1、冶金自动化技术现状和发展趋势摘 要结合我国冶金自动化技术以及发展的现状，对我国冶金自动化的发展做了客观的评价与探讨，分析了冶金行业对自动化技术的需要，最后指出了自动化技术可能的发展趋势。 关键词自动化技术 有色冶金行业 发展趋势； 中图分类号：TM725 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）07-0045-01 冶金自动化技术作为自动化在冶金行业的应用技术，其发展轨迹既遵从自动化学科自身的发展规律，也与钢铁工业的发展，包括工艺路线演化、制造装备的更迭、生产流程和组织方式、企业运营模式的改革和进步等密切关联。 一、冶金自动化技术现状和差距 在基础控制方面，以 PLC、DCS、
2、工业控制计算机为代表的计算机控制取代了常规模拟控制，已在冶金企业全面普及。在控制算法上，回路控制普遍采用 PID 算法，智能控制、先进控制技术在电炉电极升降控制、连铸结晶器液位控制、加热炉燃烧控制、轧机轧制力控制等方面有了初步应用，取得了一定成果。在检测方面，与回路控制、安全生产、能源计量等相关的流量、压力、温度、重量等信号的检测仪表的配备比较齐全；高炉的软熔带形状与位置、高炉炉缸渣铁液位、炼钢过程的熔池钢水含碳量和温度、连续铸钢过程的结晶器钢坯拉漏预报、钢材质量和机械性能预报等软测量技术取得了初步成果。在电气传动方面，用于节能的交流变频技术普遍采用；国产大功率交、直流传动装置在轧线上得到成功
3、应用。 二、钢铁行业未来发展对冶金自动化技术的需求 炼铁系统（铁、焦、烧）是高炉-转炉流程降低成本和提高环境质量的瓶颈，目前现状和国际炼铁发展目标有相当的差距，要向渣量150300kg/t、焦比 240300kg/t、喷煤 250300kg/t、风温12501300、寿命大于 20 年的 21 世纪国际先进目标努力。对自动化技术的需求主要有：（1）开发更多的专用仪表，特别是直接在线检测质量的仪表，采用数据融合技术；（2）针对高炉冶炼大滞后系统特点，前馈控制和反馈控制相结合，采用预测控制等先进控制技术；（3）数学模型、专家系统和可视化技术相结合，保证冶炼过程顺行；（4）信息技术与系统工程技术相结
4、合，不断优化操作工艺，提高技术性能指标；（5）应当关注直接还原和熔融还原（HISmelt、Corex、Finex 技术）等新一代炼铁生产流程对自动化技术的新需求。 炼钢是钢铁生产的重要工序，对降低生产成本，提高产品质量，扩大产品范围，具有决定性影响：（1）目前，国内绝大多数钢铁厂（转炉或电炉）均采用人工经验控制炼钢终点，效率低，稳定性差，无法满足洁净钢或高品质钢生产的质量要求，需要完善动态数学模型，并与炉气分析等技术结合，提高炼钢终点的自动控制水平。 （2）炼钢采取了很多综合节能工艺技术，要求针对工艺的变化，建立能量/物料综合优化模型，确定合理化学能输入比例、顶底比例、优化电功率曲线和废钢/铁
5、水比例，以提高冶炼强度，缩短冶炼周期，提高生产效率，达到节能降耗的目的。（3）铁水预处理和炉外精炼的发展要求建立化学成分、纯净度、钢水温度全线高精度预报模型，并对合金化、造渣、成分调节进行优化控制。（4）继续优化高效连铸和近终型连铸技术，要求提升电磁连铸自动控制技术；开发接近凝固温度、高均质、高等轴晶化的优化浇铸技术和铸坯质量保障系统；同时考虑薄板坯连铸、薄带连铸（StripCasting）等新工艺的自动化需求。 20 世纪轧钢技术取得重大技术进步的主要特征是自动化技术的应用，如计算机自动控制在连轧机上首先应用，使板带材的尺寸精度控制得到了飞跃，AGC 的广泛推广应用就是例证，以后的板形自动控
6、制、中厚板的平面形状自动控制、自由规程轧制等，无一不是以计算机为核心的高新技术应用的结果。今后，轧钢生产工艺流程将更加紧凑，趋于铸轧一体化生产和柔性化生产，对自动化提出新的要求：（1）要求先进的高精度、多参数在线综合测试技术与高响应速度的控制系统相结合，保证轧钢生产的高精度、高速度以及产品的高质量。 （2）数学模型和人工智能相结合，轧钢工艺控制和管理相结合，实现生产过程的优化和高品质化。（3）计算力学与数值模拟相结合，由轧制尺寸形状预报和力学模拟转到金属组织性能预报和控制。 （4）扩展控轧控冷技术与“超级钢“技术相结合，在自由规程轧制基础上实现真正的柔性化生产，即用同一化学成分的钢坯，在轧机上
7、通过工艺过程参数的控制，生产出不同级别性能的钢材，大大提高轧制效率。 现代化钢铁厂，无论是以高炉-转炉为代表的联合企业还是以废钢为原料的电炉短流程钢厂，都具有一个明显的特征，即以产品为目标，以生产物流、能量流和信息流为纽带，将几个相对独立的生产单元有机地结合起来，形成高效化生产线。由于钢铁企业生产效率高，物资、能源消耗、运输、供应与销售量大，使企业与外部市场、社会和环境建立起错综复杂的联系。因此，对钢铁厂的生产与管理进行计算机控制，要求适应以下发展趋势： （1）生产过程随着钢铁生产技术特别是连铸与热轧热送的发展日趋连续化，高效化的连续生产，要求钢厂计划控制和管理系统对整个生产过程中的各工序间的
8、物流、能流和生产时序进行准确预报，实现快速信息反馈，及时准确和灵活地调整生产工艺和产品方案。 （2）目前，产品万能化的传统钢铁厂正在消亡，代之而起的是产品专业化、生产集成化的新型钢铁厂。 （3）产品质量是钢铁企业的生命线。 三、冶金自动化技术发展趋势 冶金自动化技术在自动化技术的推动和冶金行业技术需求的拉动的双重机制作用下，必将取得更大进展。 （一）过程控制系统 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
9、在线检测和监控系统，包括铁水、钢水、熔渣成分和温度的检测和预报，钢水纯净度检测和预报，钢坯和钢材的温度、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。 （二）生产管理控制系统 冶金流程的全息集成。实现铁-钢-轧横向数据集成和相互传递，实现管理-计划-生产-控制纵向信息集成，同时，整合生产实时数据和关系数据库为数据仓库，采用数据挖掘技术，提供生产管理控制的决策支持。（三）企业信息化系统 企业信息集成到行业信息集成。信息化的目的之一是实现信息共享，在有效竞争前提下趋利避害，在企业信息系统的编码体系标准化、企业异构数据/信息集成基础上，进一步实现协作制造企业信息集成，全行业信息网络建设及
10、宏观调控信息系统，直至全球行业信息网络建设及宏观调控信息系统。 管控一体化，实现实时性能管理（RealPerformanceManagement） 。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、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。 四、小结 我国冶金自动化技术取得了很大的进步，为钢铁工业的发展做出了贡献，但与国际先进水平相比，还有相当大的差距。钢铁工业在数量和质量方面的发展为冶金自动化技术的发展既提供了机遇，也提出了新的挑战。面对冶金企业花巨资大量引进的国外软硬件产品、先进技术和自动化系统，我国冶金自动化工作者任重道远。 参考文献 1 刘雅倩.浅谈当前自动化技术的研究及应用J.电子世界.2013（15）. 2 自动化技术与中国改革开放三十年J.自动化博览.2008（S1）. 3 王丽辉.自动化技术在实践中的应用J.呼伦贝尔学院学报. 2003（02）.
