高炉炼铁大数据技术的发展现状与思考

文摘   2024-10-28 01:56   英国  
我国钢铁生产主要依赖高炉-转炉的长流程工艺,高炉操作的智能化需求随之不断增加。随着数据驱动的制造技术日趋成熟,探索将大数据技术应用于高炉炼铁过程以提升操作效率、生产稳定性和设备寿命,已成为钢铁行业亟需解决的核心问题。
         

 

当前的高炉操作多依赖于人类专家的经验,而现有的数学模型与检测技术在特定高炉的适用性上存在局限性。特别是高炉内部复杂条件下的焦炭降级和滴落带行为,因缺乏精准的在线监测手段,难以实时调整操作参数来保障高效生产。
         

 

最近,武汉科技大学毕学工教授及其团队通过研究高炉炼铁中的大数据技术应用现状,提出了改进高炉操作数学模型和焦炭降级在线监测技术的多项建议。研究团队指出,炼铁大数据技术的核心是根据不同高炉的实际情况定制高炉数学模型,并需发展更先进的在线监测系统以适应复杂的高炉环境,从而优化生产效率。毕学工教授所属单位为武汉科技大学。
         

 

相关研究成果以“高炉炼铁大数据技术的发展现状与思考”为题目发表于《炼铁》期刊2023年第42卷第4期。论文作者为:毕学工,李庆凯,周进东,熊玮,傅连春。   
         

 

该论文的主要研究结果与结论如下:
  • 高炉数学模型在炼铁大数据技术中作为核心工具,需针对不同高炉条件进行开发,才能发挥最大效益。
  • 高温高压条件下的高炉操作要求实时在线监测,建议加快发展先进检测技术,以保障炉缸侵蚀、渣铁蓄积等关键部位的长周期安全。
  • 焦炭在高炉下部的降级行为显著影响高炉的生产效率,研究认为进一步探索降级行为对气体流动和料柱稳定性的影响极为重要。
  • 发展适用于多模态控制的智能系统,有望在高炉多变的操作状态下实现更高效的控制策略。
  • 整合物联网和深度学习技术是未来高炉炼铁智能化的必经之路,有助于构建智能高炉专家系统,实现炼铁全过程的动态优化。
         

 

论文中的主要图片和表格如下:   
图1. 高炉炉身温度和压力分布的三维图像
         

 

   
图2. 高炉下部气体压降与流速的关系曲线
         

 

   
图3. 武钢5号高炉的工况点示意图
         

 

图4. 韶钢8号高炉布料模型的部分输出界面
         

 

   
图5. 武钢7号高炉雷达监测料面形状与布料模型计算结果的对比
         

 

 

 

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钢铁连
炼钢、炼铁、连铸、连轧——合称“钢铁连”。传播钢铁生产前沿技术,关注范围包括烧结球团、炼铁原料、高炉炼铁、非高炉炼铁、氢冶金、转炉炼钢、电炉炼钢、炉外精炼与铁水预处理、连续铸钢、近终形连铸、轧钢、低碳环保、钢铁材料、钢铁市场观察等。
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