现代钢铁冶金工程设计方法研究

现代钢铁冶金工程设计方法研究

张红涛

摘要:本文论述了钢铁材料在经济社会发展中的重要作用和地位，分析了中国钢铁工业的发展历程与现状，论述了科技进步对产业发展的推动作用和重要意义，指出了中国钢铁工业未来发展方向。本文回顾了中国钢铁冶金工程设计的发展演变历程，分析了工程方法论与钢铁冶金工程设计方法的关系以及钢铁冶金工程设计的地位和作用，阐述了钢铁制造流程的物理本质和现代钢铁制造流程的“三大功能”。从钢铁制造流程的物理本质、特征以及动态运行的特征要素、设计方法的路径、动态-有序运行过程中的动态耦合等方面，对钢铁冶金工程设计的问题进行识别与定义。阐述了现代钢铁冶金工程的概念设计、顶层设计、动态-精准设计的方法体系，以及现代钢铁制造流程的系统集成与结构优化。

关键词:钢铁冶金;流程制造;结构优化;工程设计;设计方法

引言

由于冶金工程有着极其复杂的工业，所以施工的风险较高，因为其中有着较多的不确定因素。在冶金工程的各个阶段都有着不同的风险。冶金工程的工期较长，所以有着较多的外在风险因素:国家对于节能减排的环保要求、气候的多变性、经济波动的风险、自然风险率、市场环境改变、政策变动、国家对产业的发展规划、国民经济体系的变化等。这些风险与专业技术、工作人员、技术型设备等因素密切相关。

1我国冶金工程设计

1.1冶金工程设计的发展方向

从当前的情况来看，我国在冶金工程设计领域已经取得了较好的发展。现在已经具备了流程设计、工艺设计、系统集成等现代化的技术能力。建立了符合新时代发展标准的高效紧凑界面设计、动态设计，工程设计学科的理论基础也得到了较大的发展。我国许多冶金工程设计企业实现了大规模的钢铁联合生产，产品生产流程系统性较强。在未来的发展中，我国冶金工程设计将会实现冶金流程工程学理论及其动态设计方法，技术成熟后就可以在我国新建或改建的钢铁厂进行大范围运用。

1.2冶金工程设计发展思路

通过对我国冶金工程历史发展情况，以及当前的发展趋势进行分析发现，我国今后需要坚持的总体战略思路是:以冶金流程工程学，。冶金工程的工期较长，所以有着较多的外在风险因素:国家对于节能减排的环保要求、气候的多变性、经济波动的风险、自然风险率、市场环境改变、政策变动、国家对产业的发展规划、国民经济体系的变化等。这些风险与专业技术、工作人员、技术型设备等因素密切相关。以及动态-精准设计的理论作为指导冶金工程设计的重心。共同建设一个冶金工程设计现代体系。同时还要结合档案新建和改建钢铁厂工程建设情况，进行顶层设计和需求引导。将冶金工程设计创新理念与工程化技术集成创新作为重要基础，实现更加高效、科学的制造流程建设。从根本上提升我国冶金工程设计能力，促进我国钢铁制造业的快速转型，提升竞争能力。

1.3冶金工程设计发展的目标

在今后的一段时间，我国的冶金工程应当关注现代钢铁厂的“三个功能”的完善。从当前的发展形势来看，我国的钢铁厂设计目标应当拜托以往单一的钢铁制造功能。增加多重目标的属性。深入分析市场需求，形成一个资源节约型的生产方式，从经济效益和环境保护角度考虑，大力发展循环经济。改建和新建的钢铁厂在进行工程设计时，要坚持低成本、高效率、高质量的生产理念。与此同时，还要向着高利用、低排放的能源转换体系以及余热余能回收系统等方向发展。

2现代钢铁冶金工程设计策略

2.1科学合理选择材料

在冶金机械绿色设计及制造过程中，实现绿色设计及制造的首要环节就是对机械原材料的选择，为了满足绿色设计需求，要求所选材料应该具备环境危害小、易分解、可回收、能再生等性能。在材料投入使用先，应先对材料进行成分的分析,检测其是否满足绿色设计的要求，是否含有有害物质，如此，选择最适合制造冶金机械的原材料，提高冶金机械的绿色化，达到节约资源，保护环境的目的。在目前冶金机械设计制造过程中，H型钢是一种比较理想的材料，其能够满足冶金机械的各项性能要求，并且H型钢的得到了国家有关部门的认证。H型钢具有非常好的力学性能，同时其截面经济合理，承载能力以及稳定性能好，同时还具有可回收性，非常适合用于冶金机械绿色设计及制造中。

2.2减少冶金机械对环境的污染，提高周围环境的清洁性

为了增强冶金机的节能环保效果，在机械设计中，可以使用减震、消声、除尘等科学技术手段。为了减少冶金设备使用中的震动，应该在设计中选择减震效果较好的新型零件。另外，为了提高冶金机械的动态性能，对弹性支承进行优化结构设计是非常好的手段，优化之后的结构能够获得更好的隔振性能。我国的钢铁厂设计目标应当拜托以往单一的钢铁制造功能。增加多重目标的属性。深入分析市场需求，形成一个资源节约型的生产方式，从经济效益和环境保护角度考虑，大力发展循环经济。为了减少噪音污染，在绿色设计过程中，也可以选择性能较好的消声器，减少冶金机械运转中对周边环境造成的噪音污染。最后，冶金机械运转中会产生大量的灰尘，所以，必须做好除尘设计，保证机械周边环境的清洁，最常用的设计方法就是使用吸尘以及密封处理，大大减少机械运行中产生的灰尘量。

2.3防止机械泄漏，增强密封技术

在传统的冶金机械中，泄漏是非常常见并且发生频率较高的一种现象，一旦机械出现泄漏,不仅会造成资源的浪费，,还会由于泄漏物体的外泄造成环境的污染，这与我国节能环保的产业理念是相悖而行的。机械的泄漏还会对机械本身的使用造成影响，主要是对润滑产生影响，导致机械磨损严重,减少机械的使用寿命，增加维护成本。可见，在冶金机械的绿色设计中，必须提高机械的密封要求，防止机械泄漏现象的发生。除此之外，还要加大机械的维护保养力度，减少冶金机械泄漏现象的发生。

3结束语

我国的钢铁工业生产主要目的是满足国内生产和生活的需求，并没有十分依赖大量出口获得经济效益。我国政府大力支持钢铁工业生产的发展，促进了冶金工程设计人才的培养，以及理论的不断完善。在当前资源节约型生产的理念指导下，我国新建和改建的钢铁厂，都要在生产中加入资源节约、环境保护的内容。中国钢铁工业的进步对我国，乃至全世界都有较大的意义。在经济全球化背景下，我们可以与其余国家合作，借鉴各国先进设计、生产经验，促进冶金工程事业的发展。

参考文献

[1]刘然，孟祥龙.钢铁冶金设计行业的技术营销[J].中国有色冶金，2017，46(01):54-58.

[2]新疆有色冶金设计研究院有限公司[J].新疆有色金属，2016，39(03):10-11.

[3]郭川.试论我国冶金设计发展[J].科技创新与应用，2012,(21):132-133.

[4]李杰.《冶金设计基础》课程教学改革研究[J].科技信息，2012，(06):142.