淺談冶金機械及自動化

摘 要:冶金工業是我國國民經濟飛速發展的支柱性產業之一，為我國的現代化建設提供了充足的物質基礎。隨著科技的發展，冶金機械及其自動化的研發與使用呈現出良好的態勢。本文作者從冶金機械及自動化的在鋼鐵產業的應用出發，著重闡述了冶金機械及自動化技術的發展現狀，并提出其發展趨勢。

關鍵詞:鋼鐵冶金機械自動化發展現狀發展趨勢

中圖分類號:TU71文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(c)-0107-01

冶金機械及自動化在冶金領域發揮著重要的作用。在“十一五”期間，冶金機械及自動化技術的應用在鋼鐵產業取得重大成果，煉鐵機械、煉鋼機械、軋鋼機械、冶金設備及產品檢測、冶金過程自動控制等研究與應用，反映了冶金機械設備發展的新工藝、自動化水平和設計新技術，使冶金機械及自動化呈現良好的發展態勢。

1 冶金機械及自動化發展現狀

冶金工業是我國國民經濟的重要支柱，是我國經濟建設的依靠。從20世紀70年代末我國引進冶金技術和設備以來，我國成為世界頭號產鋼大國。與之相應的國內制造部門從此展開冶金機械及自動化技術的研究。伴隨著我國鋼鐵工業的發展，冶金機械裝備水平得到大幅提升，自動化研制和集成能力顯著加強，特別是冶金機械及自動化裝備的自主化能力及應用水平都迅速提高。

2007年至2008年度，我國鋼鐵行業與多家重型機械制造單位能力合作，研制成功2150mm熱連軋機和2130mm準予連軋機，5500mm寬厚板軋機在鞍鋼建成并投產，可用于制造大型軋輥的18500t自由鍛壓機在中信重工建成。特別是大型寬厚板軋機基本實現了國產化，板帶鋼熱、冷連軋機組的自主研制也開創了新局面，常規的大熱、冷連軋機組成套設備基本實現自主化。隨著冶金機械的發展，自動化技術的應用也越來越先進，在冶金原料生產自動化的過程中原料生產自動化、焦化生產自動化、燒結生產自動化等一系列的生產自動化和管理自動化在冶金的生產過程中發揮了重要作用，在冶金自動化的生產過程控制系統、生產管理控制系統以及企業信息化系統這三個功能層，計算機控制在高爐、轉爐、電爐、連鑄以及軋機機械上應用普遍，為高產穩產提供了充公保障，為冶金的后續生產作出了重要的貢獻。

早在2006年，冶金行業的自動化系統集成項目就以控制（大型PLC為主）和傳動為主。在原料、燒結、焦化、高爐、轉爐、電爐（煉鋼）、精煉爐、連鑄、軋機、加熱爐、均熱爐、鐵合金電爐、鋁電解等環節均涉及自動化系統集成業務。其中PLC已經尤為冶金行業的主流控制系統。在冶金行業中，軋鋼的自動化程度很高，它包含了自動燃燒控制模型、軋制節奏控制模型、粗軋自動寬度控制模型、精軋設定模型、板形設定和控制模型、精軋出口溫度控制模型、卷取溫度控制模型、卷取設定模型等，做好軋鋼自動化，PLC硬件、軟件控制都很重要，為冶金自動化的發展帶來了新的機遇。

計算機技術的發展使現代機械自動化發生了質的飛躍，當前開發研究適應于復雜制造過程的、具有閉環控制體系結構的、智能化新一代PCNC數控系統已成為可能，智能化新一代PCNC數控系統將計算機智能技術，網絡技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態以贏利為目刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體，形成嚴密的制造過程閉環控制體系。這種新技術應用于冶金機械制造將會給冶金工業帶來新的發展契機。

2 冶金機械及自動化的發展趨勢

計算機技術和微電子技術的快速發展，推動著工業運動控制技術不斷進步，出現了諸如全閉環交流伺服驅動系統、直線電機驅動技術、可編程計算機控制器、運動控制卡等許多先進的實用技術，為開發和制造工業自動化設備提供了高效率的手段[2]。這些新技術應用在冶金機械上既可提升冶金機械的使用性能又能延長冶金機械的使用壽命，為冶金行業創造更為可觀的效益。

“十一五”期間，我國冶金工業中的煉鐵設備。煉鋼設備、連鑄設備、軋制設備（板帶鋼軋制設備、型線棒管軋制設備、熱軋鋼材控冷設備）等都有新的突破，為冶金工業的發展補充了硬件設施。未來國際冶金自動化發展趨勢如下。

(1)基于數字模擬和仿真技術的研發，實現冶金全流程動態分析、評估和精準設計。

(2)綜合考慮生產效率、能耗物耗和環境指標的多目標實時優化。

(3)產品指標、運行指標和控制指標協同的全面閉環控制。

(4)數據驅動和知識驅動相結合的復雜過程建模和先進過程控制。

(5)先進傳感技術和軟測量結合的關鍵工藝參數的在線連貫測量。

(6)結合考慮物質流、能量流優化的先進能源管理和控制。

針對國際冶金行業的發展趨勢，我國冶金自動化發展趨勢主要表現在以下幾方面。

(1)過程控制系統的發展。

采用先進的電子數控技術和新型傳感器技術、光機電一體化技術、軟測量技術、冶金環境下可靠性技術等，實現冶金流程在線檢測和監控系統[3]。

(2)冶金技術信息化發展。

在工業生產控制中，網絡就是中樞神經，以工業生產起到控制作用。在冶金工業中，以計算機技術為先鋒的網絡技術、電子數控技術、計算機仿真技術、多媒體技術、計算力學技術等在冶金流程中實現集成模擬系統，通過人機交流，模擬鋼鐵生產全過程，進而推進冶金工業生產制造的智能化。

(3)生產管理系統的發展。

生產管理系統的智能化在生產組織管理上，產品質量檢測和管理上，在能源管理和優化上都體現出優越性。它科學的整合了冶金機械、冶金原材料和冶金能源，使資源配置和資源利用達到最優化，并對產品質量進行預報、跟蹤和分析，判定在生產中發生的品質異常，使冶金企業就冶金機械、產品質量、成本管理、能源管理等均有的放矢。

3 結語

我國冶金機械及自動化技術雖然取得了長足的進步，為鋼鐵工業的發展做出了不可替代的重要貢獻，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機械及自動化技術的發展即提供了機遇，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[4]，我國冶金機械研制及自動化開發工作者仍然任重道遠。冶金機械的自主研制及冶金自動化技術發展，必須注重將高科技融入其中，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，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。

參考文獻

[1]韓忠山.機械自動化技術發展趨勢的分析[J].China’s Foreign Trade，2010，14.

[2]熊釗.機械自動化的永動力-工業運動控制技術[J].知識經濟，2010，14

[3]孫彥廣.我國冶金自動化技術進展和發展趨勢分析[J].自動化博覽，2008，Z1.

[4]孫彥廣.冶金行業的自動化與信息化[EB/OL].http://www.newmaker.com/art_5551.html.2005.2.20/2011.3.30.