中鋼運用 AI 智慧配煤技術 降減原料採購成本
中鋼與日本 JFE、日本製鐵、韓國 POSCO 等全球先進鋼廠相同,皆是採取高爐及轉爐為主要製程的一貫作業鋼廠,因應天然開採的細粒化煤粉無法符合高爐煉鐵製程所需的強度及粒度等物理條件,故煤礦須先由煉焦爐製成具足夠強度及粒徑尺寸的焦炭後,才能與鐵礦砂一同投入高爐生產鐵水。
鋼鐵是全球廣泛使用且不可或缺的支柱材料,應用於建築大樓、橋梁、汽車、船舶、飛機,以及生活所需的冰箱、電腦、3C產品等用途。全球約70%的鋼材由一貫化作業鋼廠產出,以技術成熟度高的高爐煉鐵、轉爐煉鋼等製程先產出鋼胚,再透過熱軋、冷軋等軋延產線完成鋼品。
一貫作業鋼廠每生產一噸粗鋼大約需要1.6噸鐵礦砂及0.7噸煤料,煤料分為冶金煤與非冶金煤兩大類,僅有冶金煤具備再製特性,可在煉焦爐內攝氏1,000°C及隔絕氧氣的環境下,以乾餾冶煉方式製成具一定強度的塊狀焦炭,焦炭不僅可作為高爐內支撐鐵礦還原反應的骨架,也能維持爐氣通道的暢通性與鐵水生成流動的順暢性,對於高爐運作有著舉足輕重的影響力。
冶金煤依照焦化能力,可分為強冶金煤、弱冶金煤等多種品級,其所需成本也有所不同。中鋼採取多元料源策略採購冶金煤,不僅能避免特定煤種斷料及降低價格波動風險,也將不同品級冶金煤料搭配,在確保焦炭的強度及品質符合高爐需求下,多使用弱冶金煤來降低原料成本。
隨著冶金煤種類增加及配料組合更加多變,中鋼進一步將冶金技術、煉焦爐操作及AI大數據等不同領域的內部專家組成研究團隊,投入開發AI智慧配煤技術,結合過往煉焦爐操作經驗及多年累積的生產大數據資料,成功建立焦炭品質預測模型的演算法,並先於四階煉焦爐建置「焦炭強度AI預測智能平台」,再串接高爐AIoT平台回饋的生產資訊,輔助煉焦爐現場人員操作設備。
中鋼近期建立的AI智慧配煤技術,除了有效協助操作人員即時調整冶金煤料配比,穩定焦炭強度及品質之外,還能自我學習及智能建議各種調整機制,幫助中鋼突破過往的煤料配比組合與設備操作限制,並進一步增加高性價比煤料的採購及運用彈性,估算四階煉焦爐的原料成本一年降減效益約達新台幣7,500萬元。展望未來,中鋼AI智慧配煤技術將平行展開至廠內其他煉焦爐及集團子公司中龍鋼鐵,發揮中鋼數位轉型的最大降本效益。