应以图形形式展示各消耗项的日变化趋势。智能生产作业逻辑架构烧结智能生产作业与智能分析间的逻辑关系见图2。智能配矿智能配矿应满足如下目标。可以满足单一目标，也可以同时满足多个目标。吨铁成本最低；日铁前利润最高；烧结矿吨矿成本最低；烧结矿品位价最低；高炉综合入炉品位最高。应能根据原料需求、烧结需求、高炉需求对混匀矿配比、烧结原料配比进行优化。三种需求包括的内容如下：原料需求：包括原料可采购量、原料价格等市场需求，以及原料库存需求；高炉需求：包括但不限于炉渣成分范围、铁水有害元素最高值、有害元素入炉负荷最高值。配矿计算的关键参数应能够人工修改，包括：生产参数：焦比、煤比、焦丁比；经验参数：生铁Fe含量、生铁Si含量、铁素损耗比例、返矿率；其他参数：混匀配料、烧结配料、高炉配料的原料种类。图2烧结智能生产作业与智能分析间间逻辑架构图配矿方案应满足以下要求：应满足原料市场需求、原料库存需求、烧结需求、高炉需求设置的范围；应给出混匀矿配比构成、混合料配比构成、高炉入炉料配比构成；应能够对料单进行人工保存、查询、对比、修改。智能配料MgO、FeO应能设定优化目标，包括碱度、MgO、FeO。应构建基于原燃料成分和下料量的烧结矿理论成分计算模型，并结合烧结矿质量分析模型中烧前馈计算：根据原燃料成分和烧结料单比例，通过烧结矿成分预测模型，结合碱度目标和MgO目标，给出烧结熔剂的最优下料量调整值；（或MgO与目标值偏差，结合烧结矿成分预测模型，给出烧结熔剂的下料量修正值。FeOFeOFeO目标和烧结矿成分预测模型，给出烧结燃料最优下料量调整值；FeO，计算FeO用户应能够在系统界面选择手动模式或自动模式对下料量进行调整。手动模式由用户确认后下发给配料执行系统执行；自动模式由系统直接下发给配料执行系统执行。智能配水应构建基于原燃料水分、下料量、加水量的混合料理论水分计算模型，并建立理论水分与实际水分间对应关系，采用机器学习算法构建混合料水分预测模型。用户应能够在系统界面选择手动模式或自动模式对加水量进行调整。手动模式由用户确认后下发给流量调节阀执行；自动模式由系统直接下发给流量调节阀执行。应能人工设定混合料含水量的目标值。布料优化应根据料层横向各区域料层厚度变化、烧结终点位置等反馈数据，结合烧结机速、圆辊转速，用户应能够在系统界面选择手动模式和自动模式对布料闸门开度进行调整。手动模式由用户确认后下发给布料闸门开度控制设备执行；自动模式由系统直接下发给布料闸门开度控制设备执行。应具备堵料时自动排大块功能。应具备根据横向料层厚度值差异，判定布料均匀性功能。宜具备闸门开度、布料厚度历史查询功能。点火优化应根据炉膛实际温度反馈值，计算优化后的煤气和助燃空气的阀位或流量。用户应能在系统界面选择手动模式或自动模式对煤气和助燃空气的最优阀位或流量进行调整。应能人工设定点火炉膛温度优化目标值。抽风烧结优化应能优化烧结机速或主抽频率，保证合理的烧结终点位置。优化方式包括前馈计算和反馈计算两种方式，具体要求如下：用户应能够在系统界面选择手动模式