導(dǎo)語：如何才能寫好一篇冶金新技術(shù)及應(yīng)用情況，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

摘要：

本文概述了鋼渣的來源、分類及鋼渣的性質(zhì)、礦物組成和物理凝膠性，并對鋼渣的常用處理工藝進行了優(yōu)缺點比較；對世界發(fā)達國家和我國的鋼渣應(yīng)用情況分別進行了詳細的論述，進一步闡明了冶金渣綜合利用是最具代表性的資源循環(huán)利用、節(jié)能、環(huán)保措施之一，也是鋼鐵工業(yè)實現(xiàn)健康、持續(xù)發(fā)展的一個重要保障。目前國內(nèi)使用的鋼渣處理方法各有優(yōu)缺點，各鋼廠要根據(jù)自身條件和具體情況圍繞鋼渣利用途徑，進行處理工藝的選擇。

關(guān)鍵詞：

鋼渣；處理工藝；鋼渣應(yīng)用

鋼渣就是指在煉鋼的過程中排出的各種熔爐渣，在經(jīng)過高溫熔煉后淬冷而形成的，主要是煉鋼時的金屬爐料中各種元素被氧化生成的氧化物、金屬爐料帶進的雜質(zhì)、被侵蝕爐襯料和為調(diào)整鋼渣的性質(zhì)而加入的造渣物質(zhì)，如白云石、鐵礦石等組成。鋼渣是在煉鋼過程時的副產(chǎn)物，并且為鋼鐵行業(yè)的一種主要固體廢棄物，它的數(shù)量約為鋼產(chǎn)量的15%~20%，按這一數(shù)字計算我國每年要產(chǎn)生上千萬噸的鋼渣。鋼渣按煉鋼工藝可分為兩種：電爐渣和轉(zhuǎn)爐渣；按冶煉過程可以分為：初期渣、精煉渣；按形成的形態(tài)可分為：塊狀渣、水淬粒狀渣和粉狀渣。同時，隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，鋼渣產(chǎn)量的增加，鋼渣的應(yīng)用、環(huán)保、處理等問題也日益凸顯。

一、概述

1.鋼渣的性質(zhì)鋼渣性質(zhì)隨化學(xué)成分的變化而不斷變化，同時冷卻環(huán)境及化學(xué)成分不同也會造成鋼渣的顏色、外觀形態(tài)差異大。堿度低的鋼渣呈灰色，堿度高的呈褐灰色、灰白色。鋼渣松散不粘結(jié)，質(zhì)地堅硬、孔隙較少。鋼渣中含鐵量較高，密度為3.1~3.6g/cm3，較難磨。鋼渣的抗壓性能很好，壓碎值一般在20.4%~30.8%之間，而鋼渣中轉(zhuǎn)爐渣占了鋼渣的絕大一部分。鋼渣的主要化學(xué)成分有：Si02、CaO、FeO、A1203、Fe203、MgO、P205、MnO等，有的還有Ti02、V205等，其成分有比較大的波動。鋼渣的特點之一是Fe的氧化物以Fe203和FeO兩種形式存在，并且以FeO為主，總量一般在25％以下。鋼渣、硅酸鹽熟料和礦渣的主要化學(xué)組成相似，對比見表-1中。2.鋼渣的礦物組成與膠凝性能鋼渣礦物組成與其化學(xué)成分有關(guān)，特別取決于它的堿度(CaO與Si02、P205含量的比值)。低堿度鋼渣里主要成分為氧化鐵，并固溶有氧化鈣和氧化錳；在堿度高的鋼渣中主要含氧化亞鐵、氧化錳、氧化鎂組成的固溶體。鋼渣的主要礦物組成為：硅酸二鈣，硅酸三鈣，鈣鎂橄欖石，鐵酸二鈣，鈣鎂薔薇輝石，RO(R代表鎂、鐵和錳的氧化物組成固溶體)，游離氧化鈣(f-CaO)等。鋼渣的礦物組就決定了鋼渣會具有一定的膠凝性，主要源于其中的一些活性膠凝礦物水化。如氧化鈣含量較高時，水化經(jīng)常生成硅酸三鈣、硅酸二鈣及鐵鋁酸鹽，可以有較高的活性，可應(yīng)用于水泥生產(chǎn)。鋼渣中含有游離氧化鈣、游離氧化鎂，因而穩(wěn)定性差，這些物質(zhì)遇水會水化但是速度較慢，導(dǎo)致體積膨脹、產(chǎn)生危害，利用時要加以注意。另外，鋼渣中鐵和錳的含量也較高，由于鐵、錳離子具有極化能力，因此氧離子能脫離正硅酸鈣(錳)四面體而破壞正硅酸鹽的結(jié)構(gòu)，使四面體互相連接起來，可以生成巨大而復(fù)雜的硅氧團，從而降低鋼渣易磨性。有研究結(jié)果表明：鋼渣中的主要硅酸鹽礦物C2S和C3S的X衍射數(shù)據(jù)及巖相特征與硅酸鹽水泥熟料的A礦和B礦特征基本相似，鋼渣中存在的硅酸鹽相決定了鋼渣具有一定的膠凝性能。盡管這樣，由于鋼渣化學(xué)組成特點，鋼渣里活性相對比較高的硅酸鹽礦物及鐵鋁酸鹽礦物僅占40％~70％，遠低于硅酸鹽水泥熟料；另外鋼渣在處理工藝中其C3S易轉(zhuǎn)化為C2S及二次的游離石灰，鋼渣中高活性的C3S相對含量非常低；而且高溫融熔形成的C3S結(jié)構(gòu)較致密，水化速度也遠低于熟料中的C3S。正因如此，雖然鋼渣具有膠凝性能，但其膠凝性能尤其是早期膠凝性能遠遠低于硅酸鹽水泥熟料。

二、鋼渣的處理工藝方法比較

由于鋼渣成分的特殊性，加工處理非常困難，以前很多鋼廠都廢棄處理，這樣造成大量堆存，不僅占用了很多的土地，還造成了一些污染。這些年，隨著科技的發(fā)展進步和環(huán)保要求的日益嚴峻，鋼渣綜合利用發(fā)展的速度十分快，很多鋼鐵企業(yè)開始對鋼渣加工綜合利用，將其變廢為寶，不少企業(yè)達到鋼渣的“零”排放。目前，鋼渣以選鐵利用最為普遍，因此對鋼渣的處理主要圍繞在破碎、磁選等進行工藝設(shè)施的配套。為了減輕破碎壓力，采用水淬、風碎、熱潑等的方式先對熔融狀態(tài)熱鋼渣進行盡可能大的?；幚聿⑦M行粗的磁選(可以選出大塊渣鋼)，再通過1．2次機械破碎和磁選，選出部分渣鋼返回利用。這些工藝有各自的特點及優(yōu)缺點，具體情況見表-2。

三、世界發(fā)達國家鋼渣利用情況

工業(yè)發(fā)達國家很早就開始重視環(huán)境保護問題，因而他們的鋼渣綜合利用率一般較高，以下就是典型的幾個工業(yè)發(fā)達國家的鋼渣利用情況。在20世紀70年代初，美國的鋼渣就已達到排用平衡，實現(xiàn)了鋼渣利用的資源化、專業(yè)化、企業(yè)化，歷史上的鋼渣堆現(xiàn)已基本消除。最新數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，從2005年以來，美國鋼渣產(chǎn)量基本在2000萬噸左右，利用量也是2000萬噸左右，利用率基本達到100％。2007年以來，日本鋼總產(chǎn)量基本穩(wěn)定在為1.2億噸左右，所產(chǎn)鋼渣中21％用于道路工程，40.7％用于土木建筑工程，19.3％用于回爐燒結(jié)料，8％用于深加工原材料，5.9％用于水泥原材料，1％用于肥料，4％用于回填料,基本應(yīng)該是100%回收利用。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，整個歐洲每年產(chǎn)鋼渣約1200萬噸，其中65％已得到高效率的利用，但仍有35％的鋼渣堆積未利用。相比之下，德國的鋼渣利用率相對較高。2005年，德國約97％的鋼渣已作為基料廣泛應(yīng)用于公路交通、地下工程及民用建筑。以上發(fā)達國家鋼渣綜合利用情況表明，盡管發(fā)達國家鋼渣總體利用率相對較高，如美國、日本、德國的鋼渣利用率己接近100％，但鋼渣在混凝土生產(chǎn)中利用的效率還相當?shù)?。日本的資源再利用技術(shù)世界領(lǐng)先，但其鋼渣在水泥生產(chǎn)中的利用率也不到6％；德國的鋼渣利用率雖高，但基本上全部用作了基料，很少用于水泥。美國在上世紀90年代以前僅1％的水泥生產(chǎn)利用到鋼鐵渣，而且主要是礦渣，鋼渣基本沒有在水泥生產(chǎn)中利用。近幾年來，發(fā)達國家也逐漸開始重視鋼渣在水泥和混凝土中的應(yīng)用與研究。上世紀90年代后期美國Chaparral鋼鐵公司與TXI水泥公司聯(lián)合開發(fā)了STAR(SystemandTechnologyforAdvaneedRecycling)計劃，主要研究成果就是發(fā)現(xiàn)鋼渣可以作為原材料燒成水泥，目前該技術(shù)正在美國部分地區(qū)推廣應(yīng)用。相比較而言，中國對鋼渣作水泥燒成原料及混合材的研究與應(yīng)用雖然走在世界前列，但鋼渣粉作混凝土摻合料的研究也只是剛剛開始，還沒有在工程上大規(guī)模應(yīng)用。

四、影響鋼渣利用因素及我國鋼渣的應(yīng)用情況

1.影響鋼渣利用的主要因素鋼渣、礦渣與粉煤灰是我國冶金工業(yè)、能源工業(yè)三大主要工業(yè)廢棄物，其中礦渣與粉煤灰目前己在水泥與混凝土行業(yè)得到了大量有效的利用，礦渣的利用率近乎100％，二級以上粉煤灰在混凝土中的應(yīng)用也己非常普遍。相比之下，鋼渣雖然含有與水泥礦物類似的組成，但其利用率一直較低，主要原因有以下幾個方面：（1）受其形成過程的影響，鋼渣的化學(xué)成分、礦物組成波動大；（2）鋼渣中含有大量的鐵和含鐵元素的化合物，難以磨至理想的細度，如果磨至與水泥同樣的細度，能耗以及設(shè)備損耗都較大。此外，因鋼渣密度大，所以運輸費用高；（3）與水泥相比，鋼渣的活性低，水化速度慢、早強低；（4）鋼渣含有部分游離CaO、MgO，這些物質(zhì)在后期遇水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進而產(chǎn)生體積膨脹，因而鋼渣的長期體積穩(wěn)定性差。

2.我國鋼渣的應(yīng)用情況鋼渣的主要礦物組成為硅酸二鈣、硅酸三鈣、橄欖石、薔薇輝石和二價金屬。鋼渣的主要化學(xué)成分為CaO、Si02、FeO、Fe203、AL203、MgO、P2O5等，其密度為3.1～3.6g/cm3。近年來隨著國家越來越重視環(huán)境保護，對鋼渣的利用也逐步得到了重視，已經(jīng)開發(fā)出很多種有關(guān)鋼渣綜合利用的好途徑，一般鋼渣的主要利用途徑有以下幾個方面：（1）鋼渣在冶金領(lǐng)域中的應(yīng)用1)鋼渣中廢鋼鐵回收鋼渣中大多數(shù)含有10％上下的金屬鐵，通過破碎、磁選、篩分等手段可回收其中的大部分金屬鐵，一般鋼渣破碎的細度越細，回收的金屬會越多。國外較早開展從鋼渣中回收廢鋼鐵，我國也已有不少廠家建立了處理鋼渣的生產(chǎn)線。2)鋼渣作為冶煉熔劑鋼渣作燒結(jié)礦的熔劑時，在燒結(jié)礦石里適當配加5％~15％的顆粒小于8mm的鋼渣以替代部分的熔劑，可以改善燒結(jié)礦宏觀和微觀結(jié)構(gòu)，顯著提高燒結(jié)礦的質(zhì)量和產(chǎn)量，有利于燒結(jié)造球及提高燒結(jié)速度，使燒結(jié)礦燃耗降低。將鋼渣作為煉鐵熔劑，不僅可以回收鋼渣中的Fe，而且可以把CaO、MgO等作為助熔劑，從而節(jié)省大量石灰石、白云石資源。鋼渣中的Ca、Mg等均以氧化物形式存在，不需要經(jīng)過碳酸鹽的分解過程，可以節(jié)省大量熱能，并能節(jié)約大量石灰石、螢石等的用量，改善爐況，增加生鐵產(chǎn)量，降低成本。3)鋼渣作鐵水脫硫用鋼渣研制的復(fù)合脫硫劑有以下優(yōu)點：可以合理的利用鋼渣資源、且回收金屬鐵；脫硫渣為液相，脫硫速度較快，煙塵污染程度低，脫硫渣易于排出，經(jīng)濟效益高。（2）鋼渣在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用由于鋼渣中含有與水泥相類似的硅酸二鈣、硅酸三鈣及鐵鋁酸鹽等活性礦物，具有水硬膠凝性，可作為生產(chǎn)無熟料水泥或少熟料水泥的原料，也可作水泥摻和料。還可利用鋼渣作原料生產(chǎn)鋼渣磚。1）在環(huán)境工程方面的應(yīng)用由于鋼渣具有一定的堿性和較大的比表面積，因此可考慮用于吸附處理廢水。鋼渣還可用于處理含磷廢水及含其他重金屬廢水。2）在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用鋼渣富含磷、鈣、硅等元素，由于鋼渣在冶煉過程中經(jīng)高溫煅燒，其溶解度已大大改變，所含有益成分易溶量大，容易被植物吸收，可以用于生產(chǎn)磷肥。CaO、MgO含量高的鋼渣磨細后，可作為酸性土壤改良劑，并且利用了鋼渣中的各種微量元素，用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可增強農(nóng)作物的抗病蟲害的能力。（3）鋼渣制備微晶玻璃等陶瓷由于鋼渣基本的化學(xué)組成就是硅酸鹽成分，其成分一般都在微晶玻璃形成的范圍內(nèi)，能滿足制備微晶玻璃的化學(xué)組分的要求。微晶玻璃由于其具有機械強度高、耐磨損性、耐腐蝕性、電絕緣性優(yōu)良、介電常數(shù)很穩(wěn)定、膨脹系數(shù)可調(diào)、熱穩(wěn)定性好和耐高溫的特點，除廣泛應(yīng)用在光學(xué)、宇航、電子等高新技術(shù)領(lǐng)域作為結(jié)構(gòu)材料和功能材料外，還可大量應(yīng)用在工業(yè)和民用建筑作為裝飾材料或防護材料。

五、結(jié)束語

篇2

【關(guān)鍵詞】 鋼鐵工業(yè) 用水現(xiàn)狀 節(jié)水策略

近年來，鋼鐵工業(yè)在促進我國經(jīng)濟持續(xù)、快速發(fā)展的同時，也遇到了發(fā)展瓶頸。我國鋼鐵行業(yè)水資源浪費現(xiàn)象較為嚴重，水資源短缺現(xiàn)已成為嚴重制約著我國鋼鐵業(yè)發(fā)展的重要因素。加強鋼鐵業(yè)節(jié)水策略探究，具有重要社會意義。

1 鋼鐵工業(yè)的用水現(xiàn)狀

改革開放三十年來，我國鋼鐵行業(yè)一直保持突飛猛進的增長態(tài)勢，已成為我國經(jīng)濟發(fā)展的支柱型產(chǎn)業(yè)。截止到2012年，我國的粗鋼產(chǎn)量約占全世界鋼產(chǎn)量的44.94%。眾所周知，鋼鐵行業(yè)是用水量非常大的產(chǎn)業(yè)，在全世界水資源緊缺今天，鋼鐵行業(yè)在推行“節(jié)水”措施不僅具有巨大的潛力，也是必須承擔的社會責任。近年來，隨著我國鋼鐵行業(yè)新設(shè)備、新技術(shù)的投入，在節(jié)水方面取得了較大成果，首鋼、寶鋼等企業(yè)的水循環(huán)利用率高達百分之九十。然而，與西方歐美國家相比，我國鋼鐵行業(yè)的節(jié)水技術(shù)有待進一步提高，部分企業(yè)還存在水資源不合理利用情況，在廢水資源利用與噸鋼耗水量方面存在一定差距，這也從另一方面說明了我國節(jié)水工藝有待進一步提高，節(jié)水潛力還有巨大進步空間。

2 鋼鐵工業(yè)的節(jié)水思路

開源與節(jié)流，是現(xiàn)階段我國鋼鐵工業(yè)節(jié)水的整體思路?！伴_源”的重點在于拓寬水資源來源渠道。新形勢下，必須通過各種措施如非常規(guī)水源開發(fā)等建立完善的用水系統(tǒng)，全面提高水資源開發(fā)、利用效率，盡可能實現(xiàn)廢水的“零排放”?！肮?jié)流”的重點在于全面提高水資源利用率，鋼鐵企業(yè)應(yīng)加強高科技的投入力度，通過先進的節(jié)水工藝、污水處理措施，最大限度提高水循環(huán)利用程度，進一步達到高效用水、科學(xué)用水的目的。

3 鋼鐵工業(yè)的節(jié)水策略

3.1 開發(fā)多級、串級用水及高效循環(huán)、水處理系統(tǒng)

“消滅直排水”是鋼鐵工業(yè)水資源利用的最高目標，消滅直排水即實現(xiàn)廢水資源的零排量。要想實現(xiàn)這一目標，鋼鐵企業(yè)必須結(jié)合自身運行實際，開發(fā)多級、串級用水及高效循環(huán)、水處理系統(tǒng)?，F(xiàn)階段，寶鋼等大型鋼鐵企業(yè)已經(jīng)通過多級、串級用水及高效循環(huán)、水處理系統(tǒng)，有效實現(xiàn)了鋼鐵廢水“零排放”的目標。部分鋼鐵企業(yè)加強了與污水處理廠的合作，集中力量處理工業(yè)廢水，有效實現(xiàn)廢水循環(huán)再利用。由于鋼鐵生產(chǎn)中各項工藝對于水質(zhì)、水溫等要求不同，這使得“串級用水”成為可能。串級用水、多級用水成為了目前解決水資源利用的重要途徑，通過串級用水系統(tǒng)，上一環(huán)節(jié)的工藝排水可直接作為下一環(huán)節(jié)的新水應(yīng)用，這在降低污水處理成本的同時，提高了水資源利用效率。在我國多家鋼鐵企業(yè)中，串級用水技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，并取得了良好效益。通過該技術(shù)的應(yīng)用，可以促使煉鐵工序、煉鋼工序、連鑄工序、軋鋼工序等環(huán)節(jié)的冷卻水與廢水多次、高效利用，全面提升水資源利用效率。

3.2 取水多元化

現(xiàn)階段我國鋼鐵工業(yè)節(jié)水的整體思路，取水多元化、加強非常規(guī)水資源的開發(fā)力度、有效緩解鋼鐵工業(yè)水資源危機，是較為理想的措施?，F(xiàn)階段，海水是發(fā)展前景較為滿意的水源。日本約百分二十的鋼鐵用水屬于海水資源，美國等國家直接將海水作為鋼鐵工業(yè)冷卻循環(huán)水。我國應(yīng)積極吸收與借鑒國外經(jīng)驗，加強海水資源的開發(fā)與利用。其次，冷凍技術(shù)、電滲析技術(shù)、反滲透技術(shù)等都是較為實用的淡化海水技術(shù)，蒸餾法與膜慮法是主要的商業(yè)化海水處理技術(shù)，沿海鋼鐵企業(yè)應(yīng)結(jié)合自身發(fā)展實際，加強海水淡化技術(shù)的處理與應(yīng)用，達到鋼鐵工業(yè)節(jié)水目的。城市中水與雨水也是可選擇的非常規(guī)水資源。在西方等國家，城市中水在鋼鐵行業(yè)中應(yīng)用廣泛，已經(jīng)成為第二城市水源。經(jīng)過處理后的城市污水，完全可達到工業(yè)用水標準。我國每年約有300億立方米的城市污水，通過中水回用技術(shù)，不僅具有可觀經(jīng)濟效益效益，還能提高水資源利用效率。另外，在雨水富集地區(qū)，可通過雨水收集系統(tǒng)的建立，加強雨水利用程度，全面提高鋼鐵工業(yè)節(jié)水力度。

3.3 繼續(xù)推行成熟的節(jié)水技術(shù)

要想推動鋼鐵工業(yè)節(jié)水減排工作的順利開展，必須加強科學(xué)技術(shù)投入力度，積極吸收國外先進經(jīng)驗，繼續(xù)推行成熟的節(jié)水技術(shù)。

高效空氣冷卻器技術(shù)。這是一種以“熱管元件”導(dǎo)熱的換熱設(shè)備，相比于傳統(tǒng)的水冷換熱技術(shù)，該技術(shù)冷卻節(jié)水率高達百分之九十，節(jié)電率高達百分之四十。高效空氣冷卻器技術(shù)具有維護成本低、節(jié)水、效率高等優(yōu)勢，可在鋼鐵企業(yè)中廣泛應(yīng)用。

其次，加熱爐汽化冷卻技術(shù)。該種冷卻技術(shù)是通過水汽化途徑進行冷卻的一種新途徑。相比于統(tǒng)一冷卻系統(tǒng)來講，該冷卻技術(shù)能降低百分之九十的冷卻水量。與此同時，汽化冷卻過程中出現(xiàn)的蒸汽資源還可充分利用。該技術(shù)一般應(yīng)用軟化水進行冷卻，大大降低了對設(shè)備的損害程度?，F(xiàn)階段，加熱爐上已廣泛應(yīng)用加熱爐汽化冷卻技術(shù)，并取得了良好生產(chǎn)效益。

干熄焦技術(shù)。干熄焦技術(shù)是通過惰性氣體的使用，在干熄爐中與熾熱紅焦換熱，進一步將紅焦冷卻、熄滅，與此同時，加強余熱的回收利用。該技術(shù)能顯著改善焦炭質(zhì)量，達到節(jié)水、節(jié)能目的。目前，首鋼、寶鋼等企業(yè)均已廣泛應(yīng)用干熄焦技術(shù)，大幅度降低了水資源污染程度。

干法除塵技術(shù)。轉(zhuǎn)爐煤氣干式除塵與高爐煤氣干式除塵是較為常用的兩種干法除塵方式。該技術(shù)省略了傳統(tǒng)清洗系統(tǒng)中的沉降池與洗滌塔，是鋼鐵企業(yè)一項重要的節(jié)水新技術(shù)，具有節(jié)水、省電、零污水排放、除塵效率高等優(yōu)勢。加強干法除塵技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用，節(jié)水、減排優(yōu)勢非常顯著。

4 結(jié)語

綜上所述，本文針對我國現(xiàn)階段鋼鐵工業(yè)的用水現(xiàn)狀以及鋼鐵工業(yè)的節(jié)水思路開始入手分析，從開發(fā)多級、串級用水、高效循環(huán)、水處理系統(tǒng)，取水多元化等方面探討了鋼鐵工業(yè)的節(jié)水技術(shù)，詳細論述了鋼鐵工業(yè)的節(jié)水策略，旨在為一線工作提供理論指導(dǎo)。

參考文獻：

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[2]鄭愛民.水與經(jīng)濟和諧發(fā)展關(guān)系探討――以山東省為例[J].改革與開放，2010（02）.

篇3

關(guān)鍵詞：熱軋廠；自動化；高效化

中圖分類號： TG333 文獻標識碼： A

調(diào)查的范圍包括65家鋼產(chǎn)量在百萬噸以上的重點鋼鐵企業(yè)，這些企業(yè)的自動化程度和水平基本上能夠代表全國鋼鐵行業(yè)的自動化的現(xiàn)狀。最后，分別對65家重點鋼鐵企業(yè)和其中寶鋼、鞍鋼、首鋼、武鋼、馬鋼、攀鋼、本鋼、唐鋼、包鋼、太鋼、邯鋼和濟鋼12大鋼自動化現(xiàn)狀進行了匯總對比，分析了燒結(jié)系統(tǒng)已配置有基礎(chǔ)自動化、過程自動化和生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)的燒結(jié)機的臺車面積占所有企業(yè)臺車面積總和的比重；煉鐵系統(tǒng)已配置有基礎(chǔ)自動化、過程自動化和生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)的高爐容量分別占所有企業(yè)高爐總?cè)萘康谋戎?；煉鋼、連鑄、軋鋼系統(tǒng)已配置有基礎(chǔ)自動化、過程自動化和生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)的裝備或生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力分別占所有企業(yè)生產(chǎn)能力總和的比重。

1、采用的方法

只要配置了一臺自動化控制裝置或控制系統(tǒng)，就認可該裝備或系統(tǒng)初步具備了自動化的生產(chǎn)能力，對其自動化所應(yīng)用的具體功能內(nèi)容及其發(fā)揮的作用未做進一步調(diào)查。通過這樣初步的統(tǒng)計，計算出各主要生產(chǎn)裝備或工序采用自動化技術(shù)設(shè)備的比重，從而分析得出自動化的程度。

2、調(diào)查結(jié)果

2.1軋鋼廠軋鋼自動化的現(xiàn)狀

從調(diào)查結(jié)果看，鋼鐵行業(yè)自動化技術(shù)經(jīng)過多年的研究和發(fā)展，水平得到顯著提高，有的已經(jīng)領(lǐng)先國內(nèi)，有的已經(jīng)達到了國際先進水平，特別是有的已經(jīng)具有了自主知識產(chǎn)權(quán)并形成了產(chǎn)品在行業(yè)內(nèi)推廣應(yīng)用，這些技術(shù)成果獲得了國家級、省部級的大獎。之所以有這樣的結(jié)果，一是在經(jīng)濟全球化、市場國際化的大環(huán)境下，企業(yè)認識到自動化技術(shù)在企業(yè)發(fā)展中的重要作用，不采用新技術(shù)搞自動化，就難于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，就難于在激烈的國際國內(nèi)的市場競爭中占有一席之地；二是企業(yè)看到了自動化所產(chǎn)生的實實在在的效果，為企業(yè)帶來的巨大效益；三是企業(yè)在基建和技改項目上重視上自動化項目，肯于投資。

2.2發(fā)展歷程及產(chǎn)品特點進入20世紀90年代，在信息技術(shù)和控制技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用的推動下，鋼鐵工業(yè)向高精度、連續(xù)化、自動化、高效化快速發(fā)展，使鋼鐵生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品和技術(shù)裝備呈現(xiàn)出如下特點：1.流程短、投資少、能耗低、效益高、適應(yīng)性強和環(huán)境污染少的新技術(shù)、新工藝被不斷應(yīng)用；2.提高產(chǎn)品的外形尺寸精度、改進表面形貌和改善內(nèi)部質(zhì)量的技術(shù)受到重視；3.生產(chǎn)技術(shù)裝備向大型化、現(xiàn)代化、連續(xù)化邁進。信息技術(shù)、控制技術(shù)使檢測和執(zhí)行設(shè)備取代了傳統(tǒng)的人工操作，工藝參數(shù)的檢測方法和檢測儀表得到了高速發(fā)展；在現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)過程控制中，計算機技術(shù)的應(yīng)用已深入各個領(lǐng)域，傳統(tǒng)的計電儀功能劃分不再明顯；仿真技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中日益廣泛應(yīng)用，不僅用于控制系統(tǒng)的培訓(xùn)和新工藝、新控制方法的研究，而且易于模擬生產(chǎn)設(shè)備調(diào)試，指導(dǎo)生產(chǎn)和參與生產(chǎn)；人工智能技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用，包括模糊控制、專家系統(tǒng)和神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)在各個工序的應(yīng)用已取得可喜成果和經(jīng)濟效益；可視化技術(shù)和監(jiān)控系統(tǒng)為無人化工廠提供了條件：從現(xiàn)場總線到車間網(wǎng)、工廠網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)的綜合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成了企業(yè)的信息高速公路。

2.3自動化類型及所占比重

根據(jù)有關(guān)資料，“七五”末，大中型設(shè)備實現(xiàn)自動化的比重約為總生產(chǎn)能力的30%，其中過程自動化為13.3%，基礎(chǔ)自動化為16.7%。按煉鐵、煉鋼和軋鋼三項主要工藝設(shè)備統(tǒng)計，裝備了基礎(chǔ)自動化設(shè)備和其他自動化檢測裝置的大中型高爐，占煉鐵總能力的41%。配備了過程計算機的大型轉(zhuǎn)爐占煉鋼總能力的16.3%，而實現(xiàn)基礎(chǔ)自動化的大中型轉(zhuǎn)爐占煉鋼總能力的7.9%，大型主力軋機實現(xiàn)了過程自動化的占全國成品材軋制能力的17%。上述配備了過程計算機生產(chǎn)設(shè)備是技術(shù)發(fā)達國家20世紀70—80年代初的水平?！鞍宋濉陂g，新建和改擴建的冶金大型工藝設(shè)備都已程度不同的裝備了過程計算機系統(tǒng)，各主要工序普遍提高了自動化的水平。如：煉鐵工序中，裝備了過程計算機的大型高爐生產(chǎn)能力占煉鐵總能力的比重達到19%；煉鋼工序中，實現(xiàn)了過程自動化的煉鋼能力占總能力的比重達到37%；連鑄自動化的比重也有了顯著提高；全國成品材軋制能力中過程自動化的比重達到20%。

3、鋼鐵企業(yè)自動化的發(fā)展程度和水平的分析和對比

3.1基礎(chǔ)自動化已經(jīng)普及在鋼鐵企業(yè)的燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、連鑄、軋鋼等主要生產(chǎn)工序和流程中基本上普及了基礎(chǔ)自動化?；A(chǔ)自動化(一般稱為設(shè)備控制級)是生產(chǎn)過程自動化中最底層、最基礎(chǔ)的部分，由各種電子、液壓、氣動控制裝置組成，承擔各種生產(chǎn)工藝參數(shù)的計量檢測和設(shè)備控制?；A(chǔ)自動化級普遍采用各種可編程控制器(PLC)、集散控制系統(tǒng)(DCS)和成套工業(yè)控制機。它們對設(shè)備級的控制發(fā)揮重要作用。目前的應(yīng)用基本上可以達到94%以上。生產(chǎn)工藝控制愈復(fù)雜，基礎(chǔ)自動化的程度就愈高，高爐系統(tǒng)甚至接近100%，連鑄、軋鋼達到99%。我國重點鋼鐵企業(yè)共應(yīng)用PLC約7226臺套，DCS約1280臺套，工業(yè)控制機約4791臺套。3.2生產(chǎn)過程控制自動化有了提高過程計算控制系統(tǒng)即生產(chǎn)過程自動化是提高產(chǎn)品質(zhì)量、保證生產(chǎn)過程優(yōu)化控制的重要的環(huán)節(jié)，—般由過程控制計算機系統(tǒng)完成，包括生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)、工藝控制數(shù)學(xué)模型和人工智能等技術(shù)的應(yīng)用。

大量數(shù)學(xué)模型和人工智能技術(shù)，如模糊控制、專家系統(tǒng)和神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)等在這一級廣泛應(yīng)用。高爐爐況預(yù)報模型、軟熔帶推斷模型、爐料下降仿真模型、冷軋設(shè)定模型等等，還有高爐冶煉專家系統(tǒng)、基于模糊控制的電弧爐電極提升系統(tǒng)、采用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的連鑄漏鋼預(yù)報系統(tǒng)、均熱爐模糊控制系統(tǒng)、鋼板冷卻智能化控制系統(tǒng)等在各個工序的應(yīng)用，已經(jīng)取得重大成果和經(jīng)濟效益，目前正在向多種技術(shù)的混合系統(tǒng)發(fā)展。

3.3車間管理級或生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)受到關(guān)注車間管理級或生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)(UES)近年來得到鋼鐵企業(yè)的普遍關(guān)注，已經(jīng)有部分企業(yè)在新建或改造生產(chǎn)線的同時，引進國內(nèi)外先進技術(shù)開發(fā)生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)，這些系統(tǒng)在一兩年內(nèi)將陸續(xù)投入運行。

4、主要生產(chǎn)工序自動化現(xiàn)狀我們還可以通過以下各圖表顯示每個生產(chǎn)工序中各級自動化的現(xiàn)狀以及對比狀況。4.1燒結(jié)系統(tǒng)自動化燒結(jié)系統(tǒng)自動化包括對燒結(jié)的原料儲存、配料，混合燒結(jié)和冷卻等幾個部分的計量檢測、自動控制和管理。

煉鐵系統(tǒng)自動化煉鐵系統(tǒng)自動化是指在高爐本體、熱風爐等主要工藝部位的自動化控制系統(tǒng)。煉鐵系統(tǒng)自動化主要是改善操作、穩(wěn)定爐況、提高質(zhì)量、增加產(chǎn)量、降氏能耗、延長爐體壽命。

4.2煉鋼系統(tǒng)自動化煉鋼系統(tǒng)的自動化可以改善操作、延長爐齡，是提高鋼產(chǎn)量、保證鋼水質(zhì)量、縮短冶煉時間、降低能源消耗、提高一次拉碳命中率的重要手段。煉鋼自動化包括轉(zhuǎn)爐自動化和電爐自動化。

5、鋼鐵企業(yè)自動化的專業(yè)職能管理

隨著企業(yè)信息化建設(shè)的深入和自動化信息化技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)要全面健康、協(xié)調(diào)、可持續(xù)的發(fā)展，就要加快推廣應(yīng)用國內(nèi)外先進、適用的冶金自動化技術(shù)和信息技術(shù)，走新型工業(yè)化道路。在今后若干年里，隨著企業(yè)的工藝流程控制、裝備的不斷更新改造，以及提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)精細管理的需要，鋼鐵企業(yè)必將投入建設(shè)更多的信息化、自動化應(yīng)用項目。在信息化的大潮中，廣大自動化專業(yè)職能管理部門和自動化工程技術(shù)人員艱苦努力、堅持技術(shù)不斷創(chuàng)新，肩負著光榮而艱巨的信息化建設(shè)的重要任務(wù)。

6、結(jié)語

普及基礎(chǔ)自動化，大力發(fā)展生產(chǎn)過程自動化，重視生產(chǎn)控制系統(tǒng)／生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)的建設(shè)，加快企業(yè)管理信息化的建設(shè)進程，早日實現(xiàn)我國鋼鐵行業(yè)企業(yè)信息化、管控一體化的目標仍是“十五”期間乃至以后若干年內(nèi)的重要目標和艱巨任務(wù)。

篇4

關(guān)鍵詞：數(shù)字礦山 礦山建設(shè)內(nèi)容 礦山建設(shè)發(fā)展

1 數(shù)字礦山的相關(guān)知識

1.1數(shù)字礦山的概述

“數(shù)字化礦山”（Digital Mine）或簡化/簡稱為“數(shù)字礦山”，是對真實礦山整體及其相關(guān)現(xiàn)象的統(tǒng)一認識與數(shù)字化再現(xiàn)，是一個“硅質(zhì)礦山”，是數(shù)字礦區(qū)和數(shù)字煤礦的一個重要組成部分。核心是在統(tǒng)一的時間坐標和空間框架下，科學(xué)合理地組織各類礦山信息，將海量異質(zhì)的礦山信息資源進行全面、高效和有序的管理和整合。它們利用電子技術(shù)與機械技術(shù)的結(jié)合把工業(yè)機器人用于生產(chǎn)，使機械化轉(zhuǎn)向自動化，從而大大提高了生產(chǎn)率，降低了成本，增加了競爭能力。數(shù)字礦山的任務(wù)是在礦業(yè)信息數(shù)據(jù)倉庫的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)代高科技技術(shù)，建立在數(shù)字化、信息化、虛擬化、智能化、集成化基礎(chǔ)上的，由計算機網(wǎng)絡(luò)管理的管控一體化系統(tǒng)，綜合考慮各種因素，協(xié)調(diào)并優(yōu)化企業(yè)結(jié)構(gòu)，提高整體效益、市場競爭力和適應(yīng)能力，最終實現(xiàn)礦山的綜合自動化。

1.2數(shù)字礦山的特點及結(jié)構(gòu)

數(shù)字礦山是國家戰(zhàn)略資源安全保障體系的重要組成部分，是評價礦山資源生態(tài)環(huán)境的重要數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。數(shù)字礦山的特點為基礎(chǔ)信息數(shù)字化、生產(chǎn)過程虛擬化、管理控制一體化、決策處理集成化。從以上對數(shù)字礦山的描述中，我們不難看出，數(shù)字礦山是以礦產(chǎn)資源、人員、物料等要素組成的整體系統(tǒng)為對象，進行規(guī)劃、設(shè)計、評價和創(chuàng)新，提高礦山企業(yè)效率、降低成本、保證人員安全健康、增加經(jīng)濟效益標，對礦山企業(yè)整體系統(tǒng)進行優(yōu)化。

數(shù)字礦山自下而上可分為以下七個主層次：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層、模型層、模擬與優(yōu)化層、設(shè)計層、執(zhí)行與控制層、管理層、決策支持層。

按功能劃分，數(shù)字礦山包括六大類系統(tǒng)：數(shù)據(jù)獲取與管理系統(tǒng)、數(shù)字開采系統(tǒng)、礦區(qū)地理信息系統(tǒng)、選礦數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)。其中數(shù)字開采系統(tǒng)是核心系統(tǒng)，也是效率和效益的主要創(chuàng)造者。

2 數(shù)字礦山建設(shè)的內(nèi)容

數(shù)字礦山是以礦山系統(tǒng)為原型，以地理坐標為參考系，以礦山科學(xué)技術(shù)、信息科學(xué)、人工智能和計算科學(xué)為理論基礎(chǔ)，以高新礦山觀測和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為支撐，建立起的一系列不同層次的原型、系統(tǒng)場、物質(zhì)模型、力學(xué)模型、數(shù)學(xué)模型、信息模型和計算機模型并集成，可用多媒體和模擬仿真虛擬技術(shù)進行多維的表達，同時具有高分辨率、海量數(shù)據(jù)和多種數(shù)據(jù)的融合以及空間化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化的技術(shù)系統(tǒng)。數(shù)字礦山主要研究內(nèi)容是以計算機及其網(wǎng)絡(luò)為手段，把礦山的所有空間和有用屬性數(shù)據(jù)實現(xiàn)數(shù)字化存儲、傳輸、表述和深加工，應(yīng)用于各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)與管理和決策之中，以達到生產(chǎn)方案優(yōu)化、管理高效和決策科學(xué)化的目的。研究與開發(fā)內(nèi)容為：

1.礦山數(shù)字地質(zhì)、礦床模型研究與開發(fā)建立空間和礦物屬性的礦山實體數(shù)字地質(zhì)、礦床模型、采場模型、地理信息系統(tǒng)模型、虛擬現(xiàn)實模型等，用以表征礦床中礦、巖的空間分布和相應(yīng)部位的屬性數(shù)據(jù)。

2.虛擬條件下礦山模擬開采技術(shù)研究：以地質(zhì)及礦床模型為基礎(chǔ)，結(jié)合其它關(guān)鍵信息構(gòu)造虛擬礦山，進行數(shù)字模擬開采，完成礦山長、中、短期開采計劃編制、露天礦穿爆設(shè)計等工作。

3.礦山生產(chǎn)過程管控一體化應(yīng)用可視化技術(shù)實現(xiàn)生產(chǎn)過程、工藝、設(shè)備、儀器的自動監(jiān)測與控制。

4.礦山生產(chǎn)經(jīng)營決策支持系統(tǒng)“數(shù)字礦山”的目的之一就是要利用現(xiàn)有的各種數(shù)據(jù)、信息，在綜合、全面地分析后，為礦山的規(guī)劃管理和可持續(xù)發(fā)展提供決策支持。

3 數(shù)字礦山的研究意義

數(shù)字礦山建設(shè)的意義和必要性主要表現(xiàn)在：

1. 數(shù)字礦山是國家戰(zhàn)略資源安全保障體系的重要組成部分。數(shù)字礦山建設(shè)可使我國全面翔實地掌握礦產(chǎn)資源的分布利用情況和對我國工業(yè)的保障程度，結(jié)合國際市場行情，即能實現(xiàn)合理利用國內(nèi)外兩種資源、兩個市場，科學(xué)、定量地預(yù)測未來供需形勢，建立有效的戰(zhàn)略資源供給配置戰(zhàn)略及保障機制。

2.數(shù)字礦山建設(shè)是當前國際礦產(chǎn)資源開發(fā)研究的熱點。數(shù)字礦山是礦業(yè)開發(fā)的制高點，誰占領(lǐng)了這一制高點，將控制整個行業(yè)的發(fā)展趨勢和主動權(quán)，因此發(fā)達國家的數(shù)字礦山建設(shè)發(fā)展很快，并在數(shù)字礦山的基礎(chǔ)上，進行實時過程控制、資源實時管理、礦山信息網(wǎng)建設(shè)、新機械應(yīng)用和自動控制自動化智能化研究。

3.數(shù)字礦山建設(shè)是當前資源開發(fā)的需要，是落實資源開發(fā)方針的重要內(nèi)容。數(shù)字礦山的功能之一就是使我們能全面、動態(tài)、準確地掌握我國金屬礦山儲量、基礎(chǔ)儲量和資源量的變化，從而進行科學(xué)化的管理，達到資源的合理開發(fā)利用和節(jié)約目的。

4.數(shù)字礦山建設(shè)是提升我國礦山國際競爭能力的重要措施。我國礦山采礦技術(shù)總體水平較低，與國際先進水平相比存在較大差距。數(shù)字礦山建設(shè)將迅速提高采礦設(shè)計、決策和管理的科學(xué)水平，通過采用高新技術(shù)、新裝備來提高勞動生產(chǎn)率，增加礦石產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)提升我國冶金礦山國際競爭能力的目的。

4 我國數(shù)字礦山主攻方向

在總結(jié)分析我國數(shù)字礦山建設(shè)進展與現(xiàn)實需求之后，可以提出中國數(shù)字礦山建設(shè)應(yīng)分三步走，即首先建立礦山空間數(shù)據(jù)倉庫，然后構(gòu)建數(shù)字礦山基礎(chǔ)平臺，再建立礦山安全Office 系統(tǒng)，過程中要高度關(guān)注數(shù)字礦山相關(guān)技術(shù)標準的制定 。即：

1.數(shù)字礦山集成平臺：在三維地礦建模與可視化平臺方面，拉近礦體邊界準確圈定、儲量動態(tài)管理、采掘優(yōu)化設(shè)計、采礦過程模擬、綜合監(jiān)控調(diào)度、安全隱患預(yù)警、應(yīng)急救援決策等生產(chǎn)性需求與國外的距離。

2.采礦模擬仿真系統(tǒng)：采礦仿真是建立在控制論、相似理論、系統(tǒng)運籌學(xué)和采礦工程基礎(chǔ)之上，利用物理-力學(xué)模型、信息處理與可視化技術(shù)實現(xiàn)采礦過程中的裝備控制與行為模擬。

3.露天礦全自動化系統(tǒng)：國外露天礦開采技術(shù)發(fā)展的總趨勢是開采規(guī)?；?、設(shè)備大型化、運輸多樣化、生產(chǎn)連續(xù)化和采運自動化。

篇5

關(guān)鍵詞：工業(yè)自動化；控制系統(tǒng)；計算機技術(shù)

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）01-0035-02

在市場經(jīng)濟充分發(fā)展的今天，社會的競爭越來越激烈，對于制造業(yè)和生產(chǎn)行業(yè)來說，如何提高生產(chǎn)效率、保障產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)成為企業(yè)生存和發(fā)展必須考慮的重大課題。隨著各項新技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用，工業(yè)自動化已經(jīng)成為生產(chǎn)行業(yè)發(fā)展的新趨勢，這是贏得市場、降低成本的必選之路。在工業(yè)生產(chǎn)自動化的領(lǐng)域，PLC以自身獨特的優(yōu)勢依然占據(jù)著控制系統(tǒng)的重要地位，在新技術(shù)發(fā)展的刺激下正朝著小型化、開放性和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展；DCS作為過程控制的典型系統(tǒng)積極向上拓展，越來越多地扮演管控一體化的角色；IPC以其靈活、開放的特點，重新贏得了用戶的青睞；CNC除了在機床上的應(yīng)用外，也在向更廣泛的領(lǐng)域

延伸。

1 工業(yè)自動化技術(shù)基本概念分析

工業(yè)自動化技術(shù)就是綜合運用控制理論、電子裝備、儀器儀表、計算機和相關(guān)工藝技術(shù)，對工業(yè)生產(chǎn)過程實現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、節(jié)省能耗、降低消耗、減少污染、確保安全等目的的一種綜合性技術(shù)。這里說的工業(yè)生產(chǎn)過程指的是發(fā)電冶金、煤油石化、建材造紙、制藥采礦、油庫糧庫等，可以是一個設(shè)備、一個工段、一條生產(chǎn)線，也可以是一個工廠、一個聯(lián)合企業(yè)。工業(yè)自動化技術(shù)的組成主要包括硬件技術(shù)、軟件技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)三大部分。硬件技術(shù)是控制設(shè)備、變送器、執(zhí)行器、輔助設(shè)備等；軟件技術(shù)是控制軟件、優(yōu)化軟件管理軟件、軟測量軟件等；系統(tǒng)技術(shù)是各種硬件的集成技術(shù)、各種軟件的集成技術(shù)、硬件與軟件的集成技術(shù)等。工業(yè)自動化技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用可以有效提高企業(yè)整體素質(zhì)，可以提高國家整體國力，是合理調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的主要手段之一，也是“高能耗、高消耗、高污染”治理的有效手段之一。

2 控制管理系統(tǒng)

在實現(xiàn)工業(yè)自動化和智能化的過程中，控制管理系統(tǒng)的作用是非常巨大的，起著關(guān)鍵性的作用。所謂的控制管理系統(tǒng)就是為了達到既定的控制目標所需要的軟件系統(tǒng)和物理部件，這是一個部件相互整合的過程，一般來說控制管理系統(tǒng)由控制設(shè)備和被控制的對象所組成。目前，在工業(yè)自動化的過程中，有效的控制管理系統(tǒng)分為以下四類：一是順序控制管理系統(tǒng)：這種控制管理系統(tǒng)有一定的編程設(shè)計，以時間或者工序的邏輯關(guān)系為程序，一步一步地對生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)系統(tǒng)和生產(chǎn)對象進行加工和處理，順序控制方法應(yīng)用的領(lǐng)域很多，比如常見的電梯就是采用的順序控制管理系統(tǒng)；二是過程控制系統(tǒng)：這種控制管理系統(tǒng)是在實施工業(yè)自動化生產(chǎn)的過程中，對溫度、壓力等相關(guān)的物理量進行閉環(huán)控制，實現(xiàn)生產(chǎn)過程按照既定的程序和規(guī)律進行，保障生產(chǎn)過程的流暢性；三是運動控制系統(tǒng)：這種控制管理系統(tǒng)是通過管理和指揮運動物體的位置、轉(zhuǎn)速、移動方向等，實現(xiàn)既定安全操作的管理，比如調(diào)速系統(tǒng)等；四是監(jiān)控管理系統(tǒng)：這種控制管理系統(tǒng)主要是采用記錄和裁定生產(chǎn)過程中的相關(guān)信息，采集生產(chǎn)流程，反饋遇到的問題并及時報警等。針對控制管理系統(tǒng)，實現(xiàn)工作的方法一般包括繼電邏輯控制系統(tǒng)、常規(guī)儀表控制系統(tǒng)、拖動控制系統(tǒng)、常規(guī)顯示、記錄或報警儀表等。近些年，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，計算機技術(shù)開始運用到工業(yè)生產(chǎn)自動化上，出現(xiàn)了很多的計算機控制程序和計算機控制系統(tǒng)，如PLC、DCS、FCS及工業(yè)以太網(wǎng)等。

圖1 計算機技術(shù)在工業(yè)控制技術(shù)中的運用

3 分布式控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

自動化中的分布控制系統(tǒng)的出現(xiàn)是與計算機技術(shù)的發(fā)展密不可分的，其實就是一個中型的計算機控制系統(tǒng)，這種控制系統(tǒng)是通過專業(yè)的計算機來進行工業(yè)生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)收集、分析、處理和對生產(chǎn)流程的監(jiān)管。多級計算機控制系統(tǒng)，這種控制系統(tǒng)是在近些年計算機處理速度極大提高的基礎(chǔ)上和微型計算機的廣泛使用上發(fā)展起來的，使得計算機的應(yīng)用技術(shù)更加準確可靠，可以說這種控制技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展與計算機技術(shù)的發(fā)展是分不開的。對于集散型計算機控制系統(tǒng)來說，就是通過對生產(chǎn)過程和車間生產(chǎn)現(xiàn)狀的數(shù)據(jù)分析，將信息傳送到前端計算機上，在這個過程中，中央計算機只充當后繼到系統(tǒng)管理方面的工作，實現(xiàn)集中管理、分散控制，提高整個系統(tǒng)的可靠性。自動化的分布式控制系統(tǒng)最為基本的就是場控制器：通常帶有I/O部件，與生產(chǎn)過程相聯(lián)接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制執(zhí)行，通過既定的人機接口，指令，然后經(jīng)過通信系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和傳遞。

現(xiàn)場控制器包括回路控制器，回路控制器內(nèi)部的算法預(yù)先用程序作成功能塊的形式，存在ROM中?？梢园凑账蟮目刂撇呗?，進行組態(tài)。可編程控制器（PLC）：PLC是由模仿繼電器控制原理發(fā)展起來的，以存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和運算等操作的指令。運動控制器：用于控制運動部件的速度或位置，通常包括變頻器和伺服系統(tǒng)。現(xiàn)場總線：智能化取代傳統(tǒng)儀器，控制站由分散取代集中，這一定程度上改變了傳統(tǒng)的信號和通信

標準。

參考文獻

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[2] 楊雷忠，胡石當.現(xiàn)代工業(yè)自動化控制中微機控制技

術(shù)的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究，2012，（1）.

[3] 趙春.淺析工業(yè)自動化計算機控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J].科

技咨詢，2013，（13）.

篇6

一、我國硼資源的分布及開發(fā)利用情況

（一）硼具有廣泛的應(yīng)用前景

硼是地殼中最重要的元素之一，在化學(xué)領(lǐng)域有“工業(yè)味精”的美稱。硼產(chǎn)品具有的質(zhì)輕、阻燃、耐熱、高強、高硬、耐磨及催化特性，在國民經(jīng)濟的各個產(chǎn)業(yè)中被廣泛應(yīng)用。

玻璃陶瓷工業(yè)中，硼砂可以用于提高玻璃耐溫、耐壓性及透光率，也是搪瓷、陶瓷釉料的重要成分，能夠增強陶瓷制品的牢固度和光澤度，提高瓷釉的耐熱性。冶金工業(yè)中，硼化物是冶金工業(yè)的添加劑、助溶劑，制備得到的硼鋼具有高強度、耐高溫、耐腐蝕特性，是制造噴氣發(fā)動機的重要鋼材。電子工業(yè)中，硼化物的良好半導(dǎo)體特性可以用于制造各種電子元器件。核工業(yè)和國防工業(yè)中，單質(zhì)硼用于核反應(yīng)堆防護控制；碳化硼作為一種新型超硬材料是航空和裝甲的理想防護材料。農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，硼肥可使作物增產(chǎn)10%-15%，有效地防治棉花的“蕾而不花”癥。輕工日化中，硼及其化合物被廣泛的用于洗滌劑、阻燃劑和漂洗劑的生產(chǎn)。醫(yī)藥領(lǐng)域，硼砂、硼酸是外用藥，用于止痛和消毒，硼酸銨等是生產(chǎn)醫(yī)藥的重要材料。

（二）我國可用硼資源及硼工業(yè)現(xiàn)況

硼礦的主要用途是生產(chǎn)硼砂、硼酸、元素硼及其他硼化合物，是一種非常重要的國家戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源。我國硼礦資源總儲量較為豐富，資源儲量名列世界第四，但存在可利用存量少、品位低、伴生礦物多和產(chǎn)地分布不平衡等明顯劣勢。特別是多年來，分布在東北遼寧、吉林地區(qū)的易于加工的硼鎂石礦被長期掠奪式粗放開采，已瀕臨枯竭；而儲量占全國硼資源近60%的硼鐵礦尚無成熟加工工藝，無法進行大規(guī)模工業(yè)開發(fā)。國家經(jīng)濟建設(shè)和國防工業(yè)的迅速發(fā)展而產(chǎn)生的對硼系列產(chǎn)品需求增多，與國內(nèi)現(xiàn)實可用硼礦資源貧化之間的矛盾日益凸顯，硼資源短缺已經(jīng)成為一個嚴重的現(xiàn)實問題。

產(chǎn)業(yè)頂端資源不足，再加上長期以“兩硼”（指硼酸和硼砂，以下同）為主的初加工產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一，經(jīng)濟附加值低，我國硼工業(yè)抵御海外市場沖擊能力不強，下游硼精細化工品的研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用遲緩，嚴重影響了我國硼化工產(chǎn)業(yè)鏈條的完整性，直接導(dǎo)致資源依賴性很強的硼化工業(yè)發(fā)展緩慢。綜合高效使用現(xiàn)有礦藏，積極開發(fā)后備資源，突破硼工業(yè)“無米可炊”的困境，已經(jīng)成為我國硼工業(yè)發(fā)展的首要任務(wù)。

二、構(gòu)筑柴達木硼產(chǎn)業(yè)鏈的戰(zhàn)略設(shè)想與實施建議

青藏高原鹽鹵型和鹽湖固體硼礦資源豐富，青海的大型硼礦床均集中分布在柴達木盆地區(qū)域內(nèi)，已探明儲量占到全國總儲量25%，居全國第二位，周邊硼資源也很豐富，且硼化工產(chǎn)業(yè)開發(fā)起步早，具備一定工業(yè)基礎(chǔ)，能源水電資源保障能力強，公路、鐵路、空運等交通運輸便利，當?shù)卣叽胧﹥?yōu)惠等優(yōu)勢明顯，近年來在硼礦開發(fā)和初加工方面異軍突起，目前已經(jīng)逐步成為國內(nèi)主要的硼酸生產(chǎn)基地之一，成為破解目前我國硼資源短缺、硼工業(yè)發(fā)展遲緩困境的關(guān)鍵。

引入循環(huán)經(jīng)濟的理念，按照“3R”（Reduce，Reuse，Recycle）既“減量化、再利用、再循環(huán)”的原則，以科技研發(fā)為支撐，根據(jù)柴達木盆地現(xiàn)有硼礦資源和其他輔助資源的情況，拉長資源利用鏈條，以提高資源利用效率，減少排放，實現(xiàn)經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益最大化為目的，構(gòu)建一條由“資源開采――產(chǎn)品初級加工――產(chǎn)品精細加工――建設(shè)硼系列產(chǎn)品交易和物流平臺”四個關(guān)鍵環(huán)節(jié)組成的硼產(chǎn)業(yè)鏈條。

具體而言，就是從提高硼資源開采效率入手，首先建立硼產(chǎn)業(yè)鏈前端產(chǎn)品硼酸生產(chǎn)基地，然后延長產(chǎn)業(yè)鏈條，建立硼酸的下游中間產(chǎn)品生產(chǎn)基地，進而生產(chǎn)市場前景好的高附加值硼精細化學(xué)品，將污染物消化在產(chǎn)業(yè)延伸過程中，提升資源產(chǎn)品價值；最后，通過硼系列產(chǎn)品交易和物流平臺建設(shè)，匯集國內(nèi)硼產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢資源進場交易，突出品牌優(yōu)勢，實現(xiàn)柴達木盆地硼資源經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益的最大化。

構(gòu)建柴達木循環(huán)經(jīng)濟中的硼產(chǎn)業(yè)鏈，要特別注重四個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

（一）資源開采是產(chǎn)業(yè)鏈延續(xù)和硼資源綜合利用的資源基礎(chǔ)和最基本保障。在這個環(huán)節(jié)中具體要做好以下三個方面的工作：第一，弄清家底，加強硼資源勘查工作。深度勘察舊有固體礦藏，延長現(xiàn)有礦藏壽命和生產(chǎn)周期；開展湖區(qū)、和地下鹵水勘察工作，摸清柴達木盆地液態(tài)硼礦資源及周邊地區(qū)硼資源狀況。第二，聚集現(xiàn)有資源，轉(zhuǎn)變開采方式。合理規(guī)劃存量資源，將礦產(chǎn)資源向規(guī)模大、產(chǎn)業(yè)鏈相對完整、技術(shù)工藝水平先進的國有大型企業(yè)聚集，牢牢掌控國家戰(zhàn)略硼資源礦權(quán)，充分發(fā)揮礦產(chǎn)資源集約優(yōu)勢，避免多、散、小、雜的掠奪式開采破壞。同時，通過富集加工工藝，轉(zhuǎn)變粗獷式、采富棄貧的開采方式，以采選相結(jié)合的方式，實現(xiàn)固體低品位礦的開采與使用，提升現(xiàn)有資源開采使用效率。第三，加強鹽湖鹵水提硼工藝研究，提升液態(tài)硼資源獲取能力。在固體硼資源日益枯竭的情況下，美國、俄羅斯、智利等國對鹵水提硼進行了廣泛的研究并已應(yīng)用于生產(chǎn)。我國的研究起步較晚，近兩年在回收利用青海鹽湖水提取鋰鹽、鉀鹽副產(chǎn)粗硼酸的工業(yè)化上取得很好的實踐結(jié)果，開發(fā)的前景廣闊。在青海鹽湖地區(qū)的地質(zhì)深部的鹵水中可能存在大量硼，儲量很大，實現(xiàn)液體硼礦的規(guī)模開采將是解決我國目前硼資源短缺以及未來后備硼資源獲取的一個非常重要的途徑。

（二）產(chǎn)品的初級加工是指硼酸、硼砂的生產(chǎn)（以下簡稱“兩硼”），這是硼資源產(chǎn)品化的第一步，也是硼化工業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。在這個環(huán)節(jié)中要做好兩點工作：一是依托資源產(chǎn)地，培養(yǎng)龍頭初加工企業(yè)，提升兩硼產(chǎn)品產(chǎn)能，突出規(guī)模效應(yīng)，建立成本優(yōu)勢。二是優(yōu)化初級加工工藝，突出循環(huán)經(jīng)濟優(yōu)勢，有效地實現(xiàn)鹽湖多種資源產(chǎn)業(yè)鏈的鏈接，使得不同產(chǎn)業(yè)間的副產(chǎn)物和廢棄物向資源化利用方向延伸，實現(xiàn)多種行業(yè)的橫向聯(lián)合，形成互補互動、共生互利的有機產(chǎn)業(yè)鏈網(wǎng)，鞏固柴達木盆地整體資源優(yōu)勢。

（三）產(chǎn)品的深加工階段是指硼系列產(chǎn)品精細化、功能化的過程，是真正實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟“資源利用最大化、污染排放最小化”的關(guān)鍵所在?！皟膳稹遍L期主導(dǎo)著我國的硼化工工業(yè)，維持了較長期的粗加工體系，硼產(chǎn)品精細化率不高，目前國內(nèi)生產(chǎn)的硼化物僅有40余種。反觀國外硼化工業(yè)的發(fā)展趨勢則朝向?qū)I(yè)化、高純化和細微化發(fā)展。美國含硼產(chǎn)品與精細化工品種類達到150余種，日本僅硼化物就有上百種，主要是硼精細化產(chǎn)品和含硼新材料。

在硼系列產(chǎn)品的精深加工環(huán)節(jié)要做好硼精細化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)和硼化合物開發(fā)兩項工作。在建立硼精細化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)方面，要加強高技術(shù)人才引入，與國際技術(shù)領(lǐng)先或國內(nèi)技術(shù)先進企業(yè)合資建立高新技術(shù)企業(yè)，依托強大的資源優(yōu)勢，組建種類細分、科技先進的中小型高新技術(shù)企業(yè)集群。在硼精細產(chǎn)品的選擇上，可以選擇碳化硼、硼鐵合金兩個市場前景良好的細分產(chǎn)品作為主要開發(fā)方向。碳化硼是近年來剛剛發(fā)展并得以應(yīng)用的高性能、高功能新材料，主要應(yīng)用于制造耐磨結(jié)構(gòu)零件、防彈裝甲、核反應(yīng)堆中子吸收棒等領(lǐng)域。我國目前是世界上最大的碳化硼生產(chǎn)基地。隨著我國核電工業(yè)和國防建設(shè)的發(fā)展，未來幾年碳化硼的市場需求量將連年遞增，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ牟豢商娲母咝阅懿牧?，?jīng)濟和社會效益十分顯著。硼鐵主要應(yīng)用于近些年開發(fā)研制的非晶帶材和釹鐵硼永磁材料等新興產(chǎn)業(yè)。非晶帶材產(chǎn)品可替代硅鋼片生產(chǎn)變壓器鐵芯，具有很好的節(jié)能效果，近年來備受國家重視，市場前景看好。銣鐵硼被稱為“永磁王”，是發(fā)展最為快速的稀土功能材料，更是節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域的朝陽產(chǎn)品，在汽車、硬盤、醫(yī)療、磁懸浮列車、航天航空器等領(lǐng)域有著異常廣闊的發(fā)展空間。我國擁有稀土資源優(yōu)勢、科研技術(shù)能力和產(chǎn)業(yè)規(guī)模優(yōu)勢，大力發(fā)展銣鐵硼產(chǎn)業(yè)無疑會有更為廣闊的市場前景。

（四）建設(shè)硼系列產(chǎn)品交易和物流平臺是形成產(chǎn)業(yè)鏈聚集，提升區(qū)域柴達木盆地硼資源開發(fā)利用品牌優(yōu)勢，最終實現(xiàn)硼資源的經(jīng)濟效益和社會效益最大化的有效途徑。建設(shè)硼系列產(chǎn)品交易和物流平臺就是要全方位建設(shè)和整合區(qū)域內(nèi)硼資源及其產(chǎn)品采購、物流、配送、銷售、資金、信息等服務(wù)功能，提升園區(qū)內(nèi)企業(yè)協(xié)同運營能力，吸引區(qū)域周邊硼化工企業(yè)進場交易，幫助企業(yè)有效地整合市場資源，放大企業(yè)的經(jīng)營效能，推動完成產(chǎn)業(yè)鏈資源優(yōu)勢到產(chǎn)品優(yōu)勢，再到商品優(yōu)勢，最終到經(jīng)濟優(yōu)勢的升遷過程，樹立柴達木盆地硼產(chǎn)業(yè)的行業(yè)地位。

篇7

[關(guān)鍵詞]電解鋁廠； 電氣設(shè)備； 節(jié)能技術(shù)

中圖分類號：TF821；TF808 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）22-0355-01

在我國“十二五”規(guī)劃綱要中，節(jié)能指標已成為約束性指標，我國已對化工、建材、鐵合金、紡織、造紙、冶金等高能耗企業(yè)下達了節(jié)能限耗指標，今后隨著節(jié)能工作的逐步深入，相關(guān)限額指標還會增多。對超過限額指標的企業(yè)，國家將通過電價上漲、限產(chǎn)停產(chǎn)等懲罰性措施，來調(diào)節(jié)和限制發(fā)展。電解鋁生產(chǎn)是典型的高耗能行業(yè)，亦被下達了節(jié)能限耗指標。按照鋁行業(yè)規(guī)范條件要求新建和改造的電解鋁項目鋁錠綜合交流電耗必須低于13200千瓦時/噸鋁，因此，對其電氣設(shè)備進行節(jié)能降耗方面的研究，符合國家能源政策，有利于企業(yè)進一步降低生產(chǎn)成本，增強市場競爭力。

一、電氣設(shè)施現(xiàn)狀

目前，現(xiàn)有電解鋁廠的單系列產(chǎn)能在10～50萬噸，供電系統(tǒng)電壓等級通常為220kV，少數(shù)企業(yè)采用110kV或330kV電壓等級。對于一個電解鋁生產(chǎn)系統(tǒng)，直流負荷約占全廠總用電負荷的95%左右，其余5%為動力用電負荷。

直流負荷的供電由整流機組負責提供，整流機組一次電壓通常為供電系統(tǒng)電壓，調(diào)壓整流變壓器的調(diào)壓方案采用遞降或自藕式連續(xù)調(diào)壓方式，冷卻方式為強油風冷，整流元件采用二極管或晶閘管，整流機組調(diào)壓方式采用有載調(diào)壓開關(guān)粗調(diào)配自飽和電抗器或晶閘管細調(diào)。

動力負荷的供電由全廠動力變壓器負責提供，動力負荷供電通常采用10kV電壓等級，全廠設(shè)置一座10kV中心配電所、2～3座10kV分配電所。按照負荷分布情況在負荷集中處設(shè)置10kV配電所或10/0.38kV車間變電所，10/0.38kV車間變壓器采用S9或S10型油浸式變壓器； 低壓電動機采用低效電機，對應(yīng)能效等級為eff3及以下。

二、 電氣設(shè)備能耗問題

現(xiàn)有電解鋁廠內(nèi)的電氣設(shè)備雖然采用的是成熟可靠的技術(shù)，但隨著電氣設(shè)備制造水平和技術(shù)的不斷發(fā)展，在能耗方面存在以下幾方面的問題：

目前采用的遞降式連續(xù)調(diào)壓整流變壓器，其結(jié)構(gòu)容量約是電氣容量的2倍，使用時必須設(shè)置角形穩(wěn)定繞組并兼做補償繞組； 全部自藕連續(xù)調(diào)壓整流變壓器，其結(jié)構(gòu)容量約是電氣容量的1.5倍，但考慮到主變絕緣等級提高的結(jié)構(gòu)因素以及粗調(diào)繞組實際結(jié)構(gòu)容量大的因素后，該容量系數(shù)可達到1.75以上，使用時同樣需要設(shè)置角形穩(wěn)定繞組并兼做補償繞組。以上兩種調(diào)壓整流變壓器均存在容量系數(shù)較大、使用時必須設(shè)置角形穩(wěn)定繞組，導(dǎo)致自身損耗增加的問題。

低壓電動機采用低效電機，對應(yīng)原標準GB18613-2006 能效等級為eff3及以下，能效限定值與新頒布標準GB18613-2012《中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級》相比存在一定差距，導(dǎo)致運行損耗增加。

三、節(jié)能降耗研究

調(diào)壓整流變壓器節(jié)能降耗方面，可通過優(yōu)化其調(diào)壓接線形式來實現(xiàn)。如采用新型雙卷降壓二次角型接線取消獨立角型補償繞組結(jié)構(gòu)的調(diào)壓整流變壓器，其二次側(cè)五段粗調(diào)線圈接成延邊三角型線路，三角型內(nèi)的兩段粗調(diào)線圈兼做補償線圈，即取消了大型整流變中的獨立補償繞組，將補償繞組和粗調(diào)繞組合二為一，從而降低了變壓器的損耗； 又或采用第三繞組調(diào)壓整流變壓器，因其結(jié)構(gòu)容量僅是電氣容量的1.5倍，有載調(diào)壓采用第三繞組進行調(diào)壓，取消了大型整流變中的獨立補償繞組，將補償繞組和粗調(diào)繞組合二為一，同樣可以達到降低變壓器損耗的目的。以上兩種方案均可使變壓器損耗降低6%以上。在進行節(jié)能效果分析時，其節(jié)能功率根據(jù)已實施的項目情況，按照固定數(shù)值進行取值分析計算。

調(diào)壓整流變壓器輔機節(jié)能降耗方面，可將調(diào)壓整流變壓器的冷卻方式由強油風冷改為自冷方式，以此取消油風冷卻器中循環(huán)油泵和冷卻風扇等用電設(shè)備，從而實現(xiàn)調(diào)壓整流變壓器冷卻器用電零消耗，以此達到節(jié)能降耗的目的。在進行節(jié)能效果分析時，其節(jié)能功率根據(jù)已實施的同等規(guī)模項目情況，按照固定數(shù)值進行取值分析計算。

10/0.38kV車間變壓器節(jié)能降耗方面，可通過采用能效 1 級產(chǎn)品替代來實現(xiàn)，能效1級產(chǎn)品中S15型配電變壓器與現(xiàn)有配電變壓器相比，在空載損耗方面可以降低70%左右、負載損耗方面可降低10% 左右。在進行節(jié)能效果分析計算時，車間變壓器有功功率損耗計算時，按簡化公式（1） 進行計算。

式中： Pb―――壓器有功功率損耗，kW；

Pk―――變壓器空載損耗，kW；

Pd―――變壓器負載損耗，kW；

Sjs―――變壓器二次側(cè)（ 輸出側(cè)） 的計算負荷，kVA；

Se―――變壓器額定容量，kVA。

車間變壓器年電能損耗計算時，按簡化公式（2） 進行計算。

式中： Wb―――變壓器的年電能損耗，kWh；

t―――變壓器全年投入運行的小時，h；

τ―――變壓器最大負荷小時，h；

其余符號的含義見式（1） 。

低壓電動機節(jié)能降耗方面，可通過采用能效 1級產(chǎn)品替代來實現(xiàn)，能效 1 級的低壓電動機與能效3 級的低壓電動機相比，可使電動機效率提高 3% 左右。在進行節(jié)能效果分析時，低壓電動機有功功率損耗計算時，按公式（ 3） 進行計算。

式中： Wb―――電動機的年電能損耗，kWh；

PN―――電動機的額定功率，kW；

η1―――高效電動機的效率；

η2―――普通電動機的效率；

t―――電動機一年連續(xù)運行的時間，h；

K―――負載率，K =P2/PN

P2―――電動機實際輸出功率，kW。

四、結(jié)語

通過對電解鋁廠調(diào)壓整流變壓器、10/0. 38kV車間變壓器、低壓電動機和全廠照明系統(tǒng)等電氣設(shè)備自身能耗方面的研究，結(jié)合電氣設(shè)備節(jié)能技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用情況，提出一套最優(yōu)化的電解鋁廠電氣設(shè)備節(jié)能降耗解決方案，有助于電解鋁企業(yè)進一步降低噸鋁綜合電耗，更符合節(jié)能降耗的能源政策，在新建項目和節(jié)能改造項目中具有十分明顯的應(yīng)用優(yōu)勢。

參考文獻

篇8

[關(guān)鍵詞] 高新技術(shù)企業(yè) 技術(shù)標準 DEA

一、技術(shù)標準與效益評價

技術(shù)標準是一種從事生產(chǎn)、建設(shè)及商品流通的一種共同遵守的技術(shù)依據(jù),在標準化領(lǐng)域中需要協(xié)調(diào)統(tǒng)一的技術(shù)事項所制訂的標準。高新技術(shù)企業(yè)在謀求自身不斷發(fā)展過程中,通過積極參與創(chuàng)制行業(yè)內(nèi)的技術(shù)標準,提高企業(yè)在行業(yè)中的競爭力和影響力,這就是高新技術(shù)企業(yè)的技術(shù)標準化。

技術(shù)標準本身是一種技術(shù)上的規(guī)范。單從規(guī)范本身的角度來看,其制定并不能為高新技術(shù)企業(yè)帶來足夠大的經(jīng)濟效益。但是,標準是一個技術(shù)市場化過程中的強制性規(guī)則,而技術(shù)本身只是知識的運用,沒有強制性。從產(chǎn)業(yè)技術(shù)運用的角度考察,標準比技術(shù)高一個層次(復(fù)雜度、交易規(guī)則);技術(shù)影響產(chǎn)品或者產(chǎn)品后一方面,而標準可以影響整個產(chǎn)業(yè)。它不僅僅是技術(shù)的組合,更是技術(shù)創(chuàng)新的框架和體系。

技術(shù)的思路,是通過獲取先進的技術(shù)完善自己的產(chǎn)品,降低自己的成本或者說是創(chuàng)造出一種新的產(chǎn)品,從而打敗對手。而建立了標準之后,通過建立自己的標準并將自身的標準用于產(chǎn)業(yè)內(nèi)部或產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟體系,實現(xiàn)對外“贏者通吃”,對內(nèi)實現(xiàn)對產(chǎn)業(yè)和聯(lián)盟的掌控。因此,技術(shù)標準化的經(jīng)濟效益,常常不僅是企業(yè)自身尋求自身發(fā)展所關(guān)注的要點,同時也是許多地區(qū)、甚至國家為提高企業(yè)整體發(fā)展所要工作的目標。于是,這種評價往往已超越了企業(yè)自身,上升為區(qū)域經(jīng)濟投入產(chǎn)出的一個更為宏觀方面的評價。

二、DEA方法的應(yīng)用

1.相關(guān)研究的理論方法及評價

近年來,關(guān)于企業(yè)技術(shù)標準化經(jīng)濟效果的計算方法方面的研究成果不少,采用的計算指標體系也各有千秋。但總的來說,仍是以技術(shù)標準化實施之后產(chǎn)生的經(jīng)濟效果減去因技術(shù)標準化活動所產(chǎn)生的勞動消耗來進行計算。然而,針對企業(yè)層面的技術(shù)標準化經(jīng)濟效益的評價方法,介紹與討論的文獻并不多見,主要是針對技術(shù)標準實施后的經(jīng)濟效果進行計算,難以達到區(qū)域管理,衡量標準化帶來的經(jīng)濟外部性的目的。

1998年,張長元采用了綜合評價理論中的功能系數(shù)法,在給定指標體系的基礎(chǔ)上對企業(yè)技術(shù)標準化的效益進行了評價研究,最先將技術(shù)標準化的經(jīng)濟效果進行了企業(yè)間的橫向比較,為區(qū)域內(nèi)企業(yè)層面的技術(shù)標準化管理和評價提供了一套較為完整的方法。

2003年,宋敏等人將數(shù)據(jù)包絡(luò)(DEA)的方法首次運用到企業(yè)標準化經(jīng)濟效益評價之中,并給出了某一個虛擬企業(yè)在對技術(shù)標準投入產(chǎn)出方面的評價研究模型。然而,在實踐過程中,高新技術(shù)企業(yè)的技術(shù)標準創(chuàng)制過程一般是在幾年內(nèi)完成,對某一企業(yè)測量其當年關(guān)于技術(shù)標準化的投入產(chǎn)出難以達到很好的對應(yīng)關(guān)系。與此同時,單純針對某一企業(yè)創(chuàng)制前后的DEA分析也難以支持DEA方法需要較多決策單元的前提假設(shè)。盡管如此,其所采取的評價方法具有一定的理論意義。

2.采用DEA方法評價的優(yōu)越性

對于評價方法的使用,國內(nèi)最常用的仍然是線性權(quán)重法,即建立在指標體系的基礎(chǔ)上,對每一個指標(準則)賦予一定的權(quán)重,通過將指標得分與相應(yīng)的權(quán)重乘積的和作為總得分,最后進行評價。這種方法在評價技術(shù)標準化經(jīng)濟效益的過程中存在一些不足:

首先,它不是從投入產(chǎn)出的角度考慮問題的,得分高低并不一定能真實地反映企業(yè)在進行標準化過程中的有效利用情況,企業(yè)過高的投入也可能得到較高的評價分數(shù)。

其次,應(yīng)用線性權(quán)重方法進行評價,得分較低的企業(yè)很難從評價結(jié)果中找到投入產(chǎn)出低效的原因,進而難以為下一步中指導(dǎo)工作提供一些改進的方案。

相對于線性權(quán)重法及其他的評價方法,數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)方法是用于評價部門間相對有效性的一種評價方法。該評價方法是從投入與產(chǎn)出的角度去評價同類型的企業(yè)或部門在生產(chǎn)效率方面的相對有效性,把每一個評價對象看成一個具有“多個輸入,多個輸出”的生產(chǎn)系統(tǒng),通過觀察系統(tǒng)的輸入和輸出來評價生產(chǎn)系統(tǒng)的相對效率。

DEA評價模型是多個部門或多個企業(yè)之間進行相對有效性評價的一種方法,其特點是適合于處理具有多個輸入和多個輸出的情況,并且完全基于指標數(shù)據(jù)的客觀信息進行評價,剔除了人為因素帶來的誤差。其結(jié)果不僅能判斷被評價決策單元的生產(chǎn)效率相對有效性,而且對于非有效的決策單元,還給出了調(diào)整改進的方向。因此,如果僅是考慮投入規(guī)模和技術(shù)因素,從宏觀上來評價部門或企業(yè),則可采用DEA評價方法。魏權(quán)齡等人就曾用DEA方法對全國棉紡工業(yè)、鋁冶煉工業(yè)進行評價研究,并將結(jié)果反饋到有關(guān)部門受到高度重視。此外,DEA還有以下一些優(yōu)點:

首先,標準化效益評價需要從不同側(cè)面、用不同指標加以描述,而這些指標往往不能用同一量綱加以表述。DEA模型以決策單元的各個投入指標和產(chǎn)出指標的權(quán)系數(shù)作為變量,從最有利用決策單元的角度上進行評價,無需考慮量綱統(tǒng)一化, 并避免了確定各指標在統(tǒng)計平均意義的權(quán)系數(shù),排斥了主觀因素,具有內(nèi)在的客觀性,確保了評價的準確性和有效性。

其次,DEA方法直接采用數(shù)據(jù)進行計算,而不像一般的統(tǒng)計分析模型那樣預(yù)先給定生產(chǎn)函數(shù)的形式,并對指標進行相關(guān)性分析,避免了生產(chǎn)函數(shù)形式的確定以及確定某一投入指標對若干產(chǎn)出指標的貢獻的繁瑣的工作,使得評價方法具有簡明性和易操作性。

最后,應(yīng)用某些DEA模型對DMU進行相對有效性評價時,可以得到許多在經(jīng)濟學(xué)中具有深刻經(jīng)濟含義和背景的管理信息。

基于以上幾點,本文將沿用DEA的理論和方法,致力于區(qū)域管理層對于轄區(qū)內(nèi)企業(yè)層面的技術(shù)標準化前后經(jīng)濟效益進行評價研究,通過選取合適的投入產(chǎn)出指標,來滿足實際考察的需求。

三、基于DEA方法的評價模型

1.模型的建立

假設(shè)園區(qū)內(nèi)存在n家正在進行技術(shù)標準化的高新技術(shù)企業(yè),即有n個DMU(DMU1,DMU2,...,DMUn),每個DMU都有m種輸入和s種輸出,那么第j個企業(yè)DMUj的輸入和輸出向量分別為 ,j=1,2,…,n?，F(xiàn)在,設(shè)DMUj0的輸入輸出為(xj0,yj0),也可以簡記為(X0,Y0)。于是,評價第j個企業(yè)同時為技術(shù)和規(guī)模有效的DEA模型為:

(1)

評價純技術(shù)有效性的DEA模型為:

(2)

其中,U,V為閉凸錐,(X0,Y0)為DMUj0的投入和產(chǎn)出,u=(u1,u2,…,um), v=(v1,v2,…,vs)分別為投入和產(chǎn)出指標 和 的權(quán)重。

在模型中,V1為該決策單元DMU的有效值(指投入相對產(chǎn)出的有效利用程度)。V1的值越大說明效率越高,即說明該企業(yè)的技術(shù)標準化經(jīng)濟效益越好。V1最大值為1。當V1=1時,則DMUj0為弱有效的;若(1)的最優(yōu)值V1=1,且,則DMUj0為相對有效的。類似地,可以定義DMUj0關(guān)于模型(2)的有效的和弱有效性。

設(shè) 為DMUj0的規(guī)模效率,V1,V2分別為技術(shù)效率和純技術(shù)效率。若S=1(V1=1,V2=1),則稱DMUj0為規(guī)模有效(技術(shù)有效,純技術(shù)有效),否則稱為無效的。

若V1=V2,則稱DMUj0為規(guī)模收益不變;若V1V2,則稱DMUj0為規(guī)模收益遞減。

因此,通過本模型的計算還可以得到如下信息:知曉決策單元的技術(shù)效率狀況,即各個企業(yè)在投入產(chǎn)出方面的效率是最佳還是非最佳;知曉決策單元的規(guī)模收益狀況。即決策單元或是規(guī)模經(jīng)濟,或是規(guī)模不經(jīng)濟;尋找出造成決策單元的非最佳技術(shù)效率和規(guī)模不經(jīng)濟的原因――這是實際應(yīng)用DEA進行深層次分析的關(guān)鍵的第一步,找出粗線條的原因,在通過進一步的深入探討分析,可以深入詳盡地研究分析問題,為今后高新技術(shù)企業(yè)的技術(shù)標準創(chuàng)制提供寶貴經(jīng)驗。

2.輸入輸出指標

對于高新技術(shù)企業(yè)技術(shù)標準化來說,其最終成果大多體現(xiàn)為新標準建立起來后的產(chǎn)品銷售和認可的增加?？梢哉f,高新技術(shù)企業(yè)技術(shù)標準化成功應(yīng)該有兩層含義:一是技術(shù)上的成功;二是商業(yè)上的成功。因此,在選擇與評價一個技術(shù)標準化項目時,必須對技術(shù)因素以外的許多非技術(shù)因素予以應(yīng)有的重視。通過結(jié)合企業(yè)標準化特點及測評者預(yù)定的評價目標,本文嘗試建立如下指標體系。(如表1)

表1 投入、產(chǎn)出指標及相應(yīng)衡量方法

投入方面 產(chǎn)出方面

資金物質(zhì)投入(X1)

計算:設(shè)備費+原材料費+資料和印刷費用+其他物耗費 產(chǎn)品銷售盈利能力的變化(Y1)

衡量指標:產(chǎn)品銷售凈利潤的增長率

人員投入(X2)

計算:相關(guān)人員工資(按標準研發(fā)工時計) 產(chǎn)品市場地位的變化(Y2)

衡量指標:相同標準級別下主要技術(shù)內(nèi)容或考核標準的個數(shù)

調(diào)研協(xié)商投入(X3)

計算:調(diào)研、會議協(xié)商費+實驗外協(xié)費 企業(yè)社會認可度的變化(Y3)

衡量指標:項目獲得證書、榮譽、獎勵等的個數(shù)

在投入方面,調(diào)研協(xié)商投入是技術(shù)標準化過程較為特有的投入。因為技術(shù)標準的制定要滿足先進性和可行性行統(tǒng)一的原則,因此在創(chuàng)制標準過程中,需要進行多次的調(diào)研、會議協(xié)商以及實驗外協(xié),這些方面投入的費用應(yīng)該歸為調(diào)研協(xié)商投入。

在產(chǎn)出方面,企業(yè)社會認可度的變化,既是企業(yè)自身競爭實力提高的體現(xiàn),同時一定程度上反應(yīng)了企業(yè)技術(shù)標準化后帶來的社會附加效益。

四、實證研究

本文針對2009年北京市某科技園區(qū)內(nèi)高新技術(shù)的技術(shù)標準化工作進行手機和調(diào)查,對園區(qū)內(nèi)2009年驗收的技術(shù)標準申報項目進行效益評價。依照上述評價模型所需各指標,整理得:

表2 2009年某園區(qū)驗收的技術(shù)標準申報項目指標值

X1 X2 X3 Y1 Y2 Y3

技術(shù)標準1 12.00 6.00 24.00 0.81 7.00 8.00

技術(shù)標準2 11.00 13.00 7.00 3.37 6.00 10.00

技術(shù)標準3 23.00 20.00 8.00 0.00 11.00 17.00

技術(shù)標準4 9.00 15.00 26.00 3.01 9.00 15.00

技術(shù)標準5 8.00 5.00 18.00 0.81 8.00 8.00

技術(shù)標準6 6.30 96.00 30.00 0.19 7.00 0.00

技術(shù)標準7 34.00 10.00 33.00 0.77 2.00 0.00

技術(shù)標準8 22.90 62.00 4.60 0.06 9.00 8.00

技術(shù)標準9 11.50 4.20 10.10 0.18 6.00 0.00

技術(shù)標準10 113.50 71.00 51.50 0.18 8.00 0.00

技術(shù)標準11 58.00 24.00 33.00 0.18 9.00 0.00

技術(shù)標準12 75.00 10.00 45.00 0.18 4.00 28.00

技術(shù)標準13 27.00 86.00 23.00 0.98 3.00 0.00

技術(shù)標準14 0.00 54.90 22.00 0.10 3.00 61.00

技術(shù)標準15 23.00 47.00 5.00 2.13 5.00 8.00

技術(shù)標準16 10.00 2.00 8.00 2.85 1.00 10.00

技術(shù)標準17 13.00 90.00 27.00 0.51 4.00 0.00

技術(shù)標準18 11.64 6.00 12.88 1.34 4.00 3.00

技術(shù)標準19 18.00 11.00 11.00 0.00 3.00 0.00

技術(shù)標準20 38.30 24.00 7.90 0.86 6.00 0.00

技術(shù)標準21 26.00 52.00 3.00 0.12 3.00 5.00

技術(shù)標準22 9.00 12.00 9.00 0.12 2.00 0.00

其中需要特別指出的是,關(guān)于企業(yè)社會認可度的變化(Y3),由于企業(yè)獲得的獎勵或榮譽級別不同,所得數(shù)據(jù)經(jīng)過簡要的權(quán)重處理。

對于上述面板數(shù)據(jù),分別采用(1)和(2)所代表的DEA模型,應(yīng)用DEAP2.1軟件,對22個技術(shù)標準的經(jīng)濟效益、社會效益進行綜合的評價,進行得到如下結(jié)果:

表3 計算結(jié)果

DMU V1 V2 S

技術(shù)標準1 1 0.755 0.762 0.99

技術(shù)標準2 2 1 1 1

技術(shù)標準3 3 1 1 1

技術(shù)標準4 4 1 1 1

技術(shù)標準5 5 1 1 1

技術(shù)標準6 6 0.828 0.952 0.869

技術(shù)標準7 7 0.162 0.285 0.569

技術(shù)標準8 8 1 1 1

技術(shù)標準9 9 1 1 1

技術(shù)標準10 10 0.164 0.169 0.967

技術(shù)標準11 11 0.384 0.43 0.893

技術(shù)標準12 12 0.617 1 0.617

技術(shù)標準13 13 0.182 0.36 0.506

技術(shù)標準14 14 1 1 1

技術(shù)標準15 15 1 1 1

技術(shù)標準16 16 1 1 1

技術(shù)標準17 17 0.323 0.488 0.662

技術(shù)標準18 18 0.686 0.828 0.828

技術(shù)標準19 19 0.335 0.681 0.493

技術(shù)標準20 20 0.618 0.82 0.754

技術(shù)標準21 21 0.793 1 0.793

技術(shù)標準22 22 0.338 1 0.338

由表3可知,該年度園區(qū)內(nèi)企業(yè)進行技術(shù)標準化的效率參差不齊,個別單位所創(chuàng)制的技術(shù)標準沒有達到很好的投入產(chǎn)出的配比效果。而技術(shù)效率和規(guī)模效率較高的技術(shù)標準是2,3,4,5,8,9,14,15,16,也就是說,創(chuàng)制這些標準的企業(yè),在標準創(chuàng)制過程中的投入產(chǎn)出相對合理。在技術(shù)標準創(chuàng)制的調(diào)研中,園區(qū)應(yīng)著重對這些企業(yè)進行適度調(diào)研,深入了解其內(nèi)部運作模式,并適當給與一定獎勵,以期達到一個較好的推廣和示范效果。

參考文獻:

[1]張長元:功能系數(shù)法在標準化經(jīng)濟效益評價的應(yīng)用[J],冶金標準化與質(zhì)量,1998(9): 27-29

[2]宋敏等:基于DEA方法的企業(yè)標準化效益評價[J],中國標準化,2003.10:56-58

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關(guān)鍵詞：傳感軌；靜態(tài)軌道衡；動態(tài)軌道衡；過渡器

中圖分類號：TH715 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）02-0025-02

1 軌道衡稱重技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀

1.1 機械杠桿式靜態(tài)軌道衡

在20世紀60年代，我國工業(yè)僅處在起步階段。由于技術(shù)落后、產(chǎn)量少，軌道衡稱重技術(shù)設(shè)備采用的是機械杠桿稱重方式。這種稱重裝置占地面積較大，工程施工需很深的基坑。由于每組杠桿都有尖銳的刀口和刀架，若使用頻繁或使用時間長，會有雜質(zhì)、灰塵落入刀口刀架內(nèi)，影響稱重精度。由于整臺秤的所有部件都是可動的，維修量極大。

1.2 單臺面電子式動態(tài)軌道衡

大中型工業(yè)企業(yè)每天進廠出廠物資吞吐量大，一列火車一個一個車箱停穩(wěn)后的靜態(tài)稱量已不能滿足快節(jié)奏的現(xiàn)代化生產(chǎn)模式，必須實現(xiàn)火車動態(tài)稱重計量來適應(yīng)快節(jié)奏的生產(chǎn)方式。單臺面電子式動態(tài)軌道衡設(shè)計有一個稱重臺面，當每節(jié)車箱的前后轉(zhuǎn)向架分別駛過臺面時，稱重計算機分別將采樣結(jié)果進行累加運算，算出每節(jié)車箱的總重量值。

這種稱量方式結(jié)構(gòu)較簡單，車速限制在3～7km/h，和單臺面靜態(tài)軌道衡相比，占地面積較少，基坑也較小，但因可動部件多，穩(wěn)定性較差，維護量亦較大，特別是很難保證有一個長期的穩(wěn)定的稱量精度。因一節(jié)車廂分兩次稱重再相加算出其總量，很難達到預(yù)期的稱重精度。

1.3 不斷軌式電子動態(tài)軌道衡

不斷軌式電子動態(tài)軌道衡是指稱重傳感器安放在一個淺基坑的箱式槽內(nèi)，將稱重軌道直接放在稱重傳感器上，測量其垂直重力。為了克服火車行駛過程中產(chǎn)生的縱向水平分力對測量精度的影響，在重力傳感器組的兩端的軌道腰部打孔塞入小型柱式傳感器測量水平分力，以補償單靠垂直重力產(chǎn)生的測量偏差。

這種稱量方式要確保其稱量精度和穩(wěn)定性、重復(fù)性，要解決好塞入式水平分力傳感器和原鋼軌兩個界面配合不好產(chǎn)生的傳力誤差和測量垂直力兩排傳感器和鋼軌之間的因基礎(chǔ)不平而產(chǎn)生的吊板誤差對測量精度和重復(fù)性的影響，要解決結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的這兩個難題就不那么容易了。

2 傳感軌軌道衡的研發(fā)與應(yīng)用

2.1 稱重原理

傳感軌軌道衡指的是軌道自身就是傳感器，即傳感軌集傳感器和軌道為一體，利用剪切力代替正壓力的測量原理。經(jīng)過精心設(shè)計，多年的反復(fù)試驗，現(xiàn)場實際使用、總結(jié)、提高，至今，這一技術(shù)克服了上述各種軌道衡存在的缺陷和不足，是目前國內(nèi)軌道衡行業(yè)領(lǐng)域，充分利用力學(xué)受力原理設(shè)計制造的技術(shù)先進、結(jié)構(gòu)新穎、使用壽命長、免維護型具有創(chuàng)新型的軌道衡稱重系統(tǒng)裝置。

其主要部件包括：稱重軌4根，每根軌上制作3個一體化傳感器，每臺衡共12個傳感器；供橋電源：選用三端可調(diào)集成穩(wěn)壓電源，有過熱短路保護，經(jīng)過現(xiàn)場使用，長期穩(wěn)定，可靠性好；模數(shù)轉(zhuǎn)換：選用進口高速多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換采集卡，先將12個通道的模擬信號單個采樣，變成數(shù)字，然后由計算機進行“數(shù)字求和”，代替單、雙機械臺面的“模擬求和”；計算機系統(tǒng)。

2.2 秤體結(jié)構(gòu)

傳感軌式軌道衡有4根7m左右（由車型決定）、經(jīng)生產(chǎn)制作校準的傳感軌，每根傳感軌上有稱重通道和稱重器，再加上計算機就組成一套完美的稱重系統(tǒng)。

2.3 稱重過程

沒有火車時，整個衡器處于等待計量狀態(tài)。當一列貨車開過來時，由計算機判斷是從左邊來還是從右邊來，并在彩色屏幕上顯示“從左往右”或“從右往左”，同時由“等待計量”狀態(tài)轉(zhuǎn)到“正在計量”狀態(tài)。這時傳感器輸出與節(jié)重成正比例的輸出信號，經(jīng)過前置放大濾波后，由屏蔽電纜送到機房進行再放大和再濾波，由計算機控制動態(tài)數(shù)據(jù)采集、循環(huán)、存儲，實施整車或轉(zhuǎn)向架跟蹤采樣自動轉(zhuǎn)換，進行車速快慢變換，及時調(diào)配動態(tài)變量和車重系數(shù)，使計量檢測忙而不亂、穩(wěn)妥有效。當一列貨車已經(jīng)通過衡區(qū)，計量完成后，就由“正在計量”狀態(tài)轉(zhuǎn)入“數(shù)據(jù)處理”狀態(tài)，自動顯示“序號、節(jié)重、節(jié)速、總重”等計量結(jié)果。

3 傳感軌動態(tài)軌道衡的幾大優(yōu)勢

3.1 一體化結(jié)構(gòu)

軌道和傳感器融為一體，即軌道衡本身就是傳感器。傳感軌用魚尾板和引軌直接相連。

3.2 秤體無可動部件

傳感軌軌道衡決定了該稱重系統(tǒng)無臺面、無基坑、無限位器、無過渡器，秤體堅固可靠、穩(wěn)定。

3.3 長壽命免維護

傳感軌軌道衡整個秤體結(jié)構(gòu)無可動部件，也無調(diào)整和維護的必要性?，F(xiàn)場使用已證明屬免維護、長壽命產(chǎn)品。

3.4 適應(yīng)國內(nèi)所有車型過衡計量

傳感軌動態(tài)軌道衡的最大優(yōu)勢還在于適應(yīng)國內(nèi)全部車型過衡計量。對一些企業(yè)里運行的極特殊的車箱結(jié)構(gòu)，如冶金行業(yè)用的魚雷罐車，在設(shè)計傳感軌時都能有針對性地進行設(shè)計加工制作、安裝，完全能滿足各種特殊要求。

3.5 強大的稱重參數(shù)顯示

傳感軌動態(tài)軌道衡由于具有稱重受力的獨特優(yōu)勢，當一列車過衡計量時，除了能精確顯示出其每節(jié)車箱的總重外，還能檢測顯示出車速、車箱的輪重、軸重、偏載重、偏載率等參數(shù)值。

3.6 動態(tài)精度高

傳感軌動態(tài)軌道衡的稱重計量方式屬整車計量，和雙臺面動態(tài)衡相比，傳感軌軌道衡在實現(xiàn)整車計量過程中，采樣的頻次比雙臺面結(jié)構(gòu)軌道衡多，加上其軟件的特殊統(tǒng)計計算，能確保精度≤±0.5%以內(nèi)（時速5～15km/h）。

4 傳感軌軌道衡的發(fā)展和未來

4.1 展望傳感軌軌道衡的未來

2006年11月11日，中國衡器協(xié)會軌道衡專業(yè)委員會在安徽正式成立，鐵道部多位領(lǐng)導(dǎo)在會上談到了以下問題：

（1）由于近年國民經(jīng)濟的快速增長，軌道衡產(chǎn)品需求也在快速增長，軌道衡生產(chǎn)技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量亟待提高。

（2）現(xiàn)在軌道衡生產(chǎn)技術(shù)水平提高了，新技術(shù)采用多了，功能強了，但是結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)件水平有所下降，影響了穩(wěn)定性。

（3）在會上有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)介紹說：“中國入世后，承諾國外校準機構(gòu)可以進入中國，目前我們還未完全放開，但國外許多校準機構(gòu)已對中國的校準市場虎視眈眈。外國校準機構(gòu)一旦進入中國校準市場，它們的服務(wù)、它們的行業(yè)自律，對我國的檢定機構(gòu)將構(gòu)成極大的競爭?！?/p>

4.2 傳感軌軌道衡具有強大的競爭力

傳感軌軌道衡所具有的獨特性和長期運行使用的現(xiàn)實，證明這一稱重技術(shù)設(shè)備有極強的競爭力，是當今軌道衡稱重技術(shù)的一個新的突破。

參考文獻

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[3] 趙得永．動態(tài)軌道衡系統(tǒng)的故障診斷[J]．鐵道技術(shù)監(jiān)督，2008，（7）．

[4] 尚叢林．不斷軌動態(tài)軌道衡系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[J]．鐵道建筑，2008，（11）．

篇10

【關(guān)鍵詞】采礦；技術(shù)；方法

中圖分類號： TD43文獻標識碼： A

一、前言

井下作業(yè)本身就充滿著許多的不安全因素，所以，為了提高采礦作業(yè)的安全性，保證采礦工作能夠取得預(yù)計的效果，必須結(jié)合礦井的實際情況，選擇正確的采礦技術(shù)和方法。

二、我國金屬礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀

我國礦產(chǎn)資源總的特點是總量大，但人均擁有量低，人均礦產(chǎn)儲量僅為世界平均值的58％；種類齊全但結(jié)構(gòu)不合理，目前我國已探明礦產(chǎn)資源總量較大，約占世界的12％，居世界第3位，但主要礦產(chǎn)儲量占世界的比例并不高。目前我國具有年產(chǎn)9億t鐵礦石原礦的生產(chǎn)能力，到2015年可形成新增鐵礦石原礦年生產(chǎn)能力達3～3.5億t。此外，我國還加大了海外鐵礦投資力度，到2015年，我國海外權(quán)益礦規(guī)模將增加1億t左右，海外權(quán)益礦的總量達到我國進口總量的20％以上。、

三、地下開采的新工藝和新技術(shù)

1、空場采礦的技術(shù)

(一)VCR技術(shù)

在上世紀的中后期，VCR技術(shù)，也就是所謂的大直徑深孔球狀崩落采礦方法在我國的凡口鉛鋅礦最先試驗成功。隨后，在諸多金屬礦采礦中都采用了這種高效率的采礦技術(shù)和方法。

(二)地下金屬采礦的連續(xù)化

連續(xù)開采地下金屬礦山主要是指：連續(xù)回采礦房、連續(xù)開采礦體（床）、連續(xù)運送礦石以及連續(xù)的全工藝過程。也就是說在開采的過程中實現(xiàn)一步到位；在回采的過程中實現(xiàn)出礦、落礦、搬運礦石工藝的連續(xù)性作業(yè)；實現(xiàn)井下礦石的運輸、轉(zhuǎn)載、提升等環(huán)節(jié)的連續(xù)化；落礦、掘進、運搬、出礦、運輸?shù)裙に囘^程連續(xù)化。我國已經(jīng)在連續(xù)四個5年規(guī)劃中，將連續(xù)開采技術(shù)納入國家的科技重點攻關(guān)項目中，進行了大量物力、人力、財力的投入，已進行科學(xué)實驗和理論研究，并在鳳凰山銅礦、獅子山銅礦以及安慶銅礦的地下金屬礦山中采用連續(xù)開采技術(shù)研究，取得了一系列突出成果。

金屬礦連續(xù)開采工藝根據(jù)礦巖情況或開采方式不同，分為三種工藝流程：

（1）在對大塊礦巖開采時，為提高開采的效率，連續(xù)進行落礦、出礦、運輸?shù)裙に嚨幕夭墒┕??；夭蓵r采用前進式推進順序，施工過程中不留礦柱。采用這種連續(xù)開采的工藝可提高開采效率，經(jīng)濟適用，方便礦塊的控制管理和采礦設(shè)備調(diào)配，將來發(fā)展?jié)摿艽蟆?/p>

（2）在對地下礦石進行后處理時，采用專門的運輸機連續(xù)進行礦石的出礦、轉(zhuǎn)運、提升等工藝的施工。使地下礦石開采、運送達到一體化。采用這種工藝可以加快開采速度，近幾年來，該工藝應(yīng)用較廣。

（3）如果開采的礦巖硬度較大，開采具有一定的難度，可采用連續(xù)采礦機實現(xiàn)掘進、挖掘、落礦、出礦、轉(zhuǎn)運等工藝過程的連續(xù)化施工。目前，有關(guān)專家對這種采礦工藝的研究取得了很大的進展，使其應(yīng)用前景更加廣闊。

2、崩落采礦的技術(shù)

(一)無底柱的分段崩落方法

我國當前的無底柱分段崩落采礦技術(shù)面臨著怎樣對結(jié)構(gòu)參數(shù)進行加大和優(yōu)化的問題。優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)的主要方向為使得進路間距不斷增大。通過進路間距的增大能夠?qū)崿F(xiàn)采掘工程量的大幅減少，此外還能使得一次崩礦量增大，從而使得采礦強度得以增加，降低礦石的成本，大大提高礦山經(jīng)濟和社會效益。因為進路間距增大具有一定的可操作性，容易得到推廣和應(yīng)用，當前在桃沖、程潮、北銘河、板石溝等礦山中都使用了這種技術(shù)，其具有一定的實踐意義。

(二)自然崩落的技術(shù)和方法

自然崩落的技術(shù)和方法主要是指通過巖石自然應(yīng)力的應(yīng)用實現(xiàn)落礦的技術(shù)，其具有采礦成本低、生產(chǎn)能力大等方面的優(yōu)點，尤其適用于那些礦化均勻、礦體厚大、易于自然崩落的礦床開采過程。其主要原理為在礦塊進行大面積拉底以后，對礦塊內(nèi)礦體應(yīng)力平衡進行破壞，從而使得應(yīng)力進行重新分布，形成新平衡拱，這時拱內(nèi)的礦石會因為受到重力作用而出現(xiàn)周期性的脫落。

3、充填采礦的技術(shù)和方法

我國采用過分級、干式尾砂膠結(jié)、碎石水泥漿膠結(jié)、全尾砂膠結(jié)等采礦新技術(shù)和新工藝。當前，我國已經(jīng)成功研制出了充填采礦新工藝，其達到世界領(lǐng)先水平。具體代表為：用高水全尾砂速凝固化膠結(jié)來進行充填的技術(shù)、采用粗粒級水砂進行充填的工藝、高濃度全尾砂進行自流輸送以及泵壓輸送來進行充填的工藝和技術(shù)、膏體通過泵送進行充填技術(shù)和工藝等。

四、難采礦床安全開采1.深井采礦技術(shù)金屬礦床深部開采存在著高地應(yīng)力、高井溫等特殊的開采技術(shù)條件，使采礦作業(yè)遇到了一系列技術(shù)難題，屬典型的難采礦床。近年來針對深部難采條件研究開發(fā)了系統(tǒng)安全高效的采礦技術(shù)。如：

(一)高地應(yīng)力卸荷；

(二)巖爆傾向性多因素綜合評判方法；

(三)高應(yīng)力條件下柔性支護技術(shù)；

(四)巖體失穩(wěn)聲發(fā)射預(yù)警方法；

(五)高溫礦井排熱通風技術(shù)。2.難采礦體特型充填采礦技術(shù)有色金屬礦床賦存條件多變，不少礦床巖體破碎不穩(wěn)固，或存在地應(yīng)力高和地下水等不利因素，其開采技術(shù)條件復(fù)雜，采礦難度大，往往導(dǎo)致采礦效率低下、安全保障程度低、資源浪費嚴重，或開采成本高。針對我國礦床開采技術(shù)條件復(fù)雜的礦體比例大的特點，近十年來在復(fù)雜礦床開采技術(shù)方面取得了很大進展，研究開發(fā)了機械化盤區(qū)脈內(nèi)采準分層充填采礦法、破碎礦體臺階頂板水平分層充填采礦法、上向梯層充填法回采井下殘礦工藝。3.礦柱高效回采與群空區(qū)協(xié)同處理技術(shù)針對井下大規(guī)模礦柱回采存在群空區(qū)安全隱患大、工程條件復(fù)雜和技術(shù)難度大等難采條件，研究發(fā)展了礦柱大規(guī)?；夭膳c群空區(qū)協(xié)同處理技術(shù)，在柿竹圓多金屬礦和架川鉑礦成功地實現(xiàn)了井下復(fù)雜條件下特大型控制爆破。成功地采用多向組合微差控制爆破技術(shù)，實現(xiàn)井下鉆孔爆破技術(shù)的突破，并下鉆孔控制爆破規(guī)模達到世界之最。為了實現(xiàn)礦柱回采與空區(qū)隱患協(xié)同處理，成功地開發(fā)了立體分區(qū)綜合控制爆破技術(shù)，將并下大爆破按數(shù)十個相對獨立的爆C進行創(chuàng)新設(shè)計，確保了井下超大規(guī)模鉆孔爆破的爆破效果和周邊礦柱的穩(wěn)定；充分利用采空區(qū)作為自由面實行多排水平孔微差控制爆破。

五、金屬礦采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢1、深井開采。隨著淺部資源的逐漸消耗和枯竭，我國已開始向地下深部獲取資源，預(yù)計在今后10～20a內(nèi)，我國礦山將進入1000～2000m深度開采。20世紀60～70年代建設(shè)的部分礦山相繼進入深部開采，一些新建礦山采礦深度也很大。

2、復(fù)雜富水礦床開采技術(shù)。今后應(yīng)在復(fù)雜水體礦床安全高效采礦方法、全尾砂濃縮充填材料、工藝設(shè)備及自控技術(shù)研究以及水患和地壓突變規(guī)律及監(jiān)測預(yù)報控制技術(shù)方面開展研究工作。特別是復(fù)雜水體礦床突水機理及防治技術(shù)，井下充填的新型廉價尾砂膠結(jié)材料，微細粒尾砂高效濃縮泵送充填及自控技術(shù)，巖層變形—應(yīng)力—滲流三場耦合分析技術(shù)，低能耗沉密脫水臥式倉造漿工藝與技術(shù)方面重點開展研究工作。3、復(fù)雜難采地下殘留礦體開采技術(shù)。我國地下金屬礦山長時間的開采，由于當時技術(shù)水平的制約以及亂采亂挖的影響，采區(qū)內(nèi)仍殘留有大量的礦石資源。這些殘留礦石資源回采技術(shù)復(fù)雜，安全條件差，遺留的大量空區(qū)和礦柱長期不能得到有效處理?；厥者@些殘留資源的主要難點是復(fù)雜空區(qū)殘留資源探測技術(shù)、大參數(shù)大步距整體崩落技術(shù)、殘留資源開采條件再造技術(shù)、復(fù)雜充填體下礦柱回收技術(shù)以及復(fù)雜殘留礦體安全回采監(jiān)測預(yù)警等技術(shù)。這些技術(shù)難題的解決，必將對提高礦產(chǎn)資源利用水平、推進我國采礦技術(shù)進步具有重要意義。

六、結(jié)束語

綜上所述，井下采礦技術(shù)和方法的選用必須要結(jié)合礦井的特點，同時，針對所采取的方法和技術(shù)進行安全性和可靠性的分析，保證井下采礦技術(shù)和方法能夠卓有成效。

【參考文獻】

[1]池洪斌.露天采礦技術(shù)及發(fā)展方向探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011．