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首钢国际工程技术公司持续创新钢卷运输成套技术助推带钢生产线装备智能化、绿色化、高端化
信息来源:世界金属导报      时间:2024-08-19 13:47:22


首钢国际工程技术公司始终引领钢铁工业变革,推动钢铁工业向智能化、绿色化、高效化发展。该公司凭借50多年的技术积累和创新,不仅在冶金工程总体技术上实现新突破,还致力于推动钢铁生产流程向绿色低碳转型。积极推进智能制造,将信息化、自动化、智能化与大数据深度融合,提高生产效率和管理水平。注重资源循环利用和能源高效利用,助力钢铁工业实现可持续发展,为钢铁工业智能化、绿色化、高效化发展树立了典范。

 

持续创新高端化钢卷运输成套技术

冶金企业中热轧-冷轧之间、轧线与各自钢卷库之间的钢卷运输技术属于冶金流程工程学中的界面技术。在建设智能化钢厂过程中,界面技术智能化的总体原则是构建整体协同运行的网络结构,多工序/装置之间的衔接-匹配、动态-有序、协同-连续、稳定-紧凑。重在节点间相互关系、距离、时间、路线等优化,动态运行,协同运行。

首钢国际工程技术公司近20年来持续创新,陆续研发出世界首创的双排式托盘运输系统、非接触式供电的超长距离重载运输车系统、超级电容器供电式钢卷运输车等,并实现了规模化工程应用,引领了钢卷运输技术的变革,为推动冶金行业智能制造及“黑灯仓库”建设提供了底层物理系统解决方案。

消化吸收再创新托盘式钢卷运输技术

该装备分为双层式和双排式两种。双层式托盘技术为国外引进技术,2007年马钢2250mm热轧厂首次引进应用了该技术。

首钢国际工程技术公司在消化吸收双层式托盘运输技术的基础上再创新,于2008年在京唐2250mm热轧厂首次实施了双排式托盘运输技术(图1),既解决了运输节奏问题,也克服了双层式技术的设备基础深、土建投资巨大、下层辊道安装及检修困难的难题。该技术获得国家发明专利授权,荣获2016年中国冶金科学技术奖。自2010年至今,国内外新建热轧带钢厂基本都采用了双排式托盘运输方案。2013年,韩国浦项钢铁公司光阳4号热轧厂也从中国引进了该技术。

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图 1 钢卷双排式托盘运输

 

世界首创的满足高端硅钢智能化生产的非接触式供电钢卷运输装备

该技术采用非接触式供电技术,钢卷车在轨道上自主行驶,可满足超长距离、重载情况下的过马路、过车间的运输需求,是首钢国际工程技术公司2010年为首钢冷轧硅钢基地专门打造的专利产品(图2),解决了其他运输技术无法解决的超长距离、室外及智能化运输难题,完全满足高端硅钢智能化生产的实际需要,助力首钢硅钢产品生产的高端化绿色化智能化。

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图 2 非接触式供电钢卷运输车

 

首创的极致能效的新能源智能化钢卷运输装备技术

该技术采用车载超级电容器供电,车辆在轨道上运行,利用物联网、大数据及AI技术,是首钢国际工程技术公司结合双排式托盘运输、滑触线式供电钢卷运输及非接触式供电运输等技术的优点,独立开发出的专利产品(图3),较好地解决了其他运输技术的缺点,满足了绿色、智能、数字化生产需要。已获得欧洲、美国、韩国等国际专利授权。

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图 3 首次应用于冷轧车间的超级电容器供电式钢卷运输系统

 

2017年11月,世界首例采用超级电容供电的自行驶钢卷车运输技术在某2050热轧生产线投入使用(图4),不仅工程总体投资节省了1/3,而且实现了吨公里能耗0.046kWh,是托盘式运输的28%,链式运输的5%、步进梁运输的3%,显著优于传统钢卷运输方式。由于电容车自身的灵活性,如果单台电容车出现故障时将其吊离运输线即可,运输系统不需要停止运行,有力保证了主轧线的生产节奏,设备的运行维护费用也大大降低。

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图 4 首次应用于热轧车间的超级电容器供电式钢卷运输系统

 

 本技术经北京金属学会进行了技术评价。评价委员会以北京科技大学原校长徐金梧教授为主任,由来自国内高校、知名工程公司及大型钢铁企业的权威专家组成。评委会一致认为该项目成果达到国际领先水平。该项目共申请专利50余项,获得授权专利40余项(其中含国际发明专利3项,国内发明专利8项)。“新一代智能化多功能钢卷运输系统成功投运”获评2019年世界钢铁工业十大技术要闻第四位。超级电容器供电的钢卷运输技术获得2021年冶金科学技术奖、2022年冶金行业优秀设计成果一等奖,成功入选《河北省2024年钢铁行业先进工艺技术装备推荐目录》。2024年7月由首钢国际工程技术公司主编的机械行业标准JB/T 14908-2024《超级电容器供电式钢卷运输车》正式颁布实施。

独立自主开发的智能化管控系统及预警系统

瞄准智能化运行目标,首钢国际工程技术公司自主开发了全新的适用于现代钢厂钢卷运输环境的智能化运行管控系统。物流运输不再仅仅局限于物质流自动化的实现,更需要将单一的设备互联互通,在数据流、信息流的智能管控和传递逐步拓展。通过自主开发的智能管控平台,搭载全自动控制功能的托盘车与配套设备有机组合,不仅能无缝衔接现有工艺生产设备,更能纳入厂区智能统一管理,助力智慧工厂的实现。

除此之外,首钢国际工程技术公司从首台自行驶钢卷车的方案设计及样车试制开始,就研发和实施了托盘车运行状态的远程监视及故障报警的功能。生产运行时钢卷车的电容电压、温度、运行时间等主要数据实时传输到数据中心,数据中心通过大数据分析可实现设备故障诊断及提前故障报警的功能,通过人工智能大模型可实现设备易损件寿命的提前预测。

 

系列钢卷运输技术的首次工程化应用

首钢国际工程技术公司研发的系列钢卷运输技术的首次工程应用均是高端带钢生产线。

1双排式托盘运输技术

2008 年投产的首钢京唐2250mm 热轧带钢生产线(主线为国外公司设计)应用了双排式托盘运输技术,这是该运输方式的世界首例工程应用。

2非接触式供电运输技术

2010年,世界首例采用非接触式供电技术的钢卷运输系统在首钢迁安硅钢项目(主线为国外公司设计)中投入使用,其中最长的一条线路横穿2条道路、连接8个车间、总运输距离304米,目前已成功稳定运行十多年,连续多年保持了采用非接触式供电技术运输货物最重的记录。

3超级电容器供电的自行驶钢卷车式运输技术

2017年投入运行的山钢日照2050mm 热轧带钢生产线(主线为国外公司设计)是世界首例采用了超级电容器供电的自行驶钢卷车式运输系统。开创了新能源智能化钢卷车式运输技术在常规热连轧钢卷运输上的先河。整个运输线的智能管控系统与钢卷库的库管系统无缝衔接,实现了智能化无人库管,显著降低天车负荷及库管系统的建设难度。

4满足无头轧制生产线智能生产的新能源钢卷车运输系统

2019年6月投产的首钢京唐MCCR热轧带钢生产线(主线为国外公司设计)采用了新能源智能化钢卷车式运输技术。这是该技术在无头轧制生产线上的首次应用。智能化运输管控系统与钢卷库的库管系统无缝衔接,已实现了“黑灯仓库”,无人库管。

5满足高端冷轧生产的智能化钢卷运输系统

2019年10月投产的首钢京唐高强钢镀锌线(主线为国外公司设计)是超级电容器供电的钢卷运输车技术在冷轧车间的首次应用。采用该技术后,不仅取消了汽车运输,而且实现了智能运输和智能库管。特别是在该项目中第一次真正实现了钢卷运输与厂区道路的平面交叉运行,通过智能交管系统实现了钢卷运输与其他车辆、人员的智能交替通行。

 

系列钢卷运输技术助力智能化钢厂建设

 

建设智能化冶金工厂的一个必要条件是实现冶金界面技术的智能化。首钢国际工程技术公司研发的具有自主知识产权的系列技术,尤其是采用物联网、大数据、无线通讯和超级电容供电的自行驶电容车是目前极少的可以实现智能运输的技术。给企业内部的总图运输布置带来了新变化,有可能带来企业内部物流运输方式的根本性变革,可在几乎全部的冶金企业内部推广,节省工程投资和生产费用,缩短施工工期,方便平面交叉运输,使企业物流更加合理。完全符合现代企业智能化、绿色化、低碳化、高端化的发展要求。

 

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