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1、冶金工业自动化(冶金控制学) 概 论,教学内容概述： 冶金工艺流程：采矿、选矿过程工艺流程。 钢铁工业工艺流程。包括铁区、钢区和轧区的生产工艺流程。 冶金工业自动化系统的体系结构： 冶金工业自动化的进展及系统结构。包括从简单的检测发展成三级结构的计算机集成制造系统（ CIMS ）和网络集成制造系统（ WIMS ）。 冶金工业自动化内容（基础自动化、过程自动化和管理自动化）、特点（ EIC 一体化等）与结构分析（基础自动化、过程自动化和管理自动化系统的多种结构形式）。 采选过程检测仪表： 采矿装设的主要检测仪表。 选矿装设的主要检测仪表。 采选过程检测仪表特点，主要是要适应采矿和选矿生产的特点。
2、 炼铁过程检测仪表： 铁区(包括原料场、炼焦、烧结、球团、高炉炼铁)装设的主要检测仪表。 原料场、炼焦、烧结、高炉炼铁所使用的主要特殊检测仪表原理及动作分析。 炼钢过程检测仪表：铁水预处理、转炉或电弧炉、炉外精炼和连续铸钢装设的检测仪表及其原理与动作分析。,教学内容概述： 采选自动控制系统：采选自动控制内容。包括采矿的露天矿、井下、提升系统、矿山固定设备自动控制和选矿的破碎、磨矿、选别、脱水自动控制等。 采选主要的自动控制系统分析。包括采矿的牙轮钻机、钻车、矿山电机车运输、提升系统、充填系统自动控制和选矿的破碎机负荷、球磨机给矿和给水、分级机溢流浓度、螺旋选矿机矿浆给入量及浓度、浮选机矿浆液位
3、和药剂添加、矿浆pH值、浓缩机自动控制（磁选，介绍选矿工艺流程）。 炼钢自动控制系统： 铁水预处理（三脱）、转炉（氧枪升降及旋转、配料系统、炉体倾动、顶底枪供气系统和除尘水冷系统）或电弧炉（实物图片）、炉外精炼、连续铸锭自动控制的内容。 炼钢区的主要自动控制分析。包括：铁水预处理的高炉炉前脱硅、喷吹法铁水单脱硫等自动控制，转炉的供氧、副枪、底吹、炉口微差压、副原料输送和投料等自动控制，电弧 炉的氧燃助熔、吹氧和氧枪、炉压、电极升降、排烟与除尘等自动控制，炉外精炼的KIP喷粉脱硫、CAS、LFV钢包炉、RH装置、AOD炉的自动控制，连续铸锭的中间包钢水和结晶器钢水液位、二次冷却水、铸坯定长切割等
4、自动控制。 炼钢过程自动化：铁水预处理、转炉、电弧炉、炉外精炼及连续铸钢过程自动化主要功能。 炼钢过程各工序过程自动化中数学模型及人工智能的应用。 炼钢过程典型数学模型。,1冶金工业的性质和特点 冶金工业是生产各种金属原材料的工业。有以下特点： 种类繁多，工艺各别。通常把金属分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属主要是指钢铁，它也包括铁、锰、铬及其合金。除此以外，有80多种金属都叫有色金属。有色金属一般分成五大类：即轻有色金属 ；重有色金属 ；贵金属 ；半金属 ；稀有金属 。 金属不同，提炼工艺也不同。 规模较大，过程复杂。冶金企业大都由一系列工厂组成，规模大。特别是钢铁工业，是联合企业型式，
5、包括采矿、选矿、精矿烧结或制成球团（炼焦及焦炭作用），制成适合于高炉所需块度的原料，经高炉炼成生铁，再由转炉或电炉炼成钢，铸成锭以后，经各式轧机轧成板材（工艺提示）、管材、型材和线材等，生产过程十分复杂，设备极其不同。 条件恶劣，性质各异。冶金生产条件恶劣，其性质差别相当大，有些过程进行较慢，如高炉生产过程， 有些过程进行很快，如轧钢过程， 有些过程是高温的，例如炼铁、炼钢其温度超过1600C；有些过程是有腐蚀性的，如湿法冶金过程；而有些过程则粉尘极大，如烧结、氧化铝生产等。（高炉煤气回收、干熄焦）,2冶金生产工艺流程 (1)钢铁生产工艺流程 由矿石到钢材的生产主要可分为两个流程：烧结球团和焦
6、化高炉转炉轧机流程；直接还原或熔融还原电炉轧机流程。前者被称为长流程(是目前的主流程)，后者则被称为短流程。两者都是由一系列分厂或车间组成的钢铁总厂，前者一般分为原料场，烧结、球团、焦化(或炼焦、化工)、炼铁、炼钢(含铁水预处理、转炉、炉外精炼、连续铸钢)和各类轧钢(钢管、热轧带钢、冷轧板带、线棒材、型钢、轨梁、中厚板等)等 分厂；此外还有一些辅助分厂，如动力部(包括发电、供电、煤气、氧气、给水等分厂)。选矿厂一般在矿山附近(一般与采矿合为矿山公司)，只有矿山较近时才设在钢铁厂内。后者没有烧结、球团、焦化分厂。 (2)有色金属生产工艺流程 有色金属生产一般是冶炼和加工分别设厂(如贵溪铜冶炼厂、
7、洛阳铜加工厂等)，但也是分别由很多分厂组成的联合企业，如铝加工厂，包括熔炼分厂、铝板分厂、铝管分厂、铝箔分厂和动力分厂等。,3冶金工业的规律 尽管金属种类很多，其提炼、成材的工艺各异，但大多由下列4部分组成：采矿、选矿、冶炼和加工，无论黑色或有色金属生产，其采矿、选矿过程都很类似，钢铁轧制和铝、铜轧制虽各有其特点，但轧制设备都大致相同。即使各种金属冶炼过程十分不同，但不外乎是火法冶金、湿法冶金或粉末冶金。 因此只要从总体上了解其过程、特性、操作方法和关键所在，就可将它分成许多单元系统(如温度、流量、压力、物位、成分等控制系统)，抓住其特点、扰动因素及关联性质就可决定其控制方法。,4冶金工业自动
8、化的发展过程 真正使用自动化技术和装置是在第二次世界大战以后，大致经历了5个阶段(表1)，今天已从基础自动化发展成多级计算机综合管理控制一体化系统和BPSMESPCS三级结构的CIMS系统。（ERP、成本核算、能源、质量、库存和销售管理）,5冶金工业自动化的作用 冶金工业自动化不仅是冶金工业现代化的标志和必不可少的环节，而且是冶金生产操作必须的技术，离开自动化就难以获得良好的技术经济指标，达到高效、高产、优质和低耗的效果。在定量方面也显示自动化的巨大经济效益，据奥钢联统计，使用了该公司的先进自动化系统后，仅计算定量的数据，已证实烧结可提高生产率5，高炉铁水成本降低16，转炉温度偏差减少约40、
9、碳偏差减少约45、重吹率降低约60、生产率提高约10，二次吹炼降低合金化成本15、缩短处理时间5，连铸漏钢减少80、最终板材不合格率降低60、热装率提高6、耐酸钢质量检验不合格率降低75，热轧板带加热炉节能10、宽度公差为3mm、收得率提高075、厚度公差降至标准值的14、板形波动20um、平直度偏差在30I单位以内、卷取温度偏差16C等，自动化投资约12年内收回，因此，世界各国冶金工业都大力采用自动化。,由于冶金自动化是为冶金生产服务的，要构成一个有效的自动化系统，必须熟悉冶金生产工艺、设备和对象特性，因此现代冶金自动化是一门综合的技术，包括冶金生产工艺、设备和对象特性、专用仪表和特有的自动化系统、计算机硬件软件技术、网络与通信技术以及信息技术、自动化装备、控制理论、维护水平、各国的实情等，这就是“冶金控制学”的概念。,
