哈密60万吨年链篦机——回转窑球团二期工程自动控制系统介绍
球团工艺及生产
球团工艺及生产把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿的条件下，通过造球机滚动成球，再经过干燥焙烧，固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。
球团矿生产的流程：一般包括原料准备、配料、混合、造球、干燥和焙烧、冷却、成品和返矿处理等工序，如下图所示。
球团矿的生产流程中，配料、混合与烧结矿的方法一致；将混合好的原料经造球机制成10-25mm的球状。
1.球团矿的概念把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿的条件下，通过造球机滚动成球，再经过干燥焙烧，固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。
球团生产与烧结生产一样，是为高炉提供“糖料”的一种加工方法，是将细磨精矿或粉状物料制成能满足高炉冶炼要求的原料的一个加工过程。
将准备好的原料（细磨精矿或其他细磨粉状物料、添加剂等），按一定比例经过配料、混匀，制成一定尺寸的小球，然后采用干燥焙烧或其他方法使其发生一系列的物理化学变化而硬化固结，这一过程即为球团生产过程，其产品即为球团矿。
球团矿分酸性球团矿和碱性球团矿。
由于酸性球团矿生产操作较易控制，且品位高，强度好，同时，高炉冶炼也需要酸性球团与高碱度烧结矿配合使用。
2.球团矿生产迅速发展的原因：◆天然富矿日趋减少，大量贫矿被采用。
铁矿石经细磨、选矿后的精矿粉，品位易于提高。
过细精矿粉用于烧结生产会影响透气性，降低产量和质量。
细磨精矿粉易于造球，粒度越细，成球率越高，球团矿强度也越高。
◆球团法生产工艺的成熟。
从单一处理铁精矿粉扩展到多种含铁原料。
生产规模和操作也向大型化、机械化、自动化方向发展。
技术经济指标显著提高。
球团产品也已用于炼钢和直接还原炼铁等。
◆球团矿具有良好的冶金性能：粒度均匀、微气孔多、还原性好、强度高，有利于强化高炉冶炼。
球团矿生产中的主要设备：圆盘造球机：将焦炭粉、石灰石粉或生石灰、铁精矿粉混合后，输入圆盘造球机上部的混合料仓内，均匀地向造球机布料，同时由水管供给雾状喷淋水，倾斜（倾角一般为40一5 0°）布置的圆盘造球机，由机械传动旋转，混合料加喷淋水在圆盘内滚动成球。
烧结(球团)工艺过程氮氧化物产生及控制
烧结(球团)工艺过程氮氧化物产生及控制刘树根;宁平;李婷【摘要】对某大型钢铁企业三条烧结生产线与一条球团生产线NOx产生情况进行了对比研究,提出了烧结(球团)烟气NOx控制策略.烧结(球团)烟气中的氮氧化物均以NO为主,占NOx总量的比例不低于94％.在温度降低、混合时间延长的特定环境下,高温烟气中的NO能转化为其他含氮气体组分,NOx总量呈下降趋势.球团生产时,因高炉煤气、焦炉煤气含氮而产生的燃料型NOx占烟气氮氧化物排放总量的16.5％,以温度型NOx产生为主;烧结生产工艺中,固体燃料煤或焦末中氮含量高达0.83％～ 1.26％,烟气中氮氧化物产生以燃料型NOx为主,占烟气中NOx总量的比例不低于80％.烧结(球团)烟气中NOx浓度随烧结机上料量增加呈明显上升趋势.鉴于我国目前仍缺乏成熟的烧结(球团)烟气脱硝末端治理技术与工程应用案例,加强生产过程控制是实现烧结(球团)烟气氮氧化物达标排放的重要举措.【期刊名称】《四川环境》【年(卷),期】2016(035)003【总页数】6页(P17-22)【关键词】烧结;球团;烟气脱硝;温度型NOx;燃料型NOx【作者】刘树根;宁平;李婷【作者单位】昆明理工大学环境科学与工程学院,昆明650500;昆明理工大学环境科学与工程学院,昆明650500;昆明理工大学环境科学与工程学院,昆明650500【正文语种】中文【中图分类】X511目前，我国钢铁行业氮氧化物控制面临严峻压力。
一方面，《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》(GB28662-2012)规定：自2015年1月1日起，现有及新建钢铁企业烧结(球团)设备执行更严格的氮氧化物排放浓度限值300 mg/m3；另一方面，我国现有钢铁企业虽已基本建成烟气脱硫设施，但烧结(球团)烟气脱硝方面的基础研究及工程应用明显滞后[1～3]。
整体来讲，烟气脱硝技术可分为催化还原法[4～6]、物理吸附法[7～9]、氧化—吸收法[10～13]、循环流化床法[14]、高能电子氧化法等主要类型。
球团理论与工艺
有害元素少、粒度组成均匀、冷态强度高及无热爆现 象特点，在合理炉料结构下对高炉冶炼是十分有利的
*沙钢曾配到70%pellets
第二 市场角度对球团炉料的需求
☆高碱度烧结矿与氧化球团矿搭时球团矿的用量在1996年就普遍达到20% 以上, 最高达70%
指 标 2007年标准 一级钠基/钙基 67.87 400/200 15/5
1970年标准
一 >60 >120 >12 ≥99 <10 级
级 二
别 级
蒙脱石含量/% 2小时吸水率/% 膨胀容/mL/g 粒度（－0.074mm）% 水分/%
60～45 120～100 12～8 ≥99 <10
≥99 <10
• ３）带式焙烧机：仅有两台，包钢（１９７３年日本引进， 162m2,110 万 吨 / 年 ） ；鞍钢 （ １９８９年 ， 澳大利亚引进 ， 321.6m2，200万吨/年） • ４）链箅机-回转窑：发展较晚，78年在沈阳立新铁矿链篦机 (1.8x20.5m),回转窑(2.5x24m)试验装置，承德、南京和首钢相 继改造，９０年代前才４条生产线，目前超100万吨/年有２8条 以上．
•0.1.4 球团分类
＊根据球团矿固结温度和气氛的差异 ：
氧化球团矿
冷固球团矿 金属化球团矿
＊根据球团矿的碱度
酸性球团矿 熔剂性球团矿(添加熔剂）
0.1.5 铁矿氧化球团生产方式
竖炉法
带式焙烧机法
链篦机一回转窑法
酸性球团矿烧结机焙烧新工艺
0.2 其它有关概念
1）炉料 (burden,charge)：凡供冶炼用的原料 (natural lump ores,agglomerates,coke and fluxes） 2）生料（green materials）： 未经高温处理的直接供冶炼用的炉料-lump ores, cold bonded pellets 3）熟料（agglomerated materials)： 在入炉前经高温处理的供冶炼用的炉料 4）熟料比（the ratio of agglomerated materials)： 入炉冶炼的含铁原料中，熟料所占重量百分比
现场总线下的球团过程综合自动化系统研究
Ｉ 一－ ： Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ
现场总线下 的球团过程综合 自动化 系统研究
杨竞 业
唐 钢 青 龙炉 料 有 限公 司 设 备 部 河北 秦皇 岛 ０ ６ ６ ５ ０ １ 【 摘要】 ： 通 过 对 现场 总 线控 制 系统 概 念 的 了解 ，应 用到 球 团厂 的 生产 ，实现 了球 团厂 的工 业 的 自动 化 、数 字 化 、智 能 化 、可 以 有 效地 提高 球 团 产品的质 量 ，降低了生产成 本 ，增 加了厂里的效 益。 【 关键 词 】 ：现场 总 线 自动 化 造 粒 文章编号 １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ —０ ０ ４ ６ — ０ １ 中图分类号 ：Ｔ Ｑ０ 算计 算技术的出现 ，极大的促进工业的 发 展，同时节省 了不少的劳动力创造了很多的价值 ，社会的发展离不 开 工 业 的 发 展 。为 了更 好 地 提 高 工 业 技 术 的 发展 ，控 制 工 业 的 发 挥 巨 大的作用 ，将计 算机技术 、控制技术、网络技术等相关技术结合一体 化 发 展 ，实 现 了 工业 控 制 生产 的智 能化 、 网络 化 、数 字 化 ，极 大 的促 进 了工业技术的发展 ，已成 为工业竞争 的一种优势 ，可 以减 少很 多成 本 ，减 少 劳 动 力 ，解 放 了工 人 的 生产 力 ，增 加 了 企 业 的 经 济 效 益 ，让 企 业 具 有 很 强 的 竞 争 力 。 随着 工 业 技 术 的发 展 ，计 算机 控 制技 术 也逐
行 处 理 ，发到 不 同 的控 制 站 来 进 行 控 制 ，一般 常设 的控 制站 有 ，造 粒 控 制 站 ，控 制 球 团直 径 的大 小 ，符 合 要 求 的通 过 ，不 符 合 要 求 的进 行
球团竖炉
球团竖炉一种用于焙烧冶金球团的竖炉，属于冶金设备的技术领域。
它包括由炉墙组成的炉膛，设于炉膛下端的锁风卸料装置，炉膛上部的球团料进口和设于炉膛内中部的破碎辊，炉墙下部设有供风喷口，炉膛内设有与炉膛内外相通的燃料管道，所述燃料管道炉膛内部分设有燃料喷嘴。
它结构简单，燃料直接在炉内燃烧，炉宽方向温度均匀，热效率高，焙烧带供热足，球团产量高，质量均匀。
包括由炉墙(1)组成的炉膛，设于炉膛下端的锁风卸料装置(8)，设于炉膛上部的球团料进口和设于炉膛内中部的破碎辊(5)，其特征在于：炉墙(1)下部设有供风喷口(6)，炉膛外设有与炉膛内相通的燃料管道(3)，所述燃料管道(3)炉膛内部分设有燃料喷嘴(2)。
★TCS球团竖炉专利技术简介TCS球团竖炉突破了竖炉大型化这一国际难题，成功地利用自身余热将助燃风温度预热到230℃以上。
经河北省科学技术厅组织的国内球团专家委员会进行技术成果鉴定，确定为国内先进水平，取得了投资省、占地省、能耗低、成本低、质量高的实际生产效果，属于钢铁企业高炉精料的“短平快”技改项目。
目前TCS球团竖炉的开发技术已走向系列化、大型化，年产6.6万吨、10万吨、30万吨、50万吨、60万吨、70万吨、80万吨已经实施应用，100万吨已设计完成。
我公司“TCS球团竖炉”已发展到第六代技术，其中节能型TCS球团竖炉直接利用生产过程产生的600～800℃冷却风作助燃风，充分利用余热，减少了热量损失，节约了能源。
★TCS球团竖炉专利技术特点：1、炉顶气动布料器，结构简单，工作可靠。
2、上下两层烘干床，烘干面积大，且气体温度可分区控制，因而可实现变温变向慢速干燥，减少了过湿现象和爆裂现象。
3、烘干床具有气筛和固定筛作用，可将大部分粉末和返矿提前分离并排出炉外，改善了焙烧带料柱透气性和气流分布，增强了对原料和操作波动的适应能力，使TCS球团竖炉的利用系数高达7-8.33（t/m2.h）。
4、焙烧带喷火口和燃烧室置于炉子内部，从内向外烧，充分利用边缘效应，提高了喷火口对面外墙附近低温区域的气流量和温度，使整个焙烧带气流和温度分布趋于均匀合理。
14 m^2竖炉技改80万吨链篦机-回转窑工程设计
现代冶金Modern Metallurgy第48卷第5期2020年10月Vol. 48 No. 5Oct. 202014 m 2竖炉技改80万吨链篦机■回转窑工程设计秦军（中钢石家庄工程设计研究院有限公司，河北石家庄050021）摘要：介绍了竖炉球团生产线改造为链篦机一回转窑酸性球团生产线的工艺设计特点，论述了工艺流程及主要设备特点；投产后，产品质量及各项工艺指标均达到设计要求。
可为等规模竖炉技改工程设计及建设提供参考和借 鉴。
关键词：竖炉；技改；链篦机-回转窑；工艺流程；工程设计中图分类号:TF325.1引言链篦机-回转窑工艺在当今的球团工艺中已占 据主导地位多年的实践表明，链篦机-回转窑球 团工艺具有成品质量均匀、冶金性能好、可使用燃料 多、对原料适应性强等特点⑵。
山西高义钢铁有限 公司将原14 =2竖炉球团生产线进行改造，建成一条年产80万吨链篦机-回转窑球团生产线；项目投产后，产品质量及各项工艺指标均达到设计要求。
1工艺流程山西高义钢铁有限公司原有14 =2竖炉1座,工艺流程如图1所示。
技改后的链篦机-回转窑工 艺流程如图2所示。
由图对比可知，配料、烘干、润磨、造球等工艺未发生变化，竖炉焙烧及带冷机冷却 工艺改变成链篦机-回转窑-环冷工艺。
2技改内容利旧系统包括竖炉原有系统的烘干室、润磨室、水泵房、电除尘器、脱硫系统，对原有旧系统的配料 室、造球室进行了改造。
新建生球上料系统、布料筛 分系统、返料系统、链篦机-回转窑-环冷机焙烧系统、成品储运系统、煤粉输送系统、多管除尘器及回热风机，热风循环系统。
铁精粉 膨润土2（配料及造球系统在原配料室内增加2个铁精粉原料仓，仓下配两套圆盘给料机及铁精粉皮带秤，将原配料皮带机尾部延长，满足年产80万吨球团含铁原料需求。
在 原有造球室厂房内新增1套造球系统，包括圆盘给 料机、上料皮带机、圆盘造球机，满足造球工艺及日常检修需要。
2（布料系统布料系统由梭式皮带机、大球辊筛、宽皮带机和辊式布料器组成。
昆钢球团生产线回转窑结圈原因分析及控制
２ 结 圈情 况
链 篦机一 回转 窑氧 化 球 团焙 烧 过程 分 为 干燥 、
预 热 、焙 烧 、均 热 、 冷 却 五 个 阶 段 ，其 中焙 烧 、 均 热过 程 在 回转 窑 内 完 成 ，磁 铁 矿 焙 烧 温 度 一 般 控 制在 ｌ５ ２ Ｏ一１８℃ 。现 场 观 察 发 现 ，回转 窑结 ２０
结 圈速 度越 来 越 快 。 高 温 区结 圈 发 展 的 同 时 ，窑 头 、窑 尾方 向 也 会 形 成 厚 度 相 对 均 匀 的 结 圈。 取 样 观察 发现 ，结 圈 物 由 明显 的 颗 粒 状 物 构 成 ，不 同的是 窑头 方 向 的结 圈 致 密 ，强 度 较 高 ；窑 尾 的
回转 窑 结 圈 现 象 ，或 者 说 结 圈是 回转 窑 生 产 中 的 常 见事 故 ，昆 钢 炼 铁 厂 的 球 团 生 产 线 也 不 例 外 。
投 产初期 ，回转 窑 结 圈 速 度 快 ，最 短 的一 次 仅 生 产 ７天 就被 迫停 机清 理结 圈 ，最 长 的一 次 也不 过生 产了 ２ ８天 。每 次停 机 最 少 ７天 ，从 降温 到人 工 可 以进入 回转 窑需 要 ２天 ，人 工 清 理 结 圈 需 要 ３天 ，
的措 施延 缓 结 圈 ，实 现 长 周 期 高 水 平 稳 定 生 产 ，
表 １ 结 圈物 取 样 位 置
３ １ 结圈物化 学成分 ．
按 表 １ 置取样进 行化 学成分 分析 ，结果 如表 ２ 位 。
表 ２ 回转 窑 结 圈 物 的 主 要化 学成 分
铁矿球团基本理论要点
鞍钢弓长岭矿业公司
铁矿球团基本理论要点
(二)球团方法分类
目前铁矿球团法和烧结法一样，已经成为人造富矿的主 要方法之一，得到了广泛应用。铁矿氧化球团矿，主要采用 竖炉法、带式焙烧机法、链篦机——回转窑法三种工艺生产。 最近，中南大学烧结球团研究所又成功开发出“酸性球团矿 烧结机焙烧新工艺”。 根据球团矿固结温度和气氛的差异，球团法所得产品可 分为：氧化球团矿、冷固球团矿、金属化球团矿等。 按照球团矿的碱度一般分为：酸性球团矿和熔剂性球团 矿。 目前世界各国仍以生产酸性球团矿为主。
鞍钢弓长岭矿业公司
铁矿球团基本理论要点
四、球团固结机理
球团焙烧固结就是生球在高温作用下，通过固体质点扩 散，形成连接桥及少量的液相把固体颗粒粘结起来，使之具 有足够机械强度的过程。 球团矿固结机理与烧结矿不同，球团矿的固结主要靠固 相粘结，通过固质点扩散反应形成连接桥、化合物或固溶体 把颗粒粘结起来。但因球团原料中不可避免地要带进少量 SiO2 ，或由于球团矿质量要求在球团中需添加某些添加物， 在球团焙烧过程中形成部分液相，这部分液相对球团固结起 着辅助作用。因此，球团矿的固结是属固－液型。不过它的 液相量比例很少，一般不超过5%～7%，否则球团矿在焙烧过 程中会相互粘结，影响料层透气性，导致球团矿质量降低。 因此，从球团矿固结机理看，球团矿中含SiO2越少越好有一定数量SiO2时，若焙烧在 还原气氛或中性气氛中进行，或Fe2O3氧化不完全， 那么在焙烧温度1000℃时即能形成2FeO·SiO2。 2FeO·SiO2熔点低，且极易与FeO及SiO2再生成熔 化温度更低的低熔体。因此，在冷却过程中，因液 相的凝固，而使球团固结。 2FeO·SiO2在冷却过程中很难结晶，常成玻璃 质，性脆、强度低，且高炉冶炼中难以还原，因此 渣键连接不是一种良好的固结形式。
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八钢哈密60万吨年链篦机——回转窑球团二期工程自动控制系统介绍
摘要：本文介绍了哈密60万吨/年球团二期工程自动控制系统，
关键词：回转窑球团自动控制PLC
1.概述
随着八钢几座2500m3高炉陆续投入生产，高炉生产所用的球团矿需求日益增大，八钢已具有千万吨钢产量的规模，哈密球团作为八钢球团主要原料供应基地。
在哈密球团60万吨年产链篦机—回转窑球团一期工程的的基础上，球团二期工程将自动控制系统进一步优化，以满足稳定、高效生产的需要。
2.工艺简述
铁精矿粉和膨润土在原料库按一定比例进行配比。
配比完后的混合料在干燥机烘干 ( 水份由 10% 经过烘干后降至 7.5% 左右 ) 和混匀 , 在润磨机上对
混合料进行润磨 , 通过拉式皮带机把润磨好的混合料送至造球盘造球 , 通过
布料筛分系统均匀把生球布在链篦机上 , 生球在链篦机上进行干燥、预热，在回转窑中固化、焙烧，在环冷机上冷却（温度≤ 150℃），最后通过皮带机输出成品球，再由汽车运至成品场储存。
成品球团矿粒度 8—6mm,其中 10—16mm 的占 90% 。
返料、除尘灰均返回使用，能够充分回收和利用资源并确保生球的质量（见图一）。
二期球团工艺流程图（图二）
4自动化仪表及软件部分
在球团一期的基础上，对自动化系统进行优化，减少电缆用量，在培烧设S7-400主站，煤粉制备、原料、链篦机、造球、主抽和耐热风机设子站,润磨、电除尘设智能子站,，现场子站的防护等级不低于IP65。
煤粉制备、润磨、主抽风机，耐热风机、电除尘、环境除尘仪表信号进入PLC，在中控室和各个相关计算机上显示控制并记录。
在中控室设上位机4台（其中2台服务器），造球、煤粉制备、窑头控制室各一台。
其中，中控室上位机应能操作全厂设备，其余各点上位机只能显示全厂设备的运行。
变频器的主要参数在计算机上控制及显示。
使用通讯电缆缆连接各主从站，实现全厂自动化，使用通讯光缆建立计算机网络。
链篦机雷达物位仪采用西门子高频雷达物位仪（型号：SITRANSLR400）所有点数的操作记录，主控制室可以操作和监控全厂所有参数。
编程软件使用STEP7 V5.4，组态软件使用WINCC V6.0。
每班自动生成生产报表并打印。
电除尘数据在中控室显示。
主要参数声光报警（语音报警）。
5控制系统
控制系统设1个主站，多个远程I/O站，PLC控制系统CPU主站包括：焙烧控制系统主站。
PLC 控制系统远程I/O站包括：原料系统远程I/O站；润磨系统远程I/O站；造球远程I/O站；链篦机远程I/O站；回转窖——环冷机远程I/O 站；煤粉制备远程I/O站；主抽耐热风机远程I/O站；电除尘远程I/O站。
其他子系统不设独立分站，就近接入PLC 各I/O远程站。
焙烧控制系统主站与各I/O 远程站共同组成车间控制级网络，可实现各生产系统设备的控制、检测和对重要生产工艺参数的实时检测和调节。
PLC主CPU站、I/O远程站通过工业现场网络进行数据通讯（见图二）。
控制系统网络拓扑图 （图二）
OS 站 OS 站
ES 站
远程站
集中控制室
回转窖-环冷机ET-200远程
煤粉制备ET-200远程站
ET-200M 远程站
远程站
原料配电室远程站服务器
6 软件控制功能
6.1PLC控制软件
针对工艺控制要求及控制设备的特点，下位PLC控制采用现场工程技术人员熟悉的梯形图语言（LD）和功能块图语言（FBD）编制，主要完成以下功能：（1）配料—烘干—润磨系统逻辑顺序控制。
（2）造球—链篦机系统逻辑顺序控制。
（3）链篦机—回转窑—环冷机系统逻辑顺序控制。
（4）环冷机—成品球输出系统逻辑顺序控制。
（5）配料间给料机的料量检测输送速度自动控制。
6.2HMI监控软件
该系统的HMI监控软件采用SIEMENS公司的WINCC编制。
为满足生产操作和监控的需要，所提供的监控软件HMI画面中设备的符号和状态颜色等易于识别，画面中显示的符号、语言和计量单位等完全符合国家标准，并按照球团系统工厂设施、实际设备的物理位置、工艺流程等进行编制，为操作人员提供整个系统模拟工艺流程和设备运行状态的计算机动态监控全局画面和分画面。
7 上位机监控系统配置及功能
7.1 监控系统配置
监控系统的功能由上位监控计算机完成。
上位监控计算机数量为8台，其中4台安装在集控室内，2台为互备的HMI服务器，2台为操作员站，不设传统的多功能操作台，其中1台上位监控计算机也可作为工程师站，用于编程、修改参数、改变画面等操作。
操作站选用19＃戴尔液晶显示器。
上位监控计算机集中安装在中控室内。
中控室室内设置上位监控计算机系统，工业监控电视，通讯调度电话。
7.2 监控系统的功能
（1）操作、控制功能
工程师站作为PLC的编程终端，对计算机生产监控子系统程序进行多种语言的实时编制及修改，操作员站作为指令操作终端，所有控制指令的下达，如集中控制预告，系统启停，系统的选择，单台设备的远方控制等均通过键盘或鼠标完
成；并把各分站处理的各类生产数据，开关量（设备的运行、停止、故障信号、胶带输送机的保护信号等），模拟量（配料量、风量、料位、温度等）集中管理，建立数据库，作为生产管理的数据来源。
（2）图形显示功能
显示球团厂的工艺流程，全厂相关设备运行状态，入厂原料量，料位，烟气温度、煤粉喷出量、配料秤，单位流量等主要系统画面；生产环节的实时数据和最终数据，故障信号等以填充、趋势曲线、旋转、闪烁、变色等多种形式进行实时动态显示。
动态图形画面设置：全厂设备运行总画面；显示各系统的简要工艺流程；显示各系统设备运行状态、工艺参数；设备操作和参数设定等功能。
主要工艺参数的实时数据显示及生成历史记录、趋势显示、超限报警显示；设备故障状态显示和报警、区域报警。
8 结束语
哈密球团二期工程自动控制系统，自投运以来运行稳定可靠，控制操作简单，PLC系统网络稳定，执行操作便捷，故障查找速度快。
为球团生产提供了有利保障。
张新胜男 1983年5月出生新疆钢铁雅满苏矿业有限责任公司。