“裝備在役再制造”助力鋼鐵轉(zhuǎn)型

2014-12-12 09:15:27來源：作者：

    我國鋼鐵工業(yè)正在運(yùn)行的成千上萬臺設(shè)備如何才能更加安全、高效運(yùn)行？如何才能適應(yīng)企業(yè)轉(zhuǎn)型需要？

    11月18日，被專家們稱為“裝備在役再制造”的一項(xiàng)研究課題，在2014鋼鐵行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新大會上引起了與會代表的濃厚興趣。由冶金自動化研究設(shè)計(jì)院總工程師李崇堅(jiān)披露的這項(xiàng)研究成果，由中國工程院、國家自然科學(xué)基金委員會共同立項(xiàng)，是中國工程科技中長期發(fā)展戰(zhàn)略研究項(xiàng)目“冶金流程工業(yè)機(jī)械裝備智能化與在役再制造工程戰(zhàn)略研究”中的一個(gè)重要課題。

    再制造有助提升競爭力

    經(jīng)過一段時(shí)期的發(fā)展，目前我國大中型鋼鐵企業(yè)主體設(shè)備已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平，部分裝備達(dá)到世界領(lǐng)先水平。目前世界最現(xiàn)代化的冶金裝備幾乎都在中國，如5500m3的高爐、5500mm大型寬厚板軋機(jī)、2250mm寬帶鋼熱連軋機(jī)、2180mm寬帶鋼冷連軋機(jī)等。

    但同時(shí)不容忽視的是，我國鋼鐵工業(yè)產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，產(chǎn)能利用率在70%左右。節(jié)能減排任務(wù)艱巨，一些地區(qū)鋼鐵污染排放已經(jīng)超出環(huán)境承載能力，與國家節(jié)能環(huán)保要求比，有明顯差距。與國外先進(jìn)的冶金裝備相比，國內(nèi)在役冶金裝備大多數(shù)沒有信息檢測和故障診斷系統(tǒng)；引進(jìn)裝備和少量國產(chǎn)裝備具備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，但多數(shù)沒有使用；引進(jìn)裝備的信息與工藝結(jié)合應(yīng)用不充分等。

    當(dāng)前尤其突出的問題是：由于產(chǎn)能過剩，企業(yè)利潤下降，設(shè)備維護(hù)和備件更新面臨困難，大量冶金機(jī)械設(shè)備“帶病工作”，一些企業(yè)主管裝備的領(lǐng)導(dǎo)和部門形容自己是坐在“火山”上；生產(chǎn)消耗大，包括金屬損失多，軋輥等操作更換件消耗大，軸承等機(jī)電設(shè)備備件消耗大，油、水、電、燃?xì)獾饶茉唇橘|(zhì)消耗大；產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，主要是高端產(chǎn)品的性能和質(zhì)量不穩(wěn)定；產(chǎn)品特色不夠，同質(zhì)化嚴(yán)重，在國際市場的競爭力不夠。

    如何解決上述問題？“裝備在役再制造”是重要路徑之一。

    所謂“裝備在役再制造”，就是運(yùn)用信息化、智能化技術(shù)對在線運(yùn)行的裝備進(jìn)行技術(shù)改造。“裝備在役再制造”一般要達(dá)到4個(gè)目的：一是實(shí)現(xiàn)冶金機(jī)械裝備的安全、健康運(yùn)行；二是促進(jìn)裝備與生產(chǎn)工藝匹配，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高效運(yùn)行；三是促進(jìn)冶金生產(chǎn)節(jié)能減排；四是適應(yīng)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型，即由規(guī)模化向定制化轉(zhuǎn)型。

    五大案例見證再制造成績

    據(jù)李崇堅(jiān)介紹，近年來，我國鋼鐵企業(yè)和相關(guān)裝備制造企業(yè)合作，在“裝備在役再制造”方面取得了不俗的成績。

    案例一：陜鼓能動機(jī)械遠(yuǎn)程監(jiān)測診斷中心。陜鼓在冶金、石化、石油、化工等多個(gè)領(lǐng)域的數(shù)百套機(jī)組已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程在線監(jiān)測及故障分析診斷。目前可監(jiān)測的用戶及機(jī)組數(shù)量規(guī)模達(dá)到100多家用戶、300余臺套的機(jī)組，其中冶金行業(yè)的用戶數(shù)、機(jī)組總數(shù)均占到總量的50%以上；已累計(jì)完成各類診斷、監(jiān)測建議報(bào)告5000余份，預(yù)測解決故障1500余起，解決重大疑難振動故障30余起。

    案例二：武鋼冶金裝備“萬點(diǎn)受控”工程。武鋼對生產(chǎn)過程的設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測、分析和管理，掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和劣化趨勢，實(shí)現(xiàn)預(yù)知維修、設(shè)備狀態(tài)受控。主要生產(chǎn)設(shè)備作業(yè)率平均水平達(dá)到了87.03%，作業(yè)率提高了8.8%，事故及故障率降低了13.92%。

    案例三：冶金起重機(jī)運(yùn)行安全監(jiān)控管理系統(tǒng)。中鋼集團(tuán)完成的冶金起重機(jī)運(yùn)行安全臨近管理系統(tǒng)，集成傳感器、網(wǎng)絡(luò)、信息處理、數(shù)據(jù)存儲、智能監(jiān)測和預(yù)報(bào)等技術(shù)，對起重機(jī)運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和控制，對鋼絲繩進(jìn)行使用強(qiáng)度分析和疲勞預(yù)測，延長了使用壽命。該系統(tǒng)已在武鋼、首鋼應(yīng)用，提升了冶金起重機(jī)的安全，社會經(jīng)濟(jì)效益顯著。

    案例四：電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能。鼓風(fēng)機(jī)、除塵風(fēng)機(jī)、冷卻水泵、加熱爐風(fēng)機(jī)、除鱗水泵等采用變頻調(diào)速可以節(jié)能20%~50%。冶金行業(yè)能動機(jī)械（風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)）已普遍推廣變頻技術(shù)。寶鋼全廠共有2000余臺各類風(fēng)機(jī)，裝機(jī)容量約32萬千瓦，平均節(jié)能率按10%計(jì)算，年節(jié)能達(dá)到2億千瓦時(shí)；寶鋼約有300套水系統(tǒng)，裝機(jī)容量達(dá)到60萬千瓦，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)節(jié)能率按20%計(jì)算，年節(jié)電9億千瓦時(shí)，節(jié)能效益逾5億元。

    案例五：寶鋼建立客戶驅(qū)動的現(xiàn)代冶金企業(yè)集成制造。我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)模式面臨重大轉(zhuǎn)變，由大規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)為面向用戶的規(guī)?；ㄖ啤＿@種轉(zhuǎn)變要求采用數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)，使規(guī)模制造與定制化有機(jī)地融為一體。寶鋼建立客戶驅(qū)動的現(xiàn)代冶金企業(yè)集成制造（類似德國的工業(yè)4.0），前端與企業(yè)經(jīng)營管理系統(tǒng)，后端與各產(chǎn)線區(qū)域控制系統(tǒng)、加工中心等共計(jì)49套系統(tǒng)無縫集成，實(shí)現(xiàn)了從客戶需求、企業(yè)經(jīng)營管理到現(xiàn)場制造執(zhí)行的一體化管控模式，對大型冶金企業(yè)降低生產(chǎn)成本、提高成材率、降低能耗等起到了積極作用。

    “錢緊”局面如何開展再制造

    “裝備在役再制造”是要花錢的，在“錢緊”的困難局面下，如何開展“裝備在役再制造”？會上，李崇堅(jiān)代表課題組對此發(fā)表了看法。

    首先是為保證設(shè)備安全、健康、長壽的在役冶金機(jī)械裝備監(jiān)控智能化改造，這是企業(yè)錢再緊也要進(jìn)行的，投入產(chǎn)出效益也比較好。
可優(yōu)先選擇的技術(shù)有：設(shè)備狀態(tài)檢測、傳感器技術(shù)，能效信息檢測技術(shù)，信息傳輸、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，信息處理、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，故障診斷、健康狀態(tài)評估，專家系統(tǒng)，遠(yuǎn)程在線檢測技術(shù)。

    其次是為提高能效的在役冶金機(jī)械裝備與工藝匹配改造，這是在節(jié)能壓力日趨增大的形勢下，相當(dāng)一部分企業(yè)的重要選擇。

    這方面可選擇的技術(shù)有：系統(tǒng)能效監(jiān)測技術(shù)，冶金生產(chǎn)工藝能效數(shù)據(jù)評估技術(shù)，設(shè)備設(shè)計(jì)與生產(chǎn)實(shí)際匹配的評估與改進(jìn)，改變設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的技術(shù)措施，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)與生產(chǎn)實(shí)際匹配的評估與改進(jìn)，設(shè)備工藝系統(tǒng)的能效優(yōu)化。

    再其次是為提高整體系統(tǒng)能效的在役冶金機(jī)械裝備改造。這方面主要的技術(shù)包括推廣節(jié)能高效的能動機(jī)械，如推廣電機(jī)變頻節(jié)能技術(shù)等；適應(yīng)鋼鐵生產(chǎn)節(jié)能減排、產(chǎn)業(yè)模式轉(zhuǎn)變的裝備改造等。

    此外，為適應(yīng)裝備智能化、工藝智能化，企業(yè)還須研發(fā)一些技術(shù)，并同時(shí)注意以下幾個(gè)方面：一是應(yīng)從技術(shù)層面弄清需要哪些技術(shù)；二是從系統(tǒng)工藝能效出發(fā)，修改設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)；三是安排技術(shù)樣板示范、應(yīng)用工程示范、工廠示范等樣板工程；四是應(yīng)建立設(shè)備制造廠監(jiān)控、用戶設(shè)備監(jiān)控、第三方監(jiān)控等；五是加強(qiáng)設(shè)備健康管理、能效管理等。

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“裝備在役再制造”助力鋼鐵轉(zhuǎn)型