中國工業報記者 孟凡君 陶景華
人們對傳統鋼鐵工廠的刻板印象是:機器轟鳴、廠房熾熱、氣味刺鼻。
河北唐山,成立于1999年的河北天柱鋼鐵集團有限公司(以下簡稱“天柱鋼鐵”)海港智造園區卻是另一番景象:一條條寬廣而平坦的大道如玉帶般延伸,兩旁的花草樹木錯落有致,高低相間,高爐聳立云天,管道在廠區縱橫有序,爭芳斗艷的花叢,綠色氤氳的草坪,宛如于綠色的城市花園之中……
天柱鋼鐵為何如此,天柱鋼鐵董事長王樹川給出了答案。“天柱鋼鐵以精益管理為抓手,強力推進數智化進程,著力打造行業智能制造標桿示范工廠,從‘體力’煉鋼到‘指尖’煉鋼,從未停下逐夢的腳步。”王樹川近日在接受中國工業報采訪時表示。
打造先進智慧鋼鐵制造產業園區
天柱鋼鐵智能鋼鐵制造產業園區致力于建設統一的工業互聯網平臺,圍繞這個平臺以及三個一體化解決方案,全面開展全廠程智能化建設。
綠樹如茵的天柱綠色智造園區
2020年,為響應國家優化產業布局、促進轉型升級、改善生態環境的號召,天柱鋼鐵主動從唐山豐潤區退城,搬遷至唐山海港經濟開發區,并引入了全國較為先進的BPRT發電系統、高爐集控系統、無人抓渣系統、干法除塵一次煙氣凈化系統等控制系統,對智能制造賦予新的能量與意義。
海港經濟開發區臨海、臨港布局,區位條件優越,可實現陸、港、鐵聯運,天柱鋼鐵致力于建設全國最具競爭力的精品型鋼生產研發基地及產業鏈延伸和深加工基地,2022年12月退城搬遷項目工程完工,實現全面投產,主體裝備采用國內外先進設備和工藝,包括318平方米燒結機2座、120萬噸鏈篦式回轉窯1座、1780立方米高爐2座、140噸轉爐2座、H型鋼生產線2條、850mm合金鋼帶生產線1條、配套80MW超高溫亞臨界煤氣發電機組2套等裝備,建成了從原料到煉鐵、煉鋼、連鑄、熱軋等工序配套齊全的全流程臨海先進智慧鋼鐵制造產業園區。
王樹川表示,天柱鋼鐵智能鋼鐵制造產業園區致力于建設統一的工業互聯網平臺,圍繞這個平臺以及三個一體化解決方案,全面開展全廠程智能化建設。工藝范圍涵蓋了原料、燒結、球團、石灰、高爐、煉鋼、H型鋼、帶鋼以及能源公輔設施等各個環節。
對現有基礎網絡進行擴容,增加數采網后,按照功能或業務對全廠網絡進行分層分區設計。內部網絡包括終端層、接入層、匯聚層、核心層和出口區等。外部的其他區域、分支以及出差員工等可以通過網絡或專線與企業內部實現互通。網絡架構按照功能劃分為辦公網、工業網、視頻網、互聯網出口區、安全管理網和超融合區等,確保網絡的高效穩定運行。
智能化建設核心為工業互聯網平臺。以應采盡采的數采策略,預計采集數據點約21萬點,實現數據的全生命周期管理,包括數據標準化定義、采集、加工、存儲及管理,并提供多樣化的數據服務。這個平臺具有較高的開放性和擴展性,在大數據的基礎上,進一步部署了天柱鋼鐵鐵區一體化、鋼軋一體化、管控一體化相關智能應用,實現生產要素、生產過程數據全生命周期管理,支撐生產要素、數據以及應用的橫向擴展,讓生產數據持續創造價值。
鐵區一體化方面,突破傳統專家系統技術瓶頸,以高爐低成本穩定運行為核心,以原料、燒結、球團、白灰、高爐的協同優化為目標,基于數據一體化、工藝機理和業務管理邏輯,構建一體化管控系統,實現基于人工智能的大數據分析與決策,提升鐵區的生產效率和質量。
鋼軋一體化方面,突破傳統鋼軋管控中工序、模型分立管理控制不準確的技術瓶頸,以降低成本和提高效率為核心,以時間、溫度、質量、成本主線為管控抓手,從工序智能管控、工序界面協同和數據創造價值三個方向,構建新的涵蓋從煉鋼連鑄到軋鋼的一體化智能應用管控體系,實現高效、穩定、低成本的智能化生產。
管控一體化系統則縱向打通全廠經營層與各工序一體化系統之間的銜接,橫向貫通各道工序的業務環節,實現全廠范圍的統一協同組織生產。它包含計劃與調度、成本與績效、質量、物流、設備、能環、安全、數字精益管理等模塊,結合天柱鋼鐵精益生產實踐,建立精細化成本和關鍵績效指標的準時自動核算能力,打造以整體協同、數據驅動為抓手的新型精益生產管控模式。
優化品種結構發力高端,打造拳頭產品。天柱鋼鐵目前已形成以精品型鋼為特色,涵蓋工字鋼、鋼板樁、合金鋼帶等18個系列62個規格產品結構,廣泛應用于北京大興機場、京唐城際鐵路等國家重點工程,并遠銷日本、韓國、歐美等33個國家和地區。型鋼在華東地區市場占有率18.9%,“天柱牌”H型鋼是“河北知名品牌”,其中型鋼Q235B獲得冶金產品實物質量“金杯優質產品”榮譽稱號。
2024年以來,天柱鋼鐵深挖產線潛能,全力推進產品升級和結構調整,加速品種鋼生產提檔增量,高附加值產品家電板用鋼取得新突破。今年5月,天柱鋼鐵定制生產的136噸SPHC熱軋帶鋼交付北方家電板某龍頭企業,客戶反饋產品加工性能良好,表面、性能、尺寸、板形指標完全滿足使用需求。6月份,天柱鋼鐵陸續收到江蘇某打包帶制造商訂單,短時間內訂單持續上量標志著天柱鋼鐵新研發的打包帶系列產品已經實現穩定批量供貨。打包帶用鋼是公司繼護欄板、光伏支架、家電板之后研發成功的又一高端新品,未來天柱鋼鐵將持續加大創新力度,拓展新品種、開拓新領域、實現新突破,推動產品不斷迭代升級,強化“天柱品牌”影響力。
讓鋼鐵盡顯綠色生態之美
天柱鋼鐵以科技創新為支撐,全力構建綠色低碳工廠,走出了一條綠色低碳高質量發展新路徑。
干凈整潔的小型鋼產線
王樹川表示,在生態文明建設的大背景下,綠色發展的重要性日益凸顯,是企業高質量發展的底色,更是提高企業競爭力的重要引擎。
天柱鋼鐵始終秉承“尊崇自然、綠色發展”的環保理念,以企業發展不破壞當地環境為出發點,描繪出一幅人與自然相映成趣、鋼鐵與大海共融共生的美好畫卷,扎實推進傳統產業轉型升級,推動“行業結構低碳化、制造過程清潔化、資源能源利用高效化、園區建設綠色化”,讓鋼鐵盡顯綠色生態之美。面對當前鋼鐵行業的持續低迷,天柱鋼鐵秉持智能、綠色、品質、服務的核心價值觀,聚焦“關鍵工作、關鍵環節、關鍵少數”和市場、現場、精益“三個要素”,從“提質、添綠、強鏈、增智、創新”入手,統籌規劃、勤練內功,以不變應萬變,堅決將綠色轉型進行到底,不斷培育新質生產力。
天柱鋼鐵堅持以行業一流清潔生產與排放標準為標桿,綜合應用BPRT、汽電雙拖、皮帶綜合管廊、全封閉智能化料場、自動燒爐、高爐煤氣全回收、煤氣精脫硫、半干法與干法等先進技術與工藝。采取“源頭控制+過程管理+末端治理”等措施,全力構建綠色低碳工廠。目前,天柱集團清潔方式運輸比例達到80%以上,顆粒物排放濃度低于5mg/m3、二氧化硫排放濃度低于20mg/m3、氮氧化物排放濃度低于30mg/m3。
在原材料采購方面,天柱鋼鐵制定了嚴格的綠色采購標準,將符合標準的供應商作為重點合作伙伴,從源頭把控產品的綠色屬性。
在節能工藝方面,天柱鋼鐵擁有燒結SHRT、全封閉智能料場、GBM行車、BPRT、厚料層燒結、煤粉自動噴吹、鐵水“一罐到底”、聲納化渣、一鍵煉鋼等130余項國際國內先進的冶煉與控制技術。天柱鋼鐵建設了兩套80MW超高溫亞臨界煤氣發電機組,利用富余煤氣燃燒產生的熱量發電,處于行業先進水平。同時,回收煉鋼汽包、軋鋼加熱爐余熱蒸汽和煤氣發電機組產生的乏汽,配套建設1臺12MW飽和蒸汽發電機組,進一步提高能源利用效率。高爐采用先進的BPRT余壓利用技術,利用高爐爐頂煤氣的余壓余熱導入透平機,與電動機同軸驅動高爐鼓風機組,節電率超過40%。此外,熱風爐優化控制技術等主要節能措施也均已配備,節能效果十分突出。
在廢棄物利用方面,天柱鋼鐵采取“吃干榨凈”原則。天柱鋼鐵建有一套年處理能力為35萬噸的鋼渣生產線和年處理能力為200萬噸的水渣微粉生產線,將冶煉過程中產生的鋼渣、水渣全部進行二次加工成副產品外售或返回生產工序利用。對于生產過程中產生的各類除塵灰、污泥等含鐵物料,全部返回燒結配料工序進行回用。針對廢礦物油等危險廢物,定期委托具有相關處置資質的單位進行委托處置,確保各類廢棄物全部實現無害化處置。
王樹川向記者介紹,園區環保總投資達到25億元以上,廠區環境按照4A級工業旅游標準規劃設計,全廠封閉皮帶管廊總長度48公里,建有鋼渣綜合處理系統、煤氣回收系統等環保設備,已達到“廢水零排放、煤氣全回收、熱能全利用、有組織無組織排放全達標”的目標,天柱鋼鐵始終將綠色發展作為企業的重要戰略方向,積極踐行社會責任,為推動行業的可持續發展貢獻自己的力量。
天柱鋼鐵以科技創新為支撐,全力構建綠色低碳工廠,走出了一條綠色低碳高質量發展新路徑。面對鋼鐵行業的機遇與挑戰,天柱鋼鐵建立健全對標管理的常態運行機制,頂著生存求發展,自主創新為戰略、自我加壓、自我剖析、找差距,補短板,化危機為先機,變被動為主動,轉劣勢為優勢,將壓力變動力,全力蓄勢躍升。在建立生產管控、產銷管控、能源管控、環保管控、物流管控、應急管控基礎上,通過數字化孿生技術將多業務緊密地聯系起來,最終實現業務統一管控的調度平臺。將數據采集功能、實時數據庫、管轄數據庫整合為一,多時間尺度、多數據類型對非連續用能設備進行管控,跟蹤峰電時段用電負荷和發電車間峰電發電負荷,減少尖峰用電,通過調控峰電比例31.35%,谷電比例35.9%,峰谷用電差4.55%。
天柱鋼鐵堅持將環保視為企業發展的生命線,充分發揮退城搬遷區位優勢,不計代價完成環保績效創A,以實際行動厚植綠色發展底蘊,實現生態環境“高顏值”與企業“高質量”發展協同并進。2023年10月,天柱鋼鐵躋身環保績效A級企業行列,代表著同行業環保治理最高水平,在重污染天氣預警期間可以自主采取應急減排措施,不停產、不限產。天柱鋼鐵環保績效創A提高了企業的環保水平,促使企業在科技、管理、工藝上不斷創新,提高了核心競爭力。天柱鋼鐵動力環保部副部長吳文慶認為,創A簡單來說就是兩個字,但是實現了一個環保管理水平的整體提升,讓企業徹底摘掉了限制企業生存發展的“緊箍咒”,成為企業拓展生存權和發展權的一個主要抓手。
打造鋼鐵制造業生態智慧企業
天柱鋼鐵以智能制造生產為中心,打通能源、檢化驗、超低排放、安全雙控、物流等系統,打破“孤島”瓶頸,實現了能源流物質流協調統一。
天柱智慧大腦--低碳冶金創新中心
天柱鋼鐵著力打造鋼鐵智慧工廠,全力推動智能決策系統和智能制造系統建設,推動“產品制造過程智能化、員工生產方式智能化、裝備周期管理智能化和公司運營管理智能化”,關鍵工序數控化率已達到80%以上,生產設備數字化率達到55%以上,先后與華為、中國電信、施耐德、浙江大華等國內、國際一流企業建立戰略合作關系,成為華為公司河北省第二家鋼鐵戰略合作伙伴、中國電信唐山地區第一家鋼鐵企業戰略合作伙伴,實現鐵鋼軋一體化、管控一體化,達到效益最大化、服務實時化、決策智能化、運營可視化。目前,天柱鋼鐵上線了ERP系統、MES系統(生產制造管理執行系統)、EMS系統(智慧能源管控系統)、LES系統(無人值守自動計量系統)、LIMS系統(檢化驗系統)、安全雙控平臺、有組織無組織超低排放管控系統、三維數字化工廠、煉鐵集控系統、智慧園區系統等數字智能管控和管理系統。天柱鋼鐵煉鐵廠智慧鐵水運輸段段長王雙喜告訴中國工業報記者,智慧鐵水運輸系統項目是國內民營鋼鐵企業同場景應用第一家,實現了鐵水機車運行狀態一目了然,安全系數非常高。
天柱鋼鐵以智能制造生產為中心,打通能源、檢化驗、超低排放、安全雙控、物流等系統,打破“孤島”瓶頸,實現車輛進出廠、過程檢驗、生產能源、風險隱患、環境治理一體化、自動化的閉環管理,實現了能源流物質流協調統一。利用平臺信息化、智能化手段實時監控,實現生產指揮能源管控等集中管控,具備電力系統、煤氣系統、動力系統、供水系統、環保系統、生產系統八大系統的實時監視,實現能源介質智能調控和企業低碳技術的融合,確保質量穩定、生產柔性、節能降耗、低碳環保四個目標落實落地。天柱鋼鐵技術中心主任李青章介紹,天柱鋼鐵投資1.52億元低碳冶金創新中心,建筑面積達10692m2,用于全廠生產管控、能源管控、計量管控、安防監控、消防監控、環保管控、設備管控、安全雙控的綜合管控系統,實現了企業從傳統鋼鐵生產到“智慧天柱”的華麗升級。
天柱鋼鐵堅持“變中求進、調整結構、提質增效、綠色發展”經營方針,圍繞“綠色產品服務社會、智能制造引領企業、高質量發展擔當責任”總基調,以效益優先和穩增長為主要目標,著力發展綠色低碳經濟,著力釋放裝備能力提升規模,著力挖掘潛力降低成本,企業知名度和美譽度不斷提升,各項事業蒸蒸日上,跨入了現代化、規模化、集團化企業行列。站在新時代新征程上,天柱鋼鐵將繼續堅持“規則、團隊、誠信、創新、共贏”的核心價值理念,鎖定“以盈利能力第一,生產技術指標一流、管理創新、技術創新、勇于承擔社會責任”發展目標,圍繞發展新要求新機遇持續聚焦鋼鐵主業,打造集“高端化、鏈條化、智能化、綠色化、品牌化”生產制造服務為一體的鋼鐵制造業生態智慧企業,進一步助力鋼鐵行業實現“綠色騰飛”。
請輸入驗證碼