当前“节能降耗减排和环境保护”已经成为我国的基本国策，是推进经济结构调整的首要任务和突破口，党的十七大中明确指出：加强能源资源节约和生态环境保护，增强可持续发展能力。中国钢铁工业走新型工业化道路，降低能源资源消耗、减少环境污染是一项重要任务。

　　一、我国钢铁工业的快速发展及随之产生的问题

　　在国民经济建设中，钢铁工业是重要的基础原材料工业。改革开放为我国钢铁工业注入了新的活力，使之取得了世人瞩目的发展，钢铁产品产量迅速上升，结构不断优化，2006年钢产量达到4.2亿吨，生铁4.1亿吨，分别占全球总产量的34%和47%，超过世界几个钢铁大国产量的总和。国内市场钢材消费量占全球消费总量的32.7%，受国内外钢材市场强劲需求的拉动，重点大中型钢铁企业产品销售率为99.5%，比全国工业产品销售率高1.63 个百分点。国产钢材的品种结构得到进一步优化，国民经济建设中重要的特厚板、热（冷）轧薄板、热（冷）轧薄宽钢带、镀层板等技术含量高、附加值高的产品产量增幅显著，市场占有率达到95.8%，生产经营取得了良好经济效益。我国钢材进口下降，出口钢材增长，显示出国产钢材的国际市场竞争力正在提高，我国钢铁的生产和消费已成为全球中心，对世界钢铁工业的发展有着重要的影响。中国在实现了钢产量第一、产业结构得到了调整与优化之外，高炉入炉焦比、喷煤比、连 铸比、电炉平均综合电耗、吨钢综合能耗、吨钢耗新水等各项重要技术经济指标明显改善，对我国国民经济的快速发展起到重要的基础支撑作用。

　　钢铁工业是流程工业，钢铁工业的特点是规模大、工序多、流程长、高能耗、高物耗、排放物量大。钢铁企业在生产过程中主要消耗的是矿石、煤、焦炭、电、氧气、重油资源等，同时伴生大量的可燃气体（氧气、氢气、煤气等）、蒸汽、热水、高温物料等，因此也是电能、热能、机械能、化学能等多种能 源的相互转换过程。例如，在炼焦、炼铁、炼钢生产过程中伴生大量的高热值富氢焦炉煤气、大量的低硫高炉煤气、大量高浓度的转炉煤气，在烧结、炼铁、炼钢、热轧生产过程中伴生大量的高温烟气、蒸汽和热水等，将这些产生的能源经过回收后转换为生产自用和用于自发电，形成循环利用。

　　由于国内需求的拉动和世界经济的影响，我国钢铁工业进入了高速发展时期，在产能快速增长的同时，随之带来了资源消耗过大、环境污染严重、能源和运输供给不足等问题，制约着钢铁工业稳定快速发展，钢铁工业面临着各种资源、能源紧缺和环境保护的双重压力。据统计，我国钢铁工业能耗占全国工 业总能耗约15%左右，所排放的废水和废气占工业总排放量的14%，固体废弃物占工业废弃物总量的16%。在钢铁工业产品制造的各工序中，炼铁系统（包括 焦化、球团、烧结、炼铁）的能耗占钢铁工业总能耗近70%；炼钢系统的能耗与国际先进水平的差距是钢铁工业各工序能耗与国际先进水平差距最大；钢铁生产过 程中产生的大量各种气体、废水的回收并优化利用的任务更加艰巨。

　　因此，当前钢铁工业一项十分重要的课题之一，就是解决钢铁工业的清洁生产，节能环保绿色生产。钢铁企业既要发展还要降低消耗，保护环境，既有社会发展的任务，又要承担社会进步的责任，这是关系到钢铁工业未来可持续发展的大事。

　　二、我国钢铁工业节能降耗的目标和任务

　　“十一五”期间，国家要求推进钢铁工业发展循环经济，发挥钢铁企业产品制造、能源转换和废物消纳处理功能。在国家发改委公布的《钢铁 产业发展政策》中明确提出：按照可持续发展和循环经济理念，提高环境保护和资源综合利用水平，节能降耗，最大限度地提高废气、废水、废物的综合利用水平，力争实现“零排放”，建立循环型钢铁工厂。钢铁企业必须发展余热、余能回收发电，500 万吨以上规模的钢铁联合企业，要努力做到电力自供有余，实现外供。并提出了降低原料、能源、水的消耗，提高资源利用效率和资源回收率，建设污水和废渣综合处理系统，提高钢材使用效率，到2010年实现全行业吨钢综合能耗降到0.73吨标煤，吨钢水耗降至8吨以下，水循环利用率的达到95%的钢铁工业可持续 发展的指导意见。钢铁工业发展要按循环经济的要求，利用信息技术，走出一条产品质量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、竞争能力强的钢铁强国的路子，实现又好又快的可持续发展。

　　为了贯彻落实党中央、国务院的指示精神，综合利用能源、清洁化生产，中国钢铁工业协会向全行业提出了“按照科学发展观的要求，加强节能 降耗、降低成本，改善环保，提高可持续发展的能力”的号召，有力地推进了钢铁企业利用信息及自动化技术实现节能降耗和环境保护。钢铁企业之间形成了相互交流、互相学习、共同推进的良好氛围。如今，钢铁行业已经形成共识，在现代化钢铁企业的炼铁、炼钢、轧钢等工艺中，应用先进的信息技术，实现高度的自动化和 最优工艺控制，可以大大降低能源和资源消耗，改善环境。信息技术为实现全面、实时、动态监测和管理各种资源提供了现代化手段，这些资源包括保证企业生产安全运营的水、电、煤、气、油以及原材料。

　　三、加强信息技术与钢铁工业的紧密融合，是钢铁工业合理利用资源、节能降耗、改善环境、可持续发展的重要途径

　　党的十七大强调“大力推进信息化与工业化融合，促进工业由大变强”。几年来，中国钢铁工业协会积极推进信息技术与钢铁工业发展紧密融合，节能降耗取得重要进展，促进了钢铁工业的可持续发展。

　　在钢铁企业信息技术应用中，信息技术已经被广泛地应用于钢铁企业的各个管理、生产制造领域，并发挥着巨大的作用。部分企业对生产经营和制造过程进行了数字化、网络化的管理和实时监视监控，尤其是在能源利用和环境保护中开发应用了能源管控系统、环境污染监控系统。企业通过利用网络和通信技 术将位于远程的能源消耗和污染物排放的数据实时采集并存储到信息系统中，进行管理和统计分析；通过利用数据库技术对能源消耗量、污染物排放量进行分析预测并做出预报预警；通过利用自动控制技术、人工智能技术对能源消耗、污染物排放进行实时控制；通过利用智能化仪表及计量检测技术将各种资源能源消耗情况准确 记录下来；通过利用计算机软件、数学模型实现余热余压控制发电、废气回收、废水循环利用；将产销系统或者ERP系统、制造执行系统与过程自动控制系统集成 运行，提高并保证产品质量，减少废次品，以销定产，以产定料，压缩库存，合理调配资源，避免能源和资源的浪费，提高资源能源的综合利用率；利用设备管理系统对设备的检点维修状况进行动态管理，防止设备未及时检修造成资源能源的跑冒滴漏现象发生等等。

　　目前，钢铁企业的广大信息技术工程技术人员仍在积极努力，探索如何更好地利用信息技术在资源、能源、环境领域的应用，推进绿色制造和清洁生产，合理利用资源，节约能源、保护生态环境。

　　这就是我们在我国资源、能源严重缺乏的情况下推动钢铁工业现代化、信息化、国际化进程的重要途径。

　　四、信息技术在解决钢铁企业能耗高、污染重中发挥的重要作用已经显现

　　党的十七大要求，开发和推广节约、替代、循环利用和治理污染的先进适用技术，发展清洁能源和可再生能源，保护水资源，建设可续合理的能源资源利用体系。推动对高能耗、高物耗和高污染生产过程进行信息技术改造，为节能降耗和污染物减排做出努力是中国钢铁工业协会推进企业信息技术应用的重要 工作之一。

　　近年来，以计算机软件、数据库、网络通信、自动控制、数学模型、人工智能、计量检测、监视监控等信息及自动化技术搭建平台，使之与管理、工艺、流程相结合，走自主创新、引进消化再创新之路，研发了一批先进适用的数字化、网络化、自动化的应用技术和产品。钢铁企业积极应用信息及自动化技 术，促进了节能降耗、改进了能源利用效率，并取得了良好的经济效益，为钢铁工业提高产品质量、降低成本、节约能源、环境保护、可持续发展发挥了重要作用。

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　　1．钢铁企业能源管理系统

　　能源管理系统是上世纪90年代中期在国际上发展起来的钢铁企业的系统节能技术，在发达国家得到了广泛应用，而在我国钢铁企业则处于刚起 步阶段。它利用自动控制技术、网络技术和数字化计量仪表，对企业的能源系统进行全面和细致的集中监控和管理，通过管理而节约能源。主要由能源数据采集、能源信息管理、能源控制、能源协调、能源预测、能源平衡等功能组成。

　　能源管理系统是钢铁企业整体信息技术应用的一部分。能源管理系统向企业ERP系统提供能源管理的各种数据；对生产过程所需能源进行优化调配和能源消耗的在线实时监控，确保生产用能的稳定供应；监控能源设备状况、能源设备集中管理与自动化操作。

　　目前，宝钢、通钢、武钢、济钢、杭钢、南京钢铁、兴澄特钢等企业已经建成或正在建设能源管理系统或者能源综合平衡系统，使能源得到有效利用，实现了能源的优化和平衡。

　　2．焦炉管控系统

　　武钢焦炉140t/h干熄焦工程是被国家定为干熄焦技术推广应用和干熄焦设备国产化的重点工程，是目前国内规模最大、技术装备水平最先 进的干熄焦装置。干熄炉本体计算机控制系统，由先进的PLC控制器和上位机及网络共同组成。用于对干熄焦系统的工艺操作控制以及数据处理与记录，并将操作 画面上的控制指令通过网络传送给PLC。完成对PLC系统的编程、监控和工艺操作控制。干熄焦工艺除尘效率达99%，排放口粉尘浓度低于75mg/m3， 符合《大气污染物综合排放标准》中的三级标准的要求，综合效益为4698万元/年。

　　3．优化能源结构，提高余热余能回收率

　　利用信息技术，最大限度的回收利用钢铁生产中的余热余能并进行发电，缓解生产中电能和热能的供需矛盾。日本新日铁的余热余能回收利率用已达到92%以上，而我国大多数钢铁企业的余热余能回收利用率在30%-50%。这说明，我国钢铁企业的余热余能利用率的潜力很大，一些企业开始在努力研发形成自主知识产权的燃气发电、余热发电、余压发电的自动控制技术。

　　高炉煤气余压发电装置（简称TRT）是高炉炼铁工艺中的一项重要的能量回收装置，它将炼铁过程中的产生的高压煤气经过除尘后进行发电。 该系统的推广得到政府的支持，并在钢铁企业应用。该装置中的自动控制系统是非常重要的组成部分。莱钢高炉煤气TRT发电控制系统自投入运行后，高炉煤气放 散率显著降低，1座高炉每天节约燃料气268千立方米，年效益为379.5416万元。利用高炉炉顶余压发电，1台TRT设计额定发电功率1.5万千瓦/ 时，以2007年厂内每度电平均0.54元计算，年直接效益总值8087.04万元。TRT发电控制系统的投运，既回收了能量，降低了生铁成本，同时也提高了炼铁装备水平和控制水平，消除了原减压阀组的噪音，改善了厂区环境。武钢、包钢等企业都先后应用了高炉煤气余压发电控制系统，取得了不同程度的效果。

　　4．利用数学模型、专家系统和智能控制理论对工业炉窑进行计算机优化控制

　　推广高炉专家系统、转炉炼钢终点控制模型、电炉能量输入优化模型、智能精炼炉控制系统、加热炉优化控制模型和模糊控制系统等先进的过程控制模型系统的应用，达到提高产品质量、减少设备故障、保障生产顺行，起到节能降耗的目的。

　　5．先进的检测技术、交流变频调速技术及设备是工艺和装备节能的基础

　　研制和选用精度高、灵敏可靠的检测仪表、操作灵活的阀门及计算机自动控制系统和自动化装备，保证节能工艺和装备发挥节能效果。

　　交流变频调速技术是集电力电子、自动控制、微电子、电机学等技术集成的一项高技术，是易推广、效率高的电气传动方案，其显著的节能效果被钢铁企业生产工艺装备中所采用。

　　6．环境自动监测和废弃物处理

　　按照国家环境保护的条例、规定和标准，钢铁工业要实现生产发展、资源、环境相协调，建成环境友好型和生态保护型企业。自动化的另一重要职责是对粉尘、废气、废水、固体废物及噪声等主要污染源和污染物的进行检测和控制。

　　钢铁生产不仅废物可用于社会其它工业生产，而且可处理、消纳社会大宗废物。如：钢铁生产的铁渣、钢渣可作为水泥生产和铺设道路的原料，而钢厂的生产流程中可以使用社会不同来源的废钢，以促进资源的循环利用；在铁、焦生产过程中还可以喷吹社会废弃塑料、添加废橡胶等，实现资源的再利用，为 社会环保尽责。

　　环保自动化的任务主要包括：环境监测、高炉出铁场和炉顶及矿槽、烧结、焦炉、轧钢等粉尘的控制和处理；煤气的除尘净化，煤气和其他燃气储罐的自动控制；各种废水排放控制，生产水和生活水处理，高炉和转炉渣、高炉和转炉泥的处理以及对产生大噪音的旋转机械、气体放散管进行消音控制等。

　　7．排放物控制

　　钢铁工业的生产过程中伴生着炼铁水渣、钢渣、轧钢氧化铁皮、含铁粉尘、化工焦油、烧结高温烟气、各种煤气、炼钢余热蒸汽、加热炉汽化冷却蒸汽等大量的固体、液体和气体排放物。对排放物的控制首先从生产工艺优化方面减少废气物排放，以提高金属收得率、减少能源消耗、减少污染。另一方面用计 算机系统配备高精度、高灵敏度的检测仪表，对钢铁生产过程中排放物的物理能和化学能进行回收、循环利用的控制，使之成为有用之物。如轧钢氧化铁皮和含铁粉尘可以重新用作冶金原料，水渣可作为建材原料、钢渣用于铺路，化工焦油作为化工原料等，将现代化钢铁生产工艺与自动化技术相结合，实现节能减排。

　　8．生产制造执行系统

　　宝钢不锈钢分公司的生产制造执行系统投入运行后，降低能耗5%，仅降低煤气排放量一项每年可为企业节约资金3000万元以上。

　　济钢三炼钢-中厚板产线MES系统基于产线最优的设计思想，围绕订单对物料进行精细化物料设计，实现产线的统一管理控制，优化了资源，减少异常情况的发生，提高了成材率为92.2%，年创经济效益为1302万元。提高作业率为86.33%，年创经济效益为1054.62万元。

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　　五、推广具有自主知识产权的钢铁企业节能降耗信息技术、产品与应用方案

　　中国钢铁工业协会最新发布的《“十一五”中国钢铁企业信息化发展建议》中提出了“钢铁企业以构建循环经济和资源节约型社会为目标，利用信息技术，努力降低能源和资源消耗，控制废气废水排放；建设环境监测系统，加大对环境污染的监控，促使钢铁工业循环经济发展”。

　　信息产业部副部长娄勤俭在全国信息产业经济工作会上强调，要继续下大力气抓好信息技术的推广应用，继续实施信息技术推广应用“倍增计划”，促进信息技术在重 点行业、大中型骨干企业的普及应用，逐步提高设计研发信息技术应用、生产装备数字化、生产过程智能化和经营管理网络化水平，重点对高能耗、高物耗和高污染行业的信息技术改造，为节能降耗和污染减排做出努力。

　　2004-2007年，钢铁企业电子信息技术应用实现节能降耗取得重要进展。中国钢铁工业协会根据信息产业部的要求，选择节能降耗效果显著、技术先导性强、在全行业具有带动作用的信息技术应用项目，向信息产业部先后推荐了“济钢中厚板生产线物流跟踪系统”、“武钢焦炉控管一体化系统”等一批信息技术应用项目，并经信息产业部审查批准被列为当年“国家信息技术推广应用倍增计划”项目，总投资6亿9千万元。

　　济钢、武钢、太钢、鞍钢利用自筹基金，按计划完成了国家项目，通过行业验收，济钢项目还被评为信息产业部2005年“优秀倍增项目”。

　　宝钢能源管理系统、济钢大型焦炉控制系统、重钢加热炉控制系统被列为国家信息技术应用示范优秀项目。宝钢现代化不锈钢企业综合自动化系统的开发与集成、烧结终点判断与智能控制系统研究、炼焦配煤优化系统、鞍钢高炉人工智能系统技术研究、宝钢铁水运输计算机仿真系统研究、板带钢集成制造执 行系统等项目的开发与应用荣获了中国钢铁工业协会颁发的冶金科学技术奖一、二等奖。这些信息技术应用项目的特点是节能降耗效果显著、技术先导性强、在全行业具有带动作用。

　　中国钢铁工业协会继续积极与信息产业部等相关政府部门配合，积极争取各项支持政策，继续做好“国家信息技术推广应用倍增计划”项目的组 织和推荐工作，并充分利用国家银行贷款、电子发展基金、贷款贴息和项目评优等政策，对符合利用信息技术实现生产装备数字化、生产过程智能化和经营管理网络化的信息技术应用项目进行推荐，大力推广交流变频调速等自动化技术，使钢铁工业中具有众多的风机、水泵、皮带机及其它电机设备，节电节能。特别是对解决高 能耗、高物耗和高污染的信息技术改造项目，将重点予以推荐和支持。大力宣传、推广利用信息技术实现节能降耗减排的成果、产品、技术和应用方案，在更多的钢铁企业中广泛应用，使信息技术在钢铁工业节能降耗中发挥倍增作用、渗透作用、融合作用。

　　六、我国钢铁工业利用信息技术实现节能降耗、污染物减排任重道远

　　今后十年，钢铁工业在水资源消耗总量减少和能源消耗总量增加不多的前提下实现总量适度发展。在我国钢铁工业实现“由大到强”转变的关键 时期，通过节能降耗实现集约化生产经营，实现经济增长方式的转变，加快与国际接轨，不仅要把节能与企业的成本控制和经济效益联系起来，更重要的是要与提高企业国际市场竞争力和钢铁工业的可持续发展联系起来。钢铁企业以构建循环经济和资源节约型社会为目标，利用信息技术，努力降低能源和资源消耗，控制废气废 水排放；建设环境监测系统，加大对环境污染的监控，促使钢铁工业循环经济发展。加快钢铁工业利用信息技术实施节能降耗，提高资源有效利用率，实现生产过程废弃物的零排放，建立完善的钢铁工业生态循环体系，确保钢铁工业又好又快地发展，确保我国国民经济持续健康发展。

　　信息技术必须跟随现代钢铁工业的发展与时俱进，提出新问题、研究新问题，开发实现现代化钢铁生产新工艺、资源高效利用、再循环和废弃物资源化的整体信息技术产品和应用方案。利用信息技术，实现钢铁工业节能降耗，为从事钢铁工业信息技术应用的科技人员提出了新的研究课题：1、能源管控系 统；2、环保监控系统；3、生产、能源、环保一体化系统；4、电气传动装备的节能技术；5、二次能源利用技术；6、钢铁生产过程监控系统；7、燃气发电、 余热发电、余压发电的自动控制技术。

　　这些技术和系统的研究开发，还需要政府的在政策和资金上大力支持，需要科研院校所、社会力量和钢铁企业合作，借鉴国外先进经验，共同推广应用。利用信息技术实现节能减排的道路还很长，还有许多生产、管理过程中的能源浪费、环境严重污染的问题需要通过信息技术的应用来解决。