高端硅鋼智能化生產(chǎn)什么樣？對(duì)低碳節(jié)能有啥作用？

　　硅鋼主要用于制造變壓器鐵芯、電機(jī)定子等，能有效降低電網(wǎng)損耗，是電力工業(yè)核心設(shè)備的關(guān)鍵材料。尤其是取向硅鋼（晶粒朝特定方向排列），因其生產(chǎn)工藝復(fù)雜、制造難度較高，被譽(yù)為鋼鐵工業(yè)“皇冠上的明珠”。我國(guó)冷軋硅鋼的生產(chǎn)起步于20世紀(jì)70年代末，但高端產(chǎn)品長(zhǎng)期依賴進(jìn)口。幾十年來(lái)，經(jīng)過(guò)以寶鋼為代表的中國(guó)鋼鐵企業(yè)持續(xù)努力，如今我國(guó)已具備批量化生產(chǎn)全球最高等級(jí)牌號(hào)硅鋼的能力，支撐了我國(guó)三峽水電站、“西電東送”等重大工程建設(shè)。

　　硅鋼智能化生產(chǎn)的核心突破在于“全流程自主可控”。傳統(tǒng)鋼鐵生產(chǎn)高度依賴?yán)蠋煾怠巴薄奥劇薄扒小钡慕?jīng)驗(yàn)判斷，硅鋼智能工廠通過(guò)智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度、張力等關(guān)鍵生產(chǎn)工藝要素的智能化管控，大幅提升了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

　　以冷軋流程為例，十幾根輥像搟面杖一樣，將2毫米厚的鋼板冷軋至0.1毫米，過(guò)去加工1米寬、幾千米長(zhǎng)的鋼卷，值守工人要像彈鋼琴一樣操控冷軋機(jī)器，1小時(shí)點(diǎn)擊幾千次。如今，依靠AI算法，值守工人1小時(shí)的點(diǎn)擊次數(shù)減至幾百次。

　　又如質(zhì)檢流程，一套融合了感知技術(shù)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能在高速生產(chǎn)中對(duì)硅鋼表面的微小瑕疵進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，檢測(cè)精度達(dá)毫米級(jí)。

　　更關(guān)鍵的是，這座工廠的智能化轉(zhuǎn)型，不僅是設(shè)備的信息化、自動(dòng)化升級(jí)，更是生產(chǎn)邏輯的重構(gòu)。從2018年我們開(kāi)始建設(shè)智能化工廠，構(gòu)建了從材料設(shè)計(jì)到終端應(yīng)用的大數(shù)據(jù)模型，由AI模型輔助生產(chǎn)決策，AI算法可謂重塑了整個(gè)硅鋼產(chǎn)業(yè)鏈。在研發(fā)環(huán)節(jié)，AI算法取代了“專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)+人工試錯(cuò)”的模式，高性能無(wú)取向硅鋼研發(fā)實(shí)驗(yàn)量減少一半，預(yù)測(cè)精度超95%。

　　“高端綠色硅鋼預(yù)測(cè)式制造智能工廠”前不久入選了國(guó)家“領(lǐng)航級(jí)智能工廠”。帶著這份榮譽(yù)與激勵(lì)，我們會(huì)繼續(xù)在高端綠色硅鋼研究上貢獻(xiàn)力量。

　　（作者：寶鋼股份硅鋼事業(yè)部首席工程師黃望芽，人民日?qǐng)?bào)記者黃曉慧采訪整理）

　　記者手記

　　跑好一場(chǎng)“精益求精”的長(zhǎng)跑

　　走進(jìn)寶鋼股份硅鋼事業(yè)部第四智慧工廠，一根根靈動(dòng)的機(jī)械臂、一輛輛自主穿梭的無(wú)人搬運(yùn)車(chē)吸引了我的注意。在這里，厚度與A4紙相當(dāng)?shù)墓桎摫?，以每分鐘百米的速度穿行，每一卷都承載著中國(guó)高端制造的精度與智慧。

　　更加令人耳目一新的場(chǎng)景出現(xiàn)在控制室。大廳里，三面曲面的巨幅電子屏幕上，生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)躍動(dòng)，每天有約1萬(wàn)噸硅鋼從這里發(fā)往全國(guó)、出口全球。操作人員向我展示了他的“數(shù)字工友”——AI輔助決策系統(tǒng)，它剛成功監(jiān)測(cè)了一次輥耗異常，避免了計(jì)劃外停機(jī)。操作人員介紹，這個(gè)控制室是十幾年前設(shè)計(jì)建造的，如今借助AI輔助生產(chǎn)決策，只需輕觸電腦，便能調(diào)度整個(gè)產(chǎn)線開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，借助“云端”自動(dòng)化完成，大幅提高生產(chǎn)效率。

　　智能工廠的建成與運(yùn)用，對(duì)建設(shè)者和運(yùn)維者來(lái)說(shuō)，是一場(chǎng)“精益求精”的長(zhǎng)跑。做好領(lǐng)航級(jí)工廠的智能化轉(zhuǎn)型，不僅要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的自動(dòng)化，更要在背后建設(shè)起龐大的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和指揮中樞。相信在科研人員的集體攻關(guān)下，智能工廠將為中國(guó)經(jīng)濟(jì)脈搏注入源源不斷的“科技能量”。

　　延伸閱讀

　　高性能硅鋼對(duì)低碳節(jié)能有啥作用

　　硅鋼是一種含硅量0.5%—4.8%的極薄鋼片，因其表面常覆有灰色無(wú)機(jī)涂層，又被稱(chēng)作“硅鋼片”或“電工鋼”。它的特殊之處在于通過(guò)復(fù)雜的軋制與熱處理工藝，使內(nèi)部晶粒形成一致的取向排列，從而獲得優(yōu)異的電磁性能。根據(jù)晶粒結(jié)構(gòu)可分為取向硅鋼（晶粒朝特定方向排列）和無(wú)取向硅鋼（晶粒隨機(jī)排列）。

　　作為電力工業(yè)的核心軟磁材料，硅鋼主要發(fā)揮電能轉(zhuǎn)換與傳輸?shù)年P(guān)鍵作用。首先，硅鋼是能量轉(zhuǎn)換的“高效心臟”，其磁導(dǎo)率高、鐵損低的特性，能避免變壓器鐵芯發(fā)熱過(guò)燙，大幅降低電能轉(zhuǎn)換過(guò)程中的能量損耗。據(jù)統(tǒng)計(jì)，變壓器空載損耗的60%取決于硅鋼性能。

　　另外，硅鋼還是綠色轉(zhuǎn)型的“隱形推手”，高性能硅鋼能幫助提升能源效率。特高壓變壓器采用高磁感取向硅鋼，可使輸電損耗降低30%；新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)使用薄規(guī)格無(wú)取向硅鋼，能提升5%—10%的續(xù)航里程。我國(guó)每年因硅鋼性能升級(jí)節(jié)約的電量，相當(dāng)于三峽電站年發(fā)電量的20%。

　　轉(zhuǎn)自：人民日?qǐng)?bào)

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