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冶金新技术及应用情况范文1
关键词：湿法冶金 生物技术 研究 生物冶金
中图分类号：TF1 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）04（a）-0097-02
在过去的一段时间内，大多数冶金技术主要被用于开发品位较高的矿产资源，从而使得一部分品位较低的矿产资源遭到了浪费。但是，随着矿产资源的减少，人们逐渐意识到了低品位矿产资源开发的重要性。因此，湿法冶金技术以其回收效率高的特点引起了人们的广泛关注，尤其是基于生物技术的湿法冶金技术，更是得到了广泛的应用。所以，生物技术在湿法冶金中的应用情况以及基于生物技术的湿法冶金的应用现状及发展，就成为了本文研究的重点内容。
1 生物技术在湿法冶金中的应用
1.1 湿法冶金工艺概述
湿法冶金其实是利用化学方法进行金属提炼的工艺。具体来说，就是使矿石浸泡在水溶液里，然后利用分离、提纯和富集技术，来进行稀有金属及金、银、铜等金属的提炼。在冶金行业中，湿法冶金是黄金及有色贵金属的主要冶炼工艺之一。就现阶段而言，湿法冶金主要使用的技术有两种，一种是加压湿法冶金，而另一种是生物冶金。相比较而言，生物冶金在金属矿的加工和回收方面的效果更好，所以得到了广泛的应用。
1.2 生物冶金
生物冶金是将微生物作用与湿法冶金技术相结合的新型冶金工艺。早于1983年，生物冶金这个名称就在细菌浸出国际会议上被提出。根据生物冶金技术在金属回收过程中的作用，可将该技术分为3类，分别是生物吸附、生物累积和生物浸出。1947年，人们首次发现了氧化亚铁硫杆菌能将铁离子氧化。而直到1958年，美国的肯尼柯铜矿公司才在该方面取得实质性的进展，进而将生物技术引进到冶金行业中。到了今天，生物冶金技术被广泛的应用于各种金属矿物质的冶炼当中，并得到了人们的广泛关注。一方面，这是由于使用该技术有利于进行低品位的矿产资源的开发和回收。另一方面，使用该技术进行金属矿物质的提炼，对环境的危害较小，且具有投资成本低和能耗低等多种优点。而在我国，早于1996年就建设了全国最大的微生物氧化提金连续半工业试验基地。到了现今，微生物湿法冶金技术也在我国的多个地区的冶金企业被投入使用。所以，生物冶金技术的应用，已经在国内外取得了一定的进展[1]。
2 基于生物技术的湿法冶金的应用现状
基于生物技术的湿法冶金技术中，微生物湿法冶金技术是关注度最高和应用范围最广的技术。早于20世纪50年代，该技术就在铜、铀贫矿的预处理方面取得了一定的应用效果。就现阶段而言，该技术包含了微生物浸出技术和微生物浮选技术。而相比较而言，微生物浸出技术已经得到了广泛的应用，而微生物浮选技术尚处于实验阶段。具体来说，微生物浸出技术通过将矿石浸泡在适合微生物生长代谢的酸性溶液中，从而将矿石中的有价金属溶解出来，进而加以回收和利用。所以，该技术在低品位矿石的冶炼中得到了广泛的应用，是一种多学科交叉型的新技术。
2.1 在硫化矿冶炼中的应用
我国被开采的铜矿中，有一大部分属于硫化矿。但是受到选矿技术和成本的限制，开采出来的矿石主要是低品矿石。而微生物湿法冶金技术的应用，可以有效的提高这些矿石的利用率，从而使企业获得更大的开采利润。在进行硫化矿石冶炼时，该技术使用的微生物为以硫化矿为能源基质的微生物。这些微生物主要由氧化铁硫杆菌组成，可以将重金属从矿石溶液中有效的溶解出来。在进行铜的提取时，微生物湿法冶金工艺主要采用生物堆浸技术来进行铜的生物氧化，从而获得阴极铜。而在铜的冶炼方面，采用微生物湿法冶金技术获取的铜的纯度可以达到99.9%以上。就目前而言，我国采用该技术进行铜的湿法冶金已经颇具规模，并已成功的运用在冶金工业生产中[2]。
2.2 在金矿石冶炼中的应用
金元素相对来说较为稳定，所以存在于硫化物和各种硅酸盐中的金颗粒难以被提炼，而这些矿石也被称之为难处理的金矿石。在金矿石的冶炼过程中，微生物湿法冶金技术的应用特点显著。早于1964年，法国人就利用微生物浸取了红土矿的金。而70年代，苏联人则利用了黑曲霉菌进行了金的提取。而如今，世界上已经有许多企业利用微生物技术进行了金矿石的预处理，从而获得了较高的利润。相较于铜来说，微生物湿法冶金技术主要用于难处理的金矿石的冶炼，并且在浸出率方面也没有铜的效果好。实际上，利用细菌氧化提炼金的微生物浸出技术的浸出率只有92%左右[3]。
2.3 在其他矿石冶炼中的应用
微生物湿法冶炼技术的应用范围广泛，可用于多种矿石的冶炼。在进行铀矿石的冶炼时，该技术主要利用细菌将与铀矿物共生的黄铁矿氧化，从而进行铀的回收。而且使用生物冶炼技术进行铀矿石的冶炼也有悠久的历史，并在该领域取得了迅速的发展。而在进行磷矿石的冶炼时，该技术主要用于将无效态的矿物磷转化为速效磷和有效磷。并且在进行天然磷矿粉的处理时，利用溶磷微生物可以取得较好的效果。而我国的磷矿资源十分丰富，所以使该技术在磷矿冶炼领域得到广泛应用，具有重要的现实意义。再者，在铁矿石处理方面，利用该技术进行铁矿的脱磷，也可以取得较好的应用效果。相比物理脱磷法和化学脱磷法，采用该技术不但具有成本低的优势，还能减少矿石在脱磷过程中的损耗。另外，微生物湿法冶炼技术还能用于其他多种矿石的冶炼，并且可以取得较好金属提取的效果[4]。
3 基于生物技术的湿法冶金的发展
随着全球经济的发展，人们对于矿产资源的需求只会越来越大。但是，随着矿产资源的大量开发，高品位的矿产资源只会越来越少。在这种情况下，低品位矿产资源已经不允许被浪费。所以，谁掌握了开发和利用低品位矿产资源的方法，就能取得可持续的发展空间。而基于生物技术的湿法冶金工艺在这方面有着显著的优势，首先，该技术的能耗低，且劳动需求和成本均不高。其次，该技术的设备简单，资金占有量小。再者，该技术的使用范围广，可用于多种类的金属物质提取。另外，该技术对环境产生的危害小，有利于进行环境的保护。所以，由于这些优势的存在，该技术在未来会取得一定的发展。但是与此同时，该技术也具有生产周期长和微生物环境适应性差等缺点。所以，想要使该技术取得进一步的发展，就需要不断进行该技术的研究和创新，从根本上解决该技术存在的问题。总之，为了使基于生物技术的湿法冶金工艺得到进一步的推广，冶金行业的相关人员还应该进一步进行该技术的研究[5]。
4 结语
总而言之，冶金工业是我国国民经济的重要产业之一，在国内外都拥有一定的工业地位。所以，促进冶金工业的发展，可以进一步推动我国经济的发展。而微生物湿法冶金技术在矿产资源开发上的应用效果，使冶金行业的工作效率得到一个阶段的上升。所以，加大生物湿法冶金工艺的改革，使该项技术得到进一步的推广和应用，成为了冶金行业需要关注的重点问题。因此，本文对基于生物技术的湿法冶金工艺进行的研究，对于促进冶金行业的发展有着重要的意义。
参考文献
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冶金新技术及应用情况范文2
关键词：感应热处理；热处理；技术创新
中图分类号：TGl56
文献标识码：A
文章编号：1009-2374(2011)22-0158-03
一、感应热处理工艺的含义
感应热处理工艺是指由交变的电流在导体中产生感应电流而导致的导体发热的现象。这种技术来源于法拉第发现的电磁感应现象。
1957年，美国研制出了晶闸管，它在电力电子器件发展的过程中起着里程碑的作用，同时也引发了感应加热技术的伟大革命。到了1966年，如实和西德首先利用晶闸管研制成功了感应加热装置，从此，感应加热技术就进入了飞速发展的时期。随着20世纪80年代电力电子器件的再次飞速发展，感应加热装置也开始采用新研制的晶闸管，技术变得越来越高。
我国感应热处理技术的真正运用是在1956年，主要是运用在汽车工业行业，技术主要引资苏联。随着感应热处理技术的广泛应用，感应淬火工艺技术也得到了很大的发展。目前，感应淬火技术的应用已经变得日益扩大。目前，感应热处理工艺主要应用与汽车制造业和冶金工业两大行业。有快速、高效、节能、清洁以及易于实现自动和在线生产的特点，属于接触加热方式。这种加热方式不仅能够在各种载气中工作，不产生任何污染，而且增加了在加热表面及深度上高度灵活的选择性。正是感应热处理工艺的这些技术特点才使得此技术得到越来越广泛的认可和支持。
二、感应热处理工艺的优点
感应热处理工艺在近几十年来的发展中，已经在冶金、机械、汽车制造等工业中得到了普遍的运用和创新发展。机械工业中感应热处理工件的品种和数量也逐年上升。这些成就与进步的取得，都与感应热处理工艺的优点是密不可分的。笔者从感应热处理工艺的特点中分析出如下优点：
(一)感应热处理工艺有利于贯彻国家环保节能和实现可持续发展的方针和政策
有电老虎之称的电能是机械工业行业的主要动力。据统计，热处理的用电量占到了机械工业总耗电量的25％，感应热处理用电量约占热处理设备总用电量的20％－25％。感应加热能够自动控制工艺施行的整个过程，避免了不必要的电力资源的浪费和消耗。在电力资源消耗减少的同时，感应热处理工艺的效率也得到了提高。
(二)感应热处理工艺有利于加快加热速度，提高生产效率
由于热处理的整个过程都是靠感应来完成的，所以整个热处理过程能够缩短4倍以上。减少了电力资源的浪费，使得热感应热处理工艺的加热速度也得到了加快，促进了整体生产效率，最终使得企业获得高额利润。
(三)感应热处理工艺有利于实现生产自动化
在感应加热设备和淬火机床设备，微处理机等设备机器的密切配合下，可以实现生产工件在下料和淬火机床的运转的全部自动化在整个生产流水线上，利用微机处理技术对淬火加热及冷却时间，加热速度，淬火机床运转速度，淬火介质的温度，变频机的电参数等进行监控，完成冷热加工连续生产的自动化。
(四)感应热处理工艺为工作人员提供了一个健康良好的劳动环境
感应加热处理不像电炉、油炉那样在工作状态下释放大量的热辐射，造成工作环境的污染。而感应热处理工艺的执行只需要在常温状态下进行，而且开炉停炉等工作也很方便。所以，感应热处理工艺为一线工作人员的身体健康提供了良好的工作条件。
(五)感应热处理工艺有利于提高表面强化效果
感应加热处理的速度比较快，能够提高金属材料的相变温度，加速奥氏体转变的过程。采用感应电阻进行加热和大功率的脉冲感应进行加热时，就能够得到更细的马氏体组织，提高表面强度，并在一定程度上减缓变形的后果。
三、感应热处理工艺的实践运用
(一)感应热处理工艺在实践中的应用情况
在汽车制造行业的应用。在汽车生产中，感应淬火技术得到了广泛的应用。此外，还在中、重型汽车、轻型车和几种轿车上就已经有200多种零件需要感应淬火。目前，采用感应淬火的汽车零件主要有传递动力扭矩的汽车轴类零件以及各种销轴类零件。此外，感应淬火技术曾经也用在了东风汽车公司对汽车钢板弹簧的制造上。目前，科技人员对低淬透性钢和限制淬透性钢的研究与开发也应用于汽车转向蜗杆、十字轴、万向节等零件上。
在拖拉机行业中的应用。随着经济水平的提高，我国引进及消化吸收的国内外拖拉机产品和技术越来越多，人们对拖拉机企业的工艺技术和制造技术也提出了越来越高的要求，所以感应热处理工艺在这个行业也得到了飞速的发展，大量的感应热处理工艺和固态感应加热电源、数控淬火机床等先进设备在农机企业的发展中也得到了很大程度的运用，这个感应加热处理工艺提高了我国农机行业的整体技术水平。
在建筑及石油行业中的应用。在建筑行业，凭借着其淬火变形小、生产效率高、工作环境好等各大优点，让高强度预应力钢筋感应热处理生产线、低松弛预应力钢丝稳定化生产线以及石油套管感应热处理生产线等各项感应热处理工艺都得到了很好的利用。这项技术的运用使得建筑行业中的进度得以加快，而且工程质量也得到了保障。而石油行业的工作效率得到了很大的提高，促进了所使用行业的快速发展。
(二)感应热处理技术在实践过程中的不足
世界上没有完美的事物，一切都是在不断的自我否定和肯定中进行创新和发展的。感应热处理工艺在实践的检验下，在与渗碳淬火等技术的对比下，总结出下面对感应热处理工艺缺陷的观点和看法。
随着20世纪80年代初期计算机在渗碳控制领域的广泛使用，以及渗碳技术在理论上的不断补充和创新，渗碳质量得到了强有力的保证，渗碳工艺和操作水平也得到了很大的提高和改进。渗碳技术的渗碳介质非常昂贵，能耗量大，工件畸变大，对环境的污染比较严重等问题和不足都没有动摇其在热处理强化技术中的霸主地位。感应热处理工艺与之相比，还是有一定的差距。
首先，感应热处理设备自动控制的功能较弱，不能满足专业需求；其次专业的针对感应热处理工艺的指导性标准文件太少，缺乏及时的增加与修订；最后，就是缺乏对感应加热处理工艺的理论性知识的研究不够深入，缺乏丰富的相关专业知识的理论专著和论文，即使有相关文献也大多停留在文献的表面研究上，缺乏工艺操作性。没有科学理论的指导，实践的进行也很少出现跨越式的发展和进步。
上述讲述的都是从感应热处理的专业角度进行的。除了专业方面的欠缺外，我国感应热处理工艺相关的工作人员的学习意识和创新意识也较欠缺。就是因为不善于学习，不善于创新，才会使得感应热处理行业的进展非常缓慢。其次，大部分的中小型企业都缺乏专业的新设备、新工艺以及新技术，这些都属于硬件设施。硬件设施是基础，没有这些硬件设施，就 相当于俗语“巧妇难为无米之炊”所说，没法进行技术的改进和创新。
四、应对感应热处理工艺的发展途径和措施
(一)要加强感应处理工艺从业人员的学习意识和创新意识
让他们加强对感应加热处理理论知识的学习，只有熟练掌握了感应热处理工艺的理论知识和原理，才能进行高水平的创新，感应热处理工艺的水平才会有所提高。让每位员工在不断的学习中提高自身的综合素质，让每位员工都能够实现感应热处理技术的创新。
(二)政府要发挥其调节和鼓励作用
制定相应的技术创新奖励制度，为员工创造良好的创新环境。提供部分资金购买先进的试验设备和更新完善后的理论知识书籍，为员工的学习和创新提供硬件基础。然后邀请各地专业人士对员工进行知识和技能各方面的培训，提高员工的综合素质。此外，政府还要适当的发挥其监督作用，监督感应热处理技术在运用过程中出现的问题，以及员工在操作过程中偷工减料等不法行为。
(三)扩大感应热处理工艺的运用范围
开始感应热处理工艺主要用于汽车制造行业和冶金工业行业里面。现在要将这种技术应用到拖拉机行业、在轴承上、在建筑行业以及石油行业中的应用。其中，在拖拉机行业中运用感应热处理技术时一定要多运用小内孔感应淬火技术、轴类零件变功率、变零件移动速度感应淬火技术等。在不同行业的运用中找到不同的感应加热技术。将感应热处理工艺的使用扩展到塑料、橡胶行业，到电子工业行业。此外，还注意运用感应加热技术的黏合作用，以及盖密封与包装的作用。扩大感应加热技术的应用范围，发挥其强有力的作用和优势。
(四)拓宽感应电源的来源，不断引进世界上先进的感应电源
为感应加热技术铺路。目前，市场上出现的感应电源有来自美、英、日、德、西班牙等几个工业发达国家生产的SIT、IGBT、MOSFET全国固态晶体管电源。不断引进规格齐全、体积小，电能转换效率高的感应电源。要引进正在朝着柔性化、自动化、智能化控制方向发展的感应淬火机床，来诊断、报警、显示工艺参数和感应淬火装置在应用的过程中出现的问题。
(五)加强热处理协作中心的作用，大力发展感应热处理工艺
尽管感应热处理工艺有很多优点，但是其投资成本高，在保温和测温方面都有困难，尤其是目前一些非专业的热处理厂都没有实力去购买新设备，引进新工艺。所以，热处理协作中心一定要发挥其应有的作用帮助中小热处理企业解决各种难题，带头扩大感应热处理的使用。
五、感应热处理工艺的发展前景
目前，感应热处理工艺的应用还是非常有局限性的，在实践中多运用与汽车制造行业、冶金行业、建筑和石油行业等。此外，感应热处理工艺在齿轮淬火方面的应用还主要局限在传输动力不大的中小模型齿轮上。对于大型齿轮却出现过很多质量难题。
虽然目前研制出的渗碳淬火技术已经可以实际运用，但是伴随着水泥、风电和冶金工行业的飞速发展，感应热处理工艺需要的齿轮箱功率也越来越大。在渗碳淬火后，齿轮变形很大，磨齿成品后的齿面实际渗碳硬化层深度不均匀。所以，在有效控制感应淬火的温度和硬化层深度均匀和可控问题上都要不断的进行研究和创新，进一步改善和提高工艺的技术水平，改变现状。只有在技术上不断的创新，克服种种难题，才能将感应热处理工艺的应用延伸到更广的领域。
如果感应热处理的工艺能在实践的检验下，在热处理工作人员的不断学习和创新下，不断的得到修改和完善，这将是很有发展潜力的一门技术。正如哲学上一句话“前途是光明的，道路是曲折的。”感应热处理工艺的发展之路还有很长的路要走，但是只要踏踏实实，脚踏实地的走好每一步，感应热处理工艺最终会走向更广的行业中去，帮助中国走上生产高效、低耗、无污染的可持续发展之路。
六、结语
感应热处理工艺在近几十年来的发展中，已经在冶金、机械、汽车制造等工业中得到了普遍的运用和创新发展。但是实践证明，在它的普及和发展过程中也存在着很多的难题。要想发挥其所具有的优点和优势，就应该加强对工艺技术的宣传力度，推广感应热处理的新设备、新工艺、新技术。修改和完善感应热处理的标准，将成文的规定和标准纳入到机械设计手册。感应热处理工艺在生产中的比重在不断增加后，生产效率得到提高，能源消耗降到最低，可持续发展之路就会更进一步。
参考文献
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冶金新技术及应用情况范文3
关键词：轧钢；节能；技术
中图分类号：TG33 文献标识码：A
1 轧钢生产能耗现状
随着我国钢铁产业的快速发展，在产品的质量和品种上都得以快速的提升，目前在钢铁行业深加工不断的增加，从而也导致了轧钢工序能耗的增加。由于技术水平及工艺方面的原因，我国的轧钢工序与国外先进国家相比，无论是冷轧还是热轧在能耗上都与先进水平存在着一定的差距。二者在能耗的百分比上，我国的轧钢工序能耗要高出百分之二十左右，这样每吨钢的能耗则都会相对高出国外较大的比例。现在由于钢铁企业在装备、技术和管理等方面存在着很多不完善的地方，所以导致能耗的增加，但在轧钢系统中对能源消耗较大的则是轧钢加热炉，其对能源的消耗占整个轧钢能源消耗的百分之六七十左右，所以在当前我的钢铁行业中，节能的潜力还是很大的。
2 轧钢生产节能技术
2.1 加热炉节能技术
2.1.1 蓄热式燃烧技术
蓄热式燃烧技术在轧钢系统中应用后，有效的降低了燃料的消耗指标，目前在轧钢系统的9座加热炉中通常会采用蓄热式燃烧技术，由于其对炉内烟气进行充分的回收，从而大幅度的降低了对燃料的消耗，这样在节约燃料的同时也有效的降低了成本，同时还能使炉子的产量得以提高，减少了二氧化碳和氮化物的排放量，对保护环境起到了积极的作用，所以在钢铁企业中应进行广泛的推广应用，相信对降低轧钢工序的能耗具有积极的作用。
2.1.2 加热炉绝热技术与高温节能涂料
目前在加热炉上普遍使用节能涂料来提升炉子的生产率和经济效果。节能涂料中主要成分为炭化硅粉，目前由于加大的了对节能涂料的研发力度，相继有其他系统的节能涂料被开发出来，并应用于加热炉中，节能效果显著，最高能达到节约能耗的百分之二十左右，对炉子的生产率也能提高百分之二十五左右，效果很明显。
2.1.3 高温低氧燃烧技术
采用高温低氧燃烧技术，可回收大量的烟气余热，节约燃料约50%左右，能大大缩短加热时间，提高生产率，节约能源，降低氧化烧损，成为20世纪90年代以来发达国家开始普遍推广应用的一种全新节能燃烧技术。
2.1.4 连铸坯热送热装技术
扁钢坯可以在不同温度下装料，装料温度越高越节能。每提高入炉温度100℃，可降低加热炉燃耗约6.7×104kJ/t。陈冠军介绍了首钢热装热送技术的推广应用情况及效果，结果表明采用一般热装热送工艺可以节能35%，采用直接装送技术可以节能65%以上，减少加热炉燃料，提高加热炉产量。
2.2 薄板坯连铸连轧技术
采用薄板坯连铸连轧是钢铁工业近年来最重要的技术进步之一。标准扁钢坯是直接在热钢带机上轧制的，节约了处理和能源费用。预计节能量为标准冷装料能源费用的50%。
2.3 低温轧制与轧制工艺技术
低温轧制技术是降低轧钢系统工序能耗的重要节能措施。降低加热炉出钢温度可以减少燃料消耗，但其变形抗力和轧制功率增加。近年来，许多轧制生产的实践经验已经证明降低燃耗的节能效果更显著，当温度问1100℃出锅时，降温节约的能耗达9.6%，且出锅温度降低则氧化铁皮量显著减小，低温轧制在燃料消耗和氧化铁量的降低上所获得的效益，完全能抵消并超过提高轧制功率所增加的成本。对许多轧机而言，采用工艺技术能降低轧制的能耗，特别是对钢板轧机尤为重要。钢的热轧温度一般在800℃～1250℃，在变形区轧辊表面的温度可达450℃～550℃ ，因此 ，需要用大量的水冷却轧辊。通过实验可以发现，采用热轧工艺，由于轧制力的降低，轧制动力的消耗约下降8%。
2.4 在线热处理技术
近年来，在线热处理技术受到普遍重视，这是因为在线热处理利用轧制余热对钢材进行热处理，可以省去离线热处理必须的二次加热，因而节省能源，简化操作，缩短了产品的交货期。
3 我国轧钢生产节能降耗的建议
3.1 提高装备水平， 淘汰落后生产能力
钢铁企业必须结合整合进程，及时淘汰落后生产能力，按照等量置换原则，淘汰国家公布的淘汰类落后生产能力（设备和工艺），并严格禁止建设属于国家限制类的1000m3以下的高炉。同时要瞄准世界科技前沿，积极引进和运用最新技术，使新上项目和技术改造项目，不仅在技术上，而且在能源消耗上都达到世界先进水平。
3.2 优化产品结构
钢铁企业一方面要巩固现有产品的现有市场份额，实行专业化、精品化生产；另一方面要大力发展优质板带类钢材，提高中厚板、热轧薄板、冷轧薄板和涂层板材产品质量，开发优质船板、石油行业用板、汽车及家电用板等高档板带产品。优化产品结构和提高装备水平是密切关联的，都是钢铁行业实现由“大”变“强”，挖掘节能减排潜力的关键环节，也是降低单位产值能耗和单位工业增加值能耗的主要途径。
3.3 调整工艺结构和原料结构、能源结构
工艺结构、炉料结构与能源消耗水平有很大关系，合理的工艺结构、炉料结构对降低能源消耗起着重要作用。提高炼铁喷煤比、增加球团配比、采用连续铸钢工艺，采用薄板坯连铸连轧工艺，轧钢坯料热装工艺等技术均有比较明显的节能减排效果。
炼铁工序要实行精料，配加一定比例的球团矿。多用球团矿，少用烧结矿就可节能。同时球团矿含铁品位高于烧结矿，又可以实现提高入炉矿品位的效果，还改善了高炉的透气性。
焦化工序通过多喷吹煤粉，可以改变高炉炼铁能源结构，少用焦炭可节能1.5%。这是高炉炼铁工序结构调整中心环节。
炼钢精料也是必须引起注意的问题。铁水要求低硅、低硫、低磷、高温、少渣；石灰要低二氧化硅、低硫、高活性度，一要选择二氧化硅低的石灰石，二要采用煤气烧石灰，杜绝煤和焦炭烧石灰。高铁水比采用矿石冷却法，铁水比95%左右，加一些自产废钢，其余用矿石冷却。这是一种熔态还原，矿石或含铁氧化物融入炉渣，利用铁水碳和热量还原，效益很好；一些钢铁企业采用低铁水比、低废钢比、高冷生铁比的原料结构是不合理的。
结语
随着我国轧钢行业的快速发展，我国的轧钢工序能源有了较大的改进，但目前还有一定的节能空间可供发挥，所以还应把节能的重点放在加热炉上。加大对新技术的应用和推广力度，不断的尝试着开发节能的新技术，从而提高加热炉的节能，从而使轧钢工序的能源与先进国家的能耗缩小差距，增加我国钢铁企业的国际竞争力。
参考文献
冶金新技术及应用情况范文4
关键词：燃煤电厂；湿式电除尘；PM2.5 控制；酸雾控制
中图分类号：TK229文献标识码： A
引言
根据统计，在中国各行业中，燃煤电厂排放的工业烟尘所占比例是最高的。国家逐年降低火电厂污染物排放限值，最新颁布的《火电厂大气污染物排放标准》中燃煤电厂烟尘排放限值降低至30mg/m3，而对于重点地区，其燃煤电厂烟尘排放限值降低至 20mg/m3。当燃煤电厂燃煤灰份大、比电阻高或锅炉排烟温度较高时，干式电除尘器往往达不到新标准的要求。经过对燃煤电厂电除尘器前后细灰组成进行研究，发现除尘器前粉尘大颗粒占大多数，PM10 和PM2.5 占总灰百分比为 39.35%和 2.42%，而除尘器后高达 92.47%和35.56%，说明普通电除尘器对细灰捕集效率不高，PM2.5 除尘效率较低。
近年来针对微细颗粒的排放控制发展了许多新技术，其对微细粉尘的收集效率如图 1 所示，从图中可以看到，随着颗粒直径由10μm 递减至小于 1μm，各种技术相应的粉尘收集效率曲线陡降，唯一例外的是湿法与静电并用的湿式电除尘技术，该技术的收尘效率受微细颗粒直径影响较小，对粒径 0.06~10μm 范围内的颗粒都具有较高的收集效果。
图1污染控制技术的颗粒物收集效率曲线
根据国内外应用情况，在湿法脱硫装置后安装湿式电除尘器，不仅能有效控制烟气中的微细颗粒的排放，而且可以脱除湿法脱硫后烟气中携带的石膏液滴，以及经过 SCR 后生成的 SO3气溶胶颗粒，从而消除烟囱“石膏雨”和烟气的“蓝烟”等现象。
1 湿式电除尘技术工作原理及其脱除性能
1.1 工作原理
湿式电除尘脱除粉尘分为荷电、集尘、清灰三个步骤。将水雾喷向放电极和电晕区，水雾在电极形成的电晕场内荷电后分裂进一步雾化，电场力、荷电水雾的碰撞拦截、吸附凝并，共同对粉尘粒子起捕集作用，最终粉尘粒子在电场力的驱动下到达集尘极而被捕集，喷雾形成的连续水膜将捕获的粉尘冲刷到灰斗中排出。
1.2 湿式电除尘
对微细粉尘和 SO3雾滴的脱除湿式电除尘中，放电极电子较易溢出，水雾被进一步细化，使电场中存在大量带电雾滴，大大增加亚微米粒子碰撞带电的机率，而带电粒子在电场中运动的速度是布朗运动的数十倍，这大幅度提高了亚微米粒子向集尘极运行的速度，可以在较高的烟气流速下，捕获更多的微粒。烟气中的 SO3在 205℃以下时，主要以 H2SO4的微液滴形式存在，其平均直径在 0.4μm 以下，因此干式静电除尘器和FGD 对 SO3去除较低。湿式电除尘器对亚微米颗粒的高捕获率，可对 SO3的微液滴起相同作用。湿式电除尘器独特的工作环境决定了它能够高效地脱除亚微米级别的粉尘、雾滴，除尘效率最高可达到99.9%以上。
2 湿式电除尘器设计
2.1 结构设计
湿式电除尘器在结构上主要分为两种基本型式：管式和板式。管式湿式电除尘器的集尘极为多根并列的圆形或多边形金属管，放电极均布于极板之间，管状湿式电除尘器只能用于处理垂直流动的烟气。板式湿式电除尘器的集尘极呈平板状，可获得良好的水膜形成特性，极板间均布电晕线，板式湿式电除尘器可用于处理水平或垂直流动的烟气。
这两种湿式电除尘器的不同点主要在于：
（l）对于给定的除尘效率，电极长度相同的前提下，管式湿式电除尘器所允许的烟气流速是板式湿式电除尘器的两倍。
（2）对于给定的除尘效率，管式湿式电除尘器的局部干燥区比板式湿式电除尘器要小。
2.2 材料选择
壳体通常采用带有衬层保护的碳钢，为防止腐蚀，其内表面需涂有防腐材料。安装时还需严格控制壳体内表面破损，防止产生腐蚀，如焊缝、孔隙、构件连接处及盖板等。为了避免发生点腐蚀和裂隙腐蚀，内部构件材料必须考虑工艺气体和冲洗液体中氧和氯化物的浓度。对于耐腐蚀性和材料选取的关系，表 1 显示了各种材料的选择及其能够正常工作的氯化物浓度范围。
表1不同氮化物浓度对应采用的材料
2.3 湿式电除尘布置形式
目前在国外电厂常采用的湿式电除尘器布置形式有以下三种：水平烟气独立布置；垂直烟气独立布置；垂直烟气与 WFGD 整体式设计。前两种布置方式需要专门的空间，第三种布置方式是近些年来最常用的，同时成本和运行费用也是最低的，占地面积也很小。
3 湿式电除尘在燃煤电厂的应用
湿式电除尘器最早在 1907 年开始应用于硫酸和冶金工业生产中，上世纪八十年代后国外大容量燃煤电厂也逐渐采用湿式电除尘器净化脱硫后的烟气，取得了良好的效果。美国的 AES Deepwater电厂于 1986 年采用湿式电除尘技术，该电厂以石油焦作为主要燃料，其湿式电除尘器由 3 个电场、12 套平行向上的烟气流系统模件组成，经测试对硫酸雾的脱除效率高于 90%。2000 年和 2002 年N&B 电 力 公 司 分 别 对 Dalhousie 电 厂 和 Cloeson Cove 电 厂（1050MW）的 WFGD 进行改造并安装了湿式电除尘器，采用的都是WFGD 与湿式电除尘器整体布置方式。日本中部电力碧南电厂五台机组（3×700MW+2×1000MW）使用湿式电除尘器后，其排放浓度长期稳定在 2～5mg/Nm3，表明湿式电除尘器能高效地除去烟气中的烟尘和石膏微液滴。国内在燃煤电厂领域的应用仍处于起步阶段。
4 结束语
湿式电除尘器作为烟气终端精处理设备能高效收集对人体危害特别大的 PM 2.5、PM10 等颗粒物。但是，由于需要选用耐腐蚀性强的高等级不锈钢作为电极材料以及烟气流速较低造成设备体积庞大，导致现有的湿式电除尘器工程造价偏高，成为制约该技术推广的重要因素。如果能够在电极材质和烟气流速方面得到改进，将会大大促进该技术在国内的应用进程。
参考文献
[1]代旭东，徐晓亮，缪明烽.电厂 PM2.5 排放现状与控制技术[J].能源环境保护，2011，25(6):1-4.
冶金新技术及应用情况范文5
关键词： 耐火材料； 节能； 高能耗
中图分类号： TU 541文献标志码： A
Energy saving in the production of refractory materials
KANG Rui
（Yangquan Institute of Quality and Technical Supervision Inspection & Measurement，
Yangquan 045000， China）
Abstract： This paper carried out investigations on the energy saving problem in the production of refractory materials. On one hand， heat loss could be reduced by reducing the thermal conductivity of refractory materials， e.g. by changing the composition and organization of refractory materials. On the other hand， we can adopt various energy saving methods， e.g. kiln technology improvement， waste heat utilization， selecting the best technological conditions for refractory materials production， development and application of new processes and technologies， and recycling of waste refractory materials， etc. In addition， a critical path method is used to save energy and protect environment via optimizing the management and parameter matching， with the help of advanced monitoring and managing technique by means of computer.
Key words： refractory material； energy saving； high energy consumption
耐火材料是我国高温领域的一种战略性材料，服务于许多行业.其中，钢铁行业是第一大消费领域，使用量高达65%，水泥行业使用量达10%，建材、金属等行业也在大量消费耐火材料.经过几十年的发展，我国耐火材料产销量已跃居世界耐火材料首位，耐火制品及原料已出口到100多个国家和地区.然而，耐火材料所面临的困境也不容忽视：产品结构能耗高、资源消耗量大导致资源和能源的大量浪费；绿色节能型材料所占比重小，数量和品质都有待进一步提升.
我国虽有丰富的耐火原料资源，尤其是矾土、菱镁矿、石墨，但过多的不合理消耗造成了资源的匮乏，优质原料供不应求，产品质量很难稳定.随着国家“节约能源”和“淘汰高能耗行业落后产能”基本国策的提出，耐火材料行业迎来新的挑战和发展机遇，节能降耗刻不容缓.在本文中，主要介绍了耐火材料在节能方面的一些思路和所做的工作，为可持续发展寻求新的出路.
1节能耐火材料的开发和应用
通过改变耐火材料的组成成分可以满足节能需求.耐火材料主要用于各种窑炉、转炉等需要高温处理的部位，由于衬体存在一定热导率，炉体的散热量达到了总供给热量的15%～45%，能量损失相当严重，因此需要研发各种低热导率的工作衬用耐火材料.如降低含碳耐火材料的碳含量，使用无碳和低碳的钢包砖.目前，用于水泥回转窑高温带的主要是氧化镁-镁铝尖晶石、铁铝尖晶石耐火材料[1] .与镁铝尖晶石相比，铁铝尖晶石有更低的热导率和热膨胀率，保证了较低的窑体温度，降低了热损失，延长了回转窑的使用寿命.李艳等[2]对比了轻质耐磨砖和硅莫砖的性能，结果如表1所示.实践证实，使用较低热导率的轻质耐磨砖时，筒体温度下降了42 ℃，有效降低了热损耗，每年可节约标煤390 t.
能源研究与信息2013年第29卷
第3期康睿：耐火材料节能化研究
不定形耐火材料由于不需要高温烧成，已经成为耐火材料节能领域的重要成员.通过原料的轻质化和微孔化，可以显著降低热导率，减少单位材料的能量消耗，如氧化铝空心球、氧化镁空心球的应用.文献[3-4]分别采用原位分解法获得了莫来石、镁铝尖晶石等微孔骨料，孔径在10 μm以下.Vladimir 等[5] 高温合成了以六铝酸钙为主晶相的高纯轻质骨料，25～1 400 ℃时的热导率为0.15～0.5 W・m-1・K-1.
表1轻质耐磨砖与硅莫砖性能对比
Tab.1Porperty comparison between light wearresistant
brick and SiMo brick
性能参数硅莫砖轻质耐磨砖密度/（g・cm-3）2.71.6热导率（1 000 ℃）/（W・m-1・K-1）2.01.3
2工业窑炉的改进与余热利用
工业窑炉是使用耐火材料的主要设备，也是陶瓷、冶金、建材等工业领域中至关重要的热能设备.因此，加强窑炉管理和技术创新是耐火材料节能的重点.
制定耐火材料工业窑炉技术目录，积极发展新技术，淘汰落后技术；淘汰落后窑炉，制止其重复建设.例如，淘汰落后的倒焰炉，开发新型间歇式隧道窑.该窑型是在梭式窑的基础上，前端增加了预热带，后端增加了冷却带，具有隧道窑的高“热效率”优点.
采用微机操作等技术改进现有窑炉，有针对性地解决问题，降低热耗.三相电弧炉[6] 以“熔块法”生产电熔刚玉和电熔镁砂，成为行业耗能大户.河南义马某厂经过改进和创新，建成了单极直流电炉，预计降低电耗200 kW・h・d-1，降低石墨电极消耗30%～40%，降低原料消耗20%.张豫等[7] 改进了智能高温电炉，采用氧化铝纤维耐火材料作炉材，二硅化钼作发热元件，经测试，能耗低于普通电炉50%，工作效率高于普通电炉5倍以上.李仪[8]对比了顶烧式隧道窑与侧烧窑的主要热工指标，如表2所示.不难看出，顶烧式隧道窑二次空气温度高，窑墙散热损失小，煤气消耗量、预热带上下温差、单位产品燃料消耗小，充分节约了燃料.
表2两种窑炉的主要热工指标
Tab.2Main thermal indexes of two different industry kilns
热工指标侧烧窑顶烧窑二次空气温度/℃150550窑墙散热损失/W489326消耗煤气热值/W549328预热带上下温差/℃35080单位产品燃料消耗/（L・t-1）11075
鉴于很多工业窑炉的热效率都低于70%，而其排放的废气热值占窑炉总能耗的20%以上，废气的余热利用率仅为4%～5%，具有很大的节能潜力.谭业锋[9] 研究了热管技术在窑炉废气余热利用方面的应用，设计出结构合理的低温高效热管换热设备，可将废气余热用于冬季民用取暖，实现了经济、社会和环境效益的统一.其设计思路可推广到其它类似窑炉换热器中.
3工艺条件的选择与创新
除了窑炉必须节能外，更要重视生产过程中的工艺创新，例如，利用微波和远红外线快速干燥，降低烧成温度，缩短烧成周期等，都可有效节约燃料.郑化[10] 采用行星式高能球磨机机械法制备氧化镁微粉，在粉磨过程中通过添加助磨剂，可使粉磨时间控制在90 min以内，氧化镁粉体粒径降至6 μm左右，粉磨效率提高了20%～30%，从而达到一定的节能目的.
富氧燃烧是近代燃烧领域的节能技术之一.该技术可以降低燃料燃点，加快燃烧速度，促进燃烧完全，提高热利用率[11] .与普通空气燃烧相比，其节能效果显著.表3为日本富氧燃烧节能效果的试验数据[11].
表3助燃富氧空气氧含量与节能效果
Tab.3Oxygen content and energy saving effect
in oxygenenriched combustion
氧含量/%232527节能率/%10～2520～4030～50
4废旧耐火材料的再利用
在我国，废旧耐火材料通常被填埋，重新回收利用的比例还不足30%，而欧洲耐火材料再生利用比例可达到50%以上，被废弃的耐火材料很少.随着能源短缺的日益加剧以及对减少固体废弃物要求的提高，耐火材料的回收利用已经成为一项社会责任和可持续发展的驱动力.逐渐转向开发高附加值产品的研究，不仅解决了其带来的环境污染问题，更有利于实现废料的再利用，为耐火材料节能减排开辟一条新途径.
郑忠燕[12] 通过对半成品镁碳废砖进行预处理，选择合理的碾料方式，同时添加1%的添加剂，将半成品镁碳废砖加入量的比例提高到30%，实现了半成品镁碳废砖的有效回收利用.钟莲云[13] 以耐火材料废料为主要原料，天然矿物为助熔剂，通过合理设计晶界相的组成，成功制备了一系列性能优异的Al2O3含量45%～85%的Al2O3基瓷球.张国富[14] 分析了炼钢中废弃铝碳耐火材料的回收利用情况，指出将少量废弃铝碳材料与未使用过的材料混合，由于铁水渗透到氧化铝天然石墨基质中的量微不足道，损毁非常低，不影响使用.
5系统节能的提出与应用
杨大东[15] 提出了“系统节能”的概念.系统节能就是指在不改变现有的设备、工艺技术状况，不涉及单个环节的耗能水平或用能效率的情况下，通过改变管理和控制方面的参数匹配，使其调整到一组最佳值，从而使企业在一定产出条件下达到能耗总量最低的技术方法.辅以计算机管理后，可实现动态快速的跟踪和优化决策.
上海耐火材料厂在使用该方法进行管理之后，实现了工序能耗环比下降3.49 kg・t-1，直接节能效益和间接经济效益达236万元，项目的投资效益比高达1 ∶39.[15]
6结语
资源短缺、环境污染日益成为制约耐火行业发展的瓶颈.面对诸多困难，耐火材料行业更应接受挑战，解决自身产品结构不合理、产能过剩、资源利用过于粗放、能耗高等问题，发展高效、节能、功能化、绿色环保为内涵的先进耐火材料，走资源节约、环境友好型的可持续发展道路.
参考文献：
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冶金新技术及应用情况范文6
工业机器人诞生于20世纪60年代，在20世纪90年代得到迅速发展，是最早产业化的机器人技术。它综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究非常活跃、应用日益宽广的领域。随着我国制造业面临低端劳动力短缺、产业结构需优化升级、提高生产率、节约人力成本等多种因素挑战，对工业机器人的需求量正在迅速增长。关键词:工业机器人；发展；研究
中图分类号：TP242文献标识码： A
前言：
工业机器人诞生于20世纪60年代，在20世纪90年代得到迅速发展，是最早产业化的机器人技术。它综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究非常活跃、应用日益宽广的领域。随着我国制造业面临低端劳动力短缺、产业结构需优化升级、提高生产率、节约人力成本等多种因素挑战，对工业机器人的需求量正在迅速增长。
一、全球工业机器人的现状
全球工业机器人行业增长态势将延续。2008年全球金融风暴导致工业机器人的销量急剧下滑。2010 年全球工业机器人市场逐渐由2009年的谷底恢复。2011年是全球工业机器人市场自1961年以来的行业顶峰，全年销售达16.6万台。估计2013年至2017年，包含本体和集成在内的全球工业机器人市场，年复合增长率约为11%，预计2017年全球工业机器销售量达25万台，市场容量将达到2700亿元。
全球机器人产业目前呈现日欧产业优势明显，中国市场潜力巨大的格局。美日欧在机器人行业发展处于世界领先地位，但它们的优势领域各不相同。日本在工业机器人、家用机器人方面优势明显，欧洲在工业机器人和医疗机器人领域居于领先地位，美国主要优势在系统集成领域，医疗机器人和国防军工机器人。
二、中国工业机器人应用分析
2.1中国工业机器人发展驱动力
中国25年来没有形成自己的工业机器人产业，目前国内工业机器人发展进入到机遇期：
1）劳动力成本上升及劳动力供给下降。劳动力成本上升，人口红利逐渐消失。劳动力成本的上升激发企业机器人替代人工的诉求。进入新世纪的第二个年头，80后、90后劳动人口成为主流，他们不再愿意大量从事单调重复环境差的工作。长三角、珠三角等地低端产业用工荒明显。
2）制造业升级。国际化环境中日益激烈的生产力竞争，成本、效率、质量、定制小批量。当前全球再工业化，产业转型，一是节能环保，一是自动化、智能化。普及机器人不只是单纯的替代人工，更是提升制造业效率与柔性的重要手段。
3）政策支持因素。纳入国家战略性新兴产业，智能制造装备专项规划；十二五期间国家拨经费3234亿元，开展工业机器人重大项目攻关；成立“中国机器人产业联盟”支持行业发展；地方政府投资兴建机器人产业园，扶持机器人企业创新发展。
2.2国内机器人产业链及产业发展模式
整个机器人产业链主要分为上游核心零部件、中游设备制造商和下游行业应用商三个层面。核心零部件指机器人传动系统、控制系统和人机交互系统，对机器人性能起到关键影响作用，并具有通用性和模块化的部件单元，主要分成三部分，机器人减速器、交直流伺服电机和控制器。目前，国内机器人产业在单体以及核心零部件仍然落后于日、美、韩等发达国家，国内机器人厂商已经开始涉足机器人的各个环节，但是减速机、伺服电机及驱动还是以国外供应为主。中国机器人市场基础低、市场大。中国机器人产业化模式较可行的是从集成起步至成熟阶段采用分工模式。
2.3国内工业机器人下游应用情况
中国工业机器人目前主要是汽车、电子生产线用的比较多。未来还以汽车工业为主，每年汽车市场设备需求有几百亿元人民币，其中高端市场需求100~200亿元人民币。汽车行业用机器人增长比较明显的领域是汽车零部件、进口替代、技术改造。
预计我国劳动人口从2015年开始下降，作为产业化的工业机器人必将进入更多应用领域。工业化程度加深伴随着人力成本上升，倒逼低附加值的制造业开始使用机器人。我国工业机器人已开始关注新兴行业，在一般工业应用的新领域，如光伏产业、动力电池制造业，食品工业及化纤、玻璃纤维、砖瓦制造、五金打磨、冶金浇铸、医药等行业，都有工业机器人代替人工的环节和空间。
目前作为国内工业机器人下游主要应用的汽车和医药行业，应用情况如下：
1）机器人提高汽车行业的灵活性及自动化程度。汽车行业是机器人应用的最大行业，汽车制造业的自动化在中国已发展到一个新阶段，车企由机器人、仪表和自动化装置来完成产品全部或部分加工的生产过程。机器人的稳定性可以降低人工作业时的损耗成本，提高生产效率和产品质量，保证产品一致性。白车身、冲压、喷涂和动力总成是汽车整车厂最核心的四大工艺。目前，国内民营车企也纷纷受益于生产自动化，近几年新建整车厂从冲压生产、机器人车身焊接、机器人喷涂到总装配检测，都由机器人代替了人工。
2）机器人能满足医药制造对生产环境及操作工艺的苛刻要求。在医药制造行业，医药产品对生产环境的无菌化程度要求非常高。为最大程度减少微生物污染的可能性，保证产品质量，生产过程必须在洁净室内进行，并尽量避免有人干预。机器人可在真空环境下完成一系列操作，能够保证产品满足很高的卫生标准。此外，医药制造过程中会涉及到有害物质，如放射性物质的生产和灌装。机器人系统能够完成有害物质的转移，并灌装到密封屏蔽容器。且能够完成高难度操作工艺，如在包装液体内容物时机器人能够将产品在转移操作过程中产生的气泡降到最低，产品质量将得到较大提高。
三．机器人产业发展的趋势
就目前机器人产业发展的趋势来看，现在又有了一些新的趋势。近年来，以大数据、云计算、移动互联网为代表的新一代信息技术与机器人技术的融合创新加速，将不仅开发出更具自学习能力和自主解决问题能力的新型智能机器人，还可以为机器人建立起相应的互联网和知识库的“云空间”，使其通过互联网进行交互，并通过云计算提升机器人的智能化水平。
2013年，美国谷歌公司收购了包括波士顿动力公司在内的8家机器人公司正是瞄准这一趋势做的战略布局。发达国家在发展机器人过程中具有几种模式：美国模式：整体研发设计与对外采购机器人本体相结合，重在系统开发与应用；德国模式：一揽子“交钥匙工程”，即机器人本体的生产和用户所需要的系统设计制造全由一家机器人厂商完成。典型企业是库卡；日本模式：产业链整体推进，即以机器人本体、关键零部件研发和生产为核心（典型企业安川电机、发那科），由子公司或系统集成公司设计制造各行业所需要的机器人成套系统；韩国模式：采购与成套设计、集成相结合。机器人企业通常通过进口关键零部件，自行设计、制造配套的设备。
现在服务机器人领域渐成为发达国家发展的重点。随着劳动力和土地等要素成本的上升，近三年中国对工业机器人的需求快速增长。我国自2012年成为全球第二大工业机器人市场，预计到将成为全球最大的需求国。2013年中国新增工业机器人数量达2.7万台，比2012年增长17.4%。
以每万名工人中拥有工业机器人数量衡量，我国有很大的市场空间。国际机器人联合会数据显示，中国2011年的这一数字是21台，国际平均水平是55台，其中美国是135，德国是251，日本是339，韩国是347。不过，2012年我国新增工业机器人中近70%依赖国外进口，外资品牌占90%以上。2012年进口机器人耗资8.66亿美元，进口金额比2011年增长了64%。
结论：
机器人是具有感觉、思维、决策和动作功能的智能机器，是人类20世纪重大发明之一。机器人的技术水平关乎制造业生产的精度、准度与效率，关乎工业产品的质量一致性，已成为衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志。
