钢铁行业洞察及5G智慧钢铁解决方案介绍

钢铁行业洞察及5G智慧钢铁解决方案介绍中国钢铁冶金行业发展现状和趋势分析1钢铁制造流程介绍25G智慧钢铁整体解决方案3钢铁行业实践4目录钢铁行业简介：属于黑色金属冶炼和压延加工业，分为炼铁、炼钢、钢压延加工和铁合金冶炼四个部分黑色金属冶炼和压延加工业

炼铁指用高炉法、直接还原法、熔融还原法等，将铁从矿石等含铁化合物中还原出来的生产活动。

炼钢指利用不同来源的氧（如空气、氧气）来氧化炉料（主要是生铁）所含杂质的金属提纯活动。

钢压延加工指通过热轧、冷加工、锻压和挤压等塑性加工使连铸坯、钢锭产生塑性变形，制成具有一定形状尺寸的钢材产品的生产活动。

铁合金冶炼指铁与其他一种或一种以上的金属或非金属元素组成的合金生产活动。黑色金属VS有色金属

世界上有86种金属，根据金属的颜色和性质等特征，金属分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属主要指铁及其合金，如钢、生铁、铁合金、铸铁等。黑色金属以外的金属称为有色金属。铁VS钢

中华人民共和国国家标准GB/T13304－91《钢分类》描述：“以铁为主要元素、含碳量一般在2%以下，并含有其他元素的材料。”含碳量大于2%的铁合金是铸铁。钢铁行业属于“黑色金属冶炼和压延加工业”

根据2017年10月1日发布实施的《国民经济行业分类》，钢铁行业属于“黑色金属冶炼和压延加工业”，共分为炼铁、炼钢、钢压延加工和铁合金冶炼四个小类。

中国钢铁行业概况：中国粗钢产量份额占全球比重过半并持续提升，2020达56.5%

2013~2020年中国粗钢产量钢铁行业是周期性行业，受国家政策影响大，随着淘汰落后产能、合并重组、严格环保执法等政策的落实，近年来钢铁行业市场环境发生了明显变化，企业效益持续改善，钢铁行业生产保持平稳。据国家统计局公布的数据，2020年1-11月，黑色金属冶炼和压延加工业实现营业收入65131.8亿元，同比增长3.7％；实现利润总额2114.9亿元，同比下降9.9％。2020年全国生铁、粗钢、钢材产量分别为88752万吨、105300万吨和132489万吨，同比分别增长4.3%、5.2%和7.7%，我国粗钢产量持续保持全球第一，其中中国x粗钢产量超亿吨，问鼎全球钢企粗钢产量之冠。201320142015201620172018201920200199203984059760796809960081300822008040080800871009290099600105300粗钢产量（万吨）中国钢铁行业分省分布：分布比较集中，TOP5省粗钢产量占比达56.2%中国钢铁行业分布比较集中：2019年粗钢产量排名前10位的省份占比达到72.2%；全国粗钢产量TOP5为河北、江苏、山东、辽宁、山西，占比达到56.2%，集中于环京地区以及江苏省。其中河北一省，年产钢铁2亿+吨，占全国钢产量20%以上。因此，钢铁行业重点发力地区应该为环京地区及江浙一带。与2018年相比：河北、山东、x粗钢产量占比有所下降，降幅最大的为河北，下降了0.88个百分点；江苏、辽宁、山西、湖北、河南、广东、四川粗钢产量占比有所增加，增幅最大的为江苏，上升了0.68个百分点。中国钢铁行业企业分布：行业集中度高，规模以上企业达5138家，34家企业进入中国500强2019年中国500强中的钢铁企业名单（1/3）名次企业名称地区收入（亿元）40中国x钢铁集团有限公司上海4386.2055河钢集团有限公司河北3368.2485江苏沙钢集团有限公司江苏2410.4599鞍钢集团有限公司辽宁2157.67101首钢集团有限公司北京2055.13124山东钢铁集团有限公司山东1558.57148中天钢铁集团有限公司江苏1250.33153湖南华菱钢铁集团有限责任公司湖南1208.85157南京钢铁集团有限公司江苏1182.06178河北津西钢铁集团股份有限公司河北1081.73186杭州钢铁集团有限公司浙江1031.49199酒泉钢铁（集团）有限责任公司甘肃960.72我国钢铁行业规模以上企业达5138家，炼铁和炼钢企业有500余家，钢材轧制企业4000余家，34家企业进入中国500强；名次企业名称地区收入（亿元）201日照钢铁控股集团有限公司山东953.67210x（集团）控股有限公司x917.84220广西柳州钢铁集团有限公司广西891.61225包头钢铁（集团）有限责任公司内蒙古870.69246太原钢铁（集团）有限公司山西785.58282江西方大钢铁集团有限公司江西633.98284本钢集团有限公司辽宁633.66286金鼎钢铁集团有限公司河北631.31297新余钢铁集团有限公司江西605.23名次企业名称地区收入（亿元）301武安市文安钢铁有限公司河北599.73303河北普阳钢铁有限公司河北591.48304冀南钢铁集团有限公司河北584.09311福建省三钢有限责任公司福建570.16313昆明钢铁控股有限公司云南568.82325武安市裕华钢铁有限公司河北541.04331天津友发钢管集团股份有限公司天津531.47341安阳钢铁集团有限责任公司河南512.03368唐山港陆钢铁有限公司河北464.64372武安市明芳钢铁有限公司河北458.46378河北新金钢铁有限公司河北450.87412石横特钢集团有限公司山东418.93448山东泰山钢铁集团有限公司山东379.992019年中国500强中的钢铁企业名单（2/3）2019年中国500强中的钢铁企业名单（3/3）中国钢铁行业发展趋势：行业兼并重组和产业优化升级带来钢厂新建和升级机会序号指标2015年2020年“十三五”累计增加1工业增加值增速（%）5.46.0左右（年均增速）/2粗钢产能（亿吨）11.310以下减少1-1.53产能利用率（%）708010个百分点4产业集中度（前10家）（%）34.26025个百分点以上5钢铁智能制造示范试点（家）21086主业劳动生产率（吨钢/人·年）5141000以上486以上7能源消耗总量//下降10%以上8吨钢综合能耗（千克标煤）572≤560降低12以上9吨钢耗新水量（立方米）3.25≤3.2降低0.05以上10污染物排放总量//下降15%以上11吨钢二氧化硫排放量（千克）0.85≤0.68降低0.17以上12钢铁冶炼渣综合利用率（%）7990以上11个百分点以上13研发投入占主营业务收入比重（%）1.0≥1.50.5个百分点以上14钢结构用钢占建筑用钢比例（%）10≥2515个百分点以上15两化融合关键指标综合集成大型企业比例（%）33≥4411个百分点以上管控集成大型企业比例（%）29≥4213个百分点以上产供销集成大型企业比例（%）43≥507个百分点以上根据2016年工信部发布的《钢铁工业调整升级规划（2016-2020年）》，钢铁行业发展核心在于：去产能&产业重组和智能升级&节能减排去产能&产业重组智能升级&节能减排中国钢铁企业运行概况：多重压力下，寻求高质量发展2020年行业情况：供给侧改革深入实施、环保要求、疫情冲击、国际形势严峻等多重压力下，行业经济效益逐步转好，重点企业利润率增长明显。“十四五”发展目标：力争到2025年，钢铁工业基本形成产业布局合理、技术装备先进、质量品牌突出、智能化水平高、全球竞争力强、绿色低碳可持续的发展格局。粗钢产量创新高生铁、粗钢和钢材产量8.88、10.53和13.25亿吨，同比增长4.3%、5.2%和7.7%粗钢产量占比全球56.5%，同比增长3.2%进口铁矿量价齐增进口铁矿石11.7亿吨，同比增长9.5%；进口平均价格为101.7美元/吨，同比增长7.2%。行业经济效益逐步转好前5月，利润总额同比下降57.2%，全年利润总额2464.6亿元，同比下降7.5%。重点统计企业利润总额2074亿元，同比增长6.6%。钢铁企业智能化转型趋势：行业智能化程度高，智能化需求高，但缺乏核心核心智能化项目如下图为x智库结合2000+制造业上市公司的财务数据及多位专家研讨得出的制造业四象限图。其中钢铁行业智能化程度高，智能化需求高，但由于无很好的智能化改进项目的情况下，因此当前处于象限右下角。企业具有极强的数据化转型需求，为企业降本增效。中国钢铁行业智能化痛点分析解决人员和设备本质安全不到位的问题现场诸多人工岗位，工作条件不理想，大量人工点检作业，安全流程落实缺乏技术保障设备安全监控不到位，监控手段不足，对设备状态和趋势的认识有限等解决复杂系统实现工艺突破的问题制造过程长流程、长时滞、工况复杂多变、多元系统交叉、数据耦合性高工序间生产数据相互隐形耦合，机理模型和参数适应性差，通过数据解析系统难度大大解决产品质量异议频发难以溯源的问题缺少有效工具和必要环境，无法实现工艺反向优化难以实施监理产品质量与物料、设备、人员、工具、能源、工艺参数质检的关联关系解决制造过程人工决策效率低下的问题制造过程稳定性、产品质量一致性、计划调度最优性、运营决策实时性等均有不稳定性决策严重依赖人的经验，决策效率和确率较低解决能源供给中无法最优化配置的问题对能源变化规律实时分析预测不足，及时调度能源介质的手段有限需要将能源系统与制造过程紧密集成，将物质流与能源流同步，优化能源配置。解决产业链价值链服务效能低下的问题企业与用户间信息交互不及时，无法对多元化、个性化、碎片化的市场信息及时应对对市场精准感知、及时响应的手段有限，用户服务效能低下行业优秀实践：利用IoT、AI和大数据等技术，提高生产效率，实现智能化生产特种钢生产技术中融合了IoT、AI算法，知识数字化，实现智能化工厂，全厂从电炉到轧钢到镀锌等工序只有4个质量管理工程师，全厂（一期）仅460名员工，人均钢产量3720吨/年，二期实现人均5000吨/年；BRS盈利能力可以达到40%，未来将实现废钢来料加工，收取加工费，成品交付給用户的加工模式；美国大河：生产钢铁的科技公司运用IoT、大数据等技术，实现智能工厂的数字基因组图谱，从材料到成品的数据，将生产操作、质量和维护、上下生产工序的数据相联系，绘制出钢铁工厂的数字基因组图谱；持续开发人工智能和虚拟工厂等技术，推动生产率提高和质量改善，入选全球“灯塔工厂”；韩国浦项：

首家连续生产的钢铁厂员工佩戴内置传感器的安全帽或智能手表、智能手机等设备，实时上报位置、心跳，及动作等信息，管理中心通过对安全情况进行检测和分析，提高作业人员安全；探索应用大数据和AI技术，推动业务工艺改革；日本新日铁：IoT实现安全监测通过大数据实时分析方案，实现钢坯动态运筹管理时间从以小时计算到6秒内，实现了快速响应客户需求；通过IBMPowerAI方案实现对热轧缺陷进行监控、分析和预测，能提前进行有问题的钢坯的判断，节省了90%的人力成本和时间；台湾中钢：大数据驱动智能化生产中国钢铁冶金行业发展现状和趋势分析1钢铁制造流程介绍25G智慧钢铁整体解决方案3钢铁行业实践4目录钢铁行业流程图：包括采矿、冶炼和加工等环节成本占比45%~65%成本占比25%~45%成本占比5%左右矿石采选主要燃料其他相关上游中游下游冶炼加工应用及消费占比（2019）铁矿石原料富矿贫矿块矿粉矿/精粉烧结矿球团矿焦煤原煤焦炭煤粉水、熔剂等电力生铁粗钢废钢电炉炼钢螺纹钢线材热轧板卷冷轧板卷涂镀板中厚板其他钢材房地产机械汽车金属制品其他运输行业家电电气设备基础设施建设52%12%10%5%3%2%16%无需选矿选矿焦化制备高炉炼铁转炉炼钢铸钢轧钢铁矿石按照物理形态可以分为：原矿、块矿、粉矿和精矿从铁矿石的物理形态上来看：可以分为原矿、块矿、粉矿、精矿等。原矿：开采之后的铁矿石称为原矿，粒度较大，需要进行破碎之后才能入炉或者进行选矿处理。块矿：对于铁品位较高的原矿而言，经过破碎之后，粒度集中在10mm-40mm范围的铁矿石可以直接入高炉使用，这类铁矿石被称为“块矿”；粉矿：对于铁品位较高的原矿而言，经过破碎之后，个体颗粒直径上限为10mm的矿石的铁矿石可以作为烧结矿的原料，此类铁矿石被称为“粉矿”（也叫粗粉）；精粉：铁品位低于40%的矿石，需要经过细磨、选矿达到较高品位才具有经济利用价值，这类铁矿石称为“精矿”（也叫精粉），粒度低于200目（0.075mm）的占比一般超过70%，是生产球团矿的原料。我国铁矿石由于原矿铁品位较低（平均30%以下），所以国产成品矿以精粉为主。因此我们在讨论国产矿的时候指的就是国产精粉。中国超大型矿床少，铁矿石品味低，对进口的依赖度达80%铁矿分类（按含铁量计）注：选矿是根据矿石中不同矿物的物理、化学性质，把矿石破碎磨细以后，采用重选法、浮选法、磁选法、电选法等方法，将有用矿物与脉石矿物分开，并使各种共生（伴生）的有用矿物尽可能相互分离，除去或降低有害杂质，以获得冶炼或其他工业所需原料的过程。选矿能够使矿物中的有用组分富集，降低冶炼或其它加工过程中燃料、运输的消耗，使低品位的矿石能得到经济利用。中国铁矿特点：中小型矿床多、超大型矿床少

现阶段，中国储量大于10亿吨的大型铁矿床较少，超大型铁矿探明储量占比不到30%，与澳大利亚、巴西、印度等铁矿丰富的国家相比，超大型矿床明显缺乏。

铁矿石品味普遍较低2019年中国铁矿石原矿品位只有26.62%，与澳大利亚、巴西、印度等铁矿石生产大国相比平均低20%~30%。已探明储量中，97%的铁矿为贫矿，大于50%的富矿仅占探明资源总量的2.7%。据中国海关数据显示，2015年以来，中国月进口铁矿石平均水平始终保持7500万吨左右或以上水平。2019年，中国累计进口铁矿石10.68亿吨，同比上升0.5%。自2011年以来，中国对进口铁矿石已形成高度依赖，目前的对外依存度达80%左右。铁矿石根据含铁量可以分为富矿、低品质矿、贫矿和超贫矿四类，其中富矿可以块矿的形式直接进行炼铁，其他品类的矿需进行选矿。铁矿粉加工有烧结和球团两种工艺，我国烧结占比高、球团未来会提升烧结球团工艺定义粉铁矿、各类助熔剂及细焦炭经混拌、造粒后，经布料系统加入烧结机，由点火炉点燃细焦炭，经由抽气风车抽风完成烧结反应，烧结矿经破碎冷却、筛选后，送往高炉作为冶炼铁水的主要原料。（酸性）将准备好的原料（细磨精矿和添加剂等），按一定比例经过干配混匀后，进入造球系统制成直径10-20mm的生球，然后经干燥、高温焙烧、冷却制成。（酸性）原料条件粗：各种富铁矿粉、焦粉、钢铁厂粉尘和粉粒状含铁废料等，精矿不宜太细，一般-200目占比小于80%，粉矿控制在8mm以下。细：铁精粉粒度较细，-200目（-74μm）必须≥80％，比表面积1500~2000cm2/g，甚至更高。含水量要低。生产工艺熔剂（石灰石）用火直接接触物料且生产情况直观膨润土作为添加剂高温焙烧，肉眼不能直接观察到料的情况。冶金性能还原膨胀率低粒度小而均匀，有利于高炉料柱透气性的改善和气流的均匀分布。冷态强度（抗压和抗磨）高，便于运输、装卸和贮存，粉末少。铁份高和堆密度大，有利于增加高炉料柱的有效重量，提高产能和降低焦比。还原性好，有利于改善煤气化学能的利用。冶金效果球团投资价格比烧结高，但按铁含量相比球团费用低；球团燃料费用低于烧结矿，动力费高于烧结矿；球团矿投资回收和投产后收益远高于烧结矿。国内精粉由于本身多数是酸性粉，所以基本上是用于制作球团矿（国产占比70%），较少用来烧结矿配比（国产占比10%）。国产矿价格长期高于进口矿价格，叠加国内铁精粉供应不足，大多采用外国进口的原料，其中烧结矿、球团矿和块矿的比例约为71.5%、19.7%、8.7%。但随着全球资源的不断开采，富矿短缺，必须不断扩大贫矿资源的利用，而选矿技术的进步可经济地选出高品位细磨铁精矿，其粒度从-200网目（小于0.074mm）进一步减少到-325网目（小于0.044mm）。这种过细精矿不益于烧结，未来球团比例将会逐步提升。焦炭是炼铁的发热剂、还原剂和渗碳剂，并是料柱的骨架炼铁（还原反应）：赤铁矿：Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2(高温)磁铁矿：Fe3O4+4CO==3Fe+4CO2(高温)造渣：CaCO3=CaO+CO2

(条件：高温）CaO+SiO2=CaSiO3

(条件：高温）熔点低、密度较铁小，在高炉的下部成为炉渣，漂浮在铁水的上面而与铁水分开。铁矿石中的废石（脉石）高炉炼铁时所用的燃料主要是焦炭，焦炭在高炉生产中起以下作用：发热剂，提供高炉冶炼所需要的大部分热能(70-80％)；还原剂：提供高炉所需要的还原剂CO；渗碳剂：焦炭对生铁有供碳作用，生铁中的碳全部来源于高炉焦炭，进入生铁中的碳约占焦炭含碳量的7-10％；焦炭是高炉料柱的骨架，对高炉炉料起支撑作用，提供一个透气与透液层，保证冶炼时的渗透性，焦炭体积占炉料总体积的35-45％左右，通常情况下，焦炭的机械强度和粒度的组成影响高炉下部高温区料柱的透气与透液性。煤与焦炭相比，价格低廉，多用煤即意味着降低生产成本，喷吹煤粉是以煤粉燃烧时产生的热能替代焦炭的燃烧热能，达到降低焦比，降低成本的一种方式。尽管喷吹煤粉能降低焦比，但它有以下缺点：煤炭需要碾磨成煤粉，将煤粉喷吹进高炉风口，需要动力能源介质与设备，以及需要价格较高的氧气配合使用等等，同时喷吹煤粉量受理论燃烧温度和气体力学条件的制约，一般情况下，生产每吨铁喷吹煤粉量在150kg以下，随着煤粉喷吹技术的发展，现在生产每吨铁煤粉喷吹量已接近150kg，高炉冶炼时的焦比普遍降低到400kg/t左右。熔剂焦化是以焦煤等原煤为原料生产焦炭的过程，焦炭的质量对于炼铁至关重要煤焦化又称煤炭高温干馏。以煤为原料，在隔绝空气条件下，加热到950℃左右，经高温干馏生产焦炭，同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。炼焦工艺流程图焦炭生产过程分为洗煤、配煤、炼焦和产品处理等工序。其中，原煤在炼焦之前先进行洗选来降低灰分和去除杂质，不同煤洗选难易程度与杂质含量及其存在形式有关，进而决定了精煤回收率。焦炭的质量对于炼铁至关重要：焦炭中的硫分：硫是生铁冶炼的有害杂质之一，它使生铁质量降低。在炼钢生铁中硫含量大于0.07%即为废品。由高炉炉料带入炉内的82.5%来自焦炭，所以焦炭是炉料中硫的主要来源，焦炭硫分的高低直接影响到高炉炼铁生产。焦炭中的磷分：炼铁用的冶金焦含磷量应在0.02—0.03%以下。焦炭中的灰分：焦炭灰分增加1%，焦炭用量增加2—2.5焦炭中的挥发分：如挥发分大于1.5%，则表示生焦；挥发分小于0.5—0.7%，则表示过火，一般成熟的冶金焦挥发分为1%左右。焦炭中的水分：水分波动会使焦炭计量不准，从而引起炉况波动。此外，焦炭水分提高会使M40偏高，M10偏低，给转鼓指标带来误差。焦炭的筛分组成：在高炉冶炼中焦炭的粒度也是很重要的。焦炭粒度在40—25毫米为好。大于80毫米的焦炭要整粒，这样焦炭块度均一，空隙大，阻力小，炉况运行良好。我国焦煤、肥煤稀缺，需要采用配煤技术降低生产成本，提升资源利用率结焦性好的主焦煤和粘结性强的肥煤是炼焦的主要原料，其他煤种根据价格及所需焦炭质量进行合理参配。中国煤炭分类（GB/T5751-2009）根据煤的煤化程度增加，将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤。习惯上将具有一定的粘结性，在室式焦炉炼焦条件下可以结焦，用于生产一定质量焦炭的原料煤统称为炼焦煤，属于烟煤的一种。45.73%15.89%12.81%23.61%2%炼焦煤资源中气煤、1/3焦煤居多，焦煤与肥煤相对稀缺。在中国的炼焦煤资源中，以低变质的气煤和1/3焦煤的比例较多，占全国炼焦煤资源的45.73%；焦煤的比例居第2位，为23.61%；瘦煤（包括贫瘦煤）占比15.89%；气肥煤、肥煤的比例相对最少，为12.81%，未分类煤则不足2%。炼钢主要包括转炉（长流程）和电炉（短流程）两种方式炼钢长流程与短流程对比示意图长流程炼钢生产流程的源头是从矿石原料开始的，高炉和转炉是长流程关键设备。主要的矿物原料有三种：铁矿、炼焦煤、石灰石。以上三种主要原料进入现代炼铁高炉冶炼得到碳的质量分数在4%以上的液态铁水。高炉铁水经过氧气转炉吹炼配以精炼炉得到合格钢水。钢水经过连续浇铸或模铸成为钢坯或钢锭，再经过轧制工序最后成为钢材。短流程炼钢生产流程的原材料是废钢，电弧炉是短流程炼钢的关键设备。废钢经简单加工破碎或剪切、打包后装入电弧炉中，利用石墨电极与铁料之间产生电弧所发生的热量来熔炼铁料，并配以精炼炉完成脱气、调成份、调温度、去夹杂等功能，得到合格钢水，后续轧制工序与长流程基本相同。工艺差异决定电弧炉炼钢适合冶炼小批量、多品种合金钢、中高碳钢，转炉炼钢适合冶炼大批量、低碳、低合金含量钢种。炉外精炼技术致转炉和电弧炉转变为炼钢初炼炉，钢种及产品差异已逐步缩小。长流程和短流程炼钢工艺差异对比中国目前以长流程炼钢为主要模式，短流程产量占比虽有提升，但仍较慢随着中国废钢蓄积量的提升，为加强对资源的循环利用，调整中国钢铁的工艺结构，降低铁矿石的对外依存度等目标，电弧炉凭借其高效、环保等优点，自然而然成为国家在淘汰中频炉之后鼓励发展的炼钢设备。2017年电炉新增产能2500万吨，随后2018年和2019年分别新增产能2044万吨和1500万吨，3年共计新增产能超过6000万吨，而高炉近三年新增产能总和为3070万吨，仅占电炉新增产能的51%。与长流程相比，电炉虽在效率和环保方面优势凸显，但因我国工业用电电费较高，相较转炉会增加100元/吨-200元/吨的成本，同时因钢铁产业政策对新增粗钢产能的限制，国内电炉炼钢工艺的产能占比虽有提升，但仍较缓慢。炉外精炼是指在电弧炉、转炉之外的钢包内完成对钢水的精炼提纯任务炉外精炼是指在电弧炉、转炉之外的钢包内完成对钢水的精炼提纯任务，故可将电弧炉和转炉称为炼钢初炼炉。其冶金功能包括：熔池搅拌功能，即均匀钢水的成分和温度，保证钢材质量均匀；提纯精炼功能，即通过钢渣反应、真空冶炼以及喷射冶金等方法，去除钢中的硫、磷、碳、氮、氢、氧等杂志和夹杂物，提高钢水纯净度；钢水升温和控温功能，精确控制钢水温度；合金化功能，即对钢水实现窄成分控制；生产调节功能，即均衡、衔接炼钢-连铸节奏。常见炉外精炼工艺有LF、CAS-OB、AOD、VOD和RH等，根据钢种要求不同可以选择不同的炉外精炼工艺。连铸即连续铸造，将钢液转变成钢坯的过程连续铸造作业乃是将钢液转变成钢坯之过程。上游处理完成的的钢液，以盛钢桶运送至转台，经由钢液分配器分成数股，分别注入特定形状之铸模内，开始冷却凝固成形，生成外为凝固壳、内为钢液之铸坯，接着铸坯被引拔到弧状铸道中，经二次冷却继续凝固到完全凝固。经矫直后再依订单长度切割成块，方块形即为大钢坯，板状形即为扁钢坯。此半成品视需要经钢坯表面处理后，再送轧钢厂轧延。轧制分为热轧和冷轧热轧定义：将金属加热到再结晶温度以上进行轧制叫热轧。优点：可以消除加工硬化，能使金属的强度、硬度、脆性降低，塑性和韧性增加，而易于加工；缺点：高温下钢件表面易生成氧化铁皮，使产品表面粗糙度增大、尺寸不够精确。冷轧定义：金属在再结晶温度以下进行的轧制叫冷轧。优点与缺点：与热轧相反。注：经加工变形后的金属中，随着温度的增加，其晶体组织有出现重新改组为新晶粒的现象，称为金属的再结晶。金属进行再结晶的最低温度称为金属的再结晶温度，再结晶温度=（0.35-0.40）*熔点。碳钢热轧温度一般在850-1200℃。常见钢材的冷热轧情况线材：直径5.5-40毫米，盘卷状，全是热轧材。经过冷拔后就属于冷拔材。

圆钢：除了尺寸精密的光亮材以外一般都是热轧，也有锻材（表面有锻造痕迹）。

带钢：热轧冷轧都有，冷轧材一般较薄。

钢板：冷轧板一般较薄，比如汽车用板；热轧中厚板较多，有与冷轧类似厚度的，外观明显不同。

角钢：全是热轧。

钢管：焊接\热轧和冷拔都有。

槽钢及H型钢：热轧。

钢筋：热轧材。热轧工艺：主要包括加热、除鳞、分剪和冷却等流程加热炉：将板坯加热到合适的温度，用于轧制；高压水除鳞：除去板坯表面加热过程中产生的一次氧化铁皮；切头分剪：切掉中间坯的头尾二次高压水除鳞：清除板坯上的二次氧化铁皮，并将板坯送入精轧机中。层流冷却：控制冷却速度，保证卷取温度以确保产品质量和性能。冷轧工艺：主要包括酸洗、淬火、退火等流程冷轧板带用途很广，如汽车制造、电气产品、机车车辆、航空、精密仪表、食品罐头等。冷板是由普通碳素结构钢热轧钢带，经过进一步冷轧制成厚度小于4mm的钢板。由于在常温下轧制，不产生氧化铁皮，因此，冷板表面质量好，尺寸精度高，再加之退火处理，其机械性能和工艺性能都优于热轧薄钢板，在许多领域里，特别是家电制造领域，已逐渐用它取代热轧薄钢板。酸洗：酸洗的目的是去除氧化铁皮，酸液可采用盐酸或硫酸。淬火：淬火是把金属成材或零件加热到相变温度以上，保温后，以大于临界冷却速度的急剧冷却，以获得马氏体组织的热处理工艺。淬火是为了得到马氏体组织，再经回火后，使工件获得良好的使用性能，以充分发挥材料的潜力。其主要目的是1）提高金属成材或零件的机械性能。例如：提高工具、轴承等的硬度和耐磨性。2）改善某些特殊钢的材料性能或化学性能。如提高不锈钢的耐蚀性，增加磁钢的永磁性等。退火：退火的主要目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，为后续加工和最终热处理做准备。去应力退火是为了消除由于塑性形变加工、焊接等而造成的以及铸件内存在的残余应力而进行的退火工艺。中国钢铁冶金行业发展现状和趋势分析1钢铁制造流程介绍25G智慧钢铁整体解决方案3钢铁行业实践4目录从企业IT架构全景分析，探寻切入点5G+工业互联网钢铁行业解决方案思路ProfiBus@RS485、ProfiNet@RJ45、WiFi等

-->15ms以上时延场景可由5G替代5G专网、高质量内网融合时延要求不高(秒级)，安全要求不高的系统可部署在公有云时延要求较高(100ms以上)，且安全性要求高，部署在企业私有云、AIOT平台、指挥调度中心时延要求很高（20ms~100ms），部署在边缘云平台、应用xCUII5G智慧钢铁整体解决方案工业内网工业边缘云平台应用平台网络终端5G全景摄像头PLC传感器VR/AR眼镜...5G混合专网5G独立专网工业外网标识解析云联网智能车辆管理煤气管道无人机巡检电力线无人机巡检车辆安全检查厂区一级高危作业监控智慧消防安防云视频监控产线能源监控工序能耗分析与预测人员合规管理AR运维远程专家指导传送带巡检物料识别板材不合格品自动分拣钢卷表面缺陷检测钢筋识别与计数3D数字料场堆取料机远程控制焦化四大车远程控制烧结炉远程控制铁水罐车智能调度高炉热风管无线测温天车远程操控机器人远程控制风机在线监测智慧生产智慧园区智慧检测智慧能源方案一5G+3D数字料场

解决痛点—原料管理手段单一、料场利用率不高

解决方案—通过5G网络将3D扫描的海量点云数据回传至数据中心，对料场、料条进行三维建模及计算，完成实时盘库、制定作业计划，实现料场精细化管理，提升料场利用率，提高生产效率。方案二5G+堆取料机远程控制

解决痛点—作业环境恶劣、人工成本高

解决方案—综合利用数字料场的三维模型数据、智能化传感设备及高清视频技术，利用5G低时延特性完成机载控制系统与智能决策系统的实时通讯。实现堆取料机无人驾驶，减少健康安全风险，降低用工成本。智慧生产--3D数字料场、堆取料机远程控制方案四烧结炉远程控制

解决痛点—烧结炉工作环境恶劣，作业温度较高，监控点位分散且位置高，现有光纤网络有部署不能改变、抗干扰能力弱等诸多问题。

解决方案—通过对烧结炉实施5G智能化改造，实现对设备的远程反向控制，通过远程操控及无人作业，改善操作员工作环境，降低事故风险，逐步降低人力成本，提高整体智能化作业管理水平。方案三5G+焦化四大车远程控制(装煤车、推焦车、拦焦车、熄焦车)

解决痛点—推焦车精确定位、设备周围无关人员进入、无线通讯不稳定、现场环境恶劣

解决方案—通过5G网络将现场高清视频回传至集控中心，工作人员通过集控中心实现四大车远程操控、远程运维管理。智能识别现场人员，进行安全提示，减少现场设备作业风险。智慧生产--焦化四大车和烧结炉远程控制方案五5G+铁水罐车智能调度

解决痛点—沟通调度效率低、人工测温不准确、人工计量易出错、人工操作风险高

解决方案—通过定位、测温、计量、检化验的自动化，对上下游的工序进行同步协调，使铁、钢包运输更加透明，最终实现铁钢作业无缝对接，达到出铁控制、车辆调度、铁包调度管理、行车调度管理等的协调统一，使得生产组织可控有序。智慧生产--铁水罐车智能调度、高炉热风管无线测温方案六高炉热风管无线测温

解决痛点—炼铁环节为重要生产工序，高炉热风温度为重要生产参数，高炉停机会影响生产计划

解决方案—利用部署在高炉热风管的温度传感器，通过5G无线网络传输至后台服务器或边缘服务器，并在高炉中控室进行实时数据展示。方便生产调度人员及时掌握高缸、高顶、热风管的温度，保证生产顺利。方案九风机在线检测方案八5G+机器人远程控制

解决痛点—作业现场高温、高危，人员劳动强度大、效率低、风险高解决方案—利用5G低时延、高可靠特性，控制自动化机器人，在板坯连铸加保护渣、探伤样棒、焊接标牌、等环节实现机器代人，减少人工成本，减少安全隐患，提高劳动生产率。方案七5G+天车远程操控

解决痛点—现场环境差：高温、有害气体、噪音。工人长期俯视，疲劳工作，存在安全隐患

解决方案—通过5G助力天车远程操控、提供大带宽、低时延、高可靠、差异化的移动链接。智慧生产--天车远程操控、机器人远程控制、风机在线检测

解决痛点—鼓风机人工检测危险性高、难度大、运维效率低。

解决方案—传感器获取鼓风机振动、视频、油位等数据后，利用5G网络传到检测系统，在线分析风机设备的运行状态，实现在线远程监控，可以有效提高设备故障预警率和运维时效。方案一

解决痛点—厂区范围大、有线方式成本高；企业安全生产管理要求

解决方案—利用5G高带宽特性，实现无线高清视频监控。根据企业安全生产管理要求，对违规行为进行建模。结合AI能力、对视频数据进行合规分析。对人员违规、异常状况进行预警。方案二AR运维远程专家指导

解决痛点—生产环节多，电气设备多、设备维修需要较高技术水平、维护及修障不及时影响生产。

解决方案—厂区部署5G网络，提供低时延的通信通道。在云端或边端部署远程运维服务系统，一线点检人员可通过智能眼镜与专家实时音视频沟通，提升设备维护水平、缩短停机时间。人员合规管理智慧检测--人员合规管理、AR远程运维

方案四物料识别

解决痛点—厂内大件以及原材料较多，人工识别耗时耗力且不准确

解决方案—结合5G+视频AI技术，在入料口对物料识别，读取物料条码或二维码，进行物料跟踪，并结合标识能力，对接企业生产系统，实现生产过程全程可溯。5G+传送带巡检

解决痛点—长距离传送带管理困难，人员难以及时发现问题

解决方案—通过5G大带宽特性传输多点位高清视频，精确识别矿石大小、形状，调整皮带启停和速度，实现智能控制，及时发现故障。既能节约能耗，也能降低事故风险（传送带火灾）。方案三智慧检测--传送带巡检、物料识别方案五方案六方案七智慧检测--板材不合格品自动分拣、钢卷表面缺陷检测、钢筋识别计数板材不合格品自动分拣

解决痛点—主要解决客户定制板材制品的质检。如开孔直径、板材切割尺寸、板材表面质量。

解决方案—通过5G传输现场高清图像，在工位新增视觉检测点，部署工业相机，匹配工艺参数，检测孔径、长宽尺寸、有无擦伤，划伤，压痕，开口，裂纹，结晶器振纹，表面夹渣等。钢卷表面缺陷检测

解决痛点—人工检测难度大、准确率低、效率低

解决方案—利用5G高带宽、低时延特性，通过工业相机高清视频回传及人工智能等技术，自动识别缺陷并标注，提高缺陷检测工序的速度、准确率。钢筋识别与计数解决痛点—人工计数经常导致错数、

漏数。解决方案—利用5G高清工业相机及人工智能等技术，不受外界光线、钢筋截面反光及吸光影响支持，钢筋零散及捆扎摆放，无需停顿，扫描后1s内完成计数，提高计数速度与准确率。

方案一产线能源监控

解决痛点—产线能源实时监控能力不足、发现问题不及时

解决方案—通过对产线能源系统运行数据与生产过程数据采集并进行集成，利用3D建模技术，实现生产过程中的能源介质系统集中监控、在线计量、趋势分析、诊断预警、报表生成等。方案二工序能耗分析与预测

解决痛点—能源利用率低

解决方案—运用监控平台加工处理后的数据，通过数据模型与预测模型，实现单件产品能源消耗跟踪与在线成本核算、能耗数据挖掘与评价，能源利用效率优化与用量预测。智慧能源--产线能源监控与工序能耗分析预测方案一园区安防云视频监控

解决痛点—厂区安全监控覆盖不足、监控工作人员多且易出错、安全隐患反馈不及时

解决方案—5G无人巡检车+固定位置摄像头+视频AI分析平台打造全区立体智慧安防系统方案二智慧消防

解决痛点—不能将火警信息及时通知消防部门，防患火灾能力不足。

解决方案—实时监控园区联网单位消防设备状态信息，将消防设备接入智慧消防物联网平台，通过web端、APP端以及监控大屏实时监控联网单位消防信息，防患于未然。智慧园区--园区安防监控、智慧消防方案三厂区一级高危作业监控

解决痛点—厂区多处施工检修需要在高空高危高温区域作业，安全隐患高。

解决方案—利用5G高带宽特性，实现无线高清视频监控。对检修施工人员行为进行平台化监测与预警管控，安全事故预警提高30%。方案四车辆安全检查

解决痛点—钢厂钢材丢失严重的问题。解决方案—在厂区车辆入口、停车场入口，通过系统对车辆进行安全检查，可快速根据图像判定车内是否装有钢铁材料、危险品及违禁品等，防止钢材丢失。智慧园区--厂区一级高危作业监控和车辆安全检查方案五电力线无人机巡检

解决痛点—人工巡检安全性差、工作量大、效率低，受观测角度影响不能全面发现问题。

解决方案—通过5G无人机，对于园区输电线路通道巡视、塔杆精细化巡视及缺陷识别、部分输电线路的三维激光建模及自主巡检航线规划、树障分析和红外巡视。方案六煤气管道无人机巡检

解决痛点—空中煤气管道人工检修难度大、危险高。

解决方案—无人机搭载气体检测仪、热成像等专业设备，对煤气管道进行精细化巡检，检查管道有无泄漏、高温异常、腐蚀穿孔等现象，形成检测报告，通过5G网络实时传到后台。方案七智能车辆管理

解决痛点—运输人工成本高、调度不统一、机车利用率低、机车油耗问题

解决方案—采用无人驾驶技术，实现无人机车。同时通过5G低时延、广连接、高带宽的特性保证无人驾驶的实时操作和调度，切实提升机车的利用率和运输的效率。智慧园区--电力线、煤气管道无人机巡检和智能车辆管理5G专网和云联网5G专网面向钢铁行业客户主要提供混合专网、独立专网两种专网模式云联网基于SDN技术为客户提供一点上云、多云连接及组网服务。一点/多点上云通过本地电路一点连接云联网，通达网络上所有的云资源多云连接按需连接同一云商或不同云商之间的云资源池混合组网公有云、私有云、行业云等多云进行混合组网传统MV电路、5G、物联网等多种接入方式进行混合组网跨境互联提供中国大陆与境外（含港澳台）进行跨境连接服务独立专网混合专网工业边缘云平台边缘云平台边缘云平台以联接和计算为切入点，依托平台向应用能力和创新产品渗透，实现CT+IT+OT的融合。本地决策、实时响应、安全可靠，通过智能引擎分布到网络边缘，实现业务本地智能处理，有效保障钢铁企业数据安全。依据IP、APN、端口号等识别本地网络访问业务流、进行本地数据分流，将数据包转发到相关应用；将应用的下行数