冶金工程设计的发展现状及展望

董诗朋

摘 要：冶金工程是中国在经济建设这条道路上的重要组成部分，标志着国家的重工业水平。而冶金工程在中国的发展历程，可谓是层层波涛。直到如今，通过先后引入加上自主的设计理念，正逐步形成一套完善的冶金工程理念，其影响力正逐步扩散至全球。那么本文主要是针对中国的冶金工程发展历程和现状，作出一定的整理分析，期望国内冶金工程迈向世界一流水准。中国论文网 /8/view-108

关键词：冶金工程；设计理念；发展展望；

1.引言

近年来，我国在各个领域发展十分迅速，其中冶金工業的发展最为迅速。冶金工业的发展离不开炼铁生产，从而在生产的过程中，会有大量的金属流失，对我国的环境造成了极大的影响，例如：全球变暖和动物变异等等。因此，我们应该重视冶金工业的发展，在发展的过程中应尽量减少对环境的污染，尝试开发新的工艺和新的技术，所以本文对冶金工业的未来进行了探讨。

一、冶金工程设计的发展历程

我国的冶金工程起步于19世纪边缘，在当时由于现代科技技术缺乏，并且相关的政府单位对于这一方面的重视度不够，在半封建、半殖民的背景下，引入西方国家的冶金理念以及设计方法，再后来持续近半个世纪都一直保持。

再往后的发展就是20世纪中期，这是中国冶金行业的一个转折点，正式搭建出国内冶金工程行业的雏形，通过引进苏联国家的设计理念和方法，较之前的冶金效率和水平都有极大的提升。

但也是一味地通过引进，缺乏自主的产业理念和相关的设计，导致国内的冶金整体水平出现静止状态。在21世纪国内相关的研究和重视逐渐提高。由著名冶金学家殷瑞钰院士创立的冶金流程工程学结合国内几大钢铁的厂的技术支持，提出了基于动态----精准设计体系的自主冶金理念和设计方法。

近几年来，国内的冶金工程得到整体的水平提升，并且在相关领域的研究更为完善。就目前的冶金工程设计和研究正逐步地转向环节、流程等之间的把控和配合。以提高冶金的整体质量。

二、冶金工程自动化的发展现状及存在的难点

（一）发展现状

1、工艺结构逐步改善，但产品结构不太合理。

经过不断的努力和改进与完善，引进和有效吸收外国先进的设备，陈旧的设备和落后的工艺正逐步被淘汰，在行业技术装备水平上面也在不断的提高，就如目前，国内绝大对数企业已经淘汰电炉炼钢。但在产品结构上，依然呈现结构不合理的局面，一些长线、低挡产品产量迅速增长，而像薄板、硅钢板等一些高技术含量、高附加值产品生产能力则严重不足，国内市场存在较大缺口。

2、市场竞争加剧，环保压力巨大。

近年来，在国内扩大内需的一系列积极货币和财政政策的作用下，固定资产投资大幅增加，拉动了钢材需求的增长，受利益的驱使，国内钢铁生产出现结构性过剩，钢铁生产企业面临巨大的生存压力与竞争压力。同时，巨大的产能也造成巨大的资源消耗和环境影响，这也将是影响国家产业政策和钢铁工业发展的重要因素。

3、余热利用问题

我国钢铁冶金行业余热利用现状是：①高温余热利用较好，中低温余热利用率较低。目前，受到我国工业整体发展水平的限制，我国钢铁冶金行业对余热的利用水平还不是十分的高，各方面的技术水平以及取得的利用成效与西方发达国家相比还存在着一定的差距。并且，我国钢铁冶金行业对400℃以上的高温余热利用的情况相对于300℃以下的低温余热利用情况来说相对较好。针对300℃以下的低温余热利用是目前我国钢铁冶金行业在节能减排、响应国家低碳号召中重点应当攻克的难题。

4、铁冶金余热利用设备陈旧，各企业之间利用水平发展悬殊。

由于我国对于钢铁冶金余热利用的发展尚处于初期阶段，很多技术难题目前还处于攻坚阶段，特别是对于300℃以下的低温余热的利用设备我国目前尚处于空白。许多余热利用设备都是国外引进的，并且已经使用了相当长的一段时间，设备都已十分陈旧，亟待更新。设备陈旧已然成为阻碍我国钢铁冶金行业余热利用最主要的因素之一。冶金工业面临的问题

5.存在周期性。冶金工业相较于其他行业来说存在很大差异，同时也存在着一定的产业关联性以及一定的周期性。随着社会经济的不断发展，各行各业对钢铁需求量旺盛，但是由于存在一定的经济周期性，导致钢铁行业需求明显减弱，发展不是十分稳定。通常情况下，钢铁冶金工业在发展的过程中是具有一定的规模经济特性的，但是由于我国冶金行业在投资和建设规模上存在一定问题，因此在规模经济特性方面上表现不是十分明显，因此弊端并未充分显现，但是所带来的好处也并没有享受到。

6.产能过剩。目前钢铁冶金行业存在的最普遍的问题就是产能过剩，这也是很多行业都存在的问题。严重的产能过剩不利于我国钢铁行业的发展，有极大的可能会导致钢铁市场持续“冷态”，价格直线下降，从目前的情况来看，我国钢铁产能仍处于逐年增长的状态，这是十分恐怖的现状。

7.技术能力与创新能力存在问题。虽然我国相关部门加大了对冶金工艺的研发，但是一些比较先进的技术仍然是靠引进国外技术，很多高档钢材和设备都不能自给自足，还是要通过进口，技术能力和创新能力都存在一定的问题。

（二）存在的难点

1、基于数字模拟和仿真技术，实现冶金全流程动态分析、评估和精准设计。

2、综合考虑生产效率、能耗物耗和环境指标的多目标实时优化。

3、产品指标、运行指标和控制指标协同的全面闭环控制。

4、数据驱动和知识驱动相结合的复杂过程建模和先进过程控制。

5、先进传感技术和软测量结合的关键工艺参数的在线连续测量。

6、综合考虑物质流、能量流优化的先进能源管理和控制。

三、我国钢铁冶金工业发展趋势

1.从目前的情况来看，随着我国社会经济的不断发展，国家宏观政策也会随之做出相应的改变，虽然环境制约严重，但是最近几年应该不会出现太大的回落。

2.从目前的情况来看，国际钢材市场需求量会有所增长，但不会提高太大，增速缓慢。

3.由于产能过剩的原因，我国钢铁行业最近几年不会出现太大的变化，产量一直居高不下。

4.大企业由于自身的发展状况良好，革新的能力就强。而对于像一些中小型的钢铁冶金企业来说，许多还是需要国家提供技术上或者是资金上的支持。我国应该在监督好大企业节能减排工作的同时，也应当帮助中小型企业完成技术上以及设备上的更新。并且要加大对于钢铁冶金领域余热利用方面技术、设备的研究，做到自主创新，拥有自己的知识产权，为企业提供强大的技术力量支持。

结束语

冶金工程代表着重工业的水准，国家的重工业水准代表着国家的经济建设水平。因此保证冶金工程设计水平以及整体的理念创新是发展必须的。那么本文主要还是通过冶金工程设计的发展来对冶金工程进行了分析。虽然国内的发展起步晚、技术低，但是目前已经形成一套比较完善和创新自主的设计理念。并且通过分析，大胆对后续的发展提出建议，应当围绕实现市场竞争力、创新技术和理念为方向，实现创新产品、环保节能、可持续发展的目标。

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，2016，8（05）：502-510.

（作者单位：承德建龙特殊钢有限公司）