冶金技術全文(5篇)

1冶金企業廢棄物回收利用模式

1.1清潔生產及其實現

1992年在里約聯合國環境開發大會上,正式承認清潔生產是可持續發展的先決條件.《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境評價;根據環境負荷的相對尺度,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、利用途徑等各個環節構成了鋼鐵生產廢棄物的回收系統,這個系統中具有輸入、輸出、轉化處理、環境制約等要素.系統輸入就是來源于生產過程的廢棄物.系統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.系統轉換是指將廢棄物變為再生資源的全過程,其中廢棄物的采集回收、撿選分類、加工處理是系統轉換的重要環節,直接關系著作為再生資源的數量、質量和價值.同時,廢棄物的資源管理、計劃管理、信息管理、運作管理也是系統轉換中必不可少的內容.社會的發展,鋼鐵工業水平,科技進步與人員素質,資源能源現狀對回收系統起著環境制約的作用,圖1為鋼鐵企業廢棄物回收利用模式.

2冶金工業中清潔生產技術

2.1建立冶金協同優化體系

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展開始取得了實質性突破。以冶金工業為例，一些核心控制軟件技術已經打破國外封鎖，自主開發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、冶金企業能源管理系統等，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，只有自主創新，才是最正確的道路。大型自動化系統的集成與創新，要以自主技術與產品為核心，雖然還沒有取得實質性進展，但已經取得了階段性成果，如自動化煉鋼技術的成功開發并應用于生產實際，就是最好的案例。在實現系統開環控制、系統仿真、局部閉環控制等方面，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生產工藝文件編制、工藝流程優化、操作手冊的制定等各個方面發揮的作用越來越大。

2存在的問題

我國自動化系統的發展在經歷了PLC(ProgrammableLogicController，可編程控制器)、DCS(DistributedControlSystem，分散性控制器)、FCS(FieldbusControlSystem，現場總線控制系統)、PAC(ProgrammableAutomationController，開放式自動化)等幾個階段后，現在已經開始進入大規模采用數學模型、實現智能控制的新時期。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還處于開環控制，在局部環節實現了閉環控制，這從客觀上影響了自動化系統效果的發揮。

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

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，并且和企業的能源消耗有著莫大的關系。為了維持企業生產合同的均衡性，經過探討，我們提出了以下幾條整改措施：根據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

企業在從事煉金生產之前，應該明確各個環節輔助性材料的消耗情況，統計輔助煉金材料的消耗量，制定最適的生產方案，節約成本，降低輔助性材料的消耗。企業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。

經過近10年的發展，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。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鐵的焦炭耗量節約了6.36kg。1993年6月份，該高爐產鐵184787t，共節約焦炭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%，根據冶金行業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。經測定計算一臺75m2的燒結機回收此項余熱的經濟效果可達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及其模板類型和數量。首先我們根據具體的控制任務決定出需要采集和控制的點數，即DI/DO點數和AI/AO點數，然后像搭積木一樣搭出所需PLC的模板配置及其模板的數量。一般來說：點數在100點以下，選用S7-200系列；點數在1000點以下，選用S7-300系列；點數在1000點以上，選用S7-400系列；模板的數量等于點數除以單個模板的通道數。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，方便的實現現場級自動化。PROFIBUS-DP通訊數據傳輸率最大為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場層的集成通信。這種連接使現場只有一根總線，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網絡組態中指定2臺PLC的伙伴關系，就產生共同的ID號，用來識別網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）編程定義數據的發送與接收。如果采用的通訊模板是PROFIBUS網卡，構成伙伴通信關系的2臺PLC采用FDL協議；如果采用的通訊模板是工業以太網網卡，構成伙伴通信關系的兩臺PLC采用ISO協議。

3INTOUCH操作站

上位監控軟件INTOUCH是西門子公司推出組態軟件平臺，它可用于自動化領域中所有的操作員控制和監控任務。INTOUCH使用方便功能強大，使用INTOUCH組態軟件可開發出較強的組合畫面。以下是INTOUCH組態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，動態顯示生產工藝流程；動態顯示模擬量信號、開關量信號、各種累計信號的數值，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）數據管理：能夠建立和產生數據庫，操作信息庫，故障信息庫。（3）數據處理：在INTOUCH的曲線跟蹤功能中，它既可以顯示實時數據，也可查詢歷史數據。（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）發生變位時，根據不同的需要發出不同等級的報警。（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網卡，軟件構成為WIN98/NT/2000系統。

4西門子工業通訊網絡