冶金工程设计的发展现状和展望

杨敏

【摘 要】冶金工程的设计工作对于整个冶金行业的发展有着非常重要的意义，我国目前已经具有基本的流程、设备以及工艺设计的能力，通过动态-精准体系的建设，使我国的冶金工程设计水平跻身于国际先进水平。本文分析了冶金工程设计体系的发展历程，阐述了冶金工程设计的发展现状，针对冶金工程设计的发展趋势和展望进行了深入的研究，从发展方向、发展思路以及发展目标三个方面提出了未来冶金工程设计应该达到的目标和水平，希望促进我国冶金企业的可持续发展。

【关键词】冶金工程设计；现状；展望

我国的冶金工程设计体系自动上世纪五十年代从苏联引入之后，就一直沿用苏联的设计方法和设计理念，在八十年代之后，又开始引入欧洲以及日本的设计方法，但是整体上都属于半经验、半理论的静态設计方法。现阶段我国的冶金工程设计包含工程哲学、冶金流程工程学以及冶金流程集成理论与方法于一体的学科体系，具有一定的国际影响力。

1 冶金工程设计体系的发展历程

1.1 传统冶金工程设计体系

早在洋务运动时期，我国就已经开始进行冶金工程设计，一直到改革开放初期，尽管一直引进国外的设计方法、设计步骤，但是一直缺乏有效的理论体系支撑。直到上世纪末，我国钢铁工业在发展过程中以基建投资以及产能扩张为主。在开展科研工作时，开始侧重研究局部领域理论以及相关的材料、单体技术，没有从整个冶金工程的全过程的优化去分析，虽然有一些进步，但是对于整个冶金行业的结构优化没有起到很大的推动作用，进而引发了许多诸如生产效率低、能源消耗大、环境污染等问题。产生这种问题的主要原因是冶金行业的制造流程长期处于不受重视地位，理论研究更多的是单元工序或者单一零件，缺乏相应的整体制造流程理念。单元工序的优化只能解决企业生产过程中局部问题，不能对全局以及整体结构优化起到一定的帮助和促进作用，但是产品的质量、生产效率、成本以及环保问题都与流程的好坏有直接的关系，进而关系到冶金企业的生存以及发展[1]。

1.2 传统设计体系的弊端

我国冶金行业的发展方式有着简单、粗放的特点，采用前苏联设计模式，采取静态设计法衡量对不同工序装备的能力进行估算，各个工序之间通过匹配连接的方式形成了一种粗放的生产工艺流程。仅仅从单元工序出发，提前预留富裕能力，很少与其上下流程之间建立起相应的联系，而实际的“富裕系数”也只是设计人员的大致估算，与实际的生产活动有一定的出入，因此难以做好前后工序能力相匹配、功能相协调以及信息传递通畅等工作，增大了控制的难度。

冶金企业“静态估算、简单堆砌”的设计方式，没有从企业的整体出发，缺乏整体流程的设计理念，在进行分析时也难以做到整体分析[2]。这种传统设计理念方法现阶段仍被广泛应用，进而导致设计方式很难有大的进步，仅仅在局部不断地优化。传统工程设计方式无法充分发挥出企业的生产优势，在产品质量以及运行效率方面难以取得突破性的进展，对企业经济效益的提高造成了非常大的阻碍。

2 冶金工程设计的发展现状

2.1 冶金工程设计总体进展

2000年以后，我国不仅在冶金工艺以及技术设备方面取得了非常大的进步，同时还在理论研究方面有了突破性的进展。基于冶金工程设计结构流程优化的基础上，创造出了冶金流程工程学，该理念可以通过冶金生产过程的物质、能量以及信息的传递，进而使得整个冶金工艺向着有序、协调以及连续的方向发展。冶金流程工程学已经逐步成为现代冶金工程设计的主要理论基础，很多冶金企业在进行整体布置、流程设计、流程优化以及工艺技术的选择时，都以冶金流程工程学作为理论基础。

现阶段我国已经具备了足够的实力去建设现代化冶金企业，能够高效实现流程、工艺、装备的设计能力和系统集成的能力。我国目前的冶金行业已经开始从以往只追求数量逐渐转变为对市场竞争力的追求，同时对于产品质量、节能减排、环境保护等方面不断提出更高的要求，随着冶金市场的竞争越来越激烈，传统的生产方式以及设计理念已经无法满足冶金企业发展的需求，无法帮助冶金企业在激烈的市场竞争中占据有利地位。因此，需要不断提高设计的高度以及广度，立足国际先进水平的基础上，创新发展新的设计理念，促进整个冶金行业的发展。

2.2 冶金工程设计的总体成效

新世纪以来，我国多数冶金企业在进行冶金厂的设计时已经开始采用“动态—精准”设计理论。通过不断的探究冶金流程工程科学问题，在冶金工程理论、方法以及设计方面取得了突破性的进展，同时完美的将创新成果应用到了实际的生产过程中，节约了冶金企业的投资成本，使得冶金企业在进行智能化集成控制以及整体流程控制方面有了一定的理论基础。同时，在一些关键单元以及整个工程集成化技术方面有了巨大的进步，在许多重要的科研领域取得了一系列骄人的成绩，为冶金行业的整体发展提供保障[3]。

3 冶金工程设计的发展趋势和展望

3.1 发展方向

在冶金工程设计方面，我国已经有足够的能力进行现代化钢铁厂的建设，在理论研究以及实际应用方面都取得了很大的成效。我国目前冶金企业的优势在于将各个钢铁企业联合在一起建设了现代特大规模钢铁联合企业，同时将新的产品、工艺以及技术完美的融合在一起[4]。在未来，我国冶金行业还会有更大的进步。首先要做得就是将冶金流程工程学理论和动态-精准设计法更好的应用和推广到新建或者改建的冶金工程项目中，扩大应用范围，实现我国冶金企业全面现代化。其次，需要在实际的应用过程中不断进行总结，对新的理论和方法的应用进行验证，与实际的生产结合在一起，时整个冶金生产流程向可循环方向发展，促进我国冶金行业的发展和转变，增强我国冶金市场的竞争力，推动我国冶金企业的健康可持续发展[5]。

3.2 发展思路

在未来一段时间内，我国冶金行业的主要发展目标就是以冶金流程工程学以及动态—精准设计理念为指导，实现我国冶金工程设计的全面优化和创新，使之成为一个完成的理论体系[6]。同时与行业的实际需求相结合，将新的设计理念和技术装备应用到新建或者改建的冶金企业工程项中，对我国冶金制造流程进行优化和完善，更好的发挥出我国冶金工程设计的创新成果，推动我国冶金企业的转型和发展，增强冶金企业的市场竞争力[7]。

3.3 发展目标

未来的冶金企业，不仅具有冶金功能，还需要全方面进行提升。在保证生产效率和生产质量的同时，做好环境保护工作，更好的满足市场的需求，增强企业的市场竞争力，促进企业的可持续发展。新的冶金企业发展目标应该是：降低成产升本、提高生产效率、节能减排以及废弃物回收利用[8]。冶金企业想要实现这种目标，需要优化生产流程、不断引进新的生产 以及工艺方式、保证利益最大化，同时一定要做好环境保护工作，与生态环境和谐发展。

4 结束语

我国目前在冶金工程设计理论与工艺方面有了巨大的进步，但还需要加强将新技术理论在冶金企业生产过程中的应用力度，全面实现我国冶金企业的现代化发展，同时在实际的应用过程中，还需要与生产结合在一起，不断进行创新和图片，以降低成产升本、提高生产效率、做好环境保护工作作为主要的发展目标，增强我国冶金企业的国际竞争力，推动我国冶金行业向着国际先进水平去发展，提升我国的综合国力。

【参考文献】

[1]殷瑞钰，张寿荣，张福明，颉建新.现代钢铁冶金工程设计方法研究[J].工程研究——跨学科视野中的工程，2016（5）：502-510.

[2]杨大锦.2015年云南冶金年评[J].云南冶金，2016（2）：54-80+95.

[3]陈林根，夏少军，谢志辉，刘晓威，沈勋，孙丰瑞.钢铁冶金过程动态数学模型的研究进展[J].热科学与技术，2014（2）：95-125.

[4]毕献武，董少花.我国矿产资源高效清洁利用进展与展望[J].矿物岩石地球化学通报，2014（1）：14-22.

[5]首钢国际工程公司冶金工程设计与关键技术研发团队[J].中国科技论坛，2014，9：162.

[6]中国有色金属学会节能减排专业委员会[J].中国金属通报，2016，8：28-50.

[7]何枫，祝丽云，马栋栋，姜维.中国钢铁企业绿色技术效率研究[J].中国工业经济，2015，7：84-98.

[8]王国栋.钢铁行业技术创新和发展方向[J].钢铁，2015，9：1-10.

[责任编辑：田吉捷]