冶金工業(yè)論文全文(5篇)

1控制儀表的分類及發(fā)展

20世紀60年代開始大量使用的單元組合式控制儀表是根據(jù)控制系統(tǒng)中各個組成環(huán)節(jié)的不同功能和使用要求，分成能獨立實現(xiàn)某種功能的八大單元，各單元之間用統(tǒng)一的標準信號聯(lián)系，應(yīng)用靈活、通用性強，可以構(gòu)成多種復雜的自動檢測和控制系統(tǒng)，便于儀表的生產(chǎn)、維護及備品庫存等。我國生產(chǎn)的電動(DDZ)、氣動(QDZ)單元組合儀表經(jīng)歷了Ⅰ型(1958年研制，1964年投產(chǎn))、Ⅱ型(1965年研制，1970年統(tǒng)一規(guī)范)、Ⅲ型(1975年前后研制)三個發(fā)展階段，DDZ－Ⅲ型采用了國際通用的4－20mA信號制，以集成電路作為放大元件，并具備了安全防爆功能。20世紀70年代又推出了組裝式控制裝置，它可根據(jù)用戶要求，以成套裝置形式提供給用戶，使自控系統(tǒng)的施工、安裝以及調(diào)試工作量大大減小，維護、檢修等工作得到簡化。1975年，美國霍尼韋爾(Honeywell)公司推出世界上第一套集散控制系統(tǒng)(DCS)。20世紀80年代，我國開始引進和生產(chǎn)以微處理器為核心、控制功能分散、顯示操作集中的集散控制系統(tǒng)，將控制儀表及裝置推向高級階段，同時出現(xiàn)了以微處理器為核心的單回路可編程調(diào)節(jié)器，并進一步發(fā)展成智能式單元組合儀表，如DDZ－S型系列儀表。進入90年代，北京和利時、浙大中控、上海新華等相繼推出自己的DCS系統(tǒng)。目前國產(chǎn)DCS系統(tǒng)已到達成熟期，由于國產(chǎn)DCS的價格低，能滿足基本技術(shù)要求，且因開發(fā)較晚，某些技術(shù)較國外產(chǎn)品先進，其應(yīng)用業(yè)績不僅在國內(nèi)市場占有一席之地，而且已經(jīng)走出了國門。20世紀90年代出現(xiàn)了新一代工業(yè)控制系統(tǒng)—現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)，它是計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)和現(xiàn)代儀器儀表技術(shù)的最新發(fā)展成果?，F(xiàn)場總線的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，將具有數(shù)字通信能力的現(xiàn)場智能儀表連接成工廠底層網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并同上一層監(jiān)控級、管理級通過網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)成全分布式的新型控制網(wǎng)絡(luò)。FCS具有網(wǎng)絡(luò)化，全分散性，系統(tǒng)開放性，對環(huán)境的適應(yīng)性，現(xiàn)場總線儀表的互換性、互操作性和功能自治性等特點，其性能和功能均比傳統(tǒng)控制系統(tǒng)優(yōu)越。FCS將越來越多地應(yīng)用于工業(yè)自動化系統(tǒng)中，與傳統(tǒng)DCS相結(jié)合，構(gòu)成技術(shù)更先進的混合型分布式控制系統(tǒng)。DCS和FCS的發(fā)展推動了采用模擬數(shù)字混合技術(shù)的DDZ－S型系列儀表和智能儀表的發(fā)展，智能儀表以微處理器為核心，采用先進傳感器與電子技術(shù)，具有檢測、控制、顯示、報警、存儲、診斷、通信等功能，其精度、穩(wěn)定性與可靠性均比模擬式儀表優(yōu)越，可以傳輸模擬、數(shù)字混合信號或全數(shù)字信號，可以通過現(xiàn)場總線通信網(wǎng)絡(luò)與上位計算機連接，能滿足集散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的應(yīng)用要求。按信號形式控制儀表裝置可分為模擬式、模擬數(shù)字混合式、全數(shù)字式三大類。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，使數(shù)字通信一直延伸到現(xiàn)場，傳統(tǒng)的4～20mA直流模擬信號制將逐步被雙向數(shù)字通信的現(xiàn)場總線所取代，目前生產(chǎn)中多采用模擬數(shù)字混合式儀表和全數(shù)字式儀表，隨著DCS和FCS發(fā)展，無線儀表和短程無線網(wǎng)絡(luò)開始應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場，無線網(wǎng)絡(luò)與有線網(wǎng)絡(luò)的有機結(jié)合，將進一步完善系統(tǒng)功能，提高工業(yè)自動化水平。

2冶金工業(yè)控制儀表的應(yīng)用

目前，冶金工業(yè)現(xiàn)場已經(jīng)很少使用模擬式控制儀表，取而代之是模擬數(shù)字混合式的智能控制儀表，其傳輸信號是4～20mADC和HART或(Foundationfieldbus、Profibus)等，近年全數(shù)字式的現(xiàn)場總線控制儀表也得到了應(yīng)用。要實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動控制，必須由變送器、控制器和執(zhí)行器等三種核心儀表，再附加某些輔助儀表構(gòu)成過程控制系統(tǒng)。下面根據(jù)對十幾家企業(yè)的調(diào)查，主要介紹冶金工業(yè)生產(chǎn)過程中控制儀表的應(yīng)用情況。

2．1變送器類控制儀表

冶金工業(yè)應(yīng)用變送器檢測的物理參數(shù)主要是溫度、壓力、流量、物位等四大熱工參數(shù)。一般來說，壓力類變送器可以實現(xiàn)壓力、差壓、液位、流量等參數(shù)的檢測。目前，冶金企業(yè)采用的壓力類變送器多數(shù)是橫河川儀、威爾泰、西儀、北京遠東、德國E+H、Honey-well、ROSEMOUNT、YOKOGAWA等儀表生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的智能壓力/差壓變送器，這類儀表一般輸出4～20mADC模擬信號，同時采用HART協(xié)議以數(shù)字信號輸出現(xiàn)場儀表信息，可以通過支持HART協(xié)議的手持終端或現(xiàn)場通信器與變速器進行數(shù)字通信，實現(xiàn)遠程設(shè)定零點和量程等組態(tài)操作。有些儀表除了支持HART協(xié)議，還支持其他通信協(xié)議，如橫河川儀的EJA系列差壓變送器還支持BRAIN協(xié)議、FF和PROFIBUS協(xié)議，可以通過BRAIN手操器或CENTUMCS/μXL或HART275手操器相互通訊，通過它們進行設(shè)定和監(jiān)控等;Honeywell的ST3000/900系列全智能在線式壓力變送器還支持FF、DE協(xié)議，可與霍尼韋爾的ExperionPKSTM集散控制系統(tǒng)和智能現(xiàn)場通訊器(SFC)實現(xiàn)雙向數(shù)字通訊，消除了模擬信號傳輸誤差，方便了變送器的調(diào)試、校驗和故障診斷。鑒于生產(chǎn)過程對流量精確測量的要求，有些企業(yè)選用多參數(shù)流量變送器，在測量流量的同時實現(xiàn)對流量的壓力和溫度補償，如中冶京誠(營口)裝備技術(shù)有限公司使用的加拿大SAILSORS的智能壓力變送器是V10F多參數(shù)質(zhì)量流量變送器，傳輸信號是4～20mADC和HART，采用實時全參數(shù)動態(tài)數(shù)字補償技術(shù)(實現(xiàn)溫度補償功能)和滿量程靜壓補償技術(shù)，實現(xiàn)更高精度和寬量程比。企業(yè)使用的溫度變送器主要是一體化溫度變送器、普通溫度變送器和變送器模塊。重慶迪洋的DAD系列變送器、深圳萬訊的溫度變送器都屬于普通溫度變送器。SBWR/Z系列一體化的熱電偶/熱電阻溫度變送器，它是DDZ－S系列儀表中的現(xiàn)場安裝式溫度變送單元，它采用二線制傳送方式，輸出與被測溫度成線性的4－20mA電流信號。變送器可以安裝于熱電偶、熱電阻的接線盒內(nèi)形成一體化結(jié)構(gòu)，也可單獨安裝于儀表盤內(nèi)作轉(zhuǎn)換單元。南京菲尼克斯電氣有限公司的MCR－SL－PT100－UI，是可組態(tài)的3端隔離溫度測量變送器，適用于根據(jù)IEC60751，采用2，3和4線連接技術(shù)連接Pt100熱電阻，可輸出4種模擬電壓和模擬電流信號。西儀集團等儀表生產(chǎn)廠家生產(chǎn)了多種類型的智能溫度變送器，具有HART協(xié)議和FF通信功能，便于連接現(xiàn)場通信裝置和組成DCS系統(tǒng)，具有較好的應(yīng)用前景。

2．2控制器類控制儀表

一、根據(jù)實際情況，確定維修保養(yǎng)計劃

xxxx鋼鐵公司地處沿海地區(qū)，應(yīng)根據(jù)氣候環(huán)境及使用功能確定工業(yè)建筑物的維修內(nèi)容、施工方法；并考慮成本控制及工期（影響生產(chǎn)主線、危及人員安全的要按搶修模式組織施工）要求，從工業(yè)建筑物的現(xiàn)狀入手、必要時進行可靠度鑒定；準確判斷該建筑物的地基基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)主體、屋面防水等現(xiàn)有狀態(tài)。建筑飾面維護，可以結(jié)合廠容廠貌美化要求進行涂裝；屋面工程的維修維護，要從滲漏點分布、屋面板開裂情況及鋼筋銹蝕程度、屋面板變形等入手，分析原因，制定屋面維修方案時采用更換防水層、補強結(jié)構(gòu)、封堵裂縫；或是拆除結(jié)構(gòu)層、翻新，或者平改坡完善防水功能。隨著產(chǎn)品生產(chǎn)線提升，需要對原有建筑物進行技術(shù)改造，而功能改變的維修是一種對原有建筑物使用性質(zhì)、結(jié)構(gòu)受力的改變，特別需要慎重。首先對建筑物進行結(jié)構(gòu)鑒定，再委托有資質(zhì)的設(shè)計單位進行結(jié)構(gòu)驗算、設(shè)計。

二、房屋維修的系統(tǒng)管理

1.維修工程的特殊性

維修工程的施工對象、施工方法、施工環(huán)境、施工機械的使用與新建工程差別很大。特點：施工對象是對已有建筑物；施工方法，維修工程工程量小，原樣修復，材料品種、規(guī)格甚至顏色都受到原有建筑物限制，要通過現(xiàn)場查看、市場比對采購、安裝（修復），效率低、速度慢；施工隊伍的選擇：首先選具有總承包資質(zhì)的維保公司進行施工管理，包括施工質(zhì)量、迅速反應(yīng)、成本控制及安全管控，它必須具有健全的管理體系和規(guī)章制度，保障能力強。根據(jù)其特點：允許分包技術(shù)性較強的專業(yè)施工，如專業(yè)測量隊伍、專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)施工隊伍等；施工環(huán)境：維修工程大多局限在已有建筑物內(nèi)，場地小，施工材料運輸、機具入場困難，作業(yè)時間、作業(yè)空間，受生產(chǎn)設(shè)備運轉(zhuǎn)限制，效率難以充分發(fā)揮，施工場所存在各種危險源，時刻危及著生命安全及職業(yè)傷害。施工前要辦理各種施工手續(xù)，三方掛牌。必須配備的勞動保護用品有安全帽、安全鞋、安全帶及氧氣報警儀和煤氣報警儀；加上周圍環(huán)境影響施工如噪音、灰塵、油污及有害氣體，還必須佩戴防塵口罩、手套、護目鏡、耳塞等。廢棄物、渣土大多為有毒有害物質(zhì)，要定點處理，不可亂棄，避免二次污染。受工作面的限制，施工機械難以施展，只能使用使用一些手頭工具，效率低，安全和質(zhì)量控制難度大，即使使用機械器具，措施費用相當昂貴。

2.根據(jù)維修工程特點，進行維修管理策劃

根據(jù)點檢狀況，確定維修內(nèi)容、范圍、標準，編制維修工程預(yù)算、施工方案及驗收辦法約定工期，減少隨意性和盲目性。施工隊伍是長協(xié)合同單位，有相應(yīng)資質(zhì)、業(yè)績和榮譽，一專多能；在合同中約束費率，實行總成本控制。項目安排，受資金投入限制，不一味地強調(diào)逢損必修，而是分輕重緩急，以滿足生產(chǎn)需要及安全保障為前提，注重結(jié)構(gòu)安全。盡量避免生產(chǎn)和維修同時進行，施工時切斷水、電、氣源，點檢、操作、施工三方掛牌作業(yè)，減少因交叉作業(yè)帶來的安全隱患；施工場所要封閉，減少周邊環(huán)境和施工的相互影響。同時遵守建筑物安全使用“十不準”的要求，不破壞原結(jié)構(gòu)、不破壞防水系統(tǒng)、不損壞沉降觀測標志、不亂開孔打洞等。根據(jù)現(xiàn)場條件允許，選擇小型的施工機械時，需要檢查相關(guān)證件及辦理安全作業(yè)手續(xù)。動土作業(yè)，首先確認地下管線現(xiàn)狀，并辦理動土作業(yè)手續(xù)。

1污水處理系統(tǒng)需求

以往僅只滿足污水處理要求的處理系統(tǒng)，通常總的處理環(huán)節(jié)為：分離-沉淀-排污，然而現(xiàn)如今除了最基本的污水處理需要外，對于環(huán)境保護、節(jié)約資源更提出了新的要求。不僅需要對治污排污量予以精確嚴格的監(jiān)測與計量，對于輸入的原水、沉淀池用水、調(diào)節(jié)池用水等利用量、循環(huán)回用量均需嚴格計算與檢測。這也是我們此篇文章所要介紹之方案所擁有的特色系統(tǒng)功用，詳見下文。

2工藝流程

2.1基本工藝流程

基本工藝流程中分項工藝總體難度適中，實現(xiàn)無困難，銜接得體，目的清晰，便于管理。

2.2各環(huán)節(jié)加強化學處理，高效分離

冶金污水通過收集溝道進入預(yù)先設(shè)置的集水池，隨后進入沉淀池，由提升泵提升至淺層氣浮系統(tǒng)（后文將詳加解述）。廢水經(jīng)提升泵提升后，投加混凝劑PAC，通過充分混合攪拌使得PAC混凝劑藥劑與冶金污水充分混合，之后流至機械攪拌反應(yīng)池，利用機械攪拌加速其化學反應(yīng)，污水中的懸浮物逐漸形成絮體。隨之連接特別設(shè)置的旋流反應(yīng)器，加強在PAC混凝劑作用下的化學反應(yīng)。然后在旋流反應(yīng)器后仍舊連接相同的管道混合器，其內(nèi)投加絮凝劑PAM，使得投加PAC后形成的絮體絮凝反應(yīng)后增大。絮凝好的污水混合物隨之進入淺層氣浮，利用加壓溶氣系統(tǒng)產(chǎn)生的溶氣水經(jīng)減壓釋放形成的微小氣泡與廢水中的懸浮物絮體互相接觸，水中懸浮絮體自然粘附在微小氣泡上，隨氣泡的上升一起浮到水面，形成與下層水體有明顯分層界限的浮渣，最后除去表層浮渣，從而達到了凈化水質(zhì)的目的。而經(jīng)過淺層氣浮處理后的清水則由重力原因流到地下清水池儲存起來，由回用水泵抽取提升后送至冶金生產(chǎn)車間繼續(xù)循環(huán)使用，且回用率相當可觀。淺層氣浮浮渣和污泥最終排放至污泥池，經(jīng)過壓濾機固化處理后外運并進行深挖填埋，保證不影響周邊環(huán)境與生態(tài)。反應(yīng)池、淺層氣浮中的放空廢水以及板框壓濾機的濾液排到污水池之后通過污水泵的提升，回到污水處理系統(tǒng)進行循環(huán)處理。

［摘要］如何對冶金工業(yè)產(chǎn)生的焦化廢水進行合理的處理，一直是困擾冶金工業(yè)發(fā)展的一個技術(shù)難題，國內(nèi)外都對這項技術(shù)難題進行了深入的研究，并對現(xiàn)有的工藝和凈化技術(shù)進行了改進。因此，本文將結(jié)合目前處理工藝的研究進展，分析幾種常見的焦化廢水處理工藝。

［關(guān)鍵詞］冶金工業(yè)；焦化廢水；處理工藝；研究進展

不同的工業(yè)產(chǎn)生的焦化廢水有其各自的特點，在對其進行處理的時候，必須結(jié)合焦化廢水的特點，選擇適合的處理工藝，才能達到最佳的處理效果。因此，我們首先需要對冶金工業(yè)產(chǎn)生的焦化廢水的特點進行一個簡單的分析，冶金工業(yè)產(chǎn)生的廢水有兩個主要的特點，一個是其污染程度高；另一個是其非常難降解，所以我們在對冶金工業(yè)產(chǎn)生的焦化廢水進行處理的時候，主要攻克這兩個難關(guān)。

1焦化廢水以及危害

1.1含義及來源

要對焦化廢水的處理工藝進行研究，我們首先需要了解什么是焦化廢水，它是一種在焦爐煤氣初冷以及焦化生產(chǎn)過程中使用的水或者是由蒸汽冷凝而成的廢水，是一種具有毒性并且難降解的有機廢水。這種廢水主要有兩個來源，一方面它來自于剩余的氨水廢液，這是在煤高溫裂解的過程中產(chǎn)生的，剩余氨水其成分復雜多樣，并且所含有的污染物濃度較高，是焦化廢水的主要來源。另一方面，它來自于酚水，主要是在煤氣的凈化過程中產(chǎn)生，酚水的污染性相對較低。

1.2組成及危害

摘要：作為博士生選修課，冶金過程仿真程序設(shè)計課程不僅需要對本科和研究生課程進行串講，還需要突出課程的實用性。目前，采用釘釘軟件教學，課程內(nèi)容分為數(shù)學模型、計算方法和數(shù)值模擬三大部分。數(shù)學模型涉及冶金傳輸原理、物理化學、冶金反應(yīng)工程學，計算方法涉及高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率與統(tǒng)計、數(shù)值分析、常微分方程解法，數(shù)值模擬涉及鋼鐵冶金學等。為了適應(yīng)學科的發(fā)展，課程增加了分形、并行計算等內(nèi)容。課程教學采用漫談方式，幫助學生了解相關(guān)學科發(fā)展趨勢，為今后研究工作進行多學科交叉溶合奠定理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：教學；多學科交叉；線上教學；教學方法；教學內(nèi)容

隨著計算機硬件和軟件的發(fā)展，數(shù)值計算已經(jīng)在冶金設(shè)備設(shè)計、操作工藝優(yōu)化中起到了重要的作用[1-5]，國內(nèi)冶金工程80%以上碩士和博士畢業(yè)論文涉及數(shù)值仿真內(nèi)容。在這個大背景下，東北大學從2020年開始針對冶金工程博士生開設(shè)一門嶄新的選修課：冶金過程仿真程序設(shè)計。與其它課程不同，冶金過程仿真程序設(shè)計課程具有多學科交叉等鮮明特色。針對選課的學生背景和興趣確定了教學內(nèi)容，進行了有益的探索和嘗試。

一、學生層次參差不齊

這門課程是博士生選修課，也是本碩博連讀生和直接攻博生的選修課。在這些學生中，冶金工程專業(yè)本碩博連讀生有的選修冶金反應(yīng)工程，有的選修化工原理，但都沒有學過數(shù)值分析課程。部分博士生的學士和碩士學位是熱能工程、材料學等相關(guān)學科，對冶金理論知之甚少，如何安排教學內(nèi)容是關(guān)鍵。為了不與其它課程重復，并且兼具實用性，采用漫談方式，將相關(guān)課程重點內(nèi)容進行穿插，重點講述知識點之間的關(guān)聯(lián)。既拓寬學生知識面，也要將重點問題講深說透。例如，首先復習高等數(shù)學中的泰勒展開，然后講授數(shù)值分析中中心差分、向前差分、向后差分的精度階數(shù)確定方式[1]，最后介紹向前差分和向后差分的數(shù)學含義和物理意義[6]。又如，首先復習線性代數(shù)中的對角占優(yōu)，然后分析Patankar控制體積法中保證計算收斂的四大法則的數(shù)學基礎(chǔ)[3]。

二、內(nèi)容新穎豐富

冶金過程仿真程序設(shè)計包含3個層次，數(shù)學模型、計算方法和數(shù)值計算，這是課程講授的主要線索。數(shù)學模型是最經(jīng)典的部分，其理論來源于冶金傳輸原理、物理化學、冶金反應(yīng)工程學。計算方法與高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率與統(tǒng)計、數(shù)值分析、常微分方程解法等密切相關(guān)。數(shù)值計算則是針對實際的模擬對象進行模擬，與鋼鐵冶金學、有色冶金學等傳統(tǒng)冶金工藝學課程相關(guān)。這門課程是一門博士生的選修課，其內(nèi)容必須緊跟學術(shù)前沿。因此，增加了分形理論在夾雜物模型中的應(yīng)用、并行計算方法、中間包停留時間曲線處理方法辨析等內(nèi)容，幫助學生了解相關(guān)學科發(fā)展趨勢，拓寬研究思路，為后續(xù)研究工作進行多學科交叉溶合奠定理論基礎(chǔ)。