智能制造是传统工业提质增效、绿色低碳发展的核心引擎。年初,甘肃省工业和信息化厅公布了第五批智能工厂梯度培育建设载体企业名单,酒钢4家单位入选省级智能工厂和智能制造优秀场景名单。其中,宏兴股份宏翔能源公司基于数智引擎的全流程炼焦炉获评先进级智能工厂,西部重工酒泉天成公司碾锻法兰厂获评基础级智能工厂,宏兴股份储运部嘉东封闭式绿色料场数智协同场景和东兴铝业公司阳极导杆钢铝智能焊接示范场景分别获评智能制造优秀场景。
从风电装备“核心关节”的自主智造,到老一代焦炉的数字重生;从传统物料管理的颠覆性变革,到智能焊接攻克行业技术瓶颈,酒钢用一项项硬核改造、一个个创新场景,破解困扰生产的痛点堵点,让老产业焕发新活力,推动“酒钢制造”稳步迈向“酒钢智造”。
全流程炼焦数智化 打造焦化行业智能化转型标杆
炼焦是钢铁产业链的关键环节,焦炭质量直接影响高炉炼铁效率与成本控制。酒钢1、2号焦炉1970年建成投产,曾创下行业焦炉高寿命运行纪录。但随着生产标准与环保要求持续提升,服役近半个世纪的焦炉逐渐出现设备老化、腐蚀严重、生产协同不足等问题,不仅影响生产连续性与稳定性,更制约焦炭自给率与后续炼铁生产效能。
为破解传统炼焦发展瓶颈,酒钢顺应焦化行业转型趋势,启动炼焦炉数智化改造项目。项目依托企业工业云与大数据中心,深度融合人工智能、5G、数字孪生等前沿技术,分阶段推进炼焦生产全流程数智化升级,2023年底全面竣工投用,构建起从原料进场到产品出厂的全链条、无死角智能化管控体系。
伴随着数智化改造落地见效,再走进宏兴股份宏翔能源公司智能集控中心,眼前已是一番全新景象。作业环境宽敞明亮、整洁安静,和过去的旧操作室形成了鲜明对比。技术人员通过一键操作即可完成配煤作业,250个高清摄像头实现生产现场AI智能分析与实时监控,物联网定位技术精准追踪巡检人员位置,生产运营高效有序。
“传统炼焦模式下,我们既要保证焦炭强度、粒度等核心指标达标,又要应对环保排放、能耗控制多重压力,生产运营难度很大。数智化改造彻底打破各工序信息壁垒,将焦煤采购、配煤、煤气回收、生产调度等全部环节纳入统一管控体系。”宏翔能源公司保障一作业区责任工程师李景云说。
焦炉“四大机车”是炼焦核心设备,也是煤转化为焦炭的关键。酒钢自主研发的无人化智能控制系统,为每台机车配备专属数字孪生模型,设备运行状态以1:1比例实时反馈至电子大屏,操作人员轻点鼠标即可完成装煤、平煤、推焦、出焦等一系列操作,真正实现“一键炼焦”。
改造升级后的焦炉,在智能生产运行调度、智慧能源管理、焦炉地下室机器人智能巡检、智能视频分析等方面实现全面强化,生产管控精度与效率持续提升。项目同步整合多项成熟节能与环保技术,推动炼焦生产实现低碳环保、高效清洁。目前,宏翔能源公司仍在持续优化超低排放改造,细化智能化管控,致力于将焦化工序的生产管理水平提升至新高度。
风电法兰智造 助力风电装备产业链布局
风电法兰作为连接风机塔筒、机舱与轮毂的关键部件,被称为风电装备的“核心关节”,直接决定机组运行安全与使用寿命。但长期以来,河西地区风电法兰依赖外地采购,不仅推高风电项目建设成本,还存在运输周期长、供货不及时、售后响应慢等问题,成为制约本地风电装备产业链自主可控的突出短板。
面对区域产业空白,西部重工公司下定决心自主研发生产风电法兰。作为该领域的“新手”,该公司从零起步,以数字化工厂标准进行建设,组织技术团队查阅资料、外出取经,并攻克大型锻造、精密加工、质量管控等一系列技术难关,于2023年实现风电法兰项目顺利投产。
如今,走进西部重工酒泉天成公司辗锻法兰厂生产车间,智能锻造设备高效运转,数字化操控平台规范有序,中控大屏实时呈现各项生产数据。生产线上,黑色圆柱连铸圆坯依次经过下料、加热、锻造、辗环轧制、热处理等多道工序,最终被加工成光亮精致的环形法兰……
酒泉天成公司党支部书记李彦斌介绍,生产线智能化主要体现在四个方面:一是智能生产,引进先进锻造设备,生产线定员从69人缩减至14人,单件产品生产时间缩短至十几分钟,生产效率大幅提升;二是智能管控,运用数字孪生技术实现远程可视化操作,彻底告别传统“黑箱操作”,生产过程全程可监可控;三是智能检测,以智能检测设备替代人工,精准识别肉眼无法发现的产品内部缺陷,从源头保障质量;四是智能协同,依托酒钢完整产业链,风电塔筒用钢板由酒钢直供,实现原料供应与法兰生产高效衔接。
智能工厂的建成,让西部重工公司成功掌握风电法兰核心制造技术,显著提升了风电装备材料成套化、体系化供给能力,推动企业从单一塔筒制造向风电装备全产业链配套升级。项目还与同区域新能源装备制造企业联动协同,进一步完善本地风电产业链、打造产业集群,为河西走廊新能源产业高质量发展提供坚实支撑。
料场数智协同 打通物料管理全流程堵点
原燃料仓储、运输、配比是钢铁生产的前端基础环节,直接影响生产连续性、产品质量与成本控制。
宏兴股份储运部嘉东料场,承担着动力煤、炼焦煤、原矿、石灰石等关键原燃料的仓储、运输与供给任务。过去,嘉东料场是典型露天料场,“晴天一身灰,雨天一脚泥”是作业常态,原料混配依赖人工经验,不仅作业效率低下,而且存在环保与安全隐患,难以满足企业高质量发展要求。
为突破传统料场发展桎梏,2022年酒钢启动嘉东料场绿色智能化改造项目。历经18个月现场攻坚,酒钢攻克设备联动、算法优化、系统集成等核心难题,综合运用5G、激光扫描、大数据、人工智能等前沿技术,打通原料进场、存储、输送、配比全业务流程,构建起完整的数智协同系统,建成西北地区首个全封闭、数字化、零排放智能物料管理中心,让传统物料管理实现颠覆性变革。
300平方米的智能集控大厅是料场“智慧大脑”,电子大屏实时显示料场各环节运行状态,仅需6名操作人员即可远程操控整个生产系统。配煤作业曾是人工操作难点,如今通过智能配料系统,可根据原始配比动态优化调整,精准完成配煤任务。在堆取料环节,智能刮板机取代传统设备,结合料场实时三维建模与传感数据,实现自动对位、堆料、取料、用量达标自动停止等全流程自主作业。
不仅如此,料场配备20多个红外线3D激光扫描仪,实时监控物料状态,快速排查煤自燃等安全隐患,同时自动完成盘库工作,时间从1小时缩短至几分钟。流程智能决策、智能混匀配料、掌上料场等系统协同发力,实现物料卸车、输送、储存全程不落地,大幅提升劳动生产率,解决了粉尘污染、物料浪费等环保难题。
钢铝智能焊接 攻克电解铝核心工艺瓶颈
干净整齐的厂房内,一排排智能焊接机器人精准运作,操作人员只需在控制器上完成程序设定,便能实现阳极导杆钢铝连接的全流程智能化作业,这是东兴铝业公司阳极导杆钢铝智能焊接示范场景的日常写照。
阳极导杆是电解铝生产的关键导电构件,负责连接阳极炭块与钢爪,其焊接质量直接关系电解槽导电效率、能耗水平、生产安全与产品品质。由于铝、钢熔点差异大,行业长期采用“爆炸焊块”工艺实现钢铝连接,存在人工劳动强度大、焊接质量不稳定等问题,成为有色行业高质量发展的共性技术瓶颈。
聚焦这一核心痛点,东兴铝业公司组建专项攻关组,历经上百次试验,优化焊接参数、调整工艺方案,成功突破钢铝异种金属焊接技术壁垒,研发出电弧熔钎焊技术,彻底替代传统“爆炸焊块”工艺,实现钢铝直焊的革命性突破。
在此基础上,该公司引进智能焊接机器人,并结合生产实际对机器人辅助功能进行优化升级,集成钢爪表面处理、智能机器人焊接、自动物料输送等核心模块,解决了焊接质量不稳定、劳动强度大等问题,实现了机械臂精准寻位、焊缝质量实时监控及产品全生命周期追溯。
“智能焊接场景投用后,彻底摆脱对人工的依赖,焊接质量更稳定、生产效率大幅提升。”东兴铝业公司技术人员介绍,这一技术革新不仅攻克长期困扰企业的工艺瓶颈,更实现安全、质量、效率、效益四重突破,是企业智能制造转型的标志性成果。
目前,东兴铝业公司以此为契机,持续深耕技术创新与智能化改造,不断优化工艺、提升效能,推动电解铝生产向更智能、更绿色、更高效方向迈进。(中国冶金报)
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