“高爐智慧工程師”

唐浚中

封帆（左一）查看高爐運(yùn)行情況

2019年3月15日，位于長壽區(qū)的重慶鋼鐵股份有限公司生產(chǎn)現(xiàn)場。

4座上百米高的煉鐵爐正24小時不間斷地燃燒著，爐內(nèi)的礦石、焦炭等原料和燃料不斷發(fā)生著氧化還原反應(yīng)。

為了保證最佳煉鐵效率，高爐燃燒溫度要控制在2250℃左右，爐頂壓力要控制在0.22MPa左右，鼓風(fēng)動能要控制在16000N·m/s……

要實(shí)現(xiàn)這一切，高爐需要一系列精良的“大腦”——多個自動化控制系統(tǒng)。

作為重慶鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司電子公司運(yùn)維部黨支部書記、總經(jīng)理，封帆已參與研發(fā)和維護(hù)這些“大腦”長達(dá)28年。

28年來，封帆不斷提高運(yùn)維水平，先后完成了4座高爐的自動化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作，提出了一系列創(chuàng)新解決方案，探索出煉鐵自動化控制體系新路徑。

由于創(chuàng)新能力突出，封帆榮獲2019年“全國五一巾幗獎?wù)隆?，她也被同事們稱為“高爐智慧工程師”。

活動板房里的“長明燈”

2009年夏天，重慶市長壽區(qū)江南鎮(zhèn)（現(xiàn)江南街道）一塊11平方公里的土地上，十多臺大型挖掘機(jī)和推土機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)著，引擎巨大的轟鳴聲震得人們耳朵“嗡嗡”作響。未來，這片土地上將豎起一座年產(chǎn)鋼能力達(dá)800萬噸的鋼鐵廠。

在建設(shè)工地的一塊空地上，建有一排特殊的活動板房。

說特殊，是因?yàn)檫@排板房每天幾乎都要亮燈近20個小時。

原來，封帆和同事們承接了煉鐵項(xiàng)目自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試工程。為了保證高爐按期投產(chǎn)，他們住進(jìn)了活動板房，展開了攻堅(jiān)工作。

受客觀條件限制，每座高爐在建設(shè)時都會與既定方案形成一定偏差，這就要求封帆帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)及時跟進(jìn)，對早已制訂好的一系列控制方案、硬件圖和程序進(jìn)行實(shí)時調(diào)整。

按照合同約定，高爐的爐頂噴霧系統(tǒng)由供應(yīng)設(shè)備的廠商負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。然而，在調(diào)試過程中，廠方發(fā)現(xiàn)該控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)粗放，這將對高爐爐況、設(shè)備使用壽命等造成重大影響。

廠方要求對該控制系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，并將這項(xiàng)攻堅(jiān)任務(wù)交到了封帆手上。

投產(chǎn)在即，一邊是新設(shè)備的不斷調(diào)試，一邊是新程序的開發(fā)，封帆肩上扛著巨大的壓力。

為盡快完成任務(wù)，封帆帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)白天進(jìn)行設(shè)備調(diào)試，晚上進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。他們往往在電腦面前一坐就是一整夜，累了就瞇一會兒，餓了就扒拉兩口盒飯。長期如此，活動板房里的燈也就成了“長明燈”。

最終，經(jīng)過6個多月的奮戰(zhàn)，封帆帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)完成了高爐本體自動化控制、槽下自動化控制、爐頂自動化控制、熱風(fēng)爐自動化控制等數(shù)十個系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)和修改任務(wù)，繪制設(shè)計(jì)圖上百套，將這些設(shè)計(jì)圖打印成藍(lán)圖后，足足塞滿了4個文件柜。

在控制室里精益求精

高爐是個完全密閉的容器，為實(shí)時掌握爐內(nèi)情況，確保爐況穩(wěn)定、生產(chǎn)效率最優(yōu)，就要利用各類傳感器對爐內(nèi)溫度、壓力、流量等重要數(shù)據(jù)進(jìn)行精確檢測，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的精確控制。

這種分毫不差、準(zhǔn)確無誤的要求，集中體現(xiàn)在高爐的聯(lián)動試車和試生產(chǎn)調(diào)試階段。

這是整個高爐建設(shè)的最后一個關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，封帆要帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)對檢測系統(tǒng)和控制系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)化打磨，確保各類傳感器與爐況、自動化控制系統(tǒng)與設(shè)備實(shí)現(xiàn)“眼手一致”、“心手一致”。

為此，每座高爐交付前，封帆都要帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)將辦公地點(diǎn)搬進(jìn)生產(chǎn)車間的控制室里，開展長達(dá)數(shù)周的攻堅(jiān)工作。

在試生產(chǎn)調(diào)試階段，探尺（測量爐內(nèi)料位的設(shè)備）調(diào)試最為緊迫。 這時，高爐已經(jīng)裝料，爐內(nèi)火焰即將點(diǎn)燃，工期緊、任務(wù)重，探尺調(diào)試對封帆和她的團(tuán)隊(duì)來說無疑是一項(xiàng)“火燒眉毛”的攻關(guān)。

受多種客觀因素影響，要使探尺的下放動作緊隨料面變化，防止倒尺現(xiàn)象（由于探尺下放過快傾倒）發(fā)生，并非易事。為此，封帆必須與相關(guān)部門密切配合，通宵達(dá)旦地工作，不斷往返于控制室與爐頂之間，同生產(chǎn)操作工一起反復(fù)測量、計(jì)算，做到將探尺的測量誤差控制在厘米級別。

而對布料器的調(diào)試，則要求更為精確。

在高爐煉鐵時，布料器負(fù)責(zé)對爐內(nèi)進(jìn)行均勻布料，以讓爐內(nèi)原料和燃料實(shí)現(xiàn)充分燃燒。要做到“均勻”，就要求操作工人控制好布料器溜槽的傾動角度。但受機(jī)械特性、原料負(fù)荷等因素影響，溜槽往往不能準(zhǔn)確地停在設(shè)定角度。

為此，封帆“泡”在控制室里再次進(jìn)行攻關(guān)，不斷改進(jìn)控制系統(tǒng)，使布料器溜槽的傾動角度精確到了0.1度。此外，她創(chuàng)造性提出將“一圈布料法”變?yōu)椤鞍肴Σ剂戏ā?，使布料單位時間從7.5秒縮短為3.75秒，實(shí)現(xiàn)了小區(qū)域精準(zhǔn)布料。

由此，爐內(nèi)原料和燃料燃燒更為充分，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益得到進(jìn)一步提升。

為控制系統(tǒng)裝上更為智慧的“大腦”

熱風(fēng)爐是高爐主要的配套設(shè)備之一，依靠燃?xì)馊紵秊楦郀t爐內(nèi)氧化還原反應(yīng)提供高溫?zé)犸L(fēng)。

過去，熱風(fēng)爐空燃比控制方法單一，主要依靠操作工的經(jīng)驗(yàn)判斷，調(diào)節(jié)難度大、精度低。按照節(jié)能降耗要求，熱風(fēng)爐燃燒需要利用好燃?xì)鉄嶂?，?shí)現(xiàn)充分燃燒，人工調(diào)解已不能滿足生產(chǎn)需求，攻關(guān)任務(wù)再次擺到了封帆面前。

在封帆看來，每項(xiàng)自動化控制系統(tǒng)的創(chuàng)新過程都是發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的過程，需要大量知識和經(jīng)驗(yàn)的積累。為了解詳細(xì)情況，封帆從檔案室抱來設(shè)計(jì)圖紙，一頁一頁仔細(xì)翻看，遇到關(guān)鍵問題時，她還會跑到控制室詢問工人實(shí)際操作情況，前往熱風(fēng)爐場地觀察設(shè)備運(yùn)行狀況。

就這樣，封帆不斷往返于實(shí)驗(yàn)室、控制室和設(shè)備場地之間，對影響熱風(fēng)爐空燃比的各項(xiàng)因素進(jìn)行探究。

經(jīng)過反復(fù)調(diào)查實(shí)驗(yàn)，封帆創(chuàng)新提出多種空燃比控制方法，為控制系統(tǒng)裝上了更為智慧的控制“大腦”。

有了這個更為智慧的“大腦”后，操作人員只需選擇控制方式，下達(dá)空燃比目標(biāo)指令，自動化控制系統(tǒng)便會根據(jù)燃?xì)夂涂諝饬髁?，?shí)現(xiàn)實(shí)時自動調(diào)節(jié)，使燒爐效率顯著提高。

封帆提出的創(chuàng)新方案還有很多。

過去，燒結(jié)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的小粒度礦對煉鐵廠來說是“雞肋”——高爐無法直接使用，返回再加工又會造成能源浪費(fèi)。為此，封帆通過不斷調(diào)查實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行小粒度礦回收利用控制技術(shù)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了高爐對小粒度礦的直接使用。這一創(chuàng)新應(yīng)用，每年為企業(yè)節(jié)約成本1500萬元以上。

如今，通過走訪調(diào)研發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新已成為封帆的工作習(xí)慣。每天上班第一件事，封帆就要了解各生產(chǎn)廠自動化設(shè)備運(yùn)行情況，對重難點(diǎn)問題組織技術(shù)力量進(jìn)行解決處理。

在日復(fù)一日的調(diào)查實(shí)驗(yàn)下，封帆與生產(chǎn)操作工都成了老熟人;也正是在這樣的調(diào)查實(shí)驗(yàn)下，封帆帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)先后取得了20余項(xiàng)科技創(chuàng)新和專利技術(shù)，每年為企業(yè)節(jié)約生產(chǎn)成本上千萬元。