第9章钢厂流程的结构与模式

钢厂流程的结构与模式孙健1内容提纲工序功能的演进与钢厂流程结构的关系钢厂生产中的运输问题钢厂总图布置问题钢厂结构优化问题钢厂结构优化与工程设计2工序、装置是制造流程系统中下一层次的组成单元，是流程网络中的节点。4工序功能的演进与钢厂流程结构的关系钢铁制造流程中工序功能的演进4模铸流程：

1、原料 2、烧结3、矿槽 4、高炉出铁5、兑铁 6、转炉出钢7、浇注 8(8’)、钢锭9、均热炉 10、初轧机11(11’)、板坯库12、加热炉 13、精轧机－卷取14、成品库连铸流程：1、原料 2、烧结3、矿槽 4、高炉出铁5、兑铁 6、转炉出钢7、精炼 8、连铸9(9’)、板坯库10、加热炉 11、轧制－卷取12、成品库薄板坯连铸－连轧流程：1、原料 2、烧结3、矿槽 4、高炉出铁5、兑铁 6、转炉出钢7、精炼 8、连铸9、板坯输送10、加热炉 11、轧制－卷取12、成品库5钢铁制造流程工序功能的演进可见，钢厂生产流程逐步由间歇型向准连续/连续型过渡，工艺流程不断紧凑化，准连续/连续化，产品结构专业化是钢厂结构调整的主要方向。6钢铁制造流程工序功能的演进和工程逻辑的变化钢铁制造流程工序功能的演进

钢铁冶金工序功能：在钢铁生产的某个工序中完成的冶金任务。就冶金工序而言，工序功能是多元化的，每一个工序都可以完成多个冶金任务，如高炉，可以完成铁矿石还原、脱硫、渗碳等功能；转炉可完成脱碳、脱磷、脱硫、升温等功能；随着钢铁冶金技术的进步，每一个工序的功能都在发生变化，出现了工序功能的演进。8钢铁冶炼工序的功能分布和组成9凝固、轧制工序功能分布和组成10钢铁冶金生产流程氧化－还原过程的演进钢铁生产流程氧化－还原过程的比较A:铁矿石；B:高炉出炉铁水；C:装入炼钢炉的铁水；D:海绵铁；E:出炉钢水；F:成品钢G:预还原矿石。A-B:高炉过程；C-E:氧气转炉炼钢过程；A-G:预还原；A-D:直接还原；D-E:电炉炼钢；G-E:终还原；A-G-B:两步法熔融还原；A-H-B:一步法熔融还原。11钢铁冶金生产流程温度控制的演进12钢铁冶金工序功能的解析1、高炉氧化物高效还原器液态金属初始发生器和连续供应器能量转换器和控制器冶金质量初始控制器2、铁水预处理冶金负荷和质量调节器能量调节器高炉－转炉过程连续作业的缓冲器13钢铁冶金工序功能的解析3、转炉快速、高效脱碳器快速升温器能量转换和发生器优化脱磷器4、电炉废钢快速熔化器适度脱磷、脱碳器能量转换和控制器14钢铁冶金工序功能的解析5、二次冶金优化精炼器炼钢炉－连铸机作业缓冲协调器生产效率、效益倍增器6、连续铸锭高效凝固器优化成型器冶金器节能器7、轧钢连续形变器组织性能控制器多层次附加处理器15构建高效紧凑、连续顺行的工艺布局4钢厂生产中的运输问题布局特点：（1）按工序“一字型”科学布局。（2）工艺流畅，以“流”为核心，实现物料运输不落地、不折返。（3）联合与集中布置相结合。（4）布置紧凑，吨钢占地为0.9m2。实施效果：占地面积小，内部物流运输距离短。在同等物料运输量的情况下，物料运输距离及运输功仅为光阳厂的72%、为宝钢的54%、为日本君津厂的85%。17钢厂生产中的运输问题181钢厂的总图布置应体现制造流程动态运行的总体设计概念。总图布置是钢厂静态“空间结构”的集中体现，在相当大程度上是时-空边界的规定。2钢厂的工厂布置应体现以“流”(物质流-物流)为核心的概念。工厂布置与车间布置是相互依存的。19钢厂总图布置问题20高效率、低成本洁净钢炼钢厂平面图（大型全薄板型生产厂）环境、生态问题对钢铁工业结构变化带来深刻影响。钢厂结构是指企业内部各要素之间合乎社会经济发展规律、技术进步规律、企业组织规律、市场竞争规律等，相对稳定的内在联系和作用形式。21钢厂结构优化问题钢厂结构优化的技术思路立足于：1）工序功能集合的解析-优化；2）工序之间关系集合的协调-优化；3）流程工序集合的重构优化。22钢厂结构优化问题23钢厂结构优化问题废钢过去：不活跃的系统氧气转炉扁平轧材高炉电弧炉长材在首钢已有技术的基础上，充分吸收国内外先进烧结厂的经验，通过深入研究和创新优化，创新设计了集中燃料破碎、成品立体集中筛分系统。整个工艺流程由燃料破碎、配料、混合制粒、烧结冷却到成品筛分，按工序功能的解析优化，按照流程网络实现了紧凑衔接，最大限度地缩短物流运距、减少物料转运。全厂占地面积比常规设计减少30%，转运站仅有3个。整个烧结厂在功能、结构、效率等方面都达到国际先进行列。24首钢京唐2×500m2烧结厂先进流程三维设计钢厂结构优化与工程设计2526钢厂结构优化与工程设计工序功能在工程上的组合优化的基本步骤：区段过程组合优化炼铁－烧结（球团）－焦化的组合系统工程铁水预处理－转炉－二次冶金－连铸的组合优化车间废钢预热－电炉－二次冶金－连铸的组合优化车间无缺陷铸坯生产技术－高温铸坯输送技术－铸坯直接高温热装炉技术或直接轧制控温－控轧－控冷技术MIS控制技术272829铁水预处理与全量铁水在线“三脱”处理的技术效果与经济效益3031炼钢工艺流程的变革和大型转炉炼钢厂技术的发展钢厂结构优化与工程设计案例分析首钢京唐钢铁厂流程结构优化对钢铁厂采用三座高炉流程结构和采用2座高炉+1个炼钢厂+2个热轧厂流程结构进行了分析研究。综合分析比较表明，2座高炉、1个炼钢厂、2个热轧厂流程结构最为合理。

有利于构建高效率、低成本的生产运行体系，实现钢铁制造流程的“层流式”运行。3233首钢京唐钢铁厂流程结构优化效果图34343535人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读