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[中图分类号]F407.3 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158(2013)06-0143-01
一、前言
冶金仪器分析技术目前已经应用于多个领域。国家也对冶金分析技术的机构进行扶持,近几年来冶金分析技术和应用已经得到显著成果。冶金仪器分析技术有很多种,如显微组织分析、表面分析等。并且在冶金仪器分析中要按照国家标准进行。
二、冶金仪器分析技术的标准探讨
我国一直对冶金材料的相关分析方法的标准非常重视。截止到八十年代,我国就已经基本完成对钢铁、有色金属、铁矿石、铁合金等冶金材料的分析标准的具体规定,而且在九十年代对此进行修订。我国的化学分析方法具有国家特色,并且实用性和可靠性很高,与其他国家相比我国的化学分析方法和技术并不落后,而且在国际上也得到了很高的认可。针对钢铁、铁合金和铁矿石等金属采取灵敏度高的分光光度的方法,在精确度和精密度方面的指标已经高于国际标准,这也证明了在几十年里我国在有机试剂合成方面的成果非常显著。
1 ISO分析方法标准
国家标准化相关部门经常召开会议对分析方法标准和技术进行探讨。针对冶金仪器的分析标准ISO接连70多项方法标准。并且ISO组织针对电感耦合离子体制进行研究,于2009年针对钢铁中铅、锑、锡等元素的分析方法标准,此方法灵敏度很高。在有色金属的分析方法标准,ISO并没有充分重视,也没有积极召开会议,因此其技术标准停留在上个世纪七八十年代左右。不过最近ISO对此领域逐渐重视起来,2005年到2008年间并修订了很多化学分析方法和标准。在铁合金方面也是在上世纪七八十年代制定初步标准,之后就没有进行修订。
而近几年来逐渐注重冶金仪器分析方法,ISO组织于1992年的第十四次会议上制定常规方法。常规方法就是指日常中仪器分析方法根据对应的溯源性进行确定,使原有的方法更加精确实用。使用红外线吸收的方法对硫和碳等进行测定,ISO还针对一些常规方法进行标准物质的校准,这些常规方法也被国家标准和JIS、ASTM使用。
2 JIS分析方法标准
JIS分析方法标准比较侧重于冶金材料分析,在铁合金、铁矿石等分析方法标准比ISO标准要多出很多,并且很多分析方法是九十年代就已经指定并且改善的,2007年到2012年间又多次进行修订。JIS分析方法标准除了化学方法,还有很多AAS、ICP等红外吸收的方法标准。如1975年就指定了钢铁材料的AAS分析方法标准,然后在2000年进行修订;1989年指定了钢铁磷、锰等十几种元素的ICP AES分析方法标准,并且在1997年进行修订,在2007年二次修订。目前流行的JIS B1258标准是对十三中元素的分析标准,此标准具有很高的精确度。
3 ASTM分析方法标准
ASTM分析方法对仪器分析方法比较重视。最近几年已经针对很多方法标准进行修订,也制定了很多新的方法标准,但是其中化学分析方法的标准还是停留在原来的标准。ASTM分析方法标准中包括对重量法、分光光度法和滴定法等化学方法的分析,也有直流离子体方法,而目前使用较为广泛的是ICP方法。ASTM针对原子发射光、XRF分析方法都制定了多种标准,包括不锈钢、铸铁、碳钢的分析标准,利用XRF对镀层的表面积质量和厚度进行分析。而对于铝合金、锌合金等方面,ASTM不仅有经典的化学方法标准,也制定了很多光学、电热原子光谱分析方法的标准。ASTM分析标准中,XRF和原子发射光谱的方式应用比较广泛,而ICP AES的分析方法标准则比较少。并且ASTM的多数仪器分析方法标准都是最近几年制定和完善的,而化学分析方法标准则是很多年以前制定的,其中化学仪器和方法已经比较落后。
三、冶金仪器分析技术方法
1 成分定量分析技术方法
国家研究冶金仪器分析技术方法的研究人员高达300多人,项目也逐渐增多。分析检测中心对成分定量分析也有了一定的研究,对检测结果有了进一步提高,并且能够针对不同产品的需求进行成分定量分析,更有力的支持项目和产品的开发。在成分定量分析方面,研究人员研发固体样品分析方法,利用对光源功率的激发、加强信号强度等方面的强化,在火花原子发射的开发上使用了实际中金属材料进行分析,对多种元素进行检测,并且诶检测时间能够保证在五分钟内。这种方法能够避免原来重复性的化学实验之前的处理,不仅能够提高效率,还能减少化学试剂浪费。实验室中使用微波消解技术对钢结构中铝和硼的检测,能够将分析时间缩短一倍。在对锰铁、铬铁、铌铁合金分析时,采用离心浇铸技术,该技术采用惰性气体进行保护,用铁作为溶剂,采用原子发射光谱进行分析,能够大大降低分析的时间。
2 显微组织分析技术方法
技术的发展已经将原有的技术方法淘汰掉,各种新型的分析方法也应运而生。目前分析方法多采取电子能量分析方法、电子花样分析法或者纳米技术方法等。电子花样分析方法已经在国际上建立标准,并且成为行业内的领先技术。
各种先进的分析技术方法能够更好的将仪器的组成、成分、状态、缺陷等方面显现出来,研究人员就可以针对这些信息不断进行改善。目前最常用的是原子、电子和纳米方向的技术。如原子像结构技术能够高分辨率对材料进行观测,其能够研究的可以达到非晶或者准晶的状态,甚至达到原子、单个空位的水平。还有一种技术方法是电子能量损失谱,虽然很多方法能够达到高分辨率的水平,但是却缺乏结构和化学成分信息,所以电子能力损失谱就应运而生了,TEM探针能够提供非常高的分辨率和结构信息。而纳米分析方法能够对类别和质量分数提供精确参数,扫描电镜、高分辨透射电镜等方法都能够做到小尺寸析出,并且能够得到精确信息,还能对过程进行观察和分析。
3 表面分析技术方法
由于环境保护和资源节约等方面的需求,要对冶金仪器的表面进行处理,如涂层、镀层要保证很薄,对环境没有破坏等。目前流行很多种新型表面分析技术,如闪镀、真空镀膜、氧化处理等技术,这些都能够在冶金仪器的表面镀上几纳米到几百纳米厚度的镀层,能够一定程度上保护仪器不被腐蚀。这些新型表面处理技术都能够降低成本,节约资源,并且对环境的污染很小。冶金仪器表面的防腐能力主要是由表面状态来决定的,为了更好的提高表面处理技术的水平,提高冶金仪器表面的质量,就需要对表面和镀层的情况进行分析,对表面的耐腐蚀性和缺陷进行研究和改善。
四、冶金仪器分析应用方面的研讨
对冶金仪器分析的应用方面主要是针对力学性能和技术开发方面的考虑。力学性能是对冲击、拉伸和硬度方面进行测试,可以在不同领域、级别和尺寸的冶金仪器进行对比,这样利于对冶金仪器力学性能的认识,并且对缺陷进行完善。而力学技术开发是对冶金仪器的研发、生产、推广的提高。相关研究人员要对技术难题进行攻关,多个部门协作对新方式进行探索,逐渐探索新的分析技术和科学发展方式。
五、结束语
综上所述,冶金仪器的分析技术和应用方面都存在着一定问题和不足,而国家相关研究部门的技术人员也在进一步的研发和改善过程中,相信在不久的以后,我国的冶金仪器分析技术会在国际上处于领先水平。
参考文献
虽然我国的粗钢产量位居世界榜首,但是精钢生产技术和产量仍处于世界落后水平,很多钢铁企业仍停留在重产量轻质量的发展瓶颈上,中国冶金轧钢业要振兴,路仍然艰辛漫长,必须要走精细化道路。在2008年世界金融危机的爆发,也暴露出我国钢铁企业的一些问题,高成本、高耗能、高污染、低附加值,严重制约了我国钢铁企业的发展。因此,开发探究轧钢新技术、新工艺是突破发展瓶颈的唯一手段,是钢铁企业降低成本、节约能源、提高质量、提高性能,提高产品竞争力的主要方法。
一、节能降耗的轧钢生产新技术
轧钢生产过程中能耗主要包括电力设备能耗、燃料能耗和氧化烧损三个方面。在轧钢生产工序中影响能耗因素较多,其中采用节能降耗的轧钢生产技术也比较多。
1.加热、蓄热节能炉技术。这种技术就是在轧钢加热炉中采用蓄热燃烧技术,是一种先进的燃烧技术。加热、蓄热节能炉技术,主要有两个技术方面的突破:一个是将蓄热体更改为陶瓷质蓄热体,此蓄热体传热效率高,减少了蓄热室体积。另一个是换向设备重新改造,提高了控制技术。新型蓄热室能降低烟气排出温度100℃,热效率可达70%。新型蓄热式式炉技术能最大限度回收烟气中的热量,较少热能损失,提高加热炉产量,节约燃料成本,同时减少二氧化碳和二氧化氮的排放量,降低污染,在轧钢生产过程中保护了自然环境。
2.炉内绝热技术和涂料技术。这项技术是加热炉内部技术,新技术炉内窑衬材料采用高铝、莫来石质耐火浇铸,开发高性能防烧结料圈为发展趋势。目前使用的节能涂料能有效节能达25%,在节能基础上提高生产效率。
3.连铸坯热送热装技术。就是在400℃以上的温度装炉,协调连铸与轧钢生产节奏后,待机装入燃烧炉。此技术能大幅度降低加热炉燃耗,减少烧损量,缩短生产周期,提高成材率。此技术的实现需要四个条件。合格的连铸板坯,工序协调稳定,相关技术设备和计算机管理系统。
4.薄板坯连铸连轧技术。薄板坯连铸速度高、凝固传热强度大,需要控制系统的浇铸温度,运用电磁搅拌技术、轻压下技术,再快速边部加热、均热,多道次高压水除鳞,加上精轧机组的技术装备,使轧制质量高于传统热轧质量。此技术,目前发展工作主要集中在低碳、超低碳深冲钢的生产,高牌号管线钢生产和高强度的生产几个方面。
二、提高性能质量的轧钢生产新技术
1.热机械控制轧钢生产技术。热机械控制工艺是在轧钢热轧过程中,在控制轧制的基础上实施空冷或控制冷却及加速冷却的技术。这些技术不需要复杂的后续热处理,能生产出高强度的高韧性的钢材,是一种节约合金和能源,有利于环保的工艺。近年来,此工艺研究重点是放在如何控制冷却,加速冷却方面。加快轧制后钢铁冷却速度能有效抑制晶粒长大,获得高强度、高韧度所需的潮汐铁素体和贝氏体组织,甚至获得马氏体组织。
目前,国内研究已在中厚板、热连轧、H型等热轧钢铁材料新一代控轧控冷工艺开发技术领域取得创新性的科研成果,获得关键技术领域成果突破。一是研制出满足热轧钢铁材料,实现超快速冷却的高性能射流喷嘴,解决了热轧钢板高强度冷却过程中板材高冷却速率及高冷却均匀性难题。二是研制出多种钢铁产品热轧生产线的超快速冷却成套技术装备。解决了超快速冷却技术的工程技术难题,满足多种轧钢铁热轧控轧空冷技术的开发需要。三是研制出基于超快速冷却的工艺自动化控制系统。实现了中厚板、热轧板带等生产线超快冷却工艺的自动化连续稳定生产。
2.高精度轧制技术。轧制产品的高精度是轧制技术的发展主要趋势,高精度轧制技术最终反映在产品的尺寸精度上。要从原料、工艺、设备、控制、仪表检测、轧制理论以及生产管理诸多方面来提高产品精度。主要技术有热轧板带技术,型钢轧制技术、冷轧板带及涂镀技术、棒线材轧制技术和无缝管轧制技术。每种技术均以提高产品精度为目的进行的轧钢生产技术,这些技术的最大优点是节约钢材,提高钢材利用率1%-5%。目前,我国高精度轧制技术和设备相比国外发达国家技术还存在较大差距,是今后冶金轧钢技术发展的主要方向。
三、自动化连续化的轧钢生产新技术
1.无头轧钢生产技术。无头轧制主要应用在热轧带钢和棒线材生产中,半无头轧制主要应用在薄板坯连铸连轧生产中。无头轧制技术主要是粗轧制后的带坯在进入精轧制机前,与前一根带坯的尾部焊接在一起,连续不断地通过精轧机,这种技术可以生产0.8毫米的超薄带钢。这种技术轧制的带钢厚度精度高、板型波动少,不受传统轧制法的速度规范限制,提高15%生产率,提高钢带行走的稳定性,提高产品强度。
2.计算机一体化管理技术。在钢铁生产流程中必不可少的三大关键工序,炼钢-连铸-热轧,它们是顺序加工关系,在钢铁加工中要实现物流平衡、资源平衡、能量平衡、时间平衡,并按照一定节奏交连铸工序,三道工序视为一个整体,就需要一体化管理,统一计划、统一调度,一体化管理是钢铁企业追求的生产目标,其核心就是计算机在整个生产过程中的管理与控制。
结语
摘要:提高企业的经营效益前提制定企业的经营目标,经营目标的确定是以同行业先进指标为参照标准,而同行业指标具有可比性,必须计算口径需一致。文章分析了阐述冶金铁路运输行业关健指标在计算口径中存在的问题,通过沟通,予以解决。阐述了交流数据质量的准确性,解决计算口径一致的重要性,为制定考核标准,提高企业的经营管理考核提供了依据。
关健词:交流资料指标经营管理
1参照同行业指标制定经营目标考核
1.1参照同行业标准的重要性我在包钢运输部从事二十年的考核工作,正确评价铁路运输经营成果和经营业绩是铁路运输考核管理中非常重要的基础和前提,如何评价我部铁路运输的经营成果,只能参照在同行业中铁路运输经营指标才有可比性,提高本单位的的地位至关重要的,也是提高我部经济管理工作中的关健,通过同行业对比指标,对影响企业后续发展的各项指标进行我部未来发展潜力的综合分析,对我部的经营情况进行综合评价,得出我部的经营效绩和经营业绩的基本结论,在铁路运输资料交流中发现问题,建立一套科学规范全国同行业评价的标准值,使我部的考核纵向、横向实际比较,确保评价结果的客观公正,建立动态的评价标准值,将我部的指标应在同行业同规模企业的实际标准,很清楚处在什么位置,比较公正,客观。
1.2计算口径相一致是冶金铁路运输指标具有可比性的生命只有计算口径一致,各大钢厂在进行同行业指标交流才存在着意义,同行业指标做为考核比较有意义。指导冶金企业运输工作提供重要依据。通过同行业指标交流,为经营管理、经营决策、制订计划、组织生产和供销、以及实行现代化管理都要以的先进性指标为依据。
1.3充分保证交流数据质量的准确性,各大钢厂指标比较才存在意义同时指出各项指标数据的来源保持准确性,各项指标才具有可比性,而一旦统计数字出现虚假现象,算出的指标就毫无意义。其中实物指标如铁路运输量,时期指标指冶金企业一段时期内活动结果的总量指标如运量指标等等。时点指标某一刻状况的总量指标如职工人数。工作各环节提高数据质量。
2同行业交流资料指标计算口径中存在的问题
2.1指标车辆工作量、车辆检修费用、车辆单车成本、机车工作量,机车台日产量,厂内车普通车日产量、铁路运输单位成本等指标在计算的口径中虽使用的是同一计算公式,但是对于每一项指标中的子项、母项理解不同,使用的数据也不相同,造成这些指标可比性较差。采取一致的计算口径,冶金企业铁路运输专业交流才有交流的必要。否则,指标的外涵、内延不一样,也就是说指标的母项或者子项不一样,计算出的结果相比较岂不是没有任何意义。工作量这一指标的含义在冶金企业铁路运输统计规程第19页规定是指每辆支配车辆完成的运量表示。
车辆工作量的计算工式=厂内车运输总量/支配车辆的平均辆数。它没有明确的解释子项和母项所包含的含义。但我的理解是厂内车运输总量顾名思义即包括冶金车运量又包括普通车运量,即然子项包括普通车和冶金车,母项相对应的车辆数当然指的是支配的冶金车数与普通车数之和。在十几大钢厂的交流资料中这一指标有三种计算方法,有的是用厂内普通车运输总量除以支配的普通车车数。有的是用厂内普通车加冶金车运输总量除以支配的普通车加冶金车辆数。我认为这种方法是正确的计算方法,还有的钢厂的计算方法是用厂内普通车运输总量除以厂内普通车数,大部分钢厂采用此种计算方法。还有个别的钢厂采用的计算方法是用厂内普通车运量除支配的厂内车总数。
有的采用的计算公式为(厂内普通车运量+厂内冶金车运量)/支配的普通车辆数。子项包含普通车、冶金车运量,母项却只有普通车数。
车辆工作量采用的计算公式是厂内普通车加冶金车运输总量除以支配厂内普通车辆数加冶金车辆数。
2.2车辆检修费用在冶金运输统规第20页明确指出其含义是包括车辆大修、年修、辅修、列检消耗的原材料配件、油脂费、互换配件和修理补充及予提费、委外配件加工费、运杂费等。
车辆检修费用的计算公式=车辆检修费用/支配车辆的平均辆数。年度车辆检修费用它在统规中没有明确提出包括普通车和冶金车,各大钢厂在交流这一指标中存在的问题与车辆工作量这一指标中存在的问题基本一致,有的钢厂包括普通车和冶金车检修费用,有的钢厂只包括普通车的检修费用。我理解这一指标的含义包括普通车、冶金车大修、年修、辅修列检消耗的原材料油脂费用等。相对应的母项支配车辆的平均辆数也应包括普通车和冶金车。
2.3车辆单车成本计算公式上存在的问题基本同车辆检修费用计算公式上存在的问题相似。
2.4一些指标相互具有联带关系,也就是说它们的子项或者母项是同一指标应该是相同的。一些钢厂指标在计算过程中具有联带关系的指标是相同的,而另一些钢厂指标在计算具有联带关系的指标是不相同的。
2.5全员劳动生产率的母项与千人负伤率、千人死亡率的母项都是铁路运输部门在籍人数。应该是一致的。某钢厂运输部全员劳动生产率的母项的人数为3426人,而千人负伤率、和千人死亡率母项的人数居然是41115人,相差如此悬殊。
从各大钢厂的交流资料进行对比,计算口径不一样,铁路运输专业交流资料指标计算口径各不相同。如机车综合能耗这项指标等于蒸汽机车消耗换算成标准煤加上内燃机车耗柴油换算成标准煤,除以贷物周转量。折算系数有的按1.571,有的钢厂则不是。
3指标与考核相挂钩,强调指标的权威性
通过上述存在的问题,通过电话沟通,统一计算口径的含义,评价指标选择同行业指标优秀、良好平均水平做为参照,为实施定量化,科学量化的各项考核指标打下基础,根据同行业的先进水平,制定我部年内生产经营所要达到的总目标,目标考核指标参照同行业的先进水平,由公司主管领导审核,使目标考核指标不但合理,可以操作,层层考核,考核指标一旦确定,坚决考核执行,每年制定定量化的考核指标,在年初职代会上签订单位的目标责任状。使本企业能够发现安全、运输、设备、能耗、财务指标、及可比指标如铁路运输单位成本,机车综合能耗,等各项指标在同行业中所处的位次,为考核部各项指标带来依据,能做到定性与定量相结合,绝对指标与相对指标相结合,当前业绩与长远发展相结合,加强了连带责任考核,避免只考核员工,不考核领导的,只考核车间,不考核机关的片面性考核办法,考核我部的各项指标具有很强的操作性,通过与考核挂钩与效益挂钩,强调指标的权威性,考核才有据可依。
[关键词]冶金史;再建制化;研究现状;发展方向
目前,国内设有“冶金史”硕士点的高校有两所:北京科技大学与郑州大学;设有博士点的只有北京科技大学(以2007年全国硕士、博士研究生招生目录为准)。当然,从事冶金史研究的其他单位或个人还有许多,如中国科学院自然科学史研究所、上海博物馆等以及著名的冶金史专家华觉明先生等等。北京科技大学的冶金史研究起步较早,它是目前国内从事冶金史研究的最早机构与权威机构之一,现在北京科技大学冶金与材料史研究所的前身为原北京钢铁学院的冶金史组,它成立于1974年,1982年更名为冶金史研究室,中国科学院院士、北京科技大学教授柯俊先生担任顾问。该研究中心成立以来,在冶金史研究领域取得了一系列重大的研究成果,为中国的冶金史研究博得了世界性的声誉。
综国内目前的冶金史研究,在其研究方法上,主要是采取“实地考察、抽取样品~实验分析一文献印证一得出结论”的研究程序,即科技史研究领域所谓的实证性研究方法;从其研究所涉及的内容来说,按科技史研究界的通俗分类,处于内史的研究阶段。
实践证明,在科技史研究的历程中,内史的研究首先是科技史研究的重要领域与首要关注点,这是符合事物发展的客观规律的。因为人们认识事物,首先总是从认识其本身而开始的。浏览一下目前国内唯一的国家级的科技史期刊《自然科学史研究》,我们就会发现:从其创刊伊始直至1999年,该刊所公开刊登的科技史学术论文绝大多数都是属于内史的研究范畴,即驻足于史料的收集考辨或论证的阶段,特别是在其20世纪80年代所刊登的科技史论文,几乎概莫能外,而对于与科技史密切相关的社会政治、经济、文化等外在的因素则很少涉及。这是我国国内科技史研究初创时期的研究大气候、大环境、大氛围,所以这也必然影响到冶金史研究的小气候、小环境、小氛围,或者我们也可以这么说:正是由于众多的犹如冶金史研究一样的其他科技史研究的小气候、小环境、小氛围,而最终形成了当时国内科技史研究的现状。其实,目前国内科技史的研究的大气候、大环境、大氛围仍然还裹足于内史研究的阶段,还处于蹒跚前进之状态。然而,放眼国外的科技史研究同行,他们早已走出内史研究的圈子,而关注于和科技本身密切相关的一切外在因素——经济、政治、文化、思想、哲学等等。例如苏联物理学家赫森1931年发表的《牛顿(原理)的社会经济根源》和默顿于1938年发表的《17世纪英格兰的科学、技术与社会》,其实就标志着科技史研究之外史研究的转向。前者后来发展为以贝尔纳为代表的科学学,后者发展为以默顿为代表的在西方有着重大影响的科学社会学。这两者都把科技的发展作一种外在的、社会学的理解,从而开创了科技史研究的新领域,而且此领域的研究也取得了众多的伟大的研究成果。例如贝尔纳的《科学的社会功能》、李约瑟的《中国科学技术史》等等,成为科技史研究领域的经典研究之作,并形成了所谓的贝尔纳学派;而以默顿为代表的科学社会学,或称之为默顿学派,除默顿本人的成名作及其《科学界的规范结构》和《科学发现的优先权》之外,其他代表性研究人物及其著作还有本·戴维德的《科学家在社会中的角色》、戴安娜·克兰的《无形学院——知识在科学共同体的扩散》以及科尔兄弟的科学界社会分层研究等;同时,从其中还发展出了所谓的“后默顿”传统,即以爱丁堡学派为代表的兴起于20世纪70年代的科学知识社会学的研究。它的出现,不仅在科学社会学领域取得了话语霸权,而且在科学社会学界、科学哲学界、科学史界乃至更广泛的范围内产生了巨大的影响。所以,外史研究的转向,能给科技史研究提供更广泛的研究视野与研究领域。其实,国外除了从社会学的视角研究科学技术之外,从哲学的视野来研究科学技术也是硕果累累的。从逻辑主义历史主义新历史主义后现代思潮;从石里克、卡尔纳普波普库恩、费耶阿本德、拉卡托斯劳丹、夏佩尔这一连串如雷贯耳、耳熟能详的“主义”与名字中,我们确实感到了我国科技史研究的滞后。于是乎,我国著名的科学史家刘钝先生提出了新世纪科学技术史研究的“再建制化”问题,按笔者的理解:“再建制化”问题除了是科技史研究机制的继续提高与完善之外,更应该是科技史研究方法的再建制。
事实证明,作为一门连接文理学科的跨学科研究——科技史研究,在经历了目前萦绕于科技史研究界的那种“目前中国科技史似乎没有什么可以再搞”的梦魇之后,我们的研究视野、研究领域必须跨出内史的门槛,走向与科技史密切关联的社会政治史、经济史、文化史、思想史等等一切相关的领域,从而探讨它们之间的直接或间接关系,寻找自己更大的生存空间与发展领域,并借鉴其他学科的研究方法,如人类学、民俗学的研究方法,拓展自己的研究视野,开创新的研究思路,走向与外史研究相结合之路、走向外史的研究之路,这也许是目前国内科技史研究也包括冶金史研究在内的研究方法“再建制化”的发展方向。
目前国内冶金史研究的学术论文,还大都遵循“矿冶遗址考察、抽取样品一实验分析一文献印证一得出结论”之研究范式[从严格意义上来说,这只是冶金考古(archaeometallurgy)的研究范畴,而非严格意义上的冶金史(historyofmetallurgy)研究],不能否认,这种实证性的研究方法曾为国内冶金史研究的进步起了重大的推进作用,并取得了一系列重大的研究成果,而且受到了国际冶金史研究同行学人的高度赞誉。然而,作为对人类文明三大标志之一的冶金技术的研究却抛开与之密切相关的社会政治、经济、文化等外因因素而进行纯冶金内史的研究,视野确系过于狭窄。因为科技史本身发展的历程表明:任何一项科技的发展并不是孤立的,它与社会的经济发展、政治变革、文化思想等密切关联。因此,今后开展冶金史与社会经济、政治、文化之间的关系的研究以及其他一些目前还没有涉及或很少涉及的研究,或许是其在新世纪取得更大研究成果的研究新领域。
笔者认为,今后国内的冶金史研究除继续从事所谓的内史研究之外(这种内史性的研究是不可或缺的,因为随着国内科技考古遗址的逐年发掘、新的矿冶遗址或者新的冶金文物的出土,都需对它进行内史性的研究与考证),还可以而且是必须从以下一些方面进行研究:
1.中国古代冶金史与中国古代文明的关系冶金技术的发明作为人类文明出现的三大标志之一(其他两项标志分别是文字的发明与城市的出现),它在促进中国古代文明历史的进程中起着非常重要的作用。在某种程度上甚至可以这样说:中华民族的文明史其实也是一部冶金技术不断迭进的历史。从早期的铜、铁、锡、铅等的冶炼而造就的中国古代辉煌灿烂的青铜器文明到今天现代化的钢铁冶炼而形成的钢铁文明等,一直渗透着中华民族的智慧与聪明才智。在此期间,中华民族冶金技术的许多次世界领先,充分体现了中华民族在这一领域的独步天下的豪气。因此,通过冶金史的研究,有利于使人们更好地理解中国古代文明史的形成、发展与兴盛的历史进程。
2.冶金史与各个朝代的社会生产力之关系
人类从最初的刀耕火种发展到青铜农具特别是铁制农具,大大地促进了社会生产力的发展,因为这不仅使国家富强、人民生活富足,而且也大大地提高了人类认识自然、改造自然的本领。与此同时,社会生产力的发展,反过来又促进了冶金技术的发展,所以冶金技术与社会生产力之间的关系是密不可分的,两者互相促进、互相发展。因此,如果割裂这种联系而只是单纯地研究各个朝代的冶金技术的发展情况,确实有一种历史的单薄感。
3.冶金技术思想(史)研究
中国是一个拥有浓厚哲学思维与历史文化积淀的国度,一部中国文明史,其实也是一部中国思想史。作为时代中人,不论之于达官贵人抑或是从事被称为“雕虫小技”的如从事冶金技术操作的卒与徒,都不能不受到社会思潮或思想的浸,而这种影响的结果,便是体现于他们劳动产品或技术产品中的各种各样的技艺或工艺。例如常见于商代中晚期及西周早中期青铜器上的饕餮与夔龙纹饰,这一方面给人以威严恐怖之感,另一方面又仿佛是沟通人神的化身,含有巨大的原始宗教力量,体现出超越现世间的权威神力的观念,但春秋中期以后,青铜器的纹饰从那些威震一时的饕餮、夔龙等种种神灵,已经变成了搏斗、武士刺虎、妇女采桑、弋射飞雁等形象,充分反映了人与自然界的题材开始大量涌现,这其实表明了人的价值开始被认识,社会生活的内涵成为青铜器纹饰的一个重要母题。这种变化,其实体现了中国古代从以神为中心到以人为中心的价值思想观念的变化。此外,中国古代的“五行说”、“阴阳说”、道教、宋明理学等等传统思潮都曾对中国的冶金技术有着深厚的影响。例如灌钢技术的发明,就与中国古代“和”的哲学思想有着密切的关系。《天工开物·五金·铁》记载:“凡铁分生、熟,出炉未炒则生,既炒则熟。生熟相和,炼成则钢。”在这里,作者用“生熟相和,炼成则钢”这一简洁有力的语言,不仅是对这种灌钢工艺所作的生动描述,同时也是用“和”的哲学思想对冶炼技术所作的精辟总结。推究其原因,就在于人们通晓了生铁与熟铁的各自属性,同时又受到“和”这种哲学思想的影响,因此通过多年的亲身实践后,发明了“灌钢”这一工艺技术,这对中国古代冶金技术产生了重要的影响。
4.冶金史与社会政治之关系
综观中国古代冶金史的发展历程,冶金史也像其他事物的发展一样,有也有其低迷的时期。这其中与历朝历代的政治制度及其所推行的政治意识形态有着不可分割的联系。宋代的矿冶业之所以如此发达,这就得益于宋朝政府对矿冶业的重视的国家政策,例如宋政府对矿冶业的鼓励开发的告发政策、矿产品的售卖政策以及对矿冶业的管理政策等,都为宋代矿冶业的兴隆提供了政治上的保障;但在清末,由于清政府政治上的腐败、矿冶管理政策的失误以及当时国外近现代冶金技术的引进等原因,导致了中国冶金技术在清末的逐渐衰弱与萎缩。转5.中外冶金技术交流史研究
正如任何事物的发展与其同类其他事物的发展存在着密切的交流与联系一样,中国的冶金技术也必然与国外的冶金技术存在着一定程度的交流。不论是驼铃声声的塞上古道之丝绸之路,还是碧波荡漾的海上丝绸之路,都曾带去了中国古代的冶金技术,同时也捎回了国外先进的冶金技术。科技交流史研究表明:中国古代同阿拉伯国家、日本、朝鲜、越南等周边国家确实存在着冶金技术的交流。例如梅建军教授认为:由砷铜的存在及铜器的特征,可以初步肯定,甘青地区在齐家和四坝文化阶段同新疆及欧亚草原地带存在文化上的联系及相互影响。所以进行这方面的研究可以丰富我们的视野,同时也可以澄清中国古代冶金技术的起源问题。
6.多学科多视野的综合研究之路
因为科技史本身就是一个边缘性、交叉性的学科,这也就决定了对它的研究必须采取多学科多视野的综合研究,而“冶金史的研究涉及到采矿、冶金、材料、历史、考古等多学科的知识和物理及化学组成分析研究手段与方法,因此这不仅要求冶金史研究者本身要不断学习,扩大知识面,改进知识结构,同时多学科的结合,更是开展冶金史研究的重要途径”。在现阶段,冶金史研究与考古或者说是科技考古结合得较为紧密,依靠这种结合,冶金史研究取得了一系列较为重要的研究成果。例如对古代铜镜表面“黑漆古”生成原因和机理的研究成果便是其中典型的一例。其实,从更广泛的学科综合来看,冶金史研究还可以与其他学科进行结合,即除了传统的“矿冶遗址实地考察一实验分析一文献考证一结论”的研究思路之外,我们还必须吸收或借鉴其他学科的优势方法,例如人类学、文化学、民俗学等方法,融冶金史的文化价值及社会价值之综合取向,从而拓展我们的研究领域与研究空间。例如从民俗学的角度研究冶金史就是一个非常新颖且充满生机的研究领域。在此方面,对西南民族地区的铜鼓研究就是一个充满生机的研究领域,但目前对铜鼓的研究,也还处于铜鼓制造技术、铜鼓金属成分分析等方面,从民俗学的视野进行研究尚待来日。
7.对国外冶金技术进行研究
由于语言的限制、文献的不足以及金属器物的缺乏等原因,目前国内冶金史的研究几乎没有涉及对国外冶金技术的相关研究,然而在国外,却有相当一批冶金史研究者对中国古代冶金技术进行研究,这除了与中国古代的金属器物流失海外而给国外的研究者提供了实物考证之便之外,还同他们有着充足的研究经费密切相关。所以,目前国内冶金史研究的这种现状,也就决定了国内的冶金史研究者很难与国际同行进行高水平、全方位的对话与交流,这种状况其实也是国内目前整个科技史研究的窘境。
8.对近现代的冶金技术进行研究
“厚古薄今”是中国科技史研究的一贯传统,也是其研究特点,所以中国科技史研究的“国家队”——中国科学院自然科学史研究所近几年来力倡对中国近现代科技史进行研究。例如从2000年底开展了“中国近现代科技发展综合研究”,其研究成果已以《中国近现代科学技术史丛书》的面目出现,但其中缺失中国近现代冶金史研究这一环节,因此作为冶金史研究者,应该义不容辞地承担这一历史性任务,从而补上这一缺失的环节。
9.对冶金史研究的理论与方法进行研究,即冶金史基础理论的研究或冶金史元研究。从而建立起冶金史研究的理论框架
关键词:冶金机械;设备安装;研究分析
Abstract: the author own years of work experience, in this paper firstly of metallurgical machinery equipment installation process makes a detailed analysis, according to smooth in key problems of give thorough explanation, hope in metallurgical machinery equipment installation construction quality be strengthened, and the ability to effectively guarantee the equipment in the process of the operation and good to smooth production.
Keywords: metallurgical machinery; Equipment installation; Research and analysis
中图分类号:G267文献标识码:A 文章编号:
【正文】:当今社会正处于不断高速发展的阶段,冶金工程也随之得到了空前的发展,那么冶金机械设备在安装方面的作业也自然逐渐增多,为了能够保障每一台机械顺利良好的运行工作,对于机械故障就需要进一步的给予有效处理,要全面有力的保证每一台机械都不能出现故障,否则对于整个生产工程就会起到直接的影响,更严重的还会出现被迫停产检修的现象。所以,想要从根本上有效解决此类情况,必须要从冶金机械在开始的安装方面进行有效的着手用心处理,将机械设备在安装反面的精确度加以有效的进一步加强,那么在后期的设备作业当中就能够有效的将机械设备维修情况有力的给予减少,前期做好有效的准备为后期做好强大的保障。
一、冶金设备安装施工流程
冶金机械设备的安装一般都是重型机械,针对冶金工作当中所呈现出来的特点,例如工作任务繁重和设备处理相对复杂,并且在生产过程当中还具有连续性等。所以,在冶金机械设备安装工程当中对于精密仪器以及工具的使用就应当进一步的给以有效的加强,而且在施工的过程当中还需要采用先进的施工技术,并且还需要编制科学合理的施工组织设计,这样对于安装工程是否可以达到设计的标准就有着一种强有力的保障,能够更好的满足生产的需要。施工流程具体可以划分为:根据施工安装标准以及施工单位的施工力量投入编制相应的施工组织设计设备开箱清点、清洗检查、预装工作设备基础验收及处理工作中心标板、基准点设定与验收坐浆法安装垫板大部件吊装设备的定位与调整二次灌浆试运转工程竣工。
二、冶金设备安装施工各个环节的要点分析
(一)编制施工组织设计
在冶金设备安装施工过程中编制相应的施工组织设计是尤为重要的,在编制施工组织设计过程中应当准确地制定包括施工网络图、技术供应计划、安全措施以及施工工艺卡等设计内容。全部都要按照施工单位的施工力量与施工条件进行编制。不可照搬照抄,避免出现施工中的安全事故。
(二)设备开箱清点、检查、预装
设备在进行开箱清点工作时,要仔细的检查箱内设备的零部件名称、数量是否与箱单所列一致。并且还要对设备进行分解,清洗检查工作。换上设备所规定的材料。对清洗的零部件做全面的外观以及质量检查,以保证未来的零部件装配以及安装能够顺利进行。在正式安装之前要进行预装工作,现阶段冶金设备安装施工常常不注重预装工作,导致后来的冶金机械安装中往往会出现一些施工场地、起重机等选择不当等现象。
(三)设备基础验收及处理工作
设备基础工作具有将机器固定在规定位置上并且可以将机器的自重以及运行过程中产生的负荷传递给土壤的作用。在设备基础验收工作中应当严格的按照基础图上尺寸、中心、标高支护模板,绑扎钢筋,埋设螺丝,敷设埋设件,预留好预留孔洞。此外还应严格对基础混凝土工程进行验收,不允许在施工中出现施工缝、麻面等。
(四)中心标板、基准点设定与验收工作
首先,在冶金设备安装以前应当结合设备总体布置安装图纸,根据设计需要、安装需要以及将来冶金设备的检修需要,绘制出埋设永久中心标板和基准点所在位置平面布局图,并在图中要注明永久中心标板和基准点的编号和位置,按图中位置埋设永久中心标板和基准点,主要是方便冶金设备进行安装和调整时使用,其埋设应当牢固并且应定期检查。其次,为了观察整个设备安装基础的沉降情况,测出基础沉降值,以及时的提出解决措施,在整个机组和主要的设备附近要设置沉降观测点,对沉降观测带进行埋设时应当注意对同一设备基础的周围区域要至少埋设四个基准观测点,以便于观测同一基础的沉降。最后,不同情况下的设备进行安装时,根据不同需要可以埋设辅助的中心标板和基准点,但是始终要以永久中心标板和基准点为准。
(五)坐浆法安装垫板施工
在冶金机械安装施工中垫板施工常常以座浆法施工居多。其作用是进行冶金设备机械安装过程中对于比如开卷机、开平机、纵剪机、焊机等对于生产连续性要求较强,精度要求较高的冶金设备进行找正设备,标高确定等。通过坐浆法安装垫板可以与拧地螺丝相结合进而校正长条形底座的变形。座浆点半的标高是依照设备安装的要求标高以及加上斜垫板的高度的共同标高来确定的。
(六)大部件吊装工作
在大部件吊装过程中要注意以下两个方面:首先,起重机的选择应当满足需要;其次,零部件的捆绑要进行重视。选用质量可靠的索具,捆绑要保证牢靠,当采用多绳捆绑方式情况下,要保证每根绳子受力均匀,防止荷载集中现象。
(七)设备的定位与调整工作
在设备定位与调整工作中主要包括平面定位、标高定位、水平度定位。在平面定位中要时刻注意设备安装的中心线,通常依照前面工作中设定的中心标板,进行基准线的挂设工作。将基准线与中心标板的偏差尽量缩小在设备安装的精度范围以内。在一般情况下,钢丝线要拉紧至断裂力的40%~80%为宜。钢丝线的水平或倾斜挂设的跨距一般不可以超过40m,否则容易出现偏差。将线锤与正中心点进行对齐,当基准线与中心点对齐后利用调整螺母固定钢丝线,从而使得钢丝线尽量减少为宜。
只有当中心点与安装中心线一致的情况下,设备的平面定位完成。设备标高定位应当选用设备的精加工面作为标高测定面。标高测定要根据基准点利用水准仪进行测量。设备的水平度定位主要利用设备上可以作为水平测定面,利用水平仪进行测量,当发现不平的情况下,用调节垫片找平。在设备的定位与调整工作完成以后,要注意紧固地脚螺丝,才能将冶金机械设备安装工作顺利完成。
参考文献:
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[2]王加光,王兆明,张加彬. 浅谈机械设备的安装与调试[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2011(06).
[3]何普鑫. 浅谈机械设备安装过程中的调试问题[J]. China’s Foreign Trade. 2011(22).
[4]宋新勇. 浅谈机械设备安装及其注意的问题[J]. 中国新技术新产品. 2012(02).
主要技术内容
一、基本原理
污水首先经过沉淀、气浮、过滤等常规处理单元进行预处理,去除污水的悬浮物、胶体、油脂、大分子污染物、微生物等相对容易去除的污染组分,满足膜分离单元进水要求后进入以双膜(超滤-反渗透)为核心的分离单元,利用膜的选择性透过功能实现污染物高效去除。在双膜系统中首先利用超滤膜的机械截流、孔内吸附等作用对预处理后的污水进行进一步净化,使得污水中溶解性有机物、SS、高价金属离子等污染物浓度进一步降低,然后进入反渗透单元,进一步去除污水中的污染物,特别是去除污水中的可溶盐(TDS),处理出水达到企业回用水质要求后回用于生产,处理过程中反渗透单元产生的浓水结合企业具体实际回用于冲渣、场地冲洗等工序,实现污水零排放。
二、技术关键
1)采用超滤+二级反渗透为核心的双膜处理工艺,一级反渗透出水可满足企业工艺用水水质要求,二级反渗透出水经混床处理后满足锅炉补给水水质要求,实现多目标回用;
2)反渗透单元产生的浓水结合企业具体实际,回用于冲渣、场地冲洗等工序,实现污水零排放;
3)超滤膜上下两进水错进水,有效避免污染物在膜表面沉积;
4)产水流量与泵通过变频器进行连锁控制,避免由于温度、短时间的膜污染而引起产水量变化,实现恒流量控制;
5)采用化学循环清洗方式保障药剂与污染物的接触时间,提高清洗效果;
6)针对冶金废水的特点,采用以絮凝-斜板沉降为核心的预处理工艺,保障双膜系统进水水质的稳定性。典型规模3万吨/天。
主要技术指标
一级反渗透出水满足《工业循环冷却水处理技术规范》(GB50050-2007)循环冷却水指标;二级反渗透出水经混床后,出水达到《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》(GB/T12145-1999)中锅炉给水标准;超滤膜压差控制在0.44MPa以下,通量不低于80L/m2?h,使用寿命不低于8年;超滤出水指标SDI<5、NTU<1、氯离子<0.1mg/L;反渗透膜压差控制在1.6MPa以下,一级反渗透回收率大于75%。
主要设备及运行管理
一、主要设备
预处理设备、超滤装置、反渗透装置、自动控制系统。
二、运行管理
双膜系统采用全自动控制,预处理系统采用半自动控制,运行维护方便。
投资效益
一、投资情况
五矿营口中板有限责任公司工业用水工程,总投资5599万元,其中设备投资4223.43万元;主体设备寿命15a;运行费1510万元/a。
二、经济效益
建设规模为3万t/d,处理出水全部回用,其中工艺用水及锅炉用水759万t,工业用水按4.5元/t计算,年节约水费3416万元,扣除污水处理成本1510万/a后,每年产生的直接经济效益达到了2362万元。
关键词:兰炭末;型焦;粘结剂
引言
兰炭是我国晋陕蒙宁地区的侏罗纪煤经中(低)温干馏工艺生产的具有低灰、低硫、低磷、高固定碳、高电阻及高化学活性的固体炭质材料,广泛应用于电石、铁合金、气化、高炉喷吹等工业领域[1]。近年来,兰炭产量由80年代初的不足100万吨,增加至近年的500多万吨,预计一段时期内仍将保持递增之势[2]。在兰炭的生产、储存、运输过程中,会产生粒度小于6mm兰炭末,这部分材料不仅利用经济效益低,而且大量堆积或直接燃烧更会造成粉尘、雾霾等更严重的环境污染,对这部分材料的有效利用具有重要的现实意义[3]。焦粉成型能力极差,常温几乎不能成型,必须选择性能良好的粘结剂与之充分混合[4]。废弃焦粉成型技术是在机械力的作用下发挥粘结剂的粘合力,使焦粉粒子与粘合剂形成紧密接触,经混合、控料、压密、成型、干燥、共炭化,在焦粉颗粒表面以及颗粒缝隙内形成大量的凝胶体和各种形态的晶体结构[5],形成较大体积的型焦。型焦除了应具备其在储运和应用过程中所要求的机械强度外,如果需要远距离运输或长期储存,产品还必须具备一定的耐水性能[6]。因此,开发一种优良的粘结剂是型焦工业的关键。文章从粒度小于6mm的兰炭末出发,选择不同种类的粘结剂,分析其粘结效果和对成品的影响,并合理复配,优化其粘结性能,得出最佳粘结剂配方。
1实验部分
1.1原料
实验所用的兰炭末由陕西某兰炭企业提供,工业分析如表1所示。表1兰炭末工业分析MadAdVdafFCcd兰炭末1.2315.212.0781.49
1.2试剂仪器
试剂:石灰、石膏、膨润土、水玻璃、聚乙烯醇、淀粉、焦油渣。按要求分别配置1mol/L水玻璃和10%聚乙烯醇溶液。仪器:电热恒温鼓风干燥箱(HG—9070A),电子天平(YP3001),电子万用炉,WDW-300D电子万能试验机和自制磨具。
1.3实验方法
将兰炭末和一定比例的粘结剂充分混合,搅拌均匀后加入自制磨具,再在电子万能试验机上用50MPa压力压制成型,脱模后干燥得成品。成品型焦呈圆柱形,直径25mm,高约23mm,均重为20g。
1.4测试方法
式样的工业分析按照国标GBT212-2008进行;式样的抗压强度分为冷态抗压强度和热态抗压强度。冷态抗压强度:将试样放在WDW-300D电子万能试验机载物台上,然后缓缓施加压力,直到型焦发生破裂,记录瞬时压力;热态抗压强度:将成品放入装满沙子的坩埚内,在电子万用炉中以850℃下保温2h,取出冷却至室温后进行上述测试。式样的耐水性用在水中浸泡24h后再干燥的式样的冷态抗压强度表征。
2结果与讨论
2.1单一粘结剂选择
在20g兰炭粉末中,分别加入8%(质量比)不同种类的粘结剂,结果如表2所示。由表2可知,使用不同的粘结剂,成品冷热强度和耐水性差异巨大。使用膨润土、生石灰、石膏等无机类粘结剂时成品有着优秀的冷热强度,但材料灰分会明显增加,而且产品耐水性差;使用淀粉、聚乙烯醇、煤焦油等有机类粘结剂时,冷态强度较高,最高可达9.62MPa,耐水性能较好,且不会增加额外的灰分,但是经高温加热后粘结剂分解,材料强度损失严重。
2.2复合粘结剂选择
根据不同粘结剂对兰炭末的粘结效果,用不同质量分数对粘结剂进行复配,增强材料强度。实验方案及结果如表3所示。从表3可知,两种粘结剂组合成的复合粘结剂可以综合二者的优点,显著提升成品的综合性能。配方4中,采用8%聚乙烯醇和7%水玻璃配合时,成品冷热强度均较好,强度分别为7.26Mpa和4.04Mpa,经耐水实验后强度损失不大,仅降至5.246Mpa,且不会增加过多的灰分,所以选复合粘结剂为8%聚乙烯醇和7%水玻璃时,成品效果最佳。
3结语
关键词:电气自动化;技术;冶金;应用
中图分类号:C35文献标识码: A
一、我国冶金电气自动化技术的发展现状
80年代左右,我国钢铁冶金行业还普遍采用单回路控制,一般控制设备都为常规仪表,控制水平简单。而在90年代以后,自动化技术开始在我国冶金行业中普及,大部分企业的控制装备方面都以PLC、DCS、FCS为主,控制水平可以达到准无人化水平。最近这几年,冶金行业自动化技术再一次升级,部分钢铁企业已经实现了全厂信息化,控制系统也更加优化了,出现了BPS/MES/PCS三级结构。自从我国加入WTO,再加上金融危机的影响以及国际钢铁市场的持续低迷,钢铁冶金企业现今正面临着严峻的考验,为了适应全球冶金行业的大环境,为了我国冶金行业更好的发展,提升我国钢铁行业自动化技术的水平势在必行。
(一)实现自动化生产
随着我国冶金行业的发展,许多技术都被应用到了冶金生产的控制方面。特别是采用PLC、DCS计算机控制,取代了传统的模拟控制,深受冶金企业的欢迎,目前已经得到普及。近年发展起来的现场总线、工业以太网等技术,也逐步在冶金生产的自动化系统中应用,分布控制系统结构替代了集中控制,成为自动化发展的主流。
(二)实现自动化监测
自动化技术在生产监测方面也得以大量应用。例如,闭环控制、安全生产等相关的流量、温度、压强等数据检测,用上了自动化仪表设施,保证了回路控制、安全生产、能源计量等方面的监测的准确和规范。生产过程的各种预报、报警等,也都引入最新的监管、测量技术和设施,满足了管理、进程的需要。
(三)进一步加快信息化进程
电气自动化技术的引入,使得我国冶金行业的信息化程度得以提高。随着管理能力的加强,信息化开始得到冶金企业的认可,企业信息化慢慢得以建立,很多企业还创建了企业信息网。特别是国内的一些知名的钢铁企业,在运用信息技术提高产品质量、降低能耗、控制生产成本等方面,都取得了较大的成功和突破。在生产控制方面,高性能控制器、集中管控智能仪表、模型技术得到了较为广泛的应用,增强了生产过程的可靠性、安全性、稳定性。近些年,一些冶金企业慢慢认识到制造执行系统,建成了主要生产线的MES和产销一体化系统。例如某著名钢企开发了数据挖掘系统,建立了智能质量设计知识库等,在信息化方面取得了显著的成果。
总之,电气自动化技术的引入,极大地推动了冶金行业的生产自动化进程,显著提升了我国的冶金电气自动化控制水平,缩短了我国与发达国家冶金产业的差距,取得了显著的成效。
二、一些基本的电气自动化技术在钢厂中的应用
(一)继电保护技术
继电保护是指当电力系统发生故障时,通过自动化控制装置将发生故障的电路隔离到电力系统以外。其主要作用就是提高系统运行的可靠性,尽可能的减少事故的发生及缩小事故的影响范围,以保证可以向用户安全连续的供电。其主要分为:①电源相间短路的电流电压保护,这是最基本的继电保护,其原理是当输电线路上发生故障时,将导致故障线路上的电流和电压发生变化,我们可规定一个正常值,当线路上有故障发生时,导致电流或电压高于或低于这个正常值时,保护器就断开故障线路上的断路器,将故障隔离。②接地保护:主要是限制漏电设备对地的泄漏电流,泄漏电流一旦超过安全范围,保护器就自动切断电源。③距离保护:主要反应保护装置与故障点的距离,并根据距离的范围来确定如何动作的保护装置。④线路纵连保护:是线路的一个重要保护,当线路发生故障时,两侧开关同时快速跳闸的一种保护装置。主要根据线路两侧判别量的特定关系来判定故障的发生。
(二)PLC控制技术
1、PLC定义
PLC(可编程逻辑控制器)是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它主要通过可以编制程序的存储器,在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等指令,并通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。随着自动化技术的飞速发展,PLC已被广泛应用在冶金行业中。在冶金企业的自备火电厂中,它保证着各大系统的安全运行,直接影响到机组和电网运行的安全性和经济性。在钢厂中,其应用更加广泛,如铁水的脱硫处理、转炉、精炼炉和连铸的加料、吹氧、出渣、除尘等等各个环节都采用PLC自动控制系统,基本实现了各个工艺环节的自动控制,提高了炼钢的质量和效率。
2、PLC在炼钢中的典型应用
①在控制不同的料仓时,可以利用参数文件,实现同一个画面控制。
②在炼钢除尘风机控制中,风机可以采用高低速控制,两种速度转换时采用步进式调节。
③在氧枪控制中,氧枪定位采用增量型编码器,可以通过高速计数模板采集编码器的脉冲信号,经CPU运算处理成工程量位移信号,从而控制氧枪运行。
④在LF精炼控制中,PLC实现了电极调节,电流、温度优化控制,合金优化配比等的自动控制。
⑤在连铸生产中,PLC更是通过现场总线、工业以太网实现了从大包回转到出坯的全过程自动控制。
3、PLC在钢厂其他生产活动中的应用
①称重系统
在钢铁企业中,要经常对钢坯、钢卷、废钢等进行称重,对所称得的重量要及时上传到生产管理系统,以便于生产管理。以前常采用工控机配合电子称进行控制,这种控制方式,可靠性比较差,费用高,自动化水平低,不便于管理。而现在多采用PLC控制,很大程度地提高了控制系统的可靠性和自动化程度,为企业生产管理提供了强有力的保证。
②化学水处理系统
大部分冶金企业化学水处理的方法是离子交换法,就是利用离子交换树脂将水中溶盐离子吸收,这种方法有个缺点,就是运行一段时间后,离子交换树脂就会失效,这时就要对树脂进行一些还原处理,以便再次使用。采用PLC控制系统,可以方便的控制两套设备进行切换使用,操作人员可以通过编制好的程序启动指令来控制其自动转换及运行,大大的提高了系统的可靠性,而且PLC编程方便,对环境要求相对较低,且与其他设备装置连接方便,提高了自动化水平,有效的解决了继电器控制存在的问题。
三、结语
随着新技术的不断发展和国家现代化进程的逐步加快,冶金生产的电气自动化技术也急需进一步提高。冶金电气自动化的发展在一定程度上影响了我国冶金产业的发展,我们应促进冶金电气自动化技术的更新、发展,不断推进冶金电气自动化技术的发展创新,以加强冶金生产过程中的整体创新,最终实现冶金产业的可持续发展。
参考文献:
[1]赖友钊.浅谈电气自动化技术在冶金行业中的应用[J].机电信息,2013,06:81-82.
实验设备包括:JM10002型电子天平(精度0•1g);TYE-500B型手动压力测试机(Max=500kN);DNG-9036A型电热恒温鼓风干燥箱(温度范围50~300℃)。
实验方法
将高炉瓦斯灰和转炉污泥在120℃下烘干5小时,放入干燥器备用;按照计算配比称取冶金尘泥,添加粘结剂和水,混合均匀后放入模具中压制成型;成型后将一半压球放入鼓风干燥箱,在120℃下干燥1小时;分别对湿球和干球进行强度检测,压团成型的流程如图1所示。
试验结果与讨论
1.C/O值的确定
根据试验需要,以C/O为依据计算瓦斯灰和转炉污泥的配比。C/O的计算式如下:C/O=混合料中碳的物质的量混合料中铁氧化物和氧化锌所含氧的物质的量不同C/O值(配碳比)下球团强度的变化如图2所示。从图2可看出,随着C/O增加,湿、干压团的落下强度均明显减小,成型效果恶化。这是因为随配碳比增加,混合料中碳含量增加,由于碳的密度小,润湿性较差,与物料中其它成分啮合能力较差,因此随C/O值增加,混合料与粘结剂的混合、接触效果恶化,不利于成型。为了保证还原能够充分进行,并维持一定的还原性气氛,需要有一定的碳残留,C/O值选取1•2比较适宜。故实验中以C/O1•2作为成型实验的原料配比基础。
2.膨润土作粘结剂
在C/O=1•2的原料结构下,以膨润土作为粘结剂进行尘泥压团试验。膨润土用量、配水量和成型压力等参数对成型效果的影响如图3所示。从图3(a)可以看出,粘结剂用量对压团的力学性能影响很大。随着粘结剂用量增加,生球的落下强度增大,但膨润土用量超过4%以后,落下强度的增幅减慢。在膨润土用量达到了8%时,湿、干压团的落下强度也仅达到4•1次和3•5次,这与冶金尘泥含碳量大及活性不高有关。根据压团强度变化规律并考虑到粘结剂成本和压团含铁品位,在满足生压团强度的情况下,膨润土用量以4%为宜。从图3(b)可以看出,配水量的多少对于粘结剂在粉粒表面的迁移、运动起着重要作用。配水量过少,在成型过程中粘结剂无法快速、均匀地分配在粉粒表面,使得压团强度较低。当配水量达到10%后,粘结剂在物料间的分布大大改善,压团落下强度明显增加,此时再增加配水量对压团的力学性能改善不大,并且过多的水量会使压团与模具粘连,难以脱模。因此,配水量以10%为宜。 从图3(c)可以看出,成型压力也明显影响成型效果。压力过小,物料颗粒不能获得紧密排列,成型后的力学强度会受到影响;压力过大,则有可能无法脱模,而且会使排挤到球体外的粘结剂过多,同样不利于成型。当成型压力为75kN时,干、湿压团的力学性能均较理想;当压力增至90kN时,落下强度没有增加,甚至恶化。因此,成型压力以75kN为宜。
3.甲基纤维素作粘结剂
在C/O=1•2的原料结构下,以甲基纤维素作为粘结剂进行尘泥压团实验。甲基纤维素用量、配水量和成型压力等参数对成型效果的影响如图4所示。从图4可以看出,甲基纤维素作粘结剂的成型效果明显好于膨润土。甲基纤维素用量仅0•1%时,压团的落下强度已达到3次。随着用量的增加,落下强度也明显增加,当添加量为0•3%时,压团的落下强度达到比较满意的值。这与甲基纤维素为有机粘结剂,含有的亲水基团较多有关。湿球和干球的落下强度随着添加剂用量的增加而提高,在满足强度要求同时又节约粘结剂的条件下,甲基纤维素的配入量选取0•3%较为合理。使用甲基纤维素作粘结剂时,配水量和成型压力对压团成型效果的影响与使用膨润土时呈现出相同的规律,均在10%的配水量和75kN的成型压力时就可得到较满意的成型效果。
结论