对冶金机械与自动化研究的浅议

班云晓

(山东省齐河县山东莱钢永锋钢铁有限公司 山东 德州 253000)

对冶金机械与自动化研究的浅议

班云晓

(山东省齐河县山东莱钢永锋钢铁有限公司 山东 德州 253000)

我国钢铁工业的发展取得了卓越的成绩，推动了经济的快速发展。虽然取得了诸多成绩也面临新的形势。伴随着中国钢铁工业的兴盛繁荣和迅猛发展，我国钢铁工业的装备水平进一步提高，我国冶金机械及自动化装备的研制和集成成套及建设开工的能力显著加强，特别是我国冶金机械及自动化的研究。本文简单介绍了冶金机械与自动化研究的发展现状、遇到的问题以及发展趋势。

冶金机械；自动化研究；发展；趋势

改革开放以来，我国冶金制造业快速的发展起来，冶金产品的技术含量越来越高。而人们对其的功能要求也是越来越高，从而促使其逐渐走上了大型化和精密化的发展道路。传统的冶金机械与自动化已经不再适合于现代化的冶金机械发展。因此分析冶金机械与自动化研究的现状也将来的发展趋势对于我国机械制造业的发展具有重要的作用。

一、我国冶金机械与自动化研究的发展现状

装备的自主化能力及应用水平都迅速提高。多年持续高速发展的中国钢铁工业，因世界金融危机引发实体经济衰退导致的钢铁产品市场需求下降，开始出现发展减速并可能进入新的发展阶段和发展模式。加快钢铁产业调整振兴，必须以控制总量、淘汰落后、联合重组、技术改造、优化布局为重点，推动钢铁产业由大变强。

(一)冶金机械装备水平有了根本性的提高

在改革开放初期，我国与日本、德国等钢铁强国在冶金装备技术上存在着巨大差距。改革开放30年，是中国钢铁工业的发展重点是在技术上积极追赶世界先进水平。进入21世纪以来，随着一批具有世界先进水平的生产线建成投产，中国冶金装备由小到大、由粗到精，由半机械化到连续化、精密化、自动化，中国钢铁工业的装备水平、现代化生产水平都有了根本性的提高，中国钢铁工业的国际竞争力得到持续性增强。

(二)走出了一条自主化开发大型冶金装备的成功之路

大型冶金装备的自主化，离不开冶金生产工艺技术的自主化，即只有冶金生产工艺的自主化，才有大型冶金装备的自主化。因此，建立装备制造业企业和钢铁生产企业及科研院所的联合创新体制，是大型冶金装备研制成功的必由之路。

二、冶金机械与自动化研究存在的问题

(1)产、学、研、用创新体制还未得到所有钢铁企业的认可，仍有个别大型国有钢铁企业坚持引进国外装备。

(2)大型冶金成套装备主机目前已基本实现了自主化，但关键配套件(如轴承、润滑液压设备、电气元器件等)仍然是制约我国大型成套装备自主化的瓶颈，关键配套件的进口价值少的占整机的10%左右，多的达40%左右。

(3)我国钢铁行业的重复引进国外大型关键设备的问题始终没有完全解决，客观上制约了我国钢铁行业技术进步，也给国内冶金装备制造企业的技术升级带来了不利影响。

三、冶金机械与自动化研究发展趋势

我国先进钢铁企业，在领先的冶金自动化技术基础上，普遍采用信息化和过程优化控制技术，协调生产线各工序作业，进行全线物流跟踪、质量跟踪控制、成本在线控制、能源综合管理控制、设备预测维护等，大大提升钢铁企业的竞争力。

(一)冶金机械领域

在我国钢铁企业和装备制造企业共同努力下，国内钢铁生产流程中所需的重大装备即可实现自主化。重型机械行业在落实《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》过程中，将会推动我国冶金装备完成实质性的由仿制型向创新型的重大转变，生产出在性价比方面具有国际竞争力的冶金装备产品，并在“武装”我国钢铁行业的同时，必将促进我国冶金重大装备大步迈入国际市场。

(二)冶金自动化领域

冶金自动化技术在信息化、自动化技术的推动和冶金行业可持续发展需求的拉动双重机制作用下，必将取得更大进展，以满足冶金行业产线精准设计、连续化高效运行和节能减排等战略需求，未来几年的重点发展方向体现在以下方面：

冶金流程在线连续检测和监控系统。采用新型传感器技术、光机电一体化技术、软测量技术、数据融合和数据处理技术、冶金环境下可靠性技术，以关键工艺参数闭环控制、物流跟踪、能源平衡控制、环境排放实时控制和产品质量全面过程控制为目标，实现冶金流程在线检测和监控系统，包括铁水、钢水及熔渣成分和温度检测和预报，钢水纯净度检测和预报，钢坯和钢材温度、尺寸、组织、缺陷等参数检测和判断，全线废气和烟尘的监测等。

冶金过程关键变量的高性能闭环控制。基于机理模型、统计分析、预测控制、专家系统、模糊逻辑、神经元网络、支撑矢量机(SVM)等技术，以过程稳定、提高技术经济指标为目标，在上述关键工艺参数在线连续检测基础上，建立综合模型，采用自适应智能控制机制，实现冶金过程关键变量的高性能闭环控制。包括高炉顺行闭环专家系统、钢水成分和温度闭环控制、铸坯和钢材尺寸和组织性能闭环控制等。

计算机全流程模拟。采用计算机仿真技术、多媒体技术和计算力学技术，基于各种冶金模型，进行流程离线仿真和在线集成模拟，生成一个分布式、网络化、集成的“虚拟工厂”软件系统环境，通过人机交互和协同计算，模拟钢铁工业产品生产全过程。支持生产组织优化、生产流程优化、新生产流程设计和新产品开发优化，实现以科学为基础的设计和制造。

能源管理和优化系统。针对新一代可循环钢铁制造流程，采用能源介质和主要能效设备在线监测、能源负荷预测和能源供需平衡分析、能源结构和调度优化等关键技术，形成能源在线监测装置、能效分析工具和企业级能源优化系统。

实时性能管理。协调供产销流程，实现从订货合同到生产计划、制造作业指令、到产品入库出厂发运的信息化。生产与销售连成一个整体，计划调度和生产控制有机衔接；质量设计进入制造，质量控制跟踪全程，完善PDCA质量循环体系；成本管理在线覆盖生产流程，资金控制实时贯穿企业全部业务活动，通过预算、预警、预测等手段，达到事前和事中的控制。

国家加快实施对于我国钢铁工业的产业结构乃至发展模式的调整，主导和推动我国钢铁产业由大变强。冶金机械与自动化研究的快速发展和转变，对于更进一步提高我国钢铁工业的装备水平尤其是我国冶金机械及自动化装备的自主化能力及应用水平，将是一个新的重大机遇。

[1]邱明宇.冶金机械与自动化讨论[J]，科技致富向导，2013(8)

[2]胥长城.冶金机械自动化的发展现状与趋势探讨[J]，山东工业技术，2015(02)

班云晓，本科，助理工程师，山东省齐河县山东莱钢永锋钢铁有限公司。