智能自动化在金属冶炼中的重要应用

杨文静

（河钢集团承钢公司自动化中心，河北 承德 067000）

智能自动化是一种不需要人工参与就能驱动智能机器或系统，来施行运转的新型技术[1]。自动化是由美国机械工程师D.S哈德在1946年率先提出的一个新型名词。如今有关自动化的技术已广泛应用于工业、农业、医疗和军事等领域。其中在现代工业领域中的应用最为显著。从最初的机械自动化，发展到电气自动化，再之后是信息自动化和当下最为流行的智能自动化新技术。智能自动化技术主要应用于冶金工业中，是提高冶金工业经济效益、减轻工人劳动强度和降低有害物质排放的最有效途径，也是实现冶金自动化的唯一途径。

1 智能自动化技术在金属冶炼中的重要应用

1.1 智能自动化技术在金属冶炼温度调节中的重要应用

所谓的金属冶炼工艺就是根据相关金属的特有沸点，将所需的金属从合金中提取出来的方法[2]。金属冶炼的工作流程为合金～气化～冷却～纯金属，其中对温度的合理控制是金属冶炼技术成功的关键。与人工温度调节技术对比，智能自动化技术不但减少了大量的人为不稳定因素，而且在降低了人力成本的同时，还保证了施工的安全性，所以用智能自动化技术来取代人工操作是最科学化的发展趋势。智能自动化技术起源于机械自动化，是传统机械自动化与现代电子信息设备相融合的新型技术，其应用于金属冶炼温度调节中的基础设备为：配套的温度传感器设备和温度调节设备；其中温度调节设备由集中供热管、冷冻水泵、冷却塔和控制中心组成。温度传感器可以精确的感知内部的温度，然后通过温度调节设备进行加热或制冷的操作，从而调节到所需的温度。温度调节设备中冷却塔的主要功能为：在发生故障且需要紧急打开操作间的时候，为了保证操作人员的安全而进行紧急降温的工具器，其主要目的为了更好的控制智能自动化设备开启和闭合，从而避免了没必要的人力和物力的消耗。温度调节中控制中心的主要用途为：在指定的操作间内，根据传感器提供的信息，来指令供热管或冷冻水泵进行运转，进而调节到所需的温度。控制中心在接受了传感器的温度信号后，进行操作间内温度变化的数据处理工作。数据处理中首先建立开启和关闭时的控制群Ot和来Bt接受数据，其公式如下所示：

式中：t为操作所需的时间；Ot为在时间内开启的控制群；Bt为在t 时间内关闭的控制群；n1和n2分别为控制群其内所包含终端系数；

在根据控制群处理过的数据计算出需要的总热量其公式如下所示：

式中：Q为总热量；Qsolar为太阳辐射；为人体所能适宜的热度；Qrtq为人体所能承受的最大热度；Qzm为设备照过程中的产热；Qsb为设备得到的热量；Qhvac为操作工作中损耗的热量。

基于以上各式得到了所需处理的热量，然后控制中心利用供热管和冷冻水泵共同作用来完成温度的调节。通过智能自动化技术来调节金属冶炼中的所需温度的方法，不但有效的降低了金属冶炼过程中设备的耗热量，而且可以准确的把握设备的开关时间，并且保证了开盖时操作人员的安全问题。

1.2 智能自动化技术在有毒物质排放环节中的重要应用

在金属冶炼行业中，有毒金属汞的排放量已在目前全球所有的有毒金属汞排放量中占有最大的百分比，约为23.85%。且随着金属产量的不断增长，金属冶炼行业中有毒金属汞的排放量正以每年1.5%的速度递增，所以针对冶炼金属中有毒物质排放的处理工作，正是当下的研究重点。利用智能自动化技术来处理有毒物质的排放环节，可以有效减少汞的排放量，其主要应用方法如下：利用智能自动化技术，制作出自动化沸腾锅设备，并应用该设备作为金属冶炼的操作场所。在自动化沸腾锅中，可以保证烟气量的稳定性，大约可减少5.5%～10.5%的SO2烟气排放到大气中。将收集到的SO2烟气加热，最终制成强硫酸，然后利用强硫酸来处理工业中额外产生的有毒金属汞。汞是唯一的液体金属、没有固定的形状、不溶于一般的酸和碱并且极易挥发。所以想要固定汞，就必须采用同样为液体的强酸或强碱溶液，与汞进行充分的反应，进而减少汞的工业排放量。并且此方法可以同时减少大气污染物的SO2烟气的排放量，这样不但处理了汞的排放量，而且也为SO2尾气的处理找到了新途径，一举两得。该设备采用自动化技术来取代人力的控制，进而在完全密封的条件下保证了金属冶炼工艺的稳步进行。利用智能自动化技术不但能有效降低有毒气体的排放，而且避免了人工操作时发生有毒气体中毒的危险，让操作人员彻底的摆脱了可能的危险性。

2 结语

本文引入了智能自动化技术，应用到金属冶炼工艺中，通过分析其在温度环节和气体排放的重要应用价值，来重点介绍智能自动化在金属冶炼中的重要应用。金属冶炼是当下在火热进行中的现代化新型产业，传统的冶炼技术，不仅消耗的成本高，而且污染极其严重。智能自动化技术在降低成本和减少污染方面都有显著的功效，所以应当大力的应用到金属冶炼的工作流程中，从而造福人类。