南京鋼鐵公司：“巨物世界”數字化升級 “智慧煉鋼”又有新變化
來源：中國能源新聞網 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。而在距離玄武湖約30公里的南京鋼鐵集團有限公司（以下簡稱“南京鋼鐵”）各車間，暖流陣陣襲人。從常溫的物料運輸，到約1000℃的燒結（原料處理）、1500℃的煉鐵、可達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、重載等環境淬煉出好鋼，同時也給生產物料、生產設備、生產工藝帶來了諸多挑戰。近些年，南京鋼鐵加速數字化轉型，從生產車間一“幕”了然到現場工人“一鍵煉鋼”，智能化、自動化大大提升。2023年起，南京鋼鐵還攜手海康威視成立聯合實驗室，進一步推動生產物料、生產設備、生產工藝等場景數字化，在燒結、焦化、皮帶運輸、高爐煉鐵、轉爐煉鋼等工序落地數字化產品和技術，助力“智慧煉鋼”更安全、智能、高效和綠色。
一天數萬噸生產物料巧調度“懸絲診脈”遠程監測皮帶安全
2023年，南京鋼鐵的鋼材產量超千萬噸，所消耗的物料更是巨量，600多條皮帶夜以繼日運輸這些煤、鐵礦石等，將物料從碼頭運至料場、筒倉、高爐等各個場景，是鋼鐵生產中不可或缺的“動脈”。
為了讓物料“算得準、運得穩”，南京鋼鐵采用海康威視的毫米波截面掃描雷達和物位計掃描雷達實時監測鐵礦粉、煤炭量，提高生產效率和精準度。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置成錐形等形狀，用卷尺或測距儀測量關鍵點的長、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。
現在，毫米波截面掃描雷達以1秒10幀的速度快速掃描堆料，結合刮板機格雷母線橫向坐標定位數據，可快速獲取堆料格柵的3d模型，輔助系統高效計算出倉內體積。“這樣我們就能及時掌握庫位波動情況，還可查看歷史庫位數據、生成報表，為精細化管理提供了更多可能。”南京鋼鐵煉鐵事業部原料廠廠長助理孟慶煒說道。據南京鋼鐵統計，智慧料場建成以后，提升年綜合效益超兩千萬元。
而智能皮帶監測系統，則保障著“動脈”的穩定運行。這些“動脈”24小時高效運轉，“上天入地”在742萬平方米的園區中穿梭，如果它們出現問題，整個煉鋼流程都可能產生隱患，直接影響鋼鐵產品的成本、產量和質量。
尤其是“主動脈”，將燒結礦、焦炭等各類物料輸送到煉鐵心臟區域高爐的主送料皮帶。“巡檢主皮帶是我們重要的工作之一。”南京鋼鐵煉鐵事業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。如果托輥出現異常，會造成皮帶磨損、跑偏、發熱甚至起火等嚴重事故，導致產線停工等，給企業帶來損失。“傳統巡檢方式一般通過耳聽目視的方法對皮帶線進行巡檢，不過現場粉塵多、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健康產生一定影響。”
在海康威視聽診光纖的技術支撐下，通過智能皮帶監測系統，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”，遠程監聽皮帶托輥運行的異響，及時發現異常情況。戴班長說：“現在我們通過電腦和手機都能實時查看皮帶狀態，發現問題，直接定點處理，很方便。”
此外，針對皮帶煤料運輸過程中，因煤料意外灑落而引起的煤料堆積起火隱患，通過應用海康威視雙光譜熱成像攝像機，對皮帶實時測溫，若溫度超出正常閾值，則進行實時報警，助力保障現場生產安全。
17米高空“抓娃娃”又快又準 智慧管理超大生產設備
走進南京鋼鐵，就像進入“巨物世界”，許多環節都呈現出超乎尋常的規模，比如在17米的高空“開車”。特帶廠行車工王玲已經駕駛了15年的行車，每天她要爬上差不多70個臺階，進入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型鉤精準穿插進去，就像在高空“抓娃娃”。
盡管有十幾年經驗，但她仍然時刻緊繃。“有時吊運一趟的鋼卷有6噸重，如果不小心掉落，底下有工人、有卡車，非常危險。”除了靠駕駛員的膽大心細，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，可以輔助行車工看清地面情況。它可以自動調焦變焦，讓駕駛員近距離觀察目標物。不僅解決了以前畫面抖動及相機容易損壞的問題，且通過吊鉤跟蹤算法還能實時穩定跟隨吊鉤，幫助王玲和其他行車工更好地操控。
行車的穩定運行，不僅對安全生產很重要，對生產質量、生產效率影響同樣巨大。南京鋼鐵特鋼事業部特帶廠生產計劃室行車主管高飛說：“如果穿插失誤的話，對鋼卷側面的質量會有傷害，現在質量問題發生率降低了70~80%，還提升了生產效率。以前新手操作要用3~5個月的時間來適應，現在通過視頻跟蹤系統只要15~20天就可以達到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，現在最快縮短到7~8分鐘。”
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，當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，保障設備和人員安全。
此外，熱成像攝像機、手持式聲波成像儀實現了對熱風爐、高爐等關鍵設備的實時監測，及時發現潛在的安全隱患，預防設備損壞和生產中斷；熱成像超高溫攝像機監測著轉爐區域的溫度，讓工作人員能夠及時掌握轉爐的運行情況，預防耐火材料的過度侵蝕；海康威視熱成像耐高溫攝像機還可以監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。
越來越智能的設備運行和維護，不僅確保生產和工作人員的安全，還提高了生產效率和品質。南京鋼鐵制造部智能及自動化室高級技術經理朱寧岐說：“設備是為生產服務的，設備的可靠性提高之后，我們的生產就更加順暢。”
精準測溫、提升產品質量 助力把控軋鋼生產工藝
南京鋼鐵寬厚廠承擔著“智慧煉鋼”的收尾環節——由鋼液凝固成型的鋼坯，在重力最高可達12000噸的軋機下，被軋成厚度較大、寬度較寬的鋼板，最終被應用在船舶、機械、汽車、建筑等領域。
“軋鋼軋的就是個溫度，適度決定成敗。”南京鋼鐵板材事業部寬厚板廠熱軋車間主任車超介紹，就像是搟面團得有恰好的水分、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，最低要控制目標溫度溫差在10℃以內，甚至部分鋼種精準到5℃以內，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，容易出現疏松的內部結構，溫度過高，則會影響表面質量。”
要精準控制溫度，光靠人的經驗評估很難。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、灰塵或水蒸氣等環境中也能精準測出鋼坯溫度。“有時候溫度只差幾度，但軋出來的鋼板質量完全不一樣。現在的監測手段，可以在復雜環境下能夠提供準確的溫度讀數，輔助軋鋼，對穩定性和合格率都有提升。”車主任說道。
而將鋁與鋼、銅與鋼等軋制成復合鋼的過程中，容易出現分層。車主任說：“如果開裂、分層沒有被識別到繼續軋制，是災難性的后果。”如今，通過海康威視高溫高亮攝像機，能夠清晰地觀察到板材表面的細微變化，確保沒有由于溫度控制不當或軋制壓力過大而產生的開裂，保證最終產品的完整性和安全性。
“普通攝像機看不到邊界和輪廓，而高溫高亮攝像機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。”車主任介紹，這樣在監測復合板材壓制質量時，提供了從成像效果、穩定性、精確度等多方位優勢，確保了軋制過程的質量和效率。
從1960年南京鋼鐵軋出江蘇第一支鋼材，到如今多樣化、高質量化、數智化鋼材源源不斷產出，在數字時代的浪潮下，南京鋼鐵集團的轉型之旅展示了鋼鐵產業在技術推動下的無限可能。“一切業務數字化，一切數字業務化是南京鋼鐵的目標。”朱寧岐說，與海康威視的合作，看到了更多場景數字化的潛力和價值。“我們將繼續探索和深化數字化產品和應用，為鋼鐵行業實現更高質量的發展貢獻一份力量。”
責任編輯：于學華
