摘要
钢铁联合企业是复杂的铁－煤化工系统，钢铁生产过程实质上是物质流在能量流的
驱动和作用下，在流程网络中按照一定的“程序”动态－有序地运行。对典型钢铁企业
-鞍钢能耗影响因素的分析表明，研究钢铁企业物质流对能耗的影响，进而提出节能降
耗的措施，对建设资源节约型、环境友好型企业具有重要意义。本文应用冶金流程工程
学的理论和系统节能的方法，重新审视钢铁企业生产过程的物理本质，把钢铁企业的生
产系统抽象为物质流转变过程，剖析物质流在钢铁生产过程中的运行行为、效果及作用
机制，为钢铁企业的进一步节能减排寻求新的突破口。

钢铁企业的各种物料沿着产品生命周期的轨迹流动形成物质流（以铁素流为主体）。

构造了钢铁生产单元、生产工序及钢铁生产流程的物质流图，建立了物质流输入－输出
模型。各种能源沿着转换、使用、回收、排放的路径在钢铁企业内流动形成能量流（以
碳素流为主体）。构造了能源转换单元、转换工序及转换网络的能量流图，建立了能量
流输入－输出模型。

在钢铁生产工序上，分析了物质流对能量流的作用：能量流推动物质流的转变，过
剩的能量流或依附于物质流进入下一道生产工序，或分离运行形成独立的能源回收－转
换网络。生产工序的余热余能回收水平越高，工序产品带入下道工序的能量越多，则物
质流－能量流的协同度越高，二者的协同作用越大，相关工序的工序能耗越低。

针对流程网络复杂、产品多样化的大型联合企业－鞍钢，应用物质流研究方法，分
析了物质流运行模式对鞍钢的影响，结果表明：鞍钢复杂的流程网络使得物质流运行周
期加长、连续化程度降低，最终导致其吨钢能耗明显偏高，节能潜力很大。采取物质流
优化措施后，鞍钢吨钢综合能耗（不含冷轧）从 760.2kgce/t 降低到 548.2kgce/t左右。

关键词： 钢铁联合企业 物质流分析 物质流-能量流关系 节能