目前，钢铁企业智能制造正在兴起，《中国制造2025》中明确提出，“单位工业增加值用水量”以2015年数据为基础，2020年要降低23%，2025年要降低41%，从统计数据来看，2015年我国钢铁企业平均吨钢新水用量为3.53m3/t，2020年已降至2.45m3/t，下降幅度约为30%，但距离2025年下降41%，即平均吨钢新水用量约为2.1m3/t的目标仍有差距，而钢铁企业平均吨钢新水用量的下降速度正不断放缓。 目前我国钢铁⼯业⽔处理存在的主要问题如下：①工艺流程长；②用排水量大；③废水排放节点多且成份复杂；④全厂水质水量难平衡；⑤水系统精细化科学管理及智能化管理水平还有待完善。 钢铁行业近年来的快速发展，决定了钢铁企业必须通过先进技术的应用，在节水减排的战略原则下，建立指导企业水系统生产运行的综合平台，实现生产控制运营的精细化和最优化，实现水质水量的科学核算与调度，实现集约化、智能化的创新运营管理模式，实现环保管理的实时化与零风险，提高水处理的效率、降低运行成本，以解决以上问题。利用信息化技术挖掘更深层次的节水潜能是未来钢铁企业进一步发展的必然措施。

近年来，在国家供给侧改革的新形势下，尤其是新的互联网技术、信息技术的飞速发展，以新技术开发为支撑、以绿色发展为约束、以智能化发展为方向、以效益最大化为目标已经成为钢铁行业发展和国家调控的重点方向。其中数字化、网络化、智慧化能源管控系统的开发应用已成为新的引领方向，能源效率、能源成本的深度分析将成为钢铁企业精细化管理的主要内容，而国内目前运行的企业能源中心已无法支撑能源集约化和精细化的管理需求，急需在工业互联网支撑下，开展钢铁企业智慧能源管控系统开发与应用研究。 鞍钢股份鲅鱼圈钢铁分公司于2008年9月10日建成投产，同年完成能源管理中心建设，实现能源数据的在线监测和统计报表打印等功能。受当时技术条件的制约，能源中心功能单一，不能实现在线管控与优化，数据分散、缺乏系统整合、共享和利用，能源管理和生产管理完全分离，各自为政，智能化程度低，完全依靠人工经验进行协调生产。以上问题严重制约了鲅鱼圈钢铁分公司的能源管理提升，能耗指标处于全国中下游水平，项目实施前，2017年鲅鱼圈分公司能耗指标达到600kgce/t钢以上。2017年项目组在经过大量的国内外信息调研基础上，形成项目可行性研究报告；鞍钢集团公司多次组织专家论证，决定以鲅鱼圈钢铁分公司为试点，对能源管理中心进行全方位技术升级改造。2018年初，自筹资金1.2亿元，率先放行了“钢铁企业数字化网络化智慧能源管控系统开发与应用”项目。作为首批两化融合项目，以“集约化、数字化、网络化、智能化”为目标，采用产、学、研合作模式进行联合攻关，按着“顶层设计”、“分步实施”、“重点突破”、“全面提升”的总体原则进行强力推进，项目实施以来取得了预期效果。

目前冶金、焦化行业用于焦炉煤气脱硫脱氰的主流工艺。但该脱硫工艺长期以来存在以下问题： 1、脱硫副产硫磺纯度低（通常含有焦油、萘、煤粉、焦粉等多种杂质，纯度一般仅能达到90%左右。），市场销售困难，甚至补贴销售，导致焦炉煤气脱硫后硫资源无法有效回收利用，造成资源浪废并固废产生二次污染； 2、脱硫过程产生的含有硫氰酸铵、硫代硫酸铵等副盐的脱硫废液缺乏有效的处理工艺。多数厂采用提盐工艺提取硫氰酸铵及硫代硫酸铵粗盐产品，但市场容量小，产品滞销。同时，提盐工艺操作现场环境污染及设备腐蚀严重。 3、煤气脱硫系统副盐浓度高，影响焦炉煤气脱硫脱氰效率，对钢铁联合企业下游煤气用户及环保造成较大危害，并增加二次脱硫成本。 因此，研发环境友好、资源节约、能够有效处理焦炉煤气氨法湿式催化氧化脱硫工艺副产低纯度硫磺及脱硫废液的新的工艺技术及装备，对于改进、提升国内焦炉煤气脱硫脱氰工艺技术水平，推动钢铁冶金及焦化行业技术进步，实现行业节能减排及发展绿色循环经济具有重要的意义。 中冶焦耐在国内自主研发成功了焦炉煤气氨法湿式氧化脱硫工艺副产低纯硫磺及脱硫废液制酸工艺，2017年8月在南钢焦化成功建成投产，并获得2021年冶金科技进步奖。

钢铁企业电网存在智能化运维水平不高、电网运行控制自动化程度低下、企业电网信息化集成性不足、自发电量倒送外部电网从而无法充分利用、运维管理信息化水平低、管理不规范、事故分析缓慢不准确等问题。 本项目研究目的就是将信息化系统和企业电网深度融合，保证电网安全运行，实现源网荷自动潮流快速控制、供配电设备全生命周期管理和电网故障的精确定位、实时分析及提前预警，全面解决钢铁厂内部电网建设、管理、运维中的各种问题。 在整个项目的研发过程中，形成了如下的创新成果： 1、针对钢铁企业电网智能化水平不高的难题，首次创建了面向千万吨级钢铁企业电网的CPS信息物理系统，突破了企业电网统一信息建模、统一网络设计、统一通讯协议、信息安全分区分流的关键技术，打造了世界首套企业级电网智能管控平台，每年对千万吨级钢铁企业节约费用3亿元以上，减少企业电网运维人员90%以上。 2、针对自发电率高的钢铁企业冶炼及轧钢负荷频繁波动，导致企业电网自发电量无法充分利用的行业难题，首创多目标协同企业电网关口潮流控制算法及自备发电机组协调控制策略，实现了对企业关口潮流的精准控制，使自发电量利用率提升7%以上，每年为企业节约3.3亿度电。 3、首次开发了基于改进型DFS算法的快速动态拓扑识别技术，解决了潮流控制系统对源网荷拓扑关系需要进行快速动态识别的难题，突破了多级设备、多层网络造成数据传输速度慢的瓶颈，在企业电网内首次实现了70ms内完成电网潮流的快速精准控制。 4、开发了实时化、可变步长、支持实时网络的交互式企业电网半实物仿真技术，首次针对钢铁行业搭建企业电网半实物仿真平台，实现了1ms内完成4000字节数据的交换，相对于国内外现有仿真系统数据交换量提高了40倍。 首次构建的电网智能管控平台实现了电网运行安全化、电网调度智能化、潮流控制自动化、数据采集全景化、设备运维规范化、事故处理智慧化的核心功能，大幅提升了企业电网智能化管理水平。 项目成果已申请专利9项、登记软件著作权12项、注册商标1项，其中多项技术均为国内外企业级电网智能管控领域的首创应用。形成企业标准1项，目前正在申请行业标准。 本平台已在新华冶金、石横特钢、临沂钢铁等环保搬迁项目中得到了成功推广和应用，近六年累计实现新签合同额7.5585亿元，新增销售额4.7亿元，新增利润4974.96万元，新增税收2650.81万元。

该技术主要应用于钢铁联合企业烧结生产工艺，是绿色低碳的烧结工艺技术。宝钢烧结烟气循环工艺技术BSFGR（Baosteel Sintering Flue Gas Recirculation）适用于带式烧结机工艺的新建烧结机和老烧结机技术改造，尤其适用以下领域： 1、旧烧结机提产改造，采用BSFGR技术，可提高烧结产能15%~20%，并可使外排废气量不变或减小，可维持原有老系统的机头除尘及后续脱硫设施的处理能力不变； 2、新建烧结机，采用BSFGR技术，可降低烧结机的烟气排放总量20%~40%，相应减小后续烧结烟气脱硫脱硝脱二恶英除尘设备规模20%~40%，节省烟气净化固定设备投资和运行费用（预计采用BSFGR技术的新建烧结机的总投资低于常规烧结机的总投资持）； 3、特殊烧结原料（如红土矿烧结、铬矿烧结等）的烧结提效，采用BSFGR，可显著改善表层烧结矿质量，消除烧结自动蓄热的负面影响； 4、采用BSFGR技术，可为烧结烟气综合治理创造更有利的废气参数条件；耦合活性炭脱硫脱硝脱二恶英一体化烧结烟气净化技术，为烧结工序的绿色发展提供良好的路径。

采用蓄热-换热联用燃烧技术，使加热炉内火焰实现弥散燃烧减少NOx的形成与放散。同时通过回收烟气的热量，减少燃料的消耗，降低CO2气体的排放，具有巨大的社会效益。该项技术能从根本上解决目前国内蓄热式加热炉炉压大的问题，同时具备调节灵活、操作简单等特点，适合于产量变化、冷热装变化较大的生产条件，实现蓄热式技术真正意义上的节能，在大型钢铁联合企业具有较强的推广前景。以鞍钢股份有限公司一炼钢1#加热炉为例： 蓄热-换热联用加热炉技术于2012年投入应用，通过与同期生产的2#常规加热炉相比，加热炉的节能经济效益如下： 两座加热炉同期生产数据的比较来看，总产量差别较小（相差不足10%），热装率基本相同（相差4%），改造后1#加热炉的统计单耗0.87GJ/t要远小于2#加热炉的1.35GJ/t，实现节能35%。氧化烧损为0.73%。

主要目标： 建设一套安全可靠的转炉配套烟气全余热回收及布袋除尘系统并进行工程示范， 达到将蒸汽回收量增加50Kg/t钢，实现排放浓度不超过10mg/m3；研发出大通量、高精度、耐高温腐蚀性气体的过滤多孔膜材料滤芯及铁合金冶炼高温烟气净化装置和系统；研发新一代适用于高温工况条件的金属纤维毡滤袋，建立铁铬铝纤维滤袋除尘模拟实验平台。 主要内容： 转炉烟气全余热回收系统研发及示范应用 完成转炉烟气中粉尘成份的测定，并分析其自燃性，模拟在在转炉烟气中的氛围，摸索粉尘堆积可达到的最高温度；开展系统工艺设计、非标设备设计； 开展工业实验，检测系统运行是否稳定；实测吨钢多回收的蒸汽量；实测运行费用；实测烟尘的排放浓度。 铁合金高温炉气净化装置研发 根据工况条件的变化及气体的性质，设计选择自主研发的铁铝金属间化合物材料，制造出非对称膜滤芯，确保高温气体过滤系统耐腐蚀、耐高温、抗热震性及稳定过滤； 采用进气高温，解决系统正常工况下的结露和焦油糊膜问题的同时减少系统制造及运行成本；采用防结露系统、高温反吹来防止开停机及工况条件下的结露问题； 采用多段方式解决高温安全排灰。 金属纤维毡滤袋研究及应用 ①建立铁铬铝纤维滤袋的除尘模拟试验平台，建成金属滤料的应用性能数据库； ②开展铁铬铝纤维滤袋的孔隙结构设计和孔隙度、孔径等结构参数的优化，制备滤袋样品； ③开展铁铬铝纤维滤袋新型清洁系统结构设计，建立除尘装置在线数据采集系统； ④试制除尘器筒体，开展小系统侧线考核试验，为材料结构设计提供指导。

主要目标： 研发出焦化脱硫废液低温热源余热利用的热催化氧化、漆酶/介体的难降解有机物预处理、自由基高级氧化、剩余污泥碳化、低 C/N 比焦化区域废水的MBR、再生水季铵盐固定床杀菌等六项关键技术；建成400m3/h的焦化废水再生示范工程；实现焦化废水再生技术的集成和设备的成套化，形成具有自主知识产权的焦化废水再生技术及设备，为我国钢铁行业焦化废水治理提供可靠技术支撑。 主要内容： 脱硫废液热催化氧化技术及设备研发 O/A/O工艺优化运行与控制参数研究 生化外排水的自由基氧化技术研究 自由基氧化出水的BAF深度处理技术研发 碳源循环利用的污泥减量化技术研究 焦化区域废水的MBR工艺优化及膜污染控制 季铵盐固定床消毒 建设中试线和示范工程 建成400m3/h焦化废水再生示范工程，出水水质达到《再生水水质标准—再生水利用于工业冷却用水》（SL368-2006）的水质。

主要目标： 研发一整套包括浓盐水处理在内的经济高效综合废水深度处理及循环回用技术，建成 25m3/h浓盐废水深度处理中试示范装置，建设500m3/h废水的深度处理示范工程。综合废水全部回用于循环水系统，实现废水“零”排放。 研究内容： 综合废水回用于循环水系统时深度除盐研究 ①回用水中油类物质对除盐效果的影响及其去除方法研究。通过无机絮凝沉降和超滤膜处理联用技术，进一步降低回用水中的含油量； ②深度除盐工艺中反渗透膜污染机理研究。通过研究操作条件及水质等因素对膜污染的影响，阐明膜污染机理，控制膜污染程度； ③除盐系统的优化。选用反渗透膜处理技术和电吸附脱盐技术二种除盐方法，研究水质指标和操作参数与除盐效率间的关系，优化除盐系统的参数运行。 新型高效阻垢缓蚀剂研究 ①阻垢缓蚀剂的研制与优化。分析再生综合废水中离子 的组成，对现有的阻垢缓蚀剂进行评价，筛选出性能优良的药剂。在此基础上通过添加相应组分，改善药剂的性能，研制出低膦低氮或无膦无氮的阻垢缓蚀剂； ②药剂阻垢缓蚀性能的评价。通过静态试验和动态试验评价药剂性能，使循环水的极限碳酸盐硬度达到12mmol/L。 水质与加药量平衡自适应控制技术研究 研究浊度、化学性质（含盐量、pH、金属离子含量）和操作条件（浓缩倍数、旁路水量、总水量、加药量）对循环水系统的结垢速率和腐蚀速率的影响，建立水质与加药量自适应模型。根据上述数学模型，设计水质与加药量自平衡控制系统。 浓含盐废水浓缩、干燥结晶处理工艺技术开发 ①浓含盐废水浓缩处理处理技术：通过活性炭过滤设施研究分析浓含盐废水中COD去除技术；通过膜反渗透试验，选择耐结垢、耐污堵、耐高压、大通量的膜材料以及能量回收设备。 ②焙烧技术：开发适合高含盐无机物焙烧干燥结晶炉型，再通过不同热媒介质燃烧特性试验，开发出专用焙烧炉、选择经济适用的燃烧介质。 针对钢铁行业综合废水的水质，研发出经济高效的膜材料。 建成一套25m3/h浓盐废水深度处理中试示范装置及500m3/h废水的深度处理示范工程并稳定运行。

课题任务: （1） 大型联合企业能源在线监测技术研究：能源管理系统基础数据采集集成技术研究；设备能源利用效率在线监测与分析模型研究。 （2） 面向大型联合企业的能效评估和分析技术研究：大型联合企业系统能效的综合评价；大型联合企业能源供需平衡分析；大型联合企业能源负荷预测；大型联合企业基于GIS的能源网络建模与分析;能源系统运行仿真。 （3）企业级能源优化配置和调度技术研究：大型钢铁联合企业能源结构优化；大型钢铁联合企业能源优化配置；大型钢铁联合企业能源优化调度。 （4）能源管控系统集成平台：能源管控系统网络集成平台；能源管控系统数据集成平台；能源管控系统应用开发平台。 课题牵头单位为冶金自动化研究设计院,，课题参加单位为东北大学、中科院沈阳自动化研究所、合肥工业大学、首钢京唐公司。