在传统炼钢车间里,高温、粉尘、噪声与强作业强度长期并存,工艺控制往往依赖班组经验和个人判断。
如何在保障安全的前提下稳定质量、提升效率,是不少钢铁企业绕不开的现实课题。
记者近日走进山东济南市钢城区的山东钢铁股份有限公司炼钢厂看到,生产线上铁水翻涌、设备轰鸣,但现场操作人员明显减少;在集控中心,炉长和技术人员更多是盯着屏幕与数据,推动一炉钢水在较短时间内完成冶炼。
问题:高温冶炼场景“难、险、急”,靠经验难以应对波动 炼钢属于典型流程工业,工况变化快、变量多,炉内反应状态受原料成分、温度、氧气流量、喷吹节奏等多重因素影响。
过去加料时机、加料量、化渣效果等关键节点较大程度依赖操作人员经验,虽然能在长期摸索中形成“手感”,但一旦原料波动或工况突变,容易出现控制滞后、质量波动和能耗上升等问题。
同时,高温近距离作业带来的安全风险也较突出,成为制约生产稳定运行的重要因素。
原因:智能化改造为“看不见的炉内”装上可感知、可决策的系统 针对冶炼过程“不可视、不可触、不可测”部分,企业近年来组建科研团队,围绕转炉炼钢场景推进数字化、智能化升级,将数据分析与模型决策引入工艺控制链条。
炼钢厂相关技术负责人介绍,车间在关键环节布设了多套识别与监测系统:通过炉口火焰的视觉识别捕捉反应状态变化,通过音频信号分析化渣效果,通过氧枪张力监测辅助判断喷吹工况,通过烟气光谱监测识别成分变化等,多源数据汇聚后由系统进行综合判断,给出工艺参数优化建议并形成操作指令。
与此同时,测温取样机器人等装备承担了部分高风险、高重复作业,实现自动测温、自动取样,减少人员暴露在高温与溅渣环境中的时间。
影响:效率提升、质量更稳、安全风险下降,推动“少人化”运行 “智慧炼钢”系统落地后,生产组织方式发生明显变化——从“人在现场跟着设备跑”转向“人在中枢盯着数据管”。
据介绍,系统在炼钢厂应用后,主要工序实现一键式操作,生产效率提升约30%。
更重要的是,智能化让工艺控制更趋一致:通过对历史数据与实时数据的比对分析,系统能够提前识别偏差趋势,减少“凭感觉”带来的不确定性,从而提升生产稳定性与质检准确性。
当前厂内在用机器人60余套,覆盖测温取样等多个环节,在提升效率的同时,也在降低高温作业、近炉作业的安全风险方面发挥作用。
对策:以数据标准化和场景化改造为抓手,形成可复制的升级路径 业内人士认为,流程工业智能化改造不能停留在“设备上网、屏幕上墙”,关键在于打通数据链与决策链。
要让系统真正“会炼钢”,首先要把工艺参数、设备状态、原料与质量数据标准化、结构化,形成可训练、可追溯的数据资产;其次要围绕核心痛点进行场景化攻关,在测温取样、化渣控制、喷吹优化、终点控制等关键环节形成闭环;同时要完善安全与质量管控机制,确保模型建议与现场约束一致,避免“只看效率不看边界”。
在组织层面,也需要培养复合型人才,既懂冶金工艺又懂数据应用,使系统迭代与现场经验相互印证、相互促进。
前景:数字化“深水区”仍需持续投入,钢铁行业转型空间广阔 当前钢铁行业正处于结构调整与绿色转型的关键阶段,降本增效、节能降耗、稳定质量与安全生产要求叠加,推动企业加快从单点自动化向系统智能化升级。
随着工业互联网、传感技术与算力能力持续提升,未来“智慧炼钢”有望在更广范围实现多工序协同优化:例如结合原料端与炼钢端数据开展全流程配料与能耗优化,推动质量预测与缺陷预警前移;在更高层级上,以产线为单位实现计划排产、设备维护、能碳管理的联动决策。
与此同时,智能化系统也将从“辅助决策”逐步走向“自主优化”,但这一过程仍需持续投入与严格验证,特别是在数据安全、系统可靠性与极端工况应对能力方面,需要建立长期机制。
从凭经验到靠数据,从人工操作到智能决策,山东钢铁的这次转变不仅改变了一条生产线的面貌,更深刻反映了中国制造业的升级方向。
在新时代背景下,越来越多的传统企业正在用创新驱动生产方式的变革,用技术赋能产业发展。
这种坚持不懈的探索精神,正是推动中国经济高质量发展的内在动力。