“数字赋能铸坯全生命周期管控”引领智慧炼钢——“镭目科技”连获省赛国赛大奖

企业   2024-11-18 16:37   北京  
钢铁是怎样炼成的?

保尔·柯察金告诉我们:钢铁是在烈火和急剧冷却里锻炼出来的,所以才能格外坚硬和无所畏惧。

衡阳高新区镭目科技告诉我们:在数字时代里,钢铁是在数据管控下精炼而成的,所以才能格外高效和更加精细。

随着数字时代的来临,传统的钢铁产业与新兴数字技术相互交融,这种碰撞正在为钢铁的生产带来前所未有的变革,站在这股数据浪潮的风口浪尖上的钢铁产业,正借助着数据赋予的力量,实现着华丽“蝶变”。

▲衡阳镭目科技外景


传统困境:钢铁企业发展的沉重枷锁


广西金海不锈钢厂的发展历程,恰是众多传统钢铁企业的一个缩影。

曾几何时,即便工厂全力运转,机器轰鸣不断,其年产量却始终徘徊在100万吨左右,增速缓慢得如同蜗牛爬行,产品质量问题更是层出不穷,如影随形。这无疑是给企业的发展套上了沉重的枷锁,使其在市场竞争的道路上举步维艰。

“深入探究,不难发现连铸机作业环节是诸多问题的根源所在。传统的连铸机生产模式,仅仅着眼于物质流的运输,对于信息流的有效跟踪却几乎是一片空白。这就好比一个人只顾埋头赶路,却不看路牌、不问方向,结果可想而知。”镭目科技项目负责人邓力文介绍,传统的连铸机在铸坯成分控制缺乏有效手段,工艺问题频发,产品质量自然难以保障。而且,铸坯生产与运输环节效率低下,时间和成本被大量浪费,生产过程无法有效追溯,一旦出现质量问题,企业只能盲目摸索,无从下手。

更令人揪心的是,传统生产模式下一线操作工的工作环境和强度。连铸机作业需配置17人,多集中于物质流运输,对数据流管理的忽视,让操作工们长期身处3D(脏Dirty、累Difficult、险Dangerous)的恶劣环境,承受着高强度的劳动。这不仅是对工人身心健康的考验,也在一定程度上制约了企业的生产效率和可持续发展。

实际上,正如金海不锈钢这般,传统钢铁生产模式早已陷入困境,急需一场深刻的变革来打破僵局,而数据赋能正是那把解开枷锁的关键钥匙。




以数据思维为核心,开启破局之路


镭目科技敏锐地察觉到了数据赋能在钢铁行业的巨大潜力,他们深知,在这个数字化时代,只有顺应潮流,才能让企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。于是,一支专业的团队迅速组建起来,深入像金海不锈钢厂这样的企业一线,展开了一场充满挑战的“智慧”之旅。

▲镭目科技荣誉墙。

2023年3月,镭目科技的“数据赋能铸坯全生命周期管控”项目正式上马。项目通过引入机器人和自动化设备来掌控物质流,让生产过程更加有序、高效;利用工业模型挖掘信息流,使生产数据能够依据专家测算的最优参数进行精准调整,从而实现提质增效的目标。这一项目无疑是极具前瞻性的,更为钢铁企业描绘了一幅美好的发展蓝图。

如今,在衡阳镭目的运维室内,大屏幕上实时显示某金属冶炼企业智能连铸机的运行情况,温度、振动率、钢水成分等生产数据实时自动收集、分析,出现超过规定的误差就会自动报警和调整生产工序,确保生产过程符合产品工艺的要求。同时还能根据钢水成分的改变,自动改变智能连铸机的生产工艺,实现生产工艺无缝转换。

▲该项目在2024年“数据要素×”大赛获湖南省分赛一等奖及全国总决赛“商业价值奖”。

这一项目,为镭目科技带来了31项知识产权,一举揽括7件发明专利,15件实用新型专利,9件计算机软著。而今年10月,在2024年“数据要素×”大赛全国总决赛中,工业制造赛道的“商业价值奖”正是对镭目科技“数据赋能铸坯全生命周期管控”项目最好的注解。




数据赋能:驱动管理精细化的行业奇迹


镭目科技很形象地将数据赋能铸坯的过程称作“全生命周期”,从孕育到诞生,再到成长、成型直至消耗,数据如同一位无形的指挥家,奏响了一曲精细化管理的乐章。

在孕育阶段,也就是钢水冶炼环节,项目通过在前端延伸精炼和转炉模块,采集炼钢过程中的各项参数,如钢水成分、温度等,并将这些数据赋能给铸坯系统。这一举措就像是给铸坯的高质量生产注入了一针“强心剂”,实现了对钢水成分的精准把控,为后续生产奠定了坚实基础。可以说,这是从源头上把控质量的关键一步,充分体现了数据在生产前端的重要性。

▲镭目科技的铸坯管控系统平台。

当铸坯从连铸机中“诞生”时,借助安装在连铸机上的各类传感器,实时收集铸坯的内部质量数据,如坯壳厚度、内部组织均匀性等。这些数据犹如铸坯的“健康报告”,能及时反馈其在凝固过程中的质量状况,一旦出现异常,便可立即采取措施调整。这表明,在生产过程中,实时数据的监测与反馈对于保证产品质量至关重要,能够及时发现问题并解决问题,避免问题的积累和恶化。

在铸坯的成长阶段,即后续加工处理过程中,通过对铸坯表面进行实时监测,收集表面质量数据,如表面裂纹、粗糙度等。基于这些数据对加工工艺进行优化调整,避免因表面质量问题导致铸坯报废,提高了铸坯的成品率。这再次证明了数据驱动的精细化管理能够在生产的各个环节发挥作用,通过对数据的分析和利用,钢厂可以不断优化生产工艺,提升产品质量。

当铸坯完成加工达到成型状态时,精确采集其规格数据,如长度、宽度、厚度等。这些规格数据不仅确保铸坯符合产品订单要求,还为后续的运输、仓储等环节提供准确信息,便于实现高效的物流管理。这说明数据在产品的成型及后续环节同样起着不可或缺的作用,它让整个生产流程更加顺畅、有序。

而在铸坯进入使用环节,即被消耗的过程中,为每一块铸坯赋予独特的身份信息数据,如生产批次、生产日期、质量检验结果等。通过这些身份信息数据可实现对铸坯的全程追溯,一旦发现质量问题,能迅速定位问题源头并采取针对性措施解决。这无疑是数据赋能的又一亮点,它让企业在面对质量问题时不再盲目,能够精准定位并解决问题,提高了企业的质量管理水平。

▲镭目科技研发小组正在对项目进行优化研讨。

从铸坯的全生命周期管控中可以清晰地看到,数据赋能带来的不仅仅是生产效率的提升和产品质量的改善,更是一种全新的生产管理理念和模式。它让人们认识到,在当今时代,精细化管理不再是一句空话,而是可以通过数据驱动来真正实现的。




降本增效:全生命周期管控的丰硕成果


设备智能自主巡检、生产管理全程在线、关键装置负荷自动升降、工艺参数自主优化……如今,走进广西金海不锈钢厂车间,科技感爆棚的应用场景扑面而来,颠覆了人们对传统炼钢行业的刻板印象。

这一项项的“转变”,让连铸机越来越“聪明”,工人越来越省力。“我们通过数字化改造,引入‘数据赋能铸坯全生命周期管控’,让大数据‘牵手’制造业,降本增效成效显著,今年预计产量有望突破150万吨,同时节能降耗、质量提升的直接效益就达到2000万元。”在金海不锈钢,相关负责人道出背后的“秘密”。

▲某钢厂企业连铸机的应用场景。

“数据赋能铸坯全生命周期管控项目给钢铁企业带来了实实在在的好处,在生产效益的多个方面都取得了显著提升。”邓力文介绍,在人员方面,借助数据赋能与自动化设备,连铸机所需员工数量大幅减少。一台连铸机从原来的17人减少到仅需7人,人员缩减比例高达58%。人员的集中管理不仅提升了生产现场的安全系数,也降低了操作工的劳动强度。这不仅为企业节省了人力成本,也让员工能够在更加安全、舒适的环境中工作,可谓是一举多得。

生产效率与产品质量也实现了双提升。在生产效率方面,钢水收得率提升了0.25%,冶炼周期缩短了3分钟,且减少了堵坯事故的发生,使得单位时间内能够生产出更多、质量更好的铸坯。在产品质量方面,铸坯质量合格率达到了99.9%,漏钢事故率降低了99.8%,回炉率降低了0.2%。这些数据充分彰显了数据赋能铸坯全生命周期管控对于提升企业生产效益的显著作用。可以说,在当今竞争激烈的市场环境下,生产效率和产品质量就是企业的生命线,而数据赋能无疑为这条生命线注入了强大的活力。

▲数据赋能于炼钢各个环节。

而在成本方面,通过优化生产流程、减少异常坯、头坯、尾坯、切废以及降低设备与易损件成本等举措,企业每年可节省大量成本。减少异常坯、头坯、尾坯切废每年可为企业节约670万元,设备与易损件成本每年可减少225万元,钢水收得率提升带来的经济效益为每年820万元,综合来看,每台连铸机每年可减少3000万元的生产成本。这表明数据赋能不仅能够提高生产效益,还能为企业带来可观的经济效益,为企业的可持续发展提供了有力的经济支撑。

从这些显著的效益提升中不难看出,数据赋能并非一种空洞的概念,而是能够实实在在地转化为企业的生产力和竞争力的有效手段。在当今数字化时代,企业若想在市场竞争中脱颖而出,就必须重视数据的价值,积极拥抱数据赋能带来的变革。

如今,包括宝武重钢、武汉钢铁、南京钢铁等全国16家知名钢厂的30台连铸机正借力镭目科技的“数据赋能铸坯全生命周期管控”项目,加快数字化转型步伐,助推企业从“制造”迈向“智造”。






作者 吴帅 廖承雄

编辑 | 燕卫平


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