На Медном заводе запустили цифровой помощник

На Медном заводе специалисты компании «Норникель» завершили разработку и тестирование прототипа системы «Оптимизация управления процессом конвертирования».

Предварительные опытно-промышленные испытания подтвердили успешность прототипа и возможность его внедрения в производственный процесс с последующим тиражированием на другие объекты инфраструктуры завода.

Как отметил главный менеджер департамента инноваций Заполярного филиала «Норникеля» Ян Лазуков, прототип объединяет четыре цифровых решения:

1. материальный баланс
2. компьютерное зрение для флюсующих материалов (CV-флюсующих)
3. спектрометрию
4. детектирование шлака в потоке

Эти инструменты помогают операторам конвертеров повысить точность работы, опираясь на данные систем, а не только на личный опыт и органолептический метод.

Напомним, процесс плавки руды в конвертерах состоит из двух этапов. На первом происходит холощение, в результате которого образуются богатая масса и конвертерный шлак, который затем направляется в печь Ванюкова. На втором этапе оставшаяся в ковше масса варится повторно для получения максимального содержания меди в расплаве (так называемая черновая медь), при этом другие цветные металлы (кобальт и никель) переходят в никелевый шлак.

Цифровой помощник начинает работу с момента взятия пробы штейна из печи Ванюкова.

«Система мат-баланса представляет собой цифровой калькулятор, предназначенный для расчета подачи флюсующих материалов в конвертеры. Для этого с помощью переносного рентгенофлуоресцентного анализатора производится химический экспресс-анализ состава измельченной в порошок пробы штейна», – пояснил Ян Лазуков.

Полученные данные мат-баланса поступают по системе в конвертерное отделение, где на их основе рассчитывают необходимое для подачи по конвейерной ленте количество кварцита или другого флюсующего материала для плавки.

Вторым решением цифрового помощника является система компьютерного зрения, установленная на конвейерах подачи флюсующего материала. Система, основываясь на данных мат-баланса, определяет необходимое количество кварцита и сигнализирует оператору о начале и завершении его подачи световыми сигналами.

«Сейчас конвертерщик смотрит на глаз, отмеряет поступление флюсующего материала «лентами», но одна «лента» может быть и 10, и 15 тонн, а наша система CV-флюсующих помогает рассчитать количество гораздо точнее. То есть модель сама делает расчет на основе пришедших данных нашего экспресс-анализа пробы штейна и оповещает об этом», – отметил менеджер департамента инноваций.

Третье решение – спектрометрия. На переделе конвертирования устанавливают измерительные приборы – спектрометры, которые анализируют отходящие газы и определяют конечную стадию плавки каждого периода по химическим соединениям, содержащимся в этих газах.

Четвертое решение – система детектирования шлака в потоке. Для этой стадии используют ИК-камеры для определения температуры в конвертере и контроля слива материалов, изображение с которых выводится на экран, и по ним конвертерщик понимает, когда лучше повернуть конвертер.

«Это позволяет отслеживать слив конвертерного шлака на первом этапе, предотвращая попадание туда богатой массы, а на втором этапе минимизирует попадание никелевого шлака в черновую медь», – дополнил Ян Лазуков.

Экономический эффект от запуска цифрового помощника заключается в том, что с его помощью сокращается потеря цветных металлов в целевом продукте, снижается вероятность попадания меди, никеля, кобальта в конвертерный шлак и уменьшается попадание в черновую медь остальных примесей.

По словам руководителя проекта, главного менеджера департамента инноваций «Норникеля» Антона Харина, внедрение технологии позволит увеличить извлечение меди в черновую медь на 0,42%, что, по предварительным расчетам, принесет предприятию дополнительно 150–200 миллионов рублей в год. Масштабирование технологии на все площадки компании может принести порядка 20 миллионов долларов ежегодно.