中国钢铁轧制技术的进步与发展趋势

 回顾了中国钢铁轧制技术的发展。经过钢铁轧制技术、装备的引进与消化吸收、以及工艺-装备-产品-服务一体化的自主创新,中国钢铁轧制技术已经跻身世界先进行列,基本完成了工业化过程。在步入后工业化的过程中,必须走新型工业化道路,建立生态化的钢铁轧制技术体系,解决面临的资源、能源、环境问题,实现“绿色制造,制造绿色”,促进钢铁轧制行业的和谐、平衡、可持续发展。     

智能化钢铁制造流程信息物理系统的设计研究

现代钢铁制造流程是集成烧结、球团、焦化、炼铁、炼钢和轧钢等多工序过程的耗散结构体系.钢铁制造流程是在物质流、能量流和信息流协同运行的条件下,完成一系列复杂的冶金过程和转变.探讨了对钢铁制造过程物理本质以及运行特征的认识和研究,提出了现代钢铁制造流程物理系统的设计理念和方法.阐述了流程工程动态精准设计体系在钢铁冶金工程设...     

流程型制造流程的本质与共性规律

从开放动态系统整体运行的观点出发，提出流程型制造流程是由相关的异质异构的工序/装置通过一系列链接件(“界面”技术群)集成构建起来的工程系统；讨论了流程型制造流程耗散结构的集成构建过程，提出了流程型制造流程动态运行的物理本质及其工程化模型，揭示了制造流程动态运行的本构特征；归纳了制造流程的工程设计和生产运行过程中“虚”“实”结合的理念及其工程哲学意蕴，提出了“流”乃本体，以“流”观化的基本观点。     

钢铁生产流程物质转化与能量转换评价指标

为了量化描述钢铁生产制造流程的物质转化与能量转换效率,区分不同钢铁产品制造流程的物质转化与能量转换效果,基于对钢铁制造的炼铁-炼钢-连铸-热轧主流程及其主工序/装置的制造单元物质转化与能量转换特征的分析,提出了以流程物质转化率和流程能量耗散率、过程物质转化率和过程能量耗散率分别作为制造流程和制造单元评价指标的多尺度评价...     

莱钢炼铁厂“600”创新管理实践

近几年来,莱钢炼铁厂的工艺技术和设备管理水平不断提高,设备运行状态长期稳定受控,为生产的连续、稳定、高效提供了坚实可靠的设备支撑;在推行 “121” 设备管理体系过程中,提出“600”的设备管控目标;抓好设备点检定修等基础管理工作,大力开展设备管理创新和技术创新,维修模式也实现了由“计划检修”向 “预知维修”的转变;高炉的休风率指标实现了持续优化提升,高炉的定修周期达到6个月,并且定修间隔内设备故障为零,为炼铁设备管理提出了新思路。     

关于高效率、低成本洁净钢平台的讨论——21世纪钢铁工业关键技术之一

高效率、低成本洁净钢平台建设仍是今后几年钢厂科技创新中一项具有普适性、基础性、事关钢厂效率、质量、成本的共性关键技术,对提高企业市场竞争力具有重要意义。洁净钢平台建设需抓好铁水预处理、转炉冶炼、二次冶金、全连铸4项基础支撑型技术和优化-简捷的流程网络和动态-有序运行的物流技术这2项集成技术。当前中国洁净钢平台建设的重点是:认清协同-稳定是洁净钢平台动态运行的核心,高效恒速的连铸生产是洁净钢平台动态运行的有序之源,也是优质、节能、低成本的关键;深入进行各种铁水预处理工艺、装备的适用性研究及技术经济比较;深入研究和优化规范适用范围广、运行效率高、易于协同、成本低廉的钢水吹氩精炼工艺;大力推进真空精炼装备和技术(尤其是高效RH)优化;在炼钢厂新建或改造的设计过程中要高度重视平面布置图(流程网络)的合理化,为稳定、经济地生产高质量钢材打好基础。     

炼铁-炼钢区段界面动态运行过程建模和仿真

为了探索并制定合理的钢铁制造流程炼铁 炼钢区段的生产系统结构和生产组织方式，介绍了钢铁制造流程炼铁 炼钢区段的界面模式、工序设备和动态运行过程，并采用离散事件动态系统相关理论对炼铁 炼钢区段动态运行过程进行了系统分析，提出了基于实体流图法和事件调度法的炼铁 炼钢区段动态运行过程的仿真模型和仿真策略。对某钢铁企业炼铁 炼钢区段动态运行过程进行了建模和仿真研究,结果表明，该企业炼铁 炼钢区段应采用“一罐一送”的铁水罐运输组织方式，此时3台机车利用最充分，平均作业率为60%，KR脱硫站进站铁水温度较高，且温度波动较小，KR脱硫站进站铁水温度平均值为1 423 ℃，极差为22 ℃。     

钢铁制造流程炼铁区段耗散结构的解析

为了研究钢铁制造流程耗散结构的本质及其特征,以高炉炼铁区段为对象,研究解析了多工序协同动态运行条件下的耗散结构优化问题.由料场、焦化、烧结、球团、高炉等工序所组成的炼铁区段,不仅是钢铁制造流程中重要的物质/能源转换中心,也是全流程动态有序、协同连续运行的关键和基础环节.炼铁区段的物理本质是铁素物质流在碳素能量流的驱动和...     

冶金工程设计的发展现状及展望

 冶金工程设计对促进冶金工业的可持续发展具有特殊的重要作用。中国已经具备了现代大型钢铁厂的流程设计、工艺设计、设备设计以及系统集成能力,创建并应用动态-精准设计体系,建立了现代冶金厂工程设计理念、理论和设计方法,设计建设了具有国际先进水平的新一代可循环钢铁厂,在流程高效化、生产集约化、装备大型化等方面取得显著成效。与此同时,冶金关键单元技术和工程化集成技术得到重点突破,在关键、共性、重大技术领域取得一系列科技成果,对冶金工程设计的理论与实践提供了有效支撑。未来中国冶金工程设计应以冶金流程工程学和动态-精准设计理论与方法为核心,构建冶金工程设计创新理念、理论及设计方法的完整体系。     

利用非焦煤低碳炼铁新技术的初步研究

通过对非焦煤与铁矿粉“干馏”特征的实验调查分析,提出了“非炼焦煤与铁矿粉”共处理的低碳炼铁预处理技术路线。研究表明：干馏温度800℃,铁矿粉金属化率可达到约85%以上,其中金属铁约60%为氢元素所还原,铁氧化物还原过程约减少CO₂排放量可达0.67 t,经济和环境效益显著。     

关于智能化钢厂的讨论——从物理系统一侧出发讨论钢厂智能化

 钢铁工业是典型的流程制造业,制造流程是其物理特征。通过对钢铁制造流程内在特征的研究,阐述了对钢厂智能化的认识,探讨了推进钢厂智能化的思路及其内涵,包括智能化设计、智能化物流、智能化物质流/能量流/信息流的组织与调控、智能化经营和服务等。指出流程型智能化制造的物理系统要以动态-有序、协同-连续运行为其网络结构及程序优化的导向,并以此物理系统（流程系统）为本体与智能化信息网络系统融合,实现全厂性动态运行、管理、服务等过程的自感知、自决策、自执行和自适应。智能化钢厂的建设,需要深刻理解制造流程动态运行过程的物理本质,构建起植根于流程运行要素及其优化的运行网络、运行程序的物理模型,进而构建全流程网络化、层次化信息流模型。钢厂智能化不只是数字信息系统,必须高度重视物理系统的研究,必须是有物理输入/输出的物质流网络、能量流网络和信息流网络“三网协同”的信息物理系统。钢厂智能化既要重视数字化信息网络系统的研发,更要重视制造流程（物理系统）中物质流网络、能量流网络的结构优化和运行程序优化,通过以制造流程物理系统结构优化和数字化信息系统相互融合来实现钢厂智能化。     

钢铁行业知识产权工作回顾与“十二五”展望

统计分析了中国主要钢铁企业“十一五”期间专利申请情况，在国家大好形势的影响下，钢铁企业知识产权管理形势喜人。“十二五”期间钢铁行业应进一步完善知识产权管理机构、加强专业人员培训、加强专利技术实施转化、充分利用国内外专利文献和科技信息资源，使其在企业自主创新中发挥作用。     

中国特钢生产60年

 从特钢的概念入手,概述了新中国特钢生产的历史沿革,包括新中国成立之初的国民经济恢复时期、“一五”和“二五”期间中国特钢系统建成雏形时期,改革开放以后迎来特钢的大发展即装备大型化与工艺现代化时期。最后,讲了中国特钢在满足国民经济现代化和先进装备制造业方面的进展。     

脉金矿床成矿理论研究进展

“脉金矿床”曾被斌予各种名称, 如“太古代金矿床”,“中温热液金矿床”、“金矿床”[1]。近年来,对脉金矿床成矿省（大地构造背景）, 成矿环境, 流休包裹体, 成矿物源、成矿机制的研究取得了重要进展。     

高炉优化操作与低碳生产

宝钢炼铁以“最优化炼铁企业”为目标,在外部条件劣化的背景下,始终围绕高炉的稳定顺行为基本方针,通过加强高炉的原燃料管理,不断优化操作制度,实现了高炉合理的煤气流分布和较高的煤气利用率。通过采用干法除尘装备、纯水密闭循环冷却工艺以及改善TRT、热风炉余热回收等节能设备的节能效果,高炉的燃料比和能耗不断下降,实现高炉的低碳生产。     

钢铁制造流程动态运行要素的认识与实践

 深入认识钢铁制造流程的动态运行特征是实现流程动态-有序、协同-连续运行状态管控的基础。基于对钢铁生产流程特征的分析,阐述了“流、流程网络与运行程序”作为钢铁制造流程动态运行3大要素的特征及其数学描述,明确了运行程序是进行物质流、能量流在以流程网络为基础的网络空间中运行优化的调控手段,以及构建铁素物质流及能量流在流程网络上的动态运行优化模型是实现钢铁制造流程高效优质低耗低成本运行的有效途径。对于钢铁制造企业,提出了以生产计划调度优化模型为核心的运行程序优化技术,通过优化模型形成的生产计划调度指令可引导制造流程运行状态的整体优化,实现生产资源的合理优化配置和能源利用效率提升。     

钢铁制造流程能源转换机制与能源利用效率分析

 从钢铁制造流程的属性和动态运行过程的物理本质出发,阐述了钢铁制造流程中铁素物质流和碳素能量流的行为规律和钢铁制造流程的能源转换机制,得出能源转换过程必然伴随能量的耗散,因此应尽量减少能源转换次数,并指出在钢铁制造流程中,铁素物质流与碳素能量流相伴而行,而碳素能量流与铁素物质流则时合时分。还构建了一个年产290万t的棒线材流程企业,计算了该流程的余热余能资源量及回收利用情况,并剖析了该流程的能源利用效率。最后指出高效回收利用余热余能和构建合理的物质流网络和能量流网络及两者协同优化的能源管控中心是提高钢铁企业能源利用效率的重要手段。     

小方坯连铸-轧钢“界面”技术的发展与应用

运用冶金流程工程学观点,并结合工厂应用实例对小方坯热送热装技术、直接轧制技术和铸轧型无头轧制技术的发展和应用进行了介绍。以小方坯连铸-轧钢制造流程为例,讨论了冶金制造流程中时间、空间等关键要素的配置方法对整个流程中能量耗散的影响,研究了冶金流程典型耗散系统中物质流、能量流和信息流实现"层流"运行的关键技术以及应用效果。通过理论分析和工厂实例,证明通过优化连铸-轧钢"界面"衔接,建立物质流、能量流、信息流优化的运行网络并且实现高效运行,可以显著降低整个棒线材生产流程的能量耗散,节约大量能源,从而实现降本增效、节能减排、绿色化生产。     

武钢200 t转炉“负能炼钢”技术的开发及应用

以节能减排、降低生产成本为目的,结合生产实际,对武钢四炼钢厂转炉工序能耗进行了必要的分析,从工 艺、技术、管理等方面采取了一系列攻关措施,2011年取得全年累计工序能耗-5.43 kg/t（钢）的好成绩,“负能炼 钢”水平达国际一流。     

炼钢厂多尺度建模与协同制造

在阐述炼钢厂多尺度建模与协同制造技术架构的基础上,分别从单体工序尺度、车间区段尺度与炼钢厂运行尺度开展了炼钢厂协同制造的研究。从工序/装置过程控制系统（PCS）到炼钢厂制造执行系统（MES）进行了较为系统的建模研发,构建了包括转炉工序、精炼工序与连铸工序在内的工序工艺控制模型以及以生产计划与调度模型为核心的物质流运行优化模型,并通过工序工艺控制和生产计划与调度的动态协同,实现了炼钢厂多工序/装置的高效运行。研发了炼钢?连铸过程工序工艺控制模型、生产计划与调度模型同MES之间的数据接口,实现了MES与生产工艺控制、流程运行控制、生产计划与调度系统的有机融合,形成了以机理模型与数据模型协同驱动的工艺精准控制、多工序协同运行、基于“规则+算法”的生产计划与调度为支撑的炼钢?连铸过程集成制造技术,通过多层级的纵向协同与多工序的横向协同,实现了炼钢厂的协同运行与控制。研究成果是炼钢?连铸过程智能制造的有益探索与实践,对流程工业智能制造企业具有很强的参考价值,对冶金工业绿色化、智能化发展具有示范与借鉴作用。应用后,明显提升了炼钢厂的协同制造水平,取得了显著的经济与社会效益。