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铜陵有色:让40万吨铜电解插上“智慧翅膀”

近年来,铜陵有色金冠铜业分公司运用先进的信息化智能化技术,提高企业核心竞争力,为打造世界样板工厂赋能。

5G基站:夯实智能基石

2020年7月,通过接洽,金冠和铜陵中国联通公司合作,由中国联通在电解中心区域建造了5G信号发射基站。5G基站提供的5G网络,传输速率达1Gbps,时延低至1ms,为车间智能制造过程中云平台和工厂生产设施的实时通信、以及海量传感器和人工智能平台的信息交互,和人机界面的高效交互,提供了高可靠的无线通信技术。为整个车间智能建设奠定了基础。

智能交互系统:形成智慧大脑

项目组深度应用互联网、人工智能等技术,将电解、净化、硅整流等所有设备及车间30余台工控机、办公电脑等统一联网管理,实时掌握、分析生产状况。在车间生产现场,智能交互系统将整个车间生产状况实时汇总。“通过交互系统这个大脑,车间海量数据采集分析实现了对生产过程的追溯、分析,能够清楚的了解整个生产过程以及操作质量,一旦某个流程出现了偏差,能够更快的发现问题所在。”电解车间主任王俊杰说道。

智能交互系统实现了槽面自动洒水、极板短路自动检测、阴极铜粒子检测、人员定位、数字孪生及虚拟仿真、阴极铜全生命周期跟踪等独立子系统的集中控制,将过去出现“发现问题→解决问题”的递进程序改变为“实时发现→实时解决”的并联程序,并完成了管理的系统化、模块化、集成化。员工们养成了生产计划指令书、生产数据及设备故障、安环隐患、质量问题等基础管理工作的实施录入、实时查询、实时分析的良好习惯,实现了管理信息化、无纸化和可追溯的良好局面。

自动洒水系统:实现精准操作

自动洒水系统作为智能化车间建设的其中一个项目,主要是将电解阴阳极板与导电铜排的接触点结晶冲洗这一项工作由人工操作更改为自动化操作。及时的冲洗,能降低槽电压,减少电耗。

“看似一台泵、一根管道、一组电磁阀就可以实现的自动洒水系统,但是每一个细节不到位冲洗效果就大打折扣了。”车间工艺专职余江全说。

为保证质量,车间技术人员对自身提出更高要求:在抓好正常生产同时,分出精力进行小改小革。该系统仅喷嘴就试验了5种、电磁阀试验了2种、冲洗时间及流量也进行了多次试验。为了避免洒水作业操作造成的槽下地面潮湿现象,车间对每组电解槽边沿进行了改造,保证流水不再滴落至槽下。项目虽小,但是每一个改造都是细节满满。实施后,过去槽面员工拖着水管人工洒水的场景不见了,电解槽下“下小雨”场景消失了,员工劳动强度进一步降低。同时定时的精准喷洒,每天减少20立方米以上新水补充量,减轻了环保压力。

极板短路监测系统:让产品质量再上台阶

电解极板短路造成了电力的浪费和产品质量的下降,是电解生产不可回避的问题。金冠电解与其他冶炼厂一样使用的是人工短路托表进行检测,每天检测短路工作需要花费12个工时,员工带着拖表,在60摄氏度以上的电解槽面,来回检测,劳动强度很大。

将重复性的劳动交给机器去做!按照这个思路,金冠开发出极板短路监测系统,该项工作都由8个红外高清球机摄像头完成。对东西两个生产系统1152个电解槽中63360块阴极板温度的无死角监控,并进行瞬时数据分析,实现安全、全覆盖式点检。尤其是对重复性短路进行数据跟踪、分析,为后续操作提供数据支撑,避免了人工检测耗时长、不准确、体力消耗大等缺陷。

以前人工一个班次4个人只能查2遍短路,现在依靠这个远程诊断系统,一个班次可以查4遍短路,而且可以第一时间处理短路点,电铜品质得到了有效控制。“该系统运行后,初始短路率绝对值下降了1.08‰,按照40万吨产量计算,每年理论上可以减少4000吨铜品质的降级,由此避免销售损失80余万元。”车间主任助理梁玮介绍道。

智慧物流:铜行业首家重载室外无人运输小车诞生

电解车间每年40余万吨电解铜,都是由人工叉车一摞摞地从机组上叉运到500米外的电铜库房。金冠决定与科研单位共同研发AGV无人运输车,用较低的投资彻底解决了人工叉车倒运电铜的历史。2021年这个项目按计划实施。至6月中旬,无人小车进厂并进入调试阶段。

试车必须与生产错峰进行。高级技术主管朱壮志带领项目组,排出调试清单,每天白天讨论调试内容、预判可能出现的问题,电铜叉车运输一结束,就投入到无人小车的试运行中。

那段时间里,孙兵兵,一个1993年出生的年轻大学生技术员格外令人瞩目。凭着不服输的一股气,他在工厂连续奋战16天,与研发单位交流,记录每天出现的问题和改进地方,还和研发厂家一起解决了防水优化、提速优化、集中急停等10多项改进问题。

7月中旬,国内冶炼行业首家室外重载无人运输车正式投入使用,使电铜运输实现了无人化、智能化,减少6台人工叉车,直接经济效益达200万元以上。同时提高了工作效率,彻底消除了叉车倒运的安全隐患,并解决叉车尾气排放的环保问题。

40万吨电解智能工厂建设以来,电解阴极铜生产劳动效率大幅提升,生产各项经济技术指标逐年提升:其中槽时利用率0.8%以上,电解生产能源利用率提升15%,电解阴极铜产能提升5%,更重要的是,实现了现场作业无人化、过程控制智能化、管理业务信息化、设备运维远程化,让40万吨铜电解插上了“智慧翅膀”,提升工厂的综合竞争力和可持续发展能力,并形成了一整套可复制、可借鉴、可推广的智能工厂建设路径。该公司经理赵荣升说。

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