钢铁智能冶金技术范文篇1

3、物联网在冶金行业应用模式创新

（1）冶金物联就是在这样一个大的思路下产生的全产业链的平台式运作的物联网创新的商业模式。

工信部的《“十二五”物联网发展规划》（简称“规划”），明确到2015年初步完成产业体系构建，形成较为完善的物联网产业链。《规划》明确提出了到2015年，物联网行业将在核心技术研发与产业化、关键标准研究与制定、产业链条建立与完善、重大应用示范与推广等方面取得显著成效，大力发展“智能化工业、农业、物流、交通、电网、环保、安防、医疗、家居”9大重点领域应用示范工程。其中冶金物联就是智能化工业重要的组成部分，同时也是涵盖了生产，物流，能源，安防等物联网重点领域在其中的一个综合物联网发展领域。

钢铁的生产过程是所有工业行业中生产过程最复杂的，国内目前大部分的钢铁冶金企业都已经实施了ERP系统选型及建设，内容覆盖过程控制系统（PCS）、制造执行系统（MES）、企业资源计划（ERP）等。企业通过实施信息化构筑了较为完整的企业管理信息化平台，建立了企业可持续发展的系统应用架构。

然而，由于在信息采集、数据分析、流程优化等方面仍然需要较多人工干预、操作，以及由于我国国情的使然，结合钢铁行业情况和企业实际情况，在信息化建设中遇到了种种阻力和困难，实施效果并不如预期的那样理想。所以很难真正发挥ERP的信息化功能，这些主要表现在管理层软件和企业基础物流信息采集脱节，致使企业信息化过程中无法建立集成统一的试用与本企业的信息化应用平台，只有部分模块在局部得到了切实的应用。物联网浪潮的到来，给钢铁冶金企业创造了一个“后ERP”的时代，因为物联网技术可以有效地解决诸如信息采集、流程管理和生产过程工艺优化等问题，由ERP系统的闭环应用和RFID系统的开环应用进行有效的系统整合，最终实现两化融合的目标。越来越多的钢铁企业加快了RFID自动化、智能化建设的应用步伐，积极应用ERP、RFID系统建设“智慧工厂”。

我们知道，中国钢铁业已进入微利时代，中国钢铁业的整体利润率低下，从信息化角度看，造成当前状况的主要原因有以下3个方面。

1）市场信息不对称：供需信息不对称，市场的盲目生产造成巨大浪费；

2）信息平台不健全：产品的生产与流通的数据得不到准确分析，形成

各环节协调困难；

3）缺乏产品追溯管理：钢铁市场没有统一化、信息化对产品进行管理。

在这样的环境下，企业要想实现盈利，必须从两方面入手：走出国门，扩大市场；降低成本，提高管理服务质量。想“走出去”必然要兼容国际统一物品的编码标准，方便流通。降低原材料的附加成本，就是降低原材料在开采的分类管理，运输，搬运，存放等过程中所有的成本浪费。利用RFID，条码，识读器等搭建物流运输体系；同时建立国内统一的服务平台，以及物联网系统，平衡国内市场供求关系，帮助实施宏观调控，真正实现工业信息化建设。在转变经济增长方式背景下中国钢铁业急需转型，物联网平台的建设势在必行，同时也起到举足轻重的作用。

（2）冶金物联网应用模式是在物联网通用层次划分基础上重新细化为六层结构。

冶金物联网的六层细化结构如表1所示：

钢铁智能冶金技术范文

关键词：绿色设计；钢铁冶金机械设计；关键技术；特点

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.10.003

1落实绿色钢铁冶金机械设计的必要性

冶金行业与工业、建筑业之间联系密切，从冶金行业发展至今，生产中的污染问题长期得不到妥善的解决，较为常见的问题有粉尘污染、噪音污染、生产设备损耗率过高等，在市场经济的发展中利益最大化的经营目标会在一定程度上影响经营者的决策，落实绿色钢铁冶金机械设计能够将绿色设计理念、绿色材料、绿色能源等融入到机械设计中，从而达到绿色化生产的目的。

2绿色钢铁冶金机械设计的特点及关键技术

随着精神文明建设的全面推进，越来越多的人意识到了环境保护与能源合理开发的重要性。绿色钢铁冶金在各项建设事业中具有非常积极的意义，进行绿色钢铁冶金机械设计可以为该行业注入新鲜血液，同样对于我国市场经济的长远发展非常有利，需要相关的设计者强化绿色设计意识，将先进技术与生产实践现结合，促进我国绿色冶金机械设计的全面发展。

2.1特点分析

首先，较强的可行性。绿色钢铁冶金机械设计在我国发展前景较为广阔，传统意义上的钢铁冶金自身存在较大的矛盾，大批量的生产必然会造成较多的能源损耗，这与我国当前的发展决策背道而驰，提高有限资源的利用率，降低生产中的污染、浪费需要通过绿色钢铁冶金机械设计来实现。其次，较强的实用性。从冶金行业生产的现状来看，绿色生产意识淡薄。在现代化与信息化的发展前景下，优化冶金机械设计是提升生产质量、优化生产效率的必要举措，尤其是在竞争愈发激烈的今天，从源头上解决问题更能强化冶金企业的实力。第三，环保性。经过绿色理念、绿色技术的改造下，钢铁冶金机械的性能将得到较大的提升，借助绿色技术的支持，钢铁冶金生产中的隐患及不利局势可得到改善与扭转，这对于企业和国家而言均十分有利。

2.2关键技术分析

2.2.1谨慎挑选原材料

钢铁冶金生产过程中除了需要消耗钢铁等原材料之外，还要使用较多的添加剂及其他材料来进行生产，实践表明，差异化的材料选择会对其生产的质量及设备性能造成较大的影响，从源头上进行问题控制需要做好谨慎的原材料选择。优化生产质量，降低运营成本需要企业的管理者加大对材料选择的关注度，技术人员可通过自身的工作经验提出相应的建议，从诸多的原材料中做出最正确的选择，将设备保养、生产质量、运营成本纳入原材料选择的考量范畴中，尽可能的降低不必要的损耗及污染，为绿色经济的发展做出应有的贡献。

2.2.2降低废气排放率

冶金生产中，废气污染也是急需解决的问题之一，在进行绿色钢铁冶金机械设计中，应适当考虑废气处理的问题。大气污染会严重影响到人们的生活，雾霾、沙尘暴等恶劣天气的出现就是因为人们无节制的废气排放。在新时期，针对冶金生产中的废气污染题，设计者应结合绿色设计理念进行改良，如加大气体过滤研究，将生产过程中所排放出的气体为危害性降到最低。设计人员可在原有的钢铁冶金机械设计的基础上加大气体过滤、净化设备研究，真正实现低污染的绿色钢铁冶金生产。

2.2.3做好钢铁冶金机械的减震除噪

对于我国钢铁冶金行业而言，由于生产作业过程当中不仅需要加工、分离与洗选等精密机械设备，而且还需要重型机械，用于开采矿山、挖掘土质等，从而就使得在上述的生产、加工、采掘等过程当中会产生大量的噪音。为此，我国从事钢铁冶金行业的企业应当不断对现有机械设备进行改进，通过在现有厂区周围种植树木，或者是对现有机械设备进行整体与结构的布局的调整，或者是通过添加防噪项圈，定期对现有设备进行维护等诸多方式，来有效的设计出机械设备发出震动较小的、有利于提高生产产能的机械设备。

2.2.4提高密封技术，谨防泄漏

强化机械设备各个零部件及运作链的密封技术，不断加强对现有机械设备的密封设计，可有效的减少机械设备泄露给周边环境以及当地环境导致的破坏。为此，在开展绿色机械设备的设计时，应当对设备进行测试，并保持定期的维护，使用内部管理制度来有效的提升机械设备密封性能的提高。在进行钢铁冶金的生产与加工工作过程中，严密重视与控制好机械设备的渗漏问题，将会促使这一行业绿色经济和高产能的实现。

2.2.5强化实用性与审美性

设备检修及故障处理在各行各业的生产中均较为常见，强化绿色钢铁冶金机械设计的整体性能可有效降低设备故障的发生率，在进行具体的机械设计中，设计人员可有针对性的进行配件选择，尽可能的以保障生产性能、延缓使用寿命降低其生产中的成本。部分冶金企业在日常管理中制定了较为全面的检修计划，但是在现下，设计者可结合信息技术来提高设备检测的智能性，在多种检测技术下提升设备故障的报警及自我保护性能，确保每一次的检修工作都能准确有效。针对绿色钢铁冶金机械设计的审美优化需要设计者的重视，传统意义上的冶金机械外观都比较单一，适当的进行造型改良可以缓解使用者的视觉疲劳，通过色彩、形状的变化来吸引采购企业的视线。

3总结

在现代化的全面发展中，各行各业的发展均需要消耗大量的钢铁建材，但是从其生产及行业发展的现状来看，生产全过程存在较多的问题，在钢铁资源需求持续加大的市场环境下，节能、降噪、减排等都需要逐一落实。发展绿色钢铁冶金机械设计有利于解决上述的问题，同时可保障其生产的绿色化、节能化，在延伸钢铁冶金产品的实用性、使用年限上也非常有利，相关企业应加大技术投入，以先进的技术来强化生产效率及质量，为自身的长远发展奠定扎实的基础。

参考文献：

钢铁智能冶金技术范文

关键词：炼钢工艺炉外精炼技术

把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼,即得到钢。钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。通常所讲的钢,一般是指轧制成各种钢材的钢。钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。

1、国内外炉外精炼技术的发展历程和现状

炉外精炼:将炼钢炉（转炉、电炉等）中初炼过的钢液移到另一个容器中进行精炼的炼钢过程,也叫二次冶金。炼钢过程因此分为初炼和精炼两步进行。初炼:炉料在氧化性气氛的炉内进行熔化、脱磷、脱碳和主合金化。精炼:将初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器中进行脱气、脱氧、脱硫,去除夹杂物和进行成分微调等。将炼钢分两步进行的好处是:可提高钢的质量,缩短冶炼时间,简化工艺过程并降低生产成本。炉外精炼的种类很多,大致可分为常压下炉外精炼和真空下炉外精炼两类。按处理方式的不同,又可分为钢包处理型炉外精炼及钢包精炼型炉外精炼等。

铁中脱磷问题的认识和解决,在钢铁生产发展史上具有特殊的重要意义。钢的大规模工业生产开始于1856年贝塞麦(H.Bessemer)发明的酸性转炉炼钢法。但酸性转炉炼钢不能脱磷;而含磷低的铁矿石又很少,严重地阻碍了钢生产的发展。1879年托马斯(S.Thomas)发明了能处理高磷铁水的碱性转炉炼钢法,碱性炉渣的脱磷原理接着被推广到平炉炼钢中去,使大量含磷铁矿石得以用于生产钢铁,对现代钢铁工业的发展作出了重大的贡献。

我国早在20世纪50年代末,60年代中期就在炼钢生产中采用高碱度合成渣在出钢过程中脱硫冶炼轴承钢、钢包静态脱气等初步精炼技术,但没有精炼的装备。60年代中期至70年代有些特钢企业(大冶、武钢等)引进一批真空精炼设备。80年代我国自行研制开发的精炼设备逐渐投入使用(如LF炉、喷粉、搅拌设备),黑龙江省冶金研究所等单位联合研制开发了喂线机、包芯线机和合金芯线,完善了炉外精炼技术的辅助技术。现在这项技术已经非常成熟,以炉外精炼技术为核心的“三位一体”短流程工艺广泛应用于国内各钢铁企业,取得了很好的效果。初炼(电炉或转炉)精炼连铸,成了现代化典型的工艺短流程。

2、炉外精炼技术的特点与功能

炉外精炼是指在钢包中进行冶炼的过程,是将真空处理、吹氩搅拌、加热控温、喂线喷粉、微合金化等技术以不同形式组合起来,出钢前尽量除去氧化渣,在钢包内重新造还原渣,保持包内还原性气氛。炉外精炼的目的是降低钢中的C、P、S、O、H、N、等元素在钢中的含量,以免产生偏析、白点、大颗粒夹杂物,降低钢的抗拉强度、韧性、疲劳强度、抗裂性等性能。这些工作只有在精炼炉上进行,其特点与功能如下:

(1)可以改变冶金反应条件。炼钢中脱氧、脱碳、脱气的反应产物为气体,精炼可以在真空条件下进行,有利于反应的正向进行,通常工作压力≥50Pa,适于对钢液脱气。

(2)可以加快熔池的传质速度。液相传质速度决定冶金反应速度的快慢,精炼过程采用多种搅拌形式(气体搅拌、电磁搅拌、机械搅拌)使系统内的熔体产生流动,加速熔体内传热、传质的过程,达到混合均匀的目的。

(3)可以增大渣钢反应的面积。各种精炼设备均有搅拌装置,搅拌过程中可以使钢渣乳化,合金、钢渣随气泡上浮过程中发生熔化、熔解、聚合反应,通常1吨钢液的渣钢反应面积为0.8～1.3mm2,当渣量为原来的6%时,钢渣乳化后形成半径为0.3mm的渣滴,反应界面会增大1000倍。微合金化、变性处理就是利用这个原理提高精炼效果。

(4)可以在电炉(转炉)和连铸之间起到缓冲作用,精炼炉具有灵活性,使作业时间、温度控制较为协调,与连铸形成更加通畅的生产流程。

3、发展炉外精炼技术需解决的问题及发展方向

炉外精炼技术已经应用40年,对提高钢的纯净度、精确控制成分含量及细化组织结构等方面都起了重要作用,使冶炼成本大幅降低,同时提高了钢的品质和性能。但在发展的过程中也出现了一些问题,有待于解决,使这项技术更加完美。

(1)实现炉外精炼工艺的智能化控制,根据来料钢水的各种技术参数,利用信息技术,制定最佳的精炼工艺方案,并通过计算机控制各精炼工序。精炼工位配备快速分析设备,实现数据网络化,减少热停等待时间。

(2)钢包精炼:钢包精炼型炉外精炼的简称。其特点是比钢包处理的精炼时间长（约60～180分钟）,具有多种精炼功能,有补偿钢水温度降低的加热装置,适于各类高合金钢和特殊性能钢种（如超纯钢种）的精炼。真空吹氧脱碳法（VOD）、真空电弧加热脱气法（VAD）、钢包精炼法（ASEA-SKF）、封闭式吹氩成分微调法（CAS）等,均属此类;与此类似的还有氩氧脱碳法（AOD）。

(3)减少精炼过程的污染排放,精炼过程会产生大量废气,其中含SO2、Pb、金属氧化物、悬浮颗粒等,在真空脱气冷却水中含有固态悬浮物、Pb、Zn等,这些污染物须经企业内部的相关处理,把污染程度降低到符合排放标准后再排放,加强环境保护意识。

4、结语

炉外精炼技术是一项提高产品质量,降低生产成本的先进技术,是现代化炼钢工艺不可缺少的重要环节,具有化学成分及温度的精确控制、夹杂物排除、顶渣还原脱S、Ca处理、夹杂物形态控制、去除H、O、C、S等杂质、真空脱气等冶金功能。只有强化每项功能的作用,才能发挥炉外精炼的优势,生产出高品质纯净钢种。

参考文献

[1]王雅贞等.氧气顶吹转炉炼钢工艺与设备.北京:冶金工业出版社,2001.