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南京鋼鐵公司：“巨物世界”數(shù)字化升級 “智慧煉鋼”又有新變化

來源：中國能源新聞網(wǎng) 時間：2025-01-20 14:37

祝云燕

　　1月的南京，古墻下梅花初綻，玄武湖上冰初結(jié)。而在距離玄武湖約30公里的南京鋼鐵集團(tuán)有限公司（以下簡稱“南京鋼鐵”）各車間，暖流陣陣襲人。從常溫的物料運(yùn)輸，到約1000℃的燒結(jié)（原料處理）、1500℃的煉鐵、可達(dá)1700℃的煉鋼、1100℃的軋鋼，再逐漸冷卻成常溫的鋼材，溫度的變化，見證了鋼鐵的煉成之路。

　　高溫、高壓、重載等環(huán)境淬煉出好鋼，同時也給生產(chǎn)物料、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝帶來了諸多挑戰(zhàn)。近些年，南京鋼鐵加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型，從生產(chǎn)車間一“幕”了然到現(xiàn)場工人“一鍵煉鋼”，智能化、自動化大大提升。2023年起，南京鋼鐵還攜手?？低暢闪⒙?lián)合實驗室，進(jìn)一步推動生產(chǎn)物料、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝等場景數(shù)字化，在燒結(jié)、焦化、皮帶運(yùn)輸、高爐煉鐵、轉(zhuǎn)爐煉鋼等工序落地數(shù)字化產(chǎn)品和技術(shù)，助力“智慧煉鋼”更安全、智能、高效和綠色。

　　一天數(shù)萬噸生產(chǎn)物料巧調(diào)度“懸絲診脈”遠(yuǎn)程監(jiān)測皮帶安全

　　2023年，南京鋼鐵的鋼材產(chǎn)量超千萬噸，所消耗的物料更是巨量，600多條皮帶夜以繼日運(yùn)輸這些煤、鐵礦石等，將物料從碼頭運(yùn)至料場、筒倉、高爐等各個場景，是鋼鐵生產(chǎn)中不可或缺的“動脈”。

　　為了讓物料“算得準(zhǔn)、運(yùn)得穩(wěn)”，南京鋼鐵采用?？低暤暮撩撞ń孛鎾呙枥走_(dá)和物位計掃描雷達(dá)實時監(jiān)測鐵礦粉、煤炭量，提高生產(chǎn)效率和精準(zhǔn)度。比如在原料廠，過去露天堆放的原料主要依靠人工測量，通過人力把巨大的料堆設(shè)置成錐形等形狀，用卷尺或測距儀測量關(guān)鍵點的長、寬、高，再算出體積，不僅“晴天一身灰，雨天一身泥”，而且測量誤差在3%左右，3萬噸堆存會有1000噸左右誤差。

　　現(xiàn)在，毫米波截面掃描雷達(dá)以1秒10幀的速度快速掃描堆料，結(jié)合刮板機(jī)格雷母線橫向坐標(biāo)定位數(shù)據(jù)，可快速獲取堆料格柵的3d模型，輔助系統(tǒng)高效計算出倉內(nèi)體積?！斑@樣我們就能及時掌握庫位波動情況，還可查看歷史庫位數(shù)據(jù)、生成報表，為精細(xì)化管理提供了更多可能?！蹦暇╀撹F煉鐵事業(yè)部原料廠廠長助理孟慶煒說道。據(jù)南京鋼鐵統(tǒng)計，智慧料場建成以后，提升年綜合效益超兩千萬元。

　　而智能皮帶監(jiān)測系統(tǒng)，則保障著“動脈”的穩(wěn)定運(yùn)行。這些“動脈”24小時高效運(yùn)轉(zhuǎn)，“上天入地”在742萬平方米的園區(qū)中穿梭，如果它們出現(xiàn)問題，整個煉鋼流程都可能產(chǎn)生隱患，直接影響鋼鐵產(chǎn)品的成本、產(chǎn)量和質(zhì)量。

　　尤其是“主動脈”，將燒結(jié)礦、焦炭等各類物料輸送到煉鐵心臟區(qū)域高爐的主送料皮帶?！把矙z主皮帶是我們重要的工作之一。”南京鋼鐵煉鐵事業(yè)部第一煉鐵廠高爐二車間上料班班長戴志俊介紹，帶上手電筒，戴上N95口罩，他們在狹小的通道里一走就是大半天。

　　除了巡查皮帶本身是否有撕裂等情況，檢查皮帶的“車輪”托輥是否有故障也十分重要。如果托輥出現(xiàn)異常，會造成皮帶磨損、跑偏、發(fā)熱甚至起火等嚴(yán)重事故，導(dǎo)致產(chǎn)線停工等，給企業(yè)帶來損失。“傳統(tǒng)巡檢方式一般通過耳聽目視的方法對皮帶線進(jìn)行巡檢，不過現(xiàn)場粉塵多、光線暗、噪音大，不但影響巡檢效率，還可能對人員安全和職業(yè)健康產(chǎn)生一定影響?！?/p>

　　在?？低暵犜\光纖的技術(shù)支撐下，通過智能皮帶監(jiān)測系統(tǒng)，400米長的主皮帶一屏全覽，巡檢人員坐在辦公室即可對皮帶輸送線“懸絲診脈”，遠(yuǎn)程監(jiān)聽皮帶托輥運(yùn)行的異響，及時發(fā)現(xiàn)異常情況。戴班長說：“現(xiàn)在我們通過電腦和手機(jī)都能實時查看皮帶狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題，直接定點處理，很方便。”

　　此外，針對皮帶煤料運(yùn)輸過程中，因煤料意外灑落而引起的煤料堆積起火隱患，通過應(yīng)用?？低曤p光譜熱成像攝像機(jī)，對皮帶實時測溫，若溫度超出正常閾值，則進(jìn)行實時報警，助力保障現(xiàn)場生產(chǎn)安全。

　　17米高空“抓娃娃”又快又準(zhǔn) 智慧管理超大生產(chǎn)設(shè)備

　　走進(jìn)南京鋼鐵，就像進(jìn)入“巨物世界”，許多環(huán)節(jié)都呈現(xiàn)出超乎尋常的規(guī)模，比如在17米的高空“開車”。特帶廠行車工王玲已經(jīng)駕駛了15年的行車，每天她要爬上差不多70個臺階，進(jìn)入17米高、2平方米大小的行車駕駛室，向下望去，實際直徑540毫米的鋼卷圓孔肉眼效果只有10~20毫米。要把C型鉤精準(zhǔn)穿插進(jìn)去，就像在高空“抓娃娃”。

　　盡管有十幾年經(jīng)驗，但她仍然時刻緊繃?！坝袝r吊運(yùn)一趟的鋼卷有6噸重，如果不小心掉落，底下有工人、有卡車，非常危險?！背丝狂{駛員的膽大心細(xì)，南京鋼鐵還在行車駕駛室下方安裝海康威視專用抗振相機(jī)，可以輔助行車工看清地面情況。它可以自動調(diào)焦變焦，讓駕駛員近距離觀察目標(biāo)物。不僅解決了以前畫面抖動及相機(jī)容易損壞的問題，且通過吊鉤跟蹤算法還能實時穩(wěn)定跟隨吊鉤，幫助王玲和其他行車工更好地操控。

　　行車的穩(wěn)定運(yùn)行，不僅對安全生產(chǎn)很重要，對生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)效率影響同樣巨大。南京鋼鐵特鋼事業(yè)部特帶廠生產(chǎn)計劃室行車主管高飛說：“如果穿插失誤的話，對鋼卷側(cè)面的質(zhì)量會有傷害，現(xiàn)在質(zhì)量問題發(fā)生率降低了70~80%，還提升了生產(chǎn)效率。以前新手操作要用3~5個月的時間來適應(yīng)，現(xiàn)在通過視頻跟蹤系統(tǒng)只要15~20天就可以達(dá)到80%的熟練度。而且以前裝滿一輛40噸貨量的卡車需要15~20分鐘，現(xiàn)在最快縮短到7~8分鐘?！?/p>

　　而在水汽、粉塵更重的南京鋼鐵金石廠，安裝在行車橫梁處的海康威視毫米波避障雷達(dá)，當(dāng)檢測到同行道行車或高空障礙物的距離小于5米時，會自動告警并制停，保障設(shè)備和人員安全。

　　此外，熱成像攝像機(jī)、手持式聲波成像儀實現(xiàn)了對熱風(fēng)爐、高爐等關(guān)鍵設(shè)備的實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，預(yù)防設(shè)備損壞和生產(chǎn)中斷；熱成像超高溫攝像機(jī)監(jiān)測著轉(zhuǎn)爐區(qū)域的溫度，讓工作人員能夠及時掌握轉(zhuǎn)爐的運(yùn)行情況，預(yù)防耐火材料的過度侵蝕；海康威視熱成像耐高溫攝像機(jī)還可以監(jiān)測鋼包表面熱敏材料編號，實時畫面接入南鋼智慧中心，輔助人員管控。

　　越來越智能的設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)，不僅確保生產(chǎn)和工作人員的安全，還提高了生產(chǎn)效率和品質(zhì)。南京鋼鐵制造部智能及自動化室高級技術(shù)經(jīng)理朱寧岐說：“設(shè)備是為生產(chǎn)服務(wù)的，設(shè)備的可靠性提高之后，我們的生產(chǎn)就更加順暢?！?/p>

　　精準(zhǔn)測溫、提升產(chǎn)品質(zhì)量 助力把控軋鋼生產(chǎn)工藝

　　南京鋼鐵寬厚廠承擔(dān)著“智慧煉鋼”的收尾環(huán)節(jié)——由鋼液凝固成型的鋼坯，在重力最高可達(dá)12000噸的軋機(jī)下，被軋成厚度較大、寬度較寬的鋼板，最終被應(yīng)用在船舶、機(jī)械、汽車、建筑等領(lǐng)域。

　　“軋鋼軋的就是個溫度，適度決定成敗?！蹦暇╀撹F板材事業(yè)部寬厚板廠熱軋車間主任車超介紹，就像是搟面團(tuán)得有恰好的水分、濕度配比，才能揉出好面，溫度就是軋出好鋼的重要決定因素。

　　從加熱爐出來的鋼坯一般在1100~1200℃，而軋制一般控制在800~1100℃之間。在這個溫度變化過程中，最低要控制目標(biāo)溫度溫差在10℃以內(nèi)，甚至部分鋼種精準(zhǔn)到5℃以內(nèi)，考驗十分大。“比如我們軋管線鋼，10℃溫差就能決定它板型、尺寸、性能的好壞。如果鑄坯表面溫度較低，容易出現(xiàn)疏松的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，溫度過高，則會影響表面質(zhì)量?！?/p>

　　要精準(zhǔn)控制溫度，光靠人的經(jīng)驗評估很難。海康威視比色高溫計可以分析板材光譜輻射來測量物體表面溫度，在有煙霧、灰塵或水蒸氣等環(huán)境中也能精準(zhǔn)測出鋼坯溫度?！坝袝r候溫度只差幾度，但軋出來的鋼板質(zhì)量完全不一樣?，F(xiàn)在的監(jiān)測手段，可以在復(fù)雜環(huán)境下能夠提供準(zhǔn)確的溫度讀數(shù)，輔助軋鋼，對穩(wěn)定性和合格率都有提升。”車主任說道。

　　而將鋁與鋼、銅與鋼等軋制成復(fù)合鋼的過程中，容易出現(xiàn)分層。車主任說：“如果開裂、分層沒有被識別到繼續(xù)軋制，是災(zāi)難性的后果?！比缃?，通過海康威視高溫高亮攝像機(jī)，能夠清晰地觀察到板材表面的細(xì)微變化，確保沒有由于溫度控制不當(dāng)或軋制壓力過大而產(chǎn)生的開裂，保證最終產(chǎn)品的完整性和安全性。

　　“普通攝像機(jī)看不到邊界和輪廓，而高溫高亮攝像機(jī)可以清楚地看見開裂，輔助我們第一時間停止軋制，帶來了很大的幫助?！避囍魅谓榻B，這樣在監(jiān)測復(fù)合板材壓制質(zhì)量時，提供了從成像效果、穩(wěn)定性、精確度等多方位優(yōu)勢，確保了軋制過程的質(zhì)量和效率。

　　從1960年南京鋼鐵軋出江蘇第一支鋼材，到如今多樣化、高質(zhì)量化、數(shù)智化鋼材源源不斷產(chǎn)出，在數(shù)字時代的浪潮下，南京鋼鐵集團(tuán)的轉(zhuǎn)型之旅展示了鋼鐵產(chǎn)業(yè)在技術(shù)推動下的無限可能。“一切業(yè)務(wù)數(shù)字化，一切數(shù)字業(yè)務(wù)化是南京鋼鐵的目標(biāo)?！敝鞂庒f，與?？低暤暮献鳎吹搅烁鄨鼍皵?shù)字化的潛力和價值。“我們將繼續(xù)探索和深化數(shù)字化產(chǎn)品和應(yīng)用，為鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)更高質(zhì)量的發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量?！?/p>

　　責(zé)任編輯：于學(xué)華