《數(shù)字化出鐵溝技術(shù)要求》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)編制說明2025年12月

《數(shù)字化出鐵溝技術(shù)要求》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)編制說明一、任務(wù)來源為貫徹落實(shí)國務(wù)院出臺的《深化標(biāo)準(zhǔn)化工作改革方案》中發(fā)展壯大團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)要求，制定滿足市場和創(chuàng)新需求的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，落實(shí)國家關(guān)于鋼鐵行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的政策導(dǎo)向，滿足下游用戶對數(shù)字化出鐵溝的使用和安全需求，根據(jù)《關(guān)于下達(dá)2025年第五批團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃的通知》，由冶金工業(yè)規(guī)劃研究院組織《數(shù)字化出鐵溝技術(shù)要求》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的起草研制工作，計(jì)劃號編號：202505072Z。標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)歸口單位為中關(guān)村不銹及特種合金新材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會。本文件由華鉅峰工程技術(shù)(上海)有限公司牽頭編制，冶金工業(yè)規(guī)劃研究院、首鋼股份公司遷安鋼鐵公司、鞏義市富康耐材有限公司等單位共同起草。二、制定本標(biāo)準(zhǔn)的目的和意義出鐵溝是高爐爐前的重要設(shè)施，可實(shí)現(xiàn)液態(tài)渣和鐵的分離。在高溫液態(tài)鐵水的沖刷下，出鐵溝的耐火材料容易遭受侵蝕，造成安全隱患和較高的維護(hù)成本。采用數(shù)字化仿真技術(shù)對出鐵溝流場和溫度場分布進(jìn)行模擬計(jì)算，可用于優(yōu)化出鐵溝設(shè)計(jì)（出鐵溝角度、出鐵溝溝槽結(jié)構(gòu)和耐火材料布置），為優(yōu)化散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)、機(jī)械侵蝕預(yù)測和溫度報(bào)警提供數(shù)據(jù)支撐，提高出鐵溝的安全性和降低耐火材料的維護(hù)成本。同時(shí)，可模擬研究出鐵溝結(jié)構(gòu)參數(shù)對渣鐵分離效率的影響，提高渣鐵分離效率，進(jìn)而帶來良好的經(jīng)濟(jì)收益。數(shù)字化出鐵溝屬于鼓勵的智能制造領(lǐng)域新技術(shù)產(chǎn)品，目前尚無統(tǒng)一的技術(shù)要求，為進(jìn)一步推廣該技術(shù)產(chǎn)品的應(yīng)用和規(guī)范產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，提升高爐出鐵溝經(jīng)濟(jì)效益和智能化水平，因此，很有必要制定數(shù)字化出鐵溝技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)。三、標(biāo)準(zhǔn)編制過程華鉅峰工程技術(shù)(上海)有限公司、冶金工業(yè)規(guī)劃研究院等單位共同承擔(dān)了《數(shù)字化出鐵溝技術(shù)要求》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的編制工作，共同組建了該標(biāo)準(zhǔn)的編制組，明確各自的責(zé)任和分工。標(biāo)準(zhǔn)編制過程中，起草小組認(rèn)真查閱有關(guān)資料、收集相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并結(jié)合下游鋼鐵企業(yè)用戶重點(diǎn)關(guān)注的性能指標(biāo)和操作要點(diǎn)等進(jìn)行了規(guī)定。主要編制過程如下：2025年1月-2025年2月，標(biāo)準(zhǔn)牽頭單位華鉅峰工程公司與不銹鋼產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟團(tuán)標(biāo)委秘書處承擔(dān)單位冶金規(guī)劃院重點(diǎn)就該標(biāo)準(zhǔn)編制思路、文本框架和團(tuán)標(biāo)項(xiàng)目建議書等內(nèi)容進(jìn)行了討論和交流，并于2025年2月進(jìn)行團(tuán)標(biāo)立項(xiàng)征求意見。2025年3月-9月，收集整理相關(guān)文獻(xiàn)和標(biāo)準(zhǔn)資料，并結(jié)合下游對數(shù)字化出鐵溝的智能監(jiān)測和管控要求，開展數(shù)字化出鐵溝及智能監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集和系統(tǒng)模擬，并提出數(shù)字化出鐵溝的技術(shù)模型和標(biāo)準(zhǔn)初稿。2025年10月-12月，編制組內(nèi)部多次討論修改，并完成標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿。四、標(biāo)準(zhǔn)編制原則（一）本文件按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草，編制過程遵循以及統(tǒng)一、協(xié)調(diào)、適用性和規(guī)范性的原則。（二）本文件主要技術(shù)指標(biāo)選定綜合考慮了企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際和使用情況，注重標(biāo)準(zhǔn)制定與技術(shù)創(chuàng)新、試驗(yàn)驗(yàn)證、產(chǎn)業(yè)推進(jìn)、應(yīng)用推廣相結(jié)合，體現(xiàn)了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性、先進(jìn)性、合理性和可操作性。（三）本文件在制定過程中，遵循“面向市場、服務(wù)產(chǎn)業(yè)、自主制定、適時(shí)推出”的原則，滿足團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)快速響應(yīng)市場需求的要求。同時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和主要指標(biāo)等方面進(jìn)行創(chuàng)新，體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的引領(lǐng)性和創(chuàng)新性。五、主要技術(shù)內(nèi)容（一）標(biāo)準(zhǔn)編寫格式本文件參照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則》的要求進(jìn)行編寫，并參考《GB/T37393-2019數(shù)字化車間通用技術(shù)要求》等標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)，重點(diǎn)對數(shù)字化出鐵溝本體和數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)組成，總體要求、設(shè)備要求、材質(zhì)和性能要求、功能要求等技術(shù)要求，以及設(shè)備運(yùn)行、人身安全、事故報(bào)警等安全防護(hù)指標(biāo)進(jìn)行了規(guī)定。（二）關(guān)于適用范圍本文件適用于指導(dǎo)高爐出鐵溝數(shù)字化優(yōu)化設(shè)計(jì)，以及數(shù)字化出鐵溝建設(shè)、實(shí)施和評價(jià)。（三）術(shù)語和定義本文件主要參考借鑒了《GB/T37393-2019數(shù)字化車間通用技術(shù)要求》和《YB/T4921-2021高爐出鐵溝澆注料施工及驗(yàn)收規(guī)范》兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的術(shù)語和定義，并根據(jù)本文件重點(diǎn)定義了標(biāo)準(zhǔn)化對象出鐵溝和數(shù)字化出鐵溝。（四）系統(tǒng)組成數(shù)字化出鐵溝由出鐵溝和數(shù)字化監(jiān)測及管控系統(tǒng)（以下簡稱數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)）構(gòu)成。1.數(shù)字化出鐵溝本體出鐵溝結(jié)構(gòu)示意圖如圖1a和圖1b所示，主要由混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、風(fēng)道、隔熱層、耐火材料永久層和工作層，以及出鐵溝蓋板、風(fēng)道蓋板等組成。混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與出鐵溝耐火材料結(jié)構(gòu)之間留有風(fēng)道，用于出鐵溝的冷卻并在上口設(shè)置風(fēng)口蓋板，出鐵溝隔熱層預(yù)留熱電偶預(yù)埋位置，用于監(jiān)測出鐵溝的溫度變化。1——封閉罩；2——皮帶；3——托輥；4——滾筒：5——驅(qū)動裝置；圖1a封閉式皮帶結(jié)構(gòu)示意圖W——封閉罩寬度；H——封閉罩高度；3——皮帶寬度圖1b封閉式皮帶封閉罩結(jié)構(gòu)圖2.出鐵溝數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)示意如圖2所示，主要由感知層、傳輸層、處理層和應(yīng)用層構(gòu)成。感知層主要由熱電偶、熱成像相機(jī)、流量計(jì)、壓力計(jì)等設(shè)備組成，主要對高爐出鐵溝溫度場分布、鐵水溫度、以及風(fēng)冷通道進(jìn)出空氣溫度、風(fēng)量、壓力等進(jìn)行檢測和數(shù)據(jù)采集。傳輸層主要由路由器、網(wǎng)關(guān)、控制器、工控器和邊緣服務(wù)器等設(shè)備組成，用于將感知層采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)教幚韺印Ｌ幚韺邮菍鬏攲觽鬏斶^來的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有用信息，存儲到數(shù)據(jù)庫中，實(shí)現(xiàn)與數(shù)字化出鐵溝孿生模型的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互，并對出鐵溝熱狀態(tài)、侵蝕情況等進(jìn)行分析和異常診斷預(yù)警。應(yīng)用層是對數(shù)字化出鐵溝的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、診斷和管控，并能實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生出鐵溝三維動態(tài)可視化及相關(guān)歷史數(shù)據(jù)查詢、報(bào)表管理等。圖2數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖（五）技術(shù)要求第五章技術(shù)要求主要規(guī)定了數(shù)字化出鐵溝的總體要求、設(shè)備要求、材質(zhì)及性能要求、功能要求和其他要求。其中，5.1總體要求主要對數(shù)字化出鐵溝的過程監(jiān)測系統(tǒng)、數(shù)值仿真模型、智能侵蝕模型、強(qiáng)風(fēng)冷卻智控系統(tǒng)等提出了總體要求。而5.4節(jié)則是對數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)值仿真系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的具體系統(tǒng)和裝備功能進(jìn)行了規(guī)定。5.2設(shè)備要求包括出鐵溝本體和數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備組成和要求。與普通出鐵溝不同，數(shù)字化出鐵溝本體永久層可采用預(yù)制塊構(gòu)成或澆注料澆筑成型。其中預(yù)制塊永久層主要由側(cè)面預(yù)制塊，底部預(yù)制塊，預(yù)制件密封材料構(gòu)筑。出鐵溝應(yīng)具備風(fēng)道結(jié)構(gòu)。出鐵溝風(fēng)道主要采用鋼結(jié)構(gòu)或混凝土支撐，通過預(yù)加軸力確保穩(wěn)定性。同時(shí)應(yīng)對出鐵溝風(fēng)道的上口進(jìn)行封閉。出鐵溝風(fēng)道宜配備獨(dú)立的風(fēng)機(jī)，可實(shí)現(xiàn)風(fēng)道內(nèi)空氣的循環(huán)和強(qiáng)制冷卻。數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)主要對熱電偶、熱成像相機(jī)、監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控系統(tǒng)存儲和供電電源等進(jìn)行了規(guī)定。其中熱電偶測溫范圍為：0℃-600℃，熱成像相機(jī)主要是對防護(hù)等級、分辨率、領(lǐng)面度和測量精度進(jìn)行了規(guī)定，監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器應(yīng)采用高速GPU處理器，網(wǎng)絡(luò)傳輸速率應(yīng)達(dá)到千兆以上，系統(tǒng)存儲最低應(yīng)不小于3個(gè)月。5.3主要規(guī)定了出鐵溝永久層預(yù)制塊材質(zhì)和主要性能指標(biāo)、澆注料材質(zhì)和主要性能指標(biāo)及隔熱層材質(zhì)和性能指標(biāo)，具體如表1~表3所示。表1永久層預(yù)制塊材質(zhì)和主要性能指標(biāo)要求項(xiàng)目指標(biāo)上部預(yù)制件下部預(yù)制件化學(xué)成分（%）Al2O3≥70≥60SiC+C≥10≥5體積密度（g/cm3）—≥2.8≥2.4線變化率（%）（1500℃×5h）的條件下-0.5~+0.5-1.0~+1.0常溫耐壓強(qiáng)度（Mpa）—≥60≥60最高使用溫度（℃）—16001600孔隙度（110℃）的條件下≤15≤13導(dǎo)熱系數(shù)（W/mk）（1000℃）的條件下3.61.8表2永久層澆注料材質(zhì)和主要性能指標(biāo)要求項(xiàng)目指標(biāo)化學(xué)成分（%）Al2O3≥60SiC+C≥5體積密度（g/cm3）—≥2.4線變化率（110℃×24h）的條件下-0.5~+0.5常溫耐壓強(qiáng)度（MPa）110℃）的條件下≥60孔隙度110℃）的條件下≥5最高使用溫度（℃）—1600表3出鐵溝隔熱層材質(zhì)和主要性能指標(biāo)要求項(xiàng)目指標(biāo)溫度級別（℃）1300體積密度（g/cm3）~0.4抗折強(qiáng)度（MPa）≥1.0抗壓強(qiáng)度（壓縮10%）≥0.4收縮率（1200℃×24h）-2.85導(dǎo)熱率≤0.155.5是本數(shù)字化出鐵溝可實(shí)現(xiàn)的重要的實(shí)踐功能，用于指導(dǎo)和優(yōu)化高爐出鐵和高爐生產(chǎn)。包括通過模擬仿真可實(shí)現(xiàn)高爐出鐵口角度和孔徑、出鐵溝結(jié)構(gòu)等外形結(jié)構(gòu)優(yōu)化，可實(shí)現(xiàn)漏鐵預(yù)報(bào)和數(shù)智圍欄安全預(yù)警，可實(shí)現(xiàn)出鐵溝使用壽命的延長（使用壽命不低于10年）和通鐵量增加（可增加10%）。（六）運(yùn)行、安全與防護(hù)第六章主要規(guī)定了數(shù)字化出鐵溝系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行、人身安全和事故報(bào)警要求。六、與國內(nèi)其它法律、法規(guī)的關(guān)系制定本標(biāo)準(zhǔn)時(shí)依據(jù)并引用了國內(nèi)有關(guān)現(xiàn)行有效的標(biāo)準(zhǔn)，也不違背國內(nèi)其它行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、法律、法規(guī)及強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。七、標(biāo)準(zhǔn)屬性本標(biāo)準(zhǔn)屬于中關(guān)村不銹及特種合金新材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。八、標(biāo)準(zhǔn)水平及預(yù)期效果標(biāo)準(zhǔn)的制定可作為下游鋼鐵用戶企業(yè)選取數(shù)字化出鐵溝及監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)依據(jù)，并為數(shù)字化出鐵溝運(yùn)行和控制提供理論指導(dǎo)，有利于促進(jìn)該類技術(shù)產(chǎn)品的推廣應(yīng)用，對于提升鋼鐵行業(yè)出鐵