论钢厂制造过程中能量流行为和能量流网络的构建

 本文对钢厂制造流程动态运行过程的物理本质进行了概要的描述,并在此基础上进一步指出：在钢厂制造流程中,铁素物质流与碳素能量流的关系是相伴而行的,而碳素能量流与铁素物质流的关系则是时合时分的。在钢厂制造流程中,不仅存在着铁素物质流网络及相关的运行程序,而且也存在着与铁素物质流转换有关的能量流网络及其运行程序。本文强调在研究钢厂的能源转换功能的方法时指出,不能停留在物料平衡、热平衡的方法上,而应该以动态的输入-输出概念和能量流网络的概念来进一步推动钢厂节能减排工作。本文还讨论了钢厂能量流运行的动力学机制以及能源管控中心的设计原则。进而从铁素物质流系统和碳素能量流系统提出了一系列钢厂节能减排的着手环节。特别对钢厂“只买煤、不买电、不用燃料油”的内涵与煤气等含能介质“近零”排放作了解释。提出中国钢厂的节能减排应该进入以建立能量流网络——能源管控中心为主要标志的新阶段。     

钢铁制造流程的物质流和能量流协同优化

智能制造和绿色制造已成为制造业的发展趋势,钢铁企业具有资源和能源消耗大、排放高等特点而面临着严峻挑战。为此,运用冶金流程工程和系统工程的原理,对钢铁企业物质流和能量流的协同优化问题进行分析。通过对钢铁企业信息系统 ERP、MES 和 EMS 的分析,从信息流角度阐述了改善钢铁制造流程物质流和能量流的系统协调方法,探讨了基于信息流的物质流和能量流的协同优化机制及可能途径,为从设备单元的过程控制与流程整体生产以及能源管理的不同层面进行物质流和能量流的协同优化提供了思路。     

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。     

焦化能量流、能量流网络解析及重构

回顾了焦化能量流、能量流网络的发展历程,分析了以蒸汽为传热介质的能量流、能量流网络与以导热油为传热介质的能量流、能量流网络在热量利用效率方面存在的巨大差距及原因,指明了利用导热油做为传热介质重构焦化能量流网络的效率优势,重点介绍了利用导热油回收上升管焦炉荒煤气余热,形成"卡诺循环"高效传热网络并与粗苯、蒸氨等工艺用能耦合集成重构,形成新的运行模式。该系统的闭环、安全、稳定、有序运行,实现了焦化工艺用能的余热化、低碳化,工艺过程高效化,产生了显著的流程减碳效果、环境效益和企业经济效益。     

钢铁制造流程系统节能与能效提升

提高制造流程系统能效,节约能源是降低生产成本和减少碳排放的重要措施.近年来,中国钢铁工业节能工作经历了单体设备节能、工序优化节能到系统节能,取得了显著进步.以中国钢铁工业节能进程为基础,阐述了系统节能的概念、内涵及研究进展并探讨了未来发展方向,主要从工序与界面协同匹配、物质流与能量流耦合和构建工业生态链接体系等方面展开...     

炼铁系统物质流与能量流分析

炼铁系统的能源消耗占钢铁联合企业总能耗的60%以上,提高炼铁系统的能源效率已成为解决钢铁工业这些问题最有效的方法之一。本文主要从炼铁系统物质流和能量流的角度出发,分析了炼铁系统（包括烧结和高炉）的资源和能源消耗情况,并以唐钢南区炼铁系统为例,计算了其炼铁系统由含碳能源引起的CO₂排放量。     

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...     

不锈钢企业集成制造系统的关键技术及系统实现

分析了流程工业中工艺较复杂、自动化要求较高的不锈钢企业的生产特点,介绍了宝山钢铁股份有限公司不锈钢分公司集ERP与MES为一体的集成制造系统架构,以及实现集成制造系统的关键技术。     

钢铁制造流程中能源转换机制和能量流网络构建——香山科学会议第356次学术讨论会

香山科学会议第356次学术讨论会于2009年9月8—10日在北京香山饭店召开。殷瑞钰教授、陆钟武教授和干勇教授担任会议执行主席,应邀出席本次会议的相关领域专家、学者48人,分别来自钢铁企业、设计院、高校、科研单位以及国家相关部委。会议主题是“钢铁制造流程中能源转换机制和能量流网络构建的研究”。此次会议的召开,旨在引导中国钢铁界从钢厂三个功能作用充分发挥的视角,     

烧结过程、球团过程的能量流和优化选择

烧结和球团过程的节能是钢铁生产节能的一个重要组成部分。本文从生产实践和我国的现状出发,对烧结和球团过程的能量流进行了分析,并初步根据火用的理论,对烧结和球团过程如何提高火用效率,提出了一些节能的措施和方法。     

Calculating Method for Influence of Material Flow on Energy Consumption in Steel Manufacturing Process

 From the viewpoint of systems energy conservation, the influences of material flow on its energy consumption in a steel manufacturing process is an important subject. The quantitative analysis of the relationship between material flow and the energy intensity is useful to save energy in steel industry. Based on the concept of standard material flow diagram, all possible situations of ferric material flow in steel manufacturing process are analyzed. The expressions of the influence of material flow deviated from standard material flow diagram on energy consumption are put forward.     

Influence of Material Flow in Steel Manufacturing Process on Atmosphere Environmental Load

The standard material flow diagram in steel manufacturing process was proposed to analyze the influences of various material flows on environmental load of 1 t of final product.Two influence factors and reducing measures of environmental load were pointed out. The environmental load was appraised for a typical technological process in a Chinese steel plant.     

Specific Energy Consumption Analysis Model and Its Application in Typical Steel Manufacturing Process

 manufacturing process (SMP) were studied. Firstly, a process division of a typical SMP in question was conducted with the theory of SEC analysis. Then, an exergy analysis model of a subsystem consisting of several parallel processes and a SEC analysis model of SMP were developed. And finally, based on the analysis models, the SEC of SMP was analyzed by means of the statistical significance. The results show that the SEC of typical SMP is comprised of the theoretical minimum SEC and the additional SEC derived from the irreversibility; and the SMP has a theoretical minimum SEC of 0.230 ton c.e. (coal equivalent) per ton steel and an additional SEC of 0.659 ton c.e. per ton steel, which account for 25.88% and 74.12% of the actual SEC, respectively.     

钢铁企业系统节能减排过程集成研究进展

论述了过程集成方法在过程工业领域的应用及研究进展。指出钢铁工业是典型的过程工业系统,根据其能源消耗、污染物排放的特点,以生产工序、生产流程和联合企业为研究对象,依据能量流、物质流和污染流输入输出关系构建了钢铁生产过程集成模型,并分析了影响钢铁工业节能减排的因素。结果表明通过过程集成可以实现钢铁工业系统节能减排,同时优化钢铁生产流程的物质流和能量流结构,进一步分析提高能源效率,降低CO2等污染物排放的潜力、途径和技术措施。     

钢铁生产流程中物流对能耗和铁耗的影响

提出了钢铁生产流程的基准物流图,分析了偏离基准物流图的各股物流对吨材能耗和吨材铁耗的影响。以唐钢年均生产数据为例,分析了钢铁生产流程的物流对能耗和铁耗的影响。向中间工序输入废钢,可同时使吨材能耗和吨材铁耗降低;流程中途向外界输出含铁物料,可同时使吨材能耗和吨材铁耗上升;含铁物料在某一工序内部循环,或在工序之间循环,不影响吨材铁耗,但会使吨材能耗上升。     

梅钢板带钢集成制造执行系统介绍

梅钢板带钢集成制造执行系统分别由产销一体化管理系统、热轧三级计算机管理系统、炼钢三级计算机管理系统、铁区管理系统和系统平台、网络基础架构组成。系统为梅钢的销售、生产及作业、质量、出厂、财务等基础管理业务提供优化的管理平台，系统与企业的过程控制系统、检化验管理、计量管理、人力资源管理系统及国家金税系统进行系统通讯，实现了产销一体、管控衔接，物流、信息流、资金流同步，从而提高了业务处理及制造管理效率。     

钢铁企业能源流管理模型与系统架构探讨

 通过对物流和能源流的解析,利用信息与控制技术构建能源流和物流信息化网络系统,建立了钢铁流程制造业多级、多层次、多视图的模型体系,实现能源流和物流的高效对接、在线调整和动态优化。主要包括能源中心硬件平台搭建,能源管理软件开发,建立了分工序能源流和物流耦合子模型,工序与工序之间、系统与系统之间关系模型,能耗优化数学模型。通过“能流网络”和“物流网络”的优化组合与协同集成,构建了能源精益化管控系统及决策支持系统,有效地提高了能源和资源利用率。     

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。     

实现绿色特钢制造的思考

对于特殊钢企业的制造过程,"绿色"理念体现在高效的生产制造过程、物资的循环利用、废弃物的利用、绿色产品的开发与服务、能源与物资利用率的提高和有害物质的排放控制等6个主要方面.宝钢特殊钢分公司在这些方面做了一些工作.如绿色产品的开发上,开发了绿色环保型的含硫易切削钢替代含铅型易切削钢及49MnvS3、35Mn2SiV、F35MnVN等一批非调钢;在有害物质控制排放上应用了酸处理、粉尘控制等新技术,开发了绿色环保渣系列.同时还提出了思考,在提高能源与资源利用效率上可以开展以下工作:特殊钢金属料结构不断优化;天然气替代煤气后的加热效率基础性研究;扩大连铸品种,降低工序消耗;以轧代锻工艺和热送工艺.