第9章鋼廠流程的結構與模式

鋼廠流程的結構與模式孫健1內容提綱工序功能的演進與鋼廠流程結構的關系鋼廠生產中的運輸問題鋼廠總圖布置問題鋼廠結構優(yōu)化問題鋼廠結構優(yōu)化與工程設計2工序、裝置是制造流程系統(tǒng)中下一層次的組成單元，是流程網絡中的節(jié)點。4工序功能的演進與鋼廠流程結構的關系鋼鐵制造流程中工序功能的演進4模鑄流程：

1、原料 2、燒結3、礦槽 4、高爐出鐵5、兌鐵 6、轉爐出鋼7、澆注 8(8’)、鋼錠9、均熱爐 10、初軋機11(11’)、板坯庫12、加熱爐 13、精軋機－卷取14、成品庫連鑄流程：1、原料 2、燒結3、礦槽 4、高爐出鐵5、兌鐵 6、轉爐出鋼7、精煉 8、連鑄9(9’)、板坯庫10、加熱爐 11、軋制－卷取12、成品庫薄板坯連鑄－連軋流程：1、原料 2、燒結3、礦槽 4、高爐出鐵5、兌鐵 6、轉爐出鋼7、精煉 8、連鑄9、板坯輸送10、加熱爐 11、軋制－卷取12、成品庫5鋼鐵制造流程工序功能的演進可見，鋼廠生產流程逐步由間歇型向準連續(xù)/連續(xù)型過渡，工藝流程不斷緊湊化，準連續(xù)/連續(xù)化，產品結構專業(yè)化是鋼廠結構調整的主要方向。6鋼鐵制造流程工序功能的演進和工程邏輯的變化鋼鐵制造流程工序功能的演進

鋼鐵冶金工序功能：在鋼鐵生產的某個工序中完成的冶金任務。就冶金工序而言，工序功能是多元化的，每一個工序都可以完成多個冶金任務，如高爐，可以完成鐵礦石還原、脫硫、滲碳等功能；轉爐可完成脫碳、脫磷、脫硫、升溫等功能；隨著鋼鐵冶金技術的進步，每一個工序的功能都在發(fā)生變化，出現了工序功能的演進。8鋼鐵冶煉工序的功能分布和組成9凝固、軋制工序功能分布和組成10鋼鐵冶金生產流程氧化－還原過程的演進鋼鐵生產流程氧化－還原過程的比較A:鐵礦石；B:高爐出爐鐵水；C:裝入煉鋼爐的鐵水；D:海綿鐵；E:出爐鋼水；F:成品鋼G:預還原礦石。A-B:高爐過程；C-E:氧氣轉爐煉鋼過程；A-G:預還原；A-D:直接還原；D-E:電爐煉鋼；G-E:終還原；A-G-B:兩步法熔融還原；A-H-B:一步法熔融還原。11鋼鐵冶金生產流程溫度控制的演進12鋼鐵冶金工序功能的解析1、高爐氧化物高效還原器液態(tài)金屬初始發(fā)生器和連續(xù)供應器能量轉換器和控制器冶金質量初始控制器2、鐵水預處理冶金負荷和質量調節(jié)器能量調節(jié)器高爐－轉爐過程連續(xù)作業(yè)的緩沖器13鋼鐵冶金工序功能的解析3、轉爐快速、高效脫碳器快速升溫器能量轉換和發(fā)生器優(yōu)化脫磷器4、電爐廢鋼快速熔化器適度脫磷、脫碳器能量轉換和控制器14鋼鐵冶金工序功能的解析5、二次冶金優(yōu)化精煉器煉鋼爐－連鑄機作業(yè)緩沖協(xié)調器生產效率、效益倍增器6、連續(xù)鑄錠高效凝固器優(yōu)化成型器冶金器節(jié)能器7、軋鋼連續(xù)形變器組織性能控制器多層次附加處理器15構建高效緊湊、連續(xù)順行的工藝布局4鋼廠生產中的運輸問題布局特點：（1）按工序“一字型”科學布局。（2）工藝流暢，以“流”為核心，實現物料運輸不落地、不折返。（3）聯合與集中布置相結合。（4）布置緊湊，噸鋼占地為0.9m2。實施效果：占地面積小，內部物流運輸距離短。在同等物料運輸量的情況下，物料運輸距離及運輸功僅為光陽廠的72%、為寶鋼的54%、為日本君津廠的85%。17鋼廠生產中的運輸問題181鋼廠的總圖布置應體現制造流程動態(tài)運行的總體設計概念?？倛D布置是鋼廠靜態(tài)“空間結構”的集中體現，在相當大程度上是時-空邊界的規(guī)定。2鋼廠的工廠布置應體現以“流”(物質流-物流)為核心的概念。工廠布置與車間布置是相互依存的。19鋼廠總圖布置問題20高效率、低成本潔凈鋼煉鋼廠平面圖（大型全薄板型生產廠）環(huán)境、生態(tài)問題對鋼鐵工業(yè)結構變化帶來深刻影響。鋼廠結構是指企業(yè)內部各要素之間合乎社會經濟發(fā)展規(guī)律、技術進步規(guī)律、企業(yè)組織規(guī)律、市場競爭規(guī)律等，相對穩(wěn)定的內在聯系和作用形式。21鋼廠結構優(yōu)化問題鋼廠結構優(yōu)化的技術思路立足于：1）工序功能集合的解析-優(yōu)化；2）工序之間關系集合的協(xié)調-優(yōu)化；3）流程工序集合的重構優(yōu)化。22鋼廠結構優(yōu)化問題23鋼廠結構優(yōu)化問題廢鋼過去：不活躍的系統(tǒng)氧氣轉爐扁平軋材高爐電弧爐長材在首鋼已有技術的基礎上，充分吸收國內外先進燒結廠的經驗，通過深入研究和創(chuàng)新優(yōu)化，創(chuàng)新設計了集中燃料破碎、成品立體集中篩分系統(tǒng)。整個工藝流程由燃料破碎、配料、混合制粒、燒結冷卻到成品篩分，按工序功能的解析優(yōu)化，按照流程網絡實現了緊湊銜接，最大限度地縮短物流運距、減少物料轉運。全廠占地面積比常規(guī)設計減少30%，轉運站僅有3個。整個燒結廠在功能、結構、效率等方面都達到國際先進行列。24首鋼京唐2×500m2燒結廠先進流程三維設計鋼廠結構優(yōu)化與工程設計2526鋼廠結構優(yōu)化與工程設計工序功能在工程上的組合優(yōu)化的基本步驟：區(qū)段過程組合優(yōu)化煉鐵－燒結（球團）－焦化的組合系統(tǒng)工程鐵水預處理－轉爐－二次冶金－連鑄的組合優(yōu)化車間廢鋼預熱－電爐－二次冶金－連鑄的組合優(yōu)化車間無缺陷鑄坯生產技術－高溫鑄坯輸送技術－鑄坯直接高溫熱裝爐技術或直接軋制控溫－控軋－控冷技術MIS控制技術272829鐵水預處理與全量鐵水在線“三脫”處理的技術效果與經濟效益3031煉鋼工藝流程的變革和大型轉爐煉鋼廠技術的發(fā)展鋼廠結構優(yōu)化與工程設計案例分析首鋼京唐鋼鐵廠流程結構優(yōu)化對鋼鐵廠采用三座高爐流程結構和采用2座高爐+1個煉鋼廠+2個熱軋廠流程結構進行了分析研究。綜合分析比較表明，2座高爐、1個煉鋼廠、2個熱軋廠流程結構最為合理。

有利于構建高效率、低成本的生產運行體系，實現鋼鐵制造流程的“層流式”運行。3233首鋼京唐鋼鐵廠流程結構優(yōu)化效果圖34343535人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀