6月的黄石新港,骄阳似火。记者走进中色大冶弘盛铜业年产40万吨高纯阴极铜项目的智能工厂,迎面而来的是一片绿意盎然的景象。这里没有弥漫的烟尘和刺鼻气味,取而代之的是世界先进的“双闪”(闪速熔炼和闪速吹炼——记者注)生产线、全流程无人化操作。这座智能工厂的背后,有一群90后工程师,他们运用代码、算法和绿色科技,对传承千年的炼铜术进行“重构”。
近年来,中色大冶团委组建了一支由113名青年技术骨干组成的弘盛铜业达产达标青年突击队,根据工作职能细分为火冶、渣选、电解、化工、保全、动力、数字化7个科技攻关小组。他们以蓬勃的青春力量,将铜材的纯度提升至99.998%,成功将高耗能的冶炼厂转型为低碳生产线,为中国铜业的高质量发展谱写了新篇章。
在这支平均年龄不到30岁的青年突击队中,1998年出生的李思远已是技术骨干。他带领火冶小组攻克了闪速熔炼系统的世界性难题。
走进闪速熔炼车间,一个令人震撼的数字正在改写铜冶炼历史:从铜精矿到68%-70%品位冰铜,全程仅需5秒。30岁的火冶组青年工程师邱晓辰站在中央控制室,通过数字孪生系统实时监控这个“5秒奇迹”。
“传统熔池冶炼需要约两小时,我们通过‘双闪’技术压缩到眨眼之间。这套系统比传统工艺快1440多倍。”邱晓辰说。
然而,智能工厂的建设并非一帆风顺,李思远至今记得2023年3月那个不眠之夜。
“警报!闪速炉负压异常!”刺耳的警报声划破夜空。投产在即的40万吨项目遭遇重大挑战:6吨板结烟灰将直径两米的烟道堵得仅剩碗口大的缝隙,最严重时不得不进行爆破清灰。
面对难题,李思远和团队在烟道旁支起简易工作台,为了获取第一手数据,年轻工程师轮班蹲守在现场,用特制工具一点点清理堵塞物。“当时烟道堵塞严重,我们就像‘矿工’一样钻进设备排查。”李思远说,“最紧张的时候,大家轮流值班,困了就在设备旁边打个盹。”
他们将清理的堵塞物样本铺满桌面:有的如玄武岩般坚硬,有的呈蜂窝状多孔结构,有的松散如流沙。
李思远带领团队展开技术攻关,通过分析烟灰物相转变规律及粘接机理,建立数据模型,发现当系统负压过大、锅炉对流部温度过高时极易发生熔融粘结。
基于这一发现,他们优化配料、加强工艺指标管控,将硫酸盐化氧量精准控制在标准数值区间,并对关键设备进行结构改造。
“我们在闪速炉上安装探测孔实时监测堵灰情况,就像给生产线装上了一台CT机。”李思远及团队在烟道的关键节点增加了振打装置和探测孔,实现了从被动清灰到主动监测的转变。
3个月后,团队不仅解决了堵塞问题,还将排烟系统清灰频次降低50%,熔炼炉处理量提升至320吨/小时,实现了5秒完成铜精矿熔炼的行业奇迹。李思远说:“我们赶上了好时代,智能工厂让重新定义传统工艺成为可能。5秒炼铜不是终点,而是中国智造的新起点。”
“省下的每一度电,都是中国制造的底气。”在95后制酸工程师饶豪杰工位的便笺上,一行小字格外醒目。
让废气像被施了魔法般在转化器中有序流转,这个令同行惊叹的“气流驯化术”,是初出茅庐的饶豪杰在“气流迷宫”中找到的“破局密钥”。
2023年春天,弘盛铜业40万吨项目进入达产冲刺期,此时,制酸系统却亮起红灯:一号转化器触媒层下部温度高达650℃,一段转化率持续高于设计值。
作为首套融合中心筒式进气和内置换热器的非衡态高浓度转化系统,这个创新设计本应成为行业标杆,却因一段转化率未达预期目标成了卡住产能咽喉的“鱼刺”。
“就像给跑车装了自行车链条。”饶豪杰这样形容当时的困境。饶豪杰和团队搜集、分析多家硫酸厂的运行数据后发现,症结在于气流分布。在转化器内,气流速度偏差、气流分布不均,导致触媒层上部温度无法降至设计值。
为了攻克难关,他们把办公室改造成“气流实验室”,结合仿真模型模拟不同进气方式。“最疯狂时,我们把自己想象成烟气分子,在图纸上模拟流动路径。”饶豪杰展示的转化器剖面图布满折痕,上面密密麻麻标注着气流冲突点。
经过改造,转化器内温度波动大幅降低,气体分布得到极大改善,一段床层转化率有效降低。
这场技术改造,引发惊人的连锁反应:吨酸电耗降至低水平,节约大量成本;转化器处理能力提升30%,支撑冶炼制酸系统首次实现15.5%超高气浓生产。如今,这套创新方案将被纳入行业技术规范,为同类装置企业提供改造方向。
在智能工厂建设起步阶段,刚大学毕业的陈泽栋接到了一个看似不可能完成的任务——为整个工厂建立包含13万个数据点位的实时数据库和监控系统。
这个90后小伙站在厂房里,仰望纵横交错的管道和密密麻麻的设备,第一次感受到沉甸甸的责任。
“当时我拿着设备清单的手都在抖。”团队成员张志明回忆,清单上列着8000多台设备,每台设备需要采集十几个甚至几十个数据点,“就像要把整个工厂的‘神经系统’数字化”。面对这个庞大工程,他白天跟着老师傅爬管道、认设备,晚上熬夜学习工业通信协议和数据库架构。
其中,最困难的是设备接口的标准化工作。陈泽栋、张志明和同事花了3个月时间,开发出通用的数据转换中间件,终于让这些“各自为政”的设备实现了数据互通。
在系统调试的关键阶段,陈泽栋、张志明和团队成员日夜奋战,最终建成铜行业首个全厂级实时数据库系统。该系统实现了对13万个数据点位的实时采集与监控,数据刷新速率达到毫秒级,为智能工厂的运行提供了坚实的数据基础。如今,该系统已成为工厂的“数字中枢”,每天处理的数据量相当于100万本《新华字典》。
在中央控制室,记者看到年轻工程师通过智能监控系统实时跟踪生产流程。青年员工朱明归介绍:“这是我们团队历时两年研发的成果,该系统集成了上千个设备接口,实现了电力系统的智能化管理。”大屏幕上,4K高清画面实时显示着厂区各处的电力设备运行情况,各项关键参数一目了然。
“与公司传统的变电站相比,运维人员减少60%,劳动强度降低70%,设备故障率下降30%。”这个智能电力系统,让朱明归和团队斩获中国有色集团创新大奖。
年轻工程师们用代码“重构”千年冶炼工艺,让黄石这座“青铜故里”焕发新生机。