探訪國家智能制造示范工廠唐鋼公司——
(資料圖片僅供參考)
“一鍵煉鋼”成為現實
圖為唐鋼公司中控室。 河北日報記者 貢憲云攝
煉鋼現場與中控室僅一墻之隔。一邊是煉鋼轉爐，火紅的鋼水在爐內翻滾涌動，鋼水溫度高達1600攝氏度。一邊是中控室，電腦屏幕呈現各類煉鋼畫面，室內溫度不到30攝氏度。
中控室里，董恩緊盯電腦屏幕上每一項參數，輕點鼠標，轉爐及配套設備開始自動運作。一爐鋼煉完，他又開始煉下一爐鋼的操作。
董恩是河鋼集團唐鋼公司煉鋼作業區的煉鋼工人。在唐鋼公司，像“一鍵煉鋼”這樣的智能煉鋼場景每天都在上演。該公司將數字技術融入生產工藝，對煉鐵、煉鋼、連鑄等環節進行全流程智能化控制，引領鋼鐵產線數字化轉型，被評為國家2022年度智能制造示范工廠揭榜單位。
大數據時代，鋼鐵行業數字化轉型恰逢其時。近日，記者來到位于樂亭經濟開發區的唐鋼公司，深入生產車間，探訪制造流程，感受鋼鐵產線與數字技術融合帶來的獨特魅力。
圖為唐鋼公司無人天車倉儲區。河北日報記者 貢憲云攝
智能煉鐵 提高鐵包周轉率，保障鐵水質量
6月28日，唐鋼公司煉鐵作業區。
紅彤彤的鐵水從高爐流出來，灌滿鐵包后，通過天車運往煉鋼轉爐。整個過程是機器在自動運作，幾乎看不到人影。
“鐵包運輸，看似簡單，其實不易。”唐鋼公司生產制造部副部長帖新鋒說，鐵包調度涉及設備較多，煉鐵時間又不固定，已制定的鐵包計劃經常受到突發狀況的干擾，導致鐵包調度存在不確定性難題。
2021年4月，河鋼集團與中國鋼研集團聯手實施唐鋼公司流程優化與智能化運行項目，鐵包智能調度就是其中一項重要內容。
“實現鐵包智能調度，首先要做到流程固化，即對出鐵、脫硫等工序路線進行精密設計，在此基礎上再對調度系統進行優化。”帖新鋒說，他與中國鋼研集團課題組成員一道，對鐵包運輸路線進行實地調查，收集了鐵包運行大量數據，并一遍遍地進行推演和模擬。
鐵包分為大鐵水包和小鐵水包，如何匹配使用？煉鋼產線有兩座轉爐，如何實現鐵包精準調度？經過反復試驗，他們開發了包括出鐵、爐下配包、接鐵等工序在內的鐵包智能調度系統。新系統投運后，效果立竿見影，目前唐鋼公司鐵包單日周轉率由過去不到3.0次提升到3.8次。鐵包周轉率的提高，降低了鐵水熱損耗。鐵水溫度穩定在1400攝氏度左右，比過去提高了約30攝氏度。
“實施鐵包智能調度，不僅提高了鐵包運作效率、降低了生產成本，還有利于鐵水溫度穩定，保障了鐵水質量。”帖新鋒說。
不光是鐵包。在裝鐵過程中，他們積極應用自主研發的定位控制技術和模型算法，通過柔性精準控制和高度標準化作業，國內首次實現智能化轉爐自動裝鐵，縮短裝鐵時間，降低能源消耗，提升產線效率。
“在煉鐵各環節中，我們對相關數據進行采集、整理和分析，自動生成報表，繪制參數變化曲線，為智能煉鐵提供了數據支撐。”帖新鋒說。
“一鍵煉鋼” 轉爐出鋼時間縮短10%，提高生產效率
6月28日14時許，在唐鋼公司中控室內，煉完一爐鋼，董恩下意識地核算了下時間，花了32分鐘。“現在轉爐煉的是電工鋼，一共要煉12爐，32分鐘是煉鋼耗時比較短的。”董恩說。
煉鋼耗時，是衡量鋼鐵生產的關鍵性指標之一。
董恩從事鋼鐵生產很多年。過去，縮短煉鋼耗時，主要靠經驗豐富的老員工的摸索和試驗。“煉鋼環境特殊、工藝復雜，在保證質量的前提下，即便想要縮短1分鐘煉鋼時間，也是相當困難的。”董恩說。
數字化技術，給縮短煉鋼耗時帶來了轉機。
該公司開發的智能煉鋼系統，可以自動加料、自動吹煉、自動出鋼、自動吹氬，實現了鋼鐵生產過程的一鍵式操作。
“過去，一個轉爐至少要8個工人，現在只要5個人就行。”帖新鋒說，“一鍵煉鋼”成為現實，不僅降低了工人勞動強度，還提高了生產效率。如今，公司轉爐煉一爐鋼平均耗時34分鐘，轉爐出鋼時間比過去縮短10%，平均吹氧時間縮短了20%。
安全生產是鋼企的生命線。“我們的工作環境更加安全舒適了。”董恩說，以前，鋼鐵工人都要穿著厚厚的帆布工作服、戴著安全帽作業。現在，他們在中控室內動動鼠標就能發出指令，遠程操作煉鋼設備。一天工作下來，他們身上的白色工裝纖塵不染。
智能檢驗 機器作業，170秒取得樣品檢測結果
鋼材檢驗是鋼鐵生產的重要環節。
記者來到唐鋼公司煉鋼作業區，只見機器人揮舞手臂，將瓶蓋大小的鋼水樣品從轉爐中取出，放在一個圓柱形鐵盒子中，通過800米長的管道，送到鐵鋼分析作業區。
“我們管這個盒子叫小炮彈。”唐鋼公司鐵鋼分析作業區檢驗員常玲說，“小炮彈”抵達鐵鋼分析作業區后，這里的直讀光譜儀、熒光光譜儀、氧氮分析儀、碳硫分析儀等智能設備開始自動運作：打開盒子，取出樣品，磨出一個亮面，取幾個點位進行分析……只用170秒就能取得檢測結果，上傳到企業質量控制系統中。
“過去檢測樣品，檢驗員走到煉鐵煉鋼作業區，就要花費5分鐘。取樣、分析，樣樣靠人工，耗費了大量精力和時間。”常玲說，現在，不需人工取樣，就能完成鐵水鋼水樣品檢測，這是數字技術帶來的改變。他們依托自主研發的LIMS（實驗室信息管理系統），實現鐵鋼分析作業區全部質量控制數據的線上采集和自動判定，人工委托試樣的線上委托和結果傳輸，所有數據線上管理。
該作業區建立了智能化樣品立體庫，改變過去人工收樣、存樣的工作模式，樣品檢測之后通過皮帶自動傳送到樣品庫，由樣品庫自主進行分類存放、定期棄樣，使得樣品檢測變得更加有序和高效。
5G技術的應用為企業巡檢帶來了巨大的改變。唐鋼與中國移動和華為合作搭建5G網絡，目前已建設5G基站18座，基本實現廠區內5G信號全覆蓋。利用5G技術，配合“5G+”智能點檢功能，可預知設備的運行狀態和提前預警，提高維修效率，降低運營成本。
常玲表示，接下來，他們將圍繞樣品氧氮分析自動化、爐渣檢測數據快速比對等展開技術攻關，利用智能化檢測優勢，不斷夯實智能制造基礎。
產銷一體 每塊鋼材都有身份信息，能追溯“前世今生”
“以前，我們也跟生產、銷售部門打交道，可是，從沒有走得這么近。”在唐鋼公司中控室，唐鋼公司信息自動化部部長李曉剛感慨。
促成這種變化的，是該公司開發的產銷一體化信息管理系統。這個系統以訂單為牽引，以滿足終端用戶需求為目標，將公司的生產、技術、質量、銷售部門緊緊結合在一起。
李曉剛舉了一個例子。現在汽車行業制造商要求汽車用鋼必須建立完整的追溯系統，汽車用鋼一旦出現質量問題，就能快速分析、追查是在哪個生產環節出了問題。“比如說，汽車用鋼有不規則劃傷，想在上千米的軋鋼產線中找出問題根源，一個個設備去排查嗎？顯然不現實。只能靠鋼材在制造過程中產生的數據信息來解決。”李曉剛說。
“每塊鋼材都有自己獨有的身份信息，能追溯‘前世今生’。”李曉剛說，他們將每塊鋼材的性能、成分，以及鐵水狀態、鋼水狀態、板坯狀態時的工藝和生產數據信息納入產品譜系，給產品的質量追溯提供了數據支撐。
李曉剛將鋼鐵生產過程比作一個餐館出餐的過程，產銷一體化信息管理系統保障“菜品”滿足客戶口味要求，質量設計模塊負責識別“配菜要求及烹飪手法”，質量管理負責把控“出菜過程”。“做出來的菜品相或者味道不好，是加工過程問題，還是原材料選擇問題，都有記錄可循。”李曉剛說。
此外，他們還跟生產、銷售部門一起，主動介入客戶產品早期開發，第一時間了解市場需求，使得鋼材研發和生產更加貼合客戶多樣化、個性化需求。
數字賦能，邁向高端。目前，唐鋼公司已完成超低碳鋼、汽車大梁鋼、車輪鋼等34個系列、248個重點鋼種的研發生產，熱軋產品和冷軋產品的高端品種鋼比例分別為87%和76%。（河北日報記者 貢憲云）
■記者手記
加速鋼鐵業數字化發展進程
大數據時代，河北省鋼鐵業數字化轉型取得了一定成就。
然而，記者采訪中了解到，很多鋼企開展數字化轉型并非一帆風順，也遇到不少難題。比如，如何打通“信息孤島”，實現各部門間信息共享和協調？如何培養員工的數據思維意識？如何建立數字化標準體系？
唐鋼公司站在行業前沿，融合互聯網、大數據、5G等技術，探索建設了覆蓋全生產流程的智能制造體系，為鋼鐵企業數字化轉型樹立了標桿。
在唐鋼公司，燒結、煉鐵、煉鋼、連鑄等各工序都建立了數據采集點，生產運行、能源環保、物流狀態等都有相匹配的數字化系統同步運行，配合智能無人化料場、無人天車倉儲區等系統，做到了全流程智能化控制。
數字化轉型是提升我國鋼鐵產業核心競爭力的重要手段。
作為企業，應著力在建設數字化基礎設施、完善數據管理體系、培養專業數字化人才等方面下功夫，實施關鍵共性技術攻關，提高智能化生產水平。河北省相關部門也應圍繞企業需求，整合行業資源，構建上下游協同創新“生態圈”，促進鋼企和科研院所、高校間的交流合作，加速鋼鐵業數字化發展進程。
鋼鐵業數字化轉型，正當其時，前景廣闊。（貢憲云）
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