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记者 陈晓莉 王志
摄影 蓝义高
在钢铁行业加速迈向高端化、绿色化、智能化的关键阶段，冀南钢铁集团以全域智能制造布局破解传统炼钢痛点、激活新质生产力动能。近日，该集团集智能感知、深度数据分析、全链路自动控制于一体的全流程智能炼钢大模型正式上线运行，推动钢铁生产从“经验驱动”向“数据驱动”深度跃迁，为传统钢铁企业规模化、体系化推进智能化升级，提供了可复制、可推广、可借鉴的“冀南方案”。
图为冀南钢铁职工在集控室工作
炉前高温炙烤、人工紧盯炉口、凭经验看火听声，曾是炼钢工人最真实的作业写照。如今，走进冀南钢铁炼钢集控中心，昔日紧张忙碌的炉前操作场景已然成为历史，取而代之的是高清智慧大屏上实时跳动的数据流、动态变化的工艺曲线，铁水运输、炉温监测、生产节奏、工序流转等全流程信息一目了然、尽在掌控。职工只需轻点鼠标，就能完成从铁水入炉到钢坯成型的全流程操控。
作为工业和信息化部认定的“万兆工厂试点单位”，冀南钢铁始终紧扣国家钢铁工业高质量发展战略方向。自智能化升级项目启动以来，该集团统筹资源、高效攻坚，打通数据孤岛、整合生产要素、优化流程协同，此次全流程智能炼钢大模型的重磅投用，实现了冀南钢铁深化数智融合、打造标杆级智慧工厂的关键一跃。
攻克行业共性难题，解锁全流程智能炼钢密码
传统炼钢模式下，转炉、精炼等环节内部反应剧烈、冶炼温度高，传统手段无法实时感知熔池状态，工艺控制全靠老师傅“眼观、耳听、手摸”的经验判断，稳定性差；废钢、转炉、精炼、连铸各环节数据孤岛严重，工序衔接依赖人工调度，节奏匹配效率低；炼钢工况波动大，传统机理模型或单一AI模型难以动态适配，复杂工况自适应控制成为行业难题。
图为钢水调度系统
面对传统炼钢的多重瓶颈，冀南钢铁立足全链条协同优化，将智能传感、大数据分析、自适应控制等前沿技术与炼钢工艺深度融合，组建专业技术攻关团队，历经多次试验与优化，成功突破冶炼可视化、多工序协同断层、复杂工况自适应控制三大核心技术难题，构建铁钢衔接智能化管控、自动炼钢、自动出钢出渣及智能氩站、智能连铸五大核心模块，实现生产组织与工艺控制全域联动、高效协同。
图为炉前物流跟踪系统
针对多工序协同断层问题，冀南钢铁以数据治理与融合为基础，构建统一数据底座，打通废钢、转炉、精炼、连铸全流程数据链路，实现全流程数据贯通与实时共享。从铁水成分实时同步、工艺参数智能优化，到冶炼节奏科学调控、产品质量全程追溯，数智技术彻底改写了传统炼钢模式，实现全流程一体化智能调度。
图为冀南钢铁炼钢厂自动检测设备
在复杂工况自适应控制方面，冀南钢铁采用“机理+数据驱动”混合模型，兼顾物理规律与实时数据自学习能力。该模型具备持续学习能力，通过实时采样与AI态势感知，动态适应原料、工况变化，打破了传统模型难以适配复杂工况的局限，让炼钢工艺控制更精准、更稳定、更智能。
相较于传统单点智能控制系统，冀南钢铁全流程智能炼钢大模型在算法优化、数据互通、自主学习、精准控制四大维度实现核心技术突破。算法上，实现AI智能模型协同，从单点突破到全流程协同优化，算法覆盖炼钢全环节；数据上，构建统一数据底座，实现全流程数据实时共享；自主学习上，混合模型可根据生产数据持续优化迭代；精准控制上，依托多项AI识别技术，实现冶炼过程透明化与精准调控，终点温度、成分合格率显著提升。
冀南钢铁的智能炼钢项目在全面性、技术先进性、成效落地方面具备独特领先优势。其大模型覆盖转炉、精炼、连铸等炼钢全流程环节，是国内应用于炼钢区域人工智能技术最多的钢厂之一；项目落地后实现了明确的量化效益，吨钢成本降低7元以上，生产效率、质量管控水平均实现跨越式提升，成功解决了常规智能炼钢存在的熔池不可视、工序协同低效等多重瓶颈。
五大模块协同发力，释放智能制造硬核红利
铁钢衔接智能化管控、自动炼钢、自动出钢出渣、智能氩站、智能连铸五大核心模块，构成了冀南钢铁全流程智能炼钢大模型的“四梁八柱”，各模块特色鲜明、功能互补，协同推动炼钢生产全流程提质、降本、增效、保安全，让智能化改造的硬核成效惠及生产全域。
图为连铸智能二级系统
铁钢衔接智能化管控模块，通过数据贯通实现铁水动态调度，消除工序等待，打造“铁-钢”一体化协同体系。系统对出铁、运输、流转等关键环节实施全流程数据采集与动态跟踪，天车位置、铁水罐状态、物料库存信息清晰可视，彻底颠覆传统铁水取样送检的滞后模式，成分数据实时同步至集控中心，系统自动适配优化工艺参数，实现钢水成分精准调控、零偏差把控。该模块有效缩短全流程生产周期，提升铁水包周转效率，降低能耗，成为冀南钢铁智能化升级的一大亮点。
在自动炼钢模块，冀南钢铁创新应用AI识别技术，将难以观测的冶炼工序转化为可观测、可量化的透明化过程。冀南钢铁利用炉口AI识别+氧枪振动+声呐+烟气分析多重技术，实时感知熔池状态，全面替代人工看火、听声经验，把不可见的熔池反应转化为可视化特征，实现转炉“透视”控制，精准掌握炉内温度、成分、化渣情况，彻底告别“盲盒”式炼钢。在转炉吹炼过程中，系统实时调整氧枪高度、氧气流量与加料节奏，实现吹炼动态精准控制，有效提升终点碳温双命中率，降低喷溅率，大幅缩短冶炼周期。精炼粘渣AI识别技术则能实时监测电极、炉盖粘渣情况，有效避免设备损伤与工艺波动，解决了精炼环节长期以来粘渣难以检测的行业痛点。依托“一键炼钢”智慧模式，冀南钢铁单炉钢冶炼时间从传统的33分钟～35分钟压缩至27分钟左右，生产效率实现跨越式提升，产品质量稳定性稳居行业前列。
自动出钢出渣模块，通过图像AI自动检测出钢出渣过程，以AI检测替代人眼判断，实现出钢出渣全过程自动控制。该模块有效减少余钢量、大面积跑渣等问题，提升出钢作业安全性，降低物料损耗。同时，系统搭载智能感知与风险预判功能，一旦侦测作业异常、路径受阻，立即自动停机并无缝切换人工模式，以数智防线筑牢安全生产底线，守护生产平稳运行。
智能氩站模块，采用二级工艺模型与多种智能传感器相结合的模式，通过吹氩相机、粘渣识别相机等设备收集冶炼过程数据，整合转炉实绩、钢包信息、钢种信息等上下游数据，结合机理模型与大数据分析算法，精准计算渣料配比、合金配比、温度控制等关键参数。模块实现一二级联动，智能吹氩氩花识别与软吹自动调节形成闭环控制，精准控制软吹质量，提高钢水纯净度。该模块彻底解决了传统氩站操作过度依靠人工经验、质量控制不稳定的难题，为冀南钢铁稳定产品质量、开发优钢品种提供了有力支撑。
智能连铸模块，以冶金机理模型为基础，融合大数据分析与AI深度学习技术，具备全流程数据贯通、全要素实时监测、全生命周期闭环管控、工艺动态自优化核心能力。模块为单块铸坯赋予唯一电子生产身份证，实现铸坯质量履历与空间位置双向全流程可追溯，100%覆盖炼钢-连铸全工序，全维度工艺数据切片化记录，异常坯精准拦截。同时，依托智能铸坯跟踪系统，实现铸坯切割、输送、移钢全工序路径智能优化与毫米级精准定位，大幅提升铸坯定尺精度与成材率，推动连铸质量管控从“事后补救检验”向“事前预防、事中精准控制”全面升级。此外，浇钢平台配备智能浇钢平台机器人，自动完成拆装滑板油缸、长水口等作业，把工人从高温、高粉尘、高危岗位中解放出来，提升作业自动化水平与安全效益。
五大模块协同发力，让冀南钢铁炼钢生产实现全方位跃升。生产效率方面，单炉冶炼时间大幅压缩，全流程作业效率显著提升；质量管控方面，钢水洁净度持续提高，夹杂物含量有效降低，产品质量向高端洁净钢标准稳步迈进；安全保障方面，高温、高强度一线作业岗位大幅缩减，职工远离炉前高危环境，作业安全系数大幅提升。
“智能化改造的核心，是让整个炼钢体系告别经验依赖，迈入大数据支撑、人工智能赋能的标准化、精细化生产新阶段，这是冀南钢铁从规模型制造向品质型制造转型的关键一步。”冀南钢铁炼钢副总裁李海亮表示。从人工操作到智能管控，从经验判断到数据决策，从现场值守到远程智控，冀南钢铁以数智赋能，彻底重构了炼钢生产作业模式，让传统钢铁产业焕发全新生机。
三大变革驱动转型，彰显数智炼钢独特价值
全流程智能炼钢大模型的深度应用，不仅为冀南钢铁带来生产效率、产品质量、安全管控、绿色发展的全方位提升，更从生产模式、管理范式、技术体系三大层面，推动企业实现核心变革，助力企业培育核心竞争力，抢占市场高地。
图为天车终端
生产模式实现根本性变革，从“人工经验炼钢”全面转向“数据驱动炼钢”。传统炼钢模式下，炼钢质量高度依赖老师傅的个人经验，培养一名合格操枪工至少需要四五年时间，人工操作误差大、质量波动明显。如今，智能炼钢大模型通过多模态数据融合、动态自优化、全流程透明化管控，让炼钢操作有数据可依、有模型可控，职工角色从“操作者”转变为“监控者”，新人培养周期大幅缩短。从“人工摇炉”到“一键炼钢”，从“经验决策”到“数据决策”，从“现场值守”到“远程智控”，数智技术让炼钢生产更精准、更高效、更稳定。
图为炼钢厂生产现场
管理范式实现系统性变革，从“工序分散管理”转向“全流程协同优化”。传统钢铁生产各工序分散管理、各自为政，工序衔接效率低、资源浪费严重。冀南钢铁以全流程智能炼钢大模型为纽带，实现铁钢衔接、冶炼、精炼、连铸一体化智能调度，打破部门壁垒与数据孤岛，让工序衔接更顺畅、生产节奏更高效、资源配置更优化。数据驱动的精益管理模式，贯穿生产全流程，实现生产计划、工艺控制、质量追溯、设备运维的全链条精细化管理，全面提升企业运营管理水平。
技术体系实现突破性变革，从“单一自动化”转向“AI+机理+机器人”深度融合的技术架构。冀南钢铁摒弃传统单一自动化设备改造模式，以工艺垂直大模型、5G、工业互联网、人工智能等新一代信息技术为支撑，构建“感知互联、数据驱动、智能决策、高效协同”的数智化新范式。智能吹氩、智能连铸等多项前沿技术落地应用，智能机器人替代高危岗位作业，形成了技术先进、适配性强、效益显著的智能化技术体系，为企业产品创新与质量提升提供了强大支撑。
图为一键炼钢工艺画面
在系统稳定性与精准度保障方面，冀南钢铁智能炼钢大模型建立了完善的保障机制。以机器人+AI标准化作业，消除人为因素波动，保障执行端一致性。面对异常工况，系统通过AI态势感知实时监测，实现毫秒级识别与预警，建立分级预警与联动机制，形成“感知－决策－执行－学习”的闭环处理流程，确保生产安全稳定运行。
从企业战略层面来看，冀南钢铁智能炼钢大模型项目成效显著，多项指标处于河北省钢企领先水平。全流程生产周期大幅缩短；出站钢水温度成分合格率、终点碳温双命中率达到90%以上；冶炼一次合格率跻身省内第一梯队；炉前高危岗位用工大幅减少；人均产能、能源利用率均实现大幅提升。
站在“十五五”开局的崭新起点，冀南钢铁将持续放大数智赋能优势，打磨全流程智能制造体系，以全流程智能炼钢大模型为核心，持续推动技术迭代与工艺优化，不断提升生产效率、产品质量与核心竞争力，倾力打造钢铁行业智能化转型的标杆样本。
