冶金工程发展现状范文

导语：如何才能写好一篇冶金工程发展现状，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：冶金工程；自动化；过程控制

1 冶金工程自动化技术分析

冶金生产企业采用计算机进行自动控制和管理。

1.1 过程控制

冶金企业生产过程自动控制系统由检测仪表、程序控制器和过程计算机组成，能完成物料的跟踪、设备状态的监测和控制、工艺参数的监测和控制、操作指导、生产参数的记录和打印报表以及其他辅助功能。

（1） 物料跟踪

对炉料、铁水、钢坯等的分布情况、位置和速度进行跟踪。物料跟踪系统由检测仪表和记录装置组成。例如在轧钢厂中，板坯的跟踪和检测仪表系统由分布在整个轧制线的红外检测器组成，它们按区域划分。高温轧件在轧制线上的运动过程中，红外线检测仪表将测到的信号送往计算机，由计算机加以记录并对每个轧件编号跟踪，以便加以控制。

（2） 设备状态的监测和控制

包括对位置、速度、流量、温度等参数的监控，例如对高炉热风炉的风量和温度以及对轧钢机压下位置的控制等。通常由检测机构、控制器和执行机构组成设备状态的闭环控制系统。在冶金工厂中大多采用这类控制系统对炉窑、机械、电机等设备进行控制。

（3） 工艺参数的监测和控制

主要采用机械、电气、物理的手段来控制产品的数量、尺寸、温度、性能、成分等，例如高炉的布料控制、炉温控制、连轧机的厚度控制、钢板冷却系统的温度控制等。

（4） 操作指导

向操作人员显示有关生产设备和产品的数据和信号，以便操作人员能正确地登记、管理和操作设备，控制产品质量和处理故障等。显示装置有大屏幕模拟盘和荧光屏显示器等。现代冶金工厂大多采用大屏幕显示器进行操作指导。

（5） 记录和报表

自动记录生产过程的各种数据，包括工艺参数、生产数据、质量数据等，并自动打印生产报告书。

（6） 其他功能

采用自动编号装置、自动方向显示器和人工智能技术为仪表的记录纸编号、自动显示产品的去向、指导发运以及完成一些复杂操作等。

1.2 生产管理

冶金企业生产管理系统由中央计算机、若干台过程管理计算机、几百台输入输出终端和通信系统组成，大部分终端装置布置在整个生产的各个环节之中。从原料到高炉、炼钢、轧钢、一直到成品发运的各种信息可以及时通过这些终端、过程控制计算机和通信系统送到中央计算机和过程管理计算机的存储器中。

同时管理人员通过设置在管理部门的终端将各种指令送到管理计算机，然后又可以送到各生产岗位。这种计算机生产管理信息系统，可及时地反映出整个大生产过程的千变万化。

因而只要向计算机查询就可以了解整个生产过程的实际情况和数据。通过计算机的统计分析、逻辑判断、数学模型的计算和管理人员的指令又可反过来控制整个冶金工厂的生产。所以冶金企业生产管理系统可以把整个冶金企业的生产计划、记录、数据报表、财务核算、经济分析、设备运行情况统一起来。它的主要功能是：管理产品合同；安排生产计划和作业计划；掌握资金库存和流向以及设备运行和备件库存情况；对生产进行最优化管理。

2 冶金工程自动化的发展现状及存在的难点

2.1 发展现状

近年来，我国的钢铁工业进入了快速发展期，同时冶金工业自动化已经有了较快的发展，出现了一些如宝山钢铁股份有限公司那样具备世界先进自动化水平的钢铁企业，其他国内大中型钢铁公司也大都配备了自动化系统，各个工艺流程上不仅有先进的单机自动化系统，而且也有功能完善的管控一体化系统。自动化在保证冶金工业达到高效、优质、低耗、安全和环保等方面起到了很大作用。

在基础控制和过程控制方面，国内新建或改建的一些高炉、转炉、工业炉均采用了DCS和PLC，有的还配置了过程控制计算机。

在信息化方面，随着钢铁企业管理水平的不断提高，“信息化带动工业化”已经成为冶金工业的共识。很多企业构建的融合了企业核心业务的企业信息网，成为企业生产经营的重要设施，为企业的信息化奠定了坚实的基础。

2.2 存在的难点

（1） 基于数字模拟和仿真技术，实现冶金全流程动态分析、评估和精准设计。

（2） 综合考虑生产效率、能耗物耗和环境指标的多目标实时优化。

（3） 产品指标、运行指标和控制指标协同的全面闭环控制。

（4） 数据驱动和知识驱动相结合的复杂过程建模和先进过程控制。

（5） 先进传感技术和软测量结合的关键工艺参数的在线连续测量。

（6） 综合考虑物质流、能量流优化的先进能源管理和控制。

3 冶金工程自动化的发展趋势及发展战略

3.1 发展趋势

我国冶金工程自动化技术在自动化技术和冶金行业的需求下，必将取得飞跃式发展。

（1） 在过程控制方面，将采用先进传感器、光机电一体化技术和数据处理等技术对冶金工艺流程实施在线连续检测。

（2） 在生产管理控制方面，一方面实现纵向信息集成，即管理一计划一生产一控制；另一方面整合实时数据和关系数据库，运用数据挖掘，为生产管理控制的决策提供依据。

（3） 在企业信息化方面，将逐步实现管控一体化，做到实时性能管理。

同时，我国在自动化方面将紧跟世界的发展趋势，吸收和借鉴国外先进的自动化技术为我国的冶金行业服务。

3.2 发展战略

进入二十一世纪，钢铁企业的发展将受到原矿、原料、能源，以及环境保护等方面的制约。特别是市场对钢铁产品的需求将会由原来的少品种大批量走向多品种小批量高质量高附加值的需求发展。因此，钢铁企业必须改变过去那种单纯求规模、求吨位的发展模式，而转向根据市场需求迅速组织生产，满足用户需要的市场化生产模式。这就要求钢铁企业加大科技投入，加速技术改造，促进科技进步，缩短产品改型换代周期，尽快满足市场需求，向科技要效益，向时间要效益。要做到以下几点：

（1） 加强产、学、研联合

充分协调企业、高校、研究所的关系，建立长期的伙伴关系，提高科研成果的转化率。积极自主创新，改变国外公司在核心技术方面的垄断地位。

（2） 实现工业化和信息化的有机结合

鉴于国外经验，先进工艺与自动化结合时，自动化技术要在前期进入到冶金过程设计中去。将信息技术与系统工程技术相结合，对操作工艺进行优化，提高技术性能指标。

（3） 把数学建模、专家经验和可视化技术结合起来，实现钢铁冶炼、连铸、轧钢的过程优化。

（4） 企业应当关注直接还原和熔融还原等新型冶金流程对自动化技术的新需求，准确把握自动化技术的发展方向。

（5） 充分发挥技术管理员和质量管理体系的作用，用于开发新品种，提高产品质量。

（6） 面向市场，服务市场，在市场竞争中获胜。

另外，企业也要关注原材料条件、能源的供应状况、企业的管理水平、操作人员的素质等方面的情况，消除非技术因素造成的影响。

参考文献：

[1]姚东元.冶金机械及自动化探析[J].科技创新与应用，2012.8.

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关键词：冶金 自动化技术 现状 发展

中图分类号：TF-39 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（a）-0028-01

我国是世界屈指可数的钢铁大国，连续多年世界钢铁产量第一，同时刚才的品种和结构变化也快速发展更新，所以，冶金行业自动化技术对冶金越来越重要。随着我国经济和科技的发展，冶金自动化技术发展取得了一定的成就，但是不能沾沾自喜，同发达工业大国相比，我国冶金自动化技术还存在很大差距和问题。我们应该看清自己的问题，制定适合我国冶金自动化技术的发展战略。

1 冶金自动化技术现状

按照我国目前冶金市场的自动化技术结构来说，按照功能区分可以将冶金自动化分为三个发展层次，它们分别是冶金过程控制系统、生产管理控制系统、企业信息化系统。

1.1 过程控制系统

冶金自动化分为三个层次，其中之一就是过程控制系统。过程控制系统需要由电脑系统进行配置，其功能在电脑控制下能够得到进一步发挥。根据有效的调查数据显示，目前我国冶金的工序可以分别被计算，高炉、转炉、电炉、连铸、轧机等都能够分别显示数据。实际上，冶金的生产过程可以清楚地观察到，电脑在冶金生产的过程中只是起到了一个数据记录汇总、数据报表制作和生产过程监控作用。冶金过程本身就非常复杂，目前，冶金行业数据库在实际的生产过程中的适应性差，根本无法达到预计的目的，即使有些企业引进外国先进的自动化设备也很难再冶金过程控制系统中发挥作用。

1.2 冶金生产管理控制系统

根据有效数据显示，按照冶金的工程顺序，目前我国大部分冶金工程都将冶金生产管理控制系统的电脑配置进行设置。从目前市场上的冶金管理系统功能来说，有两个管理项目是冶金生产过程中使用最频繁的，信息收集和日常的生产管理。在真正的冶金生产过程中必须开展相关的管理并且需要发挥实质作用。随着我国企业管理的理念不断发展，冶金行业也和组件认识到管理系统的重要性，并且在冶金的生产顺序，生产质量和生产流程方面都采用了管理系统，而且取得了明显的效果。但是由于技术方面运用不成熟，在实际操作过程中下生产管理系统的技术很难实现最大限度发挥，而且管理系统的应用需要结合企业的发展需要，必须和实际工作相结合。

1.3 信息管理系统

随着科技信息技术的发展，冶金行业的生产过程也已经迈进了信息化时代，运用信息化管理系统，管理水平得到了显著提高。目前我国很多企业已经能够达到信息化带动企业发展的目的，冶金技术的信息化发展前景广阔，在整个行业中收到了很大的重视。每个企业结合自身的发展现状建立相应的信息网络，为我国这个冶金行业的信息化都奠定了基础。企业建立信息化系统项目已经成为企业研究的一个重点课题。目前，很多冶金行业都已经制定了适合本企业发展的信息网络，找到属于本企业的发展起点。冶金工程信息自动化是当前冶金行业发展的一次重大改革，在改革过程中企业对信息化管理进行了比较充分的理解，同时对企业管理的观念进行了更新。

2 冶金自动化发展趋势

2.1 过程控制系统的完善

虽然很多企业已经进行了过程系统控制，但是和世界先进技术水平相比，我国的冶金控制系统应用并不全面。冶金工程的工作流程已经可以采用比较新型的传感技术、光机电一体化技术、数据融合以及数据处理技术，除此之外，还有一些关键工艺技术，例如参数闭环控制、产品物流跟踪、能源的平衡控制以及环境控制和产品质量控制。实现冶金流程在线检测和监控系统，包括铁水、钢水及熔渣成分和温度检测和预报，钢水纯净度检测和预报，钢坯和钢材温度、尺寸、组织、缺陷等参数检测和判断，全线废气和烟尘的监测等。

2.2 全面实现信息化

冶金流程的全息集成。实现铁―钢―轧横向数据集成和相互传递，实现管理―计划―生产―控制纵向信息集成，同时，整合生产实时数据和关系数据库为数据仓库，采用数据挖掘技术提供生产管理控制的决策支持。计算机全流程模拟，实现以科学为基础的设计和制造。采用计算机仿真技术、多媒体技术和计算力学技术，基于各种冶金模型，进行流程离线仿真和在线集成模拟，生成一个分布式、网络化、集成的“虚拟工厂”软件系统环境，通过人机交互和协同计算，模拟钢铁工业产品生产全过程。支持生产组织优化、生产流程优化、新生产流程设计和新产品开发优化。企业信息集成到行业信息集成。信息化的目的之一是实现信息共享，在有效竞争前提下趋利避害，在企业信息化编码体系标准化、企业异构数据/信息集成基础上，进一步实现协作制造企业信息集成，全行业信息网络建设及宏观调控信息系统，直至全球行业信息网络建设及宏观调控信息系统。

知识管理和商业智能。利用企业信息化积累的海量数据和信息，按照各种不同类型的决策主题分别构造数据仓库，通过在线分析和数据挖掘，实现有关市场、成本、质量等方面数据、信息、知识的阶梯化演化，并将企业常年管理经验和集体智慧形式化、知识化，为企业持续发展和生产、技术、经营管理各方面创新奠定坚实的核心知识和规律性的认识基础。

3 结语

随着我国经济发展，冶金自动化技术不断提高，但是和发达工业国家相比，在技术方面还存在很大差距，我国企业需要不断改进生产技术，提高生产效率，积极促进冶金自动化技术的发展。钢铁工业是我国的基础工业，关系到各行各业的生产，尤其是工业和建筑产业，没有钢铁就无法进行下一步具体工作。我国正处于社会主义建设高峰阶段，很多工业发展处于品质提升及转型阶段，今后对高品质钢铁的需求量会不断增加。然而目前市场高品质钢铁供应不足，高端品质种类较少，不能完全满足市场需求。所以，冶金自动化技术是推动钢铁产量和质量提高的主要渠道。我国冶金行业在今后的发展当中要不断吸收借鉴国外冶金自动化技术的发展，制定适合我国冶金自动化发展的目标，不断拓展我国工业的发展。

参考文献

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[2] 卢祁.我国冶金自动化的现状与发展趋势―― 访冶金自动化研究设计院副院长孙彦广教授[J].中国仪器仪表，2009（7）.

[3] 我国冶金自动化发展状况与趋势分析[J].可编程控制器与工厂自动化，2009（2）.

[4] 郭雨春，张秀玲.中国冶金自动化产业的发展趋势与未来[J].自动化博览， 2008（S1）.

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关键词：热喷涂；修复；防护；石油工业

我国对于石油以及相关化工产品的需求量很大。石油工业中很多设备和备件长期在水、蒸汽、油品、硝酸、醋酸和尿素等腐蚀环境下进行服役，承受化学腐蚀和机械磨损的双重作用。据不完全统计表明，因化学腐蚀和机械磨损造成的损失可占到石油工业产值的5%，年累计损失可超过十亿元，给国民经济带来巨大的经济损失。近些年随着热喷涂材料研发的深入和热喷涂设备的不断推陈出新，热喷涂技术在国内发展十分迅速。热喷涂涂层因具有耐腐蚀、耐磨、抗高温氧化、隔热和封严等优良性能，在航空航天、钢铁冶金、机械制造、纺织、汽车等领域得到广泛应用。热喷涂技术同时兼具成本低，操作简单，施工方便，不造成工件变形等诸多优点，逐渐被石油工业重视；被视为延长石油工业设备和部件的使用寿命、提高机械性能的一种重要手段[1-8]。

1热喷涂修复

石油工业中的一些设备和部件，如柱塞、烟气轮叶轮轴、转子轴等工作一段时间后，由于长期受到高温、高压、腐蚀及固体颗粒冲击等，这些腐蚀介质通过化学反应形成一系列化合物，使得设备和部件表面出现严重腐蚀和工作层剥落，影响这些设备和部件的正常运行，如果更换新的设备和部件，一方面往往需要较长的设计和生产时间，会对企业的正常生产运行造成影响；另一方面会使得设备和备件的使用寿命缩短，造成经济上的巨大损失。为避免这种情况，石油工业企业针对设备和部件的服役环境，制定若干套解决方案，其中有些企业选择了热喷涂修复，取得了良好的效果。

1.1柱塞

柱塞长期在高温、高压的恶劣条件下运行，介质中含有较多颗粒，持续运行15至20天后就可能发生失效，不能继续运行。柱塞表面可能出现磨粒磨损和粘着磨损，可采用电弧喷涂CS-T5(粉芯由Cr、Ni、Si、Mn等组成)涂层进行修复，修复后柱塞表面没有明显的磨损和腐蚀，使用周期可以延长至45至50天，大幅节约了生产运营成本。据文献报道，国内某厂曾用电弧喷涂修复一个12吨重的柱塞，喷涂后采用封孔处理，使用性能接近新柱塞[9]。柱塞长期服役表面可能出现划痕，严重时可能出现漏油现象。据报道，国内某企业采用电弧喷涂进行修复，使用的热喷涂材料为3Cr13，本涂层特有的微孔可以具备很好的储油功能，能够充分主缸柱塞工作面。延长了柱塞的使用寿命[10]。

1.2轴类

压缩机叶轮轴长期服役于烟气中，表面可能出现多孔及疏松的腐蚀层。据报道，有些企业对叶轮轴进行喷焊修复，采用的热喷涂材料为Ni-Cr-B-Si系合金粉，对叶轮轴进行机械加工处理，叶轮轴可与其他设备配合良好[11-13]。汽轮机的转子轴服役一段周期后表面会发现点蚀，可对转子轴进行经氧乙炔火焰喷涂处理，热喷涂过程中未出现热变形或应力集中，转子轴经热喷涂处理后可正常使用[11]。

2热喷涂防护

许多文献表明，石油工业从业者已经意识到热喷涂技术对于设备和部件的重要性，不仅依靠热喷涂修复来延长设备和部件的生命周期，更是在产品设计、生产阶段引入热喷涂技术对设备和部件进行防护。

2.1输油管道

输油管道的服役环境复杂，长期经受大气腐蚀、海水、湿气腐蚀等作用，服役一段时间后，表面会出现明显的腐蚀斑点，这些斑点可能导致管道破裂，使得管道出现漏油现象，输油管道难以进行后续修复。为了延长输油管道的使用时间，据报道[14]，有些企业在生产时采用电弧喷涂对输油管道进行修复，采用的热喷涂材料为铝粉末和锌粉末。铝涂层能在管道表面形成致密的氧化膜，而锌涂层以“牺牲阳极”的方式对管道进行防护[11]。

2.2硬密封球阀

硬密封球阀可应用在工艺条件要求苛刻、介质比较特殊的工业装置上。服役环境包括水、蒸汽、油品和各种酸。球阀的主要失效形式是冲蚀磨损，目前球阀生产企业都会对球阀进行热喷涂防护，热喷涂材料包含WC-Co系类粉末，WC-CoCr粉末和NiCr-Cr3C2粉末。经热喷涂处理后，涂层与球阀基体的结合强度可达70MPa,涂层孔隙率低于2%,涂层的HV硬度可高于1200,热喷涂处理可以显著改善硬密封球阀的密封性，有效提高了球阀的使用寿命[15-16]。

2.3接箍

有杆泵是国内应用最广泛的机械抽油方式。据报道，有杆泵70%的受损发生在接箍处。如因接箍受损而更换有杆泵，材料费用将会达到数亿元。可采用感应重熔的方式对接箍进行预处理，采用的热喷涂材料主要是镍基自熔性合金粉末，包括Ni60粉末系列，Ni55粉末等材料。重熔后接箍的耐磨、耐蚀性均得到提高，使用周期大幅增加[17]。

2.4高压闸阀

高压闸阀广泛应用于石油工业，闸板和阀座是闸阀的重要组成部件，由于不断承受外界的冲蚀与磨损，闸板和阀座表面使用一段时间后就会出现损伤，进而影响闸阀的正常运行。据报道，当高压工况低于100MPa时，企业可选择氧乙炔火焰喷涂对闸板和阀座进行加工表面防护，热喷涂材料为镍基自熔性合金粉末；当高压工况高于100MPa时，可采用超音速喷涂进行表面防护，热喷涂材料为WC-CoCr粉末，该涂层即使承受150MPa时也不会出现剥落现象[18]。

2.5抽油杆

抽油杆在石油工业中应用非常广泛，在油管中上下往复运动会与油管摩擦可产生偏磨现象。偏磨不仅降低抽油机的寿命、而且可能磨穿油管，有必要对抽油杆进行减磨处理。可以采用氧乙炔火焰喷涂处理，热喷涂材料为合金和石墨的混合粉末。由于石墨的自特性，抽油杆服役时，耐磨涂层仅受到轻微的磨削擦痕，有效的保护了抽油杆，延长了抽油杆的使用寿命[19]。

2.6钻头

钻头是重要的井下工具，石油工业中应用较广的钻头是PDC钻头，PDC钻头分为胎体PDC钻头和钢体PDC钻头，由于国产钢体PDC钻头表面强化质量和耐冲蚀性能较差，影响了市场推广。基于这种局面，一些厂家对钢体PDC钻头超音速喷涂防护处理，采用的热喷涂材料为WC-Co系类，涂层的抗冲蚀能力较基材提高了7倍，且涂层与基材结合强度高，能够有效的延长钢体PDC钻头的寿命，对于拓展PDC钢体钻头的市场占有率有着积极意义[20]。

2.7浆料泵叶轮

浆料泵运行环境复杂，服役时会受到酸碱介质和固体颗粒的交替作用，叶轮的服役周期很短，最短的寿命仅为十几天。长期作用后，叶轮表面受损，会出现不规则的鱼鳞纹。可采用氧乙炔火焰喷涂或者等离子喷涂处理来提高叶轮的抗耐磨和耐蚀性，采用的热喷涂材料为高铬铸铁。叶轮经热喷涂处理后，寿命可提高2至4倍[21]。

3结语

过去几十年，热喷涂技术广泛地应用到石油工业。热喷涂技术可以增强设备和备件的耐磨和耐蚀能力，延长设备和备件的使用周期，为企业节约运营成本。可以预见，随着热喷涂技术的不断进步，热喷涂技术在石油工业的应用范围将会不断增大。

参考文献

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