“基于SAR雷达的高炉料面调控技术及应用”项目科技成果评价会成果召开

2022年12月28日，中国钢铁工业协会以视频会议形式，组织召开了“基于SAR雷达的高炉料面调控技术及应用”项目科技成果评价会。会议由中国钢铁工业协会李煜处长主持。北京科技大学自动化学院李擎书记、院长张朝晖、副院长彭开香、陈先中、张森教授等作为完成单位参加了会议。评价委员会由中南大学桂卫华院士、北京航空航天大学苗俊刚教授，以及来自北京理工大学、武汉科技大学、重庆大学、苏州大学、东北大学7位专家组成，主任由桂卫华院士担任。会上项目完成单位汇报了技术研发、应用及经济效益、科技查新等，专家进行认真质询和讨论后形成了评价意见.

我国正处于立足新发展、贯彻新理念、构建新格局的重要产业升级转型重要阶段。绿色低碳、能耗双控、智能制造成为当下制造业的发展主线。我国钢铁行业能耗约占全国总能耗的11%、占工业总能耗的23%，碳排放约占全国碳排放总量的15%，是碳中和的主要方向之一。高炉作为钢铁企业的能耗和排放主要环节之一，顺行顺产能够实现高炉的降耗减排，其中布料可视化和数字化是高炉调剂降耗和低碳的核心技术之一。

该项目依托北京科技大学自动化学院和工业过程知识自动化教育部重点实验室。在国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金面上项目、国家863计划项目、北京市自然科学基金项目等项目支持下，面向钢铁工业共性需求，通过前视凝聚SAR雷达成像技术的突破把高炉布料从“定性”推进到“定量”控制，为全面提升高炉顺行的重大产业需求提供了坚实的监测基础。项目围绕高炉料面探测散射机理、高炉SAR雷达成像系统、料面特征建模与煤气流分布预测评价开展了理论与现场应用研究工作，主要包括：（1）提出了基于SAR电磁散射成像高温离散介质料面检测方法。提出了高炉料面流态化的三维点云特征提取方法，获取了料面的状态参数，料面检测正确率提升至90.2%，信号处理时间降至0.68s，实现了料面实时检测、精准快速识别。（2）发明了高炉复杂环境下SAR雷达成像及高温防护技术。研发了带有“高温保护+环境感知+自我诊断”功能的高温SAR雷达系统，保证了雷达安全，适应高炉内部剧烈温度变化和煤气流冲刷，有效延长寿命。在武钢和南钢实现16和18个月免维护周期。（3）构建了机理+数据驱动的高炉料面调控系统。实现了料面降速模型和点云深度学习融合驱动的料层可视化与高炉料面调控系统，其中多源异构煤气流预测模型的多步预测精确度高达98.3%。梅山钢铁现场测量结果表明，高炉料层模型计算与实际测试结果的总体误差小于2%。研究期间主持和参与4项国家级项目，授权发明专利12项，软件著作权6项，发表论文61篇。项目成果在武钢、梅钢、南钢、承德钢铁等单位应用，经济社会效益显著。

评价委员会认为项目整体技术达到国际先进水平，其中高炉高温离散介质料面检测方法达到了国际领先水平。