浦项厚板分厂引进人工智能技术
近期,浦项钢铁公司浦项厂厚板分厂引进了人工智能系统。这套系统由浦项自主开发,大大提高了厚板厂的生产效率和产品质量。
厚板是将连铸机生产的板坯按照客户所需的尺寸和力学性能进行轧制和定尺切割,这类产品主要作为焊接结构的构件,广泛应用于船舶、钢结构和压力容器等领域。
作为厚板产品的制造工艺之一,TMCP(热机械轧制)将厚板的温度控制到特定温度,从而对晶粒进行细化,使得厚板具有优秀的力学性能。浦项厂厚板分厂采用TMCP技术生产的厚板产品,具有比普通钢板更高的强度、更好的冲击吸收性能和更好的焊接性,主要应用于稳定性较高的船舶、海洋平台和建筑结构。
浦项一直试图将作业误差降到最低,这是因为作业误差的累积,可能会导致最终产品的质量偏差。尽管如此,精细作业又会引发生产成本增加的问题,特别在控制上难以进行改进,因此传统工艺方式存在一些不足。
对此,浦项厂厚板分厂和浦项技术研究院自主研发了“动态TMCP”技术,该技术超越单一工艺控制,实现了与其他工艺间的联动控制,并正式应用于厚板分厂。动态TMCP技术采用了“人工智能预测模型”这一新技术。如果前工序作业期间出现质量误差,将会实时分析数据,提前诊断后工序可能出现的质量问题,并立即自动优化后工序的作业条件,对诊断的问题予以解决。
在应用动态TMCP技术后,浦项厚板分厂的产品质量偏差降低了20%,工厂轧制生产效率提高了8%。此外,在作业过程中,动态TMCP技术还能实时应对突发情况的发生。因此,浦项计划将动态TMCP技术作为量产系统进行扩大普及。从长远来看,如果借助该技术,前工序产生的作业偏差,以及产品不合格率和加工成本都有望大幅降低。
浦项打造“耐材履历管理系统”
近期,浦项钢铁公司光阳厂炉材团队以数字化为基础,构建实时管理耐火材料数据的智能化“耐材履历管理系统”。
耐火材料是耐高温的特殊材料,具有重要作用,可以确保承运铁水的设备不会在1500℃以上的高温下熔化或烧焦。
管理这些耐材的“耐材履历管理系统”将由耐材维护履历、光阳厂储罐综合监测、耐材侵蚀量预测等26种功能组成。以该系统为基础,光阳厂炉材团队可以监控耐材使用设备的状态,还可以对各设备进行耐材最佳使用次数的定量分析,从而减少耐材修补、替换引发的产线停产时间,进而促进产线生产效率提高。
一直以来,人们很难直接了解高温设备内部的耐材状况,借助该系统,可以预测储罐残余耐材的使用寿命,也有望为确保设备的稳定性作出重大贡献。
对于高炉、转炉、铁水罐车、钢包等使用耐材的设备而言,如果发生耐材侵蚀或脱落,铁水会从设备溢出,引发安全生产事故,因此耐材寿命预测非常重要。光阳厂炉材团队自1987年以来,不仅收集了厂内数据,还从耐材供应商、施工企业、作业部门采集了耐材数据,但受限于手工管理、分析数据,其利用价值较低。
炉材小组从这种手工数据管理出发,通过建立“数字耐材管理体系”,加快开发“耐材履历管理系统”,以期改善耐材质量。预计,该系统将于年内开发完成,对所有储罐耐材浇筑数据和作业履历进行分析,加快提升耐材质量。
另一方面,光阳厂利用人工智能技术开发了自动化出钢系统,同时还建成了热轧人工智能中心,借助智能技术远程控制热轧厂设备,在钢铁生产全流程推广智能技术,致力于构建智能钢铁厂,目标是成为受人爱戴的百年企业。
浦项改进变电站设备提高电力运行效率
近期,浦项钢铁公司光阳厂对变电站的老旧设备进行了更换,由此提高了电力运行效率。光阳厂现有的变电系统由“新水电变电站”组成,该变电站从韩国电力公司接收345千伏电力,减压至154千伏;“新水电变电站”由七个变电站组成。
在光阳厂的七个变电站中,浦项主要对1987年安装的炼铁及水电变电站的老旧设备进行更换。在大约三年的时间里,在两个变电站内,光阳厂全面更换了接近使用寿命的设备,通过更换关键部件延长了使用寿命。
值得一提的是,此次变电站设备升级引入了采用IED(智能电子装置)的控制系统,大大提高了电源管理效率。IED是一种基于计算机的输配电设备控制装置,将传统电力控制室内多个面板集成在小型装置中。
归功于IED的聚合功率控制,光阳厂的控制面板减少约60%,并将控制电缆减少了大约一半。另外,由于不再需要单独的控制室,电力控制设备的运行和管理变得更为容易。在电力设备升级过程中,也有助于振兴区域经济,意义更加深远。
光阳厂负责人表示,此次变电站设备升级改造,提高了运行效率,使钢厂电力系统得以稳定运行,今后光阳厂将以可持续发展为基础,跻身世界最具竞争力的智能钢厂。
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浦项化学成功开发新型“高炉残铁开口机”
近期,浦项化学公司与韩国中小型合作企业——韩进DNB公司合作开发了韩国首台“高炉残铁开口机”。
通常来说,高炉运行15-20年,设备老化或残铁砣聚集,就需进行检修作业。而检修作业时,为了有效去除高炉炉底凝固的残铁砣,通常会使用“高炉残铁开口机”,通过钻头在残铁砣上钻孔,然后在孔洞中塞入火药进行爆破。
浦项化工公司主要负责浦项和光阳两大钢铁厂九座高炉的检修作业。此前,在进行高炉检修作业时,浦项化学必须从日本租赁残铁开口机。除了设备以外,还需要日方技术人员负责完成整个操作过程,每次都要花费20亿韩元。近年来,受日本出口管制、新冠肺炎疫情扩散等因素的影响,检修费用大幅增加,困难加剧。
韩进DNB公司拥有领先的深部钻探技术,已经自主开发了一系列的耐地热设备,相关产品可以深入地下3502米。通过与该公司合作,浦项化学致力于开发去除高炉残铁的开口机。双方合作对总深度107160mm的残铁砣进行了试验,残铁开口机每分钟的钻孔速度超过96mm,远远高于每分钟60mm的目标。
得益于高炉残铁开口机的国产化,浦项化学可以节省20亿韩元的设备租赁成本,而且能够以更快的速度进行高炉检修作业。与此同时,韩进DNB公司不仅销售额显著增加,还抢占了市场领先地位。
另外,此次研制的高炉残铁开口机于2022年2月正式应用于光阳厂4号高炉的检修工程。双方已经共同申请了相关专利,今后还计划向欧洲、亚洲等海外市场进行推广。
浦项实现半导体用氖气生产设备和技术国产化
近期,浦项集团在韩国国内首次实现半导体用氖气(Ne)生产设备及技术的国产化,并成功发运首批产品。
近期,浦项在光阳厂制氧分厂举行了“氖气生产设备竣工及出厂仪式”。 竣工仪式上,浦项工业气体和氢业务部表示,浦项与韩国中坚企业TEMC公司合作,实现了氖气的完全国产化生产,意义非常重大,通过强强联合,合作开展ESG经营,有望彻底消除对稀有气体的进口依赖,也为稳定韩国国内氖气供应链作出贡献。
近年来,随着半导体市场的快速增长,氖气、氙气(Xe)和氪气(Kr)等这类对半导体生产至关重要的稀有气体需求显著增长。据业界预测,2020年韩国稀有气体市场规模约1600亿韩元,到2023年将扩大至约2800亿韩元,年均增长20%左右。不过,目前韩国半导体行业却几乎完全依赖进口的稀有气体。
其中,氖气在空气中的含量仅为0.00182%,是半导体光刻工艺中的准分子激光器气体的原材料之一。为了应对贸易纷争带来的价格暴涨和供给不足,韩国半导体行业曾经进行过稀有气体国产化的尝试,但还需要依靠国外技术,这也会导致生产中断,目前只能完全依赖于进口。
对此,浦项与半导体专用气体生产企业TEMC公司合作,从2019年底开始,历时约两年,一直在推动氖气生产的完全国产化。利用炼铁工艺的大型空气分离装置,依托光阳厂制氧分厂和TEMC公司的技术实力,自主研发了韩国第一台氖气生产设备。此外,该设备提取的氖气由TEMC公司进行精制后,制备成准分子激光器气体,从而完成了全流程国产化。
此次建成的设备每年可生产约22000Nm3高纯氖气,预计将满足韩国国内需求的16%左右。2021年年末,浦项通过试运行完成了产品质量评估,2022年设备竣工,正式进入商业生产阶段。
值得一提的是,该项目是大企业和中坚企业共同开展的改进活动,在“成果共享制”框架之下,取得了显著的成果。浦项现有设备与TEMC公司的技术实力相结合,创建了氖气生产设备和供应体系;作为成功执行挑战的激励措施,TEMC公司获得了全部初始投入的奖励,并获得了浦项自制氖气的长期采购权。
浦项从2021年开始推进半导体用环保气体制造技术的研发,将工业气体业务打造成为公司ESG经营的全新发展动力。今后,通过增设氖气生产设备,进一步夯实韩国国内氖气供应链,着力打造韩国工业气体市场的共赢模式。
浦项建设公司扩大碳减排水泥使用
近期,浦项建设公司与浦项钢铁公司、矿渣水泥公司、Remicon公司等企业共同签署了一项业务协议,共同扩大环保水泥PosMent的生产和使用。通过此次协议,承诺稳定供应和使用矿渣水泥原料的同时,为了得出最佳配比,各方今后还将强化技术合作。
2021年,浦项建设公司使用了20万吨PosMent水泥,约占水泥使用总量的24%,2022年计划将其使用量增加到30万吨以上,2023年将扩大至45万吨以上,最终占到水泥使用总量的53%以上。
碳酸钙经煅烧后分解成氧化钙,与水混合而凝固,可以形成石头般坚硬的水泥,在生产过程中,每生产1吨水泥会产生约0.8吨二氧化碳。因此,水泥行业的二氧化碳排放量在工业行业中位居第三。
PosMent水泥的主要原料是高炉渣(占比高达58%),无需原料煅烧过程,与普通水泥相比,二氧化碳减排高达60%。
通过此协议,合作方提出了一种全新的良性循环共赢模式,在产业生态系统中可以最大程度实现行业间的相互协同。由浦项钢铁提供高炉渣,渣土水泥公司和Remicon公司制备PosMent水泥,浦项建设公司将其作为环保材料用于建筑项目。此外,通过减少原料开采和石灰加工等危险作业,不仅可以降低安全事故发生率,还可以保护地球资源,实现了ESG经营的效果。
浦项建设公司表示,为了让绿色水泥应用于整个建筑行业,通过与优秀的合作方共同努力,应对韩国政府的“2050碳中和”政策,致力于实现“与浦项集团共创绿色未来”的美好愿景。( 文德)