数字化出铁沟技术要求编制说明

《数字化出铁沟技术要求》团体标准编制说明2025年12月

《数字化出铁沟技术要求》团体标准编制说明一、任务来源为贯彻落实国务院出台的《深化标准化工作改革方案》中发展壮大团体标准的有关要求，制定满足市场和创新需求的团体标准，落实国家关于钢铁行业高质量发展的政策导向，满足下游用户对数字化出铁沟的使用和安全需求，根据《关于下达2025年第五批团体标准制修订计划的通知》，由冶金工业规划研究院组织《数字化出铁沟技术要求》团体标准的起草研制工作，计划号编号：202505072Z。标准的技术归口单位为中关村不锈及特种合金新材料产业技术创新联盟团体标准化工作委员会。本文件由华钜峰工程技术(上海)有限公司牵头编制，冶金工业规划研究院、首钢股份公司迁安钢铁公司、巩义市富康耐材有限公司等单位共同起草。二、制定本标准的目的和意义出铁沟是高炉炉前的重要设施，可实现液态渣和铁的分离。在高温液态铁水的冲刷下，出铁沟的耐火材料容易遭受侵蚀，造成安全隐患和较高的维护成本。采用数字化仿真技术对出铁沟流场和温度场分布进行模拟计算，可用于优化出铁沟设计（出铁沟角度、出铁沟沟槽结构和耐火材料布置），为优化散热系统设计、机械侵蚀预测和温度报警提供数据支撑，提高出铁沟的安全性和降低耐火材料的维护成本。同时，可模拟研究出铁沟结构参数对渣铁分离效率的影响，提高渣铁分离效率，进而带来良好的经济收益。数字化出铁沟属于鼓励的智能制造领域新技术产品，目前尚无统一的技术要求，为进一步推广该技术产品的应用和规范产业化发展，提升高炉出铁沟经济效益和智能化水平，因此，很有必要制定数字化出铁沟技术要求标准。三、标准编制过程华钜峰工程技术(上海)有限公司、冶金工业规划研究院等单位共同承担了《数字化出铁沟技术要求》团体标准的编制工作，共同组建了该标准的编制组，明确各自的责任和分工。标准编制过程中，起草小组认真查阅有关资料、收集相关数据信息，并结合下游钢铁企业用户重点关注的性能指标和操作要点等进行了规定。主要编制过程如下：2025年1月-2025年2月，标准牵头单位华钜峰工程公司与不锈钢产业联盟团标委秘书处承担单位冶金规划院重点就该标准编制思路、文本框架和团标项目建议书等内容进行了讨论和交流，并于2025年2月进行团标立项征求意见。2025年3月-9月，收集整理相关文献和标准资料，并结合下游对数字化出铁沟的智能监测和管控要求，开展数字化出铁沟及智能监控系统的数据收集和系统模拟，并提出数字化出铁沟的技术模型和标准初稿。2025年10月-12月，编制组内部多次讨论修改，并完成标准征求意见稿。四、标准编制原则（一）本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草，编制过程遵循以及统一、协调、适用性和规范性的原则。（二）本文件主要技术指标选定综合考虑了企业生产实际和使用情况，注重标准制定与技术创新、试验验证、产业推进、应用推广相结合，体现了技术标准的科学性、先进性、合理性和可操作性。（三）本文件在制定过程中，遵循“面向市场、服务产业、自主制定、适时推出”的原则，满足团体标准快速响应市场需求的要求。同时，在标准结构和主要指标等方面进行创新，体现标准的引领性和创新性。五、主要技术内容（一）标准编写格式本文件参照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写规则》的要求进行编写，并参考《GB/T37393-2019数字化车间通用技术要求》等标准架构，重点对数字化出铁沟本体和数字化监控系统的系统组成，总体要求、设备要求、材质和性能要求、功能要求等技术要求，以及设备运行、人身安全、事故报警等安全防护指标进行了规定。（二）关于适用范围本文件适用于指导高炉出铁沟数字化优化设计，以及数字化出铁沟建设、实施和评价。（三）术语和定义本文件主要参考借鉴了《GB/T37393-2019数字化车间通用技术要求》和《YB/T4921-2021高炉出铁沟浇注料施工及验收规范》两项标准的术语和定义，并根据本文件重点定义了标准化对象出铁沟和数字化出铁沟。（四）系统组成数字化出铁沟由出铁沟和数字化监测及管控系统（以下简称数字化监控系统）构成。1.数字化出铁沟本体出铁沟结构示意图如图1a和图1b所示，主要由混凝土结构基础、风道、隔热层、耐火材料永久层和工作层，以及出铁沟盖板、风道盖板等组成。混凝土结构基础与出铁沟耐火材料结构之间留有风道，用于出铁沟的冷却并在上口设置风口盖板，出铁沟隔热层预留热电偶预埋位置，用于监测出铁沟的温度变化。1——封闭罩；2——皮带；3——托辊；4——滚筒：5——驱动装置；图1a封闭式皮带结构示意图W——封闭罩宽度；H——封闭罩高度；3——皮带宽度图1b封闭式皮带封闭罩结构图2.出铁沟数字化监控系统数字化监控系统架构示意如图2所示，主要由感知层、传输层、处理层和应用层构成。感知层主要由热电偶、热成像相机、流量计、压力计等设备组成，主要对高炉出铁沟温度场分布、铁水温度、以及风冷通道进出空气温度、风量、压力等进行检测和数据采集。传输层主要由路由器、网关、控制器、工控器和边缘服务器等设备组成，用于将感知层采集到的数据传输到处理层。处理层是将传输层传输过来的原始数据转化为有用信息，存储到数据库中，实现与数字化出铁沟孪生模型的实时数据交互，并对出铁沟热状态、侵蚀情况等进行分析和异常诊断预警。应用层是对数字化出铁沟的运行状态监测、诊断和管控，并能实现数字孪生出铁沟三维动态可视化及相关历史数据查询、报表管理等。图2数字化监控系统结构示意图（五）技术要求第五章技术要求主要规定了数字化出铁沟的总体要求、设备要求、材质及性能要求、功能要求和其他要求。其中，5.1总体要求主要对数字化出铁沟的过程监测系统、数值仿真模型、智能侵蚀模型、强风冷却智控系统等提出了总体要求。而5.4节则是对数字化监控系统、数值仿真系统和数据处理技术的具体系统和装备功能进行了规定。5.2设备要求包括出铁沟本体和数字化监控系统设备组成和要求。与普通出铁沟不同，数字化出铁沟本体永久层可采用预制块构成或浇注料浇筑成型。其中预制块永久层主要由侧面预制块，底部预制块，预制件密封材料构筑。出铁沟应具备风道结构。出铁沟风道主要采用钢结构或混凝土支撑，通过预加轴力确保稳定性。同时应对出铁沟风道的上口进行封闭。出铁沟风道宜配备独立的风机，可实现风道内空气的循环和强制冷却。数字化监控系统主要对热电偶、热成像相机、监控系统服务器和网络、监控系统存储和供电电源等进行了规定。其中热电偶测温范围为：0℃-600℃，热成像相机主要是对防护等级、分辨率、领面度和测量精度进行了规定，监控系统服务器应采用高速GPU处理器，网络传输速率应达到千兆以上，系统存储最低应不小于3个月。5.3主要规定了出铁沟永久层预制块材质和主要性能指标、浇注料材质和主要性能指标及隔热层材质和性能指标，具体如表1~表3所示。表1永久层预制块材质和主要性能指标要求项目指标上部预制件下部预制件化学成分（%）Al2O3≥70≥60SiC+C≥10≥5体积密度（g/cm3）—≥2.8≥2.4线变化率（%）（1500℃×5h）的条件下-0.5~+0.5-1.0~+1.0常温耐压强度（Mpa）—≥60≥60最高使用温度（℃）—16001600孔隙度（110℃）的条件下≤15≤13导热系数（W/mk）（1000℃）的条件下3.61.8表2永久层浇注料材质和主要性能指标要求项目指标化学成分（%）Al2O3≥60SiC+C≥5体积密度（g/cm3）—≥2.4线变化率（110℃×24h）的条件下-0.5~+0.5常温耐压强度（MPa）110℃）的条件下≥60孔隙度110℃）的条件下≥5最高使用温度（℃）—1600表3出铁沟隔热层材质和主要性能指标要求项目指标温度级别（℃）1300体积密度（g/cm3）~0.4抗折强度（MPa）≥1.0抗压强度（压缩10%）≥0.4收缩率（1200℃×24h）-2.85导热率≤0.155.5是本数字化出铁沟可实现的重要的实践功能，用于指导和优化高炉出铁和高炉生产。包括通过模拟仿真可实现高炉出铁口角度和孔径、出铁沟结构等外形结构优化，可实现漏铁预报和数智围栏安全预警，可实现出铁沟使用寿命的延长（使用寿命不低于10年）和通铁量增加（可增加10%）。（六）运行、安全与防护第六章主要规定了数字化出铁沟系统的设备运行、人身安全和事故报警要求。六、与国内其它法律、法规的关系制定本标准时依据并引用了国内有关现行有效的标准，也不违背国内其它行业标准、法律、法规及强制性标准的有关规定。七、标准属性本标准属于中关村不锈及特种合金新材料产业技术创新联盟团体标准。八、标准水平及预期效果标准的制定可作为下游钢铁用户企业选取数字化出铁沟及监控系统的技术依据，并为数字化出铁沟运行和控制提供理论指导，有利于促进该类技术产品的推广应用，对于提升钢铁行业出铁