科创中国

        愈发激烈的市场竞争,对钢铁产业的发展提出了越来越高的要求。2008年金融危机发生后,越来越多的国家开始相继实施“再工业化”发展战略,尤其是随着西方发达国家相继开始实施振兴制造业的战略,新技术革命也开始出现引发产业变革的苗头,使得国内老牌钢铁产业的竞争力得到有效提升。越来越多的发展中国家开始抓住机遇进行产业再分工,并且利用日益增长的局部钢铁需求以及劳动力发展优势等,积极主动地开始集成产业、转移资本,使得国际市场空间得到了快速的拓展。在全新的国际竞争环境下,国际贸易摩擦不断,我国钢铁产业也开始面临更多的新挑战。

       电炉炼钢是金属冶炼重要手段之一，急需先进的自动化装备改进金属冶炼过程中生产效率低、劳动强度大、工作环境恶劣的关键工序环节。工业机器人是智能制造业最具代表性的装备，可以提高电炉炼钢的自动化水平，减少生产的安全隐患。本项成果根据广西贵丰特钢有限公司的实际生产需求，结合电炉冶炼现场的生产环境和人工测温取样的工艺特点，研究、设计并实现了一套机器人自动测温取样工作系统，解决了在高温恶劣环境下机器人应用的一些关键技术问题。

性能指标：

1. 在整个电炉炼钢的过程中，为了保证碳沸腾温度范围，熔池温度一般需控制在1550℃和1580℃之间。

2. 为了保证所炼出钢锭的性能，当电炉炉内熔清后，需立刻取电炉钢液进行化验，分析元素化学成分，并根据分析结果决定是否再次取样。为了满足上述电炉炼钢的工艺要求，对电炉测温取样同样有一定的工艺需求。首先，炉内定点要正确。测温取样探头扎入钢液的位置要合适，能够保证化验成分和温度有一定的代表性，若定点有误差，会影响产品的质量。其次，测温取样要迅速。测温取样的结果决定下一步的炼钢操作，若测温取样较慢，会影响整体生产效率。再次，测温取样有力度要求。测温取样需要将测温取样枪扎入钢液，由于本身钢液密度较大，并且可能融化不完全，所以需较大的力度。最后，取样时，需要扎入钢液并维持一段时间，以保证取样探头成功取到钢液样品。

成果亮点：

1. 具有自主知识产权

。2. 技术先进性：国内领先

       目前,我国钢铁行业的人均产钢量不足韩国人均产钢量的50%。虽然国内工人薪资水平较低,但劳动力总成本却和发达国家十分相近。近年来,随着劳力成本的不断提升,钢铁行业所面临的压力也越来越大。为了提高劳动质量和效率、降低生产成本,保证钢铁行业的经济效益,机器人、无人台车以及无人仓库等技术的应用和发展已成为必然。

       工业机器人在我国钢铁行业中的应用仍然处于起步阶段，工业机器人在钢铁企业中使用较为零散，系统化和批量化程度较低。即使在工业机器人应用率相对较高的宝钢中，工人人均机器人使用率仅为1.52%，低于发达国家水平，应用不充分和不平衡是现阶段机器人在钢铁行业中存在的主要问题。因此，本项成果具有良好的市场应用前景。

吕卫阳，博士，北京科技大学机械工程学院机械电子工程系副教授，长期从事机电控制及自动化、流体传动与控制方面的教学和科研工作。主持或参与多项国家级、省部级、以及横向项目。获得二等奖5项。出版技术专著4部，发表论文200余篇，获国家发明专利50多项。培养硕士生近百人，博士生30多人。

       工业机器人其实早已进入钢铁行业,它能够降低生产成本、提高准确率和精度、节约人员成本、提高生产质量、提高安全性、提高生产效率。具体如下：

      工业机器人在钢轧工序中,特别是在钢铁冶炼的高温、粉尘大等恶劣环境,用于取样测温、加保护渣、喷涂、自动标号等,近年来还有砌炉拆炉的机器人,用于拆砌转炉和电炉的耐火砖。机器人的推广不仅能更精确更持久地工作,而且能取代人在环境恶劣的情况下工作,免除尘埃、高温对人体的伤害,节约钢厂的用人成本。

       国内的钢铁行业机器人技术成果主要包括以下3项:1)取样测温机械手:在高温、危险、多尘环境下工作,避免钢渣喷溅、工人烫伤、转炉事故等情况出现,确保测量结果的稳定性和准确性。2)机械手喷补机:能适应高节奏的生产环节,适应人工操作比较困难的情况,提高设备周转率。3)机械手自动加渣机:可提升加渣量的可控、科学量化,对单位时间内单位钢材产量消耗的保护渣进行实时把握,在线显示保护渣消耗量,只需远程控制,避免人工的问题及干扰,加渣更均匀。

合作方式：合作开发

目前处于何种研发阶段：研发

样机：有

已投入成本：100万元。

推广应用情况：工业现场应用。

期望技术转移成交价格（大概金额）：面议。