钢铁行业特色 钢铁行业特色 1 钢铁工业 钢铁工业指从事铁、锰、铬及其合金的金属矿的采掘、洗选、烧结、锻炼并加工成材的 工业。又称黑色金属工业，是冶金工业的一部分。钢铁工业归于资金、劳动力密集型工业， 也归于根底工业，它是为国民经济各部门供应原资料的重要工业部门。 跟着科技的前进，钢铁资料向高、精、轻、薄经用方向开展。跟着一些非金属资料和新 型化学资料的广泛运用，首要产钢国家从 70 时代后，钢产值有所下降，而开展我国家的产 量不断添加。 2000 年，我国钢铁行业首要产品，钢、铁、制品钢材产值再创前史新记载，顿时到达 12723．61 万吨，13103．42 万吨和 13146 万吨；比上年同期净增 388．90 万吨，1115．56 万吨和 1320．04 万吨，同比添加 3．15％，9．31％和 11．16％；添加幅度比 1993 一 1999 年年均添加 5．8％有但凡回落。扣除添加出口和以产顶进的产值后，根本完成了把钢产值 操控在 1．1 亿吨的总量操控方针。其间，13 家特大型钢铁企业悉数按方案完成了总量操控 方针。 2 钢铁联合企业 钢铁工业的根本出产进程是在炼铁炉内把铁矿石炼成生铁,用生铁水炼成钢,再铸成钢 锭或连铸坯,经轧钢等办法加工成各种用处的钢材。具有上述全进程出产设备的企业就是钢 铁联合企业。 以下简称联合企业。 现在,绘声绘色上 90%以上的生铁和 70%以上的钢是联合企业生 产的。 2.1 钢铁联合企业组成 钢铁联合企业的组成,因具体条件而异。接近矿山的企业可与 矿山组成一个单位;炼焦 设备一般设在联合企业内,但也可独自运营;热电、耐火资料、备件描述,可设在联合企业内 2 部,也可独自设置,向联合企业供应产品和服务。联合企业一般由以下几个部分组成:质料处 理选矿厂一般与矿山构成一个采选联合企业。粉矿经球团或烧结造块。球团厂可在矿山,也 可在钢铁厂内。烧结厂一般均设在钢铁厂内。钢铁厂内都设质料场,储存铁矿、钢铁锻炼辅 料和焦煤、燃料,并将质料分级、混匀。近年,遍及注重精料问题,质料处理已是钢铁联合企 业的重要组成部分。炼铁现在绘声绘色上 95 以上的生铁是用高炉锻炼的。。 2.1.1 炼钢 60 时代曾经,在联合企业中一直是以平炉炼钢为主,50 时代氧气顶吹转炉炼钢鼓起,逐 渐替代了平炉。 最大的氧气顶吹转炉容量 达 400 吨。 新建的大型转炉车间年产才能达 500～ 700 万吨钢。 这两种车间均以高 炉铁水为首要质料,废钢供应较多以及有直接还原铁作质料 的联合企业也检查电弧炉炼钢 。 2.1.2 轧钢 曩昔,钢锭首要经初轧机轧成钢坯,再经大、中、小型轧钢机组轧制成各种钢材。初轧机 的才能决议了联合企业的规划。大型板坯初轧机的年产才能达 500 万吨钢。自 70 时代起, 接连铸钢工艺大规划开展后 ,新建的初轧机自觉了。 现代大型联合企业的首要加工设备为宽 带钢轧机。 这种轧机开展很快,产品使用规划广。 绘声绘色热轧宽带钢轧机约有 230 台,新建的这 种轧机每座的年产才能可达 400～500 万吨钢材。 为进一步进行宽带钢的加工,大都配有冷轧 宽带钢轧机。 联合企业依据产品结构配备其他轧机,这些轧机的一起特色是出产才能大,适于 大批量出产。 2.1.3 动力 联合企业是很多耗费动力的工业,每吨钢归纳耗费的动力为 0.7～1. 6 吨规范煤。 钢铁 厂动力种类为炼焦煤、动力煤、燃料油、天然气和电能等。联合企业每吨钢耗费电能 400～ 600 千瓦· 时,一般均由区域电网供电,并可使用企业的剩下高炉煤气设置热电站作为补 充。热电站除供电外,还可向钢铁厂供热能。 联合企业用氧数量很大,一般设有大型制 氧站。 每吨钢耗费的新水量,检查循环供水办法为 5～20 米 3 , 检查直流供水时高达 200 米 3 以 上,一般要有专用的水源和给排水设备。 3 2.1.4 运送 联合企业的运送量是巨大的,厂外运送量约为钢产值的 5～8 倍,内部 运送量为钢产值 的 12～20 倍。滨海的联合企业外部运送以海运为主,内地的以铁 路和内河航运为主。厂内 运送,原、 燃料以带式运送为主;铁水、 钢锭和坯材以铁 路运送为主;也有适当数量的公路运 输。 此外,联合企业中一般设有工厂办理机 构、研讨安排、查验安排、修理设备和环境保 护设备等。 2.2 钢铁联合企业特色 联合企业的大规划出产的一个重要条件,就是把很多铁水能直接变成钢。 现在,独立的炼 铁厂现已为数不多,有的炼铁厂虽距钢厂较远(如 20～ 200 公里),也设法把铁水运到钢厂来 炼钢;独立的钢厂除以废钢为质料的电炉钢厂 外,大多已并入联合企业。出产的会集化使企 业的设备逐渐大型化、接连化。 2.2.1 动力使用 联合企业的优越性,杰出地表现在动力使用方面。高炉铁水在 1 300 ℃时,理论上含物 理热每吨为 27 万千卡,联合企业中的转炉炼钢,就是使用这部分 热能和各组分的氧化生成 热来进行的。 在联合企业中,炼钢所出产的钢锭一般以 高温状况进入初轧车间的均热炉中, 这样既可节约热能,又可缩短均热时刻,前进 均热炉的出产才能。以均匀入炉温度为 800℃ 计,每吨热锭比冷锭可多带入 22 万千 卡的热量。 检查接连铸锭的企业,也在采纳将热坯装入 加热炉的工艺,以节约动力 。 高炉锻炼进程发生很多的高炉煤气。 40～50 用于高 炉热风 除 炉外,其他可作他用。 炼焦炉发生焦炉煤气自用只约需一半;还可用高炉煤气把悉数焦炉煤气 置换出来供其他用处。此外还有转炉煤气 。这些二次动力占联合企业总动力耗费的 30。这 部分动力 ,约一半可用于炼铁、炼焦,另一半在联合企业中用于炼钢和轧钢。 4 2.2.2 物料周转 联合企业各工序所用的质料、 资料和燃料,能够会集供应,自觉中心 周转,简化运送进程, 许多物质能够检查接连运送办法(如皮带机、管道等)。生铁 以铁水办法就近直接运入炼钢 车间锻炼成钢。 炼钢所出产的钢锭及连铸坯,能够 就近直接供应轧钢车间加工成材。 出产过 程中所发生的废渣、废水、废气和工业 废物,能够就近会集处理和归纳使用。依据上述运送 上的优势,很多出产钢铁的企 业,需求很多物料周转,有必要采纳联合企业的办法。 2.2.3 运营办理 联合企业中各工序之间关系密切,不但在静态上需求平衡,并且要从 动态上加以操控。 近年,对钢材质量的要求日益严厉,各企业均在着重全面质量管 理和质量一贯制。联合企业 中配备、技能水平较高,合理使用各项物料,简单收到 产品质量好、成本低的效果。联合企 业曩昔以出产一般钢材为主,现已很多出产 优质钢,如硅钢、不锈钢、高强度钢。有的国家, 半数以上的特殊钢是联合企业生 产的。 2.2.4 可行性研讨 一般说来,联合企业规划愈大,愈需求有巨大的质料、 燃料基地和工 业水源、 外部运送、 动力和城市的支撑,需求会集很多技才能量,在新建或大规划 扩建联合企业时,对这些条件 需作翔实考虑。 其次,大型联合企业出资巨大,建 设周期长,能否取得杰出的经济效益,除考 虑企业自身安排的合理性外,还应考虑 国家或区域的实践经济状况、 开展前景以及商场的长 期需求。 一般开端建造方案 时,要先进行商场调查、 归纳研讨,在取得开始成果后,再进行详 尽的可行性研讨 。在确认了可行性研讨后才进入建造施行阶段。建造大型钢铁联合企业, 方案阶 段需求较长时刻(一般在 5 年以上),而施工时刻要尽量缩短(一般一个出产系列的 工期为 2～3 年)。 因为出产的会集,联合企业发生很多有害气体、 有毒废水和工业 残渣废物, 对环境有严峻污染,而办理这些污染源和归纳使用废料需求很多出资。 近年新建的联合企业, 对环境保护、归纳使用的出资,占建造总出资的 15～20。 并且各国对环境保护要求日益严 格,所需出资有上升趋势。 5 2.3 我国的钢铁联合企业 我国的钢铁联合企业 我国地域广阔,天然资源丰富,在社会主义建造 进程中,钢铁联合 企业得到迅速开展。旧有的鞍山钢铁公司经过大规划地扩建和 技能改造,已具有年产 700 万吨钢的才能。本溪钢铁公司、太原钢铁公司、首都钢 铁公司和马鞍山钢铁公司,经过技能 改造,已成为年产 100～300 万吨钢的联合企业 。自 50 时代以来,我国新建了几个大型钢铁 联合企业,首要的有武汉钢铁公司、 头钢铁公司和攀枝花钢铁公司。 包 武汉钢铁公司的出产 才能现在已达 400 万吨钢。 我国在建造钢铁联合企业中首要使用本国的资源和技能,一起也 引进了一些绘声绘色 上的先进技能和配备。近年,使用国外先进技能建造了上海宝山钢铁总厂, 规划为年产 600 万吨钢,第一期 工程建造正在进行中。 我国为了均衡地开展各区域的 经济, 使用当地较涣散的资源,习惯各区域对钢材的需求,建造了一些中小型钢铁 联合企业,其规 模大致在 20～60 万吨钢。这些企业经过不断的技能革新,已为国民经济作出重要贡献,是中 国钢铁工业中不行忽视的力气。 3 钢铁行业产品与出产特色 3.1 产品 钢铁产品一般是规范化和系列化的产品，关于钢铁资料其化学成分、机械性能、材型的 规范尺度有相应的国家规范和行业规范 （原冶金部规范） 钢铁工业首要产品包含各种板材、 。 管材、线材、型材等钢材，以及生铁、铁合金、炭素制品、耐火资料、焦炭等。在钢铁工业 中还包含与钢铁锻炼加工有关的辅助资料的出产，规范和非规范钢铁设备、备品、备件的生 产等。 3.2 出产特色 钢铁工业的根本出产进程包含采矿、选矿、烧结、炼铁、炼钢、连铸、轧钢，及焦化、 制氧、描述耐火资料。 钢铁企业的原资料种类少，但终究制种类类规范多达数万种。 6 在出产进程中，一般都有联产品和副产品，如炼焦出产的首要产品为焦炭和煤气，此外 还有多达上百种化学产品； 在高炉炼铁出产中有高炉粗煤气、 高炉煤气灰和水渣等副产 品。钢铁企业除了轧制工序能够有多种挑选，其它一个特定产品的出产、所需的加工能 力和工装设备是专门设定的；工艺道路是固定的；出产加工时刻短，产品排队等候加工 的部队短。 钢铁产品成本首要由原资料和燃料动力耗费构成，处置出产进程首要专心于物料的数 量、质量和工艺参数的操控； 钢铁出产的质量操控严厉， 需求对产品的质量从半制品到产制品进行盯梢， 对批次办理 要求较高。 出产方案操控比较简单，一般经过描述单元的日方案安排方案任务的出产。 4 钢铁企业信息化建造 跟着钢铁工业出产的不断开展，对自动化的操控水平缓规划均提出了越来越高的要求， 然后不胜枚举了自动化技能的开展和前进， 而检查新的自动化技能配备的企业， 能够取得愈加显 著的技能、经济和社会效益，这是一个循环促进不断开展的进程。 钢铁工业自动化内中经过多年开展， 已日趋杂乱和完善。 参照绘声绘色规范化安排 ISO 对企 业自动化内中模型的主张，钢铁企业自动化内中的结构按功用区分可分解为 6 级，首要，基 础自动化和进程操控，包含出产工艺参数检测与操控设备驱动，出产机组设备操控，出产过 程操控。这 3 级自动化对前进企业产品质量和产值，优化出产进程，前进出产功率，起着最 直接的确保效果。上面 3 级为办理自动化，包含总厂运营办理，分厂办理和车间在线 时代以来，绘声绘色上着力开展归纳自动化。这种归纳自动化是从企业的大局动身， 经过对出产所需的各种信息，如操控、调度、办理、运营和决议方案等功用归纳在一起，完成整 个企业的出产和办理层层优化和大局优化。 归纳自动化被认为是现代工业出产的一种先进科 学的安排办法和自动化形式。 人工智能技能首要包含专家内中、 含糊操控和人工神经网络等。 它已被绘声绘色钢铁工业列 为本世纪末下世纪初的关键技能，是 90 时代绘声绘色钢铁行业的前沿课题。人工智能技能使用 于钢铁企业的产品设计、 出产方案、 出产操控、 进程操控、 设备与产品质量确诊等各个方面， 7 如高炉操作专家内中(ALIS)，电炉和连铸神经网络内中，轧钢含糊操控内中，炼钢—连铸— 轧钢归纳调度专家内中，冷连轧带材厚度精度确诊专家内中，产品发货配车专家内中等。 钢铁 CIMS 是将人与出产运营、出产办理以及进程操控和根底自动化连成一体，用以实 现从质料进厂， 出产加工到产品发货的整个出产进程大局自动化和进程自动化。 钢铁工业已 根本完成了根底自动化和进程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺少信息资源 的同享和出产进程的统一办理， 难以习惯现代钢铁出产的要求。 未来钢铁企业竞赛的焦点是 多种类小批量出产，质优价廉，按时交货。为了前进出产率，节能降耗，自觉人员，紧缩库 存，不胜枚举资金周转，完成出产、运营、办理全体优化，其技能支撑之一就是加强办理，处置 有必要对现有计算机操控内中进行改造，完成 CIMS 化。CIMS 的树立给钢铁企业带来了巨大的 经济效益，前进了企业的竞赛力。 我国钢铁工业为习惯商场经济的剧烈竞赛， 将不伤脾胃开展自动化技能， 加强根底自动化和 进程自动化，开展计算机归纳的自动化内中和人工智能技能，并带动其他自动化技能，如新 配备、检测技能、设备确诊等的开展。 5 钢铁企业 CIMS 特色 钢铁企业是较为典型的混合型企业， 混合型企业是指其出产活动中既有流程型特征,又有 离散型特征,。在这儿,高炉炼铁或转(电)炉炼钢、接连铸造、热带连轧或冷带连轧等每道工 序自身都能够看作是一个接连出产进程,但在各个工序间的联接是靠别离的铁(钢)水罐、铸 坯、 铸锭、 钢卷等完成的。 作为企业的微观运转不只存在物流平衡和资源(设备等)平衡问题, 并且因为是高温作业,还存在温度平衡和时刻平衡(列车时刻表)问题。处置,这类企业完成 CIMS 时,不只要处理好每道工序的自动化问题,并且要处理好各工序间的一切平衡问题。 钢铁出产的产品一般是规范化的。依据用户的订购规范,只需从已有的工艺档案中找出 其加工工艺方案即可,一般不需求 CAD 内中。 假如各工序自动化内中安稳牢靠,产品质量能够 确保,那在内中功用集成中遇到的最大难题就是怎么面向多种类小批量的很多订购合同而组 织出产。这儿包含按钢种、规范和交货期的聚类组批;轧制方案、连铸方案与炼钢方案的各 种平衡;怎么将几个不同的工序视为一个全体,完成一体化办理,做到前后工序方案同步化, 8 物流运转按时化;充分运用高温坯的潜热,撤销或自觉再加热进程,下降能耗,自觉烧损,缩短 出产周期,添加企业效益和商场竞赛力。 由此可见,工序的进程操控是内中功用集成的根底与条件。而内中功用集成的技能难点 与关键是怎么替代或根本替代人的方案与调度功用,这一点现已引起绘声绘色各国钢铁行业的关 注。鉴于此,能够称此类 CIMS 为方案调度型 CIMS 9

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