大河网讯 沙颍河畔,炉火正红。在河南周口沈丘的钢铁产业园里,一座“数字原生”的钢城正悄然改写百年冶金的旧剧本。这里少了传统钢厂刺鼻的焦味与鼎沸的喧嚣——取而代之的,是跳动的数据、流动的算法与静默运转的智能终端。当人工智能大模型邂逅炽热的铁水,会迸发出怎样的火花?周口钢铁用近三年的求索,交出了一份沉甸甸的答卷。而在这份答卷的中央,赫然立着一位“主角”:当今最宽的“世界轧机之王”。
一、破局:数字原生钢城 与“世界轧机之王”
(一)从蓝图到基座
周口钢铁,全称河南安钢周口钢铁有限责任公司,是河南钢铁集团落实省委、省政府“退城进园”战略的核心载体,也是河南优化钢铁产业布局、在周口建设的现代化绿色智能钢铁基地。公司北临沙颍河、南靠漯阜铁路、东接阳新高速,坐拥“公铁水”联运的独特优势。一期项目于2021年5月高炉点火、6月底全线贯通投产,一座按“装备大型化、工艺现代化、产品高端化、生产绿色化、信息数字化”五化标准规划的全流程钢铁联合企业拔地而起。

(二)把智能化写进基因
与许多“先建厂、后补数”的企业不同,周钢自规划设计之初,便将智能化纳入顶层架构。以工业互联网平台为数字基座,以人工智能技术为核心引擎,系统构建起覆盖铁区、炼钢、轧钢、计划调度、质量管理、能碳环保、仓储物流与设备运维的全流程智能工厂体系。近三年持续投入与迭代,目前已建成投用15个核心智能应用板块与3大支撑平台,接入实时数据点位逾14万个,部署AI预测模型与优化算法50余项,在智能感知、智能控制、智能决策三大层面形成具有行业示范意义的技术应用方案。

(三)“王”的诞生——国产轧机的世界坐标
在这座钢城的中枢,矗立着一位“重量级主角”。周口钢铁宽厚板生产线采用5600毫米粗轧机与5500毫米精轧机双机架配置,其中5600毫米粗轧机是当之无愧的“世界轧机之王”,5500毫米精轧机则为中国最宽。它首次采用“国内设计+国内制造”,打破国外技术垄断,入选“2024年世界钢铁工业十大技术要闻”。最大轧制压力达12000吨,可“吃进”最厚460毫米、最宽2800毫米的板坯,“吐出”厚度6至300毫米、宽度900至5300毫米的钢板;从开工到热试仅16个月,创下行业同类型机组建设工期最短纪录。当这台“王”遇上人工智能,一段关于“智”与“钢”的传奇,就此展开。
二、感知:给钢铁装上一双“慧眼”
(一)设备有了“四级触觉”
冶金设备结构复杂、工况恶劣。周钢创新构建“传感层—元件层—部件层—机组层”四级递进式设备状态感知架构:传感层遍布温度、振动、电流、油液等传感器,实时捕获原始信号;元件层对轴承、电机、减速机提取特征、跟踪趋势;部件层聚焦风机、泵组、辊系的健康度;机组层整合高炉本体、转炉、轧机的多维信息,形成综合画像。全厂五大维度运维需求被一网打尽,预测性维护自此有了坚实底座。

(二)机器替人“找毛病”
在质量管理中心,一套基于深度学习的视觉质检系统已通过CNAS认证。高清工业相机捕捉棒材、宽厚板表面图像,卷积神经网络自动识别裂纹、结疤、氧化铁皮压入、边部缺陷等异常——检测精度达到行业先进水平,人工目检的漏检率与劳动强度双双下降。在炼焦产线,皮带机智能巡检同样借力AI视觉,实时识别跑偏、打滑、带速异常、料面偏移与高温,并与承建方赛迪一道攻克了打滑信号误报难题。
(三)厂区戴上“安全盔”
覆盖全厂重点区域的视频监控系统,集成AI行为分析算法,对人员闯入、未戴安全帽、烟火、区域入侵等安全事件自动识别、实时告警。平安,不再是墙上的标语;智慧,落到了每一次风险的前置拦截。
三、控制:让算法接管炉火
(一)铁区:1860立方米高炉的“数字操盘”
围绕1860立方米高炉的稳定顺行,周钢部署了智能配料优化、多环布料矩阵优化、BTP形状预测与优化、烧结FeO预测、炼焦配煤优化等一系列模型。它们综合原料成分、设备状态与历史操作,输出最优配料方案与操作参数。高炉炉内可视化功能,更让炉料从炉顶至炉内的下降全过程“透明”起来——工长得以提前预判炉况,把“黑箱”变成“明窗”。
(二)炼钢:多项功能齐上线
炼钢一体化系统12个功能模块、38项功能全部投用。依靠冶炼周期、出钢温度智能预测模型精准把控冶炼关键节点。“炼钢生产一张图”实现全工序和天车状态集中可视;操作量化评估实现单炉—步骤级精细化管控;掌上工厂打破地域局限,管理人员依托移动端随时掌握生产实况,生产指挥更加灵活高效。极致能耗智能管控实现破局突围,掀开节能降碳全新局面。
四、聚焦:轧机之王的“数智答卷”——宽厚板 AI 智控实践
如果说高炉与炼钢是钢城的“心脏”,那么宽厚板产线便是这场智变中最耀眼的那道弧光。智慧工厂宽厚板平台二期已基本完成并全面上线投用。相较于一期以数据可视化展示为核心的基础模块,二期将核心定位聚焦于全流程数据统计、多维度智能分析,在数据颗粒度、计算逻辑、看板维度上实现细化升级,打破一期仅做数据呈现的局限。平台覆盖能源、环保、质量、生产四大核心业务板块,各模块贴合宽厚板轧钢、精整、热处理全工序现场管理需求,依托四大板块联动分析能力,自动识别生产短板、输出针对性优化建议——以数据驱动工序提质、降本、增效。下面,是它交出的五份“智控答卷”。

(一)平台升级:从“看数据”到“管数据”
脱胎换骨,始于认知。一期平台长于“呈现”,二期平台胜在“洞察”。它不再仅做数据的被动展示,而能通过横向、纵向对比自动识别生产短板,输出针对性优化建议,为现场生产组织、工艺调整、设备运维、指标改善提供数字化支撑。一块屏幕,从此既是“仪表盘”,也是“参谋部”。
(二)生产调度:节奏与顺序的算法寻优
节奏,就是产量;顺序,就是效率。通过轧制节奏模块的统计分析、抽钢顺序与生产节奏监控,平台实现出钢节奏的监控与评价,并运用历史数据寻优,指导计划排产和班组出钢节奏优化。班前下发产量预测目标,强化班组产量意识;产量预测功能让目标可见、可追、可评。新上线的班组评比功能尚在规则细化,却已显露出“以数据论英雄”的雏形。
(三)质量闭环:封锁、温度与带出品的精算
质量之难,难在闭环。平台以三记“组合拳”破题:其一,封锁分析——在线直览封锁缺陷大类统计,一键跳转明细逐条排查,超期库存处理告别“散乱”。上线前,超10天堆放库存约100块/次;如今,超10天稳定至30块/次,进一步优化至超5天仅45块/次,热处理库存清理效果突出。其二,全流程工艺温度——覆盖轧线所有关键温度控制与加热炉时长,生成对应合格率;4月份以来,终轧与终冷命中率波动趋升、振幅收窄,20—100毫米温度命中率稳守85%以上,4—6月性能一次合格率达94.84%、96.81%、97.97%。其三,带出品管理——每日导出明细督促现场质量意识,宽厚板一次轧成率稳定在98%左右,责任划分正确率提升至98.2%,较此前提高1.8个百分点。三项损失管理更将协议、改判、判废分别牢牢控制在0.4%、0.15%和0.2%以内。
(四)能源成本:停机节能与报表自动
省一分,是一分。停机用能精细化统计,以停机30分钟为管控起点,对比每次停机分均电耗;4月与近期30—40分钟工艺待温停机电耗相比,低于150千瓦时/分钟占比由5月的40%跃升至53%,提升超10个百分点,职工节能意识悄然养成。成本报表以日、月维度统计事业部生产成本,燃料消耗、产量、回收量自动采集准确率可达100%;待公司层级成本功能上线后,更可推算每日计划成本、与实际完成对比,反向指导生产组织。
(五)设备健康:异常预警与隐患转检修
设备会“说话”,前提是有人“听得懂”。系统实时刷新设备状态,一旦检测到运行数据异常,即自动触发报警通知;三级点检人员隐患列表支持一键“隐患转检修”,实现关键设备状态连续监控与异常自动报警、人工确认处理。从“救火”到“防火”,突发事故被挡在门外。
五、决策:从“拍脑袋”到“算出来”
(一)能碳:50余项功能的“绿色中枢”
智慧能源与碳排放管理系统,是周钢AI应用最集中、最具特色的板块,涵盖50余项功能。针对煤气、氧氮、蒸汽、工业水与电力五类主要能源介质,分别构建负荷预测、供需平衡与优化调度模型:煤气系统动态平衡管网压力、减少放散;氧氮系统对制氧机组变负荷优化、降低电耗;蒸汽系统依据生产计划预报热负荷;电力系统借负荷预测参与需量管理、规避尖峰电费。公司综合能耗指标持续向好,绿色低碳有了数字化抓手。
(二)物流:18台行车的“自动领航”
原料与成品仓库部署18台行车智能库管终端,融合格雷母线精确定位、路径规划与堆垛位推荐,实现自动导航与作业调度。寻址与搬运时间大幅缩短,库容利用率与周转效率同步提升——仓库里奔跑的,不再只是行车,还有看不见的算法。
(三)经营:让数据为管理层“说话”
铁前低库存辅助决策系统,综合考虑价格走势、物流周期、消耗速率与安全库存,给出采购时机与批量建议,降低资金占用;生产运营可视化看板、精细化成本分析与绩效对标平台,则把海量数据炼成管理层手中的“指挥棒”。数据不眠,决策有据。
六、大模型:垂直场景的“新引擎”
(一)当通用大模型遇上钢铁
面对通用大模型在垂直行业的落地浪潮,周钢审慎而积极地探索行业大模型的场景化应用。两个方向尤为清晰:其一,报表生成与数据分析——借助大模型的代码生成与归纳能力,从海量生产数据中自动提炼指标、生成管理报表;其二,多模态质量判别——结合视觉大模型,处理复杂表观缺陷的分类与定级。
(二)站在行业的“智变”潮头
周钢的探索并非孤例。放眼全国,钢铁大模型正成燎原之势:南京钢铁发布行业首个专业大模型“元冶”,关键设备数字化率达100%,生产能效提升5至10倍,研发周期缩短50%,订单准时率稳定至98.5%;唐山已落地17个钢铁领域垂直大模型;宝钢股份2025年上线近300个AI应用场景、打造5个AI标杆产线,并完成DeepSeek R1“满血版”本地部署、启动“2526”工程。工业和信息化部2025年人工智能应用典型案例名单公布151项,更释放出强烈信号——AI赋能制造,已从“选择题”变为“必答题”。

七、实效:数字背后的“硬核账本”
(一)质量账:从“凭手感”到“看曲线”
铁前系统上线后,烧结矿FeO合格率由上线前的50%至60%跃升至83.6%,转鼓强度稳定在75以上,小于10毫米筛分合格率由85%提升至90%以上,配矿效率提升50%以上;石灰窑有效钙合格率由92%升至94%,参数匹配准确率高达99%。质量的稳定,从此有了可量化的刻度。
(二)成本账:省下的都是真金白银
2026年5月较2025年同期,高炉燃料比降低27.35千克/吨铁、焦比降低28.02千克/吨,生铁综合成本下降约35.2元/吨铁;石灰窑指标合格率较上线前提升25%,热效率提升约4%,人工干预降低35%。按月度对标,部分指标的改善幅度更为显著。报表自动生成更减少人工填报工作量80%以上——时间,也是一种成本。
(三)安全环保账:把风险关进“笼子”
环保参数24小时在线监控,颗粒物、二氧化硫、氮氧化物稳定控制在限值以内,满足A级超低排放要求;高炉主沟安全管理系统对高温与寿命风险前置预警,特殊炉况智能识别大幅缩短异常处置周期,人员远离危险区域。安全,从“事后救火”走向“事前防火”。
八、展望:对标行业的“智造”坐标
(一)从“跟跑”到“并跑”
周钢的智能化实践,恰与时代同频。2026年1月,工信部发布《工业互联网和人工智能融合赋能行动方案》,明确到2028年推动重点钢铁企业全面完成新型工业网络改造、构建覆盖烧结—炼铁—炼钢—轧钢全流程高质量数据集、以龙头带动中小钢企转型三大突破,部署基础底座升级、数据模型互通、应用模式焕新、产业生态融通四大行动。方向所指,正是“高端化、智能化、绿色化、融合化”,正是“经验驱动”向“数据驱动”的深刻蝶变。2026年7月初,第五届钢铁行业数字化解决方案交流大会在郑州举办,全国近300位专家共探产业高端化、智能化;河南省《加快钢铁产业高质量发展实施方案(2023—2025年)》亦明确以数字化、绿色化重塑产业竞争力。在政策的春风与行业的标杆之间,周钢找准了自己的坐标。
(二)向更深、更精、更广进发
下一程,周钢已在谋篇:烧结加水模型、布料模型、基于XGBoost的亚铁分析模型将陆续落地;铁水连续测温、高炉炉型管控、风口平台煤气监测等模型规划在途;石灰窑质量预测与窑况健康模型持续完善。同时,硬件支撑同步补强——料面雷达、连续测温装置、在线气体检测等装备将夯实数据底座。炉火映数智,钢城启新篇。当人工智能大模型深度融入每一道工序,周口钢铁正以“数据驱动决策”取代“人工经验驱动”,朝着行业领先的智慧炼铁标杆稳步迈进。一座绿色、智能、高效的现代化钢城,已在沙颍河畔拔节生长。(陈帅 王振)
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