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[摘 要]随着先进科学技术与传统行业的不断交融,极大的推动了传统行业的有效快速发展。有色金属与冶炼行业作为我国重要传统工业项目,确保其高效、快速发展对于我国经济稳步发展具有重要意义。此次就矿山机械技术不断集成化、基于节能环保冶炼技术以及有色机械设备的集成化几个角度着手,阐述未来有色矿山与冶炼行业中机械工程技术的发展趋势。
[关键词]有色矿山;冶炼;工程技术
中图分类号:TU141 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)05-0306-01
前言
有色金属行业是我国整个工业系统主要能源基础,近些年随着我国经济的不断提振发展,无论基于能源机械化技术角度还是基于开采冶炼规模上均有了质的提升。机械工程技术是确保有色金属行业以及冶炼行业长期高效发展的重要前提,因此就机械工程技术未来发展趋势进行分析,对于把握有色金属以及冶炼行业的持续发展具有重要意义。
一、日趋规模化与創新性
实际现有的矿山金属其品位相较以前有了明显的降低,为了确保产量、保持矿山的经济效益势必需要进行更大规模的开采活动,这一发展特性间接暗示着未来基于采矿设备以及选矿机械等均应当朝着大规模、集成化角度发展。规模化的机械设备技术同时带动了设计、材料以及机电一体化等综合技术的发展,使得整个过程在不断进行创新并吸纳新的技术实现持续发展。
现阶段国际上常用的露天开采机械主要以挖掘机为主,基于齿轮与齿条的刚性推压以及直流驱动技术,实际挖掘机可开挖容量不断扩大,据笔者了解目前国际上已经出现50-60立方的规格斗容;此外,矿用自卸运输车其基于交直流转换技术以及液压技术,使得其载重量不断增加,目前最大的载重已经达到320-350吨左右。与此同时,包括300千瓦的多头掘进设备、直径10米、深度1.5千米的混合式竖井提升机等大规模地下开采设备等近些年不断涌现。就我国有色采矿以及选矿设备而言,在不断吸纳国外先进技术后,为了进一步提高生产效率以及机械工作情况,相继研发了一大批大规模化的机械设备,例如WK55型矿用挖掘机,其最大斗容量已经达到56立方,实际年产量可达1200万立方,适合于在3000万吨级的大型露天矿进行先关开采作业;而我国自主研发的SF35100型矿用自卸运输车其一次可实现300吨的装卸操作,且其实际运行成本相较于国外节省了近三分之二的成本;目前国内最大的半自磨机以及球磨机规模已经达到9.75*4.72米以及6.71*11.73米,实现了最大每小时处理量为833吨左右,日最大处理量逼近2万吨。威姆科自吸式W300RT-EXT浮选机,其体积达到330立方。诸如以上大型机械设备,受到国际社会关注,同时也标志着我国机械工程技术在有色金属行业的融合与发展。
二、节能、环保冶炼技术与设备
就目前而言,有色金属依然属于稀缺能源之一,且其在我国分布相对分散,实际对于有色金属的冶炼效力远大于矿山实际资源供给情况。此外,由于有色金属其冶炼过程需要耗费大量能源且释放大量有害物质严重污染环境,这也使得当前冶金机械过程技术其发展方式与矿山机械过程存在一定差异,并不是一味追求规模化设备,同时还应当注重对节能技术以及环境保护等问题。就当前我国有色金属冶炼行业而言,冶炼设备的规模化需要基于对小而散的落后产能设备的剔除,而基于环保节能相关要求则是依据我国冶炼产能远大于矿山资源能力,能耗普遍高于国际平均水准而制定的强制性战略规划。
相较于其它冶炼技术,基于电解铝节能技术与机械技术发展较快,320KA特大电解槽的研发,不停电停槽技术与装备和全石墨化结构阴极材料的推广等,大大改善了电解铝生产过程中对于电能的合理使用,有效降低单位生产成本,目前全行业已经达到平均水平低于14000千瓦时每吨的水平线。在铜冶炼领域,基于引进吸纳国外先进的闪速炉技术,不但在单机容量上得到明显提高,达到当前的30万t/a世界级水平,同时单位能耗已经降低至0.45t标注煤的国际水平;与此同时,基于我国自主研发的氧气底吹熔炼技术与设备,很好的实现了自热熔炼,在不需要添加辅助燃料情况下,有效降低能耗的同时显著提升了设备耐久性。
三、集成化、多功能有色机械设备
目前,我国已经拥有相对完善的科研、设计以及生产、制造行业,因此我国针对有色金属的技术吸纳、消化以及不断改善等已经形成完善的体系,在一些大规模的单体采、选、治设备上,其性能基本可以达到国际水平,而在集成化、复合性设备研发以及相关技术经济综合指标方面依然与国外存在不少差距。未来我国应当注重提高单体机械设备的主体性能同时,基于机电一体化技术理念,提高整个设备的集成化性能以及其它符合能力,从而更好的体现机械设备的效能情况。
实际机械设备的复合功能,随着生产规模的不断增加,自动化连续作业已然成为提高效能的重要措施,在有色机械设备尤其是电解冶炼辅助设备领域,基于多功能复合式设备不断被研发,锌电解生产中的自动铸锭码垛机以及电解铜生产过程中的多功能阴极处理机组等,均是以多台单独设备分别完成的功能组合与单台设备中,基于微电脑进行远程访问与控制,显著提升整个设备的生产与工作效率,大大提高生产产量。机械设备模块化备用件更换模式理念的提出,使得设备在防护、检修以及备用件的更换方面可以得到有效保障,随着备用件设计理念的提出与发展,不但在中小型设备中,同时基于大型有色机械设备也开始逐渐采用模块化以及在线更换技术。比如,大型旋回破碎机的整体内衬板备用件及其更换,阳极碳素焙烧炉整段式炉体备件与在线更换等,基于模块化拼接式整体机械设备,其整个破损以及维护周期将大大缩短,从而有效保证生产效率同时,大大提高维修的水平。
目前,包括激光物料探测、红外温度遥测以及步进电机等均采用模块化组合元件,普遍应用在线监测以及自适应调整技术。此外,圆锥破碎机的进排料口开度的检测与自适应系统,球磨机的负载监测与调整模块以及浮选机的浮选泡沫分析与管控系统等,目前均已经实现在不停机的情况下实施依据物料以及设备符合、实际介质成分等的改变而有效实现自我运转的调节,从而使得物料的添加以及价值的配置等达到较为理想状态。
四、总结
近些年我国机械工程技术有了巨大突破,甚至在多个技术层面不断刷新世界记录。就单个技术层面我国已然实现世界先进水平,而纵观整个有色矿山与冶炼行业的机械工程技术全局,我国依然与世界先进水平存在一定差距。主要表现为在高端技术方面、研发设计与创新能力方面大都以来技术先进国家。依据笔者多年行业工作经验,以及参阅近些年国内外机械工程技术领域发展内容,结合国内当下实际,未来我国有色矿山与冶炼行业的机械工程技术应当基于三个层面进行提高,首先机械工程技术应当与高新技术密切结合,进而赋予传统技术新的风貌;其次交叉技术理念的出现,涌现了一大批新兴学科分支,高端工程技术研究、应用范畴不断扩大;最后基于数字化、微纳化技术发展,机械工程技术也应当由“技术”为主,转化为以“技术、科学”为核心发展。未来基于后工业时代的到来,机械工程技术研究内容、方式以及方法等应当不断创新,实现更新更广的拓展。
参考文献
[1]吴富姬,杨文龙.机械工程技术的发展趋势[J].民营科技,2012(9):113-113.
[2]冯珊珊.互联网融资模式对有色矿山企业融资的影响分析[J].世界有色金属,2016(12s):44-45.
[3]曾波.自动化技术在冶金行业中的现状和发展趋势[J].山西冶金,2014,37(5):6-7.
[4]佟强.有色金属冶炼废水处理的研究现状和发展趋势[J].中国化工贸易,2013(9):250-250.
[关键词]有色矿山;冶炼;工程技术
中图分类号:TU141 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)05-0306-01
前言
有色金属行业是我国整个工业系统主要能源基础,近些年随着我国经济的不断提振发展,无论基于能源机械化技术角度还是基于开采冶炼规模上均有了质的提升。机械工程技术是确保有色金属行业以及冶炼行业长期高效发展的重要前提,因此就机械工程技术未来发展趋势进行分析,对于把握有色金属以及冶炼行业的持续发展具有重要意义。
一、日趋规模化与創新性
实际现有的矿山金属其品位相较以前有了明显的降低,为了确保产量、保持矿山的经济效益势必需要进行更大规模的开采活动,这一发展特性间接暗示着未来基于采矿设备以及选矿机械等均应当朝着大规模、集成化角度发展。规模化的机械设备技术同时带动了设计、材料以及机电一体化等综合技术的发展,使得整个过程在不断进行创新并吸纳新的技术实现持续发展。
现阶段国际上常用的露天开采机械主要以挖掘机为主,基于齿轮与齿条的刚性推压以及直流驱动技术,实际挖掘机可开挖容量不断扩大,据笔者了解目前国际上已经出现50-60立方的规格斗容;此外,矿用自卸运输车其基于交直流转换技术以及液压技术,使得其载重量不断增加,目前最大的载重已经达到320-350吨左右。与此同时,包括300千瓦的多头掘进设备、直径10米、深度1.5千米的混合式竖井提升机等大规模地下开采设备等近些年不断涌现。就我国有色采矿以及选矿设备而言,在不断吸纳国外先进技术后,为了进一步提高生产效率以及机械工作情况,相继研发了一大批大规模化的机械设备,例如WK55型矿用挖掘机,其最大斗容量已经达到56立方,实际年产量可达1200万立方,适合于在3000万吨级的大型露天矿进行先关开采作业;而我国自主研发的SF35100型矿用自卸运输车其一次可实现300吨的装卸操作,且其实际运行成本相较于国外节省了近三分之二的成本;目前国内最大的半自磨机以及球磨机规模已经达到9.75*4.72米以及6.71*11.73米,实现了最大每小时处理量为833吨左右,日最大处理量逼近2万吨。威姆科自吸式W300RT-EXT浮选机,其体积达到330立方。诸如以上大型机械设备,受到国际社会关注,同时也标志着我国机械工程技术在有色金属行业的融合与发展。
二、节能、环保冶炼技术与设备
就目前而言,有色金属依然属于稀缺能源之一,且其在我国分布相对分散,实际对于有色金属的冶炼效力远大于矿山实际资源供给情况。此外,由于有色金属其冶炼过程需要耗费大量能源且释放大量有害物质严重污染环境,这也使得当前冶金机械过程技术其发展方式与矿山机械过程存在一定差异,并不是一味追求规模化设备,同时还应当注重对节能技术以及环境保护等问题。就当前我国有色金属冶炼行业而言,冶炼设备的规模化需要基于对小而散的落后产能设备的剔除,而基于环保节能相关要求则是依据我国冶炼产能远大于矿山资源能力,能耗普遍高于国际平均水准而制定的强制性战略规划。
相较于其它冶炼技术,基于电解铝节能技术与机械技术发展较快,320KA特大电解槽的研发,不停电停槽技术与装备和全石墨化结构阴极材料的推广等,大大改善了电解铝生产过程中对于电能的合理使用,有效降低单位生产成本,目前全行业已经达到平均水平低于14000千瓦时每吨的水平线。在铜冶炼领域,基于引进吸纳国外先进的闪速炉技术,不但在单机容量上得到明显提高,达到当前的30万t/a世界级水平,同时单位能耗已经降低至0.45t标注煤的国际水平;与此同时,基于我国自主研发的氧气底吹熔炼技术与设备,很好的实现了自热熔炼,在不需要添加辅助燃料情况下,有效降低能耗的同时显著提升了设备耐久性。
三、集成化、多功能有色机械设备
目前,我国已经拥有相对完善的科研、设计以及生产、制造行业,因此我国针对有色金属的技术吸纳、消化以及不断改善等已经形成完善的体系,在一些大规模的单体采、选、治设备上,其性能基本可以达到国际水平,而在集成化、复合性设备研发以及相关技术经济综合指标方面依然与国外存在不少差距。未来我国应当注重提高单体机械设备的主体性能同时,基于机电一体化技术理念,提高整个设备的集成化性能以及其它符合能力,从而更好的体现机械设备的效能情况。
实际机械设备的复合功能,随着生产规模的不断增加,自动化连续作业已然成为提高效能的重要措施,在有色机械设备尤其是电解冶炼辅助设备领域,基于多功能复合式设备不断被研发,锌电解生产中的自动铸锭码垛机以及电解铜生产过程中的多功能阴极处理机组等,均是以多台单独设备分别完成的功能组合与单台设备中,基于微电脑进行远程访问与控制,显著提升整个设备的生产与工作效率,大大提高生产产量。机械设备模块化备用件更换模式理念的提出,使得设备在防护、检修以及备用件的更换方面可以得到有效保障,随着备用件设计理念的提出与发展,不但在中小型设备中,同时基于大型有色机械设备也开始逐渐采用模块化以及在线更换技术。比如,大型旋回破碎机的整体内衬板备用件及其更换,阳极碳素焙烧炉整段式炉体备件与在线更换等,基于模块化拼接式整体机械设备,其整个破损以及维护周期将大大缩短,从而有效保证生产效率同时,大大提高维修的水平。
目前,包括激光物料探测、红外温度遥测以及步进电机等均采用模块化组合元件,普遍应用在线监测以及自适应调整技术。此外,圆锥破碎机的进排料口开度的检测与自适应系统,球磨机的负载监测与调整模块以及浮选机的浮选泡沫分析与管控系统等,目前均已经实现在不停机的情况下实施依据物料以及设备符合、实际介质成分等的改变而有效实现自我运转的调节,从而使得物料的添加以及价值的配置等达到较为理想状态。
四、总结
近些年我国机械工程技术有了巨大突破,甚至在多个技术层面不断刷新世界记录。就单个技术层面我国已然实现世界先进水平,而纵观整个有色矿山与冶炼行业的机械工程技术全局,我国依然与世界先进水平存在一定差距。主要表现为在高端技术方面、研发设计与创新能力方面大都以来技术先进国家。依据笔者多年行业工作经验,以及参阅近些年国内外机械工程技术领域发展内容,结合国内当下实际,未来我国有色矿山与冶炼行业的机械工程技术应当基于三个层面进行提高,首先机械工程技术应当与高新技术密切结合,进而赋予传统技术新的风貌;其次交叉技术理念的出现,涌现了一大批新兴学科分支,高端工程技术研究、应用范畴不断扩大;最后基于数字化、微纳化技术发展,机械工程技术也应当由“技术”为主,转化为以“技术、科学”为核心发展。未来基于后工业时代的到来,机械工程技术研究内容、方式以及方法等应当不断创新,实现更新更广的拓展。
参考文献
[1]吴富姬,杨文龙.机械工程技术的发展趋势[J].民营科技,2012(9):113-113.
[2]冯珊珊.互联网融资模式对有色矿山企业融资的影响分析[J].世界有色金属,2016(12s):44-45.
[3]曾波.自动化技术在冶金行业中的现状和发展趋势[J].山西冶金,2014,37(5):6-7.
[4]佟强.有色金属冶炼废水处理的研究现状和发展趋势[J].中国化工贸易,2013(9):250-250.