本報實習記者 郭旭梅
9月8日上午，河鋼石鋼煉鋼廠1號、2號連鑄機計劃同時生產供某高端客戶使用的軸承鋼和齒輪鋼。只見煉鋼廠當班計劃員靳佳佳進入三級系統，打開“出鋼計劃甘特圖”界面，選中當天要冶煉的制造命令號；三級生產制造系統根據生產命令，通過甘特圖的方式編制出鋼計劃，下發給電爐、精煉、RH、連鑄各工序的二級系統，并自動指定2臺連鑄機的制造命令號、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，計算出每爐次生產作業的最短時間。
今年初以來，河鋼石鋼煉鋼廠加快推進智能制造工作。隨著信息化、自動化三級系統的不斷完善，自動出鋼等智能煉鋼新技術和測溫取樣機器人等幾十臺機器人的相繼投用，河鋼石鋼煉鋼廠以網絡化、智能化、數字化開啟智能煉鋼新模式，為實現“河鋼石鋼打造全球特鋼企業智能制造的典范”的宏偉目標貢獻重要力量。
三級系統為煉鋼植入“智慧大腦”
“新區煉鋼廠擁有強大的智能化三級系統，一個個系統、一層層系統相互連通、深度感知、全面融合，構成煉鋼的‘智慧大腦’，能夠實現生產過程的數字化和智能化。”河鋼石鋼煉鋼廠智能制造總指揮、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貫徹以合同組織生產的管理理念，以客戶的產品質量、規格要求組織生產，實現生產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有160多個，主要是由PLC（可編程邏輯控制器）和HMI（人機接口）構成，能實現邏輯控制、信號采集、輸出控制、數據處理、定時計數、人機界面、故障自診斷、通信聯網、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、溫度預估模型等為代表的二級系統有70多個，各二級系統是一級自動化系統和三級系統的“橋梁”，能夠實現與其他各級系統的互聯互通，接收生產計劃，實現物料跟蹤和設備運行監視、冶金數據庫管理、各種數據信息收集、測量值診斷等功能。三級系統主要是公司層級的MES(制造企業生產過程執行管理系統)、lIMS（檢化驗系統）、LES（物流系統）等智能化先進系統。
“石鋼新區在設計建設之初，就設計了與煉鋼相適應的智能制造系統，完善的三級系統很好地解決了‘信息孤島’問題，實現了資源共享、設備管理高度智能、關鍵工序的全過程管理。”郭旭東說道。
百余個“智慧基因”提供強大引擎
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。偌大的生產現場職工并不多，遍布在電爐、精煉、RH、連鑄工序的自動測溫取樣、噴號等幾十臺機器人和智能化設備正高效而有序地“工作”著。
該廠精煉主控室內，精煉工段1號LF爐（鋼包精煉爐）精煉工吳斌確認化渣良好后，準備對鋼水進行測溫取樣。只見他熟練地打開電腦的測溫取樣界面，用鼠標輕點“取樣啟動”按鈕，測溫取樣機器人就伸出長長的“手臂”按照指令探到LF爐內，快速取出鋼水自動放到廢料槽，再通過風動送樣器“瞬移”到檢化驗快分中心。不一會兒，精煉二級系統就接收到檢化驗傳來的檢驗結果。
“從取樣到出檢化驗結果，全過程只用了不到5分鐘，這在以前，我們想都不敢想。”吳斌介紹說，測溫取樣機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器人。它帶有安全傳感器、激光測距傳感器等功能，還設計了軸間保護功能，安全可靠性大大提升，能夠實現鋼水液面檢測精度±20毫米，測溫取樣時間小于1.1分鐘。不僅如此，在精煉工序，國內領先的LF爐和RH爐擁有的智能精煉技術可以實現智能吹氬、遠程喂絲、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，機器人正在進行自動接電極作業，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；另一方面降低了現場職工勞動強度。
“除了已經投入的智能機器人（設備），自動天車等很多智能設備也正在緊鑼密鼓地調試中。這些智能設備在電爐、精煉、連鑄等區域使用，將讓產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。
先進智造技術為高質量生產保駕護航
煉鋼是鋼鐵冶煉的關鍵工序。在這一領域，河鋼石鋼已擁有50多項智能制造先進技術，這些集人工智能、物聯網、大數據、云計算和5G技術于一體的智能技術，以網絡化、智能化、數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一款供國際某知名工程機械客戶的高端桿類用鋼，電爐主控室內，一字排開的電腦和顯示屏隨時監測著冶煉的全過程。電爐爐前PLC畫面、手指系統監控畫面、送電噴吹畫面、上料系統畫面、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自動煉鋼。
“就拿今天生產的這款高端桿類用鋼來說，在公司老區時，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%。到了新區后，強大的智能制造技術和先進智能設備為高質量生產奠定了基礎，如今生產這類產品的缺陷率控制到了0.02%，質量遠優于國內其他鋼企。”煉鋼廠副廠長陳良勇說。在老區時，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驗，質量不穩定。而在新區，電爐的測溫取樣機器人有效保證了取樣測溫的準確性，提高了座包成分合格率；電爐建立的終點控制模型，根據熱量平衡能夠穩定控制終點碳，滿足標準要求值；電爐的出鋼下渣檢測系統能夠有效提高鋼水質量。
《中國冶金報》（2021年9月14日 04版四版）
