【数字化转型案例】基于工业互联网打造锡冶炼数字工厂

云南锡业股份有限公司(以下简称公司)改制成立于1998年11月,前身可追溯至清光绪年间,至今已有139年历史。2000年2月在深圳证券交易所上市挂牌交易,股票简称“锡业股份”,股票代码:000960,是云南锡业集团(控股)有限责任公司控股、国内锡行业唯一的上市公司。公司具有集锡、铟、锌、铜等有色金属资源探采、选冶、深加工以及新材料研发、贸易全产业链供应链一体化的产业格局,锡、铟资源储量均居全球第一,拥有中国最大的锡生产、加工基地,拥有世界上最长、最完整的锡产业链,锡产品销量约占国内市场的半壁江山、全球市场的四分之一,连续17年位居全球第一。

云南锡业股份有限公司(以下简称云锡)是世界锡行业龙头,是中国锡行业唯一一家上市公司,锡产销量连续16年位居世界第一。云锡冶炼工厂是全球产量最大的锡冶炼厂,年产精锡7万吨,占全球精锡产量的约四分之一。

为实现产业转型升级,云锡持续加大数字化改造投入,建成了自动化、信息化高度集成的数字化冶炼工厂。项目从物料验收、配料、粗炼、精炼以及副产品回收,烟气治理等环节到锡产品入库全面实现了数字化管理。

以“云锡冶炼数字工厂”为依托的“锡产业工业物联网平台关键技术研究与应用”成为云南省唯一入选国家工信部示范项目;“基于工业互联网的锡冶炼智能化生产线关键技术研发”成为云南省首批科技揭榜制重点项目。同时,“云锡冶炼数字工厂”项目被选入数字云南展厅(二期)和云南省规划馆将进行展示。

传统的冶炼制造业走向智能工厂是传统产业转型的必然趋势,也是企业内涵式高质量发展的内在需求。云锡开展锡冶炼数字工厂建设,强调敢于“跨界”,提出充分借鉴其他行业自动化、智能化先进技术,把握局部与整体的关系,在局部条件成熟后再集体集成的战略规划。云锡冶炼数字工厂以“整体规划、试点先行,统一平台、统一标准,效益优先、持续优化”为原则,将生产设备、生产执行、生产过程深度融合,以生产平稳、全流程平稳、指标优化为目标,最终实现生产成本最优。

云锡冶炼数字工厂自2019年1月开建,历时三年基本建成。建设规模大,建设周期长,涉及大量资源调配。冶金行业没有成熟的类似案例可借鉴,是一项复杂的创新型系统工程。以《国家智能制造标准体系建设指南》为依据,打造了锡冶炼智能生产管控平台、智能云平台、工业大数据平台,建成了“三中心、两体系”涉及16个系统的基础平台。主要设备供配电采取微机自动保护。流态化焙等关键冶炼工序工艺参数实现智能控制,机器自动学习和修正;精炼电热机械结晶机、真空炉、电解系统等实现智能化控制;沸腾炉、余热锅炉和余热发电、氧气站等基本实现无人化操作;在精炼脱杂、浇铸、脱模、堆垛、产品计量、喷码产品标识、包装、运输入库等方面全面实现智能化、自动化,彻底改变锡冶炼自动化水平长期落后于其他金属冶炼的面貌,是目前全球数字化程度最高的锡冶炼项目。

1、集成了全厂500多个生产单元的2万多个实时操作点位数据,实现了全厂生产排产、工艺参数、设备状态、物料流动、能源消耗等的精确控制,是全球数字化程度最高的锡冶炼工厂。

2、项目通过集成国外大型顶吹炉还原熔炼技术,并自主创新发展为锡顶吹炉富氧强化还原熔炼技术,融合自主研发的大型烟化炉富氧烟化挥发、全自动电热机械结晶机和大型真空炉联合精炼、智能化焊锡电解精炼等目前世界锡冶炼顶尖技术为一体,形成了世界锡冶炼最高技术水平的技术和装备组合。项目有价金属综合回收率大于98%,代表了当今世界锡冶炼最高技术和装备水平。

3、对产生的烟气采取脱硝处理后制酸。通过数字化改造,对烟气制酸、尾气排放进行实时在线监控,并优化过程参数。尾气中的二氧化硫、氮氧化物、颗粒物排放浓度均大幅低于国家标准。

1、实现了操作者便捷精确操作;管理者实时远程监控、指挥。不同层级人员实时获取权限范围的所有信息,实现更高效、安全、便捷的生产和管理,通过高水平的管理平台的有效利用,有效保证低成本、高效益的生产运营目标。项目投产首年就实现产值突破百亿元,利润突破10亿元大关,双双创世界单个锡冶炼厂历史最高水平。

2、通过大数据、数字孪生和机器学习等技术,消除锡冶炼工艺参数波动,实现生产工艺精准控制、持续改进、循环提升。

3、将锡冶炼过程中所形成的丰富经验和知识软件化,为知识转化和复用提供了可行性的解决方案。

4、解决了传统有色金属冶炼工厂工艺流程复杂、老旧存量设备数字化改造难、不同厂家设备协议标准融通难等问题,形成了有色金属冶炼工厂数字化转型可复制、可推广的新模式。

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