“一鍵煉鋼”，告別冶煉“黑箱”

——垂直大模型賦能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展（一）

河北日?qǐng)?bào)記者 貢憲云 王育民

“出鋼了?！?/p>

3月11日11時(shí)許，在河鋼集團(tuán)唐鋼公司煉鋼事業(yè)部轉(zhuǎn)爐主控室，首席專家周泉林緊盯著屏幕上的“全過程一鍵煉鋼智能體”系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“‘一鍵煉鋼’大模型”），查看2號(hào)轉(zhuǎn)爐數(shù)據(jù)曲線的走勢(shì)變化。

長(zhǎng)期以來，轉(zhuǎn)爐煉鋼受高溫、高壓、強(qiáng)粉塵等影響，且爐內(nèi)熔池物理化學(xué)反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)直接監(jiān)測(cè)與精準(zhǔn)調(diào)控，形成了鋼鐵冶煉的“黑箱”難題。

近日，在河鋼集團(tuán)唐鋼公司生產(chǎn)調(diào)度指揮中心的大屏幕上，各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示。河北日?qǐng)?bào)記者 趙杰攝

而現(xiàn)在，唐鋼公司自主研發(fā)了“一鍵煉鋼”大模型，將爐內(nèi)看不見的反應(yīng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化為可控制的數(shù)據(jù)模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼鐵冶煉高精度感知和控制。

周泉林注意到，2號(hào)轉(zhuǎn)爐剛冶煉的一爐鋼，其吹煉過程中，負(fù)責(zé)將氧氣注入爐內(nèi)的氧槍有一個(gè)自動(dòng)抬高槍位的動(dòng)作。

“這是從曲線圖發(fā)現(xiàn)的?！敝苋种钢聊簧蟽蓷l交叉的曲線解釋，其中的虛線是氧槍計(jì)劃槍位，實(shí)線則是實(shí)際槍位?！耙绘I煉鋼”大模型通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)爐內(nèi)狀態(tài)，動(dòng)態(tài)調(diào)控氧槍槍位，提高了吹氧效率和質(zhì)量。

氧槍槍位動(dòng)態(tài)調(diào)控看似簡(jiǎn)單，背后融合了機(jī)器視覺監(jiān)測(cè)、爐況動(dòng)態(tài)建模、自動(dòng)控制算法等前沿技術(shù)，是多學(xué)科技術(shù)在鋼鐵冶煉領(lǐng)域的集成應(yīng)用。

“轉(zhuǎn)爐吹氧是煉鋼核心工序?！敝苋诌@樣解釋，氧槍向爐內(nèi)高速吹入高純度氧氣，與鐵水中的碳、硅、錳、磷等雜質(zhì)元素發(fā)生氧化反應(yīng)，釋放大量熱量，同時(shí)攪拌熔池，實(shí)現(xiàn)鐵水向鋼水的轉(zhuǎn)化。

過去，吹多少氧、何時(shí)調(diào)整槍位，需要老師傅站在爐前仔細(xì)查看爐口火焰顏色和煙氣形態(tài)，依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷。這樣難免會(huì)出現(xiàn)誤差，影響冶煉效果。

在開發(fā)“一鍵煉鋼”大模型時(shí)，周泉林帶著團(tuán)隊(duì)在轉(zhuǎn)爐上安裝了視覺、溫度等傳感器，捕捉信息生成量化指標(biāo)，建立了高效吹煉模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)吹氧強(qiáng)度與時(shí)間的精準(zhǔn)控制，使轉(zhuǎn)爐吹氧時(shí)間平均縮短20%。

唐鋼公司“一鍵煉鋼”大模型自2025年10月全面投用以來，一系列煉鋼關(guān)鍵工序?qū)崿F(xiàn)智能化，助推了高效生產(chǎn)和資源的集約化利用。

數(shù)據(jù)顯示，跟過去比，轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率提高8.8%，終點(diǎn)命中率提升至90%以上，噸鋼煤氣回收率提升近16.3%，噸鋼蒸汽回收率提升超8.8%。

鋼鐵生產(chǎn)流程復(fù)雜、信息源眾多、數(shù)據(jù)碎片化，導(dǎo)致通用模型難以適配。2019年，唐鋼公司開始自主研發(fā)用于“一鍵煉鋼”的垂直大模型。

周泉林記得，他們公司的技術(shù)骨干聯(lián)合河鋼數(shù)字的軟件開發(fā)專家，組成10多人的團(tuán)隊(duì)一起攻關(guān)大模型技術(shù)。

這項(xiàng)技術(shù)，說白了就是把人的經(jīng)驗(yàn)寫成代碼，讓機(jī)器不斷學(xué)、自動(dòng)干。

第一個(gè)開發(fā)項(xiàng)目是自動(dòng)出鋼模型，很順利。在研制另一個(gè)高效吹煉模型時(shí)，他們卻遇到難關(guān)——理論值很好，可模型拿到產(chǎn)線試驗(yàn)，跟預(yù)想的差距很大。

“高效吹煉模型調(diào)試花了很長(zhǎng)時(shí)間?！敝苋终f，當(dāng)時(shí)，他們一爐爐查看，收集了幾百項(xiàng)的問題清單，一一進(jìn)行分析。通過對(duì)吹氧、加料等工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終使模型滿足了生產(chǎn)需求。

自動(dòng)裝鐵模型、自動(dòng)濺渣模型、自動(dòng)倒渣模型……一次次攻堅(jiān)克難，“一鍵煉鋼”向更廣領(lǐng)域、更深層次邁進(jìn)。

各種模型開發(fā)出來后，他們實(shí)施工藝、操作層面的標(biāo)準(zhǔn)化，建立信息共享和動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)煉鋼各工序的全過程智能協(xié)同。

“鋼鐵生產(chǎn)各工序間相互影響，導(dǎo)致不確定性極高?！敝苋终f，“一鍵煉鋼”大模型憑借大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等能力，可精準(zhǔn)預(yù)測(cè)輔料的投放時(shí)機(jī)與數(shù)量，動(dòng)態(tài)修正冶煉過程中的工藝波動(dòng)、操作偏差等，有效保障了生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

“一鍵煉鋼”大模型的投用，給鋼鐵工人帶來了巨大改變。

在唐鋼公司煉鋼事業(yè)部轉(zhuǎn)爐主控室里，值班作業(yè)長(zhǎng)龐曉坤點(diǎn)點(diǎn)鼠標(biāo)，轉(zhuǎn)爐及配套設(shè)備開始運(yùn)作，輕松完成一爐鋼的冶煉，“一鍵煉鋼”成為現(xiàn)實(shí)。

該主控室與轉(zhuǎn)爐煉鋼現(xiàn)場(chǎng)僅一墻之隔，沒有高溫，沒有噪音，環(huán)境舒適，鋼鐵工人的工作強(qiáng)度大大降低。一天忙碌下來，龐曉坤的工裝整潔如初。

“重復(fù)性、高危險(xiǎn)的體力崗位減少了，對(duì)技術(shù)能力的要求越來越高?！饼嫊岳ふf，過去的“經(jīng)驗(yàn)煉鋼”，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)爐的一個(gè)班組有6個(gè)人；現(xiàn)在的“一鍵煉鋼”，一組只用3個(gè)人。

過去，培養(yǎng)一名熟練的煉鋼工需要四五年，而現(xiàn)在，只需要一年，“小白”就能成為熟練工。

AI大模型的精準(zhǔn)控制，還提高了鋼水純凈度，帶動(dòng)了企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)。

“大模型加持下，唐鋼公司轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)氧位從550ppm（1ppm為百萬分之一）下降到420ppm，鋼水純凈度躍升至行業(yè)第一梯隊(duì)，大大提升了鋼鐵品質(zhì)?！饼嫊岳ふf，如今，管線鋼、電池殼鋼、高強(qiáng)度汽車鋼等成為唐鋼公司的拳頭產(chǎn)品。

3月7日，唐鋼公司開發(fā)的首批440噸無取向電工鋼順利下線，用于制造各類工業(yè)電機(jī)的鐵芯，意味著企業(yè)在高端鋼鐵材料開發(fā)方面取得新突破。

“不光是煉鋼，AI大模型正在排產(chǎn)、質(zhì)量評(píng)估與預(yù)警等領(lǐng)域推廣開來?！饼嫊岳ふf，“AI+鋼鐵”蓬勃發(fā)展，鋼鐵企業(yè)正經(jīng)歷從制造向“智造”的深刻變革。