炎炎夏日、骄阳似火，数字化浪潮呼啸而来。第五届数字中国建设峰会于近日再临榕城福州，如约召开。全球顶尖的数字技术、数字中国建设成果、解决方案汇聚此峰会，为数字产业化，产业数字化发展注入新动能。
由中冶南方打造的最新智能化技术成果“智慧高炉解决方案”成功入选此次峰会十佳解决方案，成为全国冶金行业唯一上榜的智慧化应用成果。
“黑箱”生产透明化
在近500家展商云集的峰会实体展厅内，中国五矿展台上介绍旗下中冶南方智慧高炉解决方案的展板吸引了众多与会人士驻足了解、咨询。
智慧高炉解决方案是怎样应运而生的呢？峰会上，中冶南方智能制造事业部副总工程师任韬介绍，高炉的生产具有高温、高压、密闭、连续的“黑箱”特性，内部信息极度缺乏，其生产过程仍然以操作人员的经验为主，很难保证持续的高产量。
为打破高炉炉内状态密闭不可见的现状，提高生产过程的连续性、稳定性和安全性，中冶南方用新一代信息技术给高炉安上“五官”，用模型和专家规则给高炉装上“大脑”，让高炉的生产过程变得看得见、易操作。
“为了将操作人员从高炉渣池的恶劣环境中解放出来，我们通过实时扫描渣面形状、精准定位技术，实现了抓渣作业的无人化，通过不断的优化决策和控制算法，实现了机器作业比人工作业快30%的效果。”任韬说。
通过机器人控制技术与激光扫描、图像识别定位技术相结合的自动换钎加泥机器人，极大程度地减轻了操作人员的工作强度；通过采集高炉顶部的红外成像素材，识别炉顶中心和边部的气流分布情况；通过图像识别技术对原燃料粒度的精准测量、智能分级，建立了原燃料力度与高炉生产过程的数学模型。
任韬介绍，智慧高炉解决方案就是这样一个以领先的绿色、低碳、长寿高炉综合技术为依托，聚合智能装备、智能生产与智能管控功能，打造高炉“最强大脑”，实现炉内生产的炉料、气流、炉型、炉热、安全可视化，引领高炉生产迈向更高效、更长寿、更安全的新一代高炉炼铁智慧解决方案。
“经验炼铁”变“智慧炼铁”
作为智能智造领域最新的科技创新成果，中冶南方智慧高炉系统涵盖了高炉生产数据管理、高炉模型、专家知识以及安全评估诊断功能，在包括炉料、气流、管理等在内的整套可视化系统框架之下，动态解决各类异常炉况的预报、诊断、处理，全面监视高炉生产。
据中冶南方智能制造事业部总经理许庆学介绍，入选此次峰会的智慧高炉解决方案以中冶南方自主开发的工业互联网WISDRI DiPlant平台为基础，在大数据采集的基础上，利用机器学习算法，结合专家规则库，对高炉生产数据进行离线和实时两个维度的分析，能根据不同高炉的生产特点，为操作者提供当前生产状况与历史同类型原料、生产参数下的对比，并给出预警和策略指导，将过去的“经验炼铁”转变为“智慧炼铁”。
高炉生产过程受几十种变量的影响，变量间的耦合性复杂，生产参数的改变往往需要一段时间后才能带来炉内温度和压力等状态的变化。“针对高炉生产多变量、强耦合、大滞后的特性，我们引入了专家规则管理系统，将高炉操作人员针对某种生产状态下的参数调整方法凝练成为一条条经验规则，建立专家规则库，并且还会根据每一座高炉的设计特点、原燃料条件、操作经验与当前炉况，对专家规则管理系统进行定制化的设计，真正贴合用户需求。”许庆学介绍说。
有了专家规则管理系统的指导，操作人员便能及时获得历史上同类型原料、生产参数下与当前生产状态之间的异同对比，并根据专家规则管理系统给予的操作指导来调整生产参数。同时，智慧高炉系统还能持续关注高炉生产、操作数据演变，建立多高炉大数据云端分析平台，提供服务与用户端到端的数据伴侣，为一代炉龄保驾护航。
引领智慧钢铁绿色发展
创新驱动新变革，数字引领新格局。随着智慧高炉解决方案的诞生和普及，目前，中冶南方智慧高炉解决方案已成功应用于宁钢2号高炉、宝武武钢6号高炉和昆钢新区2号高炉等项目。
项目实施后，高炉生产在长期安全性、稳定性、高效运行方面相比同类高炉均有显著提升，可达到降低高炉焦比约10kg/t、CO2减排约32.5kg/t的效果。“智慧高炉解决方案在多座高炉投运后，高炉运行状态得到了有力的维护，生产平顺的周期明显延长。生产用人需求减少了，在同样的生产周期内，能生产的铁水更多了。”任韬介绍。
以宁钢2500立方米容积的高炉为例，一天能多生产500t铁水，产量增大的同时，单位产量所消耗的原料更少了，既降低了生产成本，同时还减少了二氧化碳排放，一天减少的二氧化碳排放在40吨左右，相当于100个成年人1年的二氧化碳排放。
截至目前，我国钢铁碳排放量占全球钢铁碳排放总量的60%以上，钢铁行业碳排放量约占全国总排放量的15%，全国目前约有900座既有高炉可实施智能化改造。“为顺应国家十四五发展战略、更早实现‘双碳’目标，我们将继续围绕绿色、低碳、智能、高效，着力促进钢铁工艺技术与数字化、智能化技术的深度融合，领跑钢铁工业绿色智能发展，让智慧高炉解决方案应用于更多钢铁项目。”任韬充满信心地说道。
（邱莎 通讯员：罗杨迎新）