钢铁厂的自动化技术与节能研究

来源 :机电一体化 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xieyinglan2007
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  【摘 要】钢铁厂是我国生产钢铁的重要基地,其内部的供应和能源转换系统非常的庞大和负载,管线交叉密集分布,在钢铁厂中引入自动化技术和节能措施,能够提高钢铁厂的生产效益,降低能源损耗,帮助钢铁厂获得最大的经济效益。本文分析了钢铁厂运用自动化技术的现状和钢铁自动化技术的发展,阐述了钢铁厂自动化技术的节能措施。
  【关键词】钢铁厂;自动化技术;节能
  我国是生产钢铁最早的国家之一,钢铁工业是我国发展重工业中的重要基础,直接关系着我国国民经济的快速发展。与此同时,我们也更加关注钢铁厂的运行效率和能源损耗问题,因此钢铁厂要积极引进自动化技术与节能措施,提高资源利用率,推动钢铁厂的可持续发展。
  1 钢铁厂运用自动化技术的现状
  钢铁厂的覆盖非常广、生产规模庞大、生产流程和工业非常复杂,在钢铁厂的生产经营过程中引入自动化技术,能够有效地提高钢铁厂的生产效率,促进钢铁厂的高效运行。自动化技术在钢铁厂的应用,有助于实现钢铁厂的智能控制,降低能源损耗,提高经济效益。当前,自动化技术被广泛的应用在钢铁厂的各个生产环节,但是在应用过程中还存在很多的问题。如,钢铁厂虽然引进了先进的自动化检测系统,能够实时监测钢铁厂内部的生产排放物,但是很难通过化学方法或者物理手段从根源上解决排放物问题,使得钢铁厂很难平衡经济效益和环境效益,如果钢铁厂过度追求生产规模,就会影响环境保护和生产质量,如果过度重视环境效益,又难以保障钢铁厂实现最大的经济效益。另外,在钢铁厂的日常生产经营过程中,由于自动化技术被广泛的应用在各个生产环节上,一旦自动化技术出现问题,就会严重影响钢铁厂其他生产环节的运行,最终影响钢铁厂的整个生产流程,为了及时控制和避免这样的问题,钢铁厂要加强对自动化设备的日常维护和检修,定期检查和保养生产设备,确保钢铁厂各个生产环节的安全可靠稳定运行。
  2 钢铁自动化技术的发展
  2.1 过程控制系统
  钢铁厂的自动化技术可以实现对生产流程的实时检测和监控,如多种类型的传感器技术、软测量技术、数据采集和处理技术、机电一体化技术等多种可靠性和安全性都很高的新兴技术,通过钢铁厂生产过程中一些关键工艺流程进行物流跟踪、排放物污染控制、闭环控制、钢铁质量控制、能源平衡控制等,实现钢铁厂生产运行环节的在线监控和检测,自动化判断钢铁生产烟尘、废气、缺陷。组织等,测量钢坯和钢材的尺寸、温度等,预报和检测钢铁水的纯度等。自动化技术在钢铁生产过程中应用,提高闭环控制的性能,实现了组织性能、温度、钢材尺寸、铸坯、钢水成分的闭环控制。
  2.2 生产管理控制系统
  随着自动化技术的快速发展,钢铁厂逐渐构建了生产管理控制系统,利用多媒体技术、仿真技术、计算机力学技术和数据挖掘技术,实现了离线仿真和在线模拟集成,为钢铁生产管理提供了支持和决策,实现了设计优化、组织优化和流程优化。
  2.2.1 组织生产管理方面
  生产管理控制系统在钢铁厂的组织生产管理方面,能够根据各个生产环节和工序迅速调整生产技术,作为一种快速调整组织生产管理技术的重要方式,有效地提高了生产管理的柔性化和敏捷性,并且通过自动检测钢铁生产管理各个环节的时间,实现对钢铁组织生产管理的全方位控制和全线跟踪,根据生产工序的要求和标准调整生产计划。
  2.2.2 质量管理方面
  生产管理控制系统在钢铁厂质量管理方面发挥着非常重要的作用,其采用了网格分析技术,能够根据钢铁厂的运行数据进行统计计算,及时分析、预报和跟踪钢铁的生产质量,全面掌控钢铁质量管理,提高了钢铁厂质量管理水平。
  2.2.3 成本控制方面
  生产管理控制系统采用数据挖掘技术和预报技术,构建了动态的钢铁生产成本模型,能够有效地预测和控制生产成本,在自动化控制基础上,实现了对能源供应、原材料采购、核算成本、生产调度等环节的控制管理和动态跟踪,有效地提高了生产效率,降低了生产成本。
  2.2.4 设备管理方面
  生产管理系统在钢铁厂内部建立了生产设备寿命预报和故障预报模型,加强了对钢铁生产设备的管理和控制,通过自动化检测技术,结合生产设备的实际运行情况,在日常生产运行过程中,加强维护和管理,提高生产设备的运行效率,延长使用寿命,降低钢铁厂的设备成本。
  3 钢铁厂自动化技术的节能措施
  3.1 计算机控制高炉
  早在20世纪60年代,钢铁行业快速发展,一些发达国家的钢铁厂在组织生产管理环节积极引进新技术,利用计算机控制高炉,根据高炉的实际运行情况,提供原料供给,对于钢铁厂的节能减排具有显著的作用的效果,在一个完整的钢铁生产环节能够节约2%~4%的焦炭,降低5%的废气排放。采用计算机自动化技术控制一个体积为1000立方米的高炉,能够根据钢铁在生产管理过程中的实际情况,及时调整生产配比,提高钢铁的生产质量和生产效率,减少废品,提高钢铁资源的利用率,还能够稳定钢铁的冶炼过程,每年能够节约大约5000余吨的钢铁供应材料,降低能源损耗,而构建计算机自动化控制系统的成本经过4到5个月就能够完全收回成本。
  3.2 微机控制电炉
  钢铁厂可以利用微型计算机控制电炉,根据电炉运行过程中各中实时参数的变化,进行控制和调控,提高钢铁生产的质量,同时也增加了钢铁的产量,有效地降低了电炉的用电消耗量和运行成本。近年来,我国加大了对电炉的研制和开发应用,取得了显著的成就,我国的微机控制电炉装置在钢铁厂的应用过程中,可以使钢铁厂的钢铁产量提高25%~30%,节约10%~15%的用电量,极大地提高了钢铁厂的资源利用率。
  3.3 微机控制技术在轧钢加热炉中的应用
  微机控制技术在轧钢加热炉中的引用,提高了生产技术的精度,并且微机控制技术具有数据通信的重要功能,实现了向上或者水平的灵活控制和拓展,能够根据微机上位机的控制指令来控制和调节轧钢加热炉的运行状态,实现了高质量的生产管理、在轧钢加热炉中应用微机控制技术,能够有效地井底烧损率,节约大量的燃料,提高轧钢加热炉的运行效率和加热质量。采用微机控制技术控制轧钢加热炉,可以将加热炉的静态温度误差控制在4摄氏度之内,有效地提高板坯加热质量和轧制率,减少了大量天然气的使用量,并且能够将轧钢加热炉的控制系数控制在燃烧的最佳区域内,最大程度地境地了钢材的氧化率,技术简单便捷,不仅提高了工作人员的工作效率,还能够有效的降低环境污染。
  3.4 电子计算机控制和管理能源
  我国钢铁厂位置比较分散,钢铁产品的种类也非常多,能源转换和供应系统非常复杂。采用电子计算机控制和管理能源,能够有效地提高钢铁厂的经济效益,提高钢铁生产管理水平,最大程度地减低人力、物力和财力等有限的资源。
  4 结束语
  随着现代化科学技术的快速发展,钢铁厂的自动化技术有着广阔的应用前景,通过深入分析和研究钢铁厂的自动化技术和节能,通过应用多种自动化技术和采取节能措施,提高钢铁厂的生产效率和生产质量,降低能源损耗,推动钢铁厂的快速发展。
  参考文献:
  [1]程鹏.钢铁厂自动化技术与节能[J].冶金能源,2012(04).
  [2]王杰.钢铁厂自动化技术与节能[J]. 能源研究与利用,2011(01).
  [3]张海航.钢铁厂自动化技术与节能[J].自动化应用,2013(12).
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