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(jì)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(dú)立實(shí)現(xiàn)某種功能的八大單元，各單元之間用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號聯(lián)系，應(yīng)用靈活、通用性強(qiáng)，可以構(gòu)成多種復(fù)雜的自動檢測和控制系統(tǒng)，便于儀表的生產(chǎn)、維護(hù)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(jì)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(hù)、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(jì)80年代，我國開始引進(jìn)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(jìn)一步發(fā)展成智能式單元組合儀表，如DDZ－S型系列儀表。進(jìn)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(dá)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(jìn)，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(jì)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(jì)算機(jī)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。現(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(diǎn)，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(jìn)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(jìn)傳感器與電子技術(shù)，具有檢測、控制、顯示、報(bào)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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(jī)結(jié)合，將進(jìn)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(shí)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(shí)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(yuǎn)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(jìn)行數(shù)字通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)定零點(diǎn)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(jìn)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(shí)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(yàn)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(shí)現(xiàn)對流量的壓力和溫度補(bǔ)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(shí)時全參數(shù)動態(tài)數(shù)字補(bǔ)償技術(shù)(實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償功能)和滿量程靜壓補(bǔ)償技術(shù)，實(shí)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(dú)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(tuán)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(shí)際情況，確定維修保養(yǎng)計(jì)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(jìn)行可靠度鑒定；準(zhǔn)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(hù)，可以結(jié)合廠容廠貌美化要求進(jìn)行涂裝；屋面工程的維修維護(hù)，要從滲漏點(diǎn)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(bǔ)強(qiáng)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(jìn)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(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定，再委托有資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算、設(shè)計(jì)。

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(jī)械的使用與新建工程差別很大。特點(diǎn)：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(fù)，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(fù)），效率低、速度慢；施工隊(duì)伍的選擇：首先選具有總承包資質(zhì)的維保公司進(jìn)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(qiáng)。根據(jù)其特點(diǎn)：允許分包技術(shù)性較強(qiáng)的專業(yè)施工，如專業(yè)測量隊(duì)伍、專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)施工隊(duì)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(yùn)輸、機(jī)具入場困難，作業(yè)時間、作業(yè)空間，受生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)限制，效率難以充分發(fā)揮，施工場所存在各種危險(xiǎn)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(hù)用品有安全帽、安全鞋、安全帶及氧氣報(bào)警儀和煤氣報(bào)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(hù)目鏡、耳塞等。廢棄物、渣土大多為有毒有害物質(zhì)，要定點(diǎn)處理，不可亂棄，避免二次污染。受工作面的限制，施工機(jī)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(jī)械器具，措施費(fèi)用相當(dāng)昂貴。

2.根據(jù)維修工程特點(diǎn)，進(jìn)行維修管理策劃

根據(jù)點(diǎn)檢狀況，確定維修內(nèi)容、范圍、標(biāo)準(zhǔn)，編制維修工程預(yù)算、施工方案及驗(yàn)收辦法約定工期，減少隨意性和盲目性。施工隊(duì)伍是長協(xié)合同單位，有相應(yīng)資質(zhì)、業(yè)績和榮譽(yù)，一專多能；在合同中約束費(fèi)率，實(shí)行總成本控制。項(xiàng)目安排，受資金投入限制，不一味地強(qiáng)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(jìn)行，施工時切斷水、電、氣源，點(diǎn)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(zhǔn)”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(biāo)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(jī)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(rèn)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(hù)、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(yán)格的監(jiān)測與計(jì)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(yán)格計(jì)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(xiàng)工藝總體難度適中，實(shí)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(qiáng)化學(xué)處理，高效分離

冶金污水通過收集溝道進(jìn)入預(yù)先設(shè)置的集水池，隨后進(jìn)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(jī)械攪拌反應(yīng)池，利用機(jī)械攪拌加速其化學(xué)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(qiáng)在PAC混凝劑作用下的化學(xué)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(jìn)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(dá)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(dāng)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(jī)固化處理后外運(yùn)并進(jìn)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(jī)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(jìn)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(jìn)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(xiàng)技術(shù)難題進(jìn)行了深入的研究，并對現(xiàn)有的工藝和凈化技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)。因此，本文將結(jié)合目前處理工藝的研究進(jìn)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(jìn)展

不同的工業(yè)產(chǎn)生的焦化廢水有其各自的特點(diǎn)，在對其進(jìn)行處理的時候，必須結(jié)合焦化廢水的特點(diǎn)，選擇適合的處理工藝，才能達(dá)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(diǎn)進(jìn)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(diǎn)，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(jìn)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(jìn)行研究，我們首先需要了解什么是焦化廢水，它是一種在焦?fàn)t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(jī)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(fù)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(jì)課程不僅需要對本科和研究生課程進(jìn)行串講，還需要突出課程的實(shí)用性。目前，采用釘釘軟件教學(xué)，課程內(nèi)容分為數(shù)學(xué)模型、計(jì)算方法和數(shù)值模擬三大部分。數(shù)學(xué)模型涉及冶金傳輸原理、物理化學(xué)、冶金反應(yīng)工程學(xué)，計(jì)算方法涉及高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率與統(tǒng)計(jì)、數(shù)值分析、常微分方程解法，數(shù)值模擬涉及鋼鐵冶金學(xué)等。為了適應(yīng)學(xué)科的發(fā)展，課程增加了分形、并行計(jì)算等內(nèi)容。課程教學(xué)采用漫談方式，幫助學(xué)生了解相關(guān)學(xué)科發(fā)展趨勢，為今后研究工作進(jìn)行多學(xué)科交叉溶合奠定理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：教學(xué)；多學(xué)科交叉；線上教學(xué)；教學(xué)方法；教學(xué)內(nèi)容

隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件的發(fā)展，數(shù)值計(jì)算已經(jīng)在冶金設(shè)備設(shè)計(jì)、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(xué)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(jì)。與其它課程不同，冶金過程仿真程序設(shè)計(jì)課程具有多學(xué)科交叉等鮮明特色。針對選課的學(xué)生背景和興趣確定了教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行了有益的探索和嘗試。

一、學(xué)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(xué)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(xué)過數(shù)值分析課程。部分博士生的學(xué)士和碩士學(xué)位是熱能工程、材料學(xué)等相關(guān)學(xué)科，對冶金理論知之甚少，如何安排教學(xué)內(nèi)容是關(guān)鍵。為了不與其它課程重復(fù)，并且兼具實(shí)用性，采用漫談方式，將相關(guān)課程重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行穿插，重點(diǎn)講述知識點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)。既拓寬學(xué)生知識面，也要將重點(diǎn)問題講深說透。例如，首先復(fù)習(xí)高等數(shù)學(xué)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(xué)含義和物理意義[6]。又如，首先復(fù)習(xí)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(jì)算收斂的四大法則的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)[3]。

二、內(nèi)容新穎豐富

冶金過程仿真程序設(shè)計(jì)包含3個層次，數(shù)學(xué)模型、計(jì)算方法和數(shù)值計(jì)算，這是課程講授的主要線索。數(shù)學(xué)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(xué)、冶金反應(yīng)工程學(xué)。計(jì)算方法與高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率與統(tǒng)計(jì)、數(shù)值分析、常微分方程解法等密切相關(guān)。數(shù)值計(jì)算則是針對實(shí)際的模擬對象進(jìn)行模擬，與鋼鐵冶金學(xué)、有色冶金學(xué)等傳統(tǒng)冶金工藝學(xué)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(xué)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(jì)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(xué)生了解相關(guān)學(xué)科發(fā)展趨勢，拓寬研究思路，為后續(xù)研究工作進(jìn)行多學(xué)科交叉溶合奠定理論基礎(chǔ)。