中鋼開發轉爐溢渣監診系統 提升轉爐吹煉效率

中鋼 (2002-TW) 宣布，近期成功開發「轉爐溢渣監診系統」，利用轉爐吹煉過程所發出的聲音預測爐內浮渣高度，降低溢渣導致轉爐周邊設備損壞風險，同時大幅提升鋼液吹煉效率與品質。

中鋼表示，經上百爐次實測結果顯示，「轉爐溢渣監診系統」可以百分之百預警轉爐操作過程中的溢渣情形，除了減少溢渣造成周邊設備損壞，有助於降低維修成本，也提高轉爐吹煉效率與鋼液產出品質。

中鋼進一步指出，「轉爐溢渣監診系統」能達到每座轉爐設備一年節省 3600 萬元之降本效益，目前已於廠內三座轉爐建置，未來除了將此技術系統延伸至另外三座轉爐外，也會導入集團旗下的中龍鋼鐵。

據了解，一貫化作業煉鋼廠的主要原料為鐵礦砂，鐵礦經過高爐煉鐵製程熔融成鐵水，再透過轉爐製程進一步吹煉純化成鋼液，再以連鑄設備產出鋼胚半成品及接續軋鋼製程，生產供應下游客戶所需的鋼材。

由於原始鐵礦除了內含鋼材本身的鐵元素外，另含有矽、磷和硫等其他元素，轉爐吹煉利用大量純氧注入爐內的鐵水產生氧化反應，藉此分離出不需要的元素並上浮成為爐渣。

轉爐精煉製程中，吹氧不足會使得爐渣產出量太少，導致精煉效果不佳而影響鋼液品質；反之，吹氧過量則造成產出爐渣過多，一旦爐渣溢出爐口損壞轉爐周邊設備，進而會影響生產作業及提高維修成本。

為掌握爐內爐渣產出的位置和高度，中鋼過去採行操作人員盯看爐口影像，也曾嘗試使用影像視覺或雷射測距等設備監測爐內狀況，但轉爐吹煉溫度高達 1600 度，高溫和高亮度使得操作人員難以長時間觀察，感測設備也無法精確測量。

經多方研究轉爐吹煉的物理現象，中鋼發現轉爐吹煉過程中的聲音會隨著爐內產出爐渣的多寡而有所變化，透過比對爐渣逐漸升至爐口時的聲音響度變化，並結合轉爐製程的大數據分析、聲學模型和類神經網路 AI 模型，成功找出爐渣高度與轉爐吹煉聲音之間的關係，並建立預測爐渣高度的「聽音辨位技術」。

中鋼表示，藉由轉爐「聽音辨位」技術的應用，讓原本如同黑盒子般的轉爐吹煉過程變得可視化，並能協助操作人員在短短 10 秒內抑制爐渣溢出，另也建置警示爐渣量不足及穩定鋼液品質的功能，除了減少溢渣造成周邊設備損壞，也有助於降低維修成本，也提高轉爐吹煉效率與鋼液產出品質。