高端硅钢智能化生产什么样？对低碳节能有啥作用？

4月7日，《人民日报》6版发布《智能化转型，炼出高端硅钢》一文。
 

黄望芽在介绍宝钢硅钢智慧决策系统。 
硅钢主要用于制造变压器铁芯、电机定子等，能有效降低电网损耗，是电力工业核心设备的关键材料。尤其是取向硅钢（晶粒朝特定方向排列），因其生产工艺复杂、制造难度较高，被誉为钢铁工业“皇冠上的明珠”。我国冷轧硅钢的生产起步于20世纪70年代末，但高端产品长期依赖进口。几十年来，经过以宝钢为代表的中国钢铁企业持续努力，如今我国已具备批量化生产全球最高等级牌号硅钢的能力，支撑了我国三峡水电站、“西电东送”等重大工程建设。
硅钢智能化生产的核心突破在于“全流程自主可控”。传统钢铁生产高度依赖老师傅“望”“闻”“切”的经验判断，硅钢智能工厂通过智能化转型升级，已经实现了对温度、张力等关键生产工艺要素的智能化管控，大幅提升了产品质量和生产效率。
以冷轧流程为例，十几根辊像擀面杖一样，将2毫米厚的钢板冷轧至0.1毫米，过去加工1米宽、几千米长的钢卷，值守工人要像弹钢琴一样操控冷轧机器，1小时点击几千次。如今，依靠AI算法，值守工人1小时的点击次数减至几百次。
又如质检流程，一套融合了感知技术的在线监测系统，能在高速生产中对硅钢表面的微小瑕疵进行实时检测，检测精度达毫米级。
更关键的是，这座工厂的智能化转型，不仅是设备的信息化、自动化升级，更是生产逻辑的重构。从2018年我们开始建设智能化工厂，构建了从材料设计到终端应用的大数据模型，由AI模型辅助生产决策，AI算法可谓重塑了整个硅钢产业链。在研发环节，AI算法取代了“专家经验+人工试错”的模式，高性能无取向硅钢研发实验量减少一半，预测精度超95%。
“高端绿色硅钢预测式制造智能工厂”前不久入选了国家“领航级智能工厂”。带着这份荣誉与激励，我们会继续在高端绿色硅钢研究上贡献力量。
（作者：宝钢股份硅钢事业部首席工程师黄望芽，人民日报记者黄晓慧采访整理）
记者手记
跑好一场“精益求精”的长跑
走进宝钢股份硅钢事业部第四智慧工厂，一根根灵动的机械臂、一辆辆自主穿梭的无人搬运车吸引了我的注意。在这里，厚度与A4纸相当的硅钢薄带，以每分钟百米的速度穿行，每一卷都承载着中国高端制造的精度与智慧。
更加令人耳目一新的场景出现在控制室。大厅里，三面曲面的巨幅电子屏幕上，生产数据实时跃动，每天有约1万吨硅钢从这里发往全国、出口全球。操作人员向我展示了他的“数字工友”——AI辅助决策系统，它刚成功监测了一次辊耗异常，避免了计划外停机。操作人员介绍，这个控制室是十几年前设计建造的，如今借助AI辅助生产决策，只需轻触电脑，便能调度整个产线开始运转，借助“云端”自动化完成，大幅提高生产效率。
智能工厂的建成与运用，对建设者和运维者来说，是一场“精益求精”的长跑。做好领航级工厂的智能化转型，不仅要实现生产线的自动化，更要在背后建设起庞大的神经网络和指挥中枢。相信在科研人员的集体攻关下，智能工厂将为中国经济脉搏注入源源不断的“科技能量”。
延伸阅读
高性能硅钢对低碳节能有啥作用
硅钢是一种含硅量0.5%—4.8%的极薄钢片，因其表面常覆有灰色无机涂层，又被称作“硅钢片”或“电工钢”。它的特殊之处在于通过复杂的轧制与热处理工艺，使内部晶粒形成一致的取向排列，从而获得优异的电磁性能。根据晶粒结构可分为取向硅钢（晶粒朝特定方向排列）和无取向硅钢（晶粒随机排列）。
作为电力工业的核心软磁材料，硅钢主要发挥电能转换与传输的关键作用。首先，硅钢是能量转换的“高效心脏”，其磁导率高、铁损低的特性，能避免变压器铁芯发热过烫，大幅降低电能转换过程中的能量损耗。据统计，变压器空载损耗的60%取决于硅钢性能。
另外，硅钢还是绿色转型的“隐形推手”，高性能硅钢能帮助提升能源效率。特高压变压器采用高磁感取向硅钢，可使输电损耗降低30%；新能源汽车驱动电机使用薄规格无取向硅钢，能提升5%—10%的续航里程。我国每年因硅钢性能升级节约的电量，相当于三峡电站年发电量的20%。
来源：人民日报