時間：2022-02-25 01:26:18
序論：在您撰寫鋼鐵工業(yè)論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導您走向新的創(chuàng)作高度。
兩化融合在我國鋼鐵行業(yè)進入了新的歷史發(fā)展時期
在這樣的形式下，兩化的深度融合，使得鋼鐵企業(yè)如果離開了自動化與信息化，將無法正常運轉。自動化、信息化技術也在兩化深度融合過程中，實現(xiàn)了由離散型開發(fā)與應用向系統(tǒng)集成、協(xié)同與智能方向發(fā)展與邁進，具有自主知識產權品牌的自動化信息化技術的研發(fā)與應用也嶄露頭角，自身水平也得到了進一步提升。鋼鐵企業(yè)本身的自動化、信息化人才隊伍也有了進一步的充實與加強。無論是數(shù)學模型還是制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）的開發(fā)與應用，都達到了較高水平，有些技術的理論與應用水平也已經達到了國際領先，已經成為新一代鋼鐵工藝流程建設的中堅力量。自動化信息化技術在企業(yè)轉型過程中的作用鋼鐵企業(yè)在轉型進程中，重點是改善產品結構、優(yōu)化工藝流程，建立健全現(xiàn)代化企業(yè)管理制度，提高企業(yè)對市場的快速響應能力，這一切都離不開自動化、信息化的支持與保證。在這一進程中，不僅要采用先進的自動化、信息化技術來提升企業(yè)的自動化、信息化水平，更要積極研發(fā)并采用具有自主知識產權的國產工業(yè)控制軟件，為企業(yè)轉型源源不斷地提供新的動力與支持，使鋼鐵企業(yè)的核心競爭力不斷增強，完成我國鋼鐵企業(yè)由傳統(tǒng)經濟模式向可持續(xù)發(fā)展、綠色經濟模式的轉型；由以產能擴張為主的經濟增長方式向以品種質量為主的經濟增長方式轉型；從單一的鋼鐵物質價值觀向多元的和諧價值觀轉型，使得中國的鋼鐵業(yè)真正從中國制造走向中國創(chuàng)造。兩化深度融合成就了一批新的自動化、信息化技術與產品鋼鐵工業(yè)的兩化深入融合，為自動化、信息化技術的發(fā)展提出了策略，指明了方向，并提出了新的更高的要求。在新的課題前面，在新產品與新技術方面，一批具有智能化、自動化、數(shù)字化的新產品不斷問世。在二級數(shù)學模型、制造執(zhí)行系統(tǒng)等方面的新產品成功應用與生產實踐，不但填補了國內空白，有些產品與技術已經達到國際領先水平。云計算以及物聯(lián)網技術的應用，在國內還處于介紹概念的階段，物聯(lián)網技術已經成功應用于首鋼京唐公司的生產工藝流程中，并取得了明顯的效果。
發(fā)展工業(yè)控制軟件是實現(xiàn)兩化深度融合的技術保證
自動化、信息化技術的發(fā)展，從硬件技術角度出發(fā)，要實現(xiàn)較大突破，短時間內難以湊效，而且還需要芯片制造業(yè)等其它行業(yè)的支持。所以，要實現(xiàn)兩化的深度融合，就要在工業(yè)控制軟件的開發(fā)與應用上尋找突破口；這樣不僅可以在較短時間實現(xiàn)技術上的突破，還可以為兩化深度融合提供真正的技術支持與保證。工業(yè)控制軟件發(fā)展水平是鋼鐵工業(yè)兩化深度融合的重要標志，也是兩化深度融合的強大動力。工業(yè)控制軟件的分類工業(yè)控制軟件的發(fā)展方興未艾，在技術上呈現(xiàn)出智能化、數(shù)字化、網絡化的發(fā)展趨勢，從基礎自動化到過程自動化都有工業(yè)控制軟件的存在，從其技術品質及應用環(huán)境出發(fā)來進行分類是一種可行的方法。（1）以數(shù)模為主要技術內容的控制單元模塊這類控制單元模塊主要以產品形式出現(xiàn)，具有明顯的行業(yè)特點，并以模型運算或數(shù)據(jù)處理為主要內容。恩格斯曾經在《自然辯證法》一書中提出，數(shù)學在一門科學中應用的程度，標志著這門科學成熟的程度。可以說模型化即數(shù)字化，對現(xiàn)階段而言，模型開發(fā)是工業(yè)控制軟件發(fā)展的最高形式和階段，控制單元采用的是模塊化結構，適應性強，可以嵌入到通用控制系統(tǒng)中，完成系統(tǒng)控制功能。也可以單獨使用，完成某一項自動控制功能，還可以根據(jù)不同的需求，任意組合，形成一套新的控制系統(tǒng)。控制單元模塊的研制開發(fā)具有明顯的工業(yè)控制軟件研制與開發(fā)的特色，在鋼鐵行業(yè)燒結終點控制模塊開發(fā)中，首先根據(jù)需求，確定開發(fā)目標，即：合理控制燒結終點溫度，實現(xiàn)燒結機的智能控制，穩(wěn)定生產以實現(xiàn)優(yōu)質高產；其次，根據(jù)工藝條件及目標，開始建立模型，確定合理的算法，選擇合適的終點溫度控制手段。第三，進行架構設計，進行合理的分析，并根據(jù)架構形式，進行流程設計，并開始編程。第四，進行調試，并最終確定模型參數(shù)或系數(shù)的合理選擇及合理存在空間。最終，通過對廢氣溫度場的分析，進行曲線擬合，合理而準確地控制燒結終點的位置和溫度，有效提高終點溫度的穩(wěn)定率，既穩(wěn)定了燒結生產過程，也對提高燒結生產的產量及質量大有裨益。（2）兼具管理與控制功能的工業(yè)控制軟件這部分工業(yè)控制軟件主要包括如制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、供應鏈管理（SCM）等，其主要特點是行業(yè)色彩濃厚，特殊環(huán)節(jié)還需要按照工藝要求定制開發(fā)。其兼具管理與生產控制功能，或者形象的說是聯(lián)接企業(yè)管理與生產控制的一座橋梁，將管理與生產有機地結合成一個整體。集成化MES在企業(yè)信息化ERP/MES/PCS三層架構中就起到了承上啟下、橫向貫穿打通各個相關聯(lián)工藝設備的關鍵作用，是從企業(yè)經營戰(zhàn)略到具體實施間的一座橋梁。它以“工廠模型”為依托，以全流程物料移動與跟蹤為主線，以及設備全生命周期管理為中心，以安全優(yōu)化生產為目標進行設計和實施，保障系統(tǒng)的實用性和實效性。它較好地解決了鋼鐵企業(yè)在生產過程中存在的生產計劃與生產過程脫節(jié)，生產指揮滯后等現(xiàn)狀，如果以工藝為主線來看MES，其主要內容包括：貫穿全工序的一體化生產計劃的編制與調整生產制造過程的動態(tài)優(yōu)化處理；生產成本在線收集與控制；生產合同的動態(tài)跟蹤；設備狀態(tài)的安全監(jiān)控與維護等等。按照內容來設計MES架構，一般包括：信息集成平臺，核心功能模塊及可視化人際操作界面。信息收集平臺主要功能包括跨工序、多控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、存儲和利用。同時還能夠完成基于計劃執(zhí)行中的生產、制造信息作為實績收集、整理，并對計劃進行適時調整、控制、優(yōu)化，并最終實現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息的共享，實現(xiàn)生產的實時性管理。核心功能整體模塊主要包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、銷售生產計劃系統(tǒng)、訂單管理系統(tǒng)、進程管理系統(tǒng)、工序計劃系統(tǒng)、作業(yè)管理系統(tǒng)、發(fā)貨管理系統(tǒng)、質量管理系統(tǒng)以及生產管控系統(tǒng)等。可視化人機控制界面要求要有強大的通信功能以及標準化界面技術的廣泛采用，方便用戶操作。總之，MES的存在價值就在于生產前期可以通過優(yōu)化排產來降低生產成本，縮短生產時間；在生產執(zhí)行過程中，在數(shù)據(jù)采集、質量控制、資源管理等方面實現(xiàn)高效的執(zhí)行力和質量保證；在生產后期還可以進行數(shù)據(jù)分析與決策支持。（3）具有行業(yè)特色的基礎平臺基礎平臺是一種基于中間件、模件的技術，也可以理解為對象或模件的打包。各種中間件功能也是以面向對象或模件的方式提供。因此，基礎平臺可以形象地認為是數(shù)據(jù)處理功能＋通用功能（常用的監(jiān)控功能）＋專用功能（各子系統(tǒng)功能、定制功能）。建設具有行業(yè)特色的基礎平臺，要針對行業(yè)特點，提供完備的自動化信息化技術支持，多種工業(yè)控制軟件都可以在這個平臺上進行實驗調試，也可以上線作為操作控制平臺來使用。在強大的后臺系統(tǒng)軟件及數(shù)據(jù)處理手段的支持下，可對多種工業(yè)控制軟件進行互聯(lián)互通、協(xié)同操作、資源共享，形成具有專業(yè)特色的不同環(huán)境下的國產工業(yè)控制軟件的解決方案。基礎平臺的開發(fā)，在工程組織上采用“特定領域軟件體系結構”方法，架構設計上參考了“面向服務架構”方法，在產生或搜集可復用構件過程中采用了“中間件”技術。平臺由基礎構件庫、服務庫、工具庫和數(shù)據(jù)庫組成。基礎構件庫是一系列可復用模塊集合，通過它可以高效地開發(fā)應用程序；服務庫是一組特定設計的可管理、可配置的服務程序集合，通過它可以快速地實現(xiàn)控制系統(tǒng)的基本功能；工具庫是一組配合系統(tǒng)開發(fā)的、可視化的應用程序集合，通過它開發(fā)人員可以精確地對開發(fā)過程進行配置和管理，維護人員可以方便地對系統(tǒng)進行監(jiān)控和維護。數(shù)據(jù)庫提供的是一個數(shù)據(jù)共享，集中數(shù)據(jù)處理與分析的功能。基礎平臺的開發(fā)，平臺安全是第一的，特別是平臺涉及到的實時工業(yè)控制軟件部分，安全尤為重要，否則其后果不堪設想。基礎平臺安全的開發(fā)，其最高境界是保證不出事故，發(fā)生事故，損失也將降到最低。當冶金過程控制系統(tǒng)開發(fā)平臺和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)開發(fā)完成后，系統(tǒng)將會形成一個標準的系統(tǒng)孵化器。將所有基于冶金過程控制系統(tǒng)的開發(fā)系統(tǒng)將都以冶金過程控制平臺作為母版，在平臺提供開發(fā)環(huán)境下，通過大規(guī)模重用可以可靠、高效、快速地搭建冶金過程控制計算機應用系統(tǒng)。隨著科技的進步，數(shù)字化工廠這一概念為越來越多的人所熟悉。所謂的數(shù)字化工廠，在計算機虛擬環(huán)境中，對整個生產過程進行仿真、評估和優(yōu)化，并進一步擴展到整個產品生命周期的新型生產組織方式。數(shù)字化工廠（DF）主要解決產品設計和產品制造之間的“鴻溝”，實現(xiàn)產品生命周期中的設計、制造、裝配、物流等各個方面的功能，降低設計到生產制造之間的不確定性，在虛擬環(huán)境下將生產制造過程壓縮和提前，并得以評估與檢驗，從而縮短產品設計到生產的轉化的時間，并且提高產品的可靠性與成功生產。而自主開發(fā)的完整的冶金過程控制平臺系統(tǒng)，將會為數(shù)字化工廠提供必要的數(shù)據(jù)支撐和環(huán)境支撐。工業(yè)控制軟件及其應用技術是企業(yè)核心競爭力的重要組成部分當前這場金融危機，對鋼鐵工業(yè)來講，帶來了挑戰(zhàn)，同時也帶來了鋼鐵工業(yè)戰(zhàn)略轉型的機會，正確的選擇是：千萬不要錯過危機帶來的轉型機遇，通過轉型使企業(yè)的核心競爭力得到可持續(xù)發(fā)展。其第一要素就是科技創(chuàng)新，通過工業(yè)化手段實現(xiàn)鋼鐵產能的擴張，這一步已經完成，只有通過發(fā)展兩化的深度融合，企業(yè)才能實現(xiàn)真正意義上的可持續(xù)發(fā)展，在這個進程中，其主要的技術手段之一就是工業(yè)控制軟件及其應用。好的優(yōu)秀的先進技術，首先要有先進的操作方法，工業(yè)控制軟件及其應用技術是一種具有持續(xù)性的創(chuàng)新。今天你領先，并不意味著明天你仍然領先。今天你取得的創(chuàng)新成果，明天很可能成為行業(yè)共識，所以需要持續(xù)創(chuàng)新，只有這樣工業(yè)控制軟件及其應用技術才能真正成為企業(yè)核心競爭力的重要組成部分，其次，工業(yè)控制軟件的研發(fā)及其應用，還要不斷進行優(yōu)化，在合適的時間，選擇合適的人員、合適的環(huán)境，研發(fā)及應用合適的知識。
中國鋼鐵發(fā)展受諸多因素的制約：資源短缺，技術落后，產品結構不合理，勞動生產率不高，對環(huán)境的污染太大，這些因素都影響著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展。環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展是密不可分的，環(huán)境保護是鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的前提，可持續(xù)發(fā)展也為保持清潔的環(huán)境提供物質基礎。只有保證環(huán)境不被破壞，資源和合理開發(fā)和利用，才能保證資源的持續(xù)性，實現(xiàn)環(huán)境和鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。但在實踐上，我們在努力的尋求一個環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展的平衡點。我們之所以難以協(xié)調發(fā)展與資源、環(huán)境之間的關系，主要是是受經濟利益的影響，在粗放經營時代，我們一味把規(guī)模的擴大和產能的增長視為經濟活動的主要目標，從而加速了瓶頸與制約因素的形成[1]。從2008年我國鋼鐵工業(yè)能耗數(shù)據(jù)看，我國比國際先進水平相比高出11%左右。鋼鐵工業(yè)廢水排放占工業(yè)廢水總排放量的8.53%，工業(yè)粉塵排放量占我國工業(yè)粉塵排放總量的15.18%，CO2排放量占全國9.2%，固體廢棄物排放總量占全國工業(yè)總排放量的17%，SO2排放量占全國總排放量的3.7%[2]。以上數(shù)據(jù)說明了一個很實際的問題，我國雖然是鋼鐵生產大國，但也是我國的廢物處理技術還比較落后。總的來說，我國的鋼鐵工業(yè)還沒完全擺脫“粗放型”的生產模式，提高生產技術和廢物處理技術是鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的前提。
2鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要途徑
通過分析世界鋼鐵工業(yè)的發(fā)展規(guī)律和我國鋼鐵工業(yè)的現(xiàn)狀，我么可以看出，未來環(huán)境的惡化與資源的短缺對鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展越來越不利。從環(huán)境方面來，當今國內的自然環(huán)境受到多年粗放型鋼鐵工業(yè)的沖擊，已經到了必須治理的地步。人們對環(huán)境的保護必將對鋼鐵業(yè)提出越來越高的標準，以保護人們共同的生活環(huán)境。從自然資源方面看，由于鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，地球的鐵礦石不斷地減少。我國優(yōu)質鐵礦石存儲量比較小，資源緊缺的現(xiàn)實對礦石、焦炭等鋼鐵業(yè)主要資源的利用效率提出了更高要求。我們需找到一條適合國情的鋼鐵發(fā)展道路。技術的創(chuàng)新顯然應該是首先要考慮的方法，它是能同時加快鋼鐵工業(yè)發(fā)展，有效利用資源、保護環(huán)境根本方法，它應滲透于鋼鐵工業(yè)的各個環(huán)節(jié)。
2.1鋼鐵工業(yè)技術的創(chuàng)新
通過技術革新來降低工業(yè)過程中的原料消耗和損失，減弱對設備的自身的破壞，延長其使用壽命。我們可以從以下方面提高技術水平：降低各生產中原料、零部件和耐火材料、鐵水、燒結礦等的消耗；提高能源系統(tǒng)生產、加工等環(huán)節(jié)的能源利用效率，降低焦炭、電力、蒸汽、氧氣、鼓風等二次能源在生產、加工、運輸過程中的能耗和耗損或放散；減少生產中燃料、電、氧氣、水等能源消耗；制定合理的方式回收生產過程中散失的各種余熱、余能和廢棄物等[3]。
2.2鋼鐵工業(yè)廢料的綜合利用
綜合利用指未轉化為廢料的物料通過綜合利用而被消除。廢料的綜合利用不但可增加產量，同時減少原料費用，降低工業(yè)污染及其處置費用，提高工業(yè)生產的經濟效益。鋼鐵工業(yè)資源消耗量大、種類多，實現(xiàn)廢料的綜合利用，可以節(jié)省更多的資源，確保資源和能源的可持續(xù)性。人類的活動所產生的廢物怎樣處理已成為當今社會的一個難題。鋼鐵工業(yè)也不斷的研究新的粉塵和廢料回收技術，盡量減少鋼鐵生產中的廢物排放，以減輕對自然環(huán)境的危害。通過提高廢料的回收和處理技術，不但可以減少排放物而且可以節(jié)約排放物的傾卸堆放成本。近些年，鋼鐵行業(yè)開發(fā)了很多鋼廠廢料回收新技術和新方法并應用于生產中，使鋼廠生產過程中產生的廢料可以被回收或直接作為原料返回到鋼鐵生產流程中再次使用。對于鋼廠廢料中的細濾粉塵或污泥，為了方便回收，大多先進行無塵化處理，使廢料從便于清理和轉移，例如：壓塊工藝；造塊工藝；造球工藝。生產中具體使用什么技術主要取決于將鋼廠廢料回收用于生產流程的工藝。
2.3鋼鐵工業(yè)廢氣的綜合利用
鋼鐵工業(yè)的廢氣處理是一項非常艱巨的任務。鋼鐵廢氣一般具有一定的毒性，為降低鋼鐵生產對環(huán)境的影響，鋼鐵企業(yè)必須盡量減少廢氣的排放并對廢氣進行凈化。廢氣的凈化技術是當代鋼鐵工業(yè)的重要組成部分。常用的有兩種技術：靜電過濾的干法凈化法和濕法洗滌的濕法凈化法。兩種方法都具有一次廢氣搜集裝置和水冷煙道，后者通常裝備有可調式套筒以利用抑制燃燒進行的氣體回收，以及移動式煙罩以便在砌爐時提供通往轉爐爐殼的通道。
2.4電爐煉鋼對鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展的意義
隨著鐵礦石資源的短缺，電爐煉鋼以日益被鋼鐵行業(yè)所重視。鋼鐵生產主要有兩種技術：一種是以鐵礦石為主要原料的高爐與轉爐結合冶煉技術，二是以廢鋼為主要原料的電爐冶煉技術。使用電爐煉鋼有以下優(yōu)點：1）電爐煉鋼主要以廢鋼為原料，可以大量減少鐵礦石以及焦炭的消耗；2）在整個生產過程中，電爐煉鋼的能量消耗水平較轉爐煉鋼要低；3）從環(huán)境排放的角度來看，電爐煉鋼過程中排放的廢棄物也較少。從2006年的數(shù)據(jù)可以看，世界轉爐煉鋼產量為8.14億噸，占世界總鋼產量的32%。中國的電爐鋼比例為10%。從以上數(shù)據(jù)可以看出，鋼鐵行業(yè)要持續(xù)發(fā)展，電爐煉鋼技術的發(fā)展必不可少。傅杰認為，以我國年產鋼5億噸計算，若電爐鋼比例從10%提高到25%（2020年目標值），則每年可節(jié)約鐵礦石0.975億噸，降低能耗0.2625億噸標煤，減少CO2排放1.192億噸[4]。
3結束語
鋼鐵自動化的發(fā)展帶來的不僅是生產上的效率與產量的提升，更重要的是鋼鐵自動化對降耗節(jié)能、完善產品質量等多方面，都充分發(fā)揮了極其重要的作用。儀表檢測抗震動性強、耐高溫與抗粉塵環(huán)境等特征，都是鋼鐵自動化工業(yè)在實際工作中的具體體現(xiàn)。對控制管理鋼鐵工業(yè)自動化，要具有周密的復雜性，并能夠適應整個過程中的變化，從而達到靈活掌控。在現(xiàn)代信息技術的支持下，構成了一套完整的鋼鐵自動化體系，呈現(xiàn)出按順序控制與連續(xù)管理控制相結合的批量半連續(xù)生產模式。
2自動化在我國鋼鐵工業(yè)中的應用現(xiàn)狀
目前，在我國的鋼鐵企業(yè)中存在著發(fā)展的不同差異，通過企業(yè)的發(fā)展與經營狀況可以清楚的看出，自動化發(fā)展與裝備應用發(fā)展存在著發(fā)展不平衡現(xiàn)象。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是：在鋼鐵企業(yè)中比較領先的，因其成套或是部分引進了國外先進技術，從而在自動化水平上呈顯著較高的水平。對于中等企業(yè)大都始建于二十世紀五六十年代，生產設備與加工工藝明顯落后，因此出現(xiàn)控制監(jiān)測儀表在特殊情況下的檢測的情況。到二十世紀八十年代開始，大多的鋼鐵企業(yè)認識到了自身存在的不足，所以鋼鐵企業(yè)紛紛開始引進國外的先進設備，重新對企業(yè)進行一次重建或是改造，通過這次的技術及設備的變革之后，鋼鐵企業(yè)的自動化控制水平有了質的飛躍。通過這次重大的企業(yè)改革之后，目前，新建企業(yè)與之前的中高企業(yè)均都采用PLC、DCS自動化控制系統(tǒng)，并能較好的控制自動化系統(tǒng)。而中小企業(yè)也采用國PLC、DCS自動化控制系統(tǒng)，但在控制方面還不夠成熟，處于過渡階段。
3自動化儀表在我國鋼鐵工業(yè)中的發(fā)展策略
3.1提高智能化控制與先進控制相結合的應用策略，所謂的智能化控制就是在操作員操作過程中，只要在控制系統(tǒng)中輸入相應的數(shù)據(jù)就可以完成整個操作，前提只需要掌握設備的操作方法即可。智能控制技術在鋼鐵工業(yè)中得到了廣泛的應用，并且發(fā)揮了顯著的效果。而在先進控制的推動下，智能控制得到了進一步的提升，兩者較好的結合在了一起。在實際工作中進一步的向工程化方向發(fā)展，使PLC、DCS系統(tǒng)充分發(fā)揮其控制系統(tǒng)價值與功能潛力。
3.2重視系統(tǒng)開發(fā)和現(xiàn)場總線控制儀表的應用，實現(xiàn)自動化系統(tǒng)與現(xiàn)場設備智能化連接，是由現(xiàn)場總系來實現(xiàn)的，通過現(xiàn)代化數(shù)字通信技術直接擴展到現(xiàn)場級儀表，從而現(xiàn)場智能儀表接收來自中央控制DCS系統(tǒng)百分之六十至百分之八十的控制功能，進而構成了現(xiàn)場總控制系統(tǒng)FCS，將測量、控制一體化和明確的分散控制。從而使得控制系統(tǒng)的安全性可靠性進一步提高。在鋼鐵工業(yè)中，我們要重視對現(xiàn)場總共控制系統(tǒng)的應用及開發(fā)，讓自動化儀表的功能優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，研究現(xiàn)場自動控制儀表同有關系統(tǒng)的實際應用策略，制定出符合鋼鐵工業(yè)發(fā)展的實用性方案。
3.3適應鋼鐵工業(yè)發(fā)展趨勢，全面開發(fā)特殊的專用儀表，在鋼鐵工業(yè)的實際生產中，對多種特殊專用儀表綜合應用的情況，如在對極高溫度進行測量，并分析其成分、測量液面，高溫高速移動鋼帶，以及產品的大小等。鑒于這種特殊儀表的應用范圍之廣，我們要采用現(xiàn)代化的手段，利用計算機、現(xiàn)代化微處理器等來促使其自動化、機電一體化的發(fā)展。如今很多鋼鐵工業(yè)積極利用現(xiàn)代化技術研發(fā)特殊專用儀表，譬如應用CCD元件，紅外線、光纖、射線檢測裝置等，并將其投入到工業(yè)生產過程中，隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，我們要繼續(xù)研究開發(fā)更先進的自動化儀表，從而提高鋼鐵工業(yè)綜合生產水平。
4總結
近年來我國的鋼鐵工業(yè)自動化發(fā)展取得了很大的進步，不管是從原料加工上還是從技術上，鋼鐵工業(yè)的各個工藝流程，都不同程度的實現(xiàn)了自動化系統(tǒng)的應用，使我國的鋼鐵管控系統(tǒng)更加完善。上海寶山鋼鐵公司在鋼鐵自動化方面已經達到了國際先進水平，自動化的功能投人非常高。我國其他的鋼鐵公司也在不斷探索自動化發(fā)展，取得了不錯的成績。隨著鋼鐵工業(yè)自動化進程的發(fā)展，也造就了一支自動化技術水平高、專業(yè)技能豐富的、綜合素質能力強的人才隊伍。他們在吸收先進技術的同時，積極研究新的鋼鐵工業(yè)自動化技術，積累了豐富的技術和經驗，鍛煉自己專業(yè)化水平，提高國內鋼鐵工業(yè)自動化水平。我國鋼鐵工業(yè)自動化水平雖然發(fā)展迅速，也有一些企業(yè)達到了國際化先進水平，但是從整體上來看，自動化發(fā)展有待提高。主要表現(xiàn)在我國鋼鐵業(yè)的自動化裝備水平相對于西方發(fā)到國家比較低。自動化系統(tǒng)或自動化裝量才占鋼鐵總裝備的40.1％左右。其中配置功能比較齊全的基礎自動化裝置僅占20.1％左右。大型綜合的管理自動化工程才剛剛起步，還需進一步完善和和發(fā)展。
我國鋼鐵工業(yè)自動化技術在實際工程實施過程中同國外著名的鋼鐵企業(yè)還有很大的差距，這些差距主要體現(xiàn)在三個方面。第一，我國自動化設備大多是從國外引進的，缺乏自主產權，沒有應用于鋼鐵工業(yè)自動化的品牌產品。所以也沒有一個固定的硬件和軟件平臺支撐自動化系統(tǒng)的運行。我國的自動化軟件平臺一般用的是西門子的產品。因為沒有自主產權的自動化設備，我國鋼鐵工業(yè)的自動化的發(fā)展由于受到核心技術的制約，很難繼續(xù)迅速發(fā)展。第二，我國鋼鐵工業(yè)專業(yè)自動化技術體系雖然有了較大的進步，但是同國外專業(yè)自動化公司相比還不夠豐富。國外專業(yè)自動化公司有很成熟的成套自動化技術，這些技術不僅包括自動化系統(tǒng)方案、功能說明、程序以及測試方法等。還包括關鍵儀器的選型及安裝步驟，而且他們的工藝設備和執(zhí)行機構性能也非常高。這些技術都是我國鋼鐵自動化發(fā)展所緊缺的技術，需要在發(fā)展中不斷地探索與研究。第三，國外專業(yè)自動化公司的自動化效率比較高，因為國外的自動化公司一般在承擔自動化工程時，按照統(tǒng)一的工程規(guī)范，這個工程規(guī)范要求將一個自動化工程分成若干階段，然后按照每個階段的工程要求完成階段任務，這樣不僅大大提高了工作的效率，而且增加了工程的可靠性和標準化程度。近幾年，我國鋼鐵工業(yè)引進先進的設備與理念，也制定了相應的工程規(guī)范制度，這個差距已經在逐漸減小。
二、鋼鐵工業(yè)自動化發(fā)展趨勢
從國外的鋼鐵自動化發(fā)展歷程來看，要想使自身的鋼鐵工業(yè)自動化發(fā)展在激烈的市場競爭中占有一席之地，必須在低耗能、高效率的基礎上加大自動化建立，應用先近的技術，提高自動化技術。積極發(fā)展機電一體化裝備，使自動化與信息化相結合，另外提高其檢測技術與儀表的使用等等，全方位提高自動化的發(fā)展，以便促進我國鋼鐵工業(yè)的現(xiàn)代化進程。
1.機電一體化發(fā)展趨勢
目前，國內的大中小鋼鐵工業(yè)都在發(fā)展不同類型的一體化裝備，尋求從單體的自動化裝備向多種類型的自動化裝備發(fā)展，比如北京中遠通科技公司的攝像儀非接觸式連鑄定尺切割控制系統(tǒng)、軋鋼用的非接觸式冷床輥道集群自動控制系統(tǒng)等等，這些設備都是多個并組成的專用功能系統(tǒng)，能大大提高鋼鐵工業(yè)的自動化技術。還有一種綜合一體化技術，稱之為：機-電-工藝一體化技術，比如北京鳳凰公司研制的軋鋼加熱爐包括機-電-工藝和數(shù)學模型的成套設備等，這些設備的運用簡化了鋼鐵工業(yè)的工作流程，提高了工作效率。
2.自動化與信息化相結合
鋼鐵工業(yè)自動化從原來的熱管理與單參數(shù)自動控制系統(tǒng)開始，不斷的進步，經歷了EIC一體化系統(tǒng)、AOL系統(tǒng)、多級計算機系統(tǒng)等，現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)的自動化運用的是CIMS結構的多幾分成計算機系統(tǒng)。CIMS體系結構有6個層次結構，5級體系結構在自動化流程中有很大的推動作用，但是它不利于生產過程中能源的節(jié)約與設備的在線控制，所以很難大量推廣。所以，近幾年推出的PCS3及結構體系，利用財務分析決策為核心對企業(yè)資源技術進行整體的優(yōu)化。近幾年由于市場競爭激烈，在加上信息技術的發(fā)展與全球化經濟的發(fā)展，鋼鐵企業(yè)的自動化發(fā)展正在向生產-物流-銷售一體化方向發(fā)展，同時結合先進的衛(wèi)星監(jiān)視系統(tǒng)，以Web智能技術為發(fā)展前提，充分運用互聯(lián)網資源，實現(xiàn)自動化系統(tǒng)的進一步發(fā)展。
3.檢測技術與儀表的發(fā)展
鋼鐵工業(yè)自動化系統(tǒng)中檢測儀表的種類不斷增加，比如用于質量檢測的儀表就包括：定硫探頭、定氧探頭、鋼板涂油層厚度儀、線棒橢圓度儀等等發(fā)展很快。現(xiàn)代的檢測儀表發(fā)展趨勢主要向智能化和數(shù)字化方向發(fā)展，它們大多以微型計算機為核心，減少人工操作程序，可以自動校零、線性化、補償環(huán)境因素變化，配置圖形顯示裝置，直觀、形象的表達測量的結果。準確存儲信息和歷史數(shù)據(jù)，還有模型運算和人工智能的應用；另外還運用超聲波、激光等新技術運用于儀表中，使自動化控制進一步提高。檢測儀表的智能化、數(shù)字化發(fā)展，促進了鋼鐵工業(yè)自動化發(fā)展的進程。
三、結語
1.1噪聲
從煤氣鼓風機、空壓機到各種工業(yè)泵、煉鋼爐、軋機及其他機械設備，噪聲存在于整個生產工藝過程中。噪聲對人體的不良作用是多方面的。50分貝以上幵始影響睡眠，70分貝以上妨礙交談，使人心煩意亂。長時間接觸噪聲可引起頭昏、頭暈、頭痛、耳叫、留意力不集中等神經衰弱癥狀，腦電圖異常（慢波增多），心率加快，血壓不穩(wěn)（多數(shù)增高），心電圖有心率不齊和缺血型改變，同時可見食欲下降，甲狀腺功能A進、改變、月經不調等。噪聲對人體最為明顯的影響是損害聽覺器官，長時間在90分貝以上噪聲作用下，聽覺器官的敏感性下降，進而聽力減弱，嚴重者發(fā)生職業(yè)性耳聾。
1.2繁重的體力勞動
通常情況下，繁重的體力勞動可以擾亂人體各系統(tǒng)或器官的生理平衡，代償能力減弱，抵抗力下降，使得職業(yè)危害因素能夠趁虛而入，促進或加重職業(yè)危害的發(fā)生和危害程度。
1.3電離輻射
放射性同位素用于鋼鐵工業(yè)生產的計量、料位、測厚的儀器中，電離輻射在分子水平上對人體產生損害，通過直接損傷細胞DNA和染色體而對造血、免疫、神經、內分泌等多系統(tǒng)造成損害，過度接觸電離輻射可以發(fā)生放射性疾病。此外，長期從事辦公室工作的人員接觸各種辦公機具發(fā)出的電磁輻射也可能對人體視覺、生殖系統(tǒng)產生健康危害。
1.4其他職業(yè)危害因素
在物流輸送及檢修環(huán)節(jié)除以上職業(yè)危害因素外，還存在著振動、電弧光輻射等職業(yè)危害。手臂振動可能引發(fā)的不可逆轉的手指和手的變化，首先是手指疼痛和/或麻木，手指尖變白，手指變白只是持續(xù)幾分鐘，并且間隔時間很長。但隨著癥狀加劇，變白的面積增大，持續(xù)時間延長，工人感覺手指刺痛;后期，手指變白現(xiàn)象會在不同季節(jié)、不同情況下出現(xiàn)，干擾正常的工作生活，嚴重的情況下，手指會因供血不足而需截斷。全身振動則是通過不同的路徑進入人體，例如司機是通過脊柱傳入的。全身振動會引起潛在的急性安全影響和慢性健康影響。慢性健康影響如腰部疼痛(腰部脊柱)、腰椎間盤退化、體液損失、顫動及側滑。在各種檢修中，焊接產生的電弧光，其中的紫外線通過光化學作用對人體產生危害，它損傷眼睛及的皮膚，引起角膜結膜炎（電光性眼炎）和電光性皮炎。
2職業(yè)危害預防控制措施
做好職業(yè)危害預防控制工作主要分幾個方面進行：一是本質化措施，首先應該釆用新的工程控制技術，減少產生職業(yè)危害因素的生產過程、生產環(huán)境和生產方式，減少勞動者接觸職業(yè)危害因素的機會和時間；二是加強對作業(yè)環(huán)境中職業(yè)危害因素濃度或強度的監(jiān)測評價，降低接觸水平，保證工作場所的安全性；三是加強對勞動者的個體防護，構筑預防職業(yè)危害的最后防線，同時也要做好職業(yè)健康教育促進工作。四是做好職業(yè)健康監(jiān)護工作，及早發(fā)現(xiàn)職業(yè)危害并予以挽救。現(xiàn)代職業(yè)衛(wèi)生工作針對的不是一個勞動者，而是面向整個國家的職業(yè)人口，職業(yè)衛(wèi)生工作的目的不僅是發(fā)現(xiàn)職業(yè)病人并給予治療，更重要的是做好預防控制工作，真正消除職業(yè)危害。
2.1本質化工藝技術措施
采用現(xiàn)代化的工程控制技術，減少勞動者接觸職業(yè)危害因素的機會，主要是指通過不斷改進和優(yōu)化生產工藝過程和勞動組織制度，最大限度地減少職業(yè)危害因素的產生量和勞動者接觸它們的機會。目前在我國的鋼鐵工業(yè)中還存在許多落后的甚至是國家明令淘汰的工業(yè)生產工藝和技術，還存在許多不科學不健全的勞動組織制度。改變生產工藝過程，減少和控制職業(yè)危害因素產生，就是要通過使用無危害或低危害物質取代高危害物質，提高工業(yè)生產的大型化、機械化和自動化程度，減少直接接觸職業(yè)有害因素的作業(yè)人數(shù)，以本質化無危害為目標和起點，構建安全無害的工作環(huán)境。比如在焦爐爐頂和爐側、高爐出鐵場、轉爐爐頂采用煙塵捕集設備，可以大幅度減少煙塵泄漏污染，從而改善工作環(huán)境條件。在夏季加強廠房內通風對流，改善局部環(huán)境氣候條件，降低溫度，預防中暑。制定科學合理的勞動組織制度，就是通過調整工作時間、工作頻次等方式來避免或減少勞動者接觸職業(yè)危害因素的時間和機會，比如在高溫作業(yè)崗位，就可以通過多倒班多輪換多休息的方式來減少勞動者接觸高溫熱輻射，從而有效預防控制中暑發(fā)生。
2.2職業(yè)危害因素檢測評價
加強對工作環(huán)境中職業(yè)危害因素情況的監(jiān)測檢查，準確評價危害因素污染程度。對職業(yè)危害因素進行監(jiān)測的目的是制定危害因素的最低接觸水平，為評價工作場所職業(yè)衛(wèi)生狀況和接觸水平提供依據(jù)，為釆用新技術新工藝新材料提供依據(jù)，為調整生產節(jié)奏和勞動組織工作提供依據(jù)，為做好有害作業(yè)危害條件分級提供依據(jù)，為健康監(jiān)護提供早期信息。職業(yè)危害因素監(jiān)測應該做到定期與隨機相結合，根據(jù)生產情況，對有害因素的濃度或強度進行動態(tài)監(jiān)測管理，采取針對性的方法措施對職業(yè)危害因素進行治理，不斷改善勞動者工作環(huán)境條件，使之符合國家標準。
2.3個體防護與職業(yè)健康教育促進
消除或減少職業(yè)危害發(fā)生的另一項重要措施是使用個體勞動防護用品，主要是指通過教育并要求勞動者正確佩戴使用個體勞動防護用品，避免或減少職業(yè)危害因素直接作用于勞動者身體造成職業(yè)危害，比如通過佩戴防塵口罩、護耳罩或耳塞可以有效地預防減輕粉塵和噪聲對人體的侵害，因此說勞動防護用品是保護勞動者安全健康的最后一道防線并不為過。職業(yè)健康教育促進就是通過對勞動者開展職業(yè)衛(wèi)生知識宣傳教育，制定工作崗位職業(yè)衛(wèi)生操作規(guī)程，向勞動者進行職業(yè)危害告知，在工作場所設立職業(yè)危害警示標識。
2.4做好對勞動者的職業(yè)健康監(jiān)護
《職業(yè)病防治法》對職業(yè)健康監(jiān)護的定義是：為及時發(fā)現(xiàn)勞動者的職業(yè)性健康損害，根據(jù)勞動者的職業(yè)接觸史，對勞動者進行有針對性的定期或不定期的健康檢查和連續(xù)的、動態(tài)的醫(yī)學觀察，記錄職業(yè)接觸史及健康變化，評價勞動者健康變化與職業(yè)病危害因素的關系。職業(yè)健康監(jiān)護主要包括職業(yè)健康檢查和建立完善職業(yè)健康監(jiān)護檔案等工作，職業(yè)健康檢查主要是通過對勞動者進行上崗前、在崗期間、離崗時、應急性的健康檢查以及復查，發(fā)現(xiàn)職業(yè)禁忌癥，發(fā)現(xiàn)職業(yè)危害的早期征象，及時釆取措施進行調整和治療干預。為接觸職業(yè)危害因素作業(yè)的勞動者建立職業(yè)健康監(jiān)護檔案，對健康監(jiān)護檢査結果進行動態(tài)觀察，對勞動者的職業(yè)健康狀況進行定期評定，根據(jù)評定結果調整和修正健康監(jiān)護工作方向，使勞動者保持良好的健康水平，最大限度減輕或延緩職業(yè)危害的發(fā)生。職業(yè)健康監(jiān)護可以和職業(yè)危害因素監(jiān)測和控制接觸相結合，監(jiān)護結果可以為改進生產工藝技術、調整勞動組織、加強個體防護提供反饋信息，也可以據(jù)此改進完善健康監(jiān)護方法手段，同時也可以為發(fā)生職業(yè)危害后的賠償爭議提供用于裁決的依據(jù)。使用現(xiàn)代化的計算統(tǒng)計方法還可以對勞動者個體或人群發(fā)生職業(yè)危害的前景進行預測，為進一步做好健康監(jiān)護工作指引目標。
3結語
近年來，鋼鐵工業(yè)在節(jié)能減排方面投入大量資金，噸鋼綜合能耗和噸鋼污染物排放量逐年下降。但由于粗鋼產量連年增長，噸鋼下降成果尚不足以抵消因粗鋼產量增長導致的總能耗增加，弱化了污染物減排的成果。能源消耗總量居高不下，污染治理難度和要求越來越高已成為制約鋼鐵工業(yè)進一步發(fā)展的關鍵因素。近年來鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排工作的持續(xù)推進，一些投資回報率高、節(jié)能效果顯著、污染物削減量大、容易實施的技術逐步被大部分企業(yè)采用，余下的都是投資成本偏高、節(jié)能減排效果不顯著或技術上存在難度的項目，導致治理難度越來越大，實現(xiàn)節(jié)能減排的途徑越來越少。例如，由于技術瓶頸的制約，鋼鐵工業(yè)一些低溫、低壓的熱能，含鹽量較高的廢水等還不能得到有效的利用。
2低溫多效蒸餾技術
低溫多效蒸餾是最早的海水淡化方式之一，也是當今使用的最有效的熱法蒸餾工藝之一。蒸發(fā)器中不同溫度下單一的蒸發(fā)凝結制水單元叫做效。組成制水設備效的數(shù)量稱為蒸發(fā)凝結設備的效數(shù)。水的沸點和它所受到的壓力有關，壓力越低，水的沸點就越低。低溫多效蒸餾技術正是利用這一原理，通過真空技術，改變蒸發(fā)凝結設備各效內的壓力，逐級改變各效內水的沸點。進而利用第1效蒸發(fā)海水所得的蒸汽作為第2效的熱源(第2效的沸點溫度和壓力比第1效低)，效與效之間的熱量實現(xiàn)多次重復利用。供給蒸發(fā)器的熱量只需在第1效中將水加熱實現(xiàn)部分汽化，即可實現(xiàn)多效的熱量梯級供給。低溫多效蒸餾技術是指鹽水的最高蒸發(fā)溫度約70℃的鹽水淡化技術。其特征是將一系列的水平管降膜蒸發(fā)器或垂直管降膜蒸發(fā)器串聯(lián)起來并分成若干效組，用一定量的蒸汽輸入通過多次的蒸發(fā)和冷凝，從而得到多倍于加熱蒸汽量的蒸餾水的鹽水淡化技術。低溫多效蒸餾技術系統(tǒng)具有進料海水的預處理簡單、動力消耗小、系統(tǒng)的熱效率高、系統(tǒng)的操作彈性大、出水水質好等特點。系統(tǒng)的動力消耗只有0.9KWh/m3～1.2KWh/m3左右，30余度的溫差即可安排12以上的傳熱效數(shù)，從而達到10左右的造水比。產品水的含鹽量小于5mg/l[1]。
3低溫多效蒸餾技術在鋼鐵行業(yè)應用實例
2005年2月國務院批復了《首鋼實施搬遷、結構調整和環(huán)境治理的方案》，拉開了首鋼京唐公司建設的序幕。首鋼京唐公司位于河北省唐山市南部渤海灣曹妃甸島，最近的淡水水源是相距90公里的唐山陡河水庫，且淡水供應量只能滿足首鋼京唐公司的部分生產需求，建設海水淡化項目勢在必行。首鋼京唐公司海水淡化工程采用低溫多效蒸餾海水淡化工藝。一期分兩步建設，每步建設2套海水淡化裝置，單套日產水能力12500噸，單套產水能力目前國內最大。一期一步建設兩個單元，全部引進法國技術，于2007年9月開工建設，2009年3月和5月分別調試成功，滿負荷產出合格蒸餾水。一期二步建設兩個單元，全部實現(xiàn)國產化，于2009年3月開工建設，2010年8月和10月分別調試成功，滿負荷產出合格蒸餾水[2]。目前，首鋼京唐公司日產淡水5萬噸，按地表水和蒸餾水之間1.5的造水率計算，每年可以節(jié)約地表水資源約2400萬噸，約占首鋼京唐公司年產975萬噸鋼用水量的三分之一。
4低溫多效蒸餾技術對鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排的作用
4.1充分利用鋼鐵流程的的低品質余能
低溫多效蒸餾的鹽水蒸發(fā)溫度較低，因此，對加熱熱源的品質要求也低。根據(jù)《鋼鐵行業(yè)海水淡化技術規(guī)范第1部分：低溫多效蒸餾法》，加熱蒸汽參數(shù)應根據(jù)鋼鐵廠可以經濟穩(wěn)定提供的蒸汽流量和參數(shù)確定，宜采用低參數(shù)蒸汽。低溫多效海水淡化裝置要求的最小蒸汽壓力為0.025MPa(a)～0.032MPa(a)；蒸汽熱壓縮裝置的壓縮汽源壓力宜選用0.20MPa(a)～0.50MPa(a)；也可通過減溫減壓裝置將從管網來的蒸汽(蒸汽壓力一般0.8MPa～1.3MPa)經過減壓、減溫后進入熱壓縮器。鋼鐵廠低壓蒸汽，壓力介于0.3MPa和0.5MPa之間，溫度250℃左右。鋼鐵廠低低壓蒸汽，壓力0.025MPa～0.032MPa，溫度65℃～70℃[3]。鋼鐵企業(yè)各工序在生產過程中均可能產生溫度、壓力較低的低品質蒸汽，即低壓蒸汽或低低壓蒸汽。如，各種余熱發(fā)電（燒結余熱發(fā)電、轉爐低溫飽和蒸汽發(fā)電、干熄焦余熱發(fā)電(CDQ)等）、余能發(fā)電（如高爐煤氣TRT壓差發(fā)電）、煤氣-蒸汽聯(lián)合發(fā)電（CCPP）、摻燒高爐煤氣鍋爐發(fā)電等汽輪機末端蒸汽，高爐爐前水沖渣蒸汽，鋼渣燜渣蒸汽，高爐沖渣水轉換的低品質蒸汽等等。這些低品質熱源現(xiàn)有的節(jié)能技術尚無法高效利用，目前只能冷卻回收水資源或放散。而這些低品質蒸汽恰恰是低溫多效蒸餾技術最適合的熱源，從而實現(xiàn)低品質能源的高效、梯級利用，同時大幅度降低鹽水淡化成本。
4.2減少沿海鋼鐵企業(yè)常規(guī)水資源的消耗
我國是一個淡水資源貧乏且分布不圴的國家。我國的的淡水資源僅占全球淡水資源的6%，人均淡水資源只有2.3km，僅為世界平均水平的1/4。為緩解水資源短缺的狀況，國家采取了涵養(yǎng)水源、興建水利設施、跨流域調水、節(jié)約用水、污水處理循環(huán)使用等一系列政策措施。同時，鼓勵沿海企業(yè)使用海水等非常規(guī)水資源。隨著我國鋼鐵工業(yè)結構調整、壓縮產能工作的不斷深入，國家未來對鋼鐵行業(yè)的調控更多的將是布局的整體把控。即優(yōu)先在沿海沿邊地區(qū)布局，鋼鐵企業(yè)將逐步由內陸城市型向臨海港口型轉變。首鋼京唐公司、鞍鋼鲅魚圈生產基地已建成投產，寶鋼湛江鋼鐵有限公司、武鋼防城港鋼鐵基地已開工建設，石家莊鋼廠、青島鋼廠等一批城市鋼鐵企業(yè)也將相繼向沿海搬遷。低溫多效蒸餾海水淡化技術將給沿海鋼鐵企業(yè)高效利用低溫、低壓、低品質熱源，減少常規(guī)水資源消耗提供一個選項。
4.3減少鋼鐵工業(yè)濃鹽水的產生,有利于實現(xiàn)廢水零排放
近年來，鋼鐵行業(yè)通過采用節(jié)水新工藝、新技術，完善循環(huán)水系統(tǒng)、串接利用水資源、廠區(qū)綜合污水處理和回收利用等措施，不斷降低產品新水消耗，減少廢水外排。2012年，重點統(tǒng)計鋼鐵企業(yè)噸鋼耗新水3.87立方米/噸，比2008年減少25.29%；外排廢水總量比2008年減少38.60%，噸鋼外排廢水達到1.2立方米/噸，比2008年減少52.36%。但隨著鋼鐵生產過程中使用純水作為冷卻介質的設備增多、污水深度處理除鹽回用工程的實施，鋼鐵企業(yè)濃鹽水將越來越多，如何妥善處理這些濃鹽水將是制約鋼鐵工業(yè)廢水零排放的關鍵環(huán)節(jié)。為回收利用水資源，鋼鐵企業(yè)建設了廠區(qū)綜合污水處理廠，采用絮凝、沉淀和過濾工藝，主要去除懸浮物和化學需氧量，但對含鹽量的去除基本沒有作用。因此，隨著水循環(huán)次數(shù)的增多，蒸發(fā)、濃縮等因素使水系統(tǒng)中含鹽量越積越高，造成設備的腐蝕傾向。為保障回用水質安全，各鋼鐵企業(yè)在污水處理回用系統(tǒng)上增加反滲透除鹽裝置，將部分或全部綜合污水進行脫鹽處理。鋼鐵企業(yè)的自備電站、動力系統(tǒng)的蒸氣鍋爐、干熄焦鍋爐等也需要使用返滲透裝置制備純凈水，滿足鍋爐生產對純凈水的需要。反滲透水處理裝置在生產純凈水的同時會產生含鹽量較高的濃縮水。根據(jù)有關標準，產水量<4m3/h的裝置水回收率不小于30%；產水量4m3/h～40m3/h的裝置水回收率不小于50%；產水量>40m3/h的裝置水回收率不小于70%[4]。即使按最高70%的產水率，仍產生約30%的濃鹽水。目前，很多鋼鐵企業(yè)使用離子交換工藝制備軟化水。離子交換工藝是利用鈉離子交換組成水中硬度的鈣、鎂離子，使水中不易形成碳酸鹽垢及硫酸鹽垢。使用離子交換工藝制備軟水，各鋼鐵企業(yè)每月需消耗成百上千噸的工業(yè)鹽，造成水系統(tǒng)中鹽份增加，并產生大量的濃鹽水。目前，鋼鐵企業(yè)對濃鹽水尚缺少有效的處理手段，多數(shù)企業(yè)采用渣場燜渣等方式進行處置。但由于濃鹽水水量較大，燜渣等方式只能消耗一小部分，大部分濃水仍需直接外排，不僅造成水資源的浪費，還對環(huán)境造成污染。個別企業(yè)嘗試使用反滲透膜技術處理濃鹽水，但因濃鹽水鹽份含量高，易造成膜結垢或污堵，致使設備效率極低或停產。低溫多效蒸餾海水淡化技術很好的解決了沿海鋼鐵企業(yè)的這一問題。低溫多效蒸餾法的蒸汽是海水在70℃以下蒸發(fā)形成的，蒸汽中攜帶的鹽水成分極為有限。因此，生產的蒸留水含鹽量通常可小于5mg/l,可以完全替代離子交換制備軟水工藝，避免制備軟水產生的大量濃鹽水。同時還可以大量兌入廠區(qū)供水系統(tǒng)，降低廠區(qū)水循環(huán)系統(tǒng)的含鹽率,取消或縮小綜合污水脫鹽規(guī)模，為沿海鋼鐵企業(yè)真正實現(xiàn)廢水零排放提供了可能[5]。
4.4廢物循環(huán)利用，實現(xiàn)環(huán)境友好
低溫多效蒸餾海水淡化后剩余的濃鹽水具有高溫、濃縮、高堿度等特點，為避免對排水口附近海洋水質、生態(tài)環(huán)境和海洋生物產生不利影響，同時實現(xiàn)變廢為寶。目前采用的方式是將濃鹽水輸送給社會鹽場，進行鹽化工生產。遠期可研究利用其高溫、高堿度的特性，做為自備電廠煙氣脫硫的脫硫劑使用，進一步實現(xiàn)環(huán)境友好。
5國家政策支持
5.1支持海水淡化
2005年8月，國家發(fā)展和改革委員會、國家海洋局、財政部聯(lián)合印發(fā)了《海水利用專項規(guī)劃》。規(guī)劃指出，向大海要水、要資源，是解決沿海（近海）地區(qū)淡水資源短缺的現(xiàn)實選擇，也是實現(xiàn)以水資源可持續(xù)利用，保障沿海地區(qū)經濟社會可持續(xù)發(fā)展的重大措施，具有重大的現(xiàn)實意義和戰(zhàn)略意義。并提出2010年我國海水淡化能力達到80萬立方米/日～100萬立方米/日，2020年海水淡化能力達到250萬立方米/日～300萬立方米/日，實現(xiàn)大規(guī)模海水淡化產業(yè)化，海水利用(特別是海水淡化)設備國產化率達到90％以上等發(fā)展目標。2012年2月，國務院了《國務院辦公廳關于加快發(fā)展海水淡化產業(yè)的意見》。意見指出，發(fā)展海水淡化產業(yè)，對緩解我國沿海缺水地區(qū)和海島水資源短缺，促進中西部地區(qū)苦咸水、微咸水淡化利用，優(yōu)化用水結構，保障水資源持續(xù)利用具有重要意義。并從加大財稅政策支持力度，加大對發(fā)展海水淡化產業(yè)的投入力度；實施金融和價格支持政策，推動海水淡化產業(yè)加快發(fā)展；完善法規(guī)體系，明確海水淡化的戰(zhàn)略定位，從資源開發(fā)、環(huán)境保護、安全供給和產業(yè)發(fā)展等方面進行引導和規(guī)范；加強監(jiān)督管理，確保供水安全；強化宣傳培訓等五個方面制定了支持政策。提出到2015年，我國海水淡化能力達到220萬立方米/日～260萬立方米/日的發(fā)展目標。
5.2鼓勵余熱余能利用
近來年，國家出臺了一系列的鼓勵節(jié)約能源的政策、法規(guī)和標準，其中對鋼鐵等行業(yè)的余熱余能利用提出了明確要求。如2012年國家出臺《節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃》中明確提出：推動干熄焦、高爐煤氣、轉爐煤氣和焦爐煤氣等二次能源高效回收利用，鼓勵燒結機余熱發(fā)電，到2015年重點大中型企業(yè)余熱余壓利用率達到50%以上。支持大中型鋼鐵企業(yè)建設能源管理中心。
5.3嚴格控制污水排放
《中華人民共和國水污染防治法》第四十條規(guī)定：國務院有關部門和縣級以上地方人民政府應當合理規(guī)劃工業(yè)布局，要求造成水污染的企業(yè)進行技術改造，采取綜合防治措施，提高水的重復利用率，減少廢水和污染物排放量。2012年修訂的《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標準》對鋼鐵工業(yè)廢水及廢水中污染的排放提出了更高、更嚴格的要求。其中噸鋼廢水排放量由1992年版標準的缺水區(qū)10立方米/噸、豐水區(qū)20立方米/噸，提高到現(xiàn)行標準的2.0立方米/噸和2015年的1.8立方米/噸[6]。
6低溫多效蒸餾技術應用的設想
目前，低溫多效蒸餾技術在鋼鐵行業(yè)的應用僅限于沿海鋼鐵企業(yè)的海水淡化，對沿海鋼鐵企業(yè)提高能源利用率，減少循環(huán)水系統(tǒng)中鹽含量和廢水排放量起到積極的作用。但為數(shù)眾多的內陸鋼鐵企業(yè)同樣存在著余熱發(fā)電后的低壓或低低壓蒸汽利用問題，存在軟水制備和濃鹽水的利用問題。低溫多效蒸餾技術是利用真空技術改變環(huán)境的壓力，從而改變水的沸點，實現(xiàn)水的低溫蒸發(fā)。因此，該技術不僅適用于海水淡化，也適用于鋼鐵聯(lián)合企業(yè)濃鹽水的處理。即，將企業(yè)的濃鹽水集中后，充分利用鋼鐵企業(yè)的各種低低壓蒸汽，應用低溫多效蒸餾技術，對濃鹽水進行蒸餾淡化，在獲取高品質蒸餾水，取代離子交換工藝生產軟水的同時，進一步濃縮濃鹽水。力爭實現(xiàn)濃鹽水剩余量與企業(yè)燜渣等能夠使用濃鹽水的工序需水量平衡，從而為鋼鐵企業(yè)真正實現(xiàn)工業(yè)廢水零排放創(chuàng)造條件。國內已有企業(yè)研發(fā)出了濃鹽廢水低溫板式多效蒸發(fā)濃縮結晶裝置，但由于尚存在蒸發(fā)溫度偏高、設備穩(wěn)定性及濃鹽水、蒸汽管網設置等方面的問題，尚沒有在鋼鐵企業(yè)應用。今后，隨著低溫板式多效蒸發(fā)濃縮結晶裝置的不斷成熟、完善，希望能夠生產出適合鋼鐵企業(yè)濃鹽水處理的蒸發(fā)濃縮結果裝置，在鋼鐵企業(yè)試點及推廣應用，從而使低溫多效蒸餾技術在內陸鋼鐵企業(yè)的節(jié)能減排工作中發(fā)揮作用。
7結論
關鍵詞鋼鐵工業(yè)綠色化環(huán)境
1引言
中國的鋼鐵工業(yè)歷經50年的發(fā)展，特別是改革開放20年以來，有了巨大進步，取得了舉世矚目的成就：鋼產量增加速度加快，技術水平明顯提高，產品結構不斷調整，成為名副其實的鋼鐵大國。但是，鋼鐵工業(yè)也是高能耗、高水耗、高污染的產業(yè)，是能源、資源消耗、污染物排放的大戶。目前，鋼鐵行業(yè)的能耗占全國總能耗的10％以上，鋼鐵行業(yè)水耗占全國工業(yè)水耗的9％左右；而且，我國鋼鐵工業(yè)的能耗、水耗指標大大高于國外的先進水平。隨著我國鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，將會帶來一系列更加嚴重的資源、環(huán)境問題。生態(tài)環(huán)境問題已成為影響鋼鐵工業(yè)發(fā)展的重要問題。因此，對于中國鋼鐵綠色化的研究具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義。
2近年來我國鋼鐵工業(yè)化迅速發(fā)展的狀況
1996年我國鋼產量首次超過1億噸大關，躍居世界第一位，此后我國鋼產量一直保持世界排名第一的位置。2002年實現(xiàn)鋼產量1．8億噸，到2003年鋼產量突破2億噸，達到22234萬噸，2004年全國共產鋼27279萬噸，比上年增長22．7％，生鐵、鋼材的產量分別達到創(chuàng)紀錄的25185萬噸與29723萬噸(含重復材)，同比增長均在20％以下。在鋼材品種和質量方面，已經逐步形成能冶煉包括高溫合金、精密合金在內的1000多個鋼種，軋制和加工包括板、帶、管、型、線、絲等各種形狀的4萬多個品種規(guī)格的鋼材；各項技術經濟指標明顯提高。從1991～2003年鋼產量增加近2．13倍，總能源消耗量只增加1．84倍；噸鋼耗新水量下降了75．2l％；噸鋼廢水排放量下降了82．56％。尤其是噸鋼能源消耗大幅度降低，去年我國重點企業(yè)平均噸鋼綜合能耗764．06kg/t，比1991年下降50．53％；噸鋼可比能耗為741．48kg／t；污染物綜合排放合格率達到90．59％；廢氣處理率達到98．31％，環(huán)境質量明顯提高。
從以上數(shù)據(jù)中可以看出，我國鋼鐵工業(yè)確實以舉世矚目的速度發(fā)展著，但是，目前我國綜合能源利用率約為33％，比發(fā)達國家低10個百分點，單位產值能耗是世界平均水平的2倍多，是日本的11.5倍，是德國和法國的7．7倍，是美國的4．3倍。因此，從某種意義上說，我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展是以高消耗、高污染為代價的。
3我國鋼鐵工業(yè)環(huán)境危機的原因
從半個世紀以來我國的發(fā)展歷程看，基本上是"大量開采--大量生產--大量排放"的生產模式。目前，我國鋼鐵工業(yè)仍然是走先發(fā)展后治理的道路，有的企業(yè)甚至是只顧發(fā)展不管環(huán)境的治理，尚未完全擺脫粗放型的增長模式。與世界其它國家的鋼鐵企業(yè)相比，我國鋼鐵企業(yè)存在著很大環(huán)保差距。
3．1企業(yè)經營管理不善，裝備技術落后
目前，我國現(xiàn)有技術裝備平均單機能力小、技術水平低、部分生產能力和工藝技術不配套，使得生產消耗高、效率低、質量差。據(jù)有關統(tǒng)計資料顯示，國內總生產裝備中僅10％～20％可以進入國際先進行列，已實施高效連鑄的鑄機只占總數(shù)的10％，相當一部分的普通鋼材生產能力面臨淘汰或改造，而國民經濟急需的關鍵品種僅能滿足約2／3的需求。我國鋼鐵企業(yè)有幾千座高爐，大多規(guī)模較小，大型鋼鐵企業(yè)高爐平均容積為1600m3，這與國外水平相比有很大差距，例如日本高爐平均容積3000m3以上。
3．2節(jié)能、環(huán)境保護的層次水平低2004年全國能源消費總量19．7億噸標準煤，比2003年增長15．2％。其中，煤炭消費量18．7億噸，增長14．4％；原油2．9億噸，增長16．8％；天然氣415億立方米，增長18．5％；水電3280億千瓦小時，增長15．6％。主要原材料消費中，鋼材3．1億噸，增長15．1％；氧化鋁1284萬噸，增長9．7％；水泥9．6億噸，增長12．4％。萬元GDP能耗1．58噸標準煤，上升5．3％。與國際先進水平相比，我國鋼鐵企業(yè)噸鋼能耗仍高出15％左右。
如下表所示，除寶鋼的噸鋼綜合能耗已達到世界先進國家水平外，其他大中型企業(yè)盡管有較大的進步，但仍然有相當差距。比較國內大中型企業(yè)的綜合能耗，在能耗大于100萬噸標煤的45家企業(yè)中，綜合能耗大于寶鋼的有39家大型企業(yè)；全國73家大中型企業(yè)的噸鋼綜合能耗介于寶鋼與39家大型企業(yè)之間。
3．3能源循環(huán)利用率低下
目前我國廢舊金屬回收率為50％左右，而發(fā)達國家的平均水平在80％以上。我國每年平均約有200萬～300萬噸廢鋼鐵、10萬～15萬噸廢雜有色金屬尚未被合理回收。據(jù)資料顯示，高爐礦渣的利用率約50％，而鋼渣的利用率還不到10％，這些廢渣中實際上有做水泥的原料、可以軋鋼的原料等；鋼鐵企業(yè)把經過處理的污水排出去，實際上把二次能源水資源浪費掉了，如果把這些污水循環(huán)利用，可以大大節(jié)約水資源；同時，粉塵經過處理也把它倒掉了；高爐的煤氣向空中排放，如果把這些廢氣如二氧化碳、氮氣等進行回收，也可以作為資源。
3．4環(huán)保理念和環(huán)保意識差，法制法規(guī)不健全
目前，我國一些鋼鐵企業(yè)尚未認識到實施綠色化生產的重要作用和意義，缺乏參與行動和采取有效的綠色生產措施，通過IS014000環(huán)境管理體系認證的鋼鐵企業(yè)少。
4鋼鐵工業(yè)綠色化的必要性
必須承擔起社會責任。不斷開發(fā)"綠色產品"，實現(xiàn)"綠色制造"。綠色化是指企業(yè)把節(jié)約資源、保護環(huán)境、有益于消費者和公眾的身心、健康的理念融入企業(yè)活動的全過程的各個方面，轉變企業(yè)生產方式，實行清潔生產，使企業(yè)與自然、社會和諧統(tǒng)一，促進經濟社會的可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)成長。"綠色冶金"即符合環(huán)保要求，做到低能源消耗、低資源消耗、低排放再循環(huán)使用。綠色化鋼鐵制造的目標是產品從設計、制造、包裝、運輸和使用到報廢處理的整個生命周期對環(huán)境負面影響最小、資源利用率最高，并使企業(yè)的經濟效益、環(huán)境效益和社會效益協(xié)調優(yōu)化。
從世界范圍看，綠色化是不可逆轉的浪潮。現(xiàn)在，國際社會和各國政府都認識到，全球的資源環(huán)境危機正日益加深，而企業(yè)的粗放生產方式，就是其中的重要原因。因此，對企業(yè)的生產和經營提出了越來越嚴格的要求。20世紀70年代以來，越來越多的國家制定了嚴格的環(huán)境標準，規(guī)定只有滿足這些標準的產品才準予進入本國市場。京都協(xié)議日標在氣體散發(fā)物遠遠超過周圍環(huán)境并且達到全球的維持的溫室以上才被采用。歐盟鋼鐵工業(yè)已經有助于UNFCCC的目標了，因為它過去20年中已經降低幾乎溫室氣體散發(fā)物的數(shù)量40％。
綠色化也是適應我國加入WTO后的國際競爭形勢的要求。我國鋼鐵工業(yè)增長方式粗放，長期以來采用高投入來維持高增長速度的數(shù)量擴張型方式，實際上，我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展在一定程度上是以犧牲環(huán)境為代價的。多年重復建設造成大量生產能力過剩結構不合理，不能適應市場經濟發(fā)展的需要。面對新世紀的到來，鋼鐵行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，正面臨著市場與環(huán)境的雙重嚴峻挑戰(zhàn)。同時也說明了實施綠色化生產的迫切性及必要性。
4.1加強企業(yè)技術改造
鋼鐵工業(yè)綠色化對策的重要依托是綠色化技術，只有采用綠色化技術，才能保證綠色化對策的實施，最終實現(xiàn)綠色化的戰(zhàn)略目標。建議普及、推廣一批成熟的節(jié)能環(huán)保技術，如熔融還原煉鐵技術及新能源開發(fā)、新型焦爐技術和處理廢舊輪胎、垃圾焚燒爐等與社會友好的廢棄物處理技術，通過短流程研究，廣泛應用高效單體熔煉精煉、連鑄連軋、控溫控軋等技術，實現(xiàn)低能耗、少物耗。深入研究冶金反應和凝固過程中所出現(xiàn)的許多新現(xiàn)象，不斷催生新的生產工藝。投資開發(fā)一批有效的綠色化技術，在此基礎上進一步集成為鋼鐵生產企業(yè)的綠色化制造流程。
4.2高效利用資源，使能源消耗最小
利用鐵礦石及其他天然礦物資源，多用再生資源如廢鋼、鋼廠粉塵等；少用不可再生能源如煤、油、天然氣等，開發(fā)采用新的能源如氫、太陽能等，少用淡水資源，發(fā)展節(jié)水技術，強化水循環(huán)，減少廢水排放。鋼鐵行業(yè)節(jié)水潛力巨大。寶鋼等企業(yè)每噸鋼耗水只有6m3，一般企業(yè)為20～30m3，個別企業(yè)為50m3甚至更高。通過技術改造，到2005年和2010年，鋼鐵行業(yè)噸鋼耗水指標下降到16m3至12～14m3是完全可能的。其中，大型鋼鐵企業(yè)可以下降到6～8m3。鋼鐵行業(yè)可以做到增產不增取水量。
4.3與相關工業(yè)鏈
鋼廠不僅要質優(yōu)、價廉、清潔地生產鋼鐵產品，而且還要發(fā)揮其能源轉換功能。因為鋼鐵工業(yè)可向社會提供余熱副產品，如煤氣、高爐渣、鋼渣等，還可消納社會的廢棄物，如廢塑料、垃圾、廢輪胎、廢鋼及各種合金返回料等，所以鋼鐵工業(yè)可與相關工業(yè)形成工業(yè)生態(tài)鏈。傳統(tǒng)模式的鋼廠沒有充分利用能源，鋼廠發(fā)揮能源轉換功能是有希望的。比如鋼、電、水泥集成，可以形成一個環(huán)境負荷低的生態(tài)工業(yè)過程。
4.4信息技術、管理技術的應用
在鋼鐵企業(yè)管理信息化方面，通過建設企業(yè)ERP(企業(yè)資源計劃)系統(tǒng)，綜合企業(yè)的人、財、物各種資源狀況和產、供、銷各個環(huán)節(jié)的信息，對生產進行合理有效的計劃、組織，使生產經營活動協(xié)調有序進行，并對企業(yè)的戰(zhàn)略計劃進行了決策。其中，能源管理是其重要的組成部分，它包括能源計劃的編制，能源的生產，供應供需平衡以及能耗考核等功能。科技是第一生產力，在環(huán)保治理方面同樣發(fā)揮著重要作用，只有通過深入的科學研究，才能在對投資較大的環(huán)保治理方案選擇上從可行性及經濟性上提出有力的依據(jù)，只有科研與管理并舉，在環(huán)保治理上才會如虎添翼。
4.5增強環(huán)保意識，實現(xiàn)綠色化生產
企業(yè)應增強鋼鐵工業(yè)從業(yè)人員的環(huán)保意識和責任感，加強有關專業(yè)培訓和普及環(huán)保知識，將IS01400l認證環(huán)境評價、年度環(huán)境報告納入鋼鐵企業(yè)的評價體系。必須根據(jù)實際情況制定不斷完善的法律、法規(guī)、產業(yè)技術政策等，以約束和指導鋼鐵工業(yè)不斷改善環(huán)境狀況并逐步向綠色化邁進。
5結語
鋼鐵工業(yè)作為國民經濟的基礎產業(yè)，對經濟的發(fā)展及人民生活水平的提高起著重要的作用，沒有鋼鐵工業(yè)就沒有現(xiàn)代工業(yè)文明。但是隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，鋼鐵工業(yè)生產的不文明表現(xiàn)日益突出，工業(yè)排放對生態(tài)環(huán)境的污染制約著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展。鋼鐵工業(yè)如何才能既滿足當代人對鋼鐵的需求，又不危害后代人生存環(huán)境的問題，亦即鋼鐵工業(yè)的綠色化問題，是鋼鐵工業(yè)發(fā)展所面臨的重大課題。在2l世紀初，如何把"綠色鋼鐵"這一概念變?yōu)楝F(xiàn)實，如何化解環(huán)境危機，如何堅持走可持續(xù)發(fā)展的道路，中國鋼鐵工業(yè)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，承載著責無旁貸的責任，更孕育著無限的生機。
參考文獻
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