冶金行業電氣自動化應用技術分析

姜兆友

（上海二十冶建設有限公司，上海 201999）

社會的快速發展會推動我國工業結構的調整以及經濟的轉型，作為工業領域的重要分支，冶金行業往往會跟隨技術的前行而不斷應用新設備和新技術，電氣自動化技術就是其中頗為重要的一項。它的存在能夠幫助冶金行業獲得更好的發展，能夠促使其改進現階段存在的問題和不足，實現突破。而且隨著時間的推移，一些融合了先進技術的新理念和新思維也會出現在這一行業當中，為冶金工藝的提升提供更多的可能性。

1 冶金行業電氣自動化應用技術的關鍵性作用

冶金行業的電氣自動化應用主要是基于一定的計算機網絡和電子信息技術，對于冶金過程、細節以及相關要素進行操控，保證即便是在人數不足的情況下，依然可以按照原有的流程設置進行系統運作。而且隨著自動化控制軟件的研發以及工業技術的不斷進步，冶金行業電氣自動化應用技術在整個冶金生產過程中扮演的角色越來越明顯，也促使了有關電氣自動化應用技術和軟件的研發和興起，如此很大程度上降低了人工操作失誤出現的概率。尤其在管理和控制質量、應用水平以及運行效率方面，其可以借助電氣自動化技術，創造出更為可觀的經濟效益。而且將人工操作逐漸轉變為自動化操作，有助于提高國有品牌和企業的領軍能力，在降低成本、節約能源的同時，更獲得生產效率的全面提升。以節能環保為重要指向，對產品的流程設計進行優化，能夠確保各個設備得以正常運轉，工作效率顯著提升。[1]

2 冶金行業電氣自動化技術的目標以及具體應用策略

2.1 冶金行業電氣自動化技術概述

冶金行業電氣自動化技術的應用會反饋在整個冶金過程的各個階段，具體內容如下：

2.1.1 選礦過程的自動化應用技術

該過程所涉及的自動化應用技術主要包括球磨控制技術、礦漿輸送系統控制技術，恒力矩控和擠壓破碎技術。

2.1.2 燒結過程的自動化應用技術

其主要包括燒結過程控制技術、燒結礦水分控制技術以及返礦槽位控制技術。

2.1.3 高爐過程的自動化應用技術

其主要包括軟融帶預測技術、爐況判斷及操作預測技術、爐熱指數預測技術、爐底侵蝕預測技術、含硅量預測技術、熱風爐炊燃燒氣體流量設定及操作預測技術等。

2.1.4 青煉過程的自動化系統技術

其主要包括合金元素計算技術、靜態脫碳技術以及升溫技術、噴粉量計算技術等。

2.1.5 車轉爐煉鋼過程的自動化技術

其主要包括轉爐動態技術、轉爐靜態技術、副槍控制技術以及鐵合金投入量計算技術等。

2.1.6 連鑄過程的自動化技術

其主要包括壓縮鑄造控制技術、二次冷卻水控制技術、品質異常判斷技術以及最優切割計算技術。

2.1.7 帶冷連軋過程的控制技術

其主要包括彎棍控制技術、厚度控制技術以及輾縫設定技術和磨損技術、軋制溫度等。

2.2 對繼電器的保護運用于冶金行業電氣自動化系統當中

鑒于我國的冶金行業不斷發展的現狀，對繼電器的保護主要是借助數字計算機來實現的。在推進冶金行業供電系統低壓短路電線實驗的過程中，其可以實時放寬在時間方面的限制和要求，而且值得一提的是，如此產生的造價也是低廉的。因為鋼鐵冶金行業本質上屬于負荷類，所以電氣傳感器能夠感知外部信息，并將這些信息所呈現的信號規律進行詮釋以及必要的轉換。簡言之，就是指傳感器能夠幫助系統將外界所獲取的信號直接轉換成內部電路信號。繼電器的傳感器主要包括兩部分，分別是敏感組件和轉換組件。其能夠幫助系統進行信息的傳輸以及處理，實現存儲、顯示以及記錄等功能，所以，它的存在對于冶金行業而言具有十分關鍵的作用。[2]具體來說其在冶金行業電氣自動化系統當中的應用主要可以區分為下述兩個模塊。

2.2.1 壓力傳感器分析

在實際進行冶金工業實踐以及儀器儀表控制的過程中，壓力傳感器使用的頻率會比較高，而且除了在冶金行業有所應用外，在其他行業的應用頻率也比較高，比如在各種交通運輸行業、智能建筑行業、工業自動化控制環境當中等。其能夠借助壓力的不斷變化，讓電流或者電壓也產生變化，最終將壓力傳輸到裝運煤的高爐上對其數量進行必要的控制和分析。

2.2.2 溫度傳感器分析

這種傳感器能夠借助溫度實現對信號傳輸的轉換，對鍋爐爐體的溫度進行一定的檢測和控制。可以說在溫度測量儀表當中，該項設備是核心，作用和地位不言而喻。

2.3 冶金行業鍋爐煙氣排放的自動化控制技術

為了切實降低排出煙氣當中的硫化物以及氮化物的含量，我國提出了一系列的節能減排措施，整體來看，當下我國的二氧化硫排放標準也是非常嚴格的。舉例來說，火電機組的二氧化硫排放量以及氮氧化物濃度都應該低于一定的比例，概括地說，現階段所使用的脫硫技術主要包括下述三種。

2.3.1 干法脫硫

其主要是指借助粉狀、粒狀的催化劑或吸收劑來脫去廢氣當中的硫化物，諸如荷電干式噴射法、等離子體法、活性炭吸附法等也屬于該方法體系。干法脫硫的工藝特點在于，其必須在干燥的狀態下進行工作，而且其實際的產物都是干粉狀的物質。因為脫硫過程中并不會產生廢酸、水汽，進而導致二次污染的概率非常低，設備也不會受到腐蝕和影響。[3]

一般情況下，荷電干式噴射法、等離子體法等主要是借助高能電子激活煙氣當中的硫化物質，導致產生大量的自由基和離子等活性粒子；活性炭吸附法則是通過使用吸收劑來高速通過高壓靜電電暈的充電區，進而增加吸附劑與硫化物發生化學反應的機會，也縮短了發生化學反應的時間，讓脫硫的效率得到顯著提升。

2.3.2 半干法煙氣脫硫

其主要發生在各種氣體、液體以及固體的脫硫工藝需求當中，借助煙氣濕熱證法吸收液體當中的水分，進而讓反應物呈現干粉的狀態。其可以通過和袋裝除塵器進行配合，提高脫硫的效率以及質量。除此之外，半干法煙氣脫硫法還包括排煙循環流化床脫硫法等，其本身的質量和效率也比較高。

概括地說，這種方法又可以被細分為旋轉噴霧干燥法和爐內噴鈣增濕活化法，其中前者主要是借助高速旋轉噴霧設備讓吸收劑液霧化與煙氣發生化學反應，其轉速和脫硫效率呈正比例關系；后者相對來說更加適合中低硫煤，通過在空氣加熱空間以及除塵間之間設置一個活化反應器，利用噴水進行加濕處理，達成脫硫反應的目的，而且這種反應所需要投入的成本也比較低。[4]

2.3.3 濕法煙氣脫硫

其主要是借助液體吸收劑來對煙氣當中的二氧化硫進行必要的吸收，進而達到利用煙氣進行脫硫的目的。這種工藝目前來說應用比較普遍，尤其是石灰石-石膏濕法技術已經頗為成熟，脫硫率和脫硫效果都非常理想，也不會造成二次污染，具有一定的環保效應。此外，濕法工藝當中還包括雙堿法、氨法、堿性硫酸鎂法等，通常情況下，這種處理工藝所需要投入的成本會比較高，相對來說更加適合高濃度的硫煤進行脫硫處理。但是半干濕法和干法的成本相對來說會更加低廉一些，比較適合一些含硫程度處于中低段位的情況，所以在實際應用的過程中，還需要結合具體的情況進行針對性的分析與調整。

隨著社會經濟的不斷發展，在這樣一種技術不斷得到普及和應用的過程中，為了切實降低運行成本，一些諸如廢電石渣等吸收劑也會被應用到該項技術發生作用的過程中，也可以使用堿性物質來吸收煙氣當中的二氧化硫。

3 冶金行業電氣自動化應用技術的發展趨勢

當下，我國很多冶金行業電氣自動化應用技術都是通過申請專利、從國外引進而獲得使用的，如此很容易導致我國的冶金行業自動化發展長期受制于人。所以為了改變這樣一種情況，我國必須加強技術研究，一旦我們自己擁有了更多的自主研發技術和專利，我們的冶金行業也將迎來一次發展的巨大變革，電氣自動化技術應用也將達到前所未有的高度，大大提高整個行業的發展水準以及產品的質量。[5]

與此同時，伴隨行業競爭的日漸白熱化，大眾對于電氣自動化服務的質量要求也不斷增高。盡管目前冶金行業的電氣自動化應用技術較為廣泛，但過程中因為也存在才做不合理之處，倒是技術應用也不夠成熟，促使這種技術應有的價值和功能沒有得到充分的發揮和實現。

總而言之，冶金行業主要是借助相關加工工藝完成對各類礦石的加工，促使其成為金屬材料。而在實際生產和加工的過程中，因為工藝流程復雜、涉及技術較為多元等情況，其必須重視對電氣技術以及設備的應用，強調電氣自動化應用技術可謂順應時代、勢在必行。基于此，有必要對電氣自動化技術以及特點進行分析，解讀相關技術設計的元件、設備，為推動行業的可持續發展、健康前行，提供足夠的保障。