ICS 23.040.80 J31 团体标 准 T/CFA 03110314 —2020 铸钢电弧炉熔炼单元 数字化技术要求 Digital technical requirements for cast steel melting unit of electric arc furnace 2020 - 03 - 13发布 2020 - 05 - 01实施 中国铸造协会 发布 全国团体标准信息平台 全国团体标准信息平台 T/CFA 03110314 —2020 I 目 次 前言 ................................ ................................ ................ II 引言 ................................ ................................ ............... III 1 范围 ................................ ................................ .............. 1 2 规范性引用文件 ................................ ................................ .... 1 3 术语、定义和缩略语 ................................ ................................ 1 4 总则 ................................ ................................ .............. 2 5 铸钢电弧炉熔炼设备 ................................ ................................ 4 6 铸钢电弧炉熔炼单 元数字化控制与管理系统 ................................ ............. 5 7 环保的数字化要求 ................................ ................................ .. 7 附录A（资料性附录） 铸钢电弧炉熔炼单元示例 ................................ .......... 8 附录B（资料性附录） 三种精炼的工艺方法 ................................ ............. 14 参考文献 ................................ ................................ ............ 18 全国团体标准信息平台 T/CFA 03110314 —2020 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1 —2009给出的规则起草。 请注意本标准的某些内容可能涉及专利，本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国铸造协会标准工作委员会提出。 本标准由中国铸造协会归口。 本标准负责起草单位：共享智能铸造产业创新中心有限公司、 天津立鑫晟智能制造有限公司。 本标准参加起草单位 :共享装备股份有限公司、共享铸钢有限公司。 本标准主要起草 人：彭凡、杨军、石卫东、刘亚宾、李广伦、刘清信。 本标准参加起草人：林凯强、杨爱宁、乃晓文、赵国伟。 本标准于 2020年03月13日为首次发布。 全国团体标准信息平台 T/CFA 03110314 —2020 III 引 言 本标准围绕铸钢电弧炉熔炼单元的关键过程数字化集成控制， 通过铸钢电弧炉熔炼单元系统， 向上 与MES、ERP、CAPP和LIMS等信息管理系统集成， 引入生产计划、 维保计划、 质量标准和工艺数据等信息， 并反馈设备、生产、成本和质量等维度数据；向下与底层设备及装置集成，依据标准工艺与参数执行现 场作业，同时采集各个数据，与工艺数据设定值实时比对，经质量判异和过程判稳等在线分析处理，形 成优化决策后，实现闭环的调整与控制，从而实现对铸钢电弧炉熔炼单元的数字化管理，提升生产和管 理的效率。 通过标准的制定和实施，推广智能铸造技术的应用，可改变传统铸造的生产模式，提高生产效率， 降低生产成本，改善铸造生产作业环境，减少对环境的不利影响；同时为推进铸造产业结构调整与优化 升级创造条件，为各铸造环节实现数字化、网络化和智能化提供借鉴和参考，促进社会效益和经济效益 提高；另外，也可为推进铸造行业转型升级提供技术支持，给未来铸造生产与管理的网络化和智能化发 展建设奠定数字化基础。 全国团体标准信息平台 全国团体标准信息平台 T/CFA 03110314 —2020 1 铸钢电弧炉熔炼单元数字化技术要求 1 范围 本标准规定了铸钢电弧炉熔 炼单元、铸钢电弧炉熔炼单元设备、 铸钢电弧炉熔炼单元系统以及环保 的数字化技术要求。 本标准适用于铸钢电弧炉熔炼、精炼和浇注单元的建设及生产。 2 规范性引用文件 下列文件对于本标准的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 仅注日期的版本适用于本标准。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。 GB/T 5611 -2017 铸造术语 HJ 212 -2017 污染物在线监控（监测）系统数据传输标准 T/CFA 0308022 铸造行业大气污染物排放限值 T/CFA 031103.5 -2018 铸造数字化工厂通用技术要求 3 术语、定义和缩略语 3.1 术语和定义 GB/T 5611 -2017、T/CFA 031103.5 -2018中界定的术语和定义适用于本文件，为了便于使用，以下重 复列出了 GB/T 5611 -2017和T/CFA 031103.5 -2018中的某些术语和定义。 3.1.1 单元 unit 生产单元 unit of production 根据不同的铸造工艺过程， 对铸造工厂进行划分形成的基本生产单元， 如砂型铸造工厂可划分为砂 型成形单元、熔炼、精炼和浇注单元、后处理单元等。各单元由对应的设备、数字化控制与管理系统组 成。 注：改写 T/CFA 031103.5 -2018，定义 3.2。 3.1.2 数字化工艺系统 digital process system 铸造工艺数字化设计应用的软件系统的总称。 注1：铸造数字化工艺系统一般包括 CAD、CAE、CAPP和PDM。 注2：改写 T/CFA 031103.5 -2018，定义 3.4。 全国团体标准信息平台 T/CFA 03110314 —2020 2 3.2 缩略语 以下缩略语适用于本文件。 缩略语 中文 英文 AOD 氩氧精炼炉 Argon Oxygen Decarburization Furnace API 应用程序编程接口 Application Programming Interface EAF 电弧炉 Electric Arc Furnace ERP 企业资源计划 Enterprise Resource Planning ESB 企业服务总线 Enterprise Service Bus FB 现场总线 Field Bus JDBC 数据库连接 Java DataBase Connectivity LF 钢包精炼炉 Ladle Furnace LIMS 实验室信息管理系统 Laboratory Information Management System MES 制造执行系统 Manufacturing Execution System VOD 真空吹氧精炼炉 Vacuum Oxygen Decarburization Furnace ODBC 开放数据库连接 Open DataBase Connectivity OPC Server 用于过程控制的 OLE服务器 OLE for Process Control Server 4 总则 4.1 生产单元组成 4.1.1 铸钢电弧炉熔炼单元主要由单元设备、数字化控制与管理系统（以下简称单元系统）组成，其 功能架构示意图如图 1所示。 4.1.2 单元设备提供铸钢电弧炉熔炼单元运行的物质基础。 4.1.3 单元设备的组成及单元系统的功能可依据实际生产工艺扩展或裁减。 4.1.4 单元系统通过 FB与单元设备集成，通过数据接口（如 ESB、ODBC、JDBC、API等）与其它 信息管理系统（如 ERP、MES、LIMS等）集成，主导现场过程执行。 4.1.5 铸钢电弧炉熔炼单元可独立生产运转，也可与其它前后序单元集成协同生产。 全国团体标准信息平台 T/CFA 03110314 —2020 3 图1 铸钢电弧炉熔炼单元功能架构示意图 4.2 生产工艺流程 铸钢电弧炉熔炼单元 数字化运行流程主要由生产准备、配料、 EAF熔炼、精炼、钢水转运和浇注等 组成，流程图如 图2所示。 铸钢电弧炉熔