钢铁工业论文范文精选

摘要目前，我国钢铁行业正以突飞猛进的速度发展着，在取得举世瞩目的成就同时，给我国环境带来的污染也愈来愈严重，环境问题成为制约我国钢铁行业发展的重要问题。因此，主要论述钢铁行业近年来的发展和存在的环境问题，进而分析问题产生的原因，提出钢铁绿色化的必要性及几点建议。

关键词钢铁工业绿色化环境

1引言

中国的钢铁工业历经50年的发展，特别是改革开放20年以来，有了巨大进步，取得了举世瞩目的成就：钢产量增加速度加快，技术水平明显提高，产品结构不断调整，成为名副其实的钢铁大国。但是，钢铁工业也是高能耗、高水耗、高污染的产业，是能源、资源消耗、污染物排放的大户。目前，钢铁行业的能耗占全国总能耗的10％以上，钢铁行业水耗占全国工业水耗的9％左右；而且，我国钢铁工业的能耗、水耗指标大大高于国外的先进水平。随着我国钢铁工业的快速发展，将会带来一系列更加严重的资源、环境问题。生态环境问题已成为影响钢铁工业发展的重要问题。因此，对于中国钢铁绿色化的研究具有重要的理论意义和现实意义。

2近年来我国钢铁工业化迅速发展的状况

1996年我国钢产量首次超过1亿吨大关，跃居世界第一位，此后我国钢产量一直保持世界排名第一的位置。2002年实现钢产量1．8亿吨，到2003年钢产量突破2亿吨，达到22234万吨，2004年全国共产钢27279万吨，比上年增长22．7％，生铁、钢材的产量分别达到创纪录的25185万吨与29723万吨(含重复材)，同比增长均在20％以下。在钢材品种和质量方面，已经逐步形成能冶炼包括高温合金、精密合金在内的1000多个钢种，轧制和加工包括板、带、管、型、线、丝等各种形状的4万多个品种规格的钢材；各项技术经济指标明显提高。从1991～2003年钢产量增加近2．13倍，总能源消耗量只增加1．84倍；吨钢耗新水量下降了75．2l％；吨钢废水排放量下降了82．56％。尤其是吨钢能源消耗大幅度降低，去年我国重点企业平均吨钢综合能耗764．06kg/t，比1991年下降50．53％；吨钢可比能耗为741．48kg／t；污染物综合排放合格率达到90．59％；废气处理率达到98．31％，环境质量明显提高。

从以上数据中可以看出，我国钢铁工业确实以举世瞩目的速度发展着，但是，目前我国综合能源利用率约为33％，比发达国家低10个百分点，单位产值能耗是世界平均水平的2倍多，是日本的11.5倍，是德国和法国的7．7倍，是美国的4．3倍。因此，从某种意义上说，我国钢铁工业的发展是以高消耗、高污染为代价的。

3我国钢铁工业环境危机的原因

摘要目前，我国钢铁行业正以突飞猛进的速度发展着，在取得举世瞩目的成就同时，给我国环境带来的污染也愈来愈严重，环境问题成为制约我国钢铁行业发展的重要问题。因此，主要论述钢铁行业近年来的发展和存在的环境问题，进而分析问题产生的原因，提出钢铁绿色化的必要性及几点建议。

关键词钢铁工业绿色化环境

1引言

中国的钢铁工业历经50年的发展，特别是改革开放20年以来，有了巨大进步，取得了举世瞩目的成就：钢产量增加速度加快，技术水平明显提高，产品结构不断调整，成为名副其实的钢铁大国。但是，钢铁工业也是高能耗、高水耗、高污染的产业，是能源、资源消耗、污染物排放的大户。目前，钢铁行业的能耗占全国总能耗的10％以上，钢铁行业水耗占全国工业水耗的9％左右；而且，我国钢铁工业的能耗、水耗指标大大高于国外的先进水平。随着我国钢铁工业的快速发展，将会带来一系列更加严重的资源、环境问题。生态环境问题已成为影响钢铁工业发展的重要问题。因此，对于中国钢铁绿色化的研究具有重要的理论意义和现实意义。

2近年来我国钢铁工业化迅速发展的状况

1996年我国钢产量首次超过1亿吨大关，跃居世界第一位，此后我国钢产量一直保持世界排名第一的位置。2002年实现钢产量1．8亿吨，到2003年钢产量突破2亿吨，达到22234万吨，2004年全国共产钢27279万吨，比上年增长22．7％，生铁、钢材的产量分别达到创纪录的25185万吨与29723万吨(含重复材)，同比增长均在20％以下。在钢材品种和质量方面，已经逐步形成能冶炼包括高温合金、精密合金在内的1000多个钢种，轧制和加工包括板、带、管、型、线、丝等各种形状的4万多个品种规格的钢材；各项技术经济指标明显提高。从1991～2003年钢产量增加近2．13倍，总能源消耗量只增加1．84倍；吨钢耗新水量下降了75．2l％；吨钢废水排放量下降了82．56％。尤其是吨钢能源消耗大幅度降低，去年我国重点企业平均吨钢综合能耗764．06kg/t，比1991年下降50．53％；吨钢可比能耗为741．48kg／t；污染物综合排放合格率达到90．59％；废气处理率达到98．31％，环境质量明显提高。

从以上数据中可以看出，我国钢铁工业确实以举世瞩目的速度发展着，但是，目前我国综合能源利用率约为33％，比发达国家低10个百分点，单位产值能耗是世界平均水平的2倍多，是日本的11.5倍，是德国和法国的7．7倍，是美国的4．3倍。因此，从某种意义上说，我国钢铁工业的发展是以高消耗、高污染为代价的。

3我国钢铁工业环境危机的原因

一、稀缺的工厂基址与局促的生产空间

钢铁工厂要求生产空间具有起码的整体性与连贯性，这不仅关乎到工厂的建设成本，对日后厂区管控也有长效影响。地势的局促加之征地困难，使得内迁钢铁工厂所得生产空间条件差强人意。以钢迁会为例，该厂是抗战时期重庆最大规模钢铁企业，在筹建之初“由于器材运输困难，重庆附近沿长江两岸又缺乏平地，反复研究，最后由杨继曾主任委员决定就在大渡口地区建厂。”瑏瑣从整体地貌来看，该厂选址具有较大的局限性，“现择厂境内，丘陵起伏、溪涧横陈。”（如图2）所划定的厂区内，“其一部分虽似相当平坦，然前后高低相差亦有15公尺以上”，“地基比较狭小，而且高低不平相差1—2米，必须搬山填沟。”瑏瑤，除地势不平外，临江区域多为硬质土，给施工造成难度。“浮土不及1公尺，以下都为石质，建厂时之土方石方工程，颇为艰巨，需时既久耗费亦多。”瑏瑥同样受到厂区基址影响的还有供水问题，传统观念认为临江工厂都具有取水方便的条件，但就具体情形而论，江畔地势和水位变化对于工厂取水又有直接的影响。钢迁会厂区整体“大抵地势高出洪水位约10公尺以上，可无淹没之虞”瑏瑦，加之“重庆附近在洪水枯水时期之水位相差在30公尺以上，故取水设备须将水泵装于斜坡车架或囤船上，视水位之高低而移动之。”“此外又须于高处建筑蓄水池，以保给水之不断。凡此种种，设备既繁，需费颇多。”瑏瑧重庆区域内长江以南的阶地多背山面水，“厂境后为崇高山地，雨水宣泄，向赖厂内溪涧。”为保障排水顺畅，“厂境周围另行开挖明沟。务期暴雨来时，厂地无泛滥之虞。”瑏瑨

二、恶劣的运输环境与低下的运输效用

工业运输的概念异同于一般交通运输，在考量其线路延伸和运输方式的同时，还应关注运输的实际效用。在1935年参谋团入川以来，西南地区的交通状况已有所好转，线路延伸较为广泛，辐射区域不断拓展。但从工业运输的角度加以考量，在战争的语境下，运输状况很难对重庆范围内的钢铁企业构成有效支持，从当时钢铁行业所主要凭靠的水陆联运、陆路运输和水路运输三种方式来看，周转线路过长，运力欠缺和路况恶劣的情况均普遍存在。从水陆联运线来看，重庆为川湘、川陕线水陆联运之节点，其中川湘线地处川东平行岭谷构造地带，整条线路被分为数段，“川湘线全程一千六百公里，其中衡阳至常德三百公里及涪陵至重庆一百五十公里可以利用轮船，龙潭至龚滩一百二十五公里，为人力挑运，其余均可采用木船运输。”瑏瑩其中伕运部分尤为艰难，且运量有限，“伕运部分现有伕役数千人，每日运量不过数百吨，所以有时不能不利用一部分汽车运输（自龙潭经行黔江至彭水）后再利用乌江水运，约三百零五公里，此路陡坡急灣（弯），不易通行板车，唯有充分装置木炭汽车，以补伕运之不足。”瑐瑠而木船不仅运量不敷，且航运条件恶劣，“一为各江水位气候变化不测，为航行安全，必须随时等候适当水位，然后顺槽放水过滩堤，较不致有虞。

一为纤伕之缺，因川湘原属古道，自长江开放后，即废弃不用已数十年于兹，以致各江纤道已多毁败，必不熟练纤夫，积有多年经验者，方能胜任。”瑐瑡就运量而言，“彭水至涪陵，现以纤夫七千名即每月可维持数百吨运量”瑐瑢，如此辗转且艰难的运输线路，所能转运的货物数量十分有限。从陆路运输线路来看，公路运输在重庆钢铁工业发展中所发挥的作用十分微弱，战前修通的川黔线“自成都经简阳、资阳、资中、内江、隆昌、荣昌、永川、璧山，至重庆渡河，再经綦江，而达贵州之松坎，全线共长六百四十余公里。”瑐瑣就运输效率来考量，该线路“以价值而论，表面似甚经济，然考其实质路面多系土泥，桥梁涵洞多不完备，一经淫雨则满道泥泞，陷车滑车，累见不鲜。”瑐瑤在太平洋战争爆发后，日军兵锋席卷缅越，中国的有效外援几乎断绝，公路运输所需的汽油越发金贵。“战时车辆减少，军运较忙，故需时较长。”瑐瑥资源委员会所属电化炼铁厂配有卡车48辆，而在车运方面“因滇缅路封锁，器材进口不多，加之油料困难，故行车较少。”瑐瑦位于江北石门坎一带的资和钢冶炼公司，资源委员会加入投资后，改为公私合营的资和钢铁冶炼公司。该厂使用涪陵赤铁矿与贵州锰矿为原料炼成含锰80％以上的锰铁，当时锰矿的运输主要需依靠公路，就运输的实际效费分析，在资和公司《开采贵州遵义锰矿计划》的文件中称“运输路线由硐上至团溪20公里，用人力挑运，每担约20元。惟因人力稀少，大量运输甚是困难，团溪至遵义45公里，虽已通公路，但因货物较少，觅车不易，现有牛车可雇，每担40元—50元，每吨合800元—1000元，但速率甚低。”瑐瑧当时资和厂的锰铁年产量在7360吨左右，以1943年市价判断锰铁每吨售价为12000元左右，锰矿运费所占成本接近50％，效费比之低，成本之高昂，不言自明。

瑐瑨在抗战时期，工业基础设施滞后的条件下，钢铁工厂多需仰仗水运。从工厂的分布来看，沿河设厂的钢铁企业占到近90％，结合原料产地的分布特征，各厂对嘉陵江航道渝碚段、綦江航道和长江航道渝涪段的使用频率都很高。但就航道的实际情况来看，通航条件不容乐观。嘉陵江航道中由重庆北上至广元一线，“全程七百四十公里，……，全线滩险林立，约二百数十处。”瑐瑩特别是入秋之后，“嘉陵江水位低落，运输不便。”瑑瑠綦江航道的使用效率直接关乎綦江铁矿和南桐煤矿能否被重庆周边工厂有效利用，然而当时“铁矿及一部分用煤之运输须凭借綦江河及支流殊多困难，现维由导淮委员会计划，改良航道，但船只多而载量小，水运问题仍不得谓之根本解决。”瑑瑡资源委员会所建重庆炼铜厂，建址于重庆化龙桥，所需物资大部由该厂木船“分驶三溪蒲河线，三溪赶水线，白石塘赶水线及三溪重庆线装运本厂所需要一切原材。”瑑瑢而当时“白石塘至赶水一段水浅滩多，普通船只不能行驶，只可用软板船，枯水时期仅载数百公斤，赶水以下水流较深，然滩礁极多，其间虽建有闸坝2座，但仍有著名之险滩数处，船夫均视为畏途，船只载量亦只有2—5吨。枯水则运量甚微，洪水则汹涌，甚至闸坝满溢，船只完全停航，此该线运输之特殊困难也。蒲河至三溪，水程较近，其间建有闸坝3座，水流较为平稳然亦有险滩一处，若旬日不雨，则船只停航，交通梗阻，船只载量5—15吨。重庆至三溪涌逆流而上，路途较远，航行期约15日，顺流只五日可达，船只载5—15吨。源（沅）陵至三溪，该线物料经常由源（沅）陵船运重庆转运三溪需时3月有余。里程既长时间亦久，经过崇山峻岭荒僻之区，无论船运背运，均感困难。”瑑瑣从工业运输的效率来看，耗时较长的水运本以运量见长，而在恶劣的航运条件下，非但耗时愈长且运量亦为一大瓶颈，非但不为在渝工厂的区位优势，反为其硬伤。

三、高昂的开采成本与粗放的矿料应用

重庆周边丰富的矿藏一直被认为是抗战时期该地发展钢铁工业得天独厚的优越条件，但矿藏的分布仅代表其具有开发潜力，实际开发则要从工业发展的经济角度加以再考量，矿料的开采与矿藏品质是其间较为重要的因素，它直接决定开采是否具有经济价值，在钢铁工业链条的循环过程中能否起到促进作用。就矿料的开采来看，重庆周边的方山丘陵地貌对于开矿并不理想，以重庆周边规模最大的綦江铁矿开发为例，当时綦江矿厂主要有土台、麻柳滩、大罗坝、白石塘、苏家井五处，其中土台矿区产矿额占綦江产铁45％。但就开采条件而言，该区不甚理想，在开采地域内的老君阁、石岗坝一带，“俟坑深路远，水大难泄，不易开采”，瑑瑤西南各洞“坑远水大，开办困难”。瑑瑥整个矿区受到地势限制，给生产带来颇多不便，童书德在《綦江铁矿事业概况》中称“惟土台位在高山，限于天然障碍，运输工作极感困难。由田坝至小鱼沱，共有坡道五处，各置绞车1座，敷设双轨。安置钢丝绳，重车下行将空车带上。惟12华里之坡道，连接三层，凡2000米，至为险峻。每坡设开车工人1人、会车工人3至4人不等。

本文作者：高源鸿闻杰作者单位：辽宁省鞍山市发展和改革委员会

鞍山经济发展对辽宁贡献实证分析

作为辽宁经济发展的重要组成部分，鞍山经济发展对辽宁经济增长有拉动作用是毋庸置疑的。下面利用计量分析软件Eviews3.1对鞍山及辽宁近15年的历史数据进行分析，从理论上证实鞍山经济对辽宁经济增长的拉动作用，用模型及数据直观反映拉动情况。

1.数据来源及整理。为了能够使分析得出的结论更具有代表性，本文的样本为1996年至2010年15年的数据，分析鞍山经济对辽宁经济发展的影响主要利用GDP这一经济指标，为了佐证结论，把鞍山三次产业数据资料总结汇总如下表1。

2.模型分析。辽宁GDP的增长率是用辽宁GDP当年价格计算而得，且模型中所用数据皆为比率数据，所以鞍山GDP与鞍山第一产业、第二产业、第三产业增加值均调整为用当年价格表示。对上表中的数据整理计算所得数据见下表2所示，其中Y代表辽宁地区生产总值增长率、Y1代表鞍山地区生产总值增长率、X1代表鞍山第一产业增加值增长率、X2代表鞍山第二产业增加值增长率、X3代表鞍山第三产业增加值增长率。经整理得到以下数据：现用计量分析软件Eviews3.1对模型数据进行估计，分析鞍山经济增长对辽宁经济增长拉动情况。由于回归模型扰动项存在序列相关（如下图2），估计并修正后结果如下：（略）。由F检验统计量p值等于0.000005小于显著性水平0.05可以看出，不能拒绝模型中所有参数为0的假设；其次由修正R2=0.9484可以看出，该模型整体拟合效果很好；由t检验p值可以看出，模型中常数在显著性水平0.05下不显著，但是在统计模型估计中常数的显著性与否可以忽略，而Y1前面的系数在0.05的显著性水平上很显著，可以说该模型中的系数是有效的。本文旨在给政府在今后的经济发展中做出正确决策提供依据，同样运用计量分析软件Eviews3.1拟合鞍山地区经济产值与鞍山三产增加值之间的模型（见下式2）。

3.结论分析。根据以上模型得出以下结论：（1）由模型式1中Y1前面的系数可知，在其他条件不变的情况下鞍山GDP每增加1个百分点，可拉动辽宁GDP增加0.08189个百分点。说明鞍山经济对辽宁经济发展有较大的贡献，进而可以得出2011年鞍山经济增长为辽宁经济增长拉动了0.9830个百分点，意味着辽宁2011年的经济增长中有将近1个百分点是鞍山经济拉动的，是鞍山经济做出的贡献。（2）根据模型式2可知，在其他条件不变的情况下，鞍山三产增加值每增加1个百分点，鞍山GDP分别增加0.087153个百分点、0.470167个百分点、0.390506个百分点。（3）结合模型式2中%X1、X2%、X3%前面的系数对比来看，在本文样本设计区间内鞍山第二产业对经济增长贡献最大，数值为0.470167，其次为第三产业为0.390506，这与鞍山经济发展实际情况十分相符。2011年鞍山地区生产总值三次产业的构成比例为4.6：53.8：41.6，由此可以看出鞍山2011年第二产业占比高于第三产业12.2个百分点，但是鞍山第三产业对经济的拉动作用仅低于第二产业0.079661个百分点，由此可见鞍山第三产业的表现突出，即随着经济发展第三产业的作用越来越大，这在很大程度上也说明了鞍山经济结构正随着经济发展需要而向世界经济结构接轨。

政策建议

从上述分析结果以及现实情况可以看出，鞍山的发展始终离不开整个辽宁的辐射与带动，同时辽宁发展对鞍山发展不可或缺，为了更好的促进鞍山自身经济以及辽宁经济发展，鞍山要在振兴东北老工业基地基础上，抢抓辽宁沿海经济带和沈阳经济区双重战略机遇，实现大发展快发展。

1钢铁工业自动化的发展特征

钢铁自动化的发展带来的不仅是生产上的效率与产量的提升，更重要的是钢铁自动化对降耗节能、完善产品质量等多方面，都充分发挥了极其重要的作用。仪表检测抗震动性强、耐高温与抗粉尘环境等特征，都是钢铁自动化工业在实际工作中的具体体现。对控制管理钢铁工业自动化，要具有周密的复杂性，并能够适应整个过程中的变化，从而达到灵活掌控。在现代信息技术的支持下，构成了一套完整的钢铁自动化体系，呈现出按顺序控制与连续管理控制相结合的批量半连续生产模式。

2自动化在我国钢铁工业中的应用现状

目前，在我国的钢铁企业中存在着发展的不同差异，通过企业的发展与经营状况可以清楚的看出，自动化发展与装备应用发展存在着发展不平衡现象。出现这种现象的原因是：在钢铁企业中比较领先的，因其成套或是部分引进了国外先进技术，从而在自动化水平上呈显著较高的水平。对于中等企业大都始建于二十世纪五六十年代，生产设备与加工工艺明显落后，因此出现控制监测仪表在特殊情况下的检测的情况。到二十世纪八十年代开始，大多的钢铁企业认识到了自身存在的不足，所以钢铁企业纷纷开始引进国外的先进设备，重新对企业进行一次重建或是改造，通过这次的技术及设备的变革之后，钢铁企业的自动化控制水平有了质的飞跃。通过这次重大的企业改革之后，目前，新建企业与之前的中高企业均都采用PLC、DCS自动化控制系统，并能较好的控制自动化系统。而中小企业也采用国PLC、DCS自动化控制系统，但在控制方面还不够成熟，处于过渡阶段。

3自动化仪表在我国钢铁工业中的发展策略

3.1提高智能化控制与先进控制相结合的应用策略，所谓的智能化控制就是在操作员操作过程中，只要在控制系统中输入相应的数据就可以完成整个操作，前提只需要掌握设备的操作方法即可。智能控制技术在钢铁工业中得到了广泛的应用，并且发挥了显著的效果。而在先进控制的推动下，智能控制得到了进一步的提升，两者较好的结合在了一起。在实际工作中进一步的向工程化方向发展，使PLC、DCS系统充分发挥其控制系统价值与功能潜力。

3.2重视系统开发和现场总线控制仪表的应用，实现自动化系统与现场设备智能化连接，是由现场总系来实现的，通过现代化数字通信技术直接扩展到现场级仪表，从而现场智能仪表接收来自中央控制DCS系统百分之六十至百分之八十的控制功能，进而构成了现场总控制系统FCS，将测量、控制一体化和明确的分散控制。从而使得控制系统的安全性可靠性进一步提高。在钢铁工业中，我们要重视对现场总共控制系统的应用及开发，让自动化仪表的功能优势充分发挥出来，研究现场自动控制仪表同有关系统的实际应用策略，制定出符合钢铁工业发展的实用性方案。

3.3适应钢铁工业发展趋势，全面开发特殊的专用仪表，在钢铁工业的实际生产中，对多种特殊专用仪表综合应用的情况，如在对极高温度进行测量，并分析其成分、测量液面，高温高速移动钢带，以及产品的大小等。鉴于这种特殊仪表的应用范围之广，我们要采用现代化的手段，利用计算机、现代化微处理器等来促使其自动化、机电一体化的发展。如今很多钢铁工业积极利用现代化技术研发特殊专用仪表，譬如应用CCD元件，红外线、光纤、射线检测装置等，并将其投入到工业生产过程中，随着钢铁工业的发展，我们要继续研究开发更先进的自动化仪表，从而提高钢铁工业综合生产水平。

作者：郭雨春 李亮举 单位：北京首钢自动化信息技术有限公司

两化融合在我国钢铁行业进入了新的历史发展时期

在这样的形式下，两化的深度融合，使得钢铁企业如果离开了自动化与信息化，将无法正常运转。自动化、信息化技术也在两化深度融合过程中，实现了由离散型开发与应用向系统集成、协同与智能方向发展与迈进，具有自主知识产权品牌的自动化信息化技术的研发与应用也崭露头角，自身水平也得到了进一步提升。钢铁企业本身的自动化、信息化人才队伍也有了进一步的充实与加强。无论是数学模型还是制造执行系统（MES）的开发与应用，都达到了较高水平，有些技术的理论与应用水平也已经达到了国际领先，已经成为新一代钢铁工艺流程建设的中坚力量。自动化信息化技术在企业转型过程中的作用钢铁企业在转型进程中，重点是改善产品结构、优化工艺流程，建立健全现代化企业管理制度，提高企业对市场的快速响应能力，这一切都离不开自动化、信息化的支持与保证。在这一进程中，不仅要采用先进的自动化、信息化技术来提升企业的自动化、信息化水平，更要积极研发并采用具有自主知识产权的国产工业控制软件，为企业转型源源不断地提供新的动力与支持，使钢铁企业的核心竞争力不断增强，完成我国钢铁企业由传统经济模式向可持续发展、绿色经济模式的转型；由以产能扩张为主的经济增长方式向以品种质量为主的经济增长方式转型；从单一的钢铁物质价值观向多元的和谐价值观转型，使得中国的钢铁业真正从中国制造走向中国创造。两化深度融合成就了一批新的自动化、信息化技术与产品钢铁工业的两化深入融合，为自动化、信息化技术的发展提出了策略，指明了方向，并提出了新的更高的要求。在新的课题前面，在新产品与新技术方面，一批具有智能化、自动化、数字化的新产品不断问世。在二级数学模型、制造执行系统等方面的新产品成功应用与生产实践，不但填补了国内空白，有些产品与技术已经达到国际领先水平。云计算以及物联网技术的应用，在国内还处于介绍概念的阶段，物联网技术已经成功应用于首钢京唐公司的生产工艺流程中，并取得了明显的效果。

发展工业控制软件是实现两化深度融合的技术保证

自动化、信息化技术的发展，从硬件技术角度出发，要实现较大突破，短时间内难以凑效，而且还需要芯片制造业等其它行业的支持。所以，要实现两化的深度融合，就要在工业控制软件的开发与应用上寻找突破口；这样不仅可以在较短时间实现技术上的突破，还可以为两化深度融合提供真正的技术支持与保证。工业控制软件发展水平是钢铁工业两化深度融合的重要标志，也是两化深度融合的强大动力。工业控制软件的分类工业控制软件的发展方兴未艾，在技术上呈现出智能化、数字化、网络化的发展趋势，从基础自动化到过程自动化都有工业控制软件的存在，从其技术品质及应用环境出发来进行分类是一种可行的方法。（1）以数模为主要技术内容的控制单元模块这类控制单元模块主要以产品形式出现，具有明显的行业特点，并以模型运算或数据处理为主要内容。恩格斯曾经在《自然辩证法》一书中提出，数学在一门科学中应用的程度，标志着这门科学成熟的程度。可以说模型化即数字化，对现阶段而言，模型开发是工业控制软件发展的最高形式和阶段，控制单元采用的是模块化结构，适应性强，可以嵌入到通用控制系统中，完成系统控制功能。也可以单独使用，完成某一项自动控制功能，还可以根据不同的需求，任意组合，形成一套新的控制系统。控制单元模块的研制开发具有明显的工业控制软件研制与开发的特色，在钢铁行业烧结终点控制模块开发中，首先根据需求，确定开发目标，即：合理控制烧结终点温度，实现烧结机的智能控制，稳定生产以实现优质高产；其次，根据工艺条件及目标，开始建立模型，确定合理的算法，选择合适的终点温度控制手段。第三，进行架构设计，进行合理的分析，并根据架构形式，进行流程设计，并开始编程。第四，进行调试，并最终确定模型参数或系数的合理选择及合理存在空间。最终，通过对废气温度场的分析，进行曲线拟合，合理而准确地控制烧结终点的位置和温度，有效提高终点温度的稳定率，既稳定了烧结生产过程，也对提高烧结生产的产量及质量大有裨益。（2）兼具管理与控制功能的工业控制软件这部分工业控制软件主要包括如制造执行系统（MES）、供应链管理（SCM）等，其主要特点是行业色彩浓厚，特殊环节还需要按照工艺要求定制开发。其兼具管理与生产控制功能，或者形象的说是联接企业管理与生产控制的一座桥梁，将管理与生产有机地结合成一个整体。集成化MES在企业信息化ERP/MES/PCS三层架构中就起到了承上启下、横向贯穿打通各个相关联工艺设备的关键作用，是从企业经营战略到具体实施间的一座桥梁。它以“工厂模型”为依托，以全流程物料移动与跟踪为主线，以及设备全生命周期管理为中心，以安全优化生产为目标进行设计和实施，保障系统的实用性和实效性。它较好地解决了钢铁企业在生产过程中存在的生产计划与生产过程脱节，生产指挥滞后等现状，如果以工艺为主线来看MES，其主要内容包括：贯穿全工序的一体化生产计划的编制与调整生产制造过程的动态优化处理；生产成本在线收集与控制；生产合同的动态跟踪；设备状态的安全监控与维护等等。按照内容来设计MES架构，一般包括：信息集成平台，核心功能模块及可视化人际操作界面。信息收集平台主要功能包括跨工序、多控制系统的数据采集、存储和利用。同时还能够完成基于计划执行中的生产、制造信息作为实绩收集、整理，并对计划进行适时调整、控制、优化，并最终实现系统的数据信息的共享，实现生产的实时性管理。核心功能整体模块主要包括数据采集系统、销售生产计划系统、订单管理系统、进程管理系统、工序计划系统、作业管理系统、发货管理系统、质量管理系统以及生产管控系统等。可视化人机控制界面要求要有强大的通信功能以及标准化界面技术的广泛采用，方便用户操作。总之，MES的存在价值就在于生产前期可以通过优化排产来降低生产成本，缩短生产时间；在生产执行过程中，在数据采集、质量控制、资源管理等方面实现高效的执行力和质量保证；在生产后期还可以进行数据分析与决策支持。（3）具有行业特色的基础平台基础平台是一种基于中间件、模件的技术，也可以理解为对象或模件的打包。各种中间件功能也是以面向对象或模件的方式提供。因此，基础平台可以形象地认为是数据处理功能＋通用功能（常用的监控功能）＋专用功能（各子系统功能、定制功能）。建设具有行业特色的基础平台，要针对行业特点，提供完备的自动化信息化技术支持，多种工业控制软件都可以在这个平台上进行实验调试，也可以上线作为操作控制平台来使用。在强大的后台系统软件及数据处理手段的支持下，可对多种工业控制软件进行互联互通、协同操作、资源共享，形成具有专业特色的不同环境下的国产工业控制软件的解决方案。基础平台的开发，在工程组织上采用“特定领域软件体系结构”方法，架构设计上参考了“面向服务架构”方法，在产生或搜集可复用构件过程中采用了“中间件”技术。平台由基础构件库、服务库、工具库和数据库组成。基础构件库是一系列可复用模块集合，通过它可以高效地开发应用程序；服务库是一组特定设计的可管理、可配置的服务程序集合，通过它可以快速地实现控制系统的基本功能；工具库是一组配合系统开发的、可视化的应用程序集合，通过它开发人员可以精确地对开发过程进行配置和管理，维护人员可以方便地对系统进行监控和维护。数据库提供的是一个数据共享，集中数据处理与分析的功能。基础平台的开发，平台安全是第一的，特别是平台涉及到的实时工业控制软件部分，安全尤为重要，否则其后果不堪设想。基础平台安全的开发，其最高境界是保证不出事故，发生事故，损失也将降到最低。当冶金过程控制系统开发平台和数据分析系统开发完成后，系统将会形成一个标准的系统孵化器。将所有基于冶金过程控制系统的开发系统将都以冶金过程控制平台作为母版，在平台提供开发环境下，通过大规模重用可以可靠、高效、快速地搭建冶金过程控制计算机应用系统。随着科技的进步，数字化工厂这一概念为越来越多的人所熟悉。所谓的数字化工厂，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。数字化工厂（DF）主要解决产品设计和产品制造之间的“鸿沟”，实现产品生命周期中的设计、制造、装配、物流等各个方面的功能，降低设计到生产制造之间的不确定性，在虚拟环境下将生产制造过程压缩和提前，并得以评估与检验，从而缩短产品设计到生产的转化的时间，并且提高产品的可靠性与成功生产。而自主开发的完整的冶金过程控制平台系统，将会为数字化工厂提供必要的数据支撑和环境支撑。工业控制软件及其应用技术是企业核心竞争力的重要组成部分当前这场金融危机，对钢铁工业来讲，带来了挑战，同时也带来了钢铁工业战略转型的机会，正确的选择是：千万不要错过危机带来的转型机遇，通过转型使企业的核心竞争力得到可持续发展。其第一要素就是科技创新，通过工业化手段实现钢铁产能的扩张，这一步已经完成，只有通过发展两化的深度融合，企业才能实现真正意义上的可持续发展，在这个进程中，其主要的技术手段之一就是工业控制软件及其应用。好的优秀的先进技术，首先要有先进的操作方法，工业控制软件及其应用技术是一种具有持续性的创新。今天你领先，并不意味着明天你仍然领先。今天你取得的创新成果，明天很可能成为行业共识，所以需要持续创新，只有这样工业控制软件及其应用技术才能真正成为企业核心竞争力的重要组成部分，其次，工业控制软件的研发及其应用，还要不断进行优化，在合适的时间，选择合适的人员、合适的环境，研发及应用合适的知识。

工业控制软件的未来发展趋势工业控制软件及其应用

技术是现代企业的核心竞争力，也是我国自动化、信息化发展的重点内容。为了更好的适应经济全球化发展的大格局，使中国冶金自动化、信息化在竞争中生存发展，把我国工业控制软件及其应用的技术水平达到国际领先，就要坚持用不断创新的精神指导我们的研发工作。(1)自主创新，开发自己的工业控制软件核心技术无论一个行业，还是一个企业，花钱是买不来自动化、信息化的。只有依靠持续性自主创新，突破工业控制软件的核心技术，抢占制高点，我们才能掌握全局，利用先进的数学工具，开拓我们未曾涉足的技术领域，进一步挖掘数据信息的内涵，数学模型与数据挖掘将成为工业控制软件进一步提高、发展的亮点。(2)开发工业控制软件基础平台通过平台软件的开发，就可以把原来离散的软件控制模块实现系统化与通用性，并将这些软件模块协同应用，可以大大减少工业控制系统的开发时间及有效降低开发成本与应用成本。一些通用的通信功能、数据处理功能等均可成为平台的重要组成部分，提供公共服务后台支撑，进而形成具有行业特色的国产工业控制系统的解决方案。如果将一套工业自动化控制系统的解决方案比喻成一个航母战斗群的话，那么基础平台就是那艘航空母舰。(3)强化工业控制软件的应用对于工业控制软件而言，应用是工业控制研发的重要一环。实现由技术驱动向应用驱动的转变，是工业控制软件开发创新的必要手段。特别是针对大型自动化控制系统而言，有些定制开发的内容是不可避免的，而这些问题只有在应用中才能得以解决，进而开拓新的市场。再者，没有市场应用空间（包括技术空间、未来应用空间、国家利益空间）的产品与技术开发，目前暂时还不能成为我们的研发重点。第三，有了市场空间，就可以形成创新成果－产品－市场的良性互动，为进一步工业控制软件的研制与开发提供新的支持与保证。美好生活，未来钢铁力量的全面支撑，中国钢铁是一种无言的铮铮，是一种默默矗立着的大美，这种大美就是用钢铁托起中国民族的脊梁，这种大美的背后，是自动化与信息化无言的奉献。

1钢铁工业存在的问题和可持续发展

中国钢铁发展受诸多因素的制约：资源短缺，技术落后，产品结构不合理，劳动生产率不高，对环境的污染太大，这些因素都影响着钢铁工业的发展。环境保护与可持续发展是密不可分的，环境保护是钢铁工业可持续发展的前提，可持续发展也为保持清洁的环境提供物质基础。只有保证环境不被破坏，资源和合理开发和利用，才能保证资源的持续性，实现环境和钢铁工业的可持续发展。但在实践上，我们在努力的寻求一个环境保护与可持续发展的平衡点。我们之所以难以协调发展与资源、环境之间的关系，主要是是受经济利益的影响，在粗放经营时代，我们一味把规模的扩大和产能的增长视为经济活动的主要目标，从而加速了瓶颈与制约因素的形成[1]。从2008年我国钢铁工业能耗数据看，我国比国际先进水平相比高出11%左右。钢铁工业废水排放占工业废水总排放量的8.53%，工业粉尘排放量占我国工业粉尘排放总量的15.18%，CO2排放量占全国9.2%，固体废弃物排放总量占全国工业总排放量的17%，SO2排放量占全国总排放量的3.7%[2]。以上数据说明了一个很实际的问题，我国虽然是钢铁生产大国，但也是我国的废物处理技术还比较落后。总的来说，我国的钢铁工业还没完全摆脱“粗放型”的生产模式，提高生产技术和废物处理技术是钢铁工业可持续发展的前提。

2钢铁工业可持续发展的主要途径

通过分析世界钢铁工业的发展规律和我国钢铁工业的现状，我么可以看出，未来环境的恶化与资源的短缺对钢铁工业可持续发展越来越不利。从环境方面来，当今国内的自然环境受到多年粗放型钢铁工业的冲击，已经到了必须治理的地步。人们对环境的保护必将对钢铁业提出越来越高的标准，以保护人们共同的生活环境。从自然资源方面看，由于钢铁工业的发展，地球的铁矿石不断地减少。我国优质铁矿石存储量比较小，资源紧缺的现实对矿石、焦炭等钢铁业主要资源的利用效率提出了更高要求。我们需找到一条适合国情的钢铁发展道路。技术的创新显然应该是首先要考虑的方法，它是能同时加快钢铁工业发展，有效利用资源、保护环境根本方法，它应渗透于钢铁工业的各个环节。

2.1钢铁工业技术的创新

通过技术革新来降低工业过程中的原料消耗和损失，减弱对设备的自身的破坏，延长其使用寿命。我们可以从以下方面提高技术水平：降低各生产中原料、零部件和耐火材料、铁水、烧结矿等的消耗；提高能源系统生产、加工等环节的能源利用效率，降低焦炭、电力、蒸汽、氧气、鼓风等二次能源在生产、加工、运输过程中的能耗和耗损或放散；减少生产中燃料、电、氧气、水等能源消耗；制定合理的方式回收生产过程中散失的各种余热、余能和废弃物等[3]。

2.2钢铁工业废料的综合利用

综合利用指未转化为废料的物料通过综合利用而被消除。废料的综合利用不但可增加产量，同时减少原料费用，降低工业污染及其处置费用，提高工业生产的经济效益。钢铁工业资源消耗量大、种类多，实现废料的综合利用，可以节省更多的资源，确保资源和能源的可持续性。人类的活动所产生的废物怎样处理已成为当今社会的一个难题。钢铁工业也不断的研究新的粉尘和废料回收技术，尽量减少钢铁生产中的废物排放，以减轻对自然环境的危害。通过提高废料的回收和处理技术，不但可以减少排放物而且可以节约排放物的倾卸堆放成本。近些年，钢铁行业开发了很多钢厂废料回收新技术和新方法并应用于生产中，使钢厂生产过程中产生的废料可以被回收或直接作为原料返回到钢铁生产流程中再次使用。对于钢厂废料中的细滤粉尘或污泥，为了方便回收，大多先进行无尘化处理，使废料从便于清理和转移，例如：压块工艺；造块工艺；造球工艺。生产中具体使用什么技术主要取决于将钢厂废料回收用于生产流程的工艺。

一、钢铁工业自动化发展的现状

近年来我国的钢铁工业自动化发展取得了很大的进步，不管是从原料加工上还是从技术上，钢铁工业的各个工艺流程，都不同程度的实现了自动化系统的应用，使我国的钢铁管控系统更加完善。上海宝山钢铁公司在钢铁自动化方面已经达到了国际先进水平，自动化的功能投人非常高。我国其他的钢铁公司也在不断探索自动化发展，取得了不错的成绩。随着钢铁工业自动化进程的发展，也造就了一支自动化技术水平高、专业技能丰富的、综合素质能力强的人才队伍。他们在吸收先进技术的同时，积极研究新的钢铁工业自动化技术，积累了丰富的技术和经验，锻炼自己专业化水平，提高国内钢铁工业自动化水平。我国钢铁工业自动化水平虽然发展迅速，也有一些企业达到了国际化先进水平，但是从整体上来看，自动化发展有待提高。主要表现在我国钢铁业的自动化装备水平相对于西方发到国家比较低。自动化系统或自动化装量才占钢铁总装备的40.1％左右。其中配置功能比较齐全的基础自动化装置仅占20.1％左右。大型综合的管理自动化工程才刚刚起步，还需进一步完善和和发展。

我国钢铁工业自动化技术在实际工程实施过程中同国外著名的钢铁企业还有很大的差距，这些差距主要体现在三个方面。第一，我国自动化设备大多是从国外引进的，缺乏自主产权，没有应用于钢铁工业自动化的品牌产品。所以也没有一个固定的硬件和软件平台支撑自动化系统的运行。我国的自动化软件平台一般用的是西门子的产品。因为没有自主产权的自动化设备，我国钢铁工业的自动化的发展由于受到核心技术的制约，很难继续迅速发展。第二，我国钢铁工业专业自动化技术体系虽然有了较大的进步，但是同国外专业自动化公司相比还不够丰富。国外专业自动化公司有很成熟的成套自动化技术，这些技术不仅包括自动化系统方案、功能说明、程序以及测试方法等。还包括关键仪器的选型及安装步骤，而且他们的工艺设备和执行机构性能也非常高。这些技术都是我国钢铁自动化发展所紧缺的技术，需要在发展中不断地探索与研究。第三，国外专业自动化公司的自动化效率比较高，因为国外的自动化公司一般在承担自动化工程时，按照统一的工程规范，这个工程规范要求将一个自动化工程分成若干阶段，然后按照每个阶段的工程要求完成阶段任务，这样不仅大大提高了工作的效率，而且增加了工程的可靠性和标准化程度。近几年，我国钢铁工业引进先进的设备与理念，也制定了相应的工程规范制度，这个差距已经在逐渐减小。

二、钢铁工业自动化发展趋势

从国外的钢铁自动化发展历程来看，要想使自身的钢铁工业自动化发展在激烈的市场竞争中占有一席之地，必须在低耗能、高效率的基础上加大自动化建立，应用先近的技术，提高自动化技术。积极发展机电一体化装备，使自动化与信息化相结合，另外提高其检测技术与仪表的使用等等，全方位提高自动化的发展，以便促进我国钢铁工业的现代化进程。

1.机电一体化发展趋势

目前，国内的大中小钢铁工业都在发展不同类型的一体化装备，寻求从单体的自动化装备向多种类型的自动化装备发展，比如北京中远通科技公司的摄像仪非接触式连铸定尺切割控制系统、轧钢用的非接触式冷床辊道集群自动控制系统等等，这些设备都是多个并组成的专用功能系统，能大大提高钢铁工业的自动化技术。还有一种综合一体化技术，称之为：机-电-工艺一体化技术，比如北京凤凰公司研制的轧钢加热炉包括机-电-工艺和数学模型的成套设备等，这些设备的运用简化了钢铁工业的工作流程，提高了工作效率。

2.自动化与信息化相结合

1钢铁工业生产工艺及主要职业危害

1.1噪声

从煤气鼓风机、空压机到各种工业泵、炼钢炉、轧机及其他机械设备，噪声存在于整个生产工艺过程中。噪声对人体的不良作用是多方面的。50分贝以上幵始影响睡眠，70分贝以上妨碍交谈，使人心烦意乱。长时间接触噪声可引起头昏、头晕、头痛、耳叫、留意力不集中等神经衰弱症状，脑电图异常（慢波增多），心率加快，血压不稳（多数增高），心电图有心率不齐和缺血型改变，同时可见食欲下降，甲状腺功能A进、改变、月经不调等。噪声对人体最为明显的影响是损害听觉器官，长时间在90分贝以上噪声作用下，听觉器官的敏感性下降，进而听力减弱，严重者发生职业性耳聋。

1.2繁重的体力劳动

通常情况下，繁重的体力劳动可以扰乱人体各系统或器官的生理平衡，代偿能力减弱，抵抗力下降，使得职业危害因素能够趁虚而入，促进或加重职业危害的发生和危害程度。

1.3电离辐射

放射性同位素用于钢铁工业生产的计量、料位、测厚的仪器中，电离辐射在分子水平上对人体产生损害，通过直接损伤细胞DNA和染色体而对造血、免疫、神经、内分泌等多系统造成损害，过度接触电离辐射可以发生放射性疾病。此外，长期从事办公室工作的人员接触各种办公机具发出的电磁辐射也可能对人体视觉、生殖系统产生健康危害。

1.4其他职业危害因素

1引言

近年来，钢铁工业在节能减排方面投入大量资金，吨钢综合能耗和吨钢污染物排放量逐年下降。但由于粗钢产量连年增长，吨钢下降成果尚不足以抵消因粗钢产量增长导致的总能耗增加，弱化了污染物减排的成果。能源消耗总量居高不下，污染治理难度和要求越来越高已成为制约钢铁工业进一步发展的关键因素。近年来钢铁工业节能减排工作的持续推进，一些投资回报率高、节能效果显著、污染物削减量大、容易实施的技术逐步被大部分企业采用，余下的都是投资成本偏高、节能减排效果不显著或技术上存在难度的项目，导致治理难度越来越大，实现节能减排的途径越来越少。例如，由于技术瓶颈的制约，钢铁工业一些低温、低压的热能，含盐量较高的废水等还不能得到有效的利用。

2低温多效蒸馏技术

低温多效蒸馏是最早的海水淡化方式之一，也是当今使用的最有效的热法蒸馏工艺之一。蒸发器中不同温度下单一的蒸发凝结制水单元叫做效。组成制水设备效的数量称为蒸发凝结设备的效数。水的沸点和它所受到的压力有关，压力越低，水的沸点就越低。低温多效蒸馏技术正是利用这一原理，通过真空技术，改变蒸发凝结设备各效内的压力，逐级改变各效内水的沸点。进而利用第1效蒸发海水所得的蒸汽作为第2效的热源(第2效的沸点温度和压力比第1效低)，效与效之间的热量实现多次重复利用。供给蒸发器的热量只需在第1效中将水加热实现部分汽化，即可实现多效的热量梯级供给。低温多效蒸馏技术是指盐水的最高蒸发温度约70℃的盐水淡化技术。其特征是将一系列的水平管降膜蒸发器或垂直管降膜蒸发器串联起来并分成若干效组，用一定量的蒸汽输入通过多次的蒸发和冷凝，从而得到多倍于加热蒸汽量的蒸馏水的盐水淡化技术。低温多效蒸馏技术系统具有进料海水的预处理简单、动力消耗小、系统的热效率高、系统的操作弹性大、出水水质好等特点。系统的动力消耗只有0.9KWh/m3～1.2KWh/m3左右，30余度的温差即可安排12以上的传热效数，从而达到10左右的造水比。产品水的含盐量小于5mg/l[1]。

3低温多效蒸馏技术在钢铁行业应用实例

2005年2月国务院批复了《首钢实施搬迁、结构调整和环境治理的方案》，拉开了首钢京唐公司建设的序幕。首钢京唐公司位于河北省唐山市南部渤海湾曹妃甸岛，最近的淡水水源是相距90公里的唐山陡河水库，且淡水供应量只能满足首钢京唐公司的部分生产需求，建设海水淡化项目势在必行。首钢京唐公司海水淡化工程采用低温多效蒸馏海水淡化工艺。一期分两步建设，每步建设2套海水淡化装置，单套日产水能力12500吨，单套产水能力目前国内最大。一期一步建设两个单元，全部引进法国技术，于2007年9月开工建设，2009年3月和5月分别调试成功，满负荷产出合格蒸馏水。一期二步建设两个单元，全部实现国产化，于2009年3月开工建设，2010年8月和10月分别调试成功，满负荷产出合格蒸馏水[2]。目前，首钢京唐公司日产淡水5万吨，按地表水和蒸馏水之间1.5的造水率计算，每年可以节约地表水资源约2400万吨，约占首钢京唐公司年产975万吨钢用水量的三分之一。

4低温多效蒸馏技术对钢铁行业节能减排的作用

4.1充分利用钢铁流程的的低品质余能