数年来,本钢集团板材炼钢厂一直坚持走自主创新之路,持续推动两化融合,厂内各工序智能应用已然遍地开花,智能制造基础架构早已搭建。尤其是该厂智能炼钢团队(即刘书超劳模创新工作室成员),在没有成功经验可借鉴的情况下,自主设计、自主编程,历时十余年开发出拥有多项核心技术的转炉全流程智能炼钢系统,解决了转炉工序过分依赖入炉原材料、依靠人员经验、工序成本高等痛点问题,在业内处于领先水平。
“怦然心动”——
直击智能化炼钢现场
日前,笔者来到本钢集团板材炼钢厂4号转炉操作室,立即被现场的现代化气息所感染。
主控室内各种冶炼信息通过智能炼钢系统实时播报,让笔者不由想到电视里常见的卫星发射指挥中心的场景。随着炉长点击“开始”按钮,笔者看到:整个炼钢过程全部交由智慧炼钢系统控制,伴随着冶炼过程中散装料加入、氧枪动作、化渣预警等流程的进行均有互动式语音提醒。氧枪自主动作,副枪自动连接测试,辅料自动加入,合金自动最优计算,同时智能评价分析系统实时打分。笔者正看得津津有味时,又听到“结束吹炼,氧枪提枪”的提示音。随后合金系统按照最优方案自动备料,并提示操作工选电出钢。“冶炼不再枯燥,仿佛在观看一场演出。”刘书超劳模创新工作室成员李振海对笔者说。
“钢包底吹氩工作”“出钢角度偏离”……李振海告诉笔者,这是钢包底吹智能系统和出钢引导系统在后台运行,紧接着出钢结束。笔者看到,集成调渣功能的智能溅渣护炉系统又开始工作了,一炉钢就这样冶炼完毕。
李振海介绍说,之前的炼钢就像炒菜一样,每名炼钢工都有自己的“口味”,而现在是依托智慧炼钢系统,每一步操作都相对标准化,操作工主观意识降到最低,实现了工艺标准化与操作标准化的完美结合。
“传统的一键式炼钢氧枪往往都是几段式固定模型,而且集中在氧枪控制,而我厂实现了实时动态的全流程智能控制,现在这个系统相当于一名炼钢专家在操作工身旁,辅助班组进行全程控制、预警。”李振海说。
炼钢操作实际存在的问题和安全需要关注的情况,智能系统会实时提醒,既实现了人机互动,又实现了工艺制度的标准化,形成了一个操作的闭环。
据了解,本钢集团板材炼钢厂的转炉智能化程度在国内首屈一指。这样的全流程智能控制,覆盖了4个操作岗位、5大炼钢制度,根据转炉生产实际情况“量身定制”了成本控制、语言预警播报、操作评价分析、实时数据查录、氧副枪控制、智能加料、合金计算等10余个智能控制系统。
10年磨一剑——
智能炼钢的蓝图变现实
老版5元人民币上炼钢工的形象,在刘书超、李振海、张瑞峰3个大男孩的记忆中格外亲切,同时又能让人感受到一种努力奋进的力量。他们在考大学的时候,不约而同地填报了冶金工程专业。“炼钢工过去的形象,是一代人的印记,新时代的炼钢工应该在继承老一辈优良传统的基础上,更有创新意识和开拓精神!”刘书超劳模创新工作室负责人刘书超说。
“智能炼钢是现代化炼钢的发展方向。”早在2008年,刘书超、李振海、张瑞峰3人脑海中就出现了智能炼钢的萌芽,他们那时都才大学毕业没几年。开始,他们从合金料的配比及散装料、氧枪控制开始研究,针对班组手工计算加料的制度研究出了Excel表格,迈出了智能化炼钢的第一步。
从此,3人开始明确分工,有的在现场跟踪,有的负责理论计算,有的研究电脑程序。2010年的一天,他们实现了合金加料的标准化。这一年,他们自己设计了一个一键式炼钢小程序。“但这都是固定式操作,不是根据炉内实际渣矿情况生成的实时分析。”刘书超说。如何实现对转炉五大制度的标准化与智能化控制?3人一时也遇见了瓶颈。
但智能化炼钢的春天说来就来。2015年,丛铁地被本钢集团任命为板材炼钢厂厂长。这位年轻的厂长大力推进智能化炼钢,创新性地提出了“三大工作理念”(强化基础管理、倡导全员创新、推进信息自动化),把信息自动化提到了一个新的高度。丛铁地和时任炼钢厂党委书记魏运波一同抓智能化炼钢,成立了刘书超劳模创新工作室,后来这个工作室被评为辽宁省劳模创新工作室。这时,3人又有了新的分工,刘书超钻研专业的计算机标准语言,李振海和张瑞峰负责现场智能系统的跟踪推进。他们深入班组,逐炉对智能系统进行分析并记录相关反馈。经历了上千次的程序修改和无数次的验证,终于在2020年实现了转炉全流程的智能炼钢。
为了让智能炼钢的蓝图变成现实,团队成员自主创新。2016年,李振海开发出转炉专家分析评价系统。这个系统对每一炉钢操作的好坏都有一个全面客观的分析,这在当时的国内还是首创。2019年,张瑞峰又想出一个“金点子”,因地制宜地进行了复吹转炉后搅拌程序的开发应用,降低了转炉终点磷含量,改善了终点渣况,提高了冶炼效果和钢水纯净度。2020年,该团队对标国际前沿,开发了转炉烟气分析系统,对转炉终点、碳、温度进行了全流程智能控制,填补了国内空白。
2021年,本钢集团党委书记、董事长杨维提出,让本钢集团智能制造再上新台阶。1月份,该炼钢厂在铁水大数据实时分析上做文章,采用了历史相同的铁水和废钢条件,避免了由于原材料不稳定,智能控制波动带来的操作“痛点”,真正实现了更科学、更合理的氧枪枪位控制。