6月的黃石新港,驕陽似火。記者走進中色大冶弘盛銅業年產40萬噸高純陰極銅項目的智能工廠,迎面而來的是一片綠意盎然的景象。這里沒有彌漫的煙塵和刺鼻氣味,取而代之的是世界先進的“雙閃”(閃速熔煉和閃速吹煉——記者注)生產線、全流程無人化操作。這座智能工廠的背后,有一群90后工程師,他們運用代碼、算法和綠色科技,對傳承千年的煉銅術進行“重構”。
近年來,中色大冶團委組建了一支由113名青年技術骨干組成的弘盛銅業達產達標青年突擊隊,根據工作職能細分為火冶、渣選、電解、化工、保全、動力、數字化7個科技攻關小組。他們以蓬勃的青春力量,將銅材的純度提升至99.998%,成功將高耗能的冶煉廠轉型為低碳生產線,為中國銅業的高質量發展譜寫了新篇章。
智造新起點
在這支平均年齡不到30歲的青年突擊隊中,1998年出生的李思遠已是技術骨干。他帶領火冶小組攻克了閃速熔煉系統的世界性難題。
走進閃速熔煉車間,一個令人震撼的數字正在改寫銅冶煉歷史:從銅精礦到68%-70%品位冰銅,全程僅需5秒。30歲的火冶組青年工程師邱曉辰站在中央控制室,通過數字孿生系統實時監控這個“5秒奇跡”。
“傳統熔池冶煉需要約兩小時,我們通過‘雙閃’技術壓縮到眨眼之間。這套系統比傳統工藝快1440多倍。”邱曉辰說。
然而,智能工廠的建設并非一帆風順,李思遠至今記得2023年3月那個不眠之夜。
“警報!閃速爐負壓異常!”刺耳的警報聲劃破夜空。投產在即的40萬噸項目遭遇重大挑戰:6噸板結煙灰將直徑兩米的煙道堵得僅剩碗口大的縫隙,最嚴重時不得不進行爆破清灰。
面對難題,李思遠和團隊在煙道旁支起簡易工作臺,為了獲取第一手數據,年輕工程師輪班蹲守在現場,用特制工具一點點清理堵塞物。“當時煙道堵塞嚴重,我們就像‘礦工’一樣鉆進設備排查。”李思遠說,“最緊張的時候,大家輪流值班,困了就在設備旁邊打個盹。”
邱曉辰回憶:“那段時間,我們就像在打一場沒有硝煙的戰爭。”
他們將清理的堵塞物樣本鋪滿桌面:有的如玄武巖般堅硬,有的呈蜂窩狀多孔結構,有的松散如流沙。
李思遠帶領團隊展開技術攻關,通過分析煙灰物相轉變規律及粘接機理,建立數據模型,發現當系統負壓過大、鍋爐對流部溫度過高時極易發生熔融粘結。
基于這一發現,他們優化配料、加強工藝指標管控,將硫酸鹽化氧量精準控制在標準數值區間,并對關鍵設備進行結構改造。
“我們在閃速爐上安裝探測孔實時監測堵灰情況,就像給生產線裝上了一臺CT機。”李思遠及團隊在煙道的關鍵節點增加了振打裝置和探測孔,實現了從被動清灰到主動監測的轉變。
3個月后,團隊不僅解決了堵塞問題,還將排煙系統清灰頻次降低50%,熔煉爐處理量提升至320噸/小時,實現了5秒完成銅精礦熔煉的行業奇跡。李思遠說:“我們趕上了好時代,智能工廠讓重新定義傳統工藝成為可能。5秒煉銅不是終點,而是中國智造的新起點。”
控制氣流的“脾氣”
“省下的每一度電,都是中國制造的底氣。”在95后制酸工程師饒豪杰工位的便箋上,一行小字格外醒目。
讓廢氣像被施了魔法般在轉化器中有序流轉,這個令同行驚嘆的“氣流馴化術”,是初出茅廬的饒豪杰在“氣流迷宮”中找到的“破局密鑰”。
2023年春天,弘盛銅業40萬噸項目進入達產沖刺期,此時,制酸系統卻亮起紅燈:一號轉化器觸媒層下部溫度高達650℃,一段轉化率持續高于設計值。
作為首套融合中心筒式進氣和內置換熱器的非衡態高濃度轉化系統,這個創新設計本應成為行業標桿,卻因一段轉化率未達預期目標成了卡住產能咽喉的“魚刺”。
“就像給跑車裝了自行車鏈條。”饒豪杰這樣形容當時的困境。饒豪杰和團隊搜集、分析多家硫酸廠的運行數據后發現,癥結在于氣流分布。在轉化器內,氣流速度偏差、氣流分布不均,導致觸媒層上部溫度無法降至設計值。
為了攻克難關,他們把辦公室改造成“氣流實驗室”,結合仿真模型模擬不同進氣方式。“最瘋狂時,我們把自己想象成煙氣分子,在圖紙上模擬流動路徑。”饒豪杰展示的轉化器剖面圖布滿折痕,上面密密麻麻標注著氣流沖突點。
經過改造,轉化器內溫度波動大幅降低,氣體分布得到極大改善,一段床層轉化率有效降低。
這場技術改造,引發驚人的連鎖反應:噸酸電耗降至低水平,節約大量成本;轉化器處理能力提升30%,支撐冶煉制酸系統首次實現15.5%超高氣濃生產。如今,這套創新方案將被納入行業技術規范,為同類裝置企業提供改造方向。
接入數字“大腦”
在智能工廠建設起步階段,剛大學畢業的陳澤棟接到了一個看似不可能完成的任務——為整個工廠建立包含13萬個數據點位的實時數據庫和監控系統。
這個90后小伙站在廠房里,仰望縱橫交錯的管道和密密麻麻的設備,第一次感受到沉甸甸的責任。
“當時我拿著設備清單的手都在抖。”團隊成員張志明回憶,清單上列著8000多臺設備,每臺設備需要采集十幾個甚至幾十個數據點,“就像要把整個工廠的‘神經系統’數字化”。面對這個龐大工程,他白天跟著老師傅爬管道、認設備,晚上熬夜學習工業通信協議和數據庫架構。
其中,最困難的是設備接口的標準化工作。陳澤棟、張志明和同事花了3個月時間,開發出通用的數據轉換中間件,終于讓這些“各自為政”的設備實現了數據互通。
在系統調試的關鍵階段,陳澤棟、張志明和團隊成員日夜奮戰,最終建成銅行業首個全廠級實時數據庫系統。該系統實現了對13萬個數據點位的實時采集與監控,數據刷新速率達到毫秒級,為智能工廠的運行提供了堅實的數據基礎。如今,該系統已成為工廠的“數字中樞”,每天處理的數據量相當于100萬本《新華字典》。
在中央控制室,記者看到年輕工程師通過智能監控系統實時跟蹤生產流程。青年員工朱明歸介紹:“這是我們團隊歷時兩年研發的成果,該系統集成了上千個設備接口,實現了電力系統的智能化管理。”大屏幕上,4K高清畫面實時顯示著廠區各處的電力設備運行情況,各項關鍵參數一目了然。
“與公司傳統的變電站相比,運維人員減少60%,勞動強度降低70%,設備故障率下降30%。”這個智能電力系統,讓朱明歸和團隊斬獲中國有色集團創新大獎。
年輕工程師們用代碼“重構”千年冶煉工藝,讓黃石這座“青銅故里”煥發新生機。