基于机器学习的有色金属冶炼工序识别

于生平

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摘要：近年来，随着我国“双碳”战略的实施,有色金属行业作为我国低碳转型的重要一环,已成为落实“双碳”目标的重要抓手。如何实现有色金属行业绿色低碳发展,解析有色金属行业绿色低碳发展路径具有重要意义。本文对有色金属行业和某有色企业能源消费结构及碳排放情况进行了分析,提出了某有色企业绿色低碳发展的战略目标和实现绿色低碳发展的7个主要路径:推动能源绿色低碳转型、开展节能降碳增效行动、加快产业转型升级、加速工艺技术进步、提升电气化水平、提高资源循环利用率和推进绿色低碳科技创新。

关键词：机器学习；有色金属；冶炼工序

引言

我国经济建设的高速发展，带动了化工工业、电子行业、建筑行业以及许多新兴行业的兴起，借助科学技术的不断进步与发展的东风，行业技术也在进行不间断的优化与革新。众多行业对于有色金属的冶炼需求已经与过去有了明显不同，对于有色金属的冶炼质量也提出了更高的要求与标准。有色金属的冶炼会根据矿物原料的区别和冶炼的金属的特性来采取各不相同的冶炼方法。

1有色金属冶炼智能工厂建设的基础条件

智能工厂是在数字化工厂的基础之上，运用物联网、工业互联网、大数据分析等新兴技术实现工厂管理的智能化，而数字化工厂又是建立在数字化车间的基础之上的。根据数字化车间建设的国家标准，数字化车间建设必须符合一定的条件，如数字化设备应用的占比达到70%，生产过程的数据采集达到90%，生产资源实现信息识别能力，生产过程实现可视化，生产工艺设计采用数字化设计方法。离散型智能工厂可根据生产规模、生产成本和工艺特点决定是否建设数字化车间，流程型智能工厂必须建设关键工序的数字化车间。有色金属冶炼属于流程型制造行业，因此有色金属冶炼智能工厂必须建设配料、熔炼、电解、熔铸和供电等关键工序的数字化车间。同时实现各系统的集成与各车间之间的网络连接或建有全厂网络与数据中心。

2基于机器学习的有色金属冶炼工序识别

2.1远程监测中心介绍

监测中心重点针对企业设备管理以及诊断维护方面的需要，为公司设备管理人员提供更加全面且稳定的设备监测及诊断服务。此中心的核心功能包括以下几点：第一，创建设备运转信息的数据仓库。具体通过运行INTERNET把各个厂以及车间的运行数据终端设备采集的数据，主要囊括可用于诊断的设备震动波形、设备运行频谱以及轴位移，还有胀差和故障频率等，将与设备相关的工艺参数比如转速、负荷以及温度，还有流量等等传输到数据仓库。第二，对设备所有的现场运行数据做出分析并且进行“深加工”，从而为公司设备管理体系中的所有关节涉及的管理人员提供更加及时、智能以及准确的分析数据以及管理手段，并且也能够为设备诊断以及维护人员提供必要的设备故障诊断信息以及诊断图谱内容。第三，对数据的浏览方式主要采取B/S结构。在这里，B/S结构指浏览器/服务器结构，因此在浏览数据的时候，是不需要通过安装客户端来实现的，只要还在网内，就可以借助电脑浏览器进行浏览以及诊断，而且这项功能能够克服外界环境的改变对数据诊断的及时性产生影响。第四，创建专家诊断系统还有设备案例库。这一诊断中心不仅仅能够提供专门针对设备系统运行的专家诊断系统，同时还具备故障案例库方面的功能，方便设备管理人员对设备做出单独的故障排查和收集，同时生成针对此设备单独的案例库，能够为设备进行后续诊断以及维护提供必要的经验资料。

2.2推动能源绿色低碳转型

大力推进新能源产业发展,全面促进用能绿色转型,不断提高清洁能源利用量。（1）新能源开发。抓住新能源产业发展窗口期,基于企业周边风光资源禀赋的优势,坚持新能源开发与消纳并举,最大限度开发利用风电、光伏等新能源。充分利用退出运行的尾矿库、已有的工业厂房屋面、矿区空闲及毛石堆放区等,与矿山覆盖治理结合,建设一批安装容量大、易于就地消纳的分布式光伏电站,结合热源改造,开发光热发电项目。规划建设风光储一体化基地,配置火电(调峰)、光伏发电、风电项目,发挥多能电源间的协调互济能力,实现新能源就地消纳。通过“十四五”、“十五五”期间的新能源建设,绿电开发容量将超过200万kW,占总用电量50%以上。（2）热电系统节能降碳。加快现有热电系统节能改造,改造后供电煤耗力争达到同类机组先进水平,满足企业持续发展用热、用电需求。（3）建设新型电力系统。推动清洁电力资源优化配置,构建新能源比重逐步提高的新型电力体系。积极推进主网电压升级至330kV,进一步优化供电网架结构,加大供电系统集中监控和统一调度管控改造的力度,提升电力系统综合调控能力。加快灵活调节电源建设,建设智能电网,提升电网安全保障水平。

2.3加快产业转型升级

按照“强龙头、补链条、聚集群”的产业发展思路,巩固有色金属冶炼产品基础性地位和行业领先优势,重点向新能源材料、高纯金属、高温合金、电子电工、精细化工等新型高附加值、低碳新材料领域延伸,推动产品向高端化发展,降低单位产值碳排放强度。（1）镍钴产业向新能源动力电池材料、高温合金方向转型升级。发挥镍钴资源优势,加大贫矿资源的开采利用,以“短流程、低成本、多品种、高效益”为发展主线,推进镍钴电池材料用盐类、三元前驱体、正极材料等产品产能的快速提升。加快开展产品技术更新和升级换代,促进镍钴产业体系不断向中高端迈进。（2）铜产业向电子电工材料方向转型升级。实施精铜战略,阴极铜全部实现精深加工,深加工产品由传统的铜杆、铜管、铜棒向高导铜材、高精度电子铜箔(带)、特种电缆等方向发展;开发高强高导铜合金、军工、海工用铜型材新产品。（3）贵金属产业向新材料方向转型升级。扩展硝酸银在电子工业、吸波屏蔽、医药领域的应用;发展太阳能银浆,丰富银粉规格;开发贵金属化合物新产品,实施钯盐生产线、铑催化剂、光亮镀铑液、氯钯酸等生产线扩能。（4）化工产业向精细化工方向转型升级。依托现有硫酸、氯碱化工产业基础,建设氯代苯酐、氯化高聚物、生物可降解制品、PVC深加工等项目。

结语

从管理体系方面说，企业需要有效发挥出远程监测中心信息的共享性、全面性以及实时性等方面的特点，进一步对设备管理的组织结构以及管理制度进行优化，确保设备信息能够更加及时准确地传输到设备监测中心，建立更加透明、科学以及高效的设备管理模式，有效避免因为管理模式存在的缺陷导致设备管理水平的下降。从人员培养方面说，公司要进一步发挥所建立的远程监测中心所发挥的信息交流平台方面的作用，特别是要加强各个分厂之间的经验沟通以及共享，逐渐找到最佳的设备管理及服务体制。

参考文献

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