從經驗煉鋼到數據煉鋼——看冀南鋼鐵如何打造行業數智轉型標杆
2026-05-02 00:34:54
中國冶金報 中國鋼鐵新聞網
記者 陳曉莉 王誌
攝影 藍義高
在鋼鐵行業加速邁向高端化、綠色化、智能化的關鍵階段,冀南鋼鐵集團以全域智能製造布局破解傳統煉鋼痛點、激活新質生產力動能。近日,該集團集智能感知、深度數據分析、全鏈路自動控製於一體的全流程智能煉鋼大模型正式上線運行,推動鋼鐵生產從“經驗驅動”向“數據驅動”深度躍遷,為傳統鋼鐵企業規模化、體係化推進智能化升級,提供了可複製、可推廣、可借鑒的“冀南方案”。

圖為冀南鋼鐵職工在集控室工作
爐前高溫炙烤、人工緊盯爐口、憑ping經jing驗yan看kan火huo聽ting聲sheng,曾zeng是shi煉lian鋼gang工gong人ren最zui真zhen實shi的de作zuo業ye寫xie照zhao。如ru今jin,走zou進jin冀ji南nan鋼gang鐵tie煉lian鋼gang集ji控kong中zhong心xin,昔xi日ri緊jin張zhang忙mang碌lu的de爐lu前qian操cao作zuo場chang景jing已yi然ran成cheng為wei曆li史shi,取qu而er代dai之zhi的de是shi高gao清qing智zhi慧hui大da屏ping上shang實shi時shi跳tiao動dong的de數shu據ju流liu、動態變化的工藝曲線,鐵水運輸、爐溫監測、生產節奏、工序流轉等全流程信息一目了然、盡在掌控。職工隻需輕點鼠標,就能完成從鐵水入爐到鋼坯成型的全流程操控。
作為工業和信息化部認定的“萬兆工廠試點單位”,冀南鋼鐵始終緊扣國家鋼鐵工業高質量發展戰略方向。自智能化升級項目啟動以來,該集團統籌資源、高效攻堅,打通數據孤島、整合生產要素、優化流程協同,此次全流程智能煉鋼大模型的重磅投用,實現了冀南鋼鐵深化數智融合、打造標杆級智慧工廠的關鍵一躍。
攻克行業共性難題,解鎖全流程智能煉鋼密碼
傳統煉鋼模式下,轉爐、精煉等環節內部反應劇烈、冶煉溫度高,傳統手段無法實時感知熔池狀態,工藝控製全靠老師傅“眼觀、耳聽、手摸”的經驗判斷,穩定性差;廢鋼、轉爐、精煉、連鑄各環節數據孤島嚴重,工序銜接依賴人工調度,節奏匹配效率低;煉鋼工況波動大,傳統機理模型或單一AI模型難以動態適配,複雜工況自適應控製成為行業難題。

圖為鋼水調度係統
麵對傳統煉鋼的多重瓶頸,冀南鋼鐵立足全鏈條協同優化,將智能傳感、大數據分析、自適應控製等前沿技術與煉鋼工藝深度融合,組建專業技術攻關團隊,曆經多次試驗與優化,成功突破冶煉可視化、多工序協同斷層、複雜工況自適應控製三大核心技術難題,構建鐵鋼銜接智能化管控、自動煉鋼、自動出鋼出渣及智能氬站、智能連鑄五大核心模塊,實現生產組織與工藝控製全域聯動、高效協同。

圖為爐前物流跟蹤係統
針對多工序協同斷層問題,冀南鋼鐵以數據治理與融合為基礎,構建統一數據底座,打通廢鋼、轉爐、精煉、連鑄全流程數據鏈路,實現全流程數據貫通與實時共享。從鐵水成分實時同步、工藝參數智能優化,到冶煉節奏科學調控、產品質量全程追溯,數智技術徹底改寫了傳統煉鋼模式,實現全流程一體化智能調度。

圖為冀南鋼鐵煉鋼廠自動檢測設備
在複雜工況自適應控製方麵,冀南鋼鐵采用“機理+數據驅動”混合模型,兼顧物理規律與實時數據自學習能力。該模型具備持續學習能力,通過實時采樣與AI態勢感知,動態適應原料、工況變化,打破了傳統模型難以適配複雜工況的局限,讓煉鋼工藝控製更精準、更穩定、更智能。
相較於傳統單點智能控製係統,冀南鋼鐵全流程智能煉鋼大模型在算法優化、數據互通、自主學習、精準控製四大維度實現核心技術突破。算法上,實現AI智能模型協同,從單點突破到全流程協同優化,算法覆蓋煉鋼全環節;數據上,構建統一數據底座,實現全流程數據實時共享;自主學習上,混合模型可根據生產數據持續優化迭代;精準控製上,依托多項AI識別技術,實現冶煉過程透明化與精準調控,終點溫度、成分合格率顯著提升。
冀南鋼鐵的智能煉鋼項目在全麵性、技術先進性、成效落地方麵具備獨特領先優勢。其大模型覆蓋轉爐、精煉、連鑄等煉鋼全流程環節,是國內應用於煉鋼區域人工智能技術最多的鋼廠之一;項目落地後實現了明確的量化效益,噸鋼成本降低7元以上,生產效率、質量管控水平均實現跨越式提升,成功解決了常規智能煉鋼存在的熔池不可視、工序協同低效等多重瓶頸。
五大模塊協同發力,釋放智能製造硬核紅利
鐵鋼銜接智能化管控、自動煉鋼、自動出鋼出渣、智能氬站、智能連鑄五大核心模塊,構成了冀南鋼鐵全流程智能煉鋼大模型的“四梁八柱”,各模塊特色鮮明、功能互補,協同推動煉鋼生產全流程提質、降本、增效、保安全,讓智能化改造的硬核成效惠及生產全域。

圖為連鑄智能二級係統
鐵鋼銜接智能化管控模塊,通過數據貫通實現鐵水動態調度,消除工序等待,打造“鐵-鋼”一體化協同體係。係統對出鐵、運輸、流轉等關鍵環節實施全流程數據采集與動態跟蹤,天車位置、鐵水罐狀態、wuliaokucunxinxiqingxikeshi,chedidianfuchuantongtieshuiquyangsongjiandezhihoumoshi,chengfenshujushishitongbuzhijikongzhongxin,xitongzidongshipeiyouhuagongyicanshu,shixiangangshuichengfenjingzhuntiaokong、零偏差把控。該模塊有效縮短全流程生產周期,提升鐵水包周轉效率,降低能耗,成為冀南鋼鐵智能化升級的一大亮點。
在自動煉鋼模塊,冀南鋼鐵創新應用AI識別技術,將難以觀測的冶煉工序轉化為可觀測、可量化的透明化過程。冀南鋼鐵利用爐口AI識別+氧槍振動+聲呐+煙氣分析多重技術,實時感知熔池狀態,全麵替代人工看火、聽聲經驗,把不可見的熔池反應轉化為可視化特征,實現轉爐“透視”控製,精準掌握爐內溫度、成分、化渣情況,徹底告別“盲盒”式煉鋼。在轉爐吹煉過程中,係統實時調整氧槍高度、氧氣流量與加料節奏,實現吹煉動態精準控製,有效提升終點碳溫雙命中率,降低噴濺率,大幅縮短冶煉周期。精煉粘渣AI識別技術則能實時監測電極、爐蓋粘渣情況,有效避免設備損傷與工藝波動,解決了精煉環節長期以來粘渣難以檢測的行業痛點。依托“一鍵煉鋼”智慧模式,冀南鋼鐵單爐鋼冶煉時間從傳統的33分鍾~35分鍾壓縮至27分鍾左右,生產效率實現跨越式提升,產品質量穩定性穩居行業前列。
自動出鋼出渣模塊,通過圖像AI自動檢測出鋼出渣過程,以AI檢測替代人眼判斷,實現出鋼出渣全過程自動控製。該模塊有效減少餘鋼量、大麵積跑渣等問題,提升出鋼作業安全性,降低物料損耗。同時,係統搭載智能感知與風險預判功能,一旦偵測作業異常、路徑受阻,立即自動停機並無縫切換人工模式,以數智防線築牢安全生產底線,守護生產平穩運行。
智能氬站模塊,采用二級工藝模型與多種智能傳感器相結合的模式,通過吹氬相機、粘渣識別相機等設備收集冶煉過程數據,整合轉爐實績、鋼包信息、鋼種信息等上下遊數據,結合機理模型與大數據分析算法,精準計算渣料配比、合金配比、wendukongzhidengguanjiancanshu。mokuaishixianyierjiliandong,zhinengchuiyayahuashibieyuruanchuizidongtiaojiexingchengbihuankongzhi,jingzhunkongzhiruanchuizhiliang,tigaogangshuichunjingdu。gaimokuaichedijiejuelechuantongyazhancaozuoguoduyikaorengongjingyan、質量控製不穩定的難題,為冀南鋼鐵穩定產品質量、開發優鋼品種提供了有力支撐。
智能連鑄模塊,以冶金機理模型為基礎,融合大數據分析與AI深度學習技術,具備全流程數據貫通、全要素實時監測、全生命周期閉環管控、工藝動態自優化核心能力。模塊為單塊鑄坯賦予唯一電子生產身份證,實現鑄坯質量履曆與空間位置雙向全流程可追溯,100%覆蓋煉鋼-連鑄全工序,全維度工藝數據切片化記錄,異常坯精準攔截。同時,依托智能鑄坯跟蹤係統,實現鑄坯切割、輸送、移鋼全工序路徑智能優化與毫米級精準定位,大幅提升鑄坯定尺精度與成材率,推動連鑄質量管控從“事後補救檢驗”向“事前預防、事中精準控製”全麵升級。此外,澆鋼平台配備智能澆鋼平台機器人,自動完成拆裝滑板油缸、長水口等作業,把工人從高溫、高粉塵、高危崗位中解放出來,提升作業自動化水平與安全效益。
五大模塊協同發力,讓冀南鋼鐵煉鋼生產實現全方位躍升。生產效率方麵,單爐冶煉時間大幅壓縮,全流程作業效率顯著提升;質量管控方麵,鋼水潔淨度持續提高,夾雜物含量有效降低,產品質量向高端潔淨鋼標準穩步邁進;安全保障方麵,高溫、高強度一線作業崗位大幅縮減,職工遠離爐前高危環境,作業安全係數大幅提升。
“智能化改造的核心,是讓整個煉鋼體係告別經驗依賴,邁入大數據支撐、人工智能賦能的標準化、精細化生產新階段,這是冀南鋼鐵從規模型製造向品質型製造轉型的關鍵一步。”jinangangtieliangangfuzongcailihailiangbiaoshi。congrengongcaozuodaozhinengguankong,congjingyanpanduandaoshujujuece,congxianchangzhishoudaoyuanchengzhikong,jinangangtieyishuzhifuneng,chedizhonggouleliangangshengchanzuoyemoshi,rangchuantonggangtiechanyehuanfaquanxinshengji。
三大變革驅動轉型,彰顯數智煉鋼獨特價值
全流程智能煉鋼大模型的深度應用,不僅為冀南鋼鐵帶來生產效率、產品質量、安全管控、綠色發展的全方位提升,更從生產模式、管理範式、技術體係三大層麵,推動企業實現核心變革,助力企業培育核心競爭力,搶占市場高地。

圖為天車終端
生產模式實現根本性變革,從“人工經驗煉鋼”全麵轉向“數據驅動煉鋼”。傳統煉鋼模式下,煉鋼質量高度依賴老師傅的個人經驗,培養一名合格操槍工至少需要四五年時間,人工操作誤差大、質量波動明顯。如今,智能煉鋼大模型通過多模態數據融合、動態自優化、全流程透明化管控,讓煉鋼操作有數據可依、有模型可控,職工角色從“操作者”轉變為“監控者”,新人培養周期大幅縮短。從“人工搖爐”到“一鍵煉鋼”,從“經驗決策”到“數據決策”,從“現場值守”到“遠程智控”,數智技術讓煉鋼生產更精準、更高效、更穩定。

圖為煉鋼廠生產現場
管理範式實現係統性變革,從“工序分散管理”轉向“全流程協同優化”。傳統鋼鐵生產各工序分散管理、各自為政,工序銜接效率低、資源浪費嚴重。冀南鋼鐵以全流程智能煉鋼大模型為紐帶,實現鐵鋼銜接、冶煉、精煉、連鑄一體化智能調度,打破部門壁壘與數據孤島,讓工序銜接更順暢、生產節奏更高效、資源配置更優化。數據驅動的精益管理模式,貫穿生產全流程,實現生產計劃、工藝控製、質量追溯、設備運維的全鏈條精細化管理,全麵提升企業運營管理水平。
技術體係實現突破性變革,從“單一自動化”轉向“AI+機理+機器人”深度融合的技術架構。冀南鋼鐵摒棄傳統單一自動化設備改造模式,以工藝垂直大模型、5G、工業互聯網、人工智能等新一代信息技術為支撐,構建“感知互聯、數據驅動、智能決策、高效協同”的數智化新範式。智能吹氬、智能連鑄等多項前沿技術落地應用,智能機器人替代高危崗位作業,形成了技術先進、適配性強、效益顯著的智能化技術體係,為企業產品創新與質量提升提供了強大支撐。

圖為一鍵煉鋼工藝畫麵
在係統穩定性與精準度保障方麵,冀南鋼鐵智能煉鋼大模型建立了完善的保障機製。以機器人+AI標準化作業,消除人為因素波動,保障執行端一致性。麵對異常工況,係統通過AI態勢感知實時監測,實現毫秒級識別與預警,建立分級預警與聯動機製,形成“感知-決策-執行-學習”的閉環處理流程,確保生產安全穩定運行。
從企業戰略層麵來看,冀南鋼鐵智能煉鋼大模型項目成效顯著,多項指標處於河北省鋼企領先水平。全流程生產周期大幅縮短;出站鋼水溫度成分合格率、終點碳溫雙命中率達到90%以上;冶煉一次合格率躋身省內第一梯隊;爐前高危崗位用工大幅減少;人均產能、能源利用率均實現大幅提升。
站在“十五五”開kai局ju的de嶄zhan新xin起qi點dian,冀ji南nan鋼gang鐵tie將jiang持chi續xu放fang大da數shu智zhi賦fu能neng優you勢shi,打da磨mo全quan流liu程cheng智zhi能neng製zhi造zao體ti係xi,以yi全quan流liu程cheng智zhi能neng煉lian鋼gang大da模mo型xing為wei核he心xin,持chi續xu推tui動dong技ji術shu迭die代dai與yu工gong藝yi優you化hua,不bu斷duan提ti升sheng生sheng產chan效xiao率lv、產品質量與核心競爭力,傾力打造鋼鐵行業智能化轉型的標杆樣本。
來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網
編輯:張雨恬
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