本報實習(xí)記者 郭旭梅
9月8日上午，河鋼石鋼煉鋼廠1號、2號連鑄機(jī)計劃同時生產(chǎn)供某高端客戶使用的軸承鋼和齒輪鋼。只見煉鋼廠當(dāng)班計劃員靳佳佳進(jìn)入三級系統(tǒng)，打開“出鋼計劃甘特圖”界面，選中當(dāng)天要冶煉的制造命令號；三級生產(chǎn)制造系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)命令，通過甘特圖的方式編制出鋼計劃，下發(fā)給電爐、精煉、RH、連鑄各工序的二級系統(tǒng)，并自動指定2臺連鑄機(jī)的制造命令號、電爐號、精煉路徑、連鑄要求時刻，計算出每爐次在煉鋼各工序上的預(yù)定起止時間，同時保證各爐次在同一工序上的時間不沖突，計算出每爐次生產(chǎn)作業(yè)的最短時間。
今年初以來，河鋼石鋼煉鋼廠加快推進(jìn)智能制造工作。隨著信息化、自動化三級系統(tǒng)的不斷完善，自動出鋼等智能煉鋼新技術(shù)和測溫取樣機(jī)器人等幾十臺機(jī)器人的相繼投用，河鋼石鋼煉鋼廠以網(wǎng)絡(luò)化、智能化、數(shù)字化開啟智能煉鋼新模式，為實現(xiàn)“河鋼石鋼打造全球特鋼企業(yè)智能制造的典范”的宏偉目標(biāo)貢獻(xiàn)重要力量。
三級系統(tǒng)為煉鋼植入“智慧大腦”
“新區(qū)煉鋼廠擁有強(qiáng)大的智能化三級系統(tǒng)，一個個系統(tǒng)、一層層系統(tǒng)相互連通、深度感知、全面融合，構(gòu)成煉鋼的‘智慧大腦’，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過程的數(shù)字化和智能化?！焙愉撌摕掍搹S智能制造總指揮、廠長郭旭東介紹說。
在河鋼石鋼煉鋼廠，涵蓋3個層級的智能化系統(tǒng)貫徹以合同組織生產(chǎn)的管理理念，以客戶的產(chǎn)品質(zhì)量、規(guī)格要求組織生產(chǎn)，實現(xiàn)生產(chǎn)計劃的一級管理和集中管控。以自動投料、自動冶煉、自動出渣、自動出鋼、自動底吹等為代表的一級小系統(tǒng)有160多個，主要是由PLC（可編程邏輯控制器）和HMI（人機(jī)接口）構(gòu)成，能實現(xiàn)邏輯控制、信號采集、輸出控制、數(shù)據(jù)處理、定時計數(shù)、人機(jī)界面、故障自診斷、通信聯(lián)網(wǎng)、實時通信等功能。以合金模型、造渣模型、終點控制模型、底吹模型、溫度預(yù)估模型等為代表的二級系統(tǒng)有70多個，各二級系統(tǒng)是一級自動化系統(tǒng)和三級系統(tǒng)的“橋梁”，能夠?qū)崿F(xiàn)與其他各級系統(tǒng)的互聯(lián)互通，接收生產(chǎn)計劃，實現(xiàn)物料跟蹤和設(shè)備運行監(jiān)視、冶金數(shù)據(jù)庫管理、各種數(shù)據(jù)信息收集、測量值診斷等功能。三級系統(tǒng)主要是公司層級的MES(制造企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行管理系統(tǒng))、lIMS（檢化驗系統(tǒng)）、LES（物流系統(tǒng)）等智能化先進(jìn)系統(tǒng)。
“石鋼新區(qū)在設(shè)計建設(shè)之初，就設(shè)計了與煉鋼相適應(yīng)的智能制造系統(tǒng)，完善的三級系統(tǒng)很好地解決了‘信息孤島’問題，實現(xiàn)了資源共享、設(shè)備管理高度智能、關(guān)鍵工序的全過程管理。”郭旭東說道。
百余個“智慧基因”提供強(qiáng)大引擎
8月22日，河鋼石鋼煉鋼廠正在冶煉供某知名客戶的高端齒輪鋼。偌大的生產(chǎn)現(xiàn)場職工并不多，遍布在電爐、精煉、RH、連鑄工序的自動測溫取樣、噴號等幾十臺機(jī)器人和智能化設(shè)備正高效而有序地“工作”著。
該廠精煉主控室內(nèi)，精煉工段1號LF爐（鋼包精煉爐）精煉工吳斌確認(rèn)化渣良好后，準(zhǔn)備對鋼水進(jìn)行測溫取樣。只見他熟練地打開電腦的測溫取樣界面，用鼠標(biāo)輕點“取樣啟動”按鈕，測溫取樣機(jī)器人就伸出長長的“手臂”按照指令探到LF爐內(nèi)，快速取出鋼水自動放到廢料槽，再通過風(fēng)動送樣器“瞬移”到檢化驗快分中心。不一會兒，精煉二級系統(tǒng)就接收到檢化驗傳來的檢驗結(jié)果。
“從取樣到出檢化驗結(jié)果，全過程只用了不到5分鐘，這在以前，我們想都不敢想?！眳潜蠼榻B說，測溫取樣機(jī)器人是由國際知名公司為河鋼石鋼量身定做的六軸高精明度機(jī)器人。它帶有安全傳感器、激光測距傳感器等功能，還設(shè)計了軸間保護(hù)功能，安全可靠性大大提升，能夠?qū)崿F(xiàn)鋼水液面檢測精度±20毫米，測溫取樣時間小于1.1分鐘。不僅如此，在精煉工序，國內(nèi)領(lǐng)先的LF爐和RH爐擁有的智能精煉技術(shù)可以實現(xiàn)智能吹氬、遠(yuǎn)程喂絲、覆蓋劑自動添加、自動投料、智能真空脫氣等全自動精煉功能。
同一時間，在該廠北邊與精煉爐臺遙相對望的1號SHARC電爐（豎井電弧爐）前，機(jī)器人正在進(jìn)行自動接電極作業(yè)，接換電極的周期只需10分鐘。自動接電極裝置的成功運用，一方面提高了電爐接電極的效率，操作時長平均縮短20分鐘；另一方面降低了現(xiàn)場職工勞動強(qiáng)度。
“除了已經(jīng)投入的智能機(jī)器人（設(shè)備），自動天車等很多智能設(shè)備也正在緊鑼密鼓地調(diào)試中。這些智能設(shè)備在電爐、精煉、連鑄等區(qū)域使用，將讓產(chǎn)線變得更加高效智能。”河鋼石鋼煉鋼廠四級專家楊華峰說道。
先進(jìn)智造技術(shù)為高質(zhì)量生產(chǎn)保駕護(hù)航
煉鋼是鋼鐵冶煉的關(guān)鍵工序。在這一領(lǐng)域，河鋼石鋼已擁有50多項智能制造先進(jìn)技術(shù)，這些集人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算和5G技術(shù)于一體的智能技術(shù)，以網(wǎng)絡(luò)化、智能化、數(shù)字化開啟特鋼冶煉新模式。
8月22日，河鋼石鋼煉鋼廠正在生產(chǎn)一款供國際某知名工程機(jī)械客戶的高端桿類用鋼，電爐主控室內(nèi)，一字排開的電腦和顯示屏隨時監(jiān)測著冶煉的全過程。電爐爐前PLC畫面、手指系統(tǒng)監(jiān)控畫面、送電噴吹畫面、上料系統(tǒng)畫面、出鋼下渣檢測畫面……整個冶煉過程，職工只需要通過各種按鈕的操作就能實現(xiàn)自動煉鋼。
“就拿今天生產(chǎn)的這款高端桿類用鋼來說，在公司老區(qū)時，夾雜缺陷率高就一直是煉鋼人的一個‘心病’，最差的時候缺陷率高到30%。到了新區(qū)后，強(qiáng)大的智能制造技術(shù)和先進(jìn)智能設(shè)備為高質(zhì)量生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)，如今生產(chǎn)這類產(chǎn)品的缺陷率控制到了0.02%，質(zhì)量遠(yuǎn)優(yōu)于國內(nèi)其他鋼企?！睙掍搹S副廠長陳良勇說。在老區(qū)時，冶煉該鋼種，從電爐到精煉爐、VD爐（鋼包精煉爐）再到連鑄，大多操作都是職工憑借經(jīng)驗，質(zhì)量不穩(wěn)定。而在新區(qū)，電爐的測溫取樣機(jī)器人有效保證了取樣測溫的準(zhǔn)確性，提高了座包成分合格率；電爐建立的終點控制模型，根據(jù)熱量平衡能夠穩(wěn)定控制終點碳，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求值；電爐的出鋼下渣檢測系統(tǒng)能夠有效提高鋼水質(zhì)量。
《中國冶金報》（2021年9月14日 04版四版）
