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轧钢业信息化自动化效益明显

作者:刘文仲来源:中国电子报发布时间:2009-06-12 16:05我要评论





北京科技大学冶金工程研究院教授高效轧制国家工程研究中心副主任 刘文仲



  如今,我国轧钢生产行业进入了又快又好的发展期,轧钢生产技术取得了显著进步,缩小了与国际轧钢技术先进水平的差距,信息化和自动化技术发挥了重要作用。
  按照我国钢铁工业的实际状况分析,从采矿、选矿、焦化、烧结、炼铁、炼钢,到铸坯(连铸)、轧钢、精整,再到热处理、涂镀处理等所有生产工序中,轧钢工序是应用自动化和信息化技术比较先进、成熟并且取得明显效益的工序。

  轧钢是信息化和自动化应用重点

  按照国际上的分类方法,轧钢自动化与信息化系统划分为以下层次:0级,传动级(Drive),简称L0;1级,基础自动化级(Basic Automation),简称L1;2级,过程控制级(Process Control),简称L2,又叫PCS;3级,生产控制级(Production Control),简称L3;再上一级的系统或者叫生产管理系统,简称L4,或称之为MES系统。因此也有人把轧钢的1级计算机系统到4级计算机系统,简称为四级计算机管理与控制系统。
  近年来,我国轧钢行业自动化技术和信息化技术应用向既有广度又有深度的方向发展。轧钢行业采用了较为完善的自动化控制系统,基本上普及了基础自动化(L1)。轧钢生产过程控制自动化(L2)发展也较快,特别是随着近几年国内引进了不少先进的轧钢控制系统、先进的轧钢数学模型和先进的轧钢控制软件,使得轧钢的过程控制自动化(L2)应用技术水平在钢铁行业中提高的幅度最大。国内大、中型钢铁企业的轧钢工序都配备了四级计算机管理与控制系统。
  根据《中国钢铁工业协会2007年度52家重点钢铁企业信息化与自动化专项统计》表明:当年在钢铁企业新建或改造的L2共361个,轧钢领域占90个;当年新建的MES共65个,轧钢领域占51个。且近两年的发展仍然是这样的趋势。
  轧钢行业自动化和计算机系统产生的经济效益十分明显,而其投资却在一条轧钢生产线总投资中所占的比例很小,且很快能收回这部分投资。这一方面促使企业在新建或改造老的轧钢生产线时,都把建立自动化和计算机系统作为工程项目的重点;另外一方面也促使企业不断引进国外的轧钢自动化和计算机系统。

  自动化和信息化推动轧钢技术进步

  如今,我国轧钢生产行业进入了又快又好的发展期,轧钢生产技术取得了显著进步,缩小了与国际轧钢技术先进水平的差距,信息化和自动化技术发挥了重要作用。主要表现在以下几个方面:
  第一,自动化和信息化技术促进了我国钢材品种结构的拓展。我国钢材品种的国内市场占有率呈上升趋势,例如2007年长材的国内市场占有率达到99.4%%,板带材的国内市场占有率达到93.7%%,管材达到97.8%%。从品种方面来看,X80、X100管线钢,100m长高速铁路用钢轨、H型钢,以及一般的不锈钢、电工钢等高档产品已经全部可以立足于国内生产。
  产品结构的调整、钢材新品种的开发与稳定生产,离不开以信息化为基础的生产管理,离不开以自动化为基础的生产控制。利用信息化和自动化技术进行品种开发,按照客户需求进行产品设计、制订产品质量标准和轧制规程,监测和控制生产过程中的产品质量,大大缩短了新品种的开发周期,提高了产品性能。
  第二,自动化和信息化技术促进高档轧钢产品生产能力的提升。我国近年来新建和投产了一大批轧钢生产线(包括热轧、冷轧、中板、厚板、涂镀生产线等),这些生产线都配备了先进的自动化和计算机控制系统,使我国轧钢装备的整体水平得到了很大的提升,使轧钢行业信息化和自动化的应用水平得到提升,这也使我国生产高档轧钢产品的能力得到了很大的提升。
  例如我国已经具备了从X60到X100系列管线钢的生产能力,成功开发出高强、全长热处理钢轨,100m长的重轨已经在高速铁路建设上使用。此外,高强度船板、高强度工程机械用钢板、高压锅炉板等品种也取得了重大突破,缩小了与国外的差距。
  第三,自动化和信息化技术促使轧钢生产的经济指标和产品质量得到较大提高。轧钢生产的技术经济指标得到明显改善,产品质量水平得到较大提高,与自动化、信息化技术的普及、应用、提升密切相关。要保持和提升企业的竞争优势,就必须在产品研发、企业管理等方面全面实现信息化,就必须对生产工艺流程实现自动化和精准化控制。
  第四,自动化和信息化技术使得先进企业轧钢工序的能源消耗指标得到改善。轧钢工序是钢铁材料生产能源消耗的主要工序之一,在轧钢加工费用中,能源消耗占65%%-70%%。从轧钢生产主要工艺流程看,坯料加热、热轧、冷轧和热处理是主要的能耗环节。坯料加热节能技术主要有铸坯(锭)热送热装、加热炉结构优化、燃烧控制、烟气余热回收利用和加热炉计算机控制等。热轧工序节能技术主要有快速轧制、无头和半无头轧制、一火成材、热轧工艺润滑、轧制工艺优化、减少轧制间隙时间和提高轧机传动效率等。
  在信息化和自动化技术的带动下,宝钢热轧带钢生产工序能耗持续降低,如2050热轧2007年吨钢(卷)燃耗为1221.8MJ/t,2007年吨钢电耗为90kWh/t。这些成绩的取得,与推行和完善板坯热装热送的控制技术、降低板坯回炉率、提高设备运行稳定性、减少故障停机时间、降低轧制过程中的温降、应用新型燃烧控制技术是密切相关的。而上述功能的实现,又都必须基于信息化和自动化技术。

  核心技术有待突破

  在我国轧钢行业中,自动化和计算机控制系统主要还是靠引进。例如,在国内已经建成投产的50多条热连轧生产线中,引进热轧计算机控制系统的占4/5以上。轧钢行业的信息化工程或者承包给外国公司,或者请外国公司规划和设计,或者引进国外软件、套件所占比例也很大,造成关键技术受制于人,形成了“引进—落后—再引进—再落后”的局面。
  中国钢铁工业的发展历程表明,单纯依靠引进装备,以市场换技术,买不来也换不来属于企业自身的能力。必须努力提升原始创新、集成创新、引进消化吸收再创新能力,实现企业成长由设备驱动向技术驱动的转变。
  首先,需要完善的政策环境,以便适应支持和鼓励自主创新的要求,对国内企业制定和完善有利于自主创新的科研政策、贸易政策和税收政策。
  其次,需要落实国产化的依托工程,加大国产化的力度。对引进量大的或价格昂贵的软件产品要设法逐步立足国内,如轧钢控制系统的中间件、应用软件、数学模型软件等。选择一批具有行业技术制高点,能带动行业和技术全面提高的建设项目作为行业技术示范项目,组织力量研制核心技术和关键软件,实现轧钢自动化和计算机控制系统的国产化。
  再次,需要加强国产化工作的组织协调,特别是加强跨企业的协调推进的长效工作机制,使产、学、研单位发挥各自的优势,团结协作,在轧钢行业的核心技术和关键软件方面立足国内。


责任编辑:电子信息产业网
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