□山東省冶金設(shè)計院股份有限公司董事長 魏新民
山鋼日照精品基地項目于2008年開始籌備， 2013年獲國家發(fā)展改革委的批復(fù)，2015年9月進(jìn)場施工，2019年6月順利建成投產(chǎn)。在山鋼集團(tuán)公司和山鋼日照公司的指揮下，山冶設(shè)計勇挑重?fù)?dān)，不辱使命，用敢為人先和勇于擔(dān)當(dāng)?shù)臍馄?，傾力打造以綠色、智能、信息化為顯著特征和時代氣息的鋼鐵生產(chǎn)基地，將一座具有世界一流水平的鋼鐵夢工廠屹立在了世界的東方。
勇挑重?fù)?dān)，樹立堅定信念
建好日照精品基地工程
山鋼日照鋼鐵精品基地是山鋼集團(tuán)按照山東省政府“資產(chǎn)重組、淘汰落后、調(diào)整布局、提升檔次”的總體要求，實現(xiàn)自身“突出沿海、優(yōu)化內(nèi)陸、精品與規(guī)模并重”發(fā)展戰(zhàn)略的核心工程，同時也是山鋼集團(tuán)面臨嚴(yán)峻形勢實現(xiàn)“破繭重生”的生命工程。
山鋼日照鋼鐵精品基地年產(chǎn)鐵810萬噸、鋼850萬噸、鋼材790萬噸，主要產(chǎn)品為高附加值的熱軋薄板、冷軋薄板、鍍層鋼板及寬厚板等。其主要建設(shè)內(nèi)容有：1座環(huán)保型智能原料場、4座7.3m58孔大型頂裝焦?fàn)t、2臺500m2燒結(jié)機(jī)、1條年產(chǎn)150萬噸鏈箅機(jī)-回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)生產(chǎn)線、2座5100m3高爐、4座210噸轉(zhuǎn)爐煉鋼連鑄車間、1條2050mm熱連軋機(jī)生產(chǎn)線、1套3500mm爐卷軋機(jī)、1套4300mm寬厚板軋機(jī)、1條年產(chǎn)80萬噸推拉式酸洗機(jī)組生產(chǎn)線、1條2030mm酸軋聯(lián)合生產(chǎn)線、1條熱鍍鋅處理線、2條連退處理線等主要冶金生產(chǎn)設(shè)施以及2臺25MW高爐余壓發(fā)電機(jī)組（TRT）、2座220kV總降壓變電站及海水淡化、石灰焙燒、制氧站、冶金渣利用、焦?fàn)t煤氣制LNG、檢化驗中心、維修中心、鐵路站場、原料碼頭和成品碼頭等公用輔助配套設(shè)施。
面對山鋼日照鋼鐵精品基地高技術(shù)要求、龐大繁重的工作任務(wù)，山冶設(shè)計上下堅定信心、眾志成城，按照“運營成本低、經(jīng)濟(jì)效益好、盈利能力強(qiáng)”的工程建設(shè)總體要求，發(fā)揚(yáng)“特別能戰(zhàn)斗、特別能吃苦、特別能奉獻(xiàn)、特別能打硬仗”的優(yōu)良傳統(tǒng)和“真誠設(shè)計未來，精品構(gòu)建永恒”的核心理念，以冶金流程工程學(xué)為理論武器，下定最大決心、拿出最優(yōu)技術(shù)、建設(shè)最佳工程。
不辱使命，
對照國際一流標(biāo)桿創(chuàng)新工程建設(shè)
山冶設(shè)計作為該基地總體規(guī)劃、設(shè)計管理及高爐、燒結(jié)、焦?fàn)t的總承包單位，帶領(lǐng)設(shè)計團(tuán)隊?wèi)?yīng)用創(chuàng)新技術(shù)138項，集眾智把項目建設(shè)成為了綠色發(fā)展、邁向智能的、具有持續(xù)競爭力的現(xiàn)代化一流鋼鐵生產(chǎn)基地，成為我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的典范工程。近日，山鋼日照鋼鐵精品基地項目被評為“十三五”鋼鐵工業(yè)創(chuàng)新工程。
為向山鋼集團(tuán)精準(zhǔn)決策提供依據(jù)，山冶設(shè)計在山鋼領(lǐng)導(dǎo)下，自2009年起科學(xué)務(wù)實地開展了項目可行性研究。其總體設(shè)計主要內(nèi)容包括：整個建設(shè)項目的組成、功能、目標(biāo)和規(guī)模及建設(shè)條件、設(shè)計依據(jù)和設(shè)計原則以及總工藝流程、總體布局和總體建設(shè)方案；各單項工程的設(shè)計概括、工程環(huán)保、勞動安全衛(wèi)生等設(shè)計方案及整個工程的初步概算和投資效益分析等。
自承擔(dān)該項目設(shè)計管理工作以來，山冶設(shè)計確定在山鋼日照鋼鐵精品基地擬采用專利技術(shù)和先進(jìn)技術(shù)138項，為業(yè)主提出眾多降低工程投資、降低運行成本、減少用地等好的建議并獲得業(yè)主認(rèn)可。
山冶設(shè)計承擔(dān)了該項目全廠公輔工程設(shè)計、全廠地基處理設(shè)計、2050mm熱連軋工程設(shè)計，總承包了2×5100m3高爐工程、2×500m2燒結(jié)工程、4×58孔7.3m焦?fàn)t工程及35MW煤氣發(fā)電等工程。其中，焦?fàn)t被中國金屬學(xué)會鑒定為國際先進(jìn)；高爐被評為國家優(yōu)質(zhì)工程獎，生產(chǎn)指標(biāo)在同級別高爐中領(lǐng)先。
勇于創(chuàng)新，實施精準(zhǔn)流程設(shè)計
鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)運行源于設(shè)計，制造流程的優(yōu)劣、結(jié)構(gòu)合理與否，將綜合影響產(chǎn)品的成本、投資、生產(chǎn)效率、投資效益、過程排放與環(huán)境效益等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，并直接關(guān)系到企業(yè)的生存與發(fā)展。
山冶設(shè)計突破靜態(tài)、假設(shè)的傳統(tǒng)設(shè)計思路，以冶金流程工程學(xué)理論為指導(dǎo)，實施了充分發(fā)揮鋼鐵企業(yè)“三大功能”的頂層設(shè)計與動態(tài)-精準(zhǔn)的流程設(shè)計實踐，不僅為建設(shè)提供圖紙和有關(guān)參數(shù)，還為鋼廠的運行設(shè)計出動態(tài)運行的規(guī)則。
簡捷優(yōu)化的物質(zhì)流網(wǎng)絡(luò)與動態(tài)匹配設(shè)計。山冶設(shè)計在該項目設(shè)計中，一是深入理解冶金流程工程學(xué)鋼廠動態(tài)運行的“三要素”—— “流”“流程網(wǎng)絡(luò)”和“程序”的新概念，最大限度地規(guī)范并縮短鐵素物質(zhì)流，尤其是高溫鐵素物質(zhì)流的流動路徑，減少物流作用的交叉干擾。在此簡捷優(yōu)化的流程架構(gòu)下，該項目實現(xiàn)噸鋼0.665m2超低用地面積，同時降低“三通一平”費用，減少搬遷量；在物流上規(guī)避物質(zhì)流、介質(zhì)流搬運過程中的遠(yuǎn)距、迂回或折返及落地弊端，縮短主要皮帶距離1100m、減少主電纜長度4500m、縮短主煤氣管道2000m，減少了投資，降低了運行成本。二是鋼鐵生產(chǎn)流程關(guān)鍵界面設(shè)計以優(yōu)化的“界面技術(shù)”創(chuàng)新、流程網(wǎng)絡(luò)合理化和車間運行的動態(tài)Gannt圖等運行程信息化為基礎(chǔ)，促進(jìn)鋼鐵生產(chǎn)流程動態(tài)-有序、協(xié)同-連續(xù)運行。
按質(zhì)按需精準(zhǔn)供應(yīng)的能量流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計。根據(jù)冶金流程工程學(xué)理論，山冶設(shè)計在確定物質(zhì)流動態(tài)運行結(jié)構(gòu)的同時，對該項目生產(chǎn)過程中的一次能源和二次能源、余熱余能進(jìn)行能量流的網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計，合理使用不同品質(zhì)的能源介質(zhì)，實現(xiàn)能源價值最大化，提高能源轉(zhuǎn)換效率，及時、充分地回收余熱余能，形成全廠性的能量流網(wǎng)絡(luò)及其控制運行程序等。
山冶設(shè)計在該項目物質(zhì)流運行有序基礎(chǔ)上，進(jìn)一步推進(jìn)能量流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化達(dá)到模式優(yōu)化、節(jié)能減排：采用節(jié)能新技術(shù)、新工藝，減小煤氣用量，熱軋加熱爐采用蓄熱燃燒，純燒高爐煤氣；優(yōu)化煤氣用戶配置，工藝剛性用戶與緩沖用戶協(xié)調(diào)運行；煤氣高附加值利用，全廠煤氣用戶優(yōu)先考慮使用高爐煤氣，轉(zhuǎn)爐煤氣被替代焦?fàn)t煤氣去生產(chǎn)LNG，尾氣生產(chǎn)無水氨，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益；采用短距離高壓供電技術(shù)，并結(jié)合總圖調(diào)整和優(yōu)化，既保證了供電可靠性、操作靈活性，又降低了投資；在高效能源轉(zhuǎn)換技術(shù)與能源利用技術(shù)集成應(yīng)用的基礎(chǔ)上，設(shè)置能源中心，做到根據(jù)能源發(fā)生源和主要用戶的生產(chǎn)使用節(jié)奏進(jìn)行動態(tài)平衡調(diào)整，實現(xiàn)能源高效轉(zhuǎn)化和高效利用。
環(huán)境友好的工藝及廢棄物資源化利用功能設(shè)計。山冶設(shè)計在充分認(rèn)識鋼鐵生產(chǎn)流程特點的基礎(chǔ)上，在環(huán)境友好的前提下以構(gòu)建適度區(qū)域范圍內(nèi)的工業(yè)生態(tài)鏈為目標(biāo)，按照產(chǎn)品加工鏈、能源利用鏈、物流運輸鏈、資金增值鏈和知識延伸鏈的關(guān)系，逐步形成區(qū)域性工業(yè)生態(tài)園區(qū)，推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。該項目環(huán)保總投資達(dá)64.7億元，實現(xiàn)了超低排放。
物理側(cè)優(yōu)化的智能化設(shè)計。鋼鐵企業(yè)智能化要與數(shù)字化物理融合系統(tǒng)的概念相對接，在物理系統(tǒng)中制造流程是根，要突出“流”“流程網(wǎng)絡(luò)”和“運行程序”的概念，特別是優(yōu)化的物質(zhì)流網(wǎng)絡(luò)、能量流網(wǎng)絡(luò)和信息流網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)同運行。鋼鐵企業(yè)智能化不只是數(shù)字信息系統(tǒng)，不能僅從數(shù)字化一側(cè)來推動企業(yè)智能化，而是必須高度重視物理系統(tǒng)的研究，必須是“三網(wǎng)協(xié)同”的信息物理系統(tǒng)。
在該項目設(shè)計中，山冶設(shè)計按照數(shù)字化物理融合系統(tǒng)的概念，開展“管理流程創(chuàng)造暨信息化頂層設(shè)計”，對內(nèi)簡化業(yè)務(wù)流程，實現(xiàn)扁平化管理，對外縮短與用戶的距離，延伸服務(wù)觸覺，實現(xiàn)“產(chǎn)品、服務(wù)”的目標(biāo)；利用大數(shù)據(jù)，建設(shè)智能協(xié)同管控中心，搭建生產(chǎn)、物流、能源、安全環(huán)保、設(shè)備運行等管控一體的信息化核心平臺，重點將生產(chǎn)指揮中心和能源管控中心進(jìn)行有機(jī)整合，實現(xiàn)與ERP、MES、BI等信息系統(tǒng)的無縫集成，系統(tǒng)之間信息共享，實現(xiàn)智能化工廠管控；通過采集自動化系統(tǒng)運行及診斷數(shù)據(jù)、設(shè)備運行及操作數(shù)據(jù)，并進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，形成設(shè)備運行的診斷、預(yù)測等功能，實現(xiàn)精準(zhǔn)維檢。
另外，在頂層設(shè)計的基礎(chǔ)上，山冶設(shè)計集成、集中監(jiān)控?zé)o人值守、智能化料場、燒結(jié)智能化專家系統(tǒng)、高爐專家系統(tǒng)、鐵鋼零界面智能調(diào)度系統(tǒng)、一鍵式智能煉鋼、鋼卷庫智能管理等信息化和智能化技術(shù)，為該項目流程智能化運行提供了技術(shù)基礎(chǔ)。
實現(xiàn)預(yù)期，為業(yè)主創(chuàng)造價值
作為世界一流現(xiàn)代化鋼鐵生產(chǎn)線的山鋼日照鋼鐵精品基地，實現(xiàn)了投資省、效率高、熱試投產(chǎn)即達(dá)產(chǎn)、達(dá)產(chǎn)即達(dá)效，同時實現(xiàn)產(chǎn)品大綱全覆蓋，創(chuàng)造了國內(nèi)同類企業(yè)工程建設(shè)的新紀(jì)錄。
該項目各工序能耗達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平：煉焦耗熱量為2330kJ/kg濕煤（7%H2O），優(yōu)于國內(nèi)特級焦?fàn)t水平；高爐焦比352kg/t，利用系數(shù)達(dá)到2.21；噸鋼綜合能耗達(dá)到608kg；所有污染物排放達(dá)標(biāo)率為100%，廢水實現(xiàn)零排放。
從投產(chǎn)開始，山鋼日照鋼鐵精品基地生產(chǎn)調(diào)試全部按實單運行，成為國內(nèi)第一家用實際訂單投產(chǎn)的鋼鐵企業(yè)，訂單驅(qū)動、柔性制造生產(chǎn)組織模式達(dá)到行業(yè)先進(jìn)水平；工廠生產(chǎn)智能化水平高，人均產(chǎn)能達(dá)到1600噸，噸鐵成本低于行業(yè)平均水平，初步彰顯了競爭實力。
山鋼日照鋼鐵精品基地后發(fā)優(yōu)勢、區(qū)位優(yōu)勢、技術(shù)裝備的優(yōu)勢等集中顯現(xiàn)，使其成為綠色、高端、智能、高效的世界一流鋼鐵強(qiáng)企。
《中國冶金報》（2020年09月03日 04版四版）
