河鋼集團唐鋼新區(qū)全球首座全封閉數(shù)字化無人料場。河北日報通訊員張磊攝
鋼鐵是怎樣煉成的？
(資料圖片僅供參考)
在河北鋼鐵行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的標(biāo)志性工廠——河鋼集團唐鋼新區(qū)，你會得到和傳統(tǒng)認(rèn)知不一樣的答案。
過去，煉鋼工人身穿厚質(zhì)阻燃工作服，在高溫?zé)掍摖t前揮汗如雨，如今工人們坐在中控室里通過電腦實現(xiàn)“一鍵煉鋼”；過去，生產(chǎn)線上許多環(huán)節(jié)要靠工人憑經(jīng)驗作決策，如今鋼鐵全流程被量化為4000多項數(shù)據(jù)參數(shù)，生產(chǎn)工序高效銜接，煉鋼實況一“幕”了然；過去，技術(shù)人員主要負(fù)責(zé)給客戶解決售后問題，如今深度參與到客戶產(chǎn)品的早期設(shè)計、研發(fā)，向全流程服務(wù)轉(zhuǎn)向。
從工作強度、工作內(nèi)容，到工作角色，唐鋼新區(qū)智能煉鋼生產(chǎn)線上的鋼鐵工人和技術(shù)人員，與人們的傳統(tǒng)印象有了很多不一樣，新一代鋼鐵工人展現(xiàn)出的新特征，正是我省鋼鐵行業(yè)不斷加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型，向高端化、智能化、綠色化發(fā)展的縮影。
河鋼集團唐鋼公司生產(chǎn)調(diào)度指揮中心內(nèi)，主任田偉（右二）通過全流程智能化管控系統(tǒng)查看生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)。河北日報通訊員張磊攝
工作環(huán)境之變
從揮汗如雨到“一鍵煉鋼”
6月1日下午，樂亭經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，河鋼集團唐鋼新區(qū)，熱軋事業(yè)部轉(zhuǎn)爐作業(yè)區(qū)中控室。
中控室的一面墻上，懸掛著四幅電子屏幕，屏幕上顯示著轉(zhuǎn)爐作業(yè)區(qū)眾多點位的生產(chǎn)畫面，屏幕前，十幾臺電腦一字排開，轉(zhuǎn)爐作業(yè)區(qū)的值班工人們坐在電腦前邊觀察邊操作。
值班作業(yè)長龐曉坤指指懸掛屏幕的那面墻，“這堵墻的后面就是轉(zhuǎn)爐”。此時，現(xiàn)場車間攝像頭拍攝的影像顯示在電子屏幕上，天車吊運承載著1300多攝氏度鐵水的鐵包精準(zhǔn)對中煉鋼轉(zhuǎn)爐。
中控室里很涼爽，龐曉坤穿著輕薄的米白色工裝，轉(zhuǎn)爐作業(yè)區(qū)嘈雜的作業(yè)聲很大程度被隔絕在室外。沒有高溫，沒有噪音，智能煉鋼生產(chǎn)線開啟“一鍵煉鋼”模式，極大改善了工人們的工作環(huán)境，降低了工作強度。
龐曉坤是從爐前工做起的，再到三助手、二助手、一助手，最后升任煉鋼工，“經(jīng)驗煉鋼”時代轉(zhuǎn)爐車間的生產(chǎn)場景他歷歷在目。出于職業(yè)習(xí)慣，至今他還裝著當(dāng)年陪伴在身邊的“老伙計”——用來觀察鋼水溫度的煉鋼鏡。
“當(dāng)年煉鋼工要練就能目測鋼水溫度的‘火眼金睛’，常常盯著火紅的鋼水導(dǎo)致兩眼紅腫、脹痛。為了防止高溫燙傷，工人們在爐前要穿著厚厚的帆布阻燃工作服，戴著安全帽和加厚手套，穿著牛皮鞋，加料、取樣、送氧、清渣，一班要連續(xù)8小時高強度工作?！饼嫊岳ふf，因為工作出汗太多，每天要喝掉好幾升水，還要專門吃鹽片補充鹽分。
如今，轉(zhuǎn)爐作業(yè)區(qū)的工人告別了艱苦的工作環(huán)境，不必再在爐前揮汗如雨，他們操控的智能化自動煉鋼系統(tǒng)，將副槍、聲吶化渣技術(shù)和煙氣分析技術(shù)進(jìn)行有機結(jié)合，是世界頂尖的低成本高效轉(zhuǎn)爐自動煉鋼技術(shù)。
同樣見證了智能化降低勞動強度的，還有唐鋼公司熱軋事業(yè)部軋機作業(yè)區(qū)作業(yè)長白東明。
走進(jìn)軋機作業(yè)區(qū)，火紅的鋼坯從加熱爐傳輸出來，沿著軋機輥道前進(jìn)，經(jīng)過粗軋機和精軋機的多道次軋制，最終在卷取機上卷成鋼卷，機器運轉(zhuǎn)的巨大聲音回蕩在廠房內(nèi)。
原本自動化程度已經(jīng)很高的軋機作業(yè)區(qū)，現(xiàn)場作業(yè)人員如今一減再減，在作業(yè)區(qū)幾乎已經(jīng)看不到工人，工人們在中控室已經(jīng)可以完成絕大部分工作。
“過去我們一個班組20人，目前已減少到15人?！卑讝|明說，一些勞動強度比較大的崗位，已經(jīng)被機器替代。
這其中就包括為鋼卷手工輸入鋼號和更換軋輥兩項工作。
過去，操作工人采用人工制模，然后在帶有字符形狀孔洞的模板上噴漆，在鋼卷上形成特定字符。此時鋼卷表面溫度最高可達(dá)700多攝氏度，人工勞動強度大，當(dāng)字符變化頻繁時還容易出錯。
而唐鋼新區(qū)的標(biāo)識機器人上線，校準(zhǔn)、噴印、洗刷、上墨……機器人手臂一套行云流水般的操作，不僅噴涂字跡更為清晰，噴印時間相比人工也縮短近四分之一，生產(chǎn)效率大為提高。
軋輥，是軋鋼作業(yè)的核心部件，由于軋輥所處工作環(huán)境潮濕惡劣，每個工作周期后都需要更換清洗，以保證鋼板表面質(zhì)量，這在過去需要多名熟練工人和操作臺操作員互相配合才能完成。
“看，現(xiàn)在軋輥沿著軌道自動傳送到軋機上，而且還能實現(xiàn)輥縫自動調(diào)節(jié)和軋制數(shù)據(jù)自動記錄?！卑讝|明說，自動化程度的提高不僅降低了工人勞動強度，而且?guī)砹塑堜摴ば虻奶豳|(zhì)增效。
唐鋼新區(qū)鐵鋼檢測中心的檢驗員，工作場景也在發(fā)生改變。
“咣當(dāng)！”一枚“炮彈”從檢測中心上空的管道飛出，穩(wěn)穩(wěn)落在風(fēng)動送樣接收站?！芭趶棥笔茄b有鋼樣的樣盒，一只機器人手臂自動打開樣盒，取出一枚圓形、礦泉水瓶蓋厚度的鋼樣。
幾十秒前，轉(zhuǎn)爐作業(yè)區(qū)的取樣機器人將鋼樣從煉鋼爐中取出，在壓縮空氣推送下，穿越大約800米的“空中長廊”來到這里。接著，檢測中心的七臺機器人和檢測設(shè)備忙碌起來，來樣接收、取樣加工、自動視檢、結(jié)果分析、激光打碼、傳送歸檔，全過程無人操作。
檢測中心從接收到鋼樣到得出檢測分析結(jié)果，只需要170秒，比過去人工檢測時間縮短一半。
唐鋼公司質(zhì)量管理部鐵鋼檢測中心作業(yè)長袁輝，已經(jīng)在唐鋼公司工作15年。她感慨，過去檢測工作繁瑣復(fù)雜，對比之下現(xiàn)在是高效有序。
“過去，每個檢測環(huán)節(jié)都要人工操作，特別是人工收樣、存樣的工作模式，占用大量工作時間?！痹x環(huán)顧四周，“現(xiàn)在檢測中心一張紙都沒有，所有數(shù)據(jù)通過信息化系統(tǒng)傳遞和存儲，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)‘不落地’，樣品檢測后自動傳送到智能化樣品立體庫分類存放、定期棄樣?！?/p>
自動煉鋼系統(tǒng)、自動軋鋼系統(tǒng)、智能檢測系統(tǒng)……越來越多的智能設(shè)備走入生產(chǎn)一線，無人化、少人化已經(jīng)成為現(xiàn)代化生產(chǎn)車間的演變趨勢，也將煉鋼工人從艱苦繁重的工作中解放出來，使他們從操作崗轉(zhuǎn)入技術(shù)崗。
河鋼集團唐鋼公司質(zhì)量管理部鐵鋼檢測中心的機器人正在工作。河北日報通訊員張磊攝
工作內(nèi)容升級
不斷刷新生產(chǎn)最優(yōu)解
6月1日上午，唐鋼新區(qū)生產(chǎn)調(diào)度指揮中心。
一間極其寬敞的大廳里，十幾米寬的巨幅藍(lán)色大屏幾乎占滿整面墻。
大屏幕上，鋼鐵冶煉一百多道工序的相關(guān)數(shù)據(jù)、工藝流程的反饋和環(huán)保數(shù)據(jù)的監(jiān)測實時呈現(xiàn)。
這里是整個唐鋼新區(qū)全流程智能化管控的“大腦中樞”，真正做到一“幕”了然。
“唐鋼新區(qū)全生產(chǎn)流程工序中，包括生產(chǎn)運行、能源環(huán)保、物流狀態(tài)等，共有4000多個關(guān)鍵節(jié)點數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)的實時匯總、分析、處理，再配合智能無人化料場、無人天車倉儲區(qū)等系統(tǒng)，讓生產(chǎn)、管理、經(jīng)營決策都有數(shù)據(jù)支撐，透明高效?！碧其摴旧a(chǎn)制造部部長助理兼生產(chǎn)調(diào)度指揮中心主任田偉說。
田偉身處生產(chǎn)調(diào)度一線，要協(xié)調(diào)長流程生產(chǎn)中一百多道工序，這些數(shù)據(jù)對他工作最大的助力在于“實時”。
“過去，沒有‘大腦中樞’，各作業(yè)區(qū)的實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)不能共享，我對生產(chǎn)一線情況的掌握常常滯后，經(jīng)常是一個環(huán)節(jié)有問題上報，其他環(huán)節(jié)不知道，不能及時做出調(diào)整。”田偉說。
現(xiàn)在，生產(chǎn)調(diào)度變被動為主動，田偉和同事們還通過看得見的數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢分析、超限報警，不斷優(yōu)化流程工藝。
田偉介紹，生產(chǎn)制造部通過對生產(chǎn)過程的精細(xì)管控，充分利用產(chǎn)生的余熱、余壓及煤氣進(jìn)行發(fā)電，已經(jīng)將廠區(qū)自發(fā)電比例從傳統(tǒng)鋼鐵企業(yè)的50%提升到85%以上，相當(dāng)于每天多節(jié)省400萬度電。
鐵包周轉(zhuǎn)率的提升是田偉和同事主攻的又一個目標(biāo)。
如何科學(xué)有效地跟蹤管理和調(diào)度鐵包周轉(zhuǎn)使用效率，是各大鋼企降本增效中最難啃的“硬骨頭”?，F(xiàn)在行業(yè)普遍采用鐵水“一罐到底”的運行模式，周轉(zhuǎn)率最高約4.0。
“我們的周轉(zhuǎn)率由新區(qū)投產(chǎn)之初的2.8，提升到3.0，再到3.5后，就遇到了瓶頸，提不上去了。”田偉說。
鐵包分200噸大鐵水包和100噸小鐵水包，煉鋼廠有兩座，要恰到好處完成調(diào)度，實現(xiàn)鐵包既不等也不缺，不是一道簡單的書面算數(shù)題，而是一道要通過現(xiàn)場調(diào)度反復(fù)試驗完成的實戰(zhàn)題。
從年初開始，田偉就把大鐵包數(shù)一點點縮減，增加更靈活的小鐵包數(shù)量，在保障生產(chǎn)安全的基礎(chǔ)上大膽一點，再大膽一點，終于，5月底有了突破。田偉興奮地說，當(dāng)實現(xiàn)3.8這個數(shù)值時，在場的工人們都激動地歡呼。
鐵包周轉(zhuǎn)率的提高，意味著鐵水進(jìn)站溫度的提升，鐵水溫度從年初的1364℃提高至目前的1394℃，溫度提升了30℃?！拌F水溫度提高，煉鋼時既節(jié)約了能源，又提升了生產(chǎn)效率?！碧飩フf。
在唐鋼新區(qū)，每位作業(yè)長都習(xí)慣算賬，算成本賬、效益賬，總在設(shè)法找到煉鋼產(chǎn)線上的完美節(jié)奏，轉(zhuǎn)爐作業(yè)區(qū)作業(yè)長龐曉坤也是如此。
“200噸的轉(zhuǎn)爐，煉一爐鋼的時間，我們從38分鐘至40分鐘提速到34分鐘以內(nèi)，煉鋼周期降低了約5分鐘。”龐曉坤說。
這看似不長的5分鐘，是龐曉坤和同事們通過優(yōu)化脫硫控制對照表及不同槳齡下的控制方式，優(yōu)化天車裝鐵速度，進(jìn)行吹氣趕渣槍試驗等多種方式，一點點“擠”出來的。周期的降低還促使脫硫比例提高到89%，為產(chǎn)線生產(chǎn)質(zhì)量的提升提供了技術(shù)、設(shè)備、工藝支撐。
廠區(qū)自發(fā)電比例提升到85%以上，鐵包周轉(zhuǎn)率提高0.3，鐵水到站溫度提升30℃，煉一爐鋼的時間節(jié)約5分鐘，鋼鐵冶煉一百多道工序的最優(yōu)解，就這樣被一群新“鋼鐵俠”不斷刷新。
工作角色轉(zhuǎn)向
向高端鋼用戶提供全流程服務(wù)
6月2日上午，唐山市路北區(qū)，唐鋼公司技術(shù)中心仿真實驗室。
技術(shù)中心用戶應(yīng)用技術(shù)研究中心技術(shù)員徐寬，正和團隊一起忙于管件液壓脹形開裂原因分析和改進(jìn)辦法的研究。對于徐寬，這樣沒出差的日子，反而有些不尋常。
2022年，徐寬和團隊成員大半時間是在車企客戶的公司常駐工作，主要負(fù)責(zé)乘用車關(guān)鍵零部件輕量化技術(shù)研究項目，為華晨寶馬、比亞迪、上汽等17家主機廠提供認(rèn)證數(shù)據(jù)791項。
汽車用鋼，尤其是先進(jìn)高強鋼，近些年成為國內(nèi)各大鋼企研發(fā)的主攻方向。唐鋼公司2015年跨入汽車用鋼生產(chǎn)制造領(lǐng)域，進(jìn)軍國內(nèi)外汽車板市場。
為吸引人才，唐鋼公司先后招聘了多位機械、材料、冶金領(lǐng)域的博士，從事機械研究的博士徐寬是其中之一，他2018年入職，當(dāng)時29歲。然而這些技術(shù)人員并不是只在實驗室里搞科研，他們是企業(yè)和上下游客戶之間的橋梁。
徐寬感受最深的是，他們的服務(wù)重心正在從唐鋼自身生產(chǎn)一線，擴展向下游客戶的設(shè)計一線。
“剛?cè)肼殨r，我們和車企的合作主要是售后服務(wù)模式，車企發(fā)現(xiàn)問題，我們回到生產(chǎn)線上找原因。但最近幾年，隨著技術(shù)中心研發(fā)能力的提升，我們更加主動地介入合作車企的新車型早期開發(fā)，從一輛車的制造起點了解跟進(jìn)用戶需求?！毙鞂捳f。
這個過程并不容易，客戶對徐寬團隊專業(yè)技術(shù)的認(rèn)可度，是靠團隊拿出的一套又一套改進(jìn)方案掙來的。
一個小細(xì)節(jié)讓他感到欣慰。一家客戶企業(yè)為他發(fā)放的第三方常駐工牌原本只有三個月有效期。去年年底到期時，客戶主動將有效期延伸到了今年年底。這代表著對徐寬專業(yè)能力的認(rèn)可。
“賣鋼是在賣服務(wù)?！边@是他走出去貼近客戶過程中最深的感觸，只有深度了解客戶對原材料性能的需求，才能為用戶提供針對性的服務(wù)，才能贏得市場先機。
下游汽車用戶需求的增加，體現(xiàn)在產(chǎn)線上，就是軋制的鋼材越來越多樣化、個性化。
“過去我們固定生產(chǎn)幾十個鋼種，現(xiàn)在增加到300多個，其中很大一部分增長來自汽車鋼?！卑讝|明說，這就對煉鋼、軋鋼的一體化排產(chǎn)提出了更高要求。
為此，唐鋼新區(qū)引入了板坯自動照合系統(tǒng)。“這相當(dāng)于給尚未軋制的板坯提前附上了產(chǎn)品身份信息，也就是說一爐鋼要去向哪家企業(yè)、做成什么部件，在它沒有出爐時就已經(jīng)確定了。”白東明說，從熱軋事業(yè)部下線的鋼材一部分會運往冷軋事業(yè)部進(jìn)一步加工，唐鋼新區(qū)的高端品種鋼，都是以這樣的定制模式生產(chǎn)的。
產(chǎn)品高端化是鋼鐵企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。唐鋼新區(qū)熱軋產(chǎn)品和冷軋產(chǎn)品的高端品種鋼比例分別為87%和76%，投產(chǎn)至今已完成了冷軋產(chǎn)品超低碳鋼、汽車大梁鋼、車輪鋼等34個系列、248個重點鋼種的研發(fā)生產(chǎn)。
正是因為這樣的變化，唐鋼生產(chǎn)一線的不同崗位，都越來越貼近下游客戶的一線。
袁輝所在的鐵鋼檢測中心也是鋼鐵生產(chǎn)一線，為煉鐵煉鋼提供數(shù)據(jù)支撐，最近為了滿足汽車鋼檢測需要，又增加了多項參數(shù)檢測服務(wù)。
袁輝從檢測樣本中找出一類直徑只有4mm細(xì)長棒狀試樣?！斑@種棒樣是專門用來檢測汽車鋼中全氧含量的，現(xiàn)在下游車企許多鋼產(chǎn)品采購中都十分關(guān)注這項參數(shù)。過去不生產(chǎn)汽車鋼時，我們不檢測這類試樣?！?/p>
目前，檢測中心日均分析試樣1200余個，分析元素種類18種，報出檢測項目2萬多個。
2022年9月，鐵鋼檢測中心通過了中國合格評定國家認(rèn)可委員會（CNAS）的現(xiàn)場評審，鐵鋼分析作業(yè)區(qū)申報的鋼鐵及合金領(lǐng)域中碳、錳、硫等18個項目參數(shù)全部獲得推薦。同時，袁輝也通過考核有了一個新身份——“鋼鐵檢測項目授權(quán)簽字人”。（河北日報記者 李冬云）
■記者手記
“鋼鐵俠”是怎樣煉成的
花園式的廠區(qū)、自動化的產(chǎn)線，在參觀過河鋼集團唐鋼新區(qū)后，智能制造四個字變得直觀、清晰、生動起來。但相比于智能制造，更具魅力的是掌控整個鋼鐵智能制造流程的人。
他們是身處鋼鐵工業(yè)歷史性變革之中的新一代鋼鐵工人，其中的工作骨干大多是80后、85后。他們當(dāng)中很多人都曾在傳統(tǒng)煉鋼產(chǎn)線揮汗如雨，然而，智能制造的到來，對他們提出了新的更高要求：向知識型、技能型、創(chuàng)新型藍(lán)領(lǐng)轉(zhuǎn)變。
這個新的角色定位，正把鋼鐵工人鍛造成鋼鐵制造一線上的“鋼鐵俠”。
唐鋼公司熱軋事業(yè)部轉(zhuǎn)爐作業(yè)區(qū)作業(yè)長龐曉坤，十幾年前專門考取了叉車駕駛證，因為當(dāng)時轉(zhuǎn)爐煉鋼作業(yè)中使用的脫氧合金劑需要工人開著叉車從料場運到轉(zhuǎn)爐作業(yè)區(qū)，再人工投入煉鋼爐。在當(dāng)時看來，具備這樣能力的一線鋼鐵工人，已經(jīng)是“復(fù)合型”人才了。
智能煉鋼產(chǎn)線投用后，龐曉坤開叉車的技術(shù)沒有用武之地了，包括脫氧合金劑在內(nèi)的所用物料都從料倉經(jīng)過全密閉式通廊，由輸送皮帶傳送并投放。
如今，他和工人們從“體力煉鋼”中解放出來，在保障日常生產(chǎn)的同時，重點工作是開展課題攻關(guān)。工人們?nèi)粘Ｓ懻摰氖侨绾螌崿F(xiàn)經(jīng)濟指標(biāo)優(yōu)化、如何縮短輔助作業(yè)周期、如何降低崗位人為犯錯的概率等技術(shù)、管理問題。
以往，生產(chǎn)是生產(chǎn)，科研是科研，銷售是銷售，現(xiàn)在彼此業(yè)務(wù)領(lǐng)域的交集越來越多，復(fù)合型“鋼鐵俠”也越來越多。傳統(tǒng)一線工人在朝金藍(lán)領(lǐng)方向成長，科研人員則把更多的精力投向市場和用戶。
唐鋼公司技術(shù)中心用戶應(yīng)用技術(shù)研究中心技術(shù)員徐寬，為全面了解下游客戶需求，常常會和公司的營銷人員一起出差，一起推介唐鋼產(chǎn)品。他們從專業(yè)技術(shù)角度給客戶解讀產(chǎn)品的應(yīng)用效果，再把客戶的關(guān)注點落實到產(chǎn)線的生產(chǎn)細(xì)節(jié)中。
最近，徐寬和團隊正在為某知名汽車主機廠新能源車型提供價值分析與價值工程方案，給汽車主機廠提升產(chǎn)品價值的同時，也幫助公司產(chǎn)品打開更廣闊的市場。這是新一代復(fù)合型“鋼鐵俠”的價值延伸。
工作環(huán)境變了，工作內(nèi)容變了，工作角色變了，但屬于中國鋼鐵工人的榮譽感和使命感從來沒變。
提質(zhì)、增效、降本、減損，看得出，這幾個字像一根弦，時刻繃緊在這群新“鋼鐵俠”的心里。
當(dāng)唐鋼公司生產(chǎn)制造部部長助理兼生產(chǎn)調(diào)度指揮中心主任田偉說起他們把鐵包周轉(zhuǎn)率從2.8提升到3.8，當(dāng)龐曉坤說起把一爐鋼的冶煉時間節(jié)省出5分鐘，當(dāng)熱軋事業(yè)部軋機作業(yè)區(qū)作業(yè)長白東明說起他們高強鋼的強度最高可達(dá)到行業(yè)最高強度級別的2000兆帕?xí)r，他們的眼中都滿是自豪。
文/河北日報記者 李冬云
關(guān)鍵詞：
