冶金技術全文(5篇)

1冶金企業(yè)廢棄物回收利用模式

1.1清潔生產及其實現(xiàn)

1992年在里約聯(lián)合國環(huán)境開發(fā)大會上,正式承認清潔生產是可持續(xù)發(fā)展的先決條件.《中國21世紀議程》中也將其列入其中,并制定了相應的法律[1].清潔生產的實現(xiàn)途徑包括清潔材料、清潔工藝和清潔產品,要求在提高生產效率的同時,必須兼顧削減或消除危險物及其他有毒化學品的用量,改善勞動條件,減少對操作者的健康威脅,并能生產出安全的與環(huán)境兼容的產品.清潔生產的實施途徑包括:1)材料投入,有用副產品的利用,回收產品的再利用,以及對原材料的就地再利用,特別是在工藝過程中的循環(huán)利用;2)生產工藝或制造技術,改善工藝控制,改造原有設備,將原材料消耗量、廢物產生量、能源消耗、健康與安全風險以及生態(tài)的損壞減少到最低程度;3)自然資源使用以及空氣、土壤、水體和廢物排放的環(huán)境評價;根據(jù)環(huán)境負荷的相對尺度,確定其對生物多樣性、人體健康、自然資源的影響評價.

1.2冶金企業(yè)廢棄物回收利用模式

廢棄物的采集、回收、儲存、運輸、加工處理、利用途徑等各個環(huán)節(jié)構成了鋼鐵生產廢棄物的回收系統(tǒng),這個系統(tǒng)中具有輸入、輸出、轉化處理、環(huán)境制約等要素.系統(tǒng)輸入就是來源于生產過程的廢棄物.系統(tǒng)輸出則是具有價值的再生資源、加工原料,能夠重新投入鋼鐵生產和其他部門使用的消費品.系統(tǒng)轉換是指將廢棄物變?yōu)樵偕Y源的全過程,其中廢棄物的采集回收、撿選分類、加工處理是系統(tǒng)轉換的重要環(huán)節(jié),直接關系著作為再生資源的數(shù)量、質量和價值.同時,廢棄物的資源管理、計劃管理、信息管理、運作管理也是系統(tǒng)轉換中必不可少的內容.社會的發(fā)展,鋼鐵工業(yè)水平,科技進步與人員素質,資源能源現(xiàn)狀對回收系統(tǒng)起著環(huán)境制約的作用,圖1為鋼鐵企業(yè)廢棄物回收利用模式.

2冶金工業(yè)中清潔生產技術

2.1建立冶金協(xié)同優(yōu)化體系

1歷史回顧

自動化硬件技術仍然以國外產品為主的局面尚未被打破，但是自動化技術應用軟件的發(fā)展開始取得了實質性突破。以冶金工業(yè)為例，一些核心控制軟件技術已經(jīng)打破國外封鎖，自主開發(fā)出了一批具有世界領先水平的核心控制軟件。如自動化煉鋼技術、高爐專家系統(tǒng)、冶金企業(yè)能源管理系統(tǒng)等，其核心算法、主要解法、控制思想、知識法則等，都是由我國技術人員自主創(chuàng)新研制成功。事實證明，在自動化核心技術方面，單靠引進是不成功的，也是模仿不來的，只有自主創(chuàng)新，才是最正確的道路。大型自動化系統(tǒng)的集成與創(chuàng)新，要以自主技術與產品為核心，雖然還沒有取得實質性進展，但已經(jīng)取得了階段性成果，如自動化煉鋼技術的成功開發(fā)并應用于生產實際，就是最好的案例。在實現(xiàn)系統(tǒng)開環(huán)控制、系統(tǒng)仿真、局部閉環(huán)控制等方面，特別是隨著總線技術、嵌入式技術等方面的推廣應用，取得的成績是比較明顯的。自動化技術在冶金生產流程中已經(jīng)成為生產工藝中重要的組成部分。同時自動化技術的應用在冶金工業(yè)生產工藝文件編制、工藝流程優(yōu)化、操作手冊的制定等各個方面發(fā)揮的作用越來越大。

2存在的問題

我國自動化系統(tǒng)的發(fā)展在經(jīng)歷了PLC(ProgrammableLogicController，可編程控制器)、DCS(DistributedControlSystem，分散性控制器)、FCS(FieldbusControlSystem，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng))、PAC(ProgrammableAutomationController，開放式自動化)等幾個階段后，現(xiàn)在已經(jīng)開始進入大規(guī)模采用數(shù)學模型、實現(xiàn)智能控制的新時期。我國自動化信息技術的應用，雖然取得了階段性成果，但和國際領先水平相比，還存在一定距離。要實現(xiàn)真正意義上的兩化融合，還有許多路要走。

（1）我國自動化硬件技術市場，目前國外的產品與技術依然占主要地位，縮小這一差距，還要靠我國硬件生產廠家的努力。

（2）目前許多自動化控制系統(tǒng)還處于開環(huán)控制，在局部環(huán)節(jié)實現(xiàn)了閉環(huán)控制，這從客觀上影響了自動化系統(tǒng)效果的發(fā)揮。

（3）以自主創(chuàng)新的產品與技術為核心實現(xiàn)自動化系統(tǒng)的集成與創(chuàng)新還有許多工作要做，如與自動化控制系統(tǒng)相關的儀表、傳動等專業(yè)的技術水平，也有可能影響到自動化系統(tǒng)的集成與創(chuàng)新工作。

1高效的組織方案

1.1增強運營的均衡性能

眾所周知，金屬的冶煉是要在專用的熔爐里面進行的。一般來說，不同的冶金爐往往功效比較單一，這就使得在冶金的生產線上需要大量的煉金爐。而且冶金爐的體積比較大，不僅會占用更大的存放面積，而且在建造過程中還需要消耗大量的原材料。有色金屬對煉金爐有著更高的需求，因為金屬需要很高的溫度來完成變色反應。這種金屬爐主要由較重和較輕的兩種材料組成，前者的主要功能是承受重量，后者的主要功能是保持溫度的穩(wěn)定。金屬的冶煉往往需要上千攝氏度的高溫，這將會產生很大的能源消耗。冶金行業(yè)中掌握生產合同的部門產品決定著生產成本的高低，并且和企業(yè)的能源消耗有著莫大的關系。為了維持企業(yè)生產合同的均衡性，經(jīng)過探討，我們提出了以下幾條整改措施：根據(jù)各合約中產品的特性，需求量和生產時限，合理地安排生產時間，讓相近的產品一起生產；企業(yè)應該及時檢測各儀器設備的運行狀況，合理安排各儀器的使用周期，維護設備的生產性能；要制定合理的生產方案，提高生產的效率。

1.2降低輔助性材料的能耗

企業(yè)在從事煉金生產之前，應該明確各個環(huán)節(jié)輔助性材料的消耗情況，統(tǒng)計輔助煉金材料的消耗量，制定最適的生產方案，節(jié)約成本，降低輔助性材料的消耗。企業(yè)想要從輔助性材料著手降低消耗，需要做到以下幾點：要對需要生產的產品進行細致的劃分，并保證材料的功能完好；冶金企業(yè)應該制定周密的采購方案，減少采購物品的運輸成本。

2提高生產技術

2.1提高保溫技術

一、高爐熱風爐余熱回收

煉鐵高爐的熱風爐是蓄熱式爐型，在蓄熱過程中排放出的煙氣溫度有時可高達400℃，用這部分煙氣去加熱燃燒所需的助燃空氣，不僅可以節(jié)省燃料，更重要的是可提高蓄熱爐的爐頂溫度，從而可使入煉鐵爐的熱風溫度升高，熱風溫度升高可使煉鐵焦比下降，一般情況下，溫度在1000℃以上的熱風每提高100℃，每t鐵所耗焦炭可節(jié)約15kg。我國第一臺高爐熱風爐熱管空氣預熱器于1982年在馬鞍山第一煉鐵廠正式投用。使用后效果顯著，燃料煤氣耗量減少了4%，另由于使用熱管空氣預熱器后入爐熱風溫度升高，結果使每t鐵的焦炭耗量減少了10kg，當年即可收回全部投資。

經(jīng)過近10年的發(fā)展，至20世紀90年代，此技術已趨于完善，目前國內許多大型鋼鐵企業(yè)都采用了這一技術，最大換熱量已達20000kW，由于容量大，且多為雙預熱(同時預熱空氣和煤氣)，因之都采用分離式的熱管空氣預熱器。圖為某鋼鐵公司高爐熱風爐余熱回收的流程及其參數(shù)。從熱風爐排出的煙氣（250℃）通過分離式熱管換熱器的加熱段降至145℃，由煙囪排入大氣。分離式熱管換熱器的冷卻段由兩部分組成，一部分加熱助燃空氣，另一部分則加熱燃料煤氣，這種雙預熱系統(tǒng)使燃料煤氣和助燃空氣同時被加熱到130℃以上入爐燃燒，大大提高了燃燒效率。

運行表明：該爐的熱風溫度比過去不采用此項技術前的熱風溫度提高了42.4℃，這樣使每t鐵的焦炭耗量節(jié)約了6.36kg。1993年6月份，該高爐產鐵184787t，共節(jié)約焦炭1175t。約合人民幣43萬元/月，同時煤氣的消耗量也有所下降，按熱值計節(jié)約8648.3kg/月，約合人民幣10.2萬元/月。

二、燒結機的余熱回收

冶金燒結工序能耗較高，約占鋼鐵冶金總能耗的10%~12%，根據(jù)冶金行業(yè)對部分燒結廠的熱平衡測定，一般燒結廠的總能耗達250~300GJ/t，燒結熱效率僅50%左右，余熱量很大。如何合理有效地開發(fā)和利用燒結礦余熱，一直是國內外燒結工作者所關注的課題。

經(jīng)過十多年的不斷研制與推廣，從24~300m2的燒結機，回收的余熱可產生0.5~1.6MPa的蒸汽3~20t/h，所產生的蒸汽可直接用于拌料，使給料溫度大大提高，從而提高產率4~5%，并使每噸的動力消耗下降0.5kW•h。經(jīng)測定計算一臺75m2的燒結機回收此項余熱的經(jīng)濟效果可達70萬元／年。一般情況下設備投資在8個月可以回收，系統(tǒng)全部投資回收不超過14個月。

1PLC的選型

PLC選型方式靈活，根據(jù)控制對象和控制任務的不同，我們可以選擇不同型號的PLC及其模板類型和數(shù)量。首先我們根據(jù)具體的控制任務決定出需要采集和控制的點數(shù)，即DI/DO點數(shù)和AI/AO點數(shù)，然后像搭積木一樣搭出所需PLC的模板配置及其模板的數(shù)量。一般來說：點數(shù)在100點以下，選用S7-200系列；點數(shù)在1000點以下，選用S7-300系列；點數(shù)在1000點以上，選用S7-400系列；模板的數(shù)量等于點數(shù)除以單個模板的通道數(shù)。因此唐鋼冷軋廠———鍍鋅生產線所采用的PLC就是S7-400系列。

2西門子PLC的連接方式

西門子PLC的連接方式主要有以下2種：（1）下位連接，即PLC與遠程單元的連接，就是主站與從站單元的連接。西門子PLC可以通過PROFIBUS-DP通訊方式與ET200系列遠程站構成分布式自動化系統(tǒng)，方便的實現(xiàn)現(xiàn)場級自動化。PROFIBUS-DP通訊數(shù)據(jù)傳輸率最大為12Mbit/s，從I/O傳送信號到PLC控制器只需短至毫秒級的時間，確保了從單元層到現(xiàn)場層的集成通信。這種連接使現(xiàn)場只有一根總線，徹底避免了多電纜硬線連接容易造成的故障，簡化了施工與維護。（2）同位連接，即PLC與PLC之間的連接主要是多臺PLC主站之間連接。多臺PLC通過通訊模板連接在一起，在S7網(wǎng)絡組態(tài)中指定2臺PLC的伙伴關系，就產生共同的ID號，用來識別網(wǎng)絡上構成伙伴通信關系的2臺PLC，再通過S7的標準功能FC5（AG-SEND）和（AG-RECV）編程定義數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。如果采用的通訊模板是PROFIBUS網(wǎng)卡，構成伙伴通信關系的2臺PLC采用FDL協(xié)議；如果采用的通訊模板是工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)卡，構成伙伴通信關系的兩臺PLC采用ISO協(xié)議。

3INTOUCH操作站

上位監(jiān)控軟件INTOUCH是西門子公司推出組態(tài)軟件平臺，它可用于自動化領域中所有的操作員控制和監(jiān)控任務。INTOUCH使用方便功能強大，使用INTOUCH組態(tài)軟件可開發(fā)出較強的組合畫面。以下是INTOUCH組態(tài)軟件所具備的一些功能：（1）顯示功能：用圖形實時地顯示生產線上各個設備的運行情況，動態(tài)顯示生產工藝流程；動態(tài)顯示模擬量信號、開關量信號、各種累計信號的數(shù)值，通過按鈕、開關、信號燈、顏色、百分比、填充等手段實時生動地表達出來。（2）數(shù)據(jù)管理：能夠建立和產生數(shù)據(jù)庫，操作信息庫，故障信息庫。（3）數(shù)據(jù)處理：在INTOUCH的曲線跟蹤功能中，它既可以顯示實時數(shù)據(jù)，也可查詢歷史數(shù)據(jù)。（4）報警功能：當某一模擬量（如溫度，壓力，流量等）超出給定范圍或某一開關量（如電機啟停，閥門開關等）發(fā)生變位時，根據(jù)不同的需要發(fā)出不同等級的報警。（5）報表功能：即時報表，日報表，月報表，年報表。（6）安全功能：按不同的操作級別分別加密，不同級別的操作員操作權限不同。（7）打印功能：可以實現(xiàn)報表和圖形的打印，以及各種報警的實時打印。（8）INTOUCH操作站硬件基礎是工控機和工業(yè)網(wǎng)卡，軟件構成為WIN98/NT/2000系統(tǒng)。

4西門子工業(yè)通訊網(wǎng)絡