冶炼技术(6篇)

冶炼技术篇1

关键词：高顶压；高风温；炼铁厂；低硅冶炼

中图分类号：TF321文献标识码：A文章编号：1009-2374（2013）13-0069-02

在钢铁行业进入微利、企业竞争进一步加剧的形势下，公司不断深入开展铁前系统降本攻关。新钢9#、10#高炉为公司乃至全省最大的两座2500m3大型、现代化高炉，我厂在不断做好精料的基础上，逐步实施高顶压、高风温、经济喷煤、低硅冶炼操作、经济冶强实践，同时探索更为适宜的上下部操作制度。在入炉料质量有所降低的情况下，通过持续的技术进步，保持了高炉技术指标的不断进步，取得了较好的经济效益。

1不断优化用料结构

确定以“炼铁为中心”的生产组织理念，强化“粗粮细作”，进一步改善原燃料加工质量。一是引入原料采购和烧结生产的Al2O3与SiO2的比值控制，重点烧结矿成分稳定、改善强度和粒级、降低氧化亚铁含量；二是焦炭质量不能降低；三是根据炉渣Al2O3含量，引入渣中MgO与Al2O3比值控制，协调好烧结矿MgO含量与喷煤助燃剂的关系；四是在上述基础上，稳定烧结矿配比，逐步实施高炉槽下分级筛分、分级入炉技术，减少吨铁返矿量100kg。

日常生产中，要求炼铁厂与烧结厂、原料部沟通，及时处理好炉渣中MgO与Al2O3比值问题。

为保证高炉炉况的稳定顺行，降低燃料比，进一步使高炉生产步入良性循环。我厂进行了入炉6m焦炭配比≥60%的攻关，6.0m焦炭使用比例由56%逐步提高到60%。

2顶压提高10kPa

高顶压操作，可以有效降低炉内煤气的流速、达到减少管道行程，限制压差、利于炉况顺行；提高煤气利用率，降低焦比、燃料比；为加大风量，强化高炉冶炼创造条件的三大作用。同时高顶压还可以抑制高炉内SiO的还原，是非常有利于低硅冶炼的措施。

3高风温操作

高温热风的显热是最经济、利用率最高的能源，是降低燃料比、降低炼铁生产成本的有效措施之一，更是所有高炉操作者不懈追求的目标。新钢9#、10#高炉的热风炉组各为3座顶燃式热风炉以及煤气、助燃空气双预热工艺，采用二烧一送的工作制度，设计风温平均1180（max1230）℃。

风温之所以能够逐步提高，主要取决于两个方面：一是设备、装备方面，即热风炉和送风装置能否提供和输送高风温；二是使用方面，高炉操作者能用足、用好高

风温。

首先转变操作观念，树立用全用好风温的操作思想。通过优化热风炉各操作参数，强化烧炉制度、换炉制度，加强对高炉车间全风温的制度化管理、用足用好高风温等措施，实现风温的稳步提高。目前风温水平已达到1225℃。

4低硅冶炼

低硅冶炼是多环布料技术、合理渣相选择，高顶压、高风温等技术成功应用后的一个具体体现，是炼铁系统进步后的必然。

为保证高炉炉况的长期稳定顺行、实现低硅冶炼，达到节焦增产的最终目的。首先将基础管理工作做实做细。

4.1做好设备的定期检查、更换

为保证设备稳定良好的运行状态，尽量避免、减少设备故障对高炉生产的影响。设备科、车间结合各设备的运行状态、运行时间，做到对关键设备的定期检查、维护和更换。

4.2提高、规范高炉操作

提高和规范高炉的综合管理、高炉工长的操作水平。

4.3严格执行绩效考核

在做好基础工作的同时，厂里对各车间、科室严格执行绩效考核，以激发员工的工作积极性、以使更好地完成降本增效的攻关目标。

5经济冶强实践

公司铁前系统生产组织从高消耗高产率向低消耗低成本转变的关键措施。第一炼铁厂通过转变观念、优化高炉操作、积极推进经济冶强炼铁，大力推进以改善煤气能利用、降低炼铁燃料比为核心的稳产高产的生产组织模式。

6效果

7结语

“经济炼铁”是所有科技创新和技术进步的核心，优化配料工艺、创新炉料结构，是“经济炼铁”的体现，多环布料、高顶压、高风温、高煤比、低硅冶炼等技术进步是推进“经济炼铁”的具体手段，循环经济、节能减排是今后炼铁工作的趋势和方向。

炼铁是一个系统工程，影响技经指标的因素很多，炼铁技术进步也是系统的进步。

冶炼技术篇2

在铜需求阶段性快速增长，铜价一涨再涨的背景下，一些地方和企业受利益驱动，不研究市场行情和资源保障程度等，盲目投资铜冶炼行业，造成铜原料市场过度竞争，引发铜冶炼行业利润大幅下降，甚至出现行业亏损等一系列问题。为了尽快制止铜冶炼行业盲目投资的势头，促进铜工业持续健康发展，20__年11月，国务院办公厅转发了发改委等部门《关于制止铜冶炼行业盲目投资的若干意见》，制定了认真做好项目的清理整顿工作、强化产业政策导向和市场准入管理、调整相关经济政策、加强信贷管理、加强环境保护监督管理、加大铜冶炼产业结构调整力度等六个方面措施。20__年6月30日，国家发改委会同有关部门制定了《铜冶炼行业准入条件》，各地对已建、在建、拟建铜冶炼项目开展了清理工作。

一、铜冶炼宏观调控的目的

我们认为铜冶炼宏观调控有如下四个主要目的：

一是扼制铜冶炼产能快速增长的势头，稳定国内铜精矿原料保障能力和提高铜企业在产业链上游的话语权。据有关资料，20__年，国内精铜产量为258万吨，其中利用国内铜精矿含铜只有65万吨。国内铜精矿自给率从20__年的43下降到20__年的25，国内铜精矿原料保障能力逐年下降。而近期国内在建、拟建铜冶炼项目产能在250万吨左右，若铜冶炼产能快速增长，一旦产能释放，国内铜精矿原料保障能力将会大幅下降，造成进口铜精矿大幅增长，铜精矿对外依存度将进一步增高，铜企业在产业链上游的话语权的份量越来越轻。

二是避免市场无序过度竞争，相互争夺原料，铜冶炼利润下降甚至亏损，以利于铜冶炼行业健康发展。目前铜冶炼原料国际国内市场无序过度竞争愈演愈烈，国内铜精矿加工空间越来越小，基本上微利保本，国外铜精矿加工系数（TC/RC）一降再降，国际基准TC/RC已由年初170美元（每吨）/17美分（每磅）下降至4月底的70美元（每吨）/7美分（每磅）。据测算，目前国内铜冶炼厂加工费盈亏平衡点在90美元（每吨）/9美分（每磅）以上，国内铜价与国际铜价的比价系数越来越低，进口铜精矿保本甚至出现亏本经营。

三是制止铜冶炼产能的盲目扩张，避免造成投资浪费和规避金融风险。虽然，20__年底至20__年上半年铜价一涨再涨，处于高位运行，铜冶炼利润较高。但从国际市场来看，国际市场投机迹象明显，不是市场供求的真实反映。铜冶炼并不是高利润回报行业，在市场走势不明的情况下，国内企业盲目贷款扩张，一旦投机力量抽身而逃，铜价下跌，将会造成投资浪费，出现灾难性后果。

四是促进产业结构调整和升级，提高产业集中度和行业与企业在国际上的竞争力。据了解，我国目前200家铜冶炼企业，阴极铜平均产能只有1万多吨/年，超过40万吨/年的只有两家企业，与国际大型铜冶炼企业相比，国内企业规模普遍偏小，产业集中度偏小，工艺较落后，国际竞争力有待提高。

二、目前各地小冶炼依然有禁不止

从上半年国内铜精矿和粗铜（含冰铜）市场情况分析，与往年相比，国内铜精矿供应量减少，粗铜（含冰铜）供应增加，这表明各地区小冶炼依然有禁不止，其主要原因为：一是市场需求旺盛，铜价一涨再涨；二是国内铜精矿加工费是粗铜（冰铜）加工费的几倍，将铜精矿加工成粗铜利润空间大，有利可图；三是小冶炼投资不大，单台小冶炼炉一般投资为几十万元，且建设周期短，简便易行；四是地方政府为了出政绩，对小冶炼这种短、平、快的项目比较支持。以上原因给小冶炼带来了生存空间。

三、小冶炼、落后冶炼技术的弊端及引发的问题

小冶炼、落后冶炼技术与现代铜冶炼技术相比存在以下弊端：一是生产能力低。因小冶炼未采用强化熔炼工艺，单台熔炼炉年生产能力在5万吨以下，而目前先进炼铜工艺单台熔炼炉年生产能力起步为10万吨以上，一般为10—30万吨/年。二是能耗高，热利用率低。如密闭式鼓风炉吨粗铜冶炼工艺能耗为900—1000千克标准煤，而先进炼铜工艺的吨粗铜工艺综合能耗为500千克标煤以下。三是硫利用率低，环境污染严重。如密闭式鼓风炉因二氧化硫浓度低、烟气难以回收处理，硫的回收率仅为60左右，而先进炼铜工艺硫利用率达96以上。

因小冶炼、落后冶炼技术与现代铜冶炼技术相比存在较大差距，易引发下列问题：

一是环境污染严重，尤其是小冶炼更为严重，排出大量废渣、废气，给生态环境造成巨大压力。

二是由于机械化作业程度低、劳动强度大，收尘等配套设施不齐，作业环境差等原因，容易产生职业病，如矽肺病等。

三是能源消耗大，不利于节约型社会的创建。

四、坚决制止铜冶炼产能的无序扩张

《关于制止铜冶炼行业盲目投资的若干意见》下发后，国内铜冶炼产能过热并未降温，据统计分析，今年新开工项目和施工项目计划总投资，比去年同期有大幅度增长，铜冶炼行业无序扩张有愈演愈烈之势。据专业分析，在本轮铜冶炼投资扩张中有几个显著特点，一是低水平、高污染、高能耗的项目大张旗鼓上马；二是一些产能未达到《铜冶炼行业准入条件》要求的企业，片面理解《铜冶炼行业准入条件》，纷纷以扩能改造的形式申报项目，增加产能；三是从未涉足铜冶炼的一些企业也在建、拟建铜冶炼项目，且规模在10万吨以上。若任其发展，势必造成铜冶炼产能的无序扩张，不利于铜冶炼行业健康发展，给国家发展战略和经济安全造成不利影响。

五、下一步采取措施建议

1、建议国家有关部门依据《铜冶炼行业准入条件》，加大对(文秘站:)小冶炼的清理，并予以取缔。

2、依据《铜冶炼行业准入条件》的要求，按照“从小到大、分期分批”的原则，逐步淘汰落后铜冶炼工艺。依照铜冶炼能力大小，先淘汰产能小的，后淘汰产能大的；并依照铜冶炼企业历史长短，给予国有骨干企业和铜基地改造落后工艺的时间，以利于企业发展。

冶炼技术篇3

关键词：冶金行业；电气自动化技术；应用方式

引言

我国钢铁冶金行业在过往制度红利以及劳动力红利的促进下，其生产规模、生产能力以及生产技术等方面获得了长足进步，涌现出一大批具有世界影响力的钢铁冶金企业。随着劳动力成本的增加，钢铁冶金企业在的运营成本与人员费用所有提升，为了保证钢铁企业的利润空间，实现钢铁冶金企业的可持续发展，同时现阶段供给侧结构改革工作的持续进行，要求钢铁冶金企业立足于宏观经济发展需求，在现有的政策环境下，持续深入的提升生产效率，提升有效供给，发挥自身的经济作用与社会价值[1]。因此越来越多的企业将电气自动化技术应用与轧材、采矿、浇铸、选矿以及冶炼等不同的工艺流程中，希望借助于电气自动化技术的技术优势，保证钢铁冶炼工程中电力资源、氧气以及水资源的持续稳定供应，通过这种方式有效提升生产效率，减少不必要的资源浪费与损耗，控制企业运行成本，同时增强冶炼产品的质量水平，实现钢铁冶炼产业的有效供给，促进钢铁冶炼行业的可持续发展。文章立足于现阶段钢铁联合式生产模式的发展实际，全面分析冶金电气自动化技术的特点与优势，在此基础上，将星型拓扑结构代替原有的总线结构，实现钢铁冶金行业电气自动化技术应用方案的规划设置，增强钢铁冶金行业的发展质量。

1冶金行业电气自动化技术的特点

1.1电气自动化技术体系复杂

钢铁冶金生产流程繁琐、技术工艺要求较高，因此在实际生产的过程中，为了满足电力资源的使用需求，保证生产加工的有序进行，需要将电气自动化技术覆盖于整个冶金流程作业之中，借助电气自动化技术在电气设备安装、调试、维护以及技术升级等方面的优势，实现钢铁冶金生产硬件与控制运行软件之间的良性互动[2]。但是由于钢铁冶金生产工艺较为繁琐，电气自动化技术在覆盖的过程中，需要大量的技术、资金与人力支持，这就在一定程度上增加了电气自动化技术体系的复杂程度，也在增加了电气自动化技术在冶金企业生产实践过程中应用的困难性，使得冶金企业在短时间难以实现电气自动化技术在冶金生产过程中的有效落实。

1.2电气自动化技术对电气的依赖程度高

随着我国产业结构调整工作的深入开展，国内大中型冶炼企业在发展的过程中，逐步认识到企业发展过程中电气自动化技术的重要性，立足于企业发展的实际情况，不断进行技术优化与升级，吸收国外冶金电气自动化技术应用的有益经验，逐步构建起现代化的自动化生产线，而自动化生产线的运行，需要以电气技术为平台，对生产线运行过程中的各类信息数据进行传输与信号转换，增强了钢铁冶金企业生产线运行的流畅性与稳定性，提升了生产效率。

1.3冶金生产技术较为广泛

钢铁冶炼作为冶炼行业的重要分支，生产环节较多、生产内容多样，冶炼过程中不仅涉及到化学变化，还包含了物理变化等多样化的物质性态转变，这就要求钢铁冶炼企业在进行冶炼作业的过程中，对生产过程中的影响因素以及原料特性进行梳理，严格控制冶炼过程中物理变化以及化学变化过程中的各类参数[3]。电气自动化技术在应用的过程中，为了保证应用的质量与水平，需要从冶金流程出发，针对于不同的生产环节，推动冶金生产技术在冶金流程中的高效应用。

2冶金行业电气自动化技术的现实意义

2.1电气自动化技术在冶金行业中的应用能够有效提升冶金行业自身的自动化水平，推动其健康快速发展。电气自动化技术以信息技术为框架，实现了对钢铁冶炼流程的远程监测与科学调控，对原有钢铁冶金过程中所使用的相关技术与组件进行优化与升级，推动了我国冶金行业生产工艺与技术的现代化。同时电气自动化技术在很大程度上满足了冶金行业对于自身管理能力的提升要求，增强了钢铁冶金企业管理工作的科学性与高效性。电气自动化技术在冶金行业中的应用，在一定程度上促进了电冶金企业运行模式的改变，提升了企业自身的竞争能力，推动了冶金企业的健康快速发展。

2.2电气自动化技术在冶金行业中应用，降低了冶金行业设备维护与保养的成本，保证了电力资源的安全稳定供应。电气自动化技术体系下，计算机与冶金行业中各个终端相互联系，因此借助于相关软件应用程序就可以对系统运行过程中出现的各类故障与问题进行及时诊断与排除，借助于这种方式，在满足冶金行业中设备维护的基本需求的前提下，能够大大减少工作人员的工作难度与压力，提升了人力资源的利用效率，减少了不必要的费用支出[4]。

3冶金行业电气自动化技术应用遵循的原则

3.1电气自动化技术在钢铁冶金行业中的应用必须要遵循科学性的原则。电气自动化技术在钢铁冶金中应用目标的实现，要充分体现科学性的原则，只有从科学的角度出发，对电气自动化技术应用的现实意义以及技术操作流程，进行细致而全面的考量，才能最大限度地保证电气自动化技术满足钢铁冶金生产工作的客观要求，只有在科学精神、科学手段、科学理念的指导下，我们才能够以现有的技术条件为基础，确保钢铁冶金行业电气自动化技术应用工作的科学实现。

3.2电气自动化技术在钢铁冶金行业中的应用必须要遵循实用性的原则。由于电气自动化技术工作大多位于室外，使得电气自动化技术的应用环境较为简陋，难以实现电气自动化技术应用方案与相关施工技术的细致处理与操作。为了适应这一现实状况，电气自动化技术在进行实际应用的过程中，就要尽可能的增加自动化技术应用方案的容错率，减少外部环境对电气自动化技术应用活动的不利影响。电气自动化技术以及相关技术应用流程必须进行简化处理，降低操作的难度，提升应用方案的实用性能，使得在较短时间内，进行批量操作，保证钢铁冶金生产工作的顺利开展，减少不必要的费用支出，节约生产成本。

4电气自动化技术在冶金行业中应用的途径

电气自动化技术在冶金行业生产环节中的应用是一个长期的过程中，在这一过程中，需要相关技术人员明确电气自动化技术的特点与应用的现实意义，在科学性原则与实用性原则的指导下，以现有的技术为框架，促进电气自动化技术在冶金行业中的应用。

4.1继电保护在冶金行业中的应用

冶金企业电力系统在运行的过程中，为了实现对电力故障有效隔离，减少电力故障对于冶金生产活动的不利影响，增强电力资源供应的可靠性，需要进行继电保护机制的设置。电气自动化技术在冶金行业应用的过程中，技术人员可以将继电保护作为电气自动化技术应用的切入点，实现电气自动化技术体系下继电保护工作的有序进行[5]。为了达到这一目的，一方面技术人员要在科学性原则的引导下，需要根据冶炼行业的电力需求，进行输电线路纵连保护体系的建设，实现故障的有效排除，其结构如图1所示。在电气化技术体系下，技术人员可以借助于纵连保护的结构优势，一旦输电线路发生故障，输电线路两侧的开关根据电流与电压的变化情况，及时进行跳闸操作，实现故障部位的有效隔离，并在隔离的过程中，借助于相关设备对线路两侧的判量关系，对线路故障类型进行分析，为故障排除方案的设定准备了必要的数据参考。在进行纵连保护的结构设计的过程中，为了提升继电保护工作的效果，技术人员需要针对于单侧电源网络的电力特性，对短路电压以及电流进行有效保护。冶金生产过程中，对于电力资源有着较为旺盛的使用需求，电力系统内部的电压环境与电流情况与其他生产部门有着一定的差异，因此为了实现对电力系统内部电压与电流的有效调节，减少输电线路故障对于电压电流的影响程度，确保生产流程的有序开展，在实际应用的过程中，技术人员可以进行特定值的设置，当线路故障发生时，电流电压低于或者高于特定数值时，输电线路中的断路器自动断开，实现电力故障的有效排除。另一方面对冶金生产设备进行接地与电网保护，电气自动化技术应用于接地保护与电网距离保护的过程中，为了限制漏电电流，避免漏电电流对于设备的损耗，需要技术人员可实用性原则为指导，增加接地方案的实用性，实现电路保护装置工作质量与效率的提升。对于电网距离的设置则应根据线路故障的发生位置以及反应保护装置的距离，最终确定保护装置安装位置，从而最大程度的提升保护装置的工作性能，增强继电保护的实际应用效果。

4.2PLC技术在冶金行业中的应用

PLC作为编程逻辑控制器，借助于自身内部存储程序，实现了逻辑运算以及顺序的定时控制，有效满足了自动化生产线对于设备运行的客观要求。PLC在冶金行业中的应用可以实现不同生产环节间，信息数据的有效沟通与交流，进行通信环状网络的构建，提升冶金生产流程信息交互的流畅度。其在冶金生产过程中应用，极大地提升了冶金工作的管理水平，实现了工艺流程操控的科学化，例如在对炼钢吹风处理的过程中，可以使用PLC对风机的高低速进行编程，使其能够根据实际情况调节风速，满足生产需求。

5结语

为了推动冶炼行业的健康快速发展，提升我国冶炼行业的整体竞争能力，文章以电气自动化技术为切入点，全面分析冶金行业电气自动化技术的特点与优势，在此基础上以科学性原则与实用性原则为指导，从多个角度出发，采取多种形式，促进电子自动化技术在冶金行业中的科学高效应用。

参考文献：

[1]蒋森.浅谈电气自动化技术在冶金行业中的应用[J].商品与质量：房地产研究，2014（5）：57.

[2]王海芳.浅谈电气自动化技术在冶金行业中的应用[J].通讯世界，2015（18）：146-147.

[3]田晓亮.浅析电气自动化技术在冶金行业中的应用[J].工业c，2015（57）：90-91.

[4]吴春璟.浅析自动化技术在钢铁冶金行业的应用及未来发展[J].工业c，2016（7）：56-56.

冶炼技术篇4

【关键词】槽电阻（RC）控制；出铝（TAP）控制；换极（AC）控制；电压摆（SHK）控制；效应（AE）控制；抬母线（ABR）控制

一、引言

随着科学技术的发展，铝冶炼生产与计算机控制技术的结合越来越紧密，铝冶炼生产计算机控制技术能及时、准确、科学、连续一致地对铝冶炼生产进行控制，为管理决策提供详实可靠的数据，提高了铝冶炼生产自动化程度，大大减轻了工人劳动强度，是铝冶炼生产的核心技术，也是现代铝冶炼技术发展水平的重要标志之一。300kA铝冶炼生产线，引进国内先进的铝冶炼生产计算机控制技术，使铝冶炼生产标准化、数据化、科学化，在生产及管理中发挥着重要的作用。

二、300kA铝冶炼计算机控制系统的结构

300kA铝冶炼计算机控制系统采用的是集散控制结构，即集中管理，分散控制。集散控制结构的铝冶炼计算机系统不仅能完成对铝冶炼生产实时控制，又能对整个生产实行科学有效的管理，实现信息和操作管理的集中化，其结构如图1所示。

300kA铝冶炼计算机控制系统将控制部分（下位机）和管理部分（上位机）分开，具有控制实时性好、扩展方便、抗干扰能力强、可靠性高等特点，其主要功能有：下位机对系列电压、系列电流和单槽电压进行实时数据采集；实时监测电解槽的工作状态，对铝冶炼过程中的故障进行检测；针对铝冶炼电解槽的不同工作状态，采用不同的计算机控制策略，使电解槽工作在最佳状态；上位机对系列数据进行收集和解析，实现单槽和系列参数的修改，进行异常情况和故障的语音报警，生成生产报表并打印，实现电解槽历史数据和实时记录的保存和显示。

三、300kA铝冶炼生产计算机控制技术简介

铝冶炼生产过程复杂多变，影响生产的因素极多，300kA大型预焙槽铝冶炼生产计算机控制技术针对不同的生产过程制定了相应的控制策略：

1.槽电阻控制（RC）

1.1槽电阻控制（RC）的定义及目的

槽电阻控制（RC）是指将当前槽电阻与目标槽电阻比较，根据其正负及变化率进行阳极升/降控制，槽电阻控制（RC）的目的是①通过槽电阻调节维持正常的极距；②维持理想的热平衡。

1.2槽电阻计算机控制策略

槽电阻R=（V-E）/I，其中V表示槽电压，E表示槽反电动势，I表示系列电流。计算机将槽电阻划分为四个区域，针对不同区域实行不同的控制策略。槽电阻分区控制图如下：

槽电阻计算机控制（RC）策略如下：

①窄死区为不调整区。此期间不进行调极。

②宽死区为微调区。此期间计算机根据实际槽况进行轻微调整，以使槽电阻回到窄死区。

③调整区。计算机先作粗调，粗调时动极时限最大3秒（可调），保持稳定一段时间后再作微调，以使槽电阻平稳的回到窄死区。

④异常区为报警区。槽电阻在此期间计算机停止动极，发出报警，通知现场操作人员处理。

2.阳极更换（AC）控制

在铝冶炼生产中，阳极更换（AC）指令由人工从操作盘发出，当计算机检测到阳极更换（AC）信号，便旁路RC，禁止阳极动作，进行定时加工，一旦检测到“残极取出”则停止下料，直到AC结束。因为AC过程中会造成大量的热量损失，并会有大量的物料落入电解槽中，为了补偿电解槽的热收入和保持物料平衡，在AC结束后，计算机根据AC额外电压及AC后额外电阻作用时间进行AC后的附加控制，此过程下料间隔时间放大140%。

3.出铝（TAP）控制

电解槽进行出铝（TAP）作业时，操作人员从操作盘发出出铝（TAP）指令，计算机首先检测是否满足出铝开始条件：①当前电阻值与目标电阻值之差>判断出铝已开始的电阻值②设出铝过程最新4次5s槽电阻值为：JR4，JR3，JR2，JR1，JRB，当：JR4-JR3>出铝开始判定用电压差值1时，若JR4-JR2>出铝开始判定用电压差值2或（JR4+JR3）/2-JRB>出铝开始判定用电压差值3。计算机判定满足出铝条件时，进入出铝控制程序，其控制策略为：①当前槽电阻与目标电阻值之差>出铝粗降极判定用电阻差值时，按TAP粗调阳极下降时间进行粗降阳极。②当前槽电阻与目标电阻值之差>出铝微降极判定用电阻差值时，按TAP微调阳极下降时间进行微降阳极。③当前槽电阻与目标电阻值之差

当出铝下降总时间>TAP阳极下降总时间限定并出铝微调控制次数>出铝控制完成条件判别次数时，出铝控制正常结束，进入出铝后附加控制。

4.电压波动（SHK）控制

电解槽内的铝液层受到内外力的干扰，会产生变形和波动，使各块阳极底部的极距发生变化，此时电压表现为周期性的波动现象。当电压波动的幅值超过电压波动判定用电压值时，计算机判定发生电压波动，进行语音报警，将目标电阻控制区由窄死区转到宽死区，并根据摆动的强弱分为三级进行微升阳极控制；若升极控制不能抑止电压波动，则每隔5分钟进行一次报警，直到人工处理正常。电压波动发生后，目标控制电阻（SNRN）=设定电阻值+电压摆后额外电阻值，适当的提高设定电压，有利于增加电解槽的热收入，维持电解槽的稳定性。

5.效应（AE）控制

阳极效应是铝冶炼过程中发生在阳极上的特殊现象，可分为计划效应，突发效应和闪烁效应。计算机每5s进行一次效应检测，若发现R5S>AE电压判定值，则确定有效应电阻，如果最新4个5s电阻中有3个以上效应电阻，则判定发生阳极效应。当阳极效应发生时，计算机进行一次效应加工（按效应加工中的下料次数，五点同时进行加工），同时发出效应报警，当确定真实效应发生后，每隔2分钟进行一次效应时间过长报警，直至效应熄灭。

6.抬母线（ABR）控制

在铝冶炼生产中，随着阳极的消耗，阳极母线的位置会不断下移，当母线行程接近下限时，就必须进行抬母线作业。当人工从操作盘发出抬母线作业指令，计算机首先进行一次效应加工，然后按80%的基础加工间隔进行下料加工控制，直到抬母线作业（ABR）完成，若抬母线操作时间>抬母线作业（ABR）最大时限，计算机每隔5分钟进行抬母线时间过长语音报警，直到人工清除为止。

四、结语

生实产践表明，300kA铝冶炼生产计算机控制技术能够对铝冶炼生产进行实时有效的控制，是铝冶炼生产的核心技术，在提高电流效率、降低能耗、延长电解槽槽寿命、优化铝冶炼生产工艺等方面起到了决定性作用，为300kA铝冶炼生产线高效、平稳运行提供了强有力的技术支撑。

冶炼技术篇5

【关键词】人工冶铁块炼铁生铁出现

【中图分类号】G633.51【文献标识码】A【文章编号】2095-3089（2014）09-0066-01

打开现行人民版《普通高中课程标准实验教科书・历史・必修二》翻到第14页，我们会看到这样一段描述：“在两河流域、地中海沿岸和埃及出土了世界上最早的铁器。中国使用陨铁和人工冶铁都较前几个地区稍晚，然而冶炼块炼铁和生铁大体与之同期。”根据上述对于中外人工冶铁业的叙述，我们似乎可以得出这样的结论：中国人工冶铁的出现晚于两河流域、地中海沿岸和埃及，但中国冶炼块炼铁和生铁却与上述地区大体同期。该结论完全正确吗？要想对这一问题作出回答，我们很有必要对中外人工冶铁的出现作一番探讨。

早期人类冶炼技术不够发达，无法从铁矿石中冶炼得到铁，所以，在人工冶铁出现以前，世界上许多民族，都曾有过使用陨铁制器的历史。例如，在尼罗河流域和幼发拉底河流域出土的公元前2000多年前的铁珠和匕首，是目前所发现的世界上最早的陨铁制器;而目前所发现的中国最早的陨铁制器则是在中国河北藁城台西村商代遗址中出土的公元前14世纪前的铁刃铜钺。可以说，人类最早使用的铁，就是陨铁。但陨铁只是一种含铁量较大的陨星，或者说是一种天然铁，陨铁制器与人工冶铁的发明并没有必然的联系。

大约在公元前1400年左右，居住在小亚细亚（地处亚洲最西端之半岛，北临黑海，南滨地中海）的赫梯人发明了冶铁技术。怎么发明的呢？是在炼铜之时发明的！赫梯人生活的地方铁矿较多，他们在向熔炉中投入铜矿石时炼铜时，有时会混杂进去一些铁矿石。在冶炼过程中，矿石中的铁便被高温熔炉中的一氧化碳还原出来。由于当时熔炉的温度不够高，大约在1000℃左右，低于铁的熔点1535℃，所以，一氧化碳还原出来的铁是固态铁块而并非液态铁水。这种固态铁块不会与熔化的铜混在一起，很容易与铜区别，这也就是人类最早冶炼出的“块炼铁”。于是，世界上最早的人工冶铁技术便宣告诞生。由于疏松多孔，块炼铁也常被称为海绵铁。冶铁技术发明之后，赫梯国王严禁其外传。但是，随着赫梯王国的衰败，赫梯工匠四处移民，于是，大约在公元前1300年―公元前1000年左右，冶铁术传入两河流域、古埃及以及欧洲部分地区。

众所周知，我们通常所说的铁分生铁和熟铁两种，包括钢在内，它们都是以铁和碳两种元索为主的一种合金，而其区别主要在于含碳量不同。我们通常把含碳量在0.02%以下的叫熟铁，0.02%―2.11%的叫钢，2.11%―6.69%的叫生铁。人类最早所冶炼出的块炼铁含碳量低于0.02%，实际上也就是一种熟铁。无论是生产还是使用，块炼铁都存在着不少的缺点：一是块炼铁为固态铁块而非液态铁水，不能从熔炉中流出，而要将之从熔炉中取出时很容易导致炉膛遭到不同程度的损坏，从而无法连续生产，所以块炼铁的生产效率是比较低的;二是块炼铁所含杂质比较多，需要通过不断反复加热锻打才能将之挤出从而制成各种器具，费工费时;三是块炼铁含碳量较低，质地较软，使用受限制较多。也正因如此，在发明块炼铁冶炼技术之后，先人们就不断努力对其进行改进，于是，生铁、钢的冶炼技术也得以发明。同块炼铁相比。生铁和钢有不少的优点。以生铁为例，“生铁的冶炼温度是1150℃到1300℃，出炉产品呈液态，可以连续生产，可以浇铸成型，杂质比较少，质地比较硬，冶炼和成形率比较高，从而产量和质量都大大提高。所以说，由块炼铁到生铁是炼铁技术史上的一次飞跃。”但是，在国外，这一过程却是极其漫长的。以欧洲为例，虽然早在公元前1000年左右其部分地区就已经出现了块炼铁冶炼技术，但是，直到公元14世纪，生铁冶炼技术在欧洲才得以出现。也就是说，从能够冶炼块炼铁到能够冶炼生铁，欧洲大约经历了2400多年的时间！

如果要问人工冶铁技术在中国何时出现？目前，学术界对此还无法给出一个一致的答案。但是，比较普遍的观点认为是在公元前6世纪左右，也就是春秋时期。因此，可以这样说，中国人工冶铁的出现的确是晚于地中海沿岸、两河流域、埃及和欧洲地区的。但是，有一点大家是一致的，那就是不管是哪一地区，其最早冶炼出的铁都是块炼铁。前面曾谈到，在世界其它地区，从能够冶炼块炼铁到能够冶炼生铁、钢，这期间往往会有一个较长的发展过程。但是，与上述地区有所不同的是，在古代中国，在块炼铁技术出现后，我们的祖先却很快就发明了生铁以及钢的冶炼技术！有多快呢？时间大约是100年左右！也就是说，中国大约在公元前5世纪前后即春秋末期和战国初期就出现了生铁及钢的冶炼技术。以生铁为例，如果同欧洲进行对比，从能够冶炼块炼铁到能够冶炼生铁这一发展过程，中国远远短于欧洲，大约要短2300年左右。因此，我们也会常常看到这样的叙述：在古代中国，块炼铁、生铁、钢的冶炼技术均几乎是同时出现的，这是古代中国人所创造的一个世界冶铁史上的奇迹！那么，在公元前6世纪前后块炼铁技术在中国出现之后，我们的祖先又是如何发明生铁和钢的冶炼技术的呢？

春秋战国时期中国的生铁冶炼工艺，在原料、燃料使用上与块炼铁冶炼基本一样，例如，在燃料上使用的都是木炭。它们之间主要的差别在冶炼炉温的不同。块炼铁冶炼时的炉温大约在1000℃左右，而生铁冶炼时炉温却达到了1100-1200℃。简而言之，生铁冶炼技术之所以在公元前5世纪左右就能够在古代中国出现，主要就是因为我们的祖先能够将冶铁熔炉的温度提升到足够之高。在冶铁过程中，一方面，当时我国使用了较强的鼓风装置，另一方面，我们还使用了比较高大的冶炼竖炉，因此，进行生铁冶炼所必须达到的炉温，我们完全有能力提供。在高温冶铁过程中，被还原生成的固态铁会吸收含于木炭中的碳元素，而且，随着温度的升高，这种吸收的速度会不断加快。随着对碳元素的不断吸收，铁的熔点会不断降低，最低可降至1146℃。在这种条件下，炉温就可使铁熔化，从而就得到了液态的生铁。而液态生铁可以直接浇铸成器，且质地较块炼铁坚硬，适合用来铸造农具，这就大大推动了古代中国铁器以及农业的生产和发展。

春秋战国时期中国炼钢技术的发明，从基本原理上讲，与生铁冶炼技术的发明有一些相似。如前所述，块炼铁所含杂质比较多，需要通过不断反复锻打才能将之排除以便制器，而也就在这不断反复锻打的过程中，中国出现了块炼钢技术。当时，人们在锻打块炼铁的过程中，使用木炭不断反复加热，而块炼铁则吸收了木炭中的碳元素，含碳量得以提高，而且杂质也有所减少，变得较为坚硬，从而成为了块炼渗碳钢。在当时，块炼钢在农业中使用并不很多，而是主要用来制作刀剑等兵器。

综上所述，我们不难发现，现行人民版《普通高中课程标准实验教科书・历史・必修二》第14页对于中外人工冶铁业的叙述，应该说是存在一定错误的，或者说表述不够清楚。在我看来，我们不妨作出这样的调整：“在两河流域、地中海沿岸和埃及出土了世界上最早的陨铁制器，但陨铁制器与人工冶铁的发明并没有必然的联系。世界上最早的人工冶铁技术在公元前15世纪左右出现于西亚地区的赫梯王国，其所冶炼出的铁为块炼铁。同生铁相比，无论是生产还是使用，块炼铁都存在着不少的缺点，因此，由块炼铁到生铁是人类炼铁技术史上的一次飞跃。但是，这一过程的完成却并不短暂，例如，欧洲就经历了2400多年。中国使用陨铁和人工冶铁都较前几个地区稍晚，然而块炼铁和生铁的冶炼技术却几乎是同时出现。”

参考文献：

冶炼技术篇6

[关键词]冶金转炉炼钢；自动化控制技术；功能及应用价值

中图分类号：TF345文献标识码：A文章编号：1009-914X（2015）13-0064-01

冶金转炉炼钢过程是一个复杂的多相物理化学反应过程，环境恶劣、过程复杂，期间难以准确地进行连续不断的测量，因而无法采用常规过程控制的方法对其进行控制。但仅凭人工经验控制炼钢终点又难以保证钢材产品优质、操作稳定和低能耗，因此，必须对炼钢生产进行精准的自动化控制，以提高钢铁质量和劳动生产率，节省能源，降低成本。

一、冶金转炉炼钢自动化控制技术

转炉炼钢主要是指以铁水、废钢、铁合金为主要原料，靠铁水的热量以及废钢、铁合金在高温下发生化学反应产生的热量相结合，在转炉中完成炼钢的过程。转炉炼钢技术在计算机信息技术、网络技术、工业控制技术以及工业控制网络为基础发展起来的，控制变量繁杂且要求精度很高，是炼钢过程中最重要的一个环节。以下是针对转炉炼钢自动化控制技术中几个关键技术的分析。

1.冶金转炉炼钢检测技术

传统的转炉炼钢已经很难适应现代社会的生产要求，尤其是随着检测技术，计算机技术和自动化技术的飞速发展，转炉炼钢的自动化技术也随之改进。目前，用于转炉炼钢检测技术主要分为废气分析检测技术和副枪监测技术两部分。在转炉炼钢过程中，它们主要通过检测仪表对熔钢温度、液面高度、熔钢成分等参数的记录，并进行及时分析，为炼钢过程中的温度控制、添加原料等提供有利的数据支持。具体检测技术包括：

（1）转炉炼钢副枪检测技术

转炉炼钢副枪自动化的使用是现代钢铁企业先进性的标志和发展趋势。国际上大部分钢铁企业在转炉上都配有副枪。副枪检测方法不但可以保持对钢水较高的碳含量和温度的控制，同时减少了石灰、铁合金等原料的消耗，无需钢水的补吹，且炉衬浸蚀明显降低，实现了完全的自动化，大大提高了转炉炼钢的产量。

（2）转炉炼钢废气分析检测技术

转炉炼钢技术在炼钢过程中主要产生的废气有一氧化碳、二氧化碳、氮气、氢气、氧气等。转炉炼钢废气检测主要使用炉气定碳法和副枪技术相结合，以副枪测定为主，结合废气分析计算脱碳速度，通过炼钢过程中排除的废气成分和流量，为计算转炉内瞬时钢液残留碳的含量提供信息，从而确定转炉中的含碳量。此外，转炉气副枪法的实施，不仅使转炉内含碳量的测量精度大大提高，而且为自动化检测技术提供了有利的数据，避免了传统人工工作模式，提高了工作效率和产出钢的质量。

2.冶金转炉炼钢自动化技术

转炉炼钢自动化技术主要包括控制技术、人工智能技术以及对炼钢模型的研究。它们主要是指转炉炼钢过程中以计算机技术为媒介对检测技术所显示炼钢生产过程中转炉内原料不足、废气过多、温度不准等原因进行自动化调整。

（1）转炉炼钢的控制技术模型

转炉炼钢的控制技术包括动态控制模型和反馈计算模型，主要是根据控制系统对吹炼终点和含碳量的检测数据进行控制的。动态控制模型主要是对炼钢过程中氧气的需求量和冷却剂量进行检测，并根据所测得含碳量、温度以及氧气量的数值计算出钢水实际温度以及钢水的实际含碳量，方便钢水温度和含碳量的调整；反馈计算模型主要是针对动态模型所测量数据进行重新计算，按误差大小调整规划，补充转炉内的原料所需。

（2）转炉炼钢中人工智能技术的应用

人工智能技术是基于计算机科学技术通过模拟、延伸和扩展人的智能方法的一门新的技术。转炉炼钢过程中人工智能主要是针对炼钢过程中需要人为处理的工作，通过计算机科学技术模拟进行，从而减少劳动力，提高生产效率和产品质量，实现钢铁企业智能化的进程。

（3）转炉炼钢中的模型研究

在转炉炼钢过程中，无论是人工智能技术还是控制技术都是以模型为基础的。目前，所使用的人工智能技术主要是以计算机科学技术为基础，以人为模型进行模拟工作；而控制技术中动态控制模型，也是根据热平衡原理和化学反应为基础的。所以模型研究在转炉炼钢过程中必不可少，不但可以提高钢材质量和生产效率，同时可以针对钢铁企业存在问题科学、合理的进行解决规划。

二、冶金转炉炼钢自动化控制系统的功能及应用价值

自动化系统在转炉炼钢的应用中主要可以对废钢、铁水的质量进行称量、对电气控制进行指示以及对仪表监视控制作用等。以下是对转炉炼钢自动化系统功能的简要分析。

1.冶金转炉炼钢自动化控制系统的功能

（1）转炉炼钢自动化系统对废钢、铁水质量的称量

由转炉炼钢工作环境恶劣，废钢、铁水的称重必须由天车主钩吊装废钢料槽和铁水炉缸进行装料。装料过程主要通过多个压式重量传感器读出废钢或者铁水的重量，并由补偿接线盒显示重量数据，并及时进行记录。

（2）转炉炼钢自动化系统对电气控制的指示

在转炉炼钢过程中考虑到有些电气操作是应急处理操作，关系到自动化系统的安全性和可靠性，因此，电气控制指示必须独立构成。自动化转炉炼钢共有六个散装料料仓，主要是铁矿石、白云石、白石灰以及铁皮球料仓。在散料质量测量中，主要通过料仓四角处的压式称重传感器通过监测画面在仪表器中显示。

（3）转炉炼钢系统对仪表监视的控制

在转炉炼钢过程中，仪表监视控制部分是通过计算机技术，利用网络服务器和主机相连，监测仪表PLC的工作。计算机主机和从机相互合作，一旦有异常情况发生，做到主从机可相互代替工作的目的。这样可确保系统能够有一个相对完整的数据库，增加了系统的可靠性，便于系统的维护工作。

计算机的监测画面是仪表部分的网络服务器，通过适配器从仪表中读取监测废钢、铁水等原料的使用数据；同时，监测画面还能实时的显示氧气、氮气以及冷却水的压力和流量，给操作人员提供有利的数据，供其对氮气、氧气、冷却水进行调整；同时，对钢水温度的监控中，采用热电偶探头深入转炉内取出钢水的温度，并利用监控系统从仪表器中显示。

2.冶金转炉炼钢自动化控制技术的应用价值

我国转炉炼钢自动化控制技术的目标是：在提高钢铁的质量和生产效率的前提下，最大限度的降低成本、节约能源、科学环保，使我国钢铁市场在国际钢铁市场竞争中利于不败之地。在自动化控制技术的前提下提高炼钢的终点命中率、改善钢水质量、降低生产成本和提高能源利用率，从而提高钢铁的生产效率和钢材质量。

自动化转炉炼钢技术采用动态控制转炉气体连续分析系统和副枪测温系统相互结合，增加了转炉气体和温度达到终点的几率，从而大幅度的提高终点控制命中效率。为了提高钢水质量，在气体补吹过程中应尽量减少氧气含量，避免钢水氧化，提高钢的纯度。通过提高终点命中率和降低补吹率，从而缩短了冶炼时间，增加了钢液温度和成分的稳定性，为连续铸钢创造了条件；同时，在自动化转炉炼钢技术的支持下，取消了一次性副枪确定氧含量及定碳头的能源消耗，降低钢中的含氧量，减少了炉渣中铁合金的含量，从而提高了原料的利用率，降低了炼钢生产成本。

总之，面对国际钢材市场近年来对钢材产品质量越来越高的要求，我国钢铁企业必须尽快改革冶金转炉炼钢技术，大力发展转炉炼钢自动化控制技术，从而提高生产效率，在加强钢产质量的同时，降低能源消耗，与国际钢铁行业接轨，促进我国钢铁行业的可持续性发展。

参考文献