數(shù)年來，本鋼集團板材煉鋼廠一直堅持走自主創(chuàng)新之路，持續(xù)推動兩化融合，廠內(nèi)各工序智能應(yīng)用已然遍地開花，智能制造基礎(chǔ)架構(gòu)早已搭建。尤其是該廠智能煉鋼團隊（即劉書超勞模創(chuàng)新工作室成員），在沒有成功經(jīng)驗可借鑒的情況下，自主設(shè)計、自主編程，歷時十余年開發(fā)出擁有多項核心技術(shù)的轉(zhuǎn)爐全流程智能煉鋼系統(tǒng)，解決了轉(zhuǎn)爐工序過分依賴入爐原材料、依靠人員經(jīng)驗、工序成本高等痛點問題，在業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先水平。
“怦然心動”——
直擊智能化煉鋼現(xiàn)場
日前，筆者來到本鋼集團板材煉鋼廠4號轉(zhuǎn)爐操作室，立即被現(xiàn)場的現(xiàn)代化氣息所感染。
主控室內(nèi)各種冶煉信息通過智能煉鋼系統(tǒng)實時播報，讓筆者不由想到電視里常見的衛(wèi)星發(fā)射指揮中心的場景。隨著爐長點擊“開始”按鈕，筆者看到：整個煉鋼過程全部交由智慧煉鋼系統(tǒng)控制，伴隨著冶煉過程中散裝料加入、氧槍動作、化渣預(yù)警等流程的進行均有互動式語音提醒。氧槍自主動作，副槍自動連接測試，輔料自動加入，合金自動最優(yōu)計算，同時智能評價分析系統(tǒng)實時打分。筆者正看得津津有味時，又聽到“結(jié)束吹煉，氧槍提槍”的提示音。隨后合金系統(tǒng)按照最優(yōu)方案自動備料，并提示操作工選電出鋼。“冶煉不再枯燥，仿佛在觀看一場演出。”劉書超勞模創(chuàng)新工作室成員李振海對筆者說。
“鋼包底吹氬工作”“出鋼角度偏離”……李振海告訴筆者，這是鋼包底吹智能系統(tǒng)和出鋼引導(dǎo)系統(tǒng)在后臺運行，緊接著出鋼結(jié)束。筆者看到，集成調(diào)渣功能的智能濺渣護爐系統(tǒng)又開始工作了，一爐鋼就這樣冶煉完畢。
李振海介紹說，之前的煉鋼就像炒菜一樣，每名煉鋼工都有自己的“口味”，而現(xiàn)在是依托智慧煉鋼系統(tǒng)，每一步操作都相對標(biāo)準(zhǔn)化，操作工主觀意識降到最低，實現(xiàn)了工藝標(biāo)準(zhǔn)化與操作標(biāo)準(zhǔn)化的完美結(jié)合。
“傳統(tǒng)的一鍵式煉鋼氧槍往往都是幾段式固定模型，而且集中在氧槍控制，而我廠實現(xiàn)了實時動態(tài)的全流程智能控制，現(xiàn)在這個系統(tǒng)相當(dāng)于一名煉鋼專家在操作工身旁，輔助班組進行全程控制、預(yù)警。”李振海說。
煉鋼操作實際存在的問題和安全需要關(guān)注的情況，智能系統(tǒng)會實時提醒，既實現(xiàn)了人機互動，又實現(xiàn)了工藝制度的標(biāo)準(zhǔn)化，形成了一個操作的閉環(huán)。
據(jù)了解，本鋼集團板材煉鋼廠的轉(zhuǎn)爐智能化程度在國內(nèi)首屈一指。這樣的全流程智能控制，覆蓋了4個操作崗位、5大煉鋼制度，根據(jù)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)實際情況“量身定制”了成本控制、語言預(yù)警播報、操作評價分析、實時數(shù)據(jù)查錄、氧副槍控制、智能加料、合金計算等10余個智能控制系統(tǒng)。
10年磨一劍——
智能煉鋼的藍圖變現(xiàn)實
老版5元人民幣上煉鋼工的形象，在劉書超、李振海、張瑞峰3個大男孩的記憶中格外親切，同時又能讓人感受到一種努力奮進的力量。他們在考大學(xué)的時候，不約而同地填報了冶金工程專業(yè)。“煉鋼工過去的形象，是一代人的印記，新時代的煉鋼工應(yīng)該在繼承老一輩優(yōu)良傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上，更有創(chuàng)新意識和開拓精神！”劉書超勞模創(chuàng)新工作室負責(zé)人劉書超說。
“智能煉鋼是現(xiàn)代化煉鋼的發(fā)展方向。”早在2008年，劉書超、李振海、張瑞峰3人腦海中就出現(xiàn)了智能煉鋼的萌芽，他們那時都才大學(xué)畢業(yè)沒幾年。開始，他們從合金料的配比及散裝料、氧槍控制開始研究，針對班組手工計算加料的制度研究出了Excel表格，邁出了智能化煉鋼的第一步。
從此，3人開始明確分工，有的在現(xiàn)場跟蹤，有的負責(zé)理論計算，有的研究電腦程序。2010年的一天，他們實現(xiàn)了合金加料的標(biāo)準(zhǔn)化。這一年，他們自己設(shè)計了一個一鍵式煉鋼小程序。“但這都是固定式操作，不是根據(jù)爐內(nèi)實際渣礦情況生成的實時分析。”劉書超說。如何實現(xiàn)對轉(zhuǎn)爐五大制度的標(biāo)準(zhǔn)化與智能化控制？3人一時也遇見了瓶頸。
但智能化煉鋼的春天說來就來。2015年，叢鐵地被本鋼集團任命為板材煉鋼廠廠長。這位年輕的廠長大力推進智能化煉鋼，創(chuàng)新性地提出了“三大工作理念”（強化基礎(chǔ)管理、倡導(dǎo)全員創(chuàng)新、推進信息自動化），把信息自動化提到了一個新的高度。叢鐵地和時任煉鋼廠黨委書記魏運波一同抓智能化煉鋼，成立了劉書超勞模創(chuàng)新工作室，后來這個工作室被評為遼寧省勞模創(chuàng)新工作室。這時，3人又有了新的分工，劉書超鉆研專業(yè)的計算機標(biāo)準(zhǔn)語言，李振海和張瑞峰負責(zé)現(xiàn)場智能系統(tǒng)的跟蹤推進。他們深入班組，逐爐對智能系統(tǒng)進行分析并記錄相關(guān)反饋。經(jīng)歷了上千次的程序修改和無數(shù)次的驗證，終于在2020年實現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐全流程的智能煉鋼。
為了讓智能煉鋼的藍圖變成現(xiàn)實，團隊成員自主創(chuàng)新。2016年，李振海開發(fā)出轉(zhuǎn)爐專家分析評價系統(tǒng)。這個系統(tǒng)對每一爐鋼操作的好壞都有一個全面客觀的分析，這在當(dāng)時的國內(nèi)還是首創(chuàng)。2019年，張瑞峰又想出一個“金點子”，因地制宜地進行了復(fù)吹轉(zhuǎn)爐后攪拌程序的開發(fā)應(yīng)用，降低了轉(zhuǎn)爐終點磷含量，改善了終點渣況，提高了冶煉效果和鋼水純凈度。2020年，該團隊對標(biāo)國際前沿，開發(fā)了轉(zhuǎn)爐煙氣分析系統(tǒng)，對轉(zhuǎn)爐終點、碳、溫度進行了全流程智能控制，填補了國內(nèi)空白。
2021年，本鋼集團黨委書記、董事長楊維提出，讓本鋼集團智能制造再上新臺階。1月份，該煉鋼廠在鐵水大數(shù)據(jù)實時分析上做文章，采用了歷史相同的鐵水和廢鋼條件，避免了由于原材料不穩(wěn)定，智能控制波動帶來的操作“痛點”，真正實現(xiàn)了更科學(xué)、更合理的氧槍槍位控制。