會(huì)計(jì)學(xué)1冶金工業(yè)自動(dòng)化概論冶金工業(yè)自動(dòng)化概論1 教學(xué)內(nèi)容概述：冶金工藝流程：冶金工藝流程：采礦、選礦過(guò)程工藝流程鋼鐵工業(yè)工藝流程包括鐵區(qū)、鋼區(qū)和軋區(qū)的生產(chǎn)工藝流程冶金工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)：冶金工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)：冶金工業(yè)自動(dòng)化的進(jìn)展及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括從簡(jiǎn)單的檢測(cè)發(fā)展成三級(jí)結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）和網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng)（WIMS）冶金工業(yè)自動(dòng)化內(nèi)容（基礎(chǔ)自動(dòng)化、過(guò)程自動(dòng)化和管理自動(dòng)化）、特點(diǎn)（EIC 一體化等）與結(jié)構(gòu)分析（基礎(chǔ)自動(dòng)化、過(guò)程自動(dòng)化和管理自動(dòng)化系統(tǒng)的多種結(jié)構(gòu)形式）采選過(guò)程檢測(cè)儀表：采選過(guò)程檢測(cè)儀表：采礦裝設(shè)的主要檢測(cè)儀表選礦裝設(shè)的主要檢測(cè)儀表采選過(guò)程檢測(cè)儀表特點(diǎn)，主要是要適應(yīng)采礦和選礦生產(chǎn)的特點(diǎn)煉鐵過(guò)程檢測(cè)儀表：煉鐵過(guò)程檢測(cè)儀表：鐵區(qū)(包括原料場(chǎng)、煉焦、燒結(jié)、球團(tuán)、高爐煉鐵)裝設(shè)的主要檢測(cè)儀表原料場(chǎng)、煉焦、燒結(jié)、高爐煉鐵所使用的主要特殊檢測(cè)儀表原理及動(dòng)作分析煉鋼過(guò)程檢測(cè)儀表：煉鋼過(guò)程檢測(cè)儀表：鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐或電弧爐、爐外精煉和連續(xù)鑄鋼裝設(shè)的檢測(cè)儀表及其原理與動(dòng)作分析教學(xué)內(nèi)容概述：采選自動(dòng)控制系統(tǒng)：采選自動(dòng)控制系統(tǒng)：采選自動(dòng)控制內(nèi)容包括采礦的露天礦、井下、提升系統(tǒng)、礦山固定設(shè)備自動(dòng)控制和選礦的破碎、磨礦、選別、脫水自動(dòng)控制等。

采選主要的自動(dòng)控制系統(tǒng)分析包括采礦的牙輪鉆機(jī)、鉆車(chē)、礦山電機(jī)車(chē)運(yùn)輸、提升系統(tǒng)、充填系統(tǒng)自動(dòng)控制和選礦的破碎機(jī)負(fù)荷、球磨機(jī)給礦和給水、分級(jí)機(jī)溢流濃度、螺旋選礦機(jī)礦漿給入量及濃度、浮選機(jī)礦漿液位和藥劑添加、礦漿pH值、濃縮機(jī)自動(dòng)控制（磁選，介紹選礦工藝流程）煉鋼自動(dòng)控制系統(tǒng)：煉鋼自動(dòng)控制系統(tǒng)：鐵水預(yù)處理（三脫）、轉(zhuǎn)爐（氧槍升降及旋轉(zhuǎn)、配料系統(tǒng)、爐體傾動(dòng)、頂?shù)讟尮庀到y(tǒng)和除塵水冷系統(tǒng)）或電弧爐（實(shí)物圖片）、爐外精煉、連續(xù)鑄錠自動(dòng)控制的內(nèi)容煉鋼區(qū)的主要自動(dòng)控制分析包括：鐵水預(yù)處理的高爐爐前脫硅、噴吹法鐵水單脫硫等自動(dòng)控制，轉(zhuǎn)爐的供氧、副槍、底吹、爐口微差壓、副原料輸送和投料等自動(dòng)控制，電弧 爐的氧燃助熔、吹氧和氧槍、爐壓、電極升降、排煙與除塵等自動(dòng)控制，爐外精煉的KIP噴粉脫硫、CAS、LFV鋼包爐、RH裝置、AOD爐的自動(dòng)控制，連續(xù)鑄錠的中間包鋼水和結(jié)晶器鋼水液位、二次冷卻水、鑄坯定長(zhǎng)切割等自動(dòng)控制煉鋼過(guò)程自動(dòng)化：煉鋼過(guò)程自動(dòng)化：鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐、電弧爐、爐外精煉及連續(xù)鑄鋼過(guò)程自動(dòng)化主要功能煉鋼過(guò)程各工序過(guò)程自動(dòng)化中數(shù)學(xué)模型及人工智能的應(yīng)用煉鋼過(guò)程典型數(shù)學(xué)模型1冶金工業(yè)的性質(zhì)和特點(diǎn) 冶金工業(yè)是生產(chǎn)各種金屬原材料的工業(yè)。

有以下特點(diǎn)：種類(lèi)繁多，工藝各別通常把金屬分為黑色金屬和有色金屬兩大類(lèi)黑色金屬主要是指鋼鐵，它也包括鐵、錳、鉻及其合金除此以外，有80多種金屬都叫有色金屬有色金屬一般分成五大類(lèi)：即輕有色金屬；重有色金屬；貴金屬；半金屬；稀有金屬金屬不同，提煉工藝也不同規(guī)模較大，過(guò)程復(fù)雜冶金企業(yè)大都由一系列工廠組成，規(guī)模大特別是鋼鐵工業(yè)，是聯(lián)合企業(yè)型式，包括采礦、選礦、精礦燒結(jié)或制成球團(tuán)（煉焦及焦炭作用），制成適合于高爐所需塊度的原料，經(jīng)高爐煉成生鐵，再由轉(zhuǎn)爐或電爐煉成鋼，鑄成錠以后，經(jīng)各式軋機(jī)軋成板材（工藝提示）、管材、型材和線材等，生產(chǎn)過(guò)程十分復(fù)雜，設(shè)備極其不同條件惡劣，性質(zhì)各異冶金生產(chǎn)條件惡劣，其性質(zhì)差別相當(dāng)大，有些過(guò)程進(jìn)行較慢，如高爐生產(chǎn)過(guò)程，有些過(guò)程進(jìn)行很快，如軋鋼過(guò)程，有些過(guò)程是高溫的，例如煉鐵、煉鋼其溫度超過(guò)1600C；有些過(guò)程是有腐蝕性的，如濕法冶金過(guò)程；而有些過(guò)程則粉塵極大，如燒結(jié)、氧化鋁生產(chǎn)等高爐煤氣回收、干熄焦）2冶金生產(chǎn)工藝流程 (1)鋼鐵生產(chǎn)工藝流程 由礦石到鋼材的生產(chǎn)主要可分為兩個(gè)流程：燒結(jié)球團(tuán)和焦化高爐轉(zhuǎn)爐軋機(jī)流程；直接還原或熔融還原電爐軋機(jī)流程前者被稱(chēng)為長(zhǎng)流程(是目前的主流程)，后者則被稱(chēng)為短流程。

兩者都是由一系列分廠或車(chē)間組成的鋼鐵總廠，前者一般分為原料場(chǎng)，燒結(jié)、球團(tuán)、焦化(或煉焦、化工)、煉鐵、煉鋼(含鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐、爐外精煉、連續(xù)鑄鋼)和各類(lèi)軋鋼(鋼管、熱軋帶鋼、冷軋板帶、線棒材、型鋼、軌梁、中厚板等)等分廠；此外還有一些輔助分廠，如動(dòng)力部(包括發(fā)電、供電、煤氣、氧氣、給水等分廠)選礦廠一般在礦山附近(一般與采礦合為礦山公司)，只有礦山較近時(shí)才設(shè)在鋼鐵廠內(nèi)后者沒(méi)有燒結(jié)、球團(tuán)、焦化分廠2)有色金屬生產(chǎn)工藝流程 有色金屬生產(chǎn)一般是冶煉和加工分別設(shè)廠(如貴溪銅冶煉廠、洛陽(yáng)銅加工廠等)，但也是分別由很多分廠組成的聯(lián)合企業(yè)，如鋁加工廠，包括熔煉分廠、鋁板分廠、鋁管分廠、鋁箔分廠和動(dòng)力分廠等3冶金工業(yè)的規(guī)律 盡管金屬種類(lèi)很多，其提煉、成材的工藝各異，但大多由下列4部分組成：采礦、選礦、冶煉和加工，無(wú)論黑色或有色金屬生產(chǎn)，其采礦、選礦過(guò)程都很類(lèi)似，鋼鐵軋制和鋁、銅軋制雖各有其特點(diǎn)，但軋制設(shè)備都大致相同即使各種金屬冶煉過(guò)程十分不同，但不外乎是火法冶金、濕法冶金或粉末冶金因此只要從總體上了解其過(guò)程、特性、操作方法和關(guān)鍵所在，就可將它分成許多單元系統(tǒng)(如溫度、流量、壓力、物位、成分等控制系統(tǒng))，抓住其特點(diǎn)、擾動(dòng)因素及關(guān)聯(lián)性質(zhì)就可決定其控制方法。

4冶金工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展過(guò)程 真正使用自動(dòng)化技術(shù)和裝置是在第二次世界大戰(zhàn)以后，大致經(jīng)歷了5個(gè)階段(表1)，今天已從基礎(chǔ)自動(dòng)化發(fā)展成多級(jí)計(jì)算機(jī)綜合管理控制一體化系統(tǒng)和BPSMESPCS三級(jí)結(jié)構(gòu)的CIMS系統(tǒng)ERP、成本核算、能源、質(zhì)量、庫(kù)存和銷(xiāo)售管理）5冶金工業(yè)自動(dòng)化的作用 冶金工業(yè)自動(dòng)化不僅是冶金工業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)志和必不可少的環(huán)節(jié)，而且是冶金生產(chǎn)操作必須的技術(shù)，離開(kāi)自動(dòng)化就難以獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，達(dá)到高效、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和低耗的效果在定量方面也顯示自動(dòng)化的巨大經(jīng)濟(jì)效益，據(jù)奧鋼聯(lián)統(tǒng)計(jì)，使用了該公司的先進(jìn)自動(dòng)化系統(tǒng)后，僅計(jì)算定量的數(shù)據(jù)，已證實(shí)燒結(jié)可提高生產(chǎn)率5，高爐鐵水成本降低16，轉(zhuǎn)爐溫度偏差減少約40、碳偏差減少約45、重吹率降低約60、生產(chǎn)率提高約10，二次吹煉降低合金化成本15、縮短處理時(shí)間5，連鑄漏鋼減少80、最終板材不合格率降低60、熱裝率提高6、耐酸鋼質(zhì)量檢驗(yàn)不合格率降低75，熱軋板帶加熱爐節(jié)能10、寬度公差為3mm、收得率提高075、厚度公差降至標(biāo)準(zhǔn)值的14、板形波動(dòng)20um、平直度偏差在30I單位以?xún)?nèi)、卷取溫度偏差16C等，自動(dòng)化投資約12年內(nèi)收回，因此，世界各國(guó)冶金工業(yè)都大力采用自動(dòng)化。

由于冶金自動(dòng)化是為冶金生產(chǎn)服務(wù)的，要構(gòu)成一個(gè)有效的自動(dòng)化系統(tǒng)，必須熟悉冶金生產(chǎn)工藝、設(shè)備和對(duì)象特性，因此現(xiàn)代冶金自動(dòng)化是一門(mén)綜合的技術(shù)，包括冶金生產(chǎn)工藝、設(shè)備和對(duì)象特性、專(zhuān)用儀表和特有的自動(dòng)化系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)硬件軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)以及信息技術(shù)、自動(dòng)化裝備、控制理論、維護(hù)水平、各國(guó)的實(shí)情等，這就是“冶金控制學(xué)”的概念。