一、智慧烧结发展背景

1、烧结矿质量对高炉冶炼的影响

烧结矿是高炉冶炼的主要含铁原料，一般配比70%以上，烧结矿的质量对高炉的顺行、产量各项冶炼指标有着十分重要的作用，通常认为：烧结矿化学指标是基础，物理指标是保证，冶金性能是关键。      

烧结矿化学成分不稳定，强度差，冶金性能变化会导致高炉波动，影响高炉顺行和冶炼指标的改善。

2、钢铁产业烧结工序是最主要的污染物排放和能源消费环节

烧结、球团工序的颗粒物、SO2、NOx排放量分别占到全流程的42.0%、74.8%和57.6%

烧结、球团工序的能源消费占到全流程的8%~12%左右。

           钢铁生产各工序                                        钢铁生产各工序                                     钢铁生产各工序                               钢铁生产各工序

           颗粒物排放占比                                          SO2排放占比                                        NOx排放占比                                      能耗占比

3、烧结工序面临的问题

2020年中钢协会员单位烧结工序能耗平均值为48.08kgce/t（占吨钢消耗的8.82%），与国际先进值40kgce/t相差较大，进入了节能降耗的瓶颈期；另一方面，烧结生产过程相对粗放，核心参数的调整还依赖于现场操作人员的经验，操作环境差、劳动强度大、生产效率低下、智能化水平低；能源、原材料浪费严重；温室气体、常规污染物排放居高不下。

1、烧结生产仍主要依靠熟练操作人员的经验来调节和控制，操作员的局限性给生产控制带来盲目性和不确定性

2、国内烧结厂的原料种类多、物化性能波动大，严重影响烧结过程的稳定和优化控制

3、影响烧结过程的关键控制参数选取不全，烧结理论和控制逻辑陈旧

4、关键控制参数仪表不能精确、连续在线监测

5、烧结工序现场脏、乱、差，物料、能耗各方面浪费严重

4、运用智能烧结技术，能稳定和改善烧结矿质量，助力高炉冶炼水平上台阶

1、技术/管理提升，优化系统配置

2、标配矿优化，降低配矿成本

3、系统分析及深度挖潜， 烧结工序全流程降本

4、控制水平大幅提升

5、改善高炉炉况，提升高炉技术指标； 优化炉料结构，提高入炉烧结矿比例， 降低高炉成本

6、环保有组织/无组织全面超低排放

和钢科技股份有限公司采用5G技术、物联网、人工智能等先进技术，构建了智慧烧结过程管控一体化平台（Wisdom Sintering process control system---WSPCS）

2019年12月，在山东省工信厅的支持下，将智慧烧结过程管控平台项目列入山东省绿色改造及政产学研试点示范项目，在400m2烧结机上开始项目试点

二、WSPCS系统关键技术

WSPCS采用C/S系统架构，将工业互联网和服务网互联互通，深度融合自动化和信息技术，实现了烧结生产数据的远程传输以及生产过程的远程智能管控。

1、混合料水分控制模型

水分在混合料的混匀、制粒和烧结过程中有着非常重要的作用，不同原料的粒级和粒级组成、亲水性、形状系数对制粒行为影响和水分需求是不一样的。系统研究了烧结混合料制粒行为的基础上，建立了适宜制粒水分预测模型；以此为基准，结合料层透气性状态反馈，实现了混合料加水智能控制。

水分模型的控制界面和现场升级改造的控制系统。不同气候、不同料层、不同生产负荷、不同烧结成分和不同设备状态下，烧结的适宜水分不一样。

2、烧结布料模型控制

1、烧结布料过程是烧结生产的关键,要求混合料在料层内水平方向均匀分布,高度方向分布合理偏析，这样的布料效果有助于提高料层的透气性,降低燃料消耗,提高成品烧结矿的产量和质量。

2、结合活页门对应的横向均匀性的评判结果，通过调整活页门开度，匹配料层压入量，消除台车宽度方向上的布料偏差，保证机尾红层厚度均匀。

3、烧结风箱优化模型控制 

升级改造风箱为模拟量调整型，结合过程透气性，合理控制烧结过程不同阶段的风量需求实时调整风箱风量，差异性匹配两台主抽风机，优化烧结不同阶段风量需求，提升烧结过程稳定性。

4、烧结热状态智能控制

考虑料层随烧结台车移动的动态特性，建立烧结过程状态参数：烧结废气温度上升点TRP、烧结终点BTP软测量模型，通过 Pe、TRP、BTP 及红火层厚度等特征参数，识别烧结过程状态结果，调整料层高度、主抽频率、风门开度等稳定优化烧结终点状态。

5、烧结机尾热成像模型

增设机尾成像设备，实时监控烧结机机尾烧成情况，结合烧成情况反馈温度分布，提取计算参数，通过系统模型模糊计算，形成调整指令，实时调整，提升烧结矿质量稳定性；机尾热成像对烧结矿氧化亚铁、强度以及红火层均匀性控制有指导作用。

三、生产良好的经济效益1、节约燃耗直接经济效益 1808 万元/年 + 烧结增产效益 9370 万元/年 + 高炉降本15339 万元/年 = 总计 24709 万元/年

在高炉和烧结工序年可实现直接和间接经济效益2.5亿元左右。

计 算 条 件:

2、C+4E效益

碳减排效益（C）

有效减少钢铁行业温室气体排放，是国家实现“碳达峰、碳中和” 的重要途径。

在全国范围内推广可实现二氧化碳减排2431万吨

节能效益（E）

有效推进节能降耗，实现钢铁行业的煤炭消费总量控制。

在全国范围内推广每年可大幅节约煤炭资源928万吨

环境效益（E）

大幅减少常规污染物排放，为治理大气污染、打赢蓝天保卫战贡献重要力量。

在全国范围内推广每年可减少SO2、NOx排放7.9万t、3.4万t，实现了大气污染物源头治理

经济效益（E）

400m2烧结机、3200m³高炉每年可节约成本2.5亿元；

国内市场：可实现钢铁企业降本超过空间巨大；有效提高烧结行业低价矿应用能力，有利于重塑以中国消费市场为核心的全球铁矿石贸易新体系。

生态效益（E）

有效改善烧结生产环境，改变过去烧结车间脏乱差的局面；

通过节能减排有效改善生态环境；

提高低价矿、低品位矿的利用能力，有效提高铁矿石综合利用，减少矿石开采对生态环境的破坏。

三、服务内容