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矿山数据流的“系统架构师”

——记首钢矿业水厂铁矿张东升

首钢日报 A02版专版  通讯员 王惠颖 2025年08月18日

二十年工作经历,他不断学习,用勤奋遨游知识海洋;二十个春夏秋冬,他不断成长,用汗水描绘奋斗图卷;二十载漫漫长路,他不断前行,用实干浇灌收获之花。他就是首钢矿业水厂铁矿机动科自动化技术员张东升,2023年被评为首钢矿业“矿山之星”。

迅速成长勤为基。2004年,张东升从河北工程大学电气工程及自动化专业毕业,成为了选矿系统的一名电工。初到矿山,张东升与很多刚入厂的大学生一样,对周围环境很不适应,与他在大学期间对参加工作的美好憧憬“天差地别”。但既然选择了矿山,就要适应矿山。不懂怎么办?学!不会干怎么办?学!没有学习解决不了的问题。如果有,那就是学习得还不够深入,不够全面。

带着这样的想法,张东升从当好一名电工做起。他着力系统掌握电工技能,全面了解维护设备,白天和老师傅忙碌在现场,学习各种电气故障处理方式方法;晚上回到宿舍,学习选矿设备工作原理。一段时间下来,张东升在充实的工作中飞快进步。

一次,过滤区域过滤机出现停机故障,张东升和老师傅一起前往处理。老师傅让张东升尝试自己处理。只见他一步一步检查减速机是否损坏、电机是否烧损、接触器是否完好……经过详细检查,张东升将故障原因确定为接触器老化,并把检查结论告知老师傅。老师傅拍拍张东升的肩膀说:“你小子可以,如果一直保持下去,肯定能在矿山干出一番成绩。”老师傅的鼓励,让张东升更加干劲儿十足,也下定了扎根矿山的决心。

在持之以恒的努力下,张东升于2006年到选矿车间电气点检岗位工作,并通过招聘,于2009年成为了机动科自动化技术员,打开了另一番天地。

智能改造带好头。成为自动化技术员后,张东升肩负的担子更重了,负责的工作更多了。特别是2021年以来,首钢矿业大力开展智能矿山建设,张东升作为牵头专业人员,发挥了“排头兵”的重要作用。

张东升说:“智能矿山建设,就是要围绕‘现场无人化、操控集约化、管理智慧化’目标,把解决‘卡脖子’的问题和实现可持续发展作为创新核心。”

以往,水厂铁矿破碎生产过程中均是由监翻岗位指挥矿车翻卸工作,每班每个点位配置两人,工作内容虽然简单,但需要岗位人员具备非常强的责任心,以保证矿车翻卸工作有序进行。多年来,受惯性思维影响,大家只是在茶余饭后抱怨过监翻工作岗位的艰苦,但从没有人敢去挑战这个“难题”。

在智能矿山建设过程中,张东升把实现矿车到达破碎站后自动翻卸作为重点攻关课题之一,带领自动化学习室成员,开启了智能监翻系统项目的研发工作。非知之艰,行之惟艰。最初,针对自动翻卸条件的精准判断、不同矿车车型车号的精准识别等诸多限制条件,张东升采用三维激光雷达扫描技术、RFID车辆识别系统等多项技术措施,实现复杂环境下全过程替代人工,达到精准可靠检测,实现翻卸指挥系统的高效引导。但是,任何创新工作都不是一帆风顺的。在项目测试阶段,张东升连续三十多个工作日在现场跟踪运行效果,并在一次巡检过程中,发现用于料仓检测的料位计出现死机状况,在破碎机膛处于高料位的情况下,指引系统仍然发出允许翻卸指令,这成为了他日思夜想的“大难题”。通过现场研究,张东升发现破碎机料位存在一个先升高后降低的过程,利用这一规律,他连夜编制诊断逻辑,即破碎机入料后,料位计出现数据变化,如果变化幅度大于设定的幅度,则认为料位计完好,否则认为料位计故障,系统将不再允许翻卸,从而保证监翻系统的顺利运行。

破碎站智能监翻系统的实施,通过标准化程序实现翻卸过程的连续性,替代了人员在现场情况的判定,改造之后的监翻环境效率更高,有效降低了职工的劳动强度,保证了西排破碎系统小时效率稳定在3500吨。此项目成功研发后,张东升带领团队成员撰写并发表科技论文3篇,申请首钢矿业科技创新项目2项,申报国家发明专利3项。

产线维护走在前。2023年4月,磁铁矿石加工项目建成投产,成为水厂铁矿发展资源综合利用产业的重要支柱。为保证磁铁矿石加工项目高效运行,水厂铁矿围绕一键经济启停、流程自主调节建设了自控系统,监控全流程所有设备运行状态、主要设备运行参数。但是新的产线、新的系统需要结合实际运行情况,不断完善系统功能,优化改进控制方法,张东升责无旁贷地扛起了这份责任。

在磁铁矿石加工项目系统中,安装在中间仓下方的4台座式给料机用于为4号、5号皮带给料,直接影响处理量任务的完成。只有全自动自主运行,才能实现生产高效。可通过长时间的观察,张东升发现了一些问题:一是生产过程中出现各类短时停机,已经过去的时段效率没有达到目标,后期时段系统则仍然按照固定的调控目标进行调控,出现小时效率不达标的问题;二是调控过程中,根据瞬时量与目标值之间的偏差进行调整,没有对调控效果进行检验,导致调控出的小时数据与目标值偏差大。

现场问题就是攻关课题。张东升一头扎进了生产现场,及时记录相关数据。根据掌握资料,对座式给料机自动调频模型进行了优化,即通过上位机设定给料目标值,系统每分钟会对座式给料机本小时累计量计算一次,并与当前阶段应完成的目标值进行比较,计算累计量偏差值,然后利用给矿目标值自整定系统整定出新的调整目标值;根据皮带瞬时检测值与整定出的目标值,进行给矿偏差率及频率调整幅度计算,对座式给料机频率进行调整,实现精准控制,使生产效率稳步提升。目前,日处理量最高达到3.6万吨,超出设计水平0.8万吨,《一种精准给料控制系统专利》正在申请国家专利。

站在智能矿山建设的新征程上,张东升将继续以创新为笔、以实干为墨,在自动化技术的蓝图中描绘更精彩的篇章。