智慧制造工作巡礼 | 智慧化炼铁“芯”动“律”齐

邂逅 · 1171 期 · 1958  篇

智慧化炼铁“芯”动“律”齐

——宝钢股份炼铁厂智慧制造的探索与实践

近日，宝钢股份炼铁厂高炉控制中心正式改名为炼铁控制中心，这不仅仅是名称的简单改变，更是内涵的更加丰富和外延的不断扩大。按照集团公司智慧制造提出“四个一律”的总要求，经过持续的推进，如今的炼铁控制中心具备了对本区域、异地高炉的远程操控能力，还将整合原料、炼焦、烧结等炼铁区域4大工序的自动化控制，从而实现真正意义上的炼铁全流程智慧制造“ONE MILL”，“芯”动“律”齐，引领钢铁业炼铁智慧化风气之先。

No.1

站得高

才能行得远

2018年3月28号，在宝钢股份高炉控制中心启用仪式上，中国宝武党委书记、董事长陈德荣用幽默风趣的语言描绘了未来钢铁员工工作的情景：“享受阳光沙滩椰林风景”的时候，用手机APP就把厂里的活干了。这不仅颠覆了外人对钢铁冶炼“傻、大、黑、粗”的印象，也深深地触动了炼铁厂上下对智慧制造的理解。

智慧制造是宝钢股份着力构建的五大关键核心能力之一，也是进一步转型发展做大做强的必由之路。炼铁区域作为全流程钢厂工序龙头，在推进智慧制造的道路上不能缺席；而且，炼铁区域如果能够取得实效，对其它区域将是强大的激励和鼓舞，意义重大而深远。此外，经过多年的提升努力，在传统生产管理模式下炼铁主要经济技术指标已达世界一流水平，面临进一步突破的“瓶颈”，如何发挥多年积累的生产管理、工艺、运维技术优势，借助信息化、5G技术发展突飞猛进的东风，实现宝钢股份炼铁的智慧化转型升级，实现再突破、再提升，成为炼铁厂上下关注的焦点。

“其实早在2012年，炼铁厂基于当时的信息化技术发展、高炉工艺路径特点，就有过将两座高炉控制室合并的想法”，谈起炼铁智慧化工作的发端，炼铁厂副厂长张永忠历历在目。当炼铁厂把基于两座高炉间的自动化集控改造方案上报后，集团公司、宝钢股份要求炼铁厂站高行远、一步到位，要有敢为天下先的勇气，率先实现宝山基地四座大型高炉的一体化自动化集控改造。

2015年，宝钢股份编制完成了《炼铁厂自动化及工业4.0提升规划》，确定炼铁厂智慧制造总体目标是建成以环保智慧型料场为源头的智慧型炼焦、智慧型烧结、智慧型高炉，以及为智慧产线保驾护航的智慧型设备管理体系。智慧制造将带来管理体系、工作流程的深刻变革，炼铁工序将从传统冶炼单元转型为装上“智慧芯”的钢铁自动化制造单元。

No.2

填补空白

前方没有先行者

“集中控制既能带来便利，但也是风险的集中，炼铁生产是以高炉为中心，高炉生产来不得半点闪失”，回忆起炼铁智慧化推进以及当初高炉中心建设的策划、实施过程，炼铁厂设备室技术组组长杨沂敏直言当初有困惑、很痛苦。智慧制造是走在行业前面的开创性工作，没有现成的实例和成功的经验可以借鉴，也注定是克服各种困难的过程。炼铁厂通过不断统一思想、达成共识、形成合力，坚持以需求为导向，以效率提升为目标，以自主创新为主渠道，开放合作，突破重点，稳步推进。

四座大型高炉与新建的高炉控制中心间距不均，相距最远的4号高炉达2.7公里，连接电缆的控制距离技术限定、高炉控制中心与现场操作维护员工的响应协同、远程紧急操作预案的修订优化、系统供电的保障备份等一系列难题，成为参建团队前进路上的一只只“拦路虎”。

首先取得重大突破性成果的是高炉炉前作业自动化控制系统。2017年4月，宝钢股份自主集成关键工艺技术的钢铁业首套高炉炉前作业自动化控制系统样机，在3号高炉完成了相关调试与试运行并正式投入使用。

大型高炉炉前作业危险性高、作业环境差、劳动强度大，在业内被普遍认为是钢厂内最辛劳、作业环境最恶劣的工种之一。炉前作业对高炉运行炉况的稳定、铁水产量质量等均有着较大影响，宝钢股份也正是看到了实施高炉炉前作业装备自动化智能化改造，对提升炉前作业效率及精度、降低作业风险、保护员工身心健康的重要意义，将这一项目列为智慧制造示范项目，组织联合开发团队展开了持续艰苦的攻关。

参建团队采用“单套试制，持续改进，成熟推广”三步走策略，还积极引进外部参与方，分别以技术、资金、设备制造等参与共同开发，充分利用社会相关资源，创造性地策划了“先期试制、成果专享”的新技术研发模式。通过反复测试、改进，多个关键技术难点相继突破，终于试制成功。

高炉炉前作业自动化控制系统包括自动装填炮泥装置、自动换钎装置、自动包装炮泥、摆动流嘴自动切换、机械化清理渣铁等。员工采用该系统后，劳动负荷及危险系数大大降低，一个班次再也不用搬运近2.5吨的炮泥、5根以上近50斤重的钻杆、数根80斤的金棒，加一次炮泥时间从3小时缩短到25分钟，实现了项目“稳定、安全、经济、高效”的目标。

炼铁厂高炉分厂三高炉炉前工冯强说：“改造前，我们岗位工都是干重活的，搬炮泥、抬金棒，搞得胳膊肌肉酸疼。到了高温季节，更是大汗淋漓，气喘吁吁。改造后，我们岗位工作业前的准备时间缩短了，强度也降低了，再也不用搬炮泥、抬金棒了。”

焦炉电车无人化项目也是炼铁区域智慧制造取得的又一重要成果。炼焦区域推焦工序焦炉机车作业频繁，操作员工作业基本是重复性的动作，且生产负荷高，连续作业时间长。2016年，炼铁厂组建攻关团队，依托大科研项目研发平台，以“四期焦炉电车无人化”为突破口，探索实施焦炉机车无人化。

团队克服了空焦罐判断及自动进出、车辆运行雨天打滑、安全防撞等困难，经过一年多的攻关努力，终于实现全天候无人化运行，为焦炉四大车无人化操作奠定了坚实基础。炼焦分厂一推焦作业区作业长方陆斌说，实现电车无人化作业后，“人机结合”现象大幅度降低，本质化安全水平大幅度提升。操作人员的综合技能同步跟进，原来的作业人员通常一人一车，现在是四种类型特种设备操作通吃，并逐步向机械、电气也能上岗的多能工迈进，进而成为真正意义上的多面手。

经历了风雨，方得见彩虹。在今年3月，投运刚满一年的高炉控制中心就成功实现了对2000多公里外湛江钢铁两座高炉的远程操控技术验证，在国内外钢铁业界拔得头筹。

杨沂敏等参与攻关的技术团队成员，经历了项目建设后，既加深了对高炉原有控制系统、工艺运维特点、设备性能的理解，又增强了对自动化集控改造的风险点梳理、保障、信息化技术与生产需求对接等的全新认识。通过智慧制造一系列的技术攻关，增强了技术自信与团队自信，闯过了华山一条路。目前正全情投入炼铁控制中心全工序自动化集控改造的炼铁项目团队，对后续开展推进的原料、烧结、焦炉及相关远程监控、智慧巡检等项目，有了更扎实的技术基础与底气。

No.3

从要我改

到我要改的转变

“从两座高炉中控室的集中自动化改造的设想，到四座高炉集成的高炉控制中心，再到如今的全流程炼铁控制中心，未来的本区域、多基地炼铁控制中心，集团公司、宝钢股份领导一直对炼铁厂智慧制造工作寄予厚望、不断推动前行，这是我们不断创新变革的强大动力与支撑。”张永忠介绍说，高炉控制中心投运一年，不仅实现了对宝山基地四座高炉的集中操控，具备了对湛江两座高炉的远程操控能力与远程监控、技术支撑功能，今年在公司的全力支持推进、各参建团队的支撑下，还将实施原料、烧结、焦炉工序的集控深度整合，力争明年完成升级后的炼铁控制中心的深度整合。这带来的不仅是炼铁管控技术手段上的改变，还将倒逼相关生产管理、作业流程内容、效率提升等方面进行全流程的管理变革与流程再造。

四座高炉中控室完成集中智慧化改造后，不是简单的操作、技术人员集中操作，原来炉内、机械运转、二喷三大关键岗位，全部实现整合优化，随之带来的是主区工+首操制度、8保16制度、互联互保制度及员工综合评价等一系列管理模式的变革实施，为作业区合并打下了基础。厂部取消了厂调度岗位，由炼铁控制中心各班兼任调度职责，协调生产物流平衡。

随着炼铁控制中心深度整合升级，在远程运维实施领域，通过对全厂6.3万余套（台）设备使用、功能的梳理、识别，炼铁厂策划了21个相关项目，覆盖有关4.2万余套（台）设备的远程运维智慧化改造；同时对相关作业区域脏、苦、累岗位进行详细梳理，明确了现场清料机器人、个别区域的巡检机器人等9个智慧化改造项目。

生产更高效、管理更便捷、流程更简洁，炼铁智慧化改造带来的“甜头”，让炼铁厂员工对“有钱、有闲、有趣”愿景的认识，感觉距离越来越近，从要我改，到我要改，主动前跨一步成为大家的共识。

“智慧化改造带来了员工观念上的改变，对员工技能的提升、适应也提出了很高要求”，炼铁厂高炉分厂厂长王俊深有感触，升级改造后的炼铁控制中心自动化集控水平较高，又要逐步覆盖原料、烧结、炼焦的全工序，相关的管理变革、流程梳理再造、技术积累、相关自动化控制模型的深入理解与提升等，对现场管理、技术、操作员工的协同配合、技能提升、应急处置、应急预案的修改、操作规程的重新梳理修订等，必须经历一个实践、认识再提升、优化前行的过程，他希望集团公司、宝钢股份相关部门在员工技能培训、拓展视野、交流合作等方面给予一线更大的支持，在保护好员工权益、积极性的同时，继续保持各方面资源对一线智慧化项目的投入落实，对智慧化项目不断完善相关容错、奖励机制，更好激励一线员工参与、推进现场的智慧化项目。

编辑令狐不冲

摄影：张勇

出品：媒体中心