3 钢铁行业的发展目标及存在的问题
党的十六大提出了全面建设小康社会的宏伟目标,2020年国民生产总值比2000年翻两翻。要实现新型工业化的目标,离不开钢铁工业强有力的支持,中国钢铁工业将继续保持稳定发展态势。根据中国钢铁工业协会2003年组织的市场调查结果[3],预计2005年国内实际钢材消耗量达到2.5亿吨,2010年达到3.1亿吨,要求国内钢铁产能有较大幅度的提高。目前我国仍有近三分之二的优质钢材需要进口,国内钢铁企业在品种质量方面还需要做艰苦的努力。
钢铁行业未来在数量和质量两方面的发展存在的问题:
(1) 在产能增加方面
首先是资源缺乏的矛盾日益突出,例如按目前的消耗水平,现有冶金矿产资源将很难保证本世纪内生产的需求;其次,能源结构不合理,二次能源利用还很不充分,能耗高;第三,推行高效、低耗、优质、污染产生少的绿色清洁生产虽已有了初步成效,但从总体上看还处于初始阶段。
(2) 在品种质量方面
首先是淘汰落后工艺装备的任务还未完成,流程的全面优化和工艺装备的进一步优化还受各种条件的制约,大型设备依赖进口,特别是薄板连铸连轧生产线等基本全套引进;其次,在新品种开发方面,原创性自主创新不多,产品质量的技术保障体系尚需完善。
4 冶金自动化存在的问题及解决措施
以上问题的解决,最终必须依靠冶金行业技术创新能力的增强[4][5][6][7][8], 同时, 对冶金自动化技术提出了新的挑战。
4.1 冶金自动化存在的问题
(1) 炼铁系统(铁、焦、烧)是高炉-转炉流程降低成本和提高环境质量的瓶颈,目前现状和国际炼铁发展目标有相当的差距,要向渣量150~300kg/t、焦比240~300 kg/t、喷煤250~300 kg/t、风温1250~1300。C、寿命大于20年的21世纪国际先进目标努力。
(2) 炼钢是钢铁生产的重要工序,对降低生产成本,提高产品质量,扩大产品范围,具有决定性影响。目前,国内绝大多数钢铁厂(转炉或电炉)均采用人工经验控制炼钢终点,效率低,稳定性差,无法满足洁净钢或高品质钢生产的质量要求。
(3) 轧钢技术
20世纪轧钢技术取得重大技术进步的主要特征是自动化技术的应用, 如计算机自动控制在连轧机上首先应用,使板带材的尺寸精度控制得到了飞跃,AGC的广泛推广应用就是例证,以后的板形自动控制、中厚板的平面形状自动控制、自由规程轧制等,无一不是以计算机为核心的高新技术应用的结果。
4.2 对冶金自动化技术的需求对自动化技术的需求主要有:
(1) 开发更多的专用仪表,特别是直接在线检测质量的仪表,采用数据融合技术;
(2) 针对高炉冶炼大滞后系统特点,前馈控制和反馈控制相结合,采用预测控制等先进控制技术;
(3) 数学模型、专家系统和可视化技术相结合,保证冶炼过程顺行;
(4) 信息技术与系统工程技术相结合,不断优化操作工艺,提高技术性能指标;
(5) 应当关注直接还原和熔融还原(HISmelt、Corex、Finex技术)等新一代炼铁生产流程对自动化技术的新的需求。
4.3 主要的解决措施
(1) 炼铁系统
需要完善动态数学模型,并与炉气分析等技术结合,提高炼钢终点的自动控制水平;