第一篇：感應電爐迎春風 冶金自動化現狀及其發展分析

國內冶金自動化現狀及其發展分析

我國冶金自動化發展狀況

（１）基礎自動化和過程控制系統

在基礎控制方面，以PLC、DCS、工業控制計算機為代表的計算機控制取代了常規模擬控制，在冶金企業全面普及。近年發展起來的現場總線、工業以太網等技術逐步在冶金自動化系統中應用，分布控制系統結構替代集中控制成為主流。

在控制算法上，重要回路控制普遍采用PID算法，智能控制、先進控制在電爐電極升降控制、連鑄結晶器液位控制、加熱爐燃燒控制、軋機軋制力控制等方面有了初步應用，取得了一定成果。

在檢測方面，與回路控制、安全生產、能源計量等相關的流量、壓力、溫度、重量等信號的檢測儀表的配備比較齊全；高爐的軟熔帶形狀與位置、高爐爐缸渣鐵液位、煉鋼過程的熔池鋼水含碳量和溫度、連續鑄鋼過程的結晶器鋼坯拉漏預報、鋼材質量和機械性能預報等軟測量技術取得了初步成果。

在電氣傳動方面，用于節能的交流變頻技術普遍采用；國產大功率交、直流傳動裝置在軋線上得到成功應用。

在過程控制方面，計算機過程控制系統普及率有較大幅度提高，根據最近中國鋼鐵工業協會的調查結果，按冶金工序劃分，57.54%的高爐、56.39%的轉爐、58.56%的電爐、60.08%的連鑄、74.5%的軋機采用計算機過程控制系統。把工藝知識、數學模型、專家經驗和智能技術結合起來，在煉鐵、煉鋼、連鑄、軋鋼等典型工位的過程模型和過程優化方面取得了一定的成果，如高爐煉鐵過程優化與智能控制系統、有副槍轉爐動態數學模型、電爐供電曲線優化、智能鋼包精煉爐控制系統、連鑄二冷水優化設定、軋機智能過程參數設定等等。

（２）信息化

根據中國鋼鐵工業協會的調查結果，10%左右的煉鐵工序、25%左右的煉鋼工序、50%左右的軋鋼工序采用了生產管理計算機系統。冶金企業逐步認識到MES（制造執行系統）的重要性，在綜合應用運籌學、專家系統和流程仿真等技術，協調生產線各工序作業，進行全線物流跟蹤、質量跟蹤控制、成本在線控制、設備預測維護等方面取得了初步成果。

隨著企業管理水平的不斷提高，“信息化帶動工業化”在冶金企業成為共識，企業信息化方興未艾，受到企業領導高度重視，各企業紛紛開始信息化規劃和建設，很多企業已經構造了企業信息網，為企業信息化奠定了良好的基礎。根據中國鋼鐵工業協會報告，“我國鋼年產量500萬噸以上的8家企業100%上了信息化的項目，鋼年產量50萬噸以上的58家企業中有45家上了企業信息化的項目，占77.6%”。寶鋼股份、武鋼、寶鋼集團不銹鋼分公司等企業建成了主要產線的MES和產銷一體化系統。寶鋼集團不銹鋼分公司在鋼鐵企業率先建成了企業生產指揮駕駛艙。鋼鐵企業信息化已經從信息的整合深入到知識的挖掘。寶鋼在建立生產經營數據倉庫和知識獲取方面走在了國內同行的前列，開發了綜合數據挖掘系統、基于數據挖掘的質量分析技術、基于數據倉庫的客戶服務知識庫，創建了智能質量設計知識庫，取得了顯著的成果。

冶金自動化技術在信息化、自動化技術的推動和冶金行業可持續發展需求的拉動雙重機制作用下，必將取得更大進展，主要發展趨勢體現在以下方面：

1）基礎自動化和過程控制系統

冶金流程在線連續檢測和監控系統。采用新型傳感器技術、光機電一體化技術、軟測量技術、數據融合和數據處理技術、冶金環境下可靠性技術，以關鍵工藝參數閉環控制、物流跟蹤、能源平衡控制、環境

排放實時控制和產品質量全面過程控制為目標，實現冶金流程在線檢測和監控系統，包括鐵水、鋼水及熔渣成分和溫度檢測和預報，鋼水純凈度檢測和預報，鋼坯和鋼材溫度、尺寸、組織、缺陷等參數檢測和判斷，全線廢氣和煙塵的監測等。

冶金過程關鍵變量的高性能閉環控制。基于機理模型、統計分析、預測控制、專家系統、模糊邏輯、神經元網絡、支撐矢量機（SVM）等技術，以過程穩定、提高技術經濟指標為目標，在上述關鍵工藝參數在線連續檢測基礎上，建立綜合模型，采用自適應智能控制機制，實現冶金過程關鍵變量的高性能閉環控制。包括高爐順行閉環專家系統、鋼水成分和溫度閉環控制、鑄坯和鋼材尺寸和組織性能閉環控制等。大功率高性能電氣傳動。采用新型電力電子元件，大功率高性能的交直交變頻傳動、高中壓變頻傳動和超大功率交交變頻傳動。

2）企業信息化

冶金流程的全息集成。實現鐵-鋼-軋橫向數據集成和相互傳遞，實現管理-計劃-生產-控制縱向信息集成，同時，整合生產實時數據和關系數據庫為數據倉庫，采用數據挖掘技術提供生產管理控制的決策支持。計算機全流程模擬，實現以科學為基礎的設計和制造。采用計算機仿真技術、多媒體技術和計算力學技術，基于各種冶金模型，進行流程離線仿真和在線集成模擬，生成一個分布式、網絡化、集成的“虛擬工廠”軟件系統環境，通過人機交互和協同計算，模擬鋼鐵工業產品生產全過程。支持生產組織優化、生產流程優化、新生產流程設計和新產品開發優化。

提升鋼鐵生產制造智能。在生產組織管理方面，基于事例推理、專家知識的生產計劃與運籌學中網絡規則技術，提供快速調整作業計劃的手段和能力，以提高生產組織的柔性和敏捷化程度；根據各工序參數，自動計算各工序的生產順序計劃及各工序的生產時間和等待時間，實現計劃的全線跟蹤和控制，并能根據現場要求和專家知識，進行靈活的調整；異常情況下的重組調度技術以及在多種工藝路線情況下，人機協同動態生產調度。在質量管理方面，基于數據挖掘、統計計算與神經網絡分析技術，對產品的質量進行預報、跟蹤和分析；根據生產過程數據和實際數據，判定在生產中發生的品質異常。在設備管理方面，采用生產設備的故障診斷與預報技術，建立設備故障、壽命預報模型，實現預測維護。在成本控制方面，采用數據挖掘與預報技術，建立動態成本模型預測生產成本；利用動態跟蹤控制技術，優化原材料的配比、能源介質的供應、產線定修制度、生產的調度管理，動態核算成本，以降低生產成本。

能源管理和優化系統。針對新一代可循環鋼鐵制造流程，采用能源介質和主要能效設備在線監測、能源負荷預測和能源供需平衡分析、能源結構和調度優化等關鍵技術，形成能源在線監測裝置、能效分析工具和企業級能源優化系統。

企業信息集成到行業信息集成。信息化的目的之一是實現信息共享，在有效競爭前提下趨利避害，在企業信息化編碼體系標準化、企業異構數據/信息集成基礎上，進一步實現協作制造企業信息集成，全行業信息網絡建設及宏觀調控信息系統，直至全球行業信息網絡建設及宏觀調控信息系統。

管控一體化，實現實時性能管理（Real Performance Management）。協調供產銷流程，實現從訂貨合同到生產計劃、制造作業指令、到產品入庫出廠發運的信息化。生產與銷售連成一個整體，計劃調度和生產控制有機銜接；質量設計進入制造，質量控制跟蹤全程，完善PDCA質量循環體系；成本管理在線覆蓋生產流程，資金控制實時貫穿企業全部業務活動，通過預算、預警、預測等手段，達到事前和事中的控制。

知識管理和商業智能。利用企業信息化積累的海量數據和信息，按照各種不同類型的決策主題分別構造數據倉庫，通過在線分析和數據挖掘，實現有關市場、成本、質量等方面數據―信息―知識的遞階演化，并將企業常年管理經驗和集體智慧形式化、知識化，為企業持續發展和生產、技術、經營管理各方面創新奠定堅實的核心知識和規律性的認識基礎。

感應電爐迎春風-國務院審議鋼鐵、汽車產業振興規劃

感應電爐行業的兩大支柱行業—鋼鐵、汽車產業將迎來政策面暖風，國務院明天審議鋼鐵、汽車產業振興規劃，這無疑給神光電爐巨大的市場空間。（行業分析可見“★陳總:中頻電爐行業分析”）

十大產業振興規劃鋼鐵、汽車先行一步。昨日，權威人士向本報記者透露，鋼鐵產業振興規劃已由發改委最終修訂完畢，昨天晚上打印后即報送國務院。目前的安排是，本周三國務院辦公會議將討論鋼鐵、汽車產業振興規劃，而汽車將排在第一個議程，最終的結果還要看國務院的安排。

據了解，近期發改委會同相關行業協會和研究機構對兩大產業規劃進行了具體的修改，最終意見稿已經完成，春節前公布問題不大。

參與制定鋼鐵業振興規劃的專家告訴記者，“規劃不是方案，只是指出方向性的綱領，具體的政策措施還需要中央和地方進一步完善。”而爭議較大的鋼材儲備計劃寫入產業振興規劃的可能性極小，此前產業政策規定的300立方米高爐以下落后產能需淘汰的標準，在規劃中將提高，最低落腳可能在400立方米。

上述權威人士表示，此次規劃中淘汰落后產能不搞一刀切，而是根據不同企業、不同產品結構和技術標準來確定，有的企業可能連800立方米的高爐也得淘汰，這也是對產業政策的修改和完善。同時還要限制規模增長，建立落后產能的退出機制，由中央和地方出資進行補償，政府實施監督。規劃中對聯合重組在稅收、人員安置等各方利益兼顧也有重點安排，以盡快提高集中度。而在資源戰略上，重點仍是海外，要建立長期、穩定多渠道多元化的海外資源基地，國內資源優先配給優勢企業。此外，產業升級、技術改造都是規劃的重點。

記者同時也從工業和信息化部了解到，汽車振興規劃的目標是保證未來3年內，汽車產銷增幅每年能達到12%。此外，包括汽車消費稅、購置稅和廢舊汽車回收都在考慮范圍之內。據了解，2.0L或者1.6L以下車型的購置稅可能免征；另外，提前一年強制報廢的車輛將給予數百元的補貼。

知情人士透露，汽車信貸由于貸款比例小以及銀行方面的原因，此次可能不會出臺具體方案，但會用多種方式來鼓勵、促進消費，力度相當大。

除了在消費層面出臺鼓勵政策外，此次規劃還將從企業層面進行扶持，可能涉及退稅、企業所得稅或是企業資質認定。

第二篇：鉛冶金的發展現狀

鉛冶金的發展現狀

摘要：本文以鉛冶煉生產為主線，以有關資料統計為基礎，通過幾種直接煉鉛工藝介紹和評價來認識鉛冶金的發展現狀，如基夫賽特法、QSL法、艾薩法等在一些冶煉廠得到了廣泛的應用。目前，粗鉛的生產仍采用火法，濕法煉鉛仍處于試驗階段。燒結焙燒鼓風爐還原熔煉是占主導地位的煉鉛方法，大多數鉛廠采用這一流程。硫化鉛精礦的直接熔煉法與燒結焙燒鼓風爐還原熔煉法相比，有著顯著的優越性。但直接熔煉法的主要困難是，要想獲得含硫很低的粗鉛，就無法獲得含鉛很低的爐渣。國內外的這些直接煉鉛技術既充分利用了硫化物氧化放出的熱量，降低了能耗，又完全回加入鉛精礦、含鉛煙塵、熔劑及少量粉煤，從熔池底部的氧槍噴入工業純氧，將部分鉛氧化成氧化鉛，氧化鉛和熔池上部的硫化鉛發生交互反應生成一次鉛、氧化鉛渣和二氧化硫，渣鉛沉淀分離分別放出。因此，本文是通過對幾種鉛冶金的方法來了解鉛冶金的發展現狀。

關鍵詞：鉛冶金冶金工藝發展現狀引言

鉛冶煉已有悠久的歷史，尚書禹貢記載，商朝以前，山東青州已生產鉛。但由于鉛比較柔軟、強度不高，不適宜做生產工具和武器；又由于鉛在潮濕空氣中，表面極易氧化而失去光澤，也不適合做各種裝飾品，因此鉛冶煉在人類歷史的長河中發展較慢。在古代，鉛主要用于醫藥和化妝品，且用量較少。近10年來，鉛的生產技術并沒有像70年代末80年代初那樣得到實質性的突破和飛躍發展，不過當時發展起來的幾種硫化鉛精礦直接熔煉法，鉛的工業規模生產是16世紀開始的，到19世紀中葉，人們發現了鉛的許多特殊性質，如耐酸、耐堿、防輻射、便于與其他金屬組成合金、能用于制造蓄電池等，使鉛冶煉工業有了重大發展。同時，鉛又是有毒金屬，鉛在冶煉過程中產生大量二氧化硫氣體和鉛蒸氣，嚴重污染了環境。為了消除鉛冶煉時對環境的危害，近百年來，特別是20世紀70~80年代，各國冶金工作者開展了鉛冶煉的新工藝（包括火法和濕法工藝）和新設備研究，并取得了一批成果，推動了鉛工業的發展。但自20世紀90年代起，由于鉛價長期低迷，對鉛冶煉的研究走向低潮，新的鉛冶煉工藝和設備尚難在生產中得到應用。幾種直接煉鉛工藝

2.1基夫賽特法

基夫賽特法是較為成功的一種直接煉鉛工藝。這種方法的核心設備是基夫賽特爐，由帶火焰噴嘴的反應塔、填有焦炭過濾層的熔池、立式余熱鍋爐、鉛鋅氧化物的還原揮發電熱區組成。干燥后的爐料通過噴嘴與工業純氧同時噴入反應塔

內，爐料在塔內完成硫化物的氧化反應，并使爐內的顆粒熔化，生成金屬氧化物。金屬鉛滴在下落過程中形成熔體。此熔體通過浮在熔池表面的焦炭過濾層時，其中大部分的氧化鉛被還原成金屬鉛而沉降到熔池底部。基夫賽特法有如下好處:

（1）產出的煙氣二氧化硫濃度高達20%～50%，煙氣體積小；（2）爐料不需要燒結，生產環節少，在同一臺設備中進行氧化還原兩個過程；（3）焦耗少，精礦熱能利用率高。原料中含硫大于14%時就無須另加燃料，而且可以自熱熔煉；

（4）系統排放的有害物質含量低于環境允許的標準；（5）生產成本低；（6）對爐料成分無嚴格要求，試驗時曾處理過含鉛18%~70%的原料，均能順利運行，而且能維持很好的綜合回收率；（7）對不同原料的適應性強，可以處理各種不同品位的鉛精礦、鉛銀精礦、鉛鋅精礦和鼓風爐難以處理的硫酸鹽殘渣、濕法鋅廠產出的鉛銀渣、廢鉛蓄電池糊、各種含鉛煙塵。

2.2QSL法

QSL法是將鉛精礦加入爐內，鼓入富氧，在硫化鉛被氧化成氧化鉛時，會放出大量熱量使過程自熱，氧化鉛和硫化鉛交互反應生成金屬鉛，部分反應不完全的氧化鉛在還原區加還原劑還原成金屬鉛，硫氧化成二氧化硫。因采用富氧熔煉，煙氣中的二氧化硫濃度高達15%左右，有利于制酸。總的來看，該工藝的“三廢”排放完全達到國際環保要求，因此不會污染環境。韓國溫山冶煉廠是最后引進QSL技術的，他們吸取了前幾家企業的經驗和教訓，并作了如下改進:(1)將隔墻后移了1650mm，使之離最近的噴槍的距離達到了3m，從而使隔墻壽命從3個月延長到5個月。這樣改造后，氧化段的容積增加了，還增加了余熱鍋爐的面積，從而提高了處理能力；（2）把放鉛虹吸口的鉛溜槽改為法蘭連接，并準備了一個備用的虹吸口溜槽，從而縮短了維修更換的時間；（3）改進了噴槍結構，采用機械頂進技術，每3天頂進一次；（4）取消了還原段中的兩道擋圈。目前，韓國溫山冶煉廠QSL爐的情況非常穩定，每年能生產10萬t粗鉛，超過了6.1萬t的設計能力。QSL法改善了衛生條件，簡化了操作，比傳統流程的投資少，生產成本低，二氧化硫濃度高，但其煙塵率達25%，必須返回處理。此外，渣含鉛高，一定要配合煙化爐才能得到棄渣。

2.3卡爾多法

先用于處理各種雜料，后由于瑞典政府對鉛煙塵排的要求日趨嚴格，在經過多次試驗的基礎上，建了一個11m3的卡爾多爐代替電爐來處理鉛精礦就工藝流程而言，卡爾多爐是十分簡單的，加料、氧化、還原和排渣這四步均在一個相對較小的空間中完成。與QSL法、基夫賽特法和艾薩法等方法相比，卡爾多法沒有流態物料的任何形式的轉運過程。干精礦通過噴槍噴至噴嘴時與氧氣或空氣混合，熔煉反應即刻發生。氧化放熱在大多數情況下足以熔化精礦和熔劑，熔煉中有一部分鉛氧化成渣，為此，在熔煉之后需對渣中的鉛進行還原。因此，整個過

程是先備料，加入焦炭、熔劑、浮渣等底料預熱，再進行氧化熔煉，在爐內的物料全部熔融、氧化過程終結后，再噴油和氧進行還原。隨著還原反應和造渣過程的進行，爐內熔體粘度降低，預示可以放渣，在放渣前取樣，放渣后加入石灰石降低鉛溫后再放鉛，然后再投料預熱，分解后的石灰石留作下一爐的部分熔劑，開始第二個周期，每爐周期為4.5h。

2.5奧托昆普法

奧托昆普法由芬蘭的奧托昆普公司開發，是一種閃速熔煉法。和基夫賽特法相似，混合好的爐料以懸浮狀態通過立式反應室，自上而下，完成氧化和熔化。過程是連續的。整個工藝分干燥、閃速熔煉、爐渣貧化和煙氣處理等幾個部分。奧托昆普爐的體積較小，密閉性好，可避免鉛和硫對工作環境的污染。精礦中的硫被氧化成二氧化硫進入煙氣，產生的熔融粗鉛和爐渣在爐子的沉淀區聚集，粗鉛的硫含量非常低，通過較徹底的氧化，可使粗鉛的含硫量小于0.1%。燃燒器的效率很高，而且通過它能對氧化過程進行嚴格控制，因此在該工藝中，氧氣的利用率接近100%。在爐子的沉降槽中，熔融的顆粒從煙氣流中分離出來，形成爐渣層。貴金屬進入粗鉛，和粗鉛一道從沉降槽底部連續放出。由于使用氧氣，鉛和二氧化硫的逸出量很少。采用奧托昆普法，可將所有的過程，包括爐渣貧化放在一個設備中進行，粗鉛的產率較高，而爐渣的產率較低。爐內的溫度較低，能處理濕的物料。

2.6水口山煉鉛法

水口山煉鉛法由國家科委列為“六五”科技攻關項目。該項目是綜合參考了80年代國內外直接煉鉛工藝，并結合水口山礦的具體情況而開發出來的直接煉鉛工藝。其特點是:(1)設備緊湊，生產率高，原料制備簡單，因此投資省，見效快；（2）設備密閉性好，并應用了純氧，因此煙氣二氧化硫的濃度高，硫的利用率高，可消除二氧化硫對環境的污染；（3）原料含水分6%~8%，處于濕潤狀態，可控制鉛塵的飛揚。由于密閉性好，易形成負壓并有效控制漏風率，可防止含鉛煙塵的逸出，工作環境可達到國家工業衛生標準。在開發中，考慮到將氧化和還原分別在不同熔爐中進行將能獲得如下的好處:(1)氧化、還原兩個過程要求的氧勢和溫度相差甚遠，在同一室內很難同時存在兩個截然不同的熱力學區域，而兩室法可以有兩個完全不同的熱力學區域；（2）氧化和還原要求不同的渣型，采用兩室法，可有效地進行調整；（3）氧化和還原兩個過程產生的煙塵成分不同，兩室法有利于將其分離；（4）氧化和還原產生的氣體成分不同，還原段二氧化硫含量極微，兩室法可將其分開，從而進入制酸系統的煙氣量大幅度減少，有利于二氧化硫的回收。基于上述原因，水口山煉鉛法選擇了兩室法的工藝流程。其氧化設備采用圓筒形臥式轉爐，特點是設備簡單，密封性能好，操作方便，反應過程容易控制，采用底吹方式，爐襯壽命長。而其還原設備曾考慮過用貧化電

爐加噴煤，但未獲得成功。后考慮到鼓風爐還原煉鉛技術成熟可靠，因此決定采用鼓風爐作為還原設備。北京有色冶金設計研究總院在水口山煉鉛法半工業性試驗和消化吸收QSL法技術的基礎上，將氧化和還原分兩段進行，在一個水平回轉式熔煉爐中，加入鉛精礦、含鉛煙塵、熔劑及少量粉煤從熔池底部的氧槍噴入工業純氧，將部分鉛氧化成氧化鉛，氧化鉛和熔池上部的硫化鉛發生交互反應生成一次鉛、氧化鉛渣和二氧化硫，渣鉛沉淀分離分別放出。氧化鉛渣鑄塊后送鼓風爐熔煉產出二次粗鉛。熔煉爐采用微負壓作業，車間含鉛塵低于0.1mg/m，符合國家環保標準。此工藝經半工業性試驗證明，鼓風爐處理含鉛40%左右的氧化鉛渣是可行的，鼓風爐渣含鉛可小于4%。用氧氣底吹熔煉爐可取代串通的燒結機，利用了硫化物氧化的熱，在采用純氧時基本可自熱，降低了能耗，二氧化硫濃度高便于制酸，解決了硫污染的問題。

2.8低溫堿熔煉法

俄羅斯學者提出了鉛生產的生態低溫煉鉛工藝低溫堿熔煉法。含鉛原料和堿在600～700，下熔煉得到含鉛小于97%的粗鉛，硫和其它組分進入堿性熔體，用濕法處理再生堿，回收銅、鋅等，該工藝可減少1/2～1/3投資。

綜上所述，國內外的這些直接煉鉛技術既充分利用了硫化物氧化放出的熱量，降低了能耗，又完全回加入鉛精礦、含鉛煙塵、熔劑及少量粉煤，從熔池底部的氧槍噴入工業純氧，將部分鉛氧化成氧化鉛，氧化鉛和熔池上部的硫化鉛發生交互反應生成一次鉛、氧化鉛渣和二氧化硫，渣鉛沉淀分離分別放出。氧化鉛渣鑄塊后送鼓風爐熔煉產出二次粗鉛。熔煉爐采用微負壓作業，車間含鉛塵低于0.1mg/m3，符合國家環保標準。此工藝經半工業性試驗證明，鼓風爐處理含鉛40%左右的氧化鉛渣是可行的，鼓風爐渣含鉛可小于4%。用氧氣底吹熔煉爐可取代串通的燒結機，利用了硫化物氧化的熱，在采用純氧時基本可自熱，降低了能耗，二氧化硫濃度高便于制酸，解決了硫污染的問題。綜上所述，國內外的這些直接煉鉛技術既充分利用了硫化物氧化放出的熱量，降低了能耗，又完全回和冰銅。金、銀、鉍富集于粗鉛中，冰銅中富集了大部分銅、硫和鋅。冰銅經濕法處理，可回收蘇打并返回配料。浸渣可提煉銅、鋅。此法使硫轉化為硫化鈉，不產生二氧化硫，便于運輸保管。

3傳統工藝的不足

上述直接煉鉛工藝的產生，冶煉界普遍認為燒結焙燒鼓風爐熔煉工藝具有一些該工藝固有的弊病：即生產環節多，流程長，返料多，不能充分利用精礦的表面能和燃燒熱。特別是由于該工藝生產環節多，產生粉塵、煙塵的污染源也隨之增多，因此煙氣難以治理。發達國家的鉛冶煉廠在不斷地比較新舊方法在經濟和技術方面的孰優孰劣。新方法在技術方面的優勢十分明顯，但都有一個投資龐大的弊端。投資過大的弊端嚴重地制約了新方法的推廣和應用。在這種情況下，許多發達國家的鉛冶煉廠仍保留了傳統的燒結焙燒鼓風爐熔煉工藝，全力搞好設備密封和煙氣治理，同樣達到了治理環境污染和改善工業衛生的目標。如歐洲金屬公司在法國的諾瓦耶爾(哥達爾特冶煉廠通過采用丹麥托普索公司的濕氣制酸技術，成功地治理了低濃度二氧化硫煙氣(約含SO23%)，將硫的年排放量從原來的2.6萬t降低到現在的600t，滿足了法國政府的環保要求。此外，國外一些廠還對燒結焙燒鼓風爐熔煉工藝進行了許多改進:如有的廠采用了預熱空氣和富氧，既降低了熱能消耗，又提高了生產能力；許多工廠采用了汽化水套，有效地利用了廢熱；加強了過程控制的自動化，既減輕了工人的勞動強度，又減少了工人人數。從管理角度來看，每個人都是一個管理點，操作人員越多，表明管理點越多，不確定因素也越多，因此，隨著操作人員人數的減少，不確定因素減少了，人為事故的發生率也隨之下降了。我國沈陽冶煉廠的70m2燒結機采用了氧濃度為23%~24%的富氧，燒結能力比原來提高了15%，二氧化硫濃度得到提高，達到2%。奇姆肯特鉛廠在其兩臺75m2的燒結機上也采用了富氧，不但煙氣中的二氧化硫濃度達到了5%左右，而且燒結機的處理量達到了41.4t/(m2(晝夜)，使產量翻了一番。國外很多鉛廠在鼓風爐熔煉時也采用了富氧鼓風，顯著提高了粗鉛產量，同時焦耗明顯下降。日本、加拿大、英國等國家的冶煉廠還在鼓風爐熔煉時往鼓風中加入天然氣，或采用熱風。其中，采用熱風能使爐床熔煉能力提高30%，焦耗則下降30%。而且由于熱風的采用，使爐內的高溫區集中，從而降低了渣含鉛量。結束語

鉛冶金工藝及方法在近些年中并無實質性進展，只有一些針對上述工藝的局部改進。而由于鉛價低迷不振，使得傳統的燒結焙燒鼓風爐熔煉工藝仍在鉛生產中占據著主導地位，且由于擁有傳統工藝的廠家作了一些針對性改造，加強了自動化儀表控制和機械化力度，使得傳統工藝仍顯示出勃勃生機。與消費能力相比，鉛的生產能力大一些。但由于鉛這種金屬比較容易生產，在鉛價變好時，一些暫時潛伏起來的產能會大量釋放出來，從而將壓制鉛價的大幅回升。硫化鉛精礦的熔煉工藝在80年代就已經獲得了巨大的進展，并完全可以滿足未來的鉛冶煉工業發展的需要。富氧的應用使煙氣量減小，二氧化硫濃度提高，但如今的硫酸廠由于熱平衡問題，還不能處理含二氧化硫高于9%的煙氣。因此獲得的高濃度煙氣的許多優越性沒有得到發揮。然而，硫酸的生產還取決于市場的需要量，目前由于環境的壓力酸雨的問題和硫酸市場的飽和，應該研究以其它形式回收冶煉煙氣中的硫，并拓展其市場。未來的硫化鉛冶煉廠將是完全的連續熔煉、使用高強度的冶煉設備、全自動化和裝備有能嚴密監控流量、溫度和化學過程的全套檢測設備，而這些都通過集散控制系統管理，全部操作過程在密封的室內完成，無任何煙氣外泄。

文獻：1中國大百科全書：鉛冶煉的發展簡史;礦冶卷.中國大百科全書出版社，1984

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第三篇：冶金自動化技術現狀和發展趨勢

冶金自動化技術現狀和發展趨勢

來源: 發表時間:2008-9-9 15:49:36

我國已連續4年成為世界鋼材產量的第一大國，同時鋼材品種、結構調整正在卓有成效地加速進行，冶金自動化也發揮著越來越重要的作用。回顧我國冶金自動化取得巨大成就的同時，應清楚地看到我們的差距和問題，按照我國走新型工業化道路的要求，結合我國冶金工業發展需求，制訂我國冶金自動化技術的戰略規劃。

冶金自動化技術作為自動化在冶金行業的應用技術，其發展軌跡既遵從自動化學科自身的發展規律，也與鋼鐵工業的發展，包括工藝路線演化、制造裝備的更迭、生產流程和組織方式、企業運營模式的改革和進步等密切關聯。

一、冶金自動化技術現狀和差距

按照目前流行的自動化體系結構，典型的冶金自動化系統按功能層次可分為過程控制系統、生產管理控制系統、企業信息化系統3個層面。

（一）過程控制系統

在基礎控制方面，以PLC、DCS、工業控制計算機為代表的計算機控制取代了常規模擬控制，已在冶金企業全面普及。據最近中國鋼鐵工業協會的調查結果，按冶金工序劃分，計算機控制的采用率分別為高爐100%，轉爐95.43%，電爐95.9%，連鑄99.42%，軋機99.68%。近年發展起來的現場總線、工業以太網等技術逐步在冶金自動化系統中應用，分布控制系統結構替代集中控制成為主流。在控制算法上，回路控制普遍采用PID算法，智能控制、先進控制技術在電爐電極升降控制、連鑄結晶器液位控制、加熱爐燃燒控制、軋機軋制力控制等方面有了初步應用，取得了一定成果。在檢測方面，與回路控制、安全生產、能源計量等相關的流量、壓力、溫度、重量等信號的檢測儀表的配備比較齊全；高爐的軟熔帶形狀與位置、高爐爐缸渣鐵液位、煉鋼過程的熔池鋼水含碳量和溫度、連續鑄鋼過程的結晶器鋼坯拉漏預報、鋼材質量和機械性能預報等軟測量技術取得了初步成果。在電氣傳動方面，用于節能的交流變頻技術普遍采用；國產大功率交、直流傳動裝置在軋線上得到成功應用。

在過程建模和優化方面，計算機配置率有較大幅度提高，根據最近中國鋼鐵工業協會的調查結果，按冶金工序劃分，計算機配置率分別為高爐57.54%，轉爐56.39%，電爐58.56%，連鑄60.08%，軋

機74.5%。但是，應當清醒地看到，過程計算機更多地起到了數據匯總、過程監視和打印綜合報表的作用，由于冶金過程的復雜性，數學模型的適應性很差，過程優化方面的功能大打折扣，即使高價從國外引進的過程控制系統充分發揮作用的也不多。近年來，把工藝知識、數學模型、專家經驗和智能技術結合起來，在煉鐵、煉鋼、連鑄、軋鋼等典型工位的過程模型和過程優化方面取得了一定的成果，如高爐煉鐵過程優化與智能控制系統、有副槍轉爐動態數學模型、電爐供電曲線優化、智能鋼包精煉爐控制系統、連鑄二冷水優化設定、軋機智能過程參數設定等等，但如何保證其長期穩定運行并推廣普及還需進一步做工作。

（二）生產管理控制系統

根據最近中國鋼鐵工業協會的調查結果，按冶金工序劃分，生產管理控制系統計算機配置率分別為高爐5.97%，轉爐23.03%，電爐26.12%，連鑄20.64%，軋機41.68%。從功能上來講，信息集成和事務處理的層面多一些，決策支持和動態管理控制作用沒有發揮出來。近年來，冶金企業逐步認識到MES（制造執行系統）的重要性，在綜合應用運籌學、專家系統和流程仿真等技術，協調生產線各工序作業，進行全線物流跟蹤、質量跟蹤控制、成本在線控制、設備預測維護等方面取得了初步成果，但如何真正在冶金企業發揮作用并結合各企業現狀進行推廣還需做大量細致務實的工作。

（三）企業信息化系統

隨著企業管理水平的不斷提高，“信息化帶動工業化”在冶金企業成為共識，企業信息化方興未艾，受到企業領導高度重視，各企業紛紛開始信息化規劃和建設，很多企業已經構造了企業信息網，為企業信息化奠定了良好的基礎。漆永新在“解讀鋼鐵企業信息化”的報告中指出:“我國鋼年產量500萬t以上的8家企業100%上了信息化的項目，鋼年產量50萬ｔ以上的58家企業中有45家上了企業信息化的項目，占77.6%”。從功能角度講，企業資源計劃（ERP）成為熱點，以德國SAP為代表的ERP通用產品和韓國浦項、臺灣中鋼為代表的定制系統都在冶金企業找到了落腳點。此外，供應鏈管理系統（SCM）、客戶關系管理（CRM）、企業流程重組（BPR）等概念也被冶金企業所熟悉。企業信息化工作是企業管理的一場革命，不可能畢其功于一役，需要對其本質意義的深刻理解和方方面面條件的支撐，從觀念轉變、管理機制變革到信息的上通下達，還有相當長的路要走，才能真正發揮效益，避免掉入信息化投入的“黑洞”。

二、鋼鐵行業未來發展對冶金自動化技術的需求

（一）鋼鐵行業未來發展及制約因素

黨的十六大提出了全面建設小康社會的宏偉目標，2020年國民生產總值比2000年翻兩番。要實現新型工業化的目標，離不開鋼鐵工業強有力的支持，中國鋼鐵工業將繼續保持穩定發展態勢。根據中國鋼鐵工業協會2003年組織的市場調查結果，預計2005年國內實際鋼材消耗量達到2.5億ｔ，2010年達

到3.1億ｔ，要求國內鋼鐵產能有較大幅度的提高。目前我國仍有近2/3的優質鋼材需要進口，國內鋼鐵企業在品種質量方面還需要做艱苦的努力。鋼鐵行業未來在數量和質量兩方面的發展都存在著很多制約因素。在產能增加方面，首先是資源缺乏的矛盾日益突出，例如按目前的消耗水平，現有冶金礦產資源將很難保證本世紀內生產的需求；其次，能源結構不合理，二次能源利用還很不充分，能耗高；第三，推行高效、低耗、優質、污染少的綠色清潔生產雖已有了初步成效，但從總體上看還處于初始階段。在品種質量方面，首先是淘汰落后工藝裝備的任務還未完成，流程的全面優化和工藝裝備的進一步優化還受各種條件的制約，大型設備依賴進口，特別是薄板連鑄連軋生產線等基本全套引進；其次，在新品種開發方面，原創性自主創新不多，產品質量的技術保障體系尚需完善。

（二）冶金行業技術進步以及對冶金自動化技術的需求

以上問題的解決，最終必須依靠冶金行業技術創新能力的增強，同時，對冶金自動化技術提出了新的挑戰。

煉鐵系統（鐵、焦、燒）是高爐-轉爐流程降低成本和提高環境質量的瓶頸，目前現狀和國際煉鐵發展目標有相當的差距，要向渣量150～300kg/t、焦比240～300kg/t、噴煤250～300kg/t、風溫1250～1300℃、壽命大于20年的21世紀國際先進目標努力。對自動化技術的需求主要有:（1）開發更多的專用儀表，特別是直接在線檢測質量的儀表，采用數據融合技術；（2）針對高爐冶煉大滯后系統特點，前饋控制和反饋控制相結合，采用預測控制等先進控制技術；（3）數學模型、專家系統和可視化技術相結合，保證冶煉過程順行；（4）信息技術與系統工程技術相結合，不斷優化操作工藝，提高技術性能指標；（5）應當關注直接還原和熔融還原（HISmelt、Corex、Finex技術）等新一代煉鐵生產流程對自動化技術的新需求。

煉鋼是鋼鐵生產的重要工序，對降低生產成本，提高產品質量，擴大產品范圍，具有決定性影響：（1）目前，國內絕大多數鋼鐵廠（轉爐或電爐）均采用人工經驗控制煉鋼終點，效率低，穩定性差，無法滿足潔凈鋼或高品質鋼生產的質量要求，需要完善動態數學模型，并與爐氣分析等技術結合，提高煉鋼終點的自動控制水平。（2）煉鋼采取了很多綜合節能工藝技術，要求針對工藝的變化，建立能量/物料綜合優化模型，確定合理化學能輸入比例、頂底比例、優化電功率曲線和廢鋼/鐵水比例，以提高冶煉強度，縮短冶煉周期，提高生產效率，達到節能降耗的目的。（3）鐵水預處理和爐外精煉的發展要求建立化學成分、純凈度、鋼水溫度全線高精度預報模型，并對合金化、造渣、成分調節進行優化控制。（4）繼續優化高效連鑄和近終型連鑄技術，要求提升電磁連鑄自動控制技術；開發接近凝固溫度、高均質、高等軸晶化的優化澆鑄技術和鑄坯質量保障系統；同時考慮薄板坯連鑄、薄帶連鑄（StripCasting）等新工藝的自動化需求。

20世紀軋鋼技術取得重大技術進步的主要特征是自動化技術的應用，如計算機自動控制在連軋機上首先應用，使板帶材的尺寸精度控制得到了飛躍，AGC的廣泛推廣應用就是例證，以后的板形自動控制、中厚板的平面形狀自動控制、自由規程軋制等，無一不是以計算機為核心的高新技術應用的結果。今后，軋鋼生產工藝流程將更加緊湊，趨于鑄軋一體化生產和柔性化生產，對自動化提出新的要求:（1）要求先進的高精度、多參數在線綜合測試技術與高響應速度的控制系統相結合，保證軋鋼生產的高精度、高速度以及產品的高質量。（2）數學模型和人工智能相結合，軋鋼工藝控制和管理相結合，實現生產過程的優化和高品質化。（3）計算力學與數值模擬相結合，由軋制尺寸形狀預報和力學模擬轉到金屬組織性能預報和控制。（4）擴展控軋控冷技術與“超級鋼”技術相結合，在自由規程軋制基礎上實現真正的柔性化生產，即用同一化學成分的鋼坯，在軋機上通過工藝過程參數的控制，生產出不同級別性能的鋼材，大大提高軋制效率。

現代化鋼鐵廠，無論是以高爐-轉爐為代表的聯合企業還是以廢鋼為原料的電爐短流程鋼廠，都具有一個明顯的特征，即以產品為目標，以生產物流、能量流和信息流為紐帶，將幾個相對獨立的生產單元有機地結合起來，形成高效化生產線。由于鋼鐵企業生產效率高，物資、能源消耗、運輸、供應與銷售量大，使企業與外部市場、社會和環境建立起錯綜復雜的聯系。因此，對鋼鐵廠的生產與管理進行計算機控制，要求適應以下發展趨勢:

（1）生產過程隨著鋼鐵生產技術特別是連鑄與熱軋熱送的發展日趨連續化，高效化的連續生產，要求鋼廠計劃控制和管理系統對整個生產過程中的各工序間的物流、能流和生產時序進行準確預報，實現快速信息反饋，及時準確和靈活地調整生產工藝和產品方案。

（2）目前，產品萬能化的傳統鋼鐵廠正在消亡，代之而起的是產品專業化、生產集成化的新型鋼鐵廠。集成化鋼廠的基本特征是生產工序少，生產設備單機匹配，生產中的各種緩沖能力或緩沖容量逐漸減少，產品生產周期大幅度縮短，這要求計算機系統能對整個復雜的鋼鐵生產過程實現集中統一的生產管理、信息追蹤和決策調整。

（3）產品質量是鋼鐵企業的生命線。和傳統鋼鐵廠相比，現代化鋼鐵廠的主要特點是不再單純依賴某一單一的生產工序控制產品質量，而必須從原料開始對每一工序都實現嚴格的質量控制與管理，才能保證最終產品的質量。這就要求鋼鐵企業自動化系統應具備對產品進行質量預報、在線監測和智能控制的功能。

三、冶金自動化技術發展趨勢

冶金自動化技術在自動化技術的推動和冶金行業技術需求的拉動的雙重機制作用下，必將取得更大進展。

（一）過程控制系統

冶金流程在線連續檢測和監控系統。采用新型傳感器技術、光機電一體化技術、軟測量技術、數據融合和數據處理技術、冶金環境下可靠性技術，以關鍵工藝參數閉環控制、物流跟蹤、能源平衡控制、環境排放實時控制和產品質量全面過程控制為目標，實現冶金流程在線檢測和監控系統，包括鐵水、鋼水、熔渣成分和溫度的檢測和預報，鋼水純凈度檢測和預報，鋼坯和鋼材的溫度、尺寸、組織、缺陷等參數檢測和判斷，全線廢氣和煙塵的監測等。

冶金過程關鍵變量的高性能閉環控制。基于機理模型、統計分析、預測控制、專家系統、模糊邏輯、神經元網絡、支撐矢量機（SVM）等技術，以過程穩定、提高技術經濟指標為目標，在上述關鍵工藝參數在線連續檢測基礎上，建立綜合模型，采用自適應智能控制機制，實現冶金過程關鍵變量的高性能閉環控制，包括高爐順行閉環專家系統、鋼水成分和溫度閉環控制、鑄坯和鋼材尺寸及組織性能閉環控制等。

（二）生產管理控制系統

冶金流程的全息集成。實現鐵-鋼-軋橫向數據集成和相互傳遞，實現管理-計劃-生產-控制縱向信息集成，同時，整合生產實時數據和關系數據庫為數據倉庫，采用數據挖掘技術，提供生產管理控制的決策支持。

計算機全流程模擬，實現以科學為基礎的設計和制造。采用計算機仿真技術、多媒體技術和計算力學技術，基于各種冶金模型，進行流程離線仿真和在線集成模擬，從而實現生產組織優化、生產流程優化、新生產流程設計和新產品開發。

提升鋼鐵生產制造智能。在生產組織管理方面，基于事例推理、專家知識的生產計劃與運籌學中網絡規則技術，提供快速調整作業計劃的手段和能力，以提高生產組織的柔性和敏捷化程度；根據各工序參數，自動計算各工序的生產順序計劃及各工序的生產時間和等待時間，實現計劃的全線跟蹤和控制，并能根據現場要求和專家知識，進行靈活的調整；異常情況下的重組調度技術以及在多種工藝路線情況下，人機協同動態生產調度。在質量管理方面，基于數據挖掘、統計計算與神經網絡分析技術，對產品的質量進行預報、跟蹤和分析；根據生產過程數據和實際數據，判定在生產中發生的品質異常。在設備管理方面，采用生產設備的故障診斷與預報技術，建立設備故障、壽命預報模型，實現預測維護。在成本控制方面，采用數據挖掘與預報技術，建立動態成本模型預測生產成本；利用動態跟蹤控制技術，優化原材料的配比、能源介質的供應、產線定修制度、生產的調度管理，動態核算成本，以降低生產成本。

（三）企業信息化系統

企業信息集成到行業信息集成。信息化的目的之一是實現信息共享，在有效競爭前提下趨利避害，在企業信息系統的編碼體系標準化、企業異構數據/信息集成基礎上，進一步實現協作制造企業信息集成，全行業信息網絡建設及宏觀調控信息系統，直至全球行業信息網絡建設及宏觀調控信息系統。

管控一體化，實現實時性能管理（RealPerformanceManagement）。協調供產銷流程，實現從訂貨合同到生產計劃、制造作業指令、產品入庫、出廠發運的信息化。生產與銷售連成一個整體，計劃調度和生產控制有機銜接；質量設計進入制造，質量控制跟蹤全程，完善PDCA質量循環體系；成本管理在線覆蓋生產流程，資金控制實時貫穿企業全部業務活動，通過預算、預警、預測等手段，達到事前和事中的控制。

知識管理和商業智能。利用企業信息化積累的海量數據和信息，按照各種不同類型的決策主題分別構造數據倉庫，通過在線分析和數據挖掘，實現有關市場、成本、質量等方面數據-信息-知識的遞階演化，并將企業常年管理經驗和集體智慧形式化、知識化，為企業持續發展和生產、技術、經營管理各方面創新，奠定堅實的核心知識和規律性的認識基礎。

四、小結

我國冶金自動化技術取得了很大的進步，為鋼鐵工業的發展做出了貢獻，但與國際先進水平相比，還有相當大的差距。鋼鐵工業在數量和質量方面的發展為冶金自動化技術的發展既提供了機遇，也提出了新的挑戰。面對冶金企業花巨資大量引進的國外軟硬件產品、先進技術和自動化系統，我國冶金自動化工作者任重道遠。

冶金自動化技術發展應緊密關注冶金行業技術發展動態和企業需求，在保障功能的前提下注重提升性能，加強過程工藝、工裝設備、企業管理、生產組織、自動化等多專業的產學研聯合攻關，以提高冶金企業經濟效益、增強企業綜合競爭力為主要目標，制定科學、合理的研究開發計劃，走消化吸收、自主開發相結合，原始創新、集成創新相結合的技術路線，不斷推出新的冶金自動化技術成果，形成一批具有自主知識產權的綜合自動化軟件和硬件產品，全面提高我國冶金工業經濟效益和綜合競爭力，促進我國冶金自動化軟硬件產業的跨越式發展。

第四篇：模具制造自動化發展形勢分析

臺州亞古機床設備有限公司

模具制造自動化發展形勢分析

在模具加工日益發達的今天，模具加工由原來的依賴工模師傅的做模經驗，通過打樣、雕刻、放電等模式進行模生產，發展到現在通過使用CAE進行流道分析/模擬、以CAD進行設計、以CAM進行編程、以CNC來加工工件及電極、以

至配件標準化/現代化的模具加工方式。

模具加工趨向模塊化

在模具加工日益發達的今天，模具加工由原來的依賴工模師傅的做模經驗，通過打樣、雕刻、放電等模式進行模

生產，發展到現在通過使用CAE進行流道分析/模擬、以CAD進行設計、以CAM進行編程、以CNC來加工工件及電極、以至配件標準化/現代化的模具加工方式。近幾年由于標準化夾具的使用日益普及，大量的模具型心及電極加工方式

得以實現標準化加工，模具加工向模塊化方向發展。

模具加工周期縮短

現在商品的更新周期的縮短，市場的競爭日益激烈，因而要求模具的加工更加快速，于是模具加工周期由原來的30～40天減少到15～20天，甚至更少。模具加工企業就必須有更高效的生產效率，才能適應商品的更新周期。

模具加工自動化，大大提高了生產效率

隨著人力成本的提高，原材料價格上漲，模具價格下降等原因，使模具加工企業必須改用新技術來提高模具的生

產效率。隨著機器人技術的高速發展，模具加工自動化就出現在人們的眼前。自動化線體綜合了多臺CNC、EDM、CMM、機器人等眾多設備，大大提高了生產效率。

憑可識別芯片能精確、可靠地識別任何一個工件和電極OPS-INGERSOLL公司為模具制造廠量身定做的模具中心，由一臺電火花成形加工機床、一臺CNC高速加工中心、一個料庫和一臺機器人所組成。由任務管理系統協調加工過

程，根據任務優先原則對加工進行排序。料庫由可識別芯片的8個UPC工件托盤和70～180個ITS電極夾頭組成，機器

人和機床憑可識別芯片能精確、可靠地識別任何一個工件和電極。

模具中心可連續24小時運作

模具中心可連續24小時進行可靠運行。工件在一次裝夾后完成放入模具中心進行CNC加工及EDM放電加工，大大

提高了加工質量，成倍提高了加工速度和產量，從而縮短了模具的生產周期。這種通過系統自動化技術，集成不同加

工工藝已是模具制造技術的發展趨勢。將電火花成形加工和高速銑削集成到了一個加工單元中，充分發揮各自的工藝

優勢，明顯提高了設備生產效率、縮短制造時間和模具生產周期，并提高模具加工精度和機床使用率，從而達到降低

模具加工成本。這些優勢是采用單獨運行的設備所不能取得的。

OPS-Ingersoll模具中心，實現工件的綜合高效加工

OPS-INGERSOLL模具中心在接受作為訂單的加工任務后，就可從CAD/CAM開始，建立加工項目，將工件加工

過程中的工件加工程式，電加工程式放入相應的加工項目中，通過模具中心的中央控制系統進行機床控制、工件搬運、托盤夾緊、電極裝夾和刀具選取、機床加工啟動和已完成加工的工件成品卸下，以及在料庫上工件的存取。所有物

件移動工作由模具中心所控制的機器人自動進行，工人只需在裝卸料工位把工件托盤裝到加工單元的料庫上便可。通

過自動化解決方案把兩種不同加工方式的機床集成在一起，實現了工件的綜合高效加工。

實際案例

某塑膠模具廠原有5臺普通CNC加工中心，及4臺EDM火花機，用傳統的模具加工方式每月生產20多套手機模具，模具生產能力遠不能達到其工廠訂單要求。通過引進一套OPS-INGERSOLL模具中心，模具加工過程發生了根本性的變化，模仁通過在普通CNC加工中心進行粗加工，然后精加工及電極加工則在OPS-INGERSOLL模具中心的高速加

工中心進行加工，結果能達到每月生產起碼40套模具。整個生產過程都變得輕松、高效、高質，客戶對結果非常滿意。

高速銑削和電火花加工的結合，體現了模具加工工藝朝著高效低成本發展的趨勢。這種自動化集成的解決方案應

由一家同時生產電火花加工機床及高速銑床的制造廠家來供應。與同時掌握這兩種工藝的廠家合作，無疑可獲得工藝

上不偏不倚的意見和投資決策的幫助。這一籃子解決方案同時也便于設備的維護和檢修，讓設備發揮最高效率。

模具中心月產量（現狀實際平均值）

?手機模具生產率;

?鋼料平面與四周圍光刀：平均1h×2件=2h;

?CNC和EDM碰數時間:平均1h×2件=2h;

?合計：30h（一出一之一套手機模具）;

?自動化月產量：24h×30天÷23h（30h-7h=23h）=31.3套手機模具。

可以進一步改善的環節

1、盡早導入CMM（三坐標）可節約：

◆鋼料平面與四周圍光刀2h；

◆CNC和EDM碰數時間2h。

2、導入NC刀具破損檢測儀：

▼時刻監督鋼料及石墨刀具使用過后的破損程度，以掌握加工電極或工件的精準精度；

▼每天鋼料刀具在線測量2次/石墨刀具測量1次共計1h（平均值）。

3、編程工程優化：

目前鋼件加工時，粗加工余量較多，為0.4~0.5mm，以Z013036前模為例：

粗加工余量為0.4～0.5mm,在半精加工時，編程由于擔心余量過多，進行了2次半精加工，第1次半精加工留余量

為0.15mm，第2次半精加工留余量為0.08mm，如果在粗加工時留余量為0.3~0.4mm，則可以減少1次半精加工，可

以減少約10分鐘的加工時間。

以3月份生產模具數量計（3月5日～27日計劃完成日）

期間共用25套模具,其中有50%是需要淬火加工：

-1出1模具為15套,-1出2模具為10套,共計模仁70件，35×10=350分鐘≈6小時

備注：

實現以上步驟，每月可節約時間及增加產量：

（2h+2h）×30天=120h（導入CMM），每月可多帶來120h÷23h=5套模具（10件模仁）。

第五篇：編組站綜合自動化的發展分析

編組站綜合自動化的發展分析

摘 要

通過分析未來運輸指揮對編組站的需求,確立了編組站綜合自動化的研究方向,展望了未來的技術發展。

關鍵詞:編組站綜合自動化;數據集成;決策集中

編組站是鐵路貨運運輸組織的核心單元,是保證路網暢通、提高運輸效率的關鍵。如何通過先進的技術手段,提高編組站的作業效率,是鐵路工作者的重要研究目標之一。本世紀前,編組站的研究主要劃分為二大領域,一是以信息管理技術為核心的信息系統研究,其目標是如何高效管理信息,加快信息傳遞速度,加大傳播范圍,使運輸指揮人員更快捷、更準確、更及時地掌握現場情況,提升運輸組織水平,提高編組站效率;另一個是以自動控制技術為核心的控制系統研究,其目標是如何更安全、更高效地執行現場作業,使現場作業更安全、更高效,通過縮減單項作業時間來提高整體效率。

進入21世紀后,鐵路運輸供需關系的矛盾更加尖銳,編組站的編解任務不斷加重,鄭州北、新豐鎮等路網性編組站的實際辦理輛數已遠遠高于設計能力,傳統的技術手段已難以滿足日益迫切的市場需求。技術方面,經過幾十年的研究、探索,編組站的管理系統、控制系統也逐步成熟,并已呈現出相互融合的趨勢,綜合管、控的新一代自動化系統呼之欲出。在此形勢下,北京全路通號設計院、鐵道科學研究院、鐵道部信息中心開始了編組站綜合自動化系統的設計和研發,并分別推出了“計算機集成過程系統”(ComputerIntegratedProcessSystem,簡稱CIPS)和“新一代編組站自動化系統”(SyntheticAutomationofMarshallingyard,簡稱SAM)兩個解決方案。

一、編組站綜合自動化產品現狀

編組站綜合自動化是管理信息系統和計算機聯鎖系統、駝峰自動化系統、峰尾停車器自動控制系統、調機安全監控系統等各種過程控制系統,以及安全監測、閉路電視監控、微機監測等監控系統,通過信息集成與整合,加上智能決策和調度信息綜合運用,實現編組站高度自動化的復雜系統。編組站綜合自動化的核心是管理系統和控制系統的集成,是編組站自動化技術的質的飛躍。從管理系統的角度看,由于共享了控制系統反饋的豐富信息,使信息系統對站場車輛、設備的狀態掌握更加及時、準確,綜合自動化已不再局限于簡單的信息管理,而是從資源規劃的角度,去輔助決策者統籌安排全站運輸資源和生產計劃,向智能化的方向發展。從控制系統的角度看,由于共享了管理系統的階段計劃等信息,控制的范圍從針對單項作業的簡單自動化,擴展為整個流程聯控的綜合自動化,使自動選擇執行時機成為可能,理論上可以不再需要人工干預,自動化的程度大幅提高。當前的編組站綜合自動化產品,包括鐵科院、鐵道部信息中心聯合研發的SAM和通號院研發的CIPS兩個解決方案。1.1 SAM特點

SAM通過管控結合來集成信息和控制系統,兼顧智能化和自動化兩個方向，注重編組站和其他信息系統的信息共享,強調局站融合，其特點可歸納如下。1.1.1兼顧智能化和自動化兩個方向

智能化是傳統管理信息系統的發展目標,自動化是傳統控制系統的發展目標。SAM的管控結合方式既保留了部中心車站系統的最佳實踐,又繼承了鐵科院在駝峰、峰尾、調機等自動控制領域的豐富經驗,因此,能夠兼顧智能化、自動化兩個方向,既注重通過宏觀計劃優化資源使用,又注重通過微觀計劃提高作業效率,從二方面促進編組站作業效率的提升。1.1.2強調信息共享和局站融合

由于部中心肩負了全路信息化的使命,因此能夠從更大的視角來看待編組站系統,能夠把編組站工作融入到全局運輸指揮的大局來統一考慮,注重車站計劃在全局日/班、階段計劃中的位置和作用,提倡局站融合的計劃編制方式,并注重車站系統與貨票等其他應用的信息共享,從全局角度定位車站信息化的目標。1.2 CIPS特點

CIPS通過管控一體化來實現綜合自動化，所謂管控一體,是以控制系統為核心,通過擴大控制的外延,包容信息系統,形成的一體化系統，CIPS勇于創新,拋棄了傳統的車站信息系統設計理念,帶來了全新的設計思路;提出了“信息聯鎖”的概念,把編組站看成了一個大的聯動機,編組站的所有活動,都按照預先排定的指令,一環扣一環的執行，因此, CIPS在自動化方面的貢獻更加突出。其特點歸納如下。

1.2.1強調計劃的具體化和可執行性。

CIPS的計劃更接近控制系統的指令集,強調對計劃細節的掌控和可執行性驗證。尤其是調車計劃,在編制計劃時就預排執行進路,不允許編制當前無法執行的計劃。因此, CIPS的計劃都是可以轉化為控制指令的真實計劃,這是系統自動化的重要保證。1.2.2更加側重自動化

按照“大聯控機”的思路, CIPS理論上可以實現無人編組站,在自動化方面獨樹一幟,進行了較大創新,尤其在解放現場作業人員的手工勞動方面,取得了顯著效果。綜上所述, SAM和CIPS雖各辟蹊徑,但異曲同工,都為編組站的綜合自動化做出了成功的嘗試,取得了長足的進步。但是,從運輸組織對編組站自動化的要求來看,目前的編組站綜合自動化研究還只是剛剛起步,遠未達到成熟的水平,發展空間非常大。在當前鐵路建設高速發展的大形勢下,編組站自動化如何發展,才能適應未來運輸組織的要求,是不可回避的問題。為此,從運輸組織對編組站自動化的需求分析入手,闡述對編組站綜合自動化發展方向的設想。

二、編組站綜合自動化發展需求

隨著以客專建設為代表的鐵路建設的高速發展,中國將進入高鐵時代,既有線的貨運能力將得到較大釋放,鐵路運輸的供需關系將趨于平衡。在此情況下,鐵路的行車秩序將逐步得到改善對計劃兌現率的要求也將不斷提高。另一方面,隨著計算技術的不斷進步,機器的處理能力、存儲能力成倍增長,云計算、虛擬存儲等技術為今后的應用軟件體系結構提供了全新的模式這些趨勢,將對編組站的計劃體系提出全新的要求。具體地說,可以歸結為以下幾類。2.1業務流程

隨著計算技術的不斷發展和鐵路信息應用的不斷成熟,集中、整合的要求越來越強烈,信息系統已經不滿足于現在的信息共享方式,建立路局級數據中心,統一管理全局運輸數據已成必然趨勢。在技術上,云計算、虛擬存儲等理念也為組織集中化數據服務提供了可能,軟件即服務、信息即服務的時代已經到來,路局級的數據中心甚至并不需要設備的集中,而僅僅是邏輯上的集中。在此環境下,編組站所能獲取的信息將得到極大豐富,信息的準確性、及時性也將得到極大提升。例如,在階段計劃、運行實績、編組內容(確報)、貨票等數據成功集成后,編組站的到達車流將非常準確,精確編制階段作業計劃成為可能。因此,未來的編組站自動化研究,首先要探索新的信息環境下,如何進一步再造業務流程,以適應新運輸組織模式的需要。2.2計劃評價體系

隨著生產力布局的不斷調整,目前的運輸組織模式,已明顯向集中化方向發展。數據中心模式下,路局和車站所掌握的信息是完全相同的,形成現有局、站分工模式的基礎已不存在,決策必然要向路局端上移,車站將更多地扮演執行者而不是決策者的角色。在此模式下,編組站的計劃體系將發生根本性的變化,局站融合是發展的必然趨勢。因此,編組站自動化要把握住新布

局下車站系統的地位,側重計劃評價體系的研究,從輔助者的角度去配合路局階段計劃智能編制的研究,實現更深層次的局站一體化。2.3智能化

智能化是發達國家鐵路信息化研究的最主要內容。隨著我國鐵路運能的不斷提高、信息質量的不斷加強,行車秩序的不斷改善,智能化必然也成為主要的研究方向。編組站的智能化研究必須考慮局站一體的前提,更多側重具體作業計劃的安排。2.4控制方面

伴隨著物聯網技術的不斷發展,RFID等技術將廣泛應用于鐵路運輸,將引發編組站控制系統新的技術進步,對現場信息的掌握將更加快捷準確,對自動化的要求也將大幅提高。如何引領編組站進入物聯網時代,以及在物聯網環境下,如何發展控制系統,進一步加強編組站作業的自動化程度和安全保障,是未來編組站綜合自動化研究的另一個重要內容

三、編組站綜合自動化發展展望

綜上所述,未來編組站綜合自動化的發展方向,可概括為數據集成、決策集中、智能化、自動化4個方面。數據集成的核心是全局數據中心。全局數據中心可提供集成的列車階段計劃、運行實績、編組內容,以及貨票、機車狀態、車輛檢修等數據。數據集成就是要研究在新的數據條件下,如何改進編組站綜合自動化系統,使之更充分地利用集成信息,簡化作業流程,發揮更大效益。研究內容包括:如何調整崗位分工、作業流程,如何實現精確的車流推算,如何提高計劃質量,等等。決策集中是研究局站一體化方式下如何實現車站的階段作業計劃編制,研究方向是更深入地與路局計劃系統配合,共同完成計劃編制。具體研究內容包括:如何重新確定局、站雙方在階段計劃編制過程中的分工;如何建立有效的計劃評價體系;需要為編制計劃提供哪些數據,如何提供;如何整合貨調、機車、車輛信息,編制一體化的車站階段計劃;如何將階段計劃轉換為具體的作業計劃、作業指令;如何更有效地提供執行反饋信息;如何更有效地進行計劃調整,保證計劃對具體作業的指導作用。

智能化是研究如何利用計算機的人工智能輔助計劃編制,減少人工作業量,提高計劃的準確性。智能化研究涉及的內容包括:如何確定解編順序,保證車站的綜合指標更優;如何分配調機、駝峰、股道等運輸資源,保證計劃的成功完成;如何自動生成解體、編組鉤計劃;如何動態推算,掌握階段內任意時刻的車流,為智能編制提供決策依據。智能化研究的幾個內容是密切相關,缺一不可的,其核心是解編順序的確定。這是編組站綜合自動化的一個難題,幾十年來無數專家為此付出了艱辛的探索和努力,目前仍無獲得普遍認可的可行方案。因此,在編組站智能化研究中,應注重理論和實踐相結合的思路,既注重算法、理論的研究,也要注重經驗的運用,從多方面入手解決問題。自動化是編組站系統永恒的目標,與智能化密切相關。在概念上,智能化是試圖代替人的腦力勞動,更合理地規劃資源運用,以提高整體作業效率;自動化是試圖代替人的體力勞動,縮短現場作業時間,提高局部作業效率。自動化的研究內容,就是如何將計劃轉換為可以操作設備的指令集,以控制設備自動工作,完成運輸任務。自動化要解決三個問題:如何確定任務的啟動時機;如何驗證計劃的內容是安全的、可行的;如果無法按計劃執行,如何調整計劃,保證任務的完成。三個問題的關鍵,是如何更全面、更準確、更及時地掌握現場的設備狀態。

四、總結

未來的研究,應考慮如何將物聯網技術運用到編組站系統,使設備具有智能感知功能,實現數字化編組站,實現設備狀態的精確掌握。編組站綜合自動化是一個非常復雜的系統,SAM和CIPS對這一領域的探索,還只是剛剛起步,今后還有很長的路要走,我們要抓住機遇,認清形勢,加緊編組站綜合自動化的研究,趕上鐵路發展的步伐,建設世界一流的編組站系統