问题——钢铁行业在迈向高质量发展的过程中,一方面面临市场对高端、薄规格、高强度材料需求快速增长,另一方面也遭遇成本约束与质量稳定性提升的双重挑战。
尤其在热连轧生产线上,高强钢品规多、切换频繁,容易带来生产节奏波动、轧制稳定性不足、质量指标波动以及设备振动等问题,制约了薄规格高强钢的批量稳定生产与高端供给能力提升。
同时,钢铁流程长、能耗高、系统复杂,传统经验驱动的管理与控制方式难以适应精益化、智能化的新要求。
原因——从产业特性看,钢铁制造属于典型流程工业,工序耦合强、参数多、工况变化频繁;高强钢对温度、张力、速度、轧制力等控制窗口更窄,品规切换又会叠加设备状态、原料差异、工艺波动等不确定因素,导致稳定轧制难度上升。
与此同时,钢铁企业数字化转型正从“单点应用”向“系统集成”迈进,关键在于把数据治理、模型算法、生产实践和装备能力结合起来,形成可复制、可持续的技术体系,否则容易出现“数据孤岛”“系统割裂”、价值释放不充分等问题。
影响——据介绍,山钢集团依托日照公司开展专项攻关,形成“热连轧高强钢品规快速过渡与稳定轧制智能优化控制技术”,在提升生产稳定性和效率方面取得突破:品规切换效率提升28.6%,平直度等关键质量指标命中率最高达97.5%,轧机振动速度控制在1mm/s以下,并具备2mm及以下规格高强钢的批量稳定生产能力。
此类提升不仅意味着生产节奏更顺、产品一致性更强,也有助于提高高端钢材供给质量,增强企业在风电、工程机械、汽车及高端装备等领域的配套能力,进而提升产业链协同效率与市场竞争力。
对策——在数字化转型方面,山钢集团以旗下山信软件股份有限公司为载体推进工业软件与智能化应用建设,打造“尚智”冶金大模型并在生产、能源、物流、供应链等环节实现融合应用。
作为山东省高端软件产业链工业软件“链主”企业,该公司系统梳理371个行业共性场景,形成138项建设清单,推动一批项目落地见效:在炼铁环节,济南钢城基地3200立方米高炉引入智能巡检机器人,隐患识别率稳定在99.2%以上;无人料场通过“5G+智能算法+智能硬件”集成,作业效率提升50%,料场有效利用率提高10%以上;智慧烧结系统实现物料粒度自动检测、台车智能注油,综合油耗降低超过20%。
这些举措体现出从“设备替代人工”到“流程优化决策”的升级路径,既直面安全、质量、效率与能耗等核心指标,也为流程工业的智能化提供了可推广的样板。
更值得关注的是,山钢集团推进创新链、产业链、人才链、资金链“四链”融合,强化产学研用协同。
山钢日照公司联合高校与产业链企业共建联合实验室,突破高纯马口铁关键冶炼工艺,产品合格率达到99.93%,产线能耗降低31%,进一步完善了高端钢铁材料产业生态。
通过协同创新把基础研究、工程化验证与产业化应用贯通,有助于缩短技术从实验室走向产线的周期,提高投入产出效率,也为关键核心技术持续突破提供组织保障与人才支撑。
前景——从行业趋势看,新型工业化背景下,钢铁产业正加速向高端化、智能化、绿色化迈进,高端材料供给能力与数字化运营能力将成为企业竞争的关键变量。
“十四五”以来,山钢集团累计承担参与26项国家及省级重大科技专项,自主实施研发项目1500余项,推出500MPa级风电钢板、C142门架型钢等全球首发产品,研制出317系列最大规格单齿履带钢,打破国外技术垄断,并形成“超大宽厚比中厚钢板卷轧”“稀土洁净钢冶炼”等关键技术。
下一步,随着相关技术在更多产线复制推广、与能源管理和供应链协同进一步打通,企业有望在提升高端供给、降低综合能耗、增强产业链韧性等方面释放更大效益。
同时,工业软件与智能化应用的规模化落地,也将推动钢铁企业从“经验驱动”向“数据驱动+模型驱动”加快转型,为传统产业升级提供更具确定性的技术路径。
山东钢铁集团的创新实践充分表明,传统产业并非"夕阳产业",关键在于如何通过科技创新驱动产业升级。
该集团以问题为导向,以"四链"融合为方法,在智能制造、工业软件、新材料研发等领域取得突破,既提升了自身的竞争力,也为钢铁工业的高质量发展树立了标杆。
在新型工业化的浪潮中,这种融合创新、协同发展的模式值得深入思考和推广,将有力推动我国产业体系向更高层次迈进。