中国钢铁工业数学模型的应用现状及对策

数学模型是钢铁工业流程控制的核心技术与关键技术。建立和应用高可用性、高精度的数学模型,是钢铁工业能够不断开发和生产出满足中国发展需要的钢材品种,不断提高产品质量,保持稳定生产,节能降耗,降低成本,从而提升综合竞争力的技术基础。钢铁工业过程控制数学模型的主流依然是工艺机理模型加上模型的自适应修正(自学习)。总结了中国钢铁工业过程控制数学模型的应用现状,提出了政策措施建议。     

钢铁工业生产过程数学模型技术的应用推广

中国钢铁工业协会信息及自动化推进中心、中国钢铁工业协会信息统计部于2004年8月6日在北京召开了首届钢铁工业生产过程数学模型技术应用交流推广大会。会议认为，推进过程控制数学模型的研发和应用，是对我国冶金工业信息化和自动化工作的一次“提升”，也是为钢铁工业信息化、自动化达到国际水平的一次新的拼搏。     

钢铁工业数学模型的发展及其在我国的应用状况

数学模型是钢铁工业中应用信息化和自动化技术的核心技术.本文论述了钢铁工业数学模型的发展趋势及其在我国的应用状况,指出了我国钢铁工业数学模型应用存在的问题及解决对策.     

数学模型和计算机控制系统——“电子计算机原理与应用”讲座之四

钢铁工业自六十年代初开始应用计算机控制生产过程至今,应用领域不断扩大,收到显著的经济效果。数学模型(有时简称模型)它在计算机控制系统中起着重要作用。关于数学模型的研制已由大量文章作了介绍。本文以武钢热连轧计算机控制系统为例就实际应用的模型是怎样的;它与功能程序是什么关系;以及怎样建立模型等方面作概貌性的介绍。     

论中国钢铁工业结构调整

一、前言在过去20年,中国钢铁工业已经取得了重大进步,1996年中国钢铁生产量达到101.2Mt,从那以后中国一直是世界上最大的钢铁生产国。1999年中国钢铁工业生产了125.3Mt生铁,123.7Mt粗钢和119.5Mt钢材,见图1。由于中国是一个人口众多的发展中国家,因此中国钢铁工业的迅速增长仍不能满足国内市场对钢铁产品不断增长的需求,尤其是对高附加值钢材的需求。因此,从钢铁生产商的观点来看,中国钢铁工业的竞争力还没有期望的那么强。其原因是生产过程中原材料消耗和能耗高,生产效率和劳动生产率较低,以及污染环境。存在这些不足的主要…     

MES是推进钢铁工业＂两化＂融合的有效切入点

“两化”融合是指信息化与工业化的融合。工业化为信息化提供物质基础,也对信息化发展提出应用需求;信息化通过工业化发展而不断深化和加速,同时带动工业转型升级。推进“两化”融合,找准切入点至关重要。通过对我国钢铁工业信息化自动化发展过程的分析与研究,笔者认为：MES能把钢铁企业生产过程控制系统（PCS）与以ERP为核心的管理信息系统联系起来,填补数字鸿沟,成为推进钢铁工业“两化”融合的有效切入点。     

中国冷连轧过程控制计算机系统及数学模型的应用

近10年来,中国投入运行的冷连轧机过程控制计算机系统及其数学模型主要靠引进。作者经过调查,总结了中国引进冷连轧过程控制计算机系统的基本状况,以及引进系统在硬件、系统软件、中间件、应用软件和数学模型等方面的应用情况,最后对引进技术的消化、吸收、应用情况进行分析,并提出了几点认识与思考。     

钢铁工业烧结过程VOCs减排研究进展

铁矿石烧结是挥发性有机化合物(VOCs)的产生源之一。目前中国钢铁工业烧结过程VOCs排放基本处于"无标准、无监测、无检测"的阶段,对VOCs排放量尚不清楚。总结了国内外钢铁工业烧结过程VOCs排放现状及标准,分析了烧结过程VOCs的生成机理。结果表明,VOCs主要由焦炭、含油氧化铁皮等原燃料中的挥发性物质形成,并以气体形式排放。将VOCs减排方法分为源头削减、过程控制及末端治理3种。源头削减是减少粉尘和轧屑的油类带入,是烧结过程抑制VOCs产生的最佳选择;过程控制是将烧结台车的部分热废气再次引入烧结料层循环利用,热废气所含的VOCs在通过1 300℃以上的烧结带时被分解;末端治理主要有活性炭法和MEROS法。上述技术在中国部分钢铁企业都有应用实践。随着VOCs标准的制定,中国钢铁工业烧结过程VOCs有望在现有技术基础上达标排放。     

热轧带钢轧后冷却控制及其智能反馈控制方法

热轧带钢轧后冷却过程中卷取温度的控制精度是保证带钢组织性能、表面质量和板形良好的1个关键因素。温度控制的核心是冷却过程控制模型的建立及其自适应反馈功能。建立了具有非线性结构特征的热轧带钢冷却过程控制的数学模型,并对新模型的智能反馈控制方法进行了研究,增强了控制模型的自适应性。现场实际应用表明：实测卷取温度与目标温度相差...     

科技信息

森吉米尔轧机的管理系统现代钢铁工业对稳定的产品质量和高生产率的要求不断增加，需要高级的轧机管理和生产控制系统。北美不锈钢厂１９９７年投产的森吉米尔轧机的高级管理系统就是由ＡＢＢ公司提供的。该管理系统是全集成的，带有在线过程控制以及工厂监控网络，可保证完善的质量控制和生产最佳化。这套轧机管理系统最重要功能如下。（１）命令管理即对所有要轧制的钢卷的数据进行管理，每个命令以独立的钢卷编码为特征，由一套原始数据来组成，这些数据对操作者和对数学模型可充分确定钢卷的特性。（２）规程管理该功能注意轧制规程档案…     

材料科学技术转型发展与钢铁创新基础设施的建设

摘要：在第4次工业革命浪潮的推动下,钢铁科学与技术正在经历数字化、智能化转型。钢铁行业全流程各工序均为“黑箱”,为多场、多相、多变的巨系统,具有复杂相关关系和遗传效应等。这些不确定性带来了巨大的挑战。挑战和机遇并存。这些不确定性提供了智能化和数字化技术的应用场景资源;钢铁行业极为丰富的大数据提供了挖掘其中蕴含客观规律的数据资源;现代的数据科学、智能技术为解决不确定性问题提供了强大的手段。以数据为中心,以工业互联网为载体,以实验工具、数字数据、计算工具为支撑,建设钢铁企业材料创新基础设施,将可以大幅度提高研发效率,降低研发成本,有力地支撑钢铁材料科学与技术的转型发展。实验工具平台除了传统的实验室仪器装备和中试装备之外,实际生产线被作为主要的实验工具。这些实验工具提供丰富、精准、写实的历史数据和现实生产数据,特别是生产线装备提供实际生产大数据,蕴含着生产过程中的全部规律,是极宝贵的数据资源。利用机器学习、深度学习等现代数据挖掘技术为计算工具,对这些数据资源进行处理、分析、计算,将数据转换为高保真度模型,可以得到具有“原位分析能力”的数字孪生。在工业互联网的总体架构下,以数字孪生为核心,组成信息物理系统,构建起基于数据自动流动的状态感知、实时分析、科学决策、精准执行的闭环赋能体系,解决生产制造、应用服务过程中的复杂性和不确定性问题,提高资源配置效率,实现资源优化,对材料行业转型发展提供关键技术支撑。虚实映射、实时交互、精准控制的信息物理系统与材料创新基础设施合二为一,以材料创新基础设施为基盘,形成具有“原位分析能力”的数字孪生,建设钢铁生产全流程、一体化的信息物理系统,必将推进钢铁行业智能制造蓬勃开展和数字化、智能化转型。     

以科技进步为动力推进我国钢铁企业的结构调整

依靠科技进步优化产业结构是目前世界钢铁工业发展的普遍趋势。尽管现阶段我国钢铁工业有了长足的发展，但与发达国家相比，在产品的品种结构、工艺设备、质量技术等方面仍存在着明显的差距。因此，必须以科技进步为动力，推动钢铁企业的结构调整，使我国由钢铁大国向钢铁强国迈进。     

Discussion on innovative direction of entire process and integrated process technology of steel

Steel industry is a typical process industry. The control strategy of entire process and integrated process must be considered for each process stage. Following aspects were summarized including the design of steel material production, the selection, configuration and optimization of steel process, the prediction and control of the structure and performances of steel materials, the optimization position of the steel process control window, the short process technology, the simplified process, and the intelligent manufacturing of steel production, with an expect to initiate a hot discussion so as to attract steel researchers to put forward innovative ideas, develop innovative technologies, promote the supply- side structural reform of the steel industry, and accelerate the construction of innovative steel industry.     

钢铁行业烧结烟气多污染物协同净化技术研究进展

基于我国钢铁行业烧结烟气排放标准、排放特征和现行污染物控制技术,分析了国内外先进的多污染物协同控制技术——活性炭(焦)吸附工艺、湿法脱硫除尘+选择性催化还原协同净化技术、循环流化床多组分污染物协同净化工艺、高性能烧结废气净化工艺、新型密相半干法烟气集成治理技术等工艺的技术思路、特点和存在问题等,并针对钢铁行业的实际需求对多污染物协同控制技术的发展提出了建议.      

高炉-转炉钢铁制造流程低碳技术发展与认识

在全球“碳达峰”“碳中和”发展形势下，研究高炉-转炉流程低碳技术发展战略、目标和路径，大幅度降低CO₂排放对钢铁工业实现可持续发展具有重要意义。面向未来，钢铁仍是重要的基础材料、结构材料和功能材料，钢铁工业仍是经济社会发展的重要基础产业。研究分析了日本钢铁工业发展现状及其特征，介绍了高炉-转炉流程减碳关键技术研究及其进展。针对日本钢铁工业减碳技术开发研究，论述了高炉矿焦混装技术、高比率球团矿冶炼技术对于常规高炉降低燃料比的机理和应用效果。讨论了含碳团矿和预还原烧结矿的制备工艺流程，分析了新型炉料制备的关键技术难点，论述了新型炉料在高炉冶炼过程的减碳机理。介绍了SCOPE 21新型炼焦工艺的构成、技术特点和应用效果；针对铁焦制备的工艺过程、冶金机理和使用效果进行了评述。重点论述了新一代高炉炼铁工艺COURSE 50的工艺组成、技术路线和流程特征，阐述了核心技术难点和关键技术构成以及工程应用前景。分析了构建智能化高炉信息物理系统对高炉减碳的支撑作用，指出了高炉智能化与低碳化协同发展的重要性。结合日本高炉-转炉流程减碳技术发展现状及未来方向，提出了制定可行的减碳技术战略...     

钢铁行业技术创新和发展方向

 创新驱动钢铁行业转型发展、调整结构、实现钢铁行业绿色制造势在必行。从钢铁行业的重要前沿技术（产品）和钢铁行业的重要关键共性技术（产品）介绍了钢铁行业技术创新和发展方向。内容包括：复杂难选铁矿石预富集-悬浮焙烧-磁选技术;低碳炼铁技术;炼钢二次资源高效利用技术;先进钢铁全流程一体化组织控制;改进型热带无头轧制短流程工艺、装备及产品;薄带铸轧短流程工艺、装备与产品;无酸洗涂镀制备热轧涂层板技术;新一代钢包喷射冶金工艺;高品质连铸坯生产工艺与装备;热轧钢材组织性能控制;极限规格板材先进热处理装备及工艺技术;薄板坯半无头轧制＋无酸洗涂镀制备热轧AHSS;高精度冷轧板形控制技术与装备技术;先进连续退火与涂镀技术;真空制坯轧制复合板技术;旨在大规模定制的钢材智慧制造系统等。旨在实现钢铁工业的绿色制造,促进中国新型工业化进程。     

炼铁新技术及基础理论研究进展

从炼铁新技术及基础理论研究方面介绍了烧结球团提质降耗新技术、焦炭在高炉内行为解析研究、高炉喷吹清洁燃料技术、高炉长寿技术、高炉炼铁数据建模技术以及冶金尘泥再处理技术。从基础研究出发,提出了目前最具有潜力的炼铁新技术;然后在国家碳中和战略的大背景下,综述了目前国际上的非高炉炼铁技术研究进展,为我国低碳炼铁发展提供依据;最后从最新微观研究手段出发,介绍了目前炼铁研究领域在微观尺度的研究进展,多尺度综合调控研究高炉炼铁过程机理,为未来低碳炼铁发展方向提供思路。      

提高自蔓延陶瓷内衬钢管耐蚀性研究的进展

广泛应用于石油，化工，能源等领域的钢管，除了要有高强度外，还要有良好的耐蚀性。自蔓延高温合成技术是制备耐蚀钢管的新技术，具有工艺简单，成本低和产品耐蚀性能好等特点。介绍了自蔓延高温合成陶瓷内衬钢管的原理和提高陶瓷内衬钢管耐蚀性的措施，展望了耐蚀陶瓷内衬钢管在工业生产上的应用前景。     

Analysis on low carbon development of China′s steel industry under “dual carbon” goal

The process structure of China′s steel industry is dominated by the BF BOF steelmaking process, and the energy structure is dominated by coal, which causes CO2 emissions per ton product higher than the world average level, and the pressure of CO2 emission reduction is great. In order to explore the low carbon status and development trend of China′s steel industry, multiple perspectives such as production process structure, scrap resources, low carbon technology and carbon trading market were analyzed deeply, coming to the conclusion that achieving the “dual carbon” goal of CO2 emissions peak before 2030 and carbon neutrality before 2060 is a long term and multi factor comprehensive process, the steel industry should establish different research priorities at different stages. At the same time, suggestions for further development are put forward. In the next step, China′s steel industry should accelerate the development of low carbon technology, increase the proportion of EAF steelmaking process, pay attention to the research and development of hydrogen metallurgy technology, and give full play to the role of policy and market regulation, finally get rid of the dependence of carbon metallurgy and embark on the road of low carbon steel.     

“双碳”目标下中国钢铁工业的低碳发展分析

摘要：中国钢铁工业的流程结构特点是高炉—转炉长流程占主导,能源结构特点是以煤炭为主,因此造成吨钢CO2排放量高于世界平均水平,碳减排压力巨大。为探究中国钢铁工业的低碳现状与发展趋势,通过对流程结构、废钢资源、低碳技术、碳交易市场等进行深入分析,认为钢铁工业实现2030年碳达峰、2060年碳中和的“双碳”目标是一个长期的、多因素综合作用的过程,不同阶段应确立不同的研究重点,并就未来发展提出了自己的建议。钢铁工业下一步应该加快低碳技术发展、提高电炉短流程比例、重视氢冶金技术研发,并充分发挥政策和市场调节作用,最终摆脱碳冶金依赖,走向低碳化钢铁之路。