首钢京唐公司实现球团智能控制无人操作

近日，笔者在首钢京唐公司（以下简称京唐公司）炼铁部球团作业区现场看到，几台造球盘匀速地转动着，无数个粒级均匀的生球被源源不断地送到皮带上……这一切都是由一名主控人员在主控室的电脑前操作控制的。这就是该公司球团智能控制下的自动造球场景。

京唐公司于2010年8月份建成投产了这条焙烧面积为504平方米的带式焙烧机球团生产线，年产能力达400万吨。随着高炉冶炼水平的不断提高，对原燃料质量的要求也越来越高。球团生产线经过几年的持续改善，技术优化处于瓶颈期。生球的质量是影响成品球团质量的重要因素，造好球是高质量球团焙烧的基础。要造好球，必须控制好工序的给料量、加水量和造球机转速等，而人工操作在准确性和及时性上都存在明显的弊端，致使生球的质量和产量频繁波动。另外，受人工计算干扰，球团矿化学成分也不能实现闭环控制，加剧了球团矿造球质量的不稳定性。针对这种情况，京唐公司决定实施球团智能控制无人操作项目。

“制造+服务”聚焦智能制造

从首钢集团到京唐公司，提及最多的词就是“制造+服务”。“智能化是钢铁行业未来发展的趋势，我们必须以‘质’行稳，以‘智’行远，为首钢转型发展添动力。”京唐公司领导如是说。

京唐公司深刻认识品牌是实现增值的无形资产，把“制造+服务”作为提升品牌形象的着力点，做实生产线制造、产品开发、用户服务能力建设。聚焦智能制造，球团智能控制无人操作项目应运而生。打造球团行业智能制造的示范性生产线是京唐公司对球团生产线的目标定位，通过系统智能改造，最终实现提质降耗和提高生产效率的目标。

球团智能控制无人操作项目正式启动后，京唐公司炼铁部和首钢自动化信息技术有限公司的技术人员迅速成立了项目攻关组，明确了责任分工、整体规划和进度安排。从控制角度来看，球团生产过程中的控制对象属于典型的复杂被控对象。大量的不确定信息、多样化海量数据使得传统控制方法难以对其进行有效控制，而智能控制能够较好地解决这类复杂被控对象的控制问题。经过认真研究论证，攻关团队一致决定从全流程控制理念出发，以攻克行业自控难题，开发自动造球技术为突破口，延伸控制思路，彻底解决当前自控系统中存在的问题，构建一套完整的智能球团生产管控系统。

传统生产模式的智能化转变

“万事开头难”。要对一个传统的生产模式进行彻底智能化改造，说起来容易，做起来绝非易事。球团智能控制无人操作项目，一方面可通过智能配料和自动造球技术的实施，减少生产过程的人为干预，提高生产操作的准确性和稳定性，降低质量波动，实现球团矿质量全面提升；另一方面随着生产线智能控制和自动化水平的提高，可将部分岗位操作人员从繁重的操作任务中解放出来，实现岗位职能从操作到巡检的转变。

改造中，攻关团队将此项目分成了智能过程控制系统和信息化平台两大部分，包含混合机补水自控模块、造球自动控制模块、智能配料模块等9个子模块的建立和调试。他们多次对系统架构、功能实现方案、数据采集方式等进行充分研究讨论，在充分吸收原系统优点和先进经验的基础上进行项目开发，确保系统功能的实用性和系统运行的效率、效果。同时，他们还对项目中的关键环节———自动造球进行了认真分析。在造球模块建立上，他们通过实时判断和综合分析，根据模型规则自动对原料水分、造球过程打水量和给料量、造球机转速等参数进行相应调整，实现对生球产量和粒级等的自动控制。

项目改造过程中最难的要数实际运用中的调试。对此，项目组决定先以一台造球盘为试点，成功后再复制到其他几台设备。于是，试验、调整紧锣密鼓地开展起来。实现自动控制，每个单独过程的调试都很难，而把所有的控制联成一体完美地自动运行，更是难上加难。在单一对打水量、给料量、造球机转速等参数调试时，他们就经过了反复调试，到了对整体控制进行调试时，出现了各种各样的问题。然而，大家并没有灰心，他们找来厚厚的图纸一张一张地看，一条一条地查，凑在一起想办法、出点子，常常忙碌起来就忘了时间。功夫不负有心人，经过大家合力攻关，9号造球机单盘自控功能上线调试取得成功，自动给料、自动打水、自动调节造球……所有自动控制全部正常。至此，单台造球机实现了自动造球。他们又趁热打铁，经过几个月的努力，改造了其余的造球机，造球自控模块预期功能全部实现。

智能化改造成效显著

一个个智能模块的投入，让项目组成员脸上的笑容渐渐多了起来，而各模块越来越凸显的智能效果更是让大家欣喜不已。

混合机补水模块能够自动调节补水量，实现了造球原料水分稳定；智能配料使原料配比次数相较于人工调整明显减少，成品球团矿成分稳定性显著提高；智能上料、智能输灰、台车监视与管理、基础自动化改造等一系列模块功能的实现无不带来了可喜的效果。特别是核心部分的自动造球功能，从模块运行效果看，在混合料质量没有大幅波动的前提下，可以实现自动稳定造球。生球入机量±10吨稳定率达到94.7%，湿返率为23%，达到了预期目标。同时，生球质量稳定性也得到了明显提高。智能系统投入后，球团矿二氧化硅、氧化镁稳定率分别提高了1.3%、4%，球团抗压强度提高了50牛顿/球。

此外，球团智能控制无人操作项目在节能降耗方面也取得了成效。模块的有序运行很大程度上促进了工序能耗和膨润土消耗的降低。经测算，工序能耗指标下降了0.188千克/吨，年效益约45万元。

京唐公司球团智能化无人操作项目的实施，特别是造球自控技术的实现，推动了国内造球自控水平上新台阶，填补了国内球团不能实现自动造球的技术空白，为推动球团智能化生产技术的进步、提高产品质量、降低生产成本起到了引领和示范作用，具有广阔的推广前景和应用价值。