Controllo ottimale del processo di produzione dell'acciaio con forno elettrico

Controllo ottimale del processo di produzione dell'acciaio con forno elettrico

1. Sistema di ottimizzazione del controllo dei costi

Negli ultimi anni, i ricercatori dell’Università della Scienza e della Tecnologia di Pechino hanno applicato la teoria multiscala spaziotemporale allo studio delleforno ad arco elettrico(EAF), rivelando che la trasformazione dei materiali coinvolge molteplici scale: dai livelli microscopici e mesoscopici alle strutture a livello di unità e di stazione. Basandosi sui modelli di controllo di processo esistenti utilizzati nelle imprese siderurgiche di tutto il mondo, è stato sviluppato un modello multiscala che integra il controllo dei costi e la guida di esperti per la produzione dell'acciaio EAF. Questo modello consente il monitoraggio dei costi e l'ottimizzazione del processo in tempo reale nelle operazioni EAF, nella raffinazione della siviera e nella colata continua.

Il sistema è stato implementato con successo in diversi stabilimenti siderurgici, tra cui Xinyu Xinliang Special Steel, Hengyang Steel Pipe, Malaysia Anyu Steel, Taiwan Yisheng Steel, Xining Special Steel e Tianjin Steel. I risultati pratici mostrano una riduzione media di 2 Nm³ nel consumo di ossigeno per tonnellata di acciaio, di 2 kWh nel consumo di energia e di 10 kg nell’utilizzo di materiali metallici, portando a un risparmio sui costi di oltre 30 yuan per tonnellata. I benefici economici e sociali sono notevoli.

2. Controllo del punto finale nella produzione di acciaio EAF

Con i progressi negli algoritmi intelligenti, tecniche come reti neurali artificiali, macchine vettoriali di supporto e algoritmi genetici sono state introdotte nella produzione dell’acciaio EAF. Questi modelli basati sui dati hanno ottenuto risultati promettenti nella previsione degli endpoint. Tuttavia, i modelli “scatola nera” puramente basati sui dati spesso mancano di integrazione con i meccanismi di processo. Di conseguenza, vengono sviluppati modelli di previsione degli endpoint ibridi che combinano la cinetica di reazione con algoritmi intelligenti.

Guardando al futuro, si prevede che l’integrazione di tecnologie di monitoraggio in tempo reale più efficaci con modelli intelligenti ad alta affidabilità costituirà una direzione chiave della ricerca, migliorando l’accuratezza e la robustezza del controllo degli endpoint nella produzione dell’acciaio EAF.

3. Controllo olistico intelligente del processo di fusione

I progressi nella tecnologia di rilevamento e nell'informatica hanno consentito al controllo intelligente di estendersi oltre i segmenti di processo isolati. Un approccio olistico, che analizza i dati di fusione in tempo reale insieme ai meccanismi fondamentali del processo, consente un processo decisionale e un controllo integrati, mirando all’ottimizzazione complessiva del processo di produzione dell’acciaio EAF.

I sistemi di controllo integrati in tempo reale migliorano significativamente l’efficienza energetica, la produttività e la sicurezza operativa. Adottando tecnologie di rilevamento avanzate e strategie di monitoraggio delle condizioni, questi sistemi massimizzano l’efficienza produttiva, ottimizzano la conversione dell’energia e riducono al minimo i costi complessivi.

Lo sviluppo di un controllo del processo EAF completamente intelligente si basa sulla maturità delle tecnologie di controllo a livello di ciascun sottoprocesso. La ricerca in questo settore è ancora emergente e il continuo perfezionamento dei metodi di monitoraggio e dei modelli di controllo guiderà ulteriormente l’evoluzione verso un controllo intelligente completo nella produzione dell’acciaio con forni elettrici ad arco.

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