目前局部生产环节的连接设备数据和供应链上的各种资源已经被接入这样的大数据平台，但作为生产制造的核心技术“工业自动化控制系统”如果不能灵活、可扩展的接入平台，就会仍然存在大量单体设备、PLC分散部署的现象，这样的工业服务体系严重制约未来全产业价值链发展。并且众所周知，在工业控制系统方面，德国、美国等西方国家企业在大中型可编程逻辑控制器（PLC）方面独具优势，我国已部分实现国产化产品替代，小型PLC方面占有一定的份额，但核心市场与技术的掌控力不强。在工业网络方面，国外自动化企业掌控了主要市场以及网络核心标准，我国企业仍然处于产业边缘环节。所以“控制系统独立分散”和“控制设备垄断”两大制约因素，也促进我国工业发展想要打破这种依靠底层硬件和私有协议的专属PLC控制模式，形成新的标准化软件定义PLC系统和组态软件一体化架构，构建开放式PLC新生态。 低时延高可靠的网络通信是软件定义PLC系统的重要组成部分。随着5G标准及产业链的逐渐完善，5G的设计引入MBB、URLLC、mMTC三大应用场景，3GPP面向5G发布的R16版本标准则重点完成URLLC技术特性，提供低时延高可靠性的能力，为保障5G技术在工业控制领域的规模化应用提供了技术可行路径。国家工信部陆续出台政策，指导各地区积极开展5G全连接工厂建设，加快“5G+工业互联网”向工业生产各领域各环节深度拓展，加快5G与软件定义PLC系统、分布式控制系统（DCS）等工控系统融合。 基于5G软件定义的钢铁工业控制系统研发与应用项目工作主要解决问题有： （1）建设无线网络切片和异频双网冗余覆盖的跨市区域5G专网 （2）突破5G通讯与工业控制协议融合的智能传输技术 （3）自主研发工业级云架构软件定义控制系统 （4）完成国内首次5G+云化工业控制系统在鞍钢两地炼钢厂远程协同控制的工业应用

本系统通过收集市场信息（如网页抓取、行业共享），以人机结合，专家决策为主的方式进行。以冶金机理计算为主，结合生产工艺的要求与过程控制模型，通过分析生产实绩信息建立了多个炼钢厂、多条精炼路径的模型群，有效准确地确定不同钢种的合金消耗标准，从而能精确预测炼钢合金的需求量。

近几年，随着我国智能制造的快速发展，作为流程制造业的钢铁工业急需在智能化领域进行更深入的探索与实践；其中，多工序运行协同控制是智能制造的重要环节。在面对多品种、小批量、多规格、高质量、快节奏的生产要求时，因对生产工艺考虑不足，传统生产调度模型/系统很难达到令人满意的应用效果，故而钢铁企业对炼钢-连铸过程的多工序运行协同控制水平提出了更高的要求。 本项目针对多品种、小批量、多规格、高质量、快节奏等生产约束下生产计划与调度难的问题，首先对莱芜钢铁集团银山型钢有限公司炼钢厂物质流运行的时间参数进行系统解析，包括不同工况下炉次在各工序之间的作业时间和传搁时间等，在明晰物质流运行规律的基础上，充分考虑工艺、设备等多种约束因素，归纳总结适用于不同工况的生产调度规则库，优化生产运行模式；其次，应用生产调度规则库来指导调度模型的构建与求解，提高模型的可用性；再次，采用系统仿真的方法来探究车间平面布置、天车运行、钢包运转等因素对于物质流在多工序之间运行的作用机制，为调度模型及其求解算法的进一步完善提供指导；最后通过系统研究与流程运行相关的生产因素，提出多工序协同运行量化评价模型及评价参数，实现对炼钢厂多工序协同运行水平准确评价。 通过该项目的实施，莱钢银山型钢炼钢厂炼钢-连铸区段的生产运行节奏与有序性得到显著提高。项目获得授权发明专利2件、实用新型专利2件，登记计算机软件著作权1件，制定企业标准2项和形成企业技术秘密5项，发表国内外学术论文13篇。项目自2019年成功实施以来，共计创造经济效益14083.3万元。

炼钢厂生产调度问题具有多路径、多干扰、多约束、多目标等特征，传统的方法难以适应复杂多变的现场环境，本技术研发了一种基于多智能体技术的炼钢厂生产仿真优化模型，把复杂的钢铁生产流程抽象为一个多智能体系统, 对复杂物流系统进行建模与仿真优化，解决了炼钢厂智能排产及动态调度问题，具有灵活、可扩展、适应性强的优点。

本技术适用于炼钢厂钢包转运环节的节能减排，可有效减少能源消耗，减少有害气体排放，改善相关岗位人员劳动环境，开发出两大类钢包加盖装置，分别适应新建钢厂及老旧钢厂，针对老旧钢厂的钢包加盖装置，特别能适应处理位钢包净空超低，且需要钢包带盖穿越处理位的场合。两类钢包加盖装置可适应几乎所有现有钢厂及新建钢厂钢包加盖的需求。

氧枪是氧气炼钢的关键设备之一，目前钢铁企业使用的氧枪多为直管氧枪（即标准氧枪）。随着钢铁企业冶炼技术的提高，普遍采用了溅渣护炉工艺技术，由于造渣工艺的改变，直管氧枪不能满足工艺要求，经常造成粘枪，有时粘枪非常严重，达到5～6米长，重达2～3吨，一个助手一个班别抠枪、割枪7～8次，面对高达700～800℃的高温，作业环境恶劣，劳动强度大，存在较大安全隐患。同时由于处理氧枪粘钢需要一定时间，每炉钢将会浪费5～10min，对生产顺行造成影响，极大地限制了产能。 转炉冶炼过程中粘枪是困扰炼钢厂多年的顽症，既缩短了枪龄，增加了喷头的消耗，更增加了炉前工人的劳动强度，是钢厂和氧枪制造厂家多年来未能解决的一大难题。中钢热能院历经多年的潜心研发，开发出拥有自主知识产权的氧枪更新换代产品——大锥度氧枪，该产品集吹氧、溅渣护炉、避免粘枪等功能于一体，有效地解决了氧枪粘枪和溅渣等问题，对提高转炉炼钢的效率，实现高效、快速炼钢具有重大的现实意义，同时极大地减轻了炉前工人的劳动强度。

迁钢公司为了提高企业的竞争力，满足生产精品板材，开发高端产品的需要，实现科学炼钢，达到稳定操作、降低消耗、提高质量目的，在迁钢210t转炉建设的同时，决定采用炼钢自动化成套技术。 目前国内外转炉多数采用副枪自动化炼钢技术。截止到2005年，国内转炉使用的近70套副枪自动化炼钢技术全部由国外引进。到2007年，国内宝钢、武钢等十几个转炉炼钢厂的副枪自动化炼钢系统均引进国外技术。多数企业引进国外技术后，由于国内工厂条件与外方模型需求条件有差距，造成模型应用上存在一定的问题，如炼钢模型不能投运、模型计算不准确以及一、二级自动化间存在通讯问题等等，影响了副枪自动化炼钢技术应用水平的提高。 210吨转炉炼钢自动化成套技术是我国第一套完全由国内自主设计研发、制造的炼钢自动化成套技术，主要包括以下关键技术：⑴精确称量技术；⑵原料质量稳定技术；⑶工艺-物理模型；⑷副枪技术；⑸自动控制系统和装备；动态控制软件。通过以上关键设备和工艺技术，实现了转炉炼钢全自动控制。

本项目开发的系列化成套高效RH真空精炼装备及相应的工艺技术，通过真空脱气、强制脱碳、成分调整、化学升温、夹杂物控制、脱硫、喂丝等功能，为炼钢进一步降低成本、提高产能、扩大品种、提升质量创造了条件。 宝钢炼钢厂5号RH首次采用“双台车”高效布置形式，大大缩短了待机时间，双工位运行使处理周期可小于25min；采用四级蒸汽喷射泵真空系统、增大环流气流量、采用多功能顶枪等技术手段，提高了钢水的循环及脱碳速度，其投产后第三个月就超过了265万t/a的设计能力。

本系统在转炉或电弧炉出钢侧附近的钢包轨道上方和精炼装置附近安装在线的钢包盖摘扣机构，满足钢包运行全程扣盖保温操作，同时又保证转炉或电弧炉出钢和精炼处理对无盖钢包的需要。实现从炼钢、精炼、连铸、倒渣换水口小修、等待出钢全流程均扣盖保温运行。本钢包全程扣盖保温系统在炼钢厂投入使用后减少空包热损失30%以上，减少盛钢水钢包热损失5%以上，实现降低炼钢转炉或电弧炉出钢温度10℃到25℃以上，显著减轻转炉或电弧炉冶炼负担，取消钢包在线烘烤系统，完全不用钢包保温剂，节能降耗效果十分显著。

焦炉气是焦化企业炼焦过程中产生的尾气，国内焦化企业炼焦规模一般在60～500万吨/年,相应副产焦炉气15000～65000Nm3/h。焦炉气中主要成分为CH4和H2，其中CH4含量23～27%；H2达55%～59%。同时还含10%左右的CO和CO2。将焦炉气进行必要的净化处理，其中CO和CO2与H2甲烷化反应生成甲烷，可提高焦炉气甲烷含量近1/3，但反应后H2仍然过剩，尾气富氢燃烧热值不高，仅用作燃料十分可惜,而炼钢厂副产转炉气，主要成分为CO和CO2，可作为碳源进行补碳，经过净化后加入甲烷化反应中，可进一步多产合成天然气（SNG）。并可由此生产压缩天然气（CNG）或液化天然气（LNG）,得到的高附加值产品。将焦炉煤气发电、制甲醇、甲烷化制天然气三种用途比较，焦炉煤气制天然气具有能量转化率高的优点，环保优势突出的特点。按现行的三种产品的价格为基准，焦炉气制天然气可获得更高的经济效益。因此具有较高的投资回报率和明显的经济效益和社会效益，具有巨大的市场潜力。