Przejdź do treści

PROJEKT

Opracowanie i wdrożenie innowacyjnego, zintegrowanego algorytmu sterownia procesem wytwarzania wysokoprocentowych stopów krzemu w rezystancyjno – łukowych piecach elektrycznych piecowni IV w oparciu o holistyczny system kontroli parametrów procesu.

Akronim: ALGOR
Nr Projektu: POIR.01.01.01-00-0093/18

Cele projektu:

Celem projektu było opracowanie i wdrożenie do praktyki przemysłowej zintegrowanego algorytmu sterowania procesem wytwarzania wysokoprocentowych stopów krzemu w rezystancyjno-łukowych piecach elektrycznych. Dzięki realizacji prac B+R oraz wykorzystaniu innowacyjnych rozwiązań procesowych możliwe jest jednoczesne obniżenie zużycia energii elektrycznej i zwiększenie uzysku pierwiastka podstawowego Si, co przekłada się na obniżenie kosztów wytwarzania podstawowego produktu piecowni i zwiększenie wolumenu produkcji, a tym samym na poprawienie konkurencyjności zakładu.

KOSZTY KWALIFIKOWALNE PROJEKTU

17 790 660,07 zł

WARTOŚĆ DOTACJI

7 569 122,39 zł

PLANOWANY OKRES REALIZACJI
01.11.2018 – 30.11.2023
Założenia projektu:

Przedmiotem prowadzonych prac projektowych było opracowanie i wdrożenie do praktyki przemysłowej zintegrowanego algorytmu sterowania procesem wytwarzania wysokoprocentowych stopów krzemu w rezystancyjno-łukowych piecach elektrycznych. Cel projektu został osiągnięty poprzez:

  1. Integrację w czasie rzeczywistym pomiarowych i informatycznych systemów kontroli całości procesu technologicznego.
  2. Wdrożenie do praktyki przemysłowej opatentowanego sposobu identyfikacji rezystancji i mocy czynnych obszarów roboczych pieca oporowo-łukowego, zwłaszcza do produkcji żelazokrzemu.
  3. Opracowanie innowacyjnego sposobu pomiaru położenia końców elektrod pieca zanurzonych we wsadzie.
  4. Opracowanie i wdrożenie do praktyki przemysłowej zintegrowanego algorytmu sterowania procesem wytwarzania wysokoprocentowych stopów krzemu z użyciem innowacyjnych sposobów identyfikacji rezystancji i mocy czynnych obszarów roboczych pieca i pomiaru położenia końców elektrod pieca we wsadzie.
  5. Wyposażenie obsługi pieców i personelu nadzorującego w nowoczesne narzędzia informatycznej kontroli i sterowania procesem technologicznym. W oparciu o rezultaty badań przemysłowych prowadzone będą prace rozwojowe polegające na wyposażeniu pieców piecowni IV w instalację demonstracyjną w postaci systemu odpowiadającego za sterowanie i wizualizację kompletnego procesu przemysłowego wytwarzania żelazokrzemu w piecowni IV posiadający wspólną bazę danych dla sterowania i wizualizacji.
Etapy realizacji:

Projekt był realizowany w czterech etapach:

  1. etap pierwszy obejmował badania przemysłowe prowadzone przy współudziale jednostek naukowych: Politechniki Śląskiej oraz Centrum Badawczo – Rozwojowego GLOKOR Sp. z o. o, polegające na analizie obecnych systemów kontroli i sterowania procesem produkcyjnym, opracowaniu założeń i wytycznych projektowych do budowy instalacji demonstracyjnej w zakresie systemów pomiarów, kontroli i sterowania procesem wytwarzania stopów krzemu, przetestowaniu w skali laboratoryjnej innowacyjnego układu pomiarowego do rejestracji i analizy przebiegów prądów i napięć elektrod pieca w czasie rzeczywistym oraz opracowaniu innowacyjnej metody wyznaczania położenia końców elektrod we wnętrzu wanny pieca łukowo-oporowego. W przedmiotowym etapie opracowany został zintegrowany algorytm sterowania procesem wytwarzania wysokoprocentowych stopów krzemu, a także system raportowania i prognozowania rezultatów procesu produkcyjnego. Ostatnim elementem prowadzonych badań przemysłowych było przygotowanie programu testów walidacyjnych z wykorzystaniem innowacyjnego systemu nadrzędnego sterowania procesem uzbrojonego w zintegrowany algorytm sterowania.
  2. Etap drugi obejmował prace rozwojowe w zakresie projektowania i budowy instalacji demonstracyjnej w postaci systemu odpowiadającego za sterowanie i wizualizację kompletnego procesu przemysłowego wytwarzania żelazokrzemu w piecowni IV posiadającego wspólną bazę danych dla sterowania i wizualizacji. Rozbudowane zostały istniejące, rozproszone systemy pomiarów, kontroli i sterowania procesem wytwarzania stopów krzemu w piecowni IV z przystosowaniem do współpracy z systemem nadrzędnym. Ponadto w ramach etapu zbudowano system do identyfikacji parametrów łuku elektrycznego oraz identyfikacji rezystancji i mocy czynnych obszarów roboczych pieca, a także stworzono prototyp nadrzędnego systemu pomiarów i kontroli procesu wytwarzania wysokoprocentowych stopów krzemu w piecach piecowni IV typu DCS.
  3. Etap trzeci obejmował prace rozwojowe w zakresie prób technologicznych w postaci:
    a) Testów w warunkach rzeczywistych zmodernizowanego i nowo zainstalowanego wyposażenia do pomiarów i sterowania procesem oraz metod korekt optymalizacyjnych, jako odpowiedzi na zmieniające się warunki wytopu.
    b) Testów w warunkach rzeczywistych systemu nadrzędnego uzbrojonego w zintegrowany algorytm sterowania.
    4. Etap czwarty obejmował prace przedwdrożeniowe koncentrujące na zapewnieniu ochrony własności przemysłowej rozwiązania opracowanego w ramach projektu w odniesieniu do innowacyjnego sposobu pomiaru położenia końców elektrod pieca zanurzonych we wsadzie, opracowanie instrukcji technologicznej oraz szkolenia pracowników w zakresie wdrożenia nowatorskiej technologii.
Rezultaty projektu:
Rezultatem projektu jest kompletna linia produkcyjna 2 pieców z elektrodami o średnicy 1200 mm, pracujące ze średnią mocą czynną na poziomie 16 – 16,75 MW przy sprawności elektrycznej układu zasilania min. 94%, z układem do pomiaru położenie końców elektrod we wsadzie z dokładnością +/- 10 cm i wyznaczania mocy łuku co 20 ms oraz umożliwiające stabilne utrzymywanie jednostkowego wskaźnika zużycia energii na poziomie 8353 kWh/t FeSi75 lub niższym i średnią wydajnością min. 46 ton na dobę na piec.
Źródła finansowania:
Projekt został współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach poddziałania 1.1.1 „Badania przemysłowe i prace rozwojowe realizowane przez przedsiębiorstwa” w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014 – 2020.