時間：2022-04-09 04:08:45
序論：在您撰寫冶金工業(yè)論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的1篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
一、山西冶金工業(yè)發(fā)展的影響因素
山西金屬礦產(chǎn)資源豐富,主要有鐵、鋁、銅、金、鎂、銀等,具有發(fā)展冶金工業(yè)的較好的資源稟賦優(yōu)勢。其中,鐵礦累計探明儲量約30多億噸,居全國第四位,約占全國總儲量的6.8%[1]。鋁土礦儲量約占全國的40%,占全國首位,銅礦儲量居全國第五位。除了鐵礦石、鋁土礦石、銅礦石的儲量較為豐富外,山西還有金、鎂、銀、錳等金屬礦產(chǎn)資源,這些儲量豐富、品種較多的礦產(chǎn)資源使山西發(fā)展冶金工業(yè)具備了一定的資源比較優(yōu)勢。不僅如此,山西豐富的煤炭資源和廉價的電力能源供應(yīng)是冶金工業(yè)發(fā)展的能源比較優(yōu)勢。
1.加入WTO對山西冶金工業(yè)發(fā)展的影響。在WTO框架內(nèi)的國際冶金產(chǎn)品市場會對我國冶金產(chǎn)品市場產(chǎn)生巨大影響,并對冶金企業(yè)轉(zhuǎn)變經(jīng)營意識,建立新的管理模式,以及企業(yè)股份制改制、企業(yè)間資本流通與合資合作等具有一定的促進(jìn)作用。同時,隨著社會經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科技水平的提高,金屬材料在各行各業(yè)將得到更有效的利用,總的趨勢是普通產(chǎn)品的市場將逐步縮小,而對高性能金屬材料的需求將增加[2]。
2.資源與能源的潛在影響因素。首先,由于特定礦產(chǎn)資源結(jié)構(gòu)和不合理的開發(fā)利用方式,山西冶金工業(yè)在未來的發(fā)展中仍將可能遇到相當(dāng)?shù)馁Y源約束問題,具體表現(xiàn)在:各種金屬礦產(chǎn)資源貧礦多、富礦少。如鐵礦中富礦資源儲量僅占6.44%,富銅礦占13.86%,鋁土礦為一水硬鋁石類型,高鋁硅比的只占12.89%,石膏、硫鐵礦沒有I級品礦石等[3]。共伴生礦多、綜合利用程度低。如以鋁土礦為主的本溪組含礦巖系中,伴生有鈮、鈧、鎵等稀有、稀土金屬,并與耐火粘土、鐵礬土、山西式鐵礦共生,但這些礦產(chǎn)資源的綜合開發(fā)利用程度低,資源浪費(fèi)嚴(yán)重。另外,國際市場上金屬礦產(chǎn)資源的價格波動也會影響我國冶金業(yè)發(fā)展。如國際鐵礦石原料價格的上漲,山西冶金行業(yè)開始受到波及,行業(yè)效益下降。2006年第一季度,山西鋼產(chǎn)量完成332.5萬噸,同比增長18.6%,增速比去年同期回落20.7個百分點(diǎn),比去年底回落0.3個百分點(diǎn)。1~2月份,山西冶金行業(yè)實(shí)現(xiàn)銷售收入179.9億元,同比增長34.9%,實(shí)現(xiàn)利潤9.7億元,同比下降1.7%,經(jīng)濟(jì)效益也出現(xiàn)回落態(tài)勢[4]。其次,能源供應(yīng)方面,隨著國際市場原油價格的持續(xù)攀升和世界經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,國際能源供應(yīng)日益緊張。這種能源供應(yīng)的緊張局面推動了我國煤炭價格和火電生產(chǎn)成本的不斷上升。冶金工業(yè)是典型的資源依賴型產(chǎn)業(yè),煤炭和電力價格的上漲必然會增加冶金企業(yè)的生產(chǎn)成本,影響行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。值得指出的是,山西水資源現(xiàn)狀也是影響冶金工業(yè)發(fā)展的重要因素。這是因?yàn)樯轿魇侨珖Y源較為貧乏的地區(qū)之一,而冶金工業(yè)既是水資源消耗的大戶,又是水資源污染的大戶,這就決定了水資源問題將會極大地影響山西冶金工業(yè)發(fā)展。
3.冶金工藝技術(shù)的影響。冶金工業(yè)對山西經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展影響主要表現(xiàn)在兩個方面:首先,冶金工業(yè)發(fā)展對山西工業(yè)化發(fā)展和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著極其重要的積極影響;其次,由于冶金工業(yè)發(fā)展對自然環(huán)境有巨大的不良影響,如廢氣、廢水、廢渣的排放以及采礦造成的地質(zhì)地貌破壞等。這說明冶金工業(yè)發(fā)展對山西社會、經(jīng)濟(jì)、自然的影響具有積極與消極的雙重特征。然而山西又必須繼續(xù)發(fā)展冶金工業(yè),唯一的辦法就是采用新技術(shù)減少冶金工業(yè)發(fā)展的消極影響。在這一過程中,山西冶金工業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的影響因素主要表現(xiàn)在兩個方面:一是重大環(huán)保技術(shù),即采取措施對冶金生產(chǎn)活動的全過程及其對生態(tài)環(huán)境的影響進(jìn)行綜合控制,協(xié)調(diào)生產(chǎn)和環(huán)境關(guān)系,達(dá)到既發(fā)展生產(chǎn)又創(chuàng)造良好環(huán)境的目的;二是新興節(jié)能降耗技術(shù),主要體現(xiàn)在高爐噴煤技術(shù)、連鑄連軋技術(shù)、電爐廢鋼預(yù)熱技術(shù)等節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用。
二、山西冶金工業(yè)發(fā)展策略
根據(jù)以上分析,在當(dāng)前山西產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整時期冶金工業(yè)的努力目標(biāo)和采用的應(yīng)對策略應(yīng)注意下述幾個方面的內(nèi)容:
1.加快冶金工業(yè)體制結(jié)構(gòu)與組織結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新調(diào)整。冶金行業(yè)是競爭性行業(yè),已經(jīng)進(jìn)入結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)業(yè)升級的時代。傳統(tǒng)的多數(shù)冶金企業(yè)國有獨(dú)資或國有控股局面將逐步退出,這是資產(chǎn)重組和體制結(jié)構(gòu)調(diào)整的必然趨勢。為了增大產(chǎn)業(yè)集中度,一些新的冶金集團(tuán)公司將陸續(xù)聯(lián)合、兼并,形成戰(zhàn)略聯(lián)盟方式進(jìn)行組織結(jié)構(gòu)調(diào)整[5]。在改革策略方面,要積極地、分步地形成集團(tuán)化企業(yè),確立區(qū)域市場優(yōu)勢,避免盲目、重復(fù)建設(shè),進(jìn)一步優(yōu)化成本結(jié)構(gòu)、提高經(jīng)濟(jì)效益。就單個冶金企業(yè)而言,要有合理的經(jīng)濟(jì)規(guī)模,小于這一生產(chǎn)規(guī)模將難于采用現(xiàn)代化的工藝、裝備,難于生產(chǎn)出質(zhì)量好、成本低的產(chǎn)品而無法盈利。然而,冶金企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模也不是越大越好,年產(chǎn)800×104t以上的、超大規(guī)模的冶金企業(yè)將引起生產(chǎn)流程的不合理和投資額過大、資金回報率低等不良的經(jīng)濟(jì)后果[6]。在山西,應(yīng)設(shè)想逐步形成2～4黑色金屬材料生產(chǎn)集團(tuán),其中有些是兼并型資產(chǎn)合并的集團(tuán),有的也可以是市場、原料、投資等要素協(xié)調(diào)的策略性聯(lián)合集團(tuán)。長型材則主要是形成區(qū)域化的企業(yè)集團(tuán)。特殊鋼企業(yè)有條件的也可以形成企業(yè)集團(tuán),有的也可以進(jìn)入板材集團(tuán),或是地區(qū)性長型材集團(tuán)。企業(yè)集團(tuán)化將進(jìn)一步促進(jìn)鋼鐵工業(yè)、鋼鐵企業(yè)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化,進(jìn)一步增強(qiáng)鋼鐵材料的市場競爭力。在太鋼、海鑫、長鋼等集團(tuán)改造后,臨鋼、安泰、中陽等冶金企業(yè)也應(yīng)加快組織結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐,鋼鐵企業(yè)總數(shù)還要減少。特別是山西現(xiàn)有5100多家小鐵廠、小鋼廠,通過采取聯(lián)合、兼并等方式,優(yōu)化山西鋼鐵企業(yè)的組織形式,可以迅速提高山西鋼鐵工業(yè)的工藝技術(shù)水平、產(chǎn)品技術(shù)含量以及市場競爭能力。對于山西鋁業(yè)、銅業(yè)等其他冶金企業(yè)而言,可以采取類似措施,通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)組織調(diào)整,加快落后裝備和產(chǎn)品的淘汰速度,提高勞動生產(chǎn)率、市場占有率、品種結(jié)構(gòu)工藝水平和技術(shù)裝備結(jié)構(gòu)水平,這是山西冶金工業(yè)提高競爭力的關(guān)鍵對策和目標(biāo)之一。
2.實(shí)施新的冶金工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。按照科學(xué)發(fā)展觀的導(dǎo)向性發(fā)展要求,冶金工業(yè)的主要污染物排放總量應(yīng)該逐年減少。換言之,就是在增產(chǎn)的同時,還要減少對環(huán)境的污染。就鋼鐵企業(yè)而言,要求大中型企業(yè)噸鋼綜合能耗(標(biāo)煤)由目前的920kg降到800kg以下;噸鋼消耗新水降到16m3以下,達(dá)到上述要求的同時還要使生產(chǎn)成本進(jìn)一步下降。清潔生產(chǎn)包含能源清潔、產(chǎn)品清潔、工廠流程清潔和廠容清潔,這是近期工作的目標(biāo)。從長遠(yuǎn)來講,冶金企業(yè)要做到“零排放”,不給社會造成負(fù)面影響。這需要實(shí)施有效的冶金工業(yè)發(fā)展技術(shù)創(chuàng)新,依靠先進(jìn)的冶金技術(shù)裝備和生產(chǎn)工藝,實(shí)現(xiàn)清潔化生產(chǎn)。山西冶金工業(yè)發(fā)展能耗高、污染大、效率低,環(huán)境保護(hù)歷史欠賬巨大,實(shí)施技術(shù)創(chuàng)新和清潔化生產(chǎn)更具現(xiàn)實(shí)意義。從技術(shù)路徑方面來看,要全面推進(jìn)節(jié)能———清潔生產(chǎn)技術(shù),確立完善的清潔生產(chǎn)工藝流程。這是通過一系列技術(shù)措施,同時控制金屬制造過程和排放過程,促進(jìn)降低成本,生產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定的潔凈產(chǎn)品;采取源頭控制、源頭削減策略,實(shí)現(xiàn)排放物的再能源化、再資源化,將污染物和有毒物的無害化處理量控制到最小量[7]。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步實(shí)施環(huán)境友好樣板工廠,逐步實(shí)施環(huán)境友好、社區(qū)友好的目標(biāo)?？傊?要將節(jié)能———清潔生產(chǎn)流程作為鋼鐵業(yè)未來5～10年技術(shù)進(jìn)步的戰(zhàn)略來推進(jìn)。這是對冶金工業(yè)而言,完善的清潔生產(chǎn)流程具有綜合影響力,會對產(chǎn)品成本、質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率、環(huán)境等產(chǎn)生協(xié)同優(yōu)化的效果。冶金工業(yè)發(fā)展的技術(shù)不僅能夠降低能耗、污染,還能提高產(chǎn)業(yè)發(fā)展績效和相關(guān)企業(yè)的市場競爭能力。山西冶金工業(yè)發(fā)展中高能耗、高浪費(fèi)、高污染,低產(chǎn)能、低效率、低績效等問題的解決都得依靠有效的冶金工藝與技術(shù)創(chuàng)新來實(shí)現(xiàn)。目前,要從山西實(shí)際情況出發(fā),修訂落實(shí)國家產(chǎn)業(yè)政策和繼續(xù)實(shí)施宏觀調(diào)控措施的實(shí)施細(xì)則,構(gòu)建有效、規(guī)范的市場準(zhǔn)入和退出機(jī)制,以加強(qiáng)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步和優(yōu)化企業(yè)內(nèi)部工藝技術(shù)結(jié)構(gòu),提升企業(yè)技術(shù)裝備水平。同時,取締100立方米以下的高爐及18平方米以下燒結(jié)機(jī)等落后工藝設(shè)備,堅決淘汰平爐、側(cè)吹轉(zhuǎn)爐、10噸以下電爐和化鐵煉鋼等裝備,全面推進(jìn)冶金產(chǎn)業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù),完善清潔生產(chǎn)工藝流程,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),實(shí)現(xiàn)冶金生產(chǎn)排放物的再能源化、再資源化。
3.加快冶金工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐。當(dāng)前,我國生產(chǎn)的鋼材還有巨大的性能潛力。從90%以上已生產(chǎn)的鋼鐵結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度來看,目前生產(chǎn)的最高強(qiáng)度只有理論強(qiáng)度的1/6～1/7[8]。在90年代“超級鋼”研究推動下,新一代鋼鐵材料(高潔凈、高均勻性、超細(xì)晶)將會陸續(xù)問世,誰掌握了這些生產(chǎn)技術(shù),誰的產(chǎn)品就有更多的市場占有率,要推動新一代材料的開發(fā)、生產(chǎn)和運(yùn)用,必須發(fā)揮“政府、科研、生產(chǎn)、使用”的廣泛結(jié)合。中國鋼鐵強(qiáng)國的出現(xiàn),其標(biāo)志之一是新一代鋼鐵材料的普及率。美國、西歐部分企業(yè)要求10年更換1/2的品種。對于山西冶金工業(yè)而言,有相當(dāng)多的冶金產(chǎn)品的生產(chǎn)是“幾十年一貫制”。因此,為了提高山西冶金產(chǎn)品的競爭力,必須重視冶金產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整。山西冶金產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的路徑可以采取如下方式:在黑色冶金工業(yè)發(fā)展方面,重點(diǎn)增加不銹鋼、硅鋼等特種鋼材的產(chǎn)能以及其它短缺鋼材品種。在發(fā)展特種鋼材時可以參考我國近期待開發(fā)與生產(chǎn)的鋼材品種目錄實(shí)施。山西鋼鐵工業(yè)應(yīng)結(jié)合自身的發(fā)展優(yōu)勢和市場需要,調(diào)整鋼材產(chǎn)品結(jié)構(gòu),增強(qiáng)產(chǎn)品的市場競爭力。對于山西的鋁業(yè)、銅業(yè)等冶金工業(yè),同樣應(yīng)合理地調(diào)整企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu),增加高科技含量、高附加值和高市場需求的金屬產(chǎn)品生產(chǎn),走出一條適合自身發(fā)展需要的產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑。在有色冶金工業(yè)發(fā)展方面:實(shí)施氧化鋁及電解鋁深加工工程,加快鋁土礦資源的開發(fā)和電解鋁企業(yè)配套電廠建設(shè),加大力度發(fā)展鋁深加工產(chǎn)品;實(shí)施鎂合金及深加工工程,培植一批龍頭企業(yè),加快鎂合金及高端延伸加工產(chǎn)品的發(fā)展;重點(diǎn)發(fā)展為航天航空、汽車、IT等產(chǎn)業(yè)配套的鎂合金深加工高端產(chǎn)品,如鴻富晉、銀光鎂業(yè)、廣靈精華化工等企業(yè)的“3C”產(chǎn)品和汽車配套鎂合金壓鑄件項(xiàng)目等[9],通過一系列措施的實(shí)施,增強(qiáng)山西有色冶金工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的能力。
1超聲波的作用機(jī)理
超聲波具有以下四個基本特性[1]:第一,束射特性。超聲波波長短,可以集中成一束射線;第二,吸收特性。超聲波在空氣、液體和固體中均會被吸收。空氣中的吸收最強(qiáng)烈,固體中的吸收最微弱;第三,高功率。由于頻率高,超聲波的功率比聲波大得多,它不僅能使所作用的介質(zhì)產(chǎn)生急速運(yùn)動,甚至?xí)茐钠浞肿咏Y(jié)構(gòu);第四,聲壓作用。聲波振動使物質(zhì)分子產(chǎn)生壓縮和稀疏作用,這種由于聲波振動引起的附加壓力現(xiàn)象叫聲壓作用。超聲波在提取冶金過程中應(yīng)用的主要是功率超聲。功率超聲可以強(qiáng)化冶金過程的原因是:溶液中存在有溶解的一些氣體,在超聲波的作用下形成所謂的空化現(xiàn)象,當(dāng)這些微小的氣泡破裂時,產(chǎn)生瞬間的高溫(>5000K)高壓(>5×107Pa),形成所謂的“熱點(diǎn)”,對化學(xué)反應(yīng)起到非常明顯的加速作用,同時高能超聲形成的大量空化氣泡在超過一定值的聲壓下發(fā)生崩潰并產(chǎn)生激波,將已結(jié)晶長大的晶粒打碎,使晶粒得到細(xì)化。另一方面超聲波使液體出現(xiàn)湍流的力學(xué)特性,降低擴(kuò)散阻力,同時對破壞邊界層,加速傳質(zhì)、傳熱,促進(jìn)微細(xì)顆粒的彌散起到了關(guān)鍵作用[2]。超聲振動的高能量及其它的特殊效應(yīng),還可極大地提高振動對凝固的作用效果[3]。超聲波在液體中傳播時,液體分子受到周期性交變聲場的作用,產(chǎn)生聲空化、聲流效應(yīng)及力學(xué)機(jī)制,引起熔體中流動場、壓力場和溫度場的變化,從而產(chǎn)生一些特殊的效果。在高溫操作中,高功率超聲波可用于熔體金屬的迅速脫氣[4]。實(shí)際上超聲波對于任何中等粘度的液體的脫氣幾乎都適用[3]。在含水系統(tǒng)中脫氣效果特別迅速,它能除去溶解的任何氣體,使水溶液中的氣體降到很低的水平。超聲波脫氣對于要求迅速和受控制的除去系統(tǒng)中氣體的場合,會得到很好的效果。根據(jù)上述機(jī)理,超聲波可改善熔融液在冷卻凝固時的流動性,能夠提供有效的結(jié)晶體,從而也可改善金屬熔體的質(zhì)量。
2超聲波在冶金中的主要應(yīng)用
2.1強(qiáng)化浸出過程
李俊[5]論述了濕法冶金過程中常見的三種浸出情況,并對超聲波用于硫酸浸出氧化銅的過程進(jìn)行了探討。在浸出過程中施加超聲影響的實(shí)踐中,引用奧羅夫(Orlov)做了帶超聲波和不帶超聲波機(jī)械攪拌硫酸浸出氧化銅的對比研究,結(jié)果表明,達(dá)到相同的浸出率時,不用超聲的浸出時間約為用超聲的浸出時間的12倍。K.SarveswaraRao等[6]作了相關(guān)的試驗(yàn)研究,結(jié)果表明,超聲波對從氧化銅礦石中的氨浸有著正的效應(yīng)。在溫度298K、粒度-300～+150μm,氨濃度2.0mol/L,含固量10g/L的條件下,超聲波可使銅浸出率從70%提高到90%。與機(jī)械攪拌浸出相比,使用超聲波可使浸出時間縮短近5/6,同時也使試劑消耗減少。對于相同的顆粒礦石,超聲波不僅強(qiáng)化了浸出速率,也提高了銅的浸出率。結(jié)果還表明,在其它條件相同時,間歇式超聲波(脈沖超聲波)的效果優(yōu)于連續(xù)式超聲波。范興祥[7,8]等人研究超聲波強(qiáng)化草酸浸出氧化鋅精礦過程。在試驗(yàn)條件下,用超聲波輻射浸出氧化鋅精礦同機(jī)械攪拌相比,浸出率有很大的提高。機(jī)械攪拌20min,氧化鋅精礦浸出率僅58.12%,超聲波輻射20min,浸出率則達(dá)90.24%,提高了32.12%;鋅浸出率隨輻射時間延長而提高;超聲波輻射強(qiáng)度提高,輻射時間一定時,浸出率提高,浸出率相同時,浸出時間縮短。劉彬等人[9]引入超聲處理技術(shù)強(qiáng)化鐵鹽浸出黃銅礦這一新穎研究方法。在相同浸出條件下,用超聲波處理后,銅的浸出率提高,平均提高幅度在5%～10%,不但有效地縮短浸出反應(yīng)時間,而且顯著的提高銅的浸出率。趙文煥[10]等利用超聲波進(jìn)行銀精礦中金銀的氰化浸出小型試驗(yàn)和擴(kuò)大試驗(yàn),結(jié)果表明超聲波浸出法具有金銀浸出率高、浸出時間短、氰化鈉單耗低等優(yōu)點(diǎn),在最佳試驗(yàn)條件下,金銀浸出率分別為97%～99%和95%～96%,浸出時間只是常規(guī)氰化浸出時間的1/2,氰化鈉單耗降低10kg/t。王少芬[11]等人將超聲波在硫化礦發(fā)電浸出過程中的應(yīng)用進(jìn)行了一定程度的研究。為了強(qiáng)化發(fā)電浸出過程,有效地提高輸出電流、電壓及金屬離子的浸出率,將超聲波引入到硫化礦與二氧化錳的同時發(fā)電浸出過程。在實(shí)驗(yàn)條件下,每次啟動超聲裝置20min,直至浸出約10h。在超聲場作用下,輸出電流和電壓都有明顯上升,采用超聲強(qiáng)化比未強(qiáng)化處理的浸出液,由于硫化礦浸出電極在超聲條件下的極化程度減弱,獲得了更大的輸出電流和輸出電壓,從而獲得了更高的浸出率。K.M.Swamy等[12]研究了在有超聲和無超聲的情況下,用尼日爾黑曲酶屬菌種浸出印度奧里薩幫紅土礦。在最佳工藝參數(shù),如孢子濃度,葡萄糖用量,礦漿濃度,超聲波降解時間條件下,無超聲波時,浸出20d,鎳的浸出率為92%;用43kHz,1.5W/cm2超聲處理30min后,在孢子濃度為106個/mL和葡萄糖濃度為2%條件下浸出14d,鎳的浸出率高達(dá)95%。并且在超聲波作用下,鎳的浸出效果比鐵的浸出效果好。
2.2提高單元操作速率
嚴(yán)偉[13]等人主要介紹了超聲波在協(xié)助萃取領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展和應(yīng)用情況。在相同傳質(zhì)領(lǐng)域里,用超聲波強(qiáng)化最多的是液固萃取。高頻和低頻都能強(qiáng)化萃取,但低頻時達(dá)到同樣的強(qiáng)化程度小于高頻。超聲波產(chǎn)生的脈動和控制的空化作用可以大大增加湍流強(qiáng)度及相接觸面積,從而強(qiáng)化傳質(zhì)。BatricPesic[14]等在用Kelex100溶劑萃取鎵并用超聲波處理人工合成溶液和工廠的實(shí)際溶液時發(fā)現(xiàn),超聲波的作用使鎵的萃取速率提高了15倍,所采用的超聲波頻率為20kHz,聲強(qiáng)為19W/cm2。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在超聲波作用下,溫度對鎵的萃取速率沒有影響,而通常的萃取過程中,溫度升高對提高萃取速率是有利的。趙洪力[15]采用自行設(shè)計的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了用超聲波技術(shù)處理含“薄膜鐵”天然硅砂的試驗(yàn),結(jié)果證明,在處理10min時,除鐵率一般可達(dá)46%～70%,與同樣條件下機(jī)械擦洗相比高出15%～45%;處理時間只需1～5min即可達(dá)到機(jī)械擦洗10～15min所達(dá)到的效果,處理時間可縮短2/3以上。Romanteen[16]等研究了在600～800℃范圍內(nèi)CO還原PbO的動力學(xué)。當(dāng)聲壓升至15.8Pa,600℃時,PbO的還原速率增加了15%～25%,升至800℃時還原速率增加了2倍;同時還發(fā)現(xiàn)聲波頻率<6.6kHz時對PbO的還原速率沒有影響。
2.3在復(fù)合材料制備中的應(yīng)用
馮海闊[2]等人討論了超聲波在顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料制備過程中的應(yīng)用。超聲波在此過程中的主要作用,是改善顆粒與合金液潤濕性及顆粒分散的均勻性。通過總結(jié)超聲分離技術(shù)的機(jī)理及研究現(xiàn)狀,提出一種很有發(fā)展?jié)摿Φ牟捎贸暦蛛x技術(shù)制備顆粒增強(qiáng)金屬基表面復(fù)合材料的新方法。王俊等[17]采用高能超聲復(fù)合法制備了致密度高、增強(qiáng)顆粒均勻分散的SiC顆粒/ZA22復(fù)合材料,其內(nèi)部沒有氣孔或顆粒偏聚等缺陷。認(rèn)為在試驗(yàn)所用高能超聲處理?xiàng)l件下,熔液中產(chǎn)生的瞬時局部高溫、高壓的聲空化效應(yīng)與具有高的速度和加速度的聲流效應(yīng)的協(xié)同作用,是改善增強(qiáng)顆粒與基體合金潤濕性、并使顆粒在合金中均勻彌散分布的主要原因。潘進(jìn)等[18]用功率超聲波施加于金屬熔體中,可以在極短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)纖維與金屬的復(fù)合,制備出了高性能復(fù)合材料。液態(tài)金屬在超聲作用下能滲入顆粒預(yù)制件中或與顆粒均勻混合。超聲浸鍍可以實(shí)現(xiàn)鋼絲鍍鋅、鍍鋁。方孝春[19]結(jié)合超聲波理論和作用及高速電鍍理論,對鐵基粉末冶金件鍍鎳的傳統(tǒng)工藝與新工藝進(jìn)行了試驗(yàn)對比。經(jīng)過超聲波清洗的鍍件基體與鎳層結(jié)合力明顯提高;封孔處理可降低鍍層孔隙,耐蝕性能提高;鍍層封閉劑R處理后可有效填充和封閉鍍層孔隙,阻擋腐蝕電池的產(chǎn)生,從而提高單層鍍鎳層的防護(hù)性能和品質(zhì)。
2.4細(xì)化晶粒
孟麗華[20]研究了超聲波處理時間對工業(yè)純鋁鑄錠結(jié)晶組織的影響,分析了超聲波對工業(yè)純鋁結(jié)晶組織影響的原因。研究結(jié)果表明,采用超聲波方法處理熔體后,鑄錠的細(xì)化率大幅度提高,可使整個鑄錠斷面均為微細(xì)化的等軸晶組織,過剩的超聲波振動將導(dǎo)致鑄錠細(xì)化率的下降。該實(shí)驗(yàn)從某種意義上證明了超聲波振動的細(xì)化效果是來自于動態(tài)形核機(jī)制。胡松青[21]在熔融金屬的冷卻過程中導(dǎo)入超聲波獲得了較小的晶粒,并且在超聲波的作用下,形成的晶核進(jìn)入振動狀態(tài),從而加速生長過程。對碳鋼的超聲處理表明,它可使晶粒尺度從200μm減少到25～30μm,碳鋼的延展性增加30%～40%,機(jī)械強(qiáng)度提高20%～30%。對金屬鋅冷卻結(jié)晶的研究表明,超聲處理可使其臨界切變應(yīng)力強(qiáng)度提高80%,而且,在頻率為25kHz、強(qiáng)度為50W/cm2的超聲波作用下,金屬鋅的晶形由圓柱形改變成均勻的六角形。Gomes等[22]認(rèn)為,在NaOH溶液中,用超聲波處理鋁土礦可以提高微擾作用和提高礦石顆粒的溶解速率,然后再用超聲波處理溶液,可使溶液中的固體顆粒沉降分離速度加快;用超聲波處理加晶種的鋁酸鈉溶液可以提高分解速率和使晶體生長更均勻。趙忠興[23]在鑄造合金中導(dǎo)入超聲波,并通過硬脂酸和丁二腈在凝固時施加超聲波。結(jié)果認(rèn)為:其周期性的空化和攪拌作用,使合金液的溫度和成分均勻化,細(xì)化了鑄造組織,減輕了鑄造合金的宏觀偏析傾向,提高了鑄造組織的均勻性。他們還研究了超聲波對鋁合金結(jié)晶過程的影響[24],結(jié)果表明:對鋁合金液施加超聲波,以底部導(dǎo)入超聲波為好,可避免氧化夾雜的生成;超聲波施加于鋁合金液,可使其顯微組織明顯細(xì)化;超聲波在金屬液內(nèi)傳導(dǎo)過程中,其聲強(qiáng)度隨傳導(dǎo)距離的增加而衰減。
2.5超聲脫氣、去夾雜技術(shù)
用高聲強(qiáng)的超聲波處理液體可以明顯減少液體中溶解的氣體量[2]。該作用已經(jīng)被用于熔融金屬液的脫氣過程,成為超聲脫氣技術(shù)。魯曼里、艾斯瑪赫和玻依奇[25]用超聲波處理了含5%～7%鎂的鋁鎂合金,結(jié)果表明,超聲波對熔融金屬中排出氣體的作用很大。超聲彈性振動在幾分鐘內(nèi)可以使合金完全去氣。白曉清[26]等研究了超聲波對流動液體中夾雜物去除效果的實(shí)驗(yàn),無超聲波作用下,夾雜物會自然上浮至液體表面并且僅有少量的夾雜物粘附于容器的壁面和底部;在超聲波作用下,夾雜物因凝聚在短時間內(nèi)容易上浮至液體表面或粘附于容器的壁面和底部。在1.5s和30s時,可以明顯觀察到有超聲波作用的液體更為清澈。SarukhanovR.G[27]等研究了在頻率44kHz、振幅1μm的超聲波作用下錫的結(jié)晶凈化過程,結(jié)果表明,超聲波改善了雜質(zhì)元素的分離效果,使Cu、Au、Cr、Ni在錫中的分配系數(shù)降低了25%～45%,從而達(dá)到使錫精煉的目的。
2.6超聲無損檢測(NDT)技術(shù)
陳等[28]針對粉末冶金(PM)零件在制備過程中不可避免存在的缺陷(氣孔或裂紋),采用NDT技術(shù)對其進(jìn)行了初步研究。結(jié)果表明,超聲無損檢測散射波的波形可在一定程度上反映粉末冶金制品中孔隙的數(shù)量和狀態(tài)。散射波不明顯時,說明材料的孔隙很小,可能小于超聲波的波長;散射信號雜亂且增強(qiáng)時,說明材料孔隙較多。但散射波與孔隙之間的量的對應(yīng)關(guān)系,因所受影響因素眾多,只能大概反映孔隙的狀況。超聲無損檢測中聲速和材料中的孔隙率有一定的線性關(guān)系,聲速的減小代表了材料孔隙的增多,同時在一定程度上也反映了材料的性能。因此,可以用超聲無損檢測技術(shù)來評價PM材料的某些性能。從而達(dá)到對該類零件實(shí)現(xiàn)非破壞性的快速、全面檢測的目的。李軍[29]對不銹鋼復(fù)合鋼板超聲波檢測方法進(jìn)行了闡述。在檢測不銹鋼復(fù)合鋼板時,通常選用單晶直探頭局部水浸法從復(fù)板一側(cè)按照掃查靈敏度進(jìn)行檢測,一旦發(fā)現(xiàn)缺陷波的信號,先將其圈住,再用單晶直探頭的直接接觸法準(zhǔn)確劃出缺陷的邊界(確定邊界用缺陷波全波消失法),并按照生產(chǎn)合同技術(shù)要求的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),對缺陷是否可以修復(fù)做出準(zhǔn)確評判。
3結(jié)論
(1)超聲波對許多冶金過程確實(shí)能起到有效的強(qiáng)化作用。從實(shí)際應(yīng)用的角度來看,現(xiàn)在的超聲波設(shè)備普遍存在功率小的問題,不能完全滿足工業(yè)化生產(chǎn)的要求,盡快研究出大功率超聲波設(shè)備是解決應(yīng)用問題的當(dāng)務(wù)之急。隨著科技的進(jìn)步,可以相信在不久的將來,功率超聲在強(qiáng)化冶金過程、復(fù)合材料的制備、細(xì)化晶粒,脫氣去雜質(zhì),檢測等方面的應(yīng)用將越來越廣闊,發(fā)揮越來越重要的作用。
(2)超聲波會導(dǎo)致固體和液體出現(xiàn)“空化現(xiàn)象”。雖然對生物體來說,產(chǎn)生瞬態(tài)空化作用時,靠近爆炸氣泡附近的細(xì)胞會受到損傷,但一般說來,在人體內(nèi)大多數(shù)器官和生物流體中,損傷少量細(xì)胞不會對人體產(chǎn)生危害。
(3)超聲波在我國冶金工業(yè)中的應(yīng)用發(fā)展迅速,一方面得益于技術(shù)本身的不斷完善,另一方面有超聲波設(shè)備生產(chǎn)廠家的支撐,比如深圳市科工達(dá)超聲設(shè)備有限公司、深圳市時代超聲設(shè)備有限公司、寧波海曙金達(dá)超聲設(shè)備有限公司、北京超聲波明和公司等大型制造廠商,都以生產(chǎn)冶金行業(yè)超聲波設(shè)備為主。
1前言
日本冶金工業(yè)軌道衡技術(shù)的發(fā)展應(yīng)追溯到日本戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)振興的年代。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,使日本冶金工業(yè)迅速崛起,成為世界上技術(shù)最強(qiáng)的冶金大國之一。改革開放以來,我國冶金行業(yè)的特大型鋼鐵生產(chǎn)企業(yè),如寶鋼、首鋼、武鋼、太鋼、鞍鋼、昆鋼、濟(jì)鋼等,都先后隨著大項(xiàng)目的引進(jìn),進(jìn)口了代表日本先進(jìn)技術(shù)的Yamato電子稱重技術(shù),其中不乏各種軌道衡技術(shù)。下面分別介紹Yamato的幾種軌道衡技術(shù),看日本冶金工業(yè)軌道衡技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。
2軌道衡在鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)流程中的應(yīng)用
大型冶金鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)全過程中采礦、選礦、燒結(jié)、煉鐵(鐵水罐車或魚雷罐車的鐵水液面計量)、焦化煤塔用寬軌裝煤車計量、煉鋼(寬軌鐵水包車或鋼水包車計量)、軋鋼型材、板材、線材(寬軌車計量)。外進(jìn)原料如原料煤、礦石、鐵精礦、石灰石、耐火材料、合金料、廢鋼計量、高爐灰,礦碴等副產(chǎn)品出廠的標(biāo)準(zhǔn)軌道衡的計量。
3整體式秤臺結(jié)構(gòu)軌道衡
早期日本冶金行業(yè)甚至最近還在使用的稱重軌道衡,除了采用標(biāo)準(zhǔn)軌距、標(biāo)準(zhǔn)車輛外,還有大量的非標(biāo)車型的深基坑超大型整體式秤臺結(jié)構(gòu)軌道衡。根據(jù)車輛參數(shù)軌距、軸距、軸數(shù)、心盤距、轉(zhuǎn)向架數(shù),全軸距、鉤舌距的不同,從而采用不同類型的軌道衡。其中軌距從1435-6700mm,軸距從900-2000mm,軸數(shù)從2-16軸,心盤距6680-14230mm,轉(zhuǎn)向架數(shù)2-3個,鉤舌距從1210-25800mm,載荷規(guī)格從10-800t。其中較為典型的Yamato整體式秤臺結(jié)構(gòu),大多為厚鋼板箱型焊接大梁,橫向采用X型聯(lián)系梁形成整體結(jié)構(gòu)。限位采用拉桿或碰撞式相結(jié)合,構(gòu)成復(fù)合式縱、橫向限位裝置。秤臺特點(diǎn)為安裝簡便、秤臺剛度大、適用于稱重頻率大的場合。整體式秤臺基礎(chǔ)一般為深基坑或淺基坑基礎(chǔ)。稱重傳感器采用日本Yamato經(jīng)典的CC2/CC5系列搖柱式電阻應(yīng)變式稱重傳感器,該傳感器采用了抽真空充氮全密封焊接結(jié)構(gòu)以及超高度不倒翁結(jié)構(gòu),使秤臺受沖擊后回復(fù)性優(yōu)于其它任何結(jié)構(gòu)。傳感器規(guī)格從10-500t。準(zhǔn)確等級符合OIMLR60C級1000-3000分度。該傳感器是當(dāng)今日本和我國冶金行業(yè)在用的傳感器使用壽命最長的優(yōu)選產(chǎn)品之一。稱重儀表采用日本Yamato在九十年代中期開發(fā)的一款多功能超小型的EDI-800型通用工業(yè)儀表。該儀表最大的特點(diǎn)是顯示碼可達(dá)300000,采樣速度為100次/秒,自我診斷,人機(jī)對話,屏幕菜單,各種I/O定值控制,各種通訊接口以及三菱CC-link現(xiàn)場總線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。
4軌枕式電子軌道衡
日本Yamato在八、九十年代,開發(fā)了一種適用于因現(xiàn)場條件所限,秤臺必須橫向分離的軌枕式電子軌道衡。規(guī)格從100~800t,秤量方式為靜態(tài)。該秤臺最大特點(diǎn)是兩根獨(dú)立的稱重大梁,就像兩根長軌枕。承重梁厚度僅為100mm左右,整個秤臺高350mm,承重梁與底座采用特殊密封技術(shù),縱、橫向限位采用了彈簧膜片式,兩個秤臺之間僅有數(shù)根力矩桿連接。每個秤臺橫向分別有一個或兩個CC2/CC5傳感器支承。一臺魚雷罐車可配置4-8個秤臺。該裝置特別適用于超長秤臺無法運(yùn)輸,現(xiàn)場有障礙物使秤臺必須橫向分離的場合。安裝調(diào)試也特別方便。該種類型的電子軌道衡已在日本新日制鐵、韓國的項(xiàng)浦鋼鐵、上海寶鋼4000m3煉鋼高爐魚雷罐車計量得到了廣泛的應(yīng)用。一般冶金行業(yè)的大型煉鐵高爐有2個出鐵口,相應(yīng)有4個魚雷罐車位?，F(xiàn)場設(shè)置稱重顯示裝置,并將信號送高爐中控室。主要輸出信號為總重(4-20mA/0-F.S)、皮重(4-20mA/0-F.S)、魚雷罐車號(BCD2位);主要輸入信號為凈重(4-20mA/0-F.S)、90%重量值(4-20mA/0-F.S)、100%重量值(4-20mA/0-F.S)、魚雷罐車號(BCD2位)。
5模塊式電子軌道衡
日本Yamato在九十年代又開發(fā)了一種適用于寬軌鐵路車輛稱重的模塊式電子軌道衡。規(guī)格為100~240t,秤量方式靜態(tài)。適用于現(xiàn)場條件所限,不允許長時間施工的線路。整體高度低,大大節(jié)約土建成本。特別方便拆卸、維修、調(diào)試。每一個模塊為一個單獨(dú)的稱量箱,每一個模塊相當(dāng)于一個稱重單元,從而取消了大型機(jī)械構(gòu)件的秤臺。在不影響線路正常運(yùn)輸情況下,可利用間隙時間完成安裝調(diào)試。其秤臺最大的特點(diǎn)是類似于我國的板式結(jié)構(gòu)。在每根鋼軌下密排著稱重模塊(稱量箱)?，F(xiàn)場安裝與維修可很方便地裝、拆稱重模塊。
6車輪測定用電子軌道衡
日本Yamato近年來,為了適應(yīng)鐵路車輛超偏載檢測的需要,開發(fā)了一種適用于鐵路車輛、機(jī)車車輛的輪重、軸重進(jìn)行偏載測定的車輪測定用電子軌道衡。其特點(diǎn)小巧輕便,無須秤臺,可低速動態(tài)稱重。此裝置已在日本的鐵路車站、編組站、機(jī)車車輛廠、修理廠得到了廣泛的應(yīng)用。測定范圍0.1～10t/輪,分度值10kg,靜態(tài)準(zhǔn)確度:±1%,動態(tài)準(zhǔn)確度:±3%,動態(tài)車速小于10km/h。該裝置另一個特點(diǎn)是可附帶現(xiàn)場測力標(biāo)定裝置。
7不斷軌電子軌道衡
日本在不斷軌軌道衡的研究技術(shù)上雖未見大量公開的報導(dǎo),實(shí)際上也與西方各國一樣進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究。最近日本Yamato最新推出的不斷軌、具有數(shù)字化標(biāo)定功能的電子軌道衡,足以證明了這一點(diǎn)。該裝置為無秤臺、不斷軌結(jié)構(gòu),整個機(jī)械結(jié)構(gòu)僅有2套剪切式數(shù)字傳感器,每套傳感器分別由2個左、右側(cè)固定傳感器組成,每個傳感器用高強(qiáng)度螺栓固定在鋼軌腹部。秤量軌支承點(diǎn)長度為600mm,2套傳感器中心距為400mm,儀表有效采樣段為200mm,該裝置最大秤量為100t,分度值為100kg,秤量范圍10-100t,靜態(tài)準(zhǔn)確度可達(dá)1%。目前由于種種因素的制約,其動、靜態(tài)計量準(zhǔn)確度,還未達(dá)到可以作為貿(mào)易計量的用途。該裝置為無秤臺、不斷軌結(jié)構(gòu),整個機(jī)械結(jié)構(gòu)僅有2套剪切式數(shù)字傳感器,每套傳感器分別由2個左、右側(cè)固定傳感器組成,每個傳感器用高強(qiáng)度螺栓固定在鋼軌腹部。秤量軌支承點(diǎn)長度為600mm,2套傳感器中心距為400mm,儀表有效采樣段為200mm,該裝置最大秤量為100t,分度值為100kg,秤量范圍10-100t,靜態(tài)準(zhǔn)確度可達(dá)1%。目前由于種種因素的制約,其動、靜態(tài)計量準(zhǔn)確度,還未達(dá)到可以作為貿(mào)易計量的用途。根據(jù)材料力學(xué)關(guān)于受集中載荷的簡支梁的常規(guī)彎矩與剪力分析很容易看出:輪重P在400mm稱量段中心位置Xi=0.5×L時,彎矩最大MX=P×L/4,而輪重P在400mm稱量段內(nèi)剪力卻是恒定的QXi=P×Xi/L,其值與輪重P成正比。從稱量鋼軌截面進(jìn)行力學(xué)分析可知,其中性軸上的剪應(yīng)力最大為τMax=Q×S(/Jx×b),剪應(yīng)變γMax=τMax/G,中性軸45°方向主應(yīng)力σ=τMax,主應(yīng)變ε=±0.5×γMax。即當(dāng)列車通過測量區(qū)時,車輪重量通過稱重軌下剪力傳感器對剪應(yīng)力產(chǎn)生的兩個拉壓對應(yīng)的主應(yīng)力的測試,將重量轉(zhuǎn)換成電壓信號,進(jìn)行放大與A/D轉(zhuǎn)換,完成車輛的稱重。日本Yamato最新開發(fā)的USUI型剪切型鋼軌傳感器的特點(diǎn)是由于具有左、右側(cè)兩種傳感器成對設(shè)置,稱重段內(nèi)的載荷不均勻?qū)⒉挥绊懹嬃繙?zhǔn)確度。具有高靈敏度,耐高溫對策。應(yīng)變片基底及接線采用耐用熱高分子材料,電纜采用硅膠電纜,這樣可使傳感器保存溫度達(dá)到150℃,使用溫度達(dá)到100℃。不銹鋼彈性體激光焊接密封,電纜接頭采用O型圈密封,可適用于各種惡劣的高溫、粉塵、潮濕的環(huán)境。USUI型傳感器可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場安裝,拆裝方便。也可根據(jù)需要選擇鋼軌單面或雙面安裝。該傳感器另一最大的特點(diǎn)是具有獨(dú)特的現(xiàn)場測力標(biāo)定裝置,供用戶作模擬加載測試。上圖為USUI型傳感器的外觀尺寸圖。該不斷軌軌道衡的控制器為日本Yamato最新款的EDI-910型稱重顯示控制器。采用了ΔΣ型20位高速A/D轉(zhuǎn)換。該儀表具有獨(dú)特的數(shù)字化標(biāo)定功能,可輸入所有傳感器的靈敏度值,對其進(jìn)行數(shù)字化的標(biāo)定,并開放其零點(diǎn),量程的標(biāo)定系數(shù),便于了調(diào)整和互換?？蓪ΨQ量批次,時間、累計值、平均值、稱量范圍、偏差、極限值等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計存儲,并能存儲出錯記錄和斷電瞬時的數(shù)據(jù)及自我診斷功能。該儀表具有各種豐富的通訊接口功能,外部參數(shù)輸入可分成命令設(shè)置和自動設(shè)置二種,分時分批設(shè)置?？赏ㄟ^串行口與PLC聯(lián)網(wǎng),并支持歐姆龍的Hostlink協(xié)議和三菱CC-LINK協(xié)議,通過現(xiàn)場總線融入企業(yè)的ERP管理系統(tǒng)。
8結(jié)束語
總之,各種型式的電子軌道衡是根據(jù)不同的生產(chǎn)需要而發(fā)展起來的。由于稱量物質(zhì)的不同、工作環(huán)境與工況的不同、車輛型式的不同、用戶需求的不同,因此產(chǎn)生了不同的稱量手段與措施。我們不能籠統(tǒng)地說,不同型式的軌道衡產(chǎn)品的好與壞。從以上介紹日本Yamato不同時期提供給冶金、鐵路系統(tǒng)的不同型式的軌道衡產(chǎn)品,可以從某一側(cè)面反映了日本冶金行業(yè)軌道衡技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。秤體結(jié)構(gòu)從整體式———軌枕式———模塊式———不斷軌式的發(fā)展過程,秤體結(jié)構(gòu)的發(fā)展也伴隨著傳感器技術(shù)與稱重儀表技術(shù)的發(fā)展與更新?lián)Q代。從“用戶至上”的理念出發(fā),不斷軌技術(shù)的應(yīng)用、現(xiàn)場模擬測力標(biāo)定裝置的應(yīng)用,以及儀表數(shù)字化標(biāo)定技術(shù)、數(shù)字化通訊與聯(lián)網(wǎng)技術(shù)并融入企業(yè)的ERP管理系統(tǒng),都是在用戶不同的需求中發(fā)展起來的。日本軌道衡產(chǎn)品技術(shù)在冶金行業(yè)的發(fā)展與應(yīng)用,同樣值得我國同行的借鑒。
一、我國冶金工業(yè)生產(chǎn)及安全概況
冶金工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，經(jīng)過多年的建設(shè)，已構(gòu)建起包括礦山、鋼鐵冶煉、軋制、焦化以及配套專業(yè)和輔助生產(chǎn)系統(tǒng)組成的完整的冶金工業(yè)體系。特別是改革開放以來，我國冶金工業(yè)的建設(shè)和發(fā)展取得了舉世矚目的成就，為我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出了重要貢獻(xiàn)。從安全生產(chǎn)事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)看，與礦山等幾個高危行業(yè)相比，冶金事故總量不大，近五年年平均事故起數(shù)約308起，年平均死亡人數(shù)306人。但冶金安全生產(chǎn)形勢依然十分嚴(yán)峻，各類重大、特大爆炸、火災(zāi)、中毒事故時有發(fā)生，給人民生命財產(chǎn)造成重大損失，在社會上產(chǎn)生了極其惡劣的影響，事故造成的嚴(yán)重后果和社會效應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了事故本身。
二、搞好冶金行業(yè)安全管理工作的具體措施
1、建立各種監(jiān)督管理制度、規(guī)定或辦法
（1）建立冶金企業(yè)建設(shè)項(xiàng)目安全設(shè)施的安全預(yù)評價報告、安全專篇、安全驗(yàn)收評價報告的備案制度，包括備案程序、內(nèi)容、評價的資質(zhì)規(guī)定等。備案分為告知備案和審查備案。我們這里的備案是指告知備案，目的是為我們下一步開展冶金企業(yè)安全監(jiān)管工作提供幫助。安全預(yù)評價報告是指導(dǎo)安全專篇編制工作的依據(jù)，高質(zhì)量的預(yù)評價報告對指導(dǎo)項(xiàng)目后續(xù)工作具有特殊的意義。安全專篇。設(shè)計單位按照有關(guān)規(guī)定編制安全專篇，安全專篇應(yīng)充分吸納安全預(yù)評價報告的有關(guān)內(nèi)容。目前雖然尚未出臺統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的冶金企業(yè)安全專篇編制提綱，但可以參照高危行業(yè)已有的編寫提綱，思路和框架應(yīng)該基本一致。驗(yàn)收評價和竣工驗(yàn)收。為保障建設(shè)項(xiàng)目竣工投產(chǎn)后達(dá)到國家規(guī)定的安全標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)單位在項(xiàng)目完成基本建設(shè)穩(wěn)定試運(yùn)行一段時間后（試運(yùn)行期不得超過一年），應(yīng)委托有資質(zhì)的中介機(jī)構(gòu)進(jìn)行建設(shè)項(xiàng)目安全驗(yàn)收評價，完成驗(yàn)收評價報告后，可組織進(jìn)行安全設(shè)施竣工驗(yàn)收工作。一個冶金企業(yè)建設(shè)項(xiàng)目往往涉及到危險化學(xué)品生產(chǎn)、使用等環(huán)節(jié)，各地可根據(jù)本地區(qū)實(shí)際情況，盡量簡化“三同時”程序，能夠同時解決的一并解決，以減輕企業(yè)負(fù)擔(dān)。
（2）建設(shè)項(xiàng)目安全設(shè)施設(shè)計重大變更的備案制度。
（3）重大危險源的備案制度。（2009年剛剛頒布的國家標(biāo)準(zhǔn)《危險化學(xué)品重大危險源辨識》（GB18218-2009）和我局的《關(guān)于重大危險源監(jiān)督管理工作的指導(dǎo)意見》（安監(jiān)管協(xié)調(diào)字[2004]56號）對重大危險源的辨識標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了規(guī)定。符合上述規(guī)定的，即可認(rèn)定為重大危險源。但是，冶金企業(yè)特有的生產(chǎn)工藝，也有容易發(fā)生重特大事故的環(huán)節(jié)，如高溫金屬液體生產(chǎn)、吊運(yùn)設(shè)施也應(yīng)視為重大危險源加強(qiáng)管理。）
（4）冶金企業(yè)的事故應(yīng)急預(yù)案備案管理制度。企業(yè)因施救不當(dāng)或盲目施救是造成事故傷亡人數(shù)擴(kuò)大的重要原因之一。安全監(jiān)管部門應(yīng)督促和引導(dǎo)企業(yè)結(jié)合自身特點(diǎn)，有針對性地制定事故應(yīng)急預(yù)案，并組織開展應(yīng)急演練，使作業(yè)和施救人員掌握逃生、自救、互救方法，熟悉相關(guān)應(yīng)急預(yù)案內(nèi)容，提高企業(yè)和從業(yè)人員的應(yīng)急處置能力。
（5）開展冶金企業(yè)安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化工作的規(guī)定。開展冶金企業(yè)安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化工作是提升冶金企業(yè)安全管理水平的措施之一。安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化考評標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范主要依據(jù)國家或行業(yè)的法律、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)而制定的。企業(yè)按照標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范開展達(dá)標(biāo)活動，實(shí)際上是對照安全生產(chǎn)的法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和要求尋找差距，同時進(jìn)行整改。因此，企業(yè)推行安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化的過程，是貫徹落實(shí)國家有關(guān)安全健康法律、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的具體體現(xiàn)，是強(qiáng)化全員安全意識、安全技能教育的重要舉措。各地要采取措施推進(jìn)冶金企業(yè)開展安全標(biāo)準(zhǔn)化活動。
2、開展監(jiān)督檢查對冶金企業(yè)的一般安全監(jiān)督檢查，監(jiān)督檢查冶金企業(yè)對所屬分公司、子公司、控股公司的安全生產(chǎn)管理情況，監(jiān)督檢查檢查鋼鐵聯(lián)合企業(yè)內(nèi)的焦化、氧氣及相關(guān)氣體制備、煤氣生產(chǎn)（不包括回收）等危險化學(xué)品生產(chǎn)單位安全生產(chǎn)許可證持證情況，監(jiān)督檢查冶金企業(yè)安全生產(chǎn)管理規(guī)章制度和安全操作規(guī)程的制定、落實(shí)情況，監(jiān)督檢查冶金企業(yè)安全管理機(jī)構(gòu)的設(shè)置和管理人員的配備是否滿足本規(guī)定的要求，監(jiān)督檢查冶金企業(yè)的安全費(fèi)用的提取與使用情況，監(jiān)督檢查主要負(fù)責(zé)人、安全生產(chǎn)管理人員、從業(yè)人員的安全培訓(xùn)情況，特種作業(yè)人員和煤氣作業(yè)人員的持證情況。
3、組織開展冶金安全生產(chǎn)有關(guān)法律、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)等的宣貫培訓(xùn)（包括各級安全監(jiān)管人員、企業(yè)安全管理人員等）。各級從事冶金方面的安全監(jiān)督管理人員要做到基本了解冶金企業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)和主要工藝，掌握冶金企業(yè)安全檢查方法以及危險源辨識方法，擁有與監(jiān)管工作相適應(yīng)的業(yè)務(wù)知識和能力。
4、建立冶金企業(yè)的安全生產(chǎn)管理責(zé)任冶金企業(yè)是自主經(jīng)營、自負(fù)盈虧、自主依法從事冶金生產(chǎn)活動，但必須依照國家有關(guān)法律、法規(guī)的規(guī)定，履行相應(yīng)的法律義務(wù)，也包括安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定和要求。生產(chǎn)經(jīng)營單位必須遵守本法和其他有關(guān)安全生產(chǎn)的法律、法規(guī)，加強(qiáng)安全生產(chǎn)管理，建立、健全安全生產(chǎn)責(zé)任制，完善安全生產(chǎn)條件，確保安全生產(chǎn)。其安全生產(chǎn)管理職責(zé)的主要內(nèi)容包括：遵守我國有關(guān)安全生產(chǎn)的法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等；依照規(guī)定設(shè)置安全管理機(jī)構(gòu)和配備安全管理人員。建立健全安全生產(chǎn)責(zé)任制；建立健全安全生產(chǎn)的各項(xiàng)規(guī)章制度、操作規(guī)程；必須具備基本的安全生產(chǎn)條件，包括必要的安全投入；必須對從業(yè)人員進(jìn)行安全教育培訓(xùn)，使其掌握基本的安全生產(chǎn)知識和技能；建立內(nèi)部安全生產(chǎn)監(jiān)督管理檢查制度；貫徹執(zhí)行建設(shè)項(xiàng)目“三同時”的要求。
總之，安全生產(chǎn)貫穿于生產(chǎn)經(jīng)營活動的各個行業(yè)、領(lǐng)域，各種社會關(guān)系非常復(fù)雜，這就需要針對不同生產(chǎn)經(jīng)營單位的不同特點(diǎn)，針對各種突出的安全生產(chǎn)問題，制定各種內(nèi)容不同、形式不同的安全生產(chǎn)規(guī)范，來調(diào)整生產(chǎn)經(jīng)營單位、公民之間在安全生產(chǎn)領(lǐng)域中產(chǎn)生的社會關(guān)系。
1輸送氣體中含有一定的一氧化氮等物質(zhì)
除了硫磷物質(zhì)之外，在冶金企業(yè)車間生產(chǎn)過程中，一氧化氮是一種重要的伴生氣體，對車間內(nèi)空氣的影響比較強(qiáng)烈，不但危害了車間的作業(yè)工人，同時也對周圍環(huán)境造成了嚴(yán)重影響，因此，有害氣體必須得到及時處理。輸送氣體中含有較多的固體小顆粒。結(jié)合冶金企業(yè)車間生產(chǎn)實(shí)際，除了氣體污染之外，在車間內(nèi)也含有大量的固體小顆粒，對作業(yè)工人的呼吸系統(tǒng)造成了嚴(yán)重的危害。因此，正確分析冶金企業(yè)車間的氣體成分和性質(zhì)，對制定具體的通風(fēng)措施具有重要作用。
2冶金企業(yè)車間通風(fēng)應(yīng)做好風(fēng)機(jī)選型
風(fēng)機(jī)根據(jù)工作區(qū)域不同分布，對粉塵和各種氣體濃度比較大的工作區(qū)域采取多個風(fēng)機(jī)共同作用，幾個為一組的方式，沿著尾氣處理排放的方向布置。為了滿足鑄造車間內(nèi)的環(huán)境要求，通風(fēng)機(jī)通常配有整體消聲器。在調(diào)節(jié)空氣質(zhì)量的同時，通風(fēng)機(jī)可達(dá)到減小噪聲的作用，經(jīng)葉輪作功后，從通風(fēng)機(jī)出口高速噴出。基于這一認(rèn)識，做好風(fēng)機(jī)選型，是提高冶金車間通風(fēng)效果的重要措施，對冶金企業(yè)車間安全生產(chǎn)具有重要的促進(jìn)作用。結(jié)合當(dāng)前冶金企業(yè)車間氣體的性質(zhì)，在風(fēng)機(jī)選型上，應(yīng)從以下幾個方面入手：（1）風(fēng)機(jī)選擇必須滿足高效性原則。在風(fēng)機(jī)選擇過程中，基于風(fēng)機(jī)在通風(fēng)中的重要作用，風(fēng)機(jī)只有在工作效率上滿足實(shí)際需要，達(dá)到較高的通風(fēng)效率，才能滿足冶金企業(yè)車間通風(fēng)需要。因此，風(fēng)機(jī)選擇中應(yīng)將高效性作為衡量風(fēng)機(jī)是否達(dá)到工作要求的重要指標(biāo)，做好風(fēng)機(jī)的選擇工作。（2）風(fēng)機(jī)選擇應(yīng)對硫磷氣體有較強(qiáng)的針對性。由于冶金企業(yè)生產(chǎn)車間內(nèi)硫磷氣體含量較高，在通風(fēng)過程中，只有對硫磷氣體排放具有較強(qiáng)的針對性才能滿足車間生產(chǎn)需要。為此，在風(fēng)機(jī)選擇過程中，應(yīng)將硫磷氣體作為重要的衡量指標(biāo)，保證硫磷氣體的排放能夠被迅速排風(fēng)系統(tǒng)帶走，達(dá)到凈化車間空氣的目的。（3）風(fēng)機(jī)選擇應(yīng)重視其抗腐蝕和換氣率等指標(biāo)。在冶金企業(yè)生產(chǎn)過程中，車間內(nèi)氣體中硫磷的含量較高。而硫磷會對風(fēng)機(jī)產(chǎn)生較大的腐蝕。因此，在風(fēng)機(jī)選擇過程中，將風(fēng)機(jī)的抗腐蝕性和換氣率作為主要指標(biāo)是十分重要的?；谶@一認(rèn)識，風(fēng)機(jī)選擇必須滿足抗腐蝕和換氣率等基本指標(biāo)。
3冶金企業(yè)車間通風(fēng)應(yīng)做好除塵器選擇
在冶金企業(yè)車間通風(fēng)過程中，除了氣體之外，空氣中的灰塵也是重要的污染源。在這一前提下，做好除塵器的選擇，是消除空氣中多種雜質(zhì)的有效手段。為此，做好除塵器選擇，是提高冶金企業(yè)車間通風(fēng)效果的重要手段。通過了解發(fā)現(xiàn)，常用的除塵器主要有分室反吹袋式除塵器，機(jī)械回轉(zhuǎn)扁布除塵器，低壓脈沖長袋除塵器，三種除塵器各有優(yōu)缺點(diǎn)。靜電除塵系統(tǒng)由除塵機(jī)和附屬設(shè)備組成。為確保集塵、除塵效果需要配備水處理裝置、送風(fēng)機(jī)、控制器、高壓發(fā)生機(jī)、計測器等裝置。工作機(jī)理是在帶負(fù)電放電極周圍的空氣被電離形成電暈區(qū)，電暈區(qū)內(nèi)的空氣電離后，正離子很快向負(fù)極移動?；诟鞣N除塵器的優(yōu)點(diǎn)，冶金企業(yè)車間在通風(fēng)過程中的除塵器選擇應(yīng)把握以下原則：（1）除塵器必須具有較強(qiáng)的針對性。由于冶金企業(yè)車間的粉塵含量較為復(fù)雜，要想提高除塵效果，就要在除塵器的選擇中使除塵器能夠?qū)崿F(xiàn)對特殊粉塵的清除，保證車間內(nèi)的空氣質(zhì)量滿足實(shí)際需要，達(dá)到凈化空氣和提高空氣質(zhì)量的目的，提高車間的整體除塵水平。（2）除塵器應(yīng)滿足車間除塵的工作指標(biāo)。在除塵器選擇過程中，除了要提高除塵器的針對性之外，還要使除塵器滿足除塵的工作指標(biāo)，使除塵器的工作效率能夠滿足實(shí)際需要，達(dá)到提高除塵器除塵效果的目的。因此，將工作指標(biāo)作為重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)，是提高除塵器除塵效果的關(guān)鍵。（3）除塵器應(yīng)能夠適應(yīng)冶金企業(yè)車間的惡劣環(huán)境。由于冶金企業(yè)車間的生產(chǎn)環(huán)境相對惡劣，除塵器在選擇過程中只有具備適應(yīng)惡劣工作環(huán)境的能力，才能提高冶金企業(yè)車間除塵效果的目的，保證冶金企業(yè)車間的除塵和通風(fēng)滿足實(shí)際需要。因此，工作環(huán)境是除塵器選擇必須考慮的因素。
4結(jié)束語
通過文章的分析可知，在冶金企業(yè)車間生產(chǎn)過程中，應(yīng)對通風(fēng)引起足夠的重視，并從做好輸送氣體的性質(zhì)、做好風(fēng)機(jī)選型和做好除塵器選擇入手，提高冶金企業(yè)車間的通風(fēng)效果，保證冶金企業(yè)車間通風(fēng)質(zhì)量滿足實(shí)際需要，達(dá)到保障冶金企業(yè)車間安全生產(chǎn)管理需要的目的，為冶金企業(yè)安全生產(chǎn)管理提供有力支持。
作者：孫納 林潔 單位：無錫市疾病預(yù)防控制中心
一、教師在課堂中的作用
學(xué)生完成任務(wù)之后，教師要進(jìn)行糾正說明以及總結(jié)評價，從而保證學(xué)生所講內(nèi)容的正確性以及完整性，進(jìn)一步深化教學(xué)內(nèi)容。除了專業(yè)問題外，每位學(xué)生要發(fā)表學(xué)習(xí)過程中的一些感受，其他學(xué)生要進(jìn)行提問，使學(xué)生們都參與到課堂中來，提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣。在學(xué)好專業(yè)知識的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生們的創(chuàng)新意識及科學(xué)素養(yǎng)。最后由教師進(jìn)行總結(jié)與評價，評價內(nèi)容包括學(xué)生在此次任務(wù)完成中的表現(xiàn)，對目標(biāo)知識掌握的程度以及解決問題的能力和創(chuàng)新思維的能力等。
二、立體式教學(xué)法的應(yīng)用
立體式教學(xué)法旨在保障知識傳授的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化思維能力的訓(xùn)練。經(jīng)過對三屆選修冶金工程新工藝及新技術(shù)課程的研究生進(jìn)行的對比實(shí)驗(yàn)教學(xué)，選取72名無顯著差異的研究生作為研究對象，對立體式教學(xué)法進(jìn)行了探索與研究。
1．對于拓展視野的幫助
研究生的學(xué)習(xí)需要以開闊的眼界來觀察與研究專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的熱點(diǎn)問題。研究生不能沉浸在周圍的小環(huán)境下，需要放眼世界，從更大的角度去審視問題、分析和處理問題。結(jié)果表明，絕大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為立體式教學(xué)法有助于拓展學(xué)生的視野，但仍有8%的學(xué)生認(rèn)為該教學(xué)法無助于拓展學(xué)生視野。究其原因，主要有以下四點(diǎn)：（1）教師所設(shè)置的任務(wù)所包含知識面還不夠廣泛，具有一定的局限性；（2）學(xué)生在完成任務(wù)的過程中查找資料的途徑比較局限，文獻(xiàn)查閱能力有待提高；（3）教師應(yīng)當(dāng)收集一些學(xué)生收集能力范圍之外的有用信息教授學(xué)生，從而起到引領(lǐng)作用；（4）各個學(xué)生在講述自己所準(zhǔn)備的材料過程中，因?yàn)閭€人表達(dá)能力等方面因素的差異，導(dǎo)致信息傳遞不暢。
2．思維創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
有23%的學(xué)生認(rèn)為，該課堂教學(xué)法對于其思維創(chuàng)新能力的培養(yǎng)非常有效，44%的學(xué)生認(rèn)為該方法是有效的，完全認(rèn)同的學(xué)生數(shù)量相對較少，同時，也有5%的學(xué)生認(rèn)為該教學(xué)法對于其思維創(chuàng)新能力的培養(yǎng)沒有效果。這主要是因?yàn)椋海?）受大綱對于課程內(nèi)容規(guī)定的限制，課程內(nèi)容涉及面仍顯較窄。因此，應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)授課內(nèi)容的改進(jìn)，強(qiáng)調(diào)交叉融合。（2）交流不足，學(xué)生們還沒有完全適應(yīng)該教學(xué)法，課堂上稍顯怯懦，同時，教師由于長期受到傳統(tǒng)教學(xué)思維的影響，在這種新型教學(xué)的課堂上，并沒有完全消除“填鴨式”教學(xué)法的影響，教師往往在點(diǎn)評過程中，進(jìn)行了某些灌輸，對學(xué)生們的思考有些束縛。在立體式教學(xué)過程中，可適當(dāng)邀請某些冶金領(lǐng)域知名教授前來參與課堂教學(xué)活動，與學(xué)生們開展對話與交流，鍛煉學(xué)生的膽量，同時，也可以從自身實(shí)際出發(fā)，啟迪學(xué)生們的思維，引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題。
3．對于提高科研能力的幫助
良好的科研能力是研究生所必須具備的基本功，這包括資料收集與處理的能力、科研創(chuàng)新能力、發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的能力、邏輯思維與口頭表達(dá)的能力等。研究發(fā)現(xiàn)，僅有20%的學(xué)生認(rèn)為該教學(xué)法對于提高自身科研能力具有很大的幫助，這說明，就培養(yǎng)學(xué)生科研素養(yǎng)而言，該教學(xué)法仍需適當(dāng)改進(jìn)，以進(jìn)一步提高學(xué)生的認(rèn)可度。同時仍有3%的學(xué)生認(rèn)為該教學(xué)法對于提高其科研能力沒有幫助。究其原因，主要是：（1）學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性有待提高。這需要教師融理論教學(xué)于實(shí)際之中，讓學(xué)生明白所學(xué)專業(yè)知識的用途以及運(yùn)用的方式，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。（2）在教學(xué)過程中，科研方法方面的內(nèi)容應(yīng)進(jìn)一步增強(qiáng)，也就是增加方法論方面的內(nèi)容，教授學(xué)生科學(xué)思考及科學(xué)研究的方法，從而幫助學(xué)生提高科研能力。
4．知識收獲方面
對研究生而言，重在能力及方法的學(xué)習(xí)，但是作為課堂教學(xué)，知識的傳授也必不可少，只是與本科生相比，所獲得的知識應(yīng)更加前沿，更加接近實(shí)際。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，有20%的學(xué)生認(rèn)為，通過該教學(xué)法，其所獲取的知識量一般，更有5%的學(xué)生認(rèn)為，并沒有通過該教學(xué)法獲取更為豐富的前沿知識。鑒于此，在應(yīng)用這種方法開展教學(xué)時，應(yīng)著重注意：（1）注重價值引導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)知識的作用，誘發(fā)學(xué)生獲取新知的欲望；（2）注意研究生教育過程中存在的“重科研、輕教學(xué)”的問題，處理好之間的關(guān)系，重視課堂教學(xué)，使學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)與科學(xué)研究有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)課程學(xué)習(xí)為科研服務(wù)，在科研活動中又獲取新知的良性循環(huán)。
三、結(jié)束語
基于冶金新工藝及新技術(shù)課程的立體式教學(xué)法，激發(fā)了學(xué)生主動接受最新前沿知識、科研動態(tài)及思維方法的興趣，新工藝及新技術(shù)對于挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，調(diào)動學(xué)生的主動意識以及提高學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)具有良好的效果。同時，調(diào)查結(jié)果也可以看出，立體式教學(xué)法仍有進(jìn)一步提升的空間。
作者：李林波 武姣娜 方釗 單位：西安建筑科技大學(xué)冶金工程學(xué)院
一、冶金工業(yè)遺產(chǎn)所承載的技術(shù)史價值：以鐵橋峽為例
以焦炭煉鐵開始的近代冶金業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新在工業(yè)革命時期對人類文明影響巨大，因此在工業(yè)遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域受到普遍重視。如英國于20世紀(jì)80年代末啟動了歷史遺跡保護(hù)項(xiàng)目,鋼鐵工業(yè)歷史遺跡作為其重要部分，形成了398個影像資料和70個文件的檔案記錄。[4]在英國所有與冶金工業(yè)有關(guān)的遺址中，最重要的當(dāng)然是位于伯明翰西北50公里的泰爾福德（Telford)地區(qū)的鐵橋峽。近代冶金工業(yè)遺產(chǎn)對工業(yè)文明帶來的巨大影響，其根本上是鋼鐵冶煉新技術(shù)及其大規(guī)模普及所帶來的，從這一意義上，我們認(rèn)為冶金工業(yè)遺產(chǎn)的技術(shù)史價值可以從四個方面來概括：一是核心技術(shù)的發(fā)明或引進(jìn)；二是新舊技術(shù)體系的交替；三是冶金產(chǎn)品如鋼鐵及其重要景觀的形成；四是新技術(shù)及其生產(chǎn)系統(tǒng)對社會和文化的影響。而鐵橋峽遺址具備了上述四種技術(shù)史價值的全部要素，圍繞這些要素，相應(yīng)的工業(yè)遺產(chǎn)保護(hù)和開發(fā)實(shí)踐得以展開：第一，焦炭煉鐵技術(shù)的發(fā)明和使用，是鐵橋峽成為工業(yè)革命主要發(fā)源地的根本原因，也是其作為工業(yè)遺產(chǎn)的核心價值所在。鐵橋峽之所以成為工業(yè)革命的主要發(fā)源地，是因?yàn)?709年亞伯拉罕.達(dá)比（AbrahamDarby,1676-1717)在此成功地用焦炭煉出生鐵，這一技術(shù)創(chuàng)新使煉鐵業(yè)擺脫了對木材的依賴而獲得充分的發(fā)展空間，也拉動了煤礦業(yè)的進(jìn)一步繁榮。以鋼鐵為原料的動力機(jī)械、工程建筑和鐵路交通因此得以大規(guī)模發(fā)展，人類開始進(jìn)入“鋼鐵時代”。[5]基于焦炭煉鐵在技術(shù)史上的意義，鐵橋峽成為了英國工業(yè)遺產(chǎn)保護(hù)的首要對象之一，1959年，達(dá)比的焦炭煉鐵高爐也因此成為首個被挖掘和保護(hù)的對象，其最初的目的是紀(jì)念Coalbrookdale公司成立250周年。直到1968年鐵橋峽博物館基金（theIronbridgeGorgeMuseumTrust）創(chuàng)立，負(fù)責(zé)對方圓6平方英里的鐵橋峽地區(qū)的工業(yè)遺產(chǎn)進(jìn)行保護(hù)和研究，鐵橋峽工業(yè)遺產(chǎn)的保護(hù)和開發(fā)由此全面展開。第二，焦炭煉鐵試驗(yàn)成功后，鐵橋峽地區(qū)經(jīng)歷了近半個世紀(jì)的新舊技術(shù)系統(tǒng)交替的時期，這直接體現(xiàn)在高爐動力系統(tǒng)的變革上，這是焦炭煉鐵系統(tǒng)得以最終確立并使這一地區(qū)成為工業(yè)革命搖籃的又一因素，也成為鐵橋峽工業(yè)遺產(chǎn)保護(hù)和展示的主要內(nèi)容之一。達(dá)比的高爐最初是靠上下水池的落差形成動力來鼓風(fēng)的，為解決干旱的夏天上水池枯水的問題，最初是通過修建馬車軌道來輸送水，1742年，紐可門蒸汽機(jī)代替了馬車，用于水的提升，高爐鼓風(fēng)的動力仍然來自水輪機(jī)。直到1776年，直接將博爾登-瓦特蒸汽機(jī)用于鼓風(fēng)的方法得以成功研制，蒸汽機(jī)才在高爐煉鐵中取代了水力鼓風(fēng)[5]。在鐵橋峽，達(dá)比二世修建的上下水池間的運(yùn)水軌道被保存下來，成為體現(xiàn)新舊動力系統(tǒng)交替過程的主要景觀?？茽柌剪斂舜鸂栬F博物館（CoalbrookdaleMuseumofIron)用文字、圖片和模型，完整地展示了該地區(qū)新舊高爐技術(shù)系統(tǒng)的變遷過程，達(dá)到了更清晰地再現(xiàn)工業(yè)革命是如何發(fā)生的效果。第三，1779年修建的鐵橋，作為世界上第一座用生鐵建造的橋，是工業(yè)革命時期新煉鐵技術(shù)所帶來的鋼鐵新產(chǎn)品和新景觀，構(gòu)成了鐵橋峽技術(shù)史價值的另一重要內(nèi)容，這是煉鐵新技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的直接產(chǎn)物。而人們?nèi)绾问状斡蒙F來建造這樣一座大橋，本身就是另一項(xiàng)很重要的技術(shù)創(chuàng)新。針對高爐和鐵橋，聯(lián)合國教科文組織為鐵橋峽作為世界文化遺產(chǎn)作出了以下兩點(diǎn)評價：1）科爾布魯克代爾高爐使亞伯拉罕?達(dá)比一世在1709年發(fā)明焦炭煉鐵的歷史得以永存。鐵橋作為第一座生鐵構(gòu)建的大橋，同樣是體現(xiàn)人類創(chuàng)造天才的杰作。2）科爾布魯克代爾高爐和鐵橋在技術(shù)和建筑發(fā)展歷史上有著重要的影響?？梢?，正是因其在技術(shù)發(fā)展史上的意義，鐵橋和達(dá)比的高爐成為鐵橋峽工業(yè)遺產(chǎn)的核心價值所在。此外，鐵橋本身的建造技術(shù)的復(fù)原也成為了工業(yè)遺產(chǎn)的重要研究內(nèi)容。1997年，瑞典畫家伊萊亞斯?馬丁1779年的一幅水粉畫在斯德哥爾摩曝光，這幅畫描繪了鐵橋建造的方法。隨后，大衛(wèi)（DavidDeHaan）等人進(jìn)行了詳細(xì)的考古學(xué)、歷史學(xué)和圖片的研究，為了驗(yàn)證畫中描繪的方法的可行性，2001年在鐵橋峽地區(qū)的比利斯特山露天博物館的運(yùn)河上，一座按1：2的比例的鐵橋使用18世紀(jì)的材料和技術(shù)建造起來，這一成果成為了展示鐵橋建造技術(shù)的景觀之一。第四，新技術(shù)引發(fā)的工業(yè)化導(dǎo)致運(yùn)輸、生活方式和城鎮(zhèn)景觀的改變，是鐵橋峽地區(qū)在整體上作為工業(yè)遺產(chǎn)的價值體現(xiàn)，正如聯(lián)合國教科文組織對鐵橋峽價值評價的第3條稱：“鐵橋峽提供了近代工業(yè)地區(qū)發(fā)展的一個極具魅力的縮影。采礦區(qū)、運(yùn)輸業(yè)、生產(chǎn)企業(yè)、工人住所以及交通網(wǎng)絡(luò)被很好地保留下來，形成了一個非常協(xié)調(diào)的整體，具有顯著的潛在教育價值?！比绻f煉鐵爐和鐵橋承載著技術(shù)本身的歷史，那么因冶金業(yè)的興盛而形成的工業(yè)社會，則屬于“外史”范疇。對這一層面的歷史價值進(jìn)行挖掘，可以為工業(yè)遺產(chǎn)的保護(hù)和開發(fā)提供更廣闊空間。鐵橋峽現(xiàn)有的10個博物館中，BlistsHill維多利亞城鎮(zhèn)（BlistsHillVictorianTown）是游客參觀人次最多的景觀，19世紀(jì)后半葉的維多利亞時代被認(rèn)為是英國工業(yè)革命的峰端，通過BlistsHill維多利亞城鎮(zhèn)的重建，鐵橋峽地區(qū)還原了19世紀(jì)經(jīng)過工業(yè)革命后的英國人的生活狀況，這個露天景觀包括維多利亞時期普通工人的住房、銀行、公立學(xué)校、藥店、食品店、糖果店、鑄鐵廠、蠟燭廠、印刷廠，以及火車站和鐵路等。這些展示也使鐵橋峽地區(qū)作為工業(yè)遺產(chǎn)景區(qū)，更具觀賞性和吸引力。
二、中國近代冶金工業(yè)遺產(chǎn)的技術(shù)史價值特征
中國是世界上發(fā)明和使用生鐵最早的國家，然而土法煉鐵技術(shù)是與傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)社會相適應(yīng)的，并未導(dǎo)致工業(yè)社會的誕生。近代西式鋼鐵技術(shù)在中國的興起始于19世紀(jì)80年代。相對于西方工業(yè)化國家而言，中國近代冶金技術(shù)與工業(yè)化歷史有其自身的特點(diǎn)，使中國近代冶金工業(yè)遺產(chǎn)的技術(shù)史價值具有一些不可忽視的特殊性：第一，中國近代冶金技術(shù)史是一段單向的技術(shù)轉(zhuǎn)移過程，且這一時期的技術(shù)引進(jìn)并未帶來中國鋼鐵工業(yè)的發(fā)達(dá)，這是中國近代冶金工業(yè)遺產(chǎn)技術(shù)史價值首要的特殊性。1885年至1936年，先后有貴州青溪鐵廠、漢冶萍公司等鋼鐵企業(yè)在中國創(chuàng)辦（見表1），主要設(shè)備和技術(shù)全部來自英、德、美、比利時等國，其中漢冶萍公司是唯一的煤鐵一體化企業(yè)，其煉鐵和煉鋼設(shè)備的產(chǎn)能超過中國鋼鐵企業(yè)總產(chǎn)能的2/3，1926年隨著漢冶萍公司冶煉設(shè)備全部停產(chǎn)，中國近代冶金工業(yè)化走向了谷底，中國所需的鋼材回到了完全依賴進(jìn)口的狀況。[6]雖然中國近代冶金工業(yè)最終走向衰敗，但這一時期的冶金工業(yè)遺產(chǎn)有著不容忽視的技術(shù)史價值。首先，漢冶萍公司等企業(yè)的遺存作為中國冶金工業(yè)近代化的起點(diǎn)，見證了中國最初的技術(shù)近代化的努力，無論其成敗以否，意義均非常巨大。其次，客觀還原這段艱難而曲折的技術(shù)引進(jìn)史應(yīng)成為中國早期冶金工業(yè)遺產(chǎn)挖掘和保護(hù)的主旨所在，對中國來說，這段充滿挫折的記憶或許更值得珍視，這是中國近代冶金工業(yè)遺產(chǎn)與英美等國的不同所在。第二，在大規(guī)模引進(jìn)西方技術(shù)的同時，近代中國廣大的鄉(xiāng)村仍然長期存在一個土法冶煉系統(tǒng)，為人們?nèi)粘８骱蜕钐峁┎牧?。中國早在春秋以前就發(fā)明了生鐵冶煉，幾千年來，鐵是支撐中國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的主要技術(shù)要素之一。明清時期，山西因坩堝煉鐵的發(fā)展和豐富的鐵礦資源，逐漸成為鐵的最大產(chǎn)地，（圖3）這一狀況一直持續(xù)到19世紀(jì)末20世紀(jì)初。相對于歐洲，中國近代新舊冶煉技術(shù)的交替顯得更為艱難和特殊。在對中國近代冶金工業(yè)遺存進(jìn)行挖掘和保護(hù)時，我們不能將目光僅僅鎖定在新式冶金工業(yè)遺存，還應(yīng)該重視逐漸消亡的近代土法冶煉遺存的價值。正如下塔吉爾憲章所說：“許多舊的或廢棄的生產(chǎn)工藝中人類的技藝，是極為重要的資源，一旦失傳無可替代。應(yīng)當(dāng)被詳細(xì)記錄并傳給后代?！倍壳爸袊鴮υ诠I(yè)化進(jìn)程中逐漸消失的傳統(tǒng)冶煉遺存的關(guān)注遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。第三，近代新冶煉技術(shù)和工業(yè)發(fā)展所帶來的社會變遷，是這段并不成功的工業(yè)化進(jìn)程給中國社會和文化帶來的最大影響，是中國近代冶金工業(yè)遺產(chǎn)技術(shù)史價值另一重要內(nèi)涵，值得工業(yè)遺產(chǎn)價值保護(hù)中深入的挖掘和展示。近代隨著漢陽鐵廠等現(xiàn)代工業(yè)的興起，以農(nóng)民和鄉(xiāng)紳兩大社會階層為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)社會關(guān)系逐漸改變。首先，部分農(nóng)民從鄉(xiāng)村手工業(yè)者轉(zhuǎn)變成了新式產(chǎn)業(yè)的工人。其次，鄉(xiāng)紳階層也發(fā)生明顯轉(zhuǎn)變。以漢冶萍公司為例，地方鄉(xiāng)紳參與到大冶鐵礦和萍鄉(xiāng)煤礦的開發(fā)中。此外，為培養(yǎng)技術(shù)人員，士紳的后代被公司選派出國攻讀采礦冶金等專業(yè)，成為中國第一批本土鋼鐵工程師。[6]從工業(yè)遺產(chǎn)的角度來說，中國目前保留下來的近代冶金設(shè)備、廠礦建筑等實(shí)物留存已經(jīng)非常罕見，但我們在現(xiàn)存的企業(yè)檔案文獻(xiàn)中可以挖掘出一批反映技術(shù)與社會變遷極具價值的遺產(chǎn)。例如我們在英國謝菲爾德大學(xué)找到的漢冶萍公司送培英國的留學(xué)生的檔案。借助對相關(guān)文獻(xiàn)的挖掘和整理，可以使中國冶金工業(yè)遺產(chǎn)的內(nèi)涵更豐富，也更具講述歷史和教育后人的功能。
作者：方一兵 姚大志 單位：中國科學(xué)院
1企業(yè)要積極深入開展冶金設(shè)備精度維修
精度維修是指按照廠家所規(guī)定的維修方法對設(shè)備進(jìn)行維修，讓設(shè)備能恢復(fù)到出廠時的狀態(tài)。開展精度維修主要包括一下幾個方面的內(nèi)容：在平常的設(shè)備巡檢和管理中，對檢測設(shè)備顯示出來的異常情況作出正確的判斷。企業(yè)要對設(shè)備的日常點(diǎn)巡檢與維護(hù)進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)照，使用相應(yīng)的檢測儀器對設(shè)備進(jìn)行檢查，然后在所檢測出數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)合理的分析和判斷，將分析后的數(shù)據(jù)交給專家后，結(jié)合專家的意見制定出科學(xué)合理的檢修方案，與此同時設(shè)備的操作者也要主要保護(hù)好機(jī)械設(shè)備，培養(yǎng)其愛護(hù)設(shè)備的責(zé)任感，讓其平常使用設(shè)備的時候注意對設(shè)備的保護(hù)，做到愛護(hù)設(shè)備、科學(xué)的使用設(shè)備。另外企業(yè)要制定出合理的設(shè)備使用時間和潤滑劑的添加方案，周期性地對設(shè)備使用潤滑油，讓其在良好的狀態(tài)下運(yùn)行，延長他們的使用壽命。如今，設(shè)備的振動是減少設(shè)備壽命的原因，設(shè)備振動的情況不僅反映了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)是否良好，它也是檢測設(shè)備檢測設(shè)備事故原因的重要參數(shù)，這對機(jī)械的維修有重要的意義，因此我們要對設(shè)備的振動情況高度重視，在買回來新的設(shè)備后，要依據(jù)說明書來對設(shè)備的振動情況進(jìn)行檢測，對于振動不合理的設(shè)備要嚴(yán)格把關(guān)，禁止其運(yùn)行。在對設(shè)備的進(jìn)行日常檢查的時候要依據(jù)廠家的維修說明來進(jìn)行，對需要維修的項(xiàng)目提前做好維修的標(biāo)準(zhǔn)，對設(shè)備運(yùn)行的各個參數(shù)進(jìn)行檢查，確定好問題，在對設(shè)備維修前要將維修的項(xiàng)目、標(biāo)準(zhǔn)與措施的技術(shù)告知每個維修人員，務(wù)必要讓每個參檢人員心中有數(shù)，對一些重點(diǎn)的維修項(xiàng)目要重點(diǎn)控制，并且要對維修的質(zhì)量嚴(yán)格要求，等驗(yàn)收人員驗(yàn)收達(dá)標(biāo)后再對下一項(xiàng)進(jìn)行維修檢測；細(xì)節(jié)決定成敗，企業(yè)要對設(shè)備進(jìn)行精細(xì)化管理，盡可能延遲機(jī)械設(shè)備的使用壽命，在對機(jī)械設(shè)備日常的維護(hù)中務(wù)必做到嚴(yán)格管理，把好質(zhì)量關(guān)，實(shí)行這種管理制度首先要做的就是保證設(shè)備的運(yùn)行情況達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)與精度，設(shè)備的配件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也要嚴(yán)格控制，保證其光潔度、精度與熱處理都要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，在維修的時候也要執(zhí)行這種標(biāo)準(zhǔn)，每個維修步驟都要認(rèn)真嚴(yán)格完成，做到真正的精細(xì)化管理。[2]
2企業(yè)要根據(jù)需求協(xié)調(diào)人員分工且進(jìn)行培訓(xùn)
企業(yè)在制定生產(chǎn)工藝和設(shè)備的維護(hù)檢修方案時，把參與維修的人員的任務(wù)分配下去，將時間和空間協(xié)調(diào)好，做到不浪費(fèi)人力和物力，每個人都要做適合自己的工作，建立有自己特色的設(shè)備維修管理模式和運(yùn)行機(jī)制。在進(jìn)行設(shè)備維修的時候要將資源統(tǒng)一調(diào)配，讓維修計劃快、精、準(zhǔn)，并且盡可能地降低維修成本。對維修方進(jìn)行安全教育培訓(xùn)。人員培訓(xùn)包括作業(yè)技能的培訓(xùn)與人員的安全教育培訓(xùn)。有一點(diǎn)要引起重視，人員的培訓(xùn)教育工作要好充分的準(zhǔn)備工作，相關(guān)人員要拿出相應(yīng)的計劃，在進(jìn)行人員的考核和檢查時也要做好科學(xué)合理的安排:一要嚴(yán)格控制好參與機(jī)械設(shè)備操作最低標(biāo)準(zhǔn)，在人員上崗之前要將三級安全教育工作落實(shí)到實(shí)處;二是對于現(xiàn)場的操作人員要讓其熟悉機(jī)械設(shè)備的安全生產(chǎn)知識與安全操作規(guī)程，讓每個操作人員人手一本冊子;三對于機(jī)械設(shè)備管理人員也要加強(qiáng)其安全責(zé)任意識。每一位設(shè)備管理人員都要樹立一種理念，那就是“全員安全教育培訓(xùn)”。只要涉及到機(jī)械設(shè)備，不管是直接還是間接都要參加安全教育培訓(xùn)。不僅是領(lǐng)導(dǎo)層面的人員，甚至包括生產(chǎn)者的家屬，加強(qiáng)他們對生產(chǎn)勞動安全的意識，學(xué)會自我保護(hù)的方法和應(yīng)急事故的處理辦法，擺正自己的思想，重視安全生產(chǎn)，才能從根本上避免安全事故的發(fā)生。
3結(jié)論
如今隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，如今的冶金產(chǎn)品也不是過去能夠比擬的了，現(xiàn)代化的冶金設(shè)備已經(jīng)走在了高精度、大型化的道路上，以往的的冶金設(shè)備管理和維修的制度已經(jīng)不能滿足高精度的冶金設(shè)備的要求了，企業(yè)要想提高其市場競爭力，增加其經(jīng)濟(jì)收益，就要采用先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備維修和管理手段。
作者：劉莫言 單位：鞍山寶得鋼鐵有限公司
一、現(xiàn)場裝配進(jìn)程中的細(xì)節(jié)把控
1、現(xiàn)場裝配進(jìn)程中的進(jìn)度把控
整體承包企業(yè)對分管企業(yè)所上交的整體規(guī)劃，需對其項(xiàng)目規(guī)劃做好詳細(xì)的校驗(yàn)，進(jìn)而保障可實(shí)施性。分管單位在規(guī)劃、制造、裝配、調(diào)整等各個程序時段需安排專業(yè)工程師做好督促監(jiān)管工作。在裝配進(jìn)程中的進(jìn)度把控上，分管單位和整體承包與業(yè)主要求做好溝通調(diào)整工作。為了達(dá)到項(xiàng)目進(jìn)展把控的整體目標(biāo)，需把處在同一時段的分管項(xiàng)目抑或是不同時段的分管項(xiàng)目整合成一個總體，從而方便對項(xiàng)目的整體做好把控。再者，將完整的項(xiàng)目規(guī)劃作為基本，編訂出每年、每月、每周的規(guī)劃等，分派到每個施工分部，其再依據(jù)獲得的各層規(guī)劃做好人力、物料、器械的調(diào)整和協(xié)作工作。在具體的實(shí)施進(jìn)程中，需根據(jù)各層規(guī)劃對關(guān)鍵環(huán)節(jié)實(shí)施考核，督促規(guī)劃的貫徹實(shí)施情況，從而規(guī)避在工作進(jìn)程中發(fā)生延期的狀況。
2、現(xiàn)場裝配進(jìn)程中的質(zhì)量把控
唯有過程中的質(zhì)量完全合乎要求，項(xiàng)目的整體質(zhì)量方可以保證合格。所以在詳細(xì)的施工進(jìn)程中，需采取動態(tài)管控，應(yīng)用防止和質(zhì)量嚴(yán)抓綜合的工作形式。對工程質(zhì)量的檢驗(yàn)關(guān)注點(diǎn)需集中在對規(guī)劃實(shí)施成效的檢驗(yàn)上，工程負(fù)責(zé)人要求親自對質(zhì)量規(guī)劃的落實(shí)情況做好查驗(yàn)，要是發(fā)生偏頗，需即時做好調(diào)整。質(zhì)量進(jìn)程把控，其要求以每個分管企業(yè)的自控查驗(yàn)為根基，整體承包企業(yè)的監(jiān)督機(jī)構(gòu)對它進(jìn)行核實(shí)，最終再讓業(yè)主做好驗(yàn)收的三大層級查驗(yàn)機(jī)制。整體承包工程負(fù)責(zé)機(jī)構(gòu)唯有在三方查驗(yàn)合格后才能夠付款。工程部全部職員均需要具有質(zhì)量是根本的理念，需明晰有關(guān)職位的質(zhì)量權(quán)責(zé)與重任。
二、怎樣處理進(jìn)度和質(zhì)量兩者間的不可調(diào)和性
1、加班追趕
在工程開動的初期，假若現(xiàn)場出現(xiàn)質(zhì)量不妥的情況，應(yīng)當(dāng)采用各種舉措來做出補(bǔ)救。然而在工程中期，為了保證工程可以依照規(guī)劃開展下去，從工程總體來看，加班不失為好的策略，尤其是當(dāng)工程接近末期時，在最后期限和業(yè)主等各方壓迫下，加班是加速進(jìn)展的最佳選擇。然而加班會加大人力成本與別的福利費(fèi)用，并且長期加班不僅會削減施工效率，還會由于加班職員不可以如常休息而影響后面的正常工作。
2、資源的再調(diào)配
工程責(zé)任人必定要明晰在諸多要素里面，什么是影響工程成效的重點(diǎn)要素，假若在工程施工進(jìn)程中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量難題沒法獲得解決，那一定是重要環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題。原因剖析完畢后，則能夠?qū)σ延械馁Y源做好再調(diào)配。由于對整體工程來講，其間有些項(xiàng)目能夠拖延施工，如此則能夠把這項(xiàng)資源調(diào)配到重要項(xiàng)目上。然而在采取上面方法時要求考慮全面，以防由于考慮不全面而制約到總體的項(xiàng)目進(jìn)展。
三、造成過程管控付諸東流的原因
1、業(yè)主層面的原因
第一，整體工程項(xiàng)目的施工期限太短，造成得標(biāo)單位沒法在確保質(zhì)量規(guī)范的基礎(chǔ)上按時竣工。第二，在招投標(biāo)進(jìn)程中，沒有對投標(biāo)價位與施工期限做好科學(xué)的安排，沒有充分預(yù)估項(xiàng)目造價受工時削減的影響。最后可能會雖是標(biāo)價減少，然而總體質(zhì)量沒法達(dá)成要求的水準(zhǔn)，最后造成把控的目標(biāo)沒法實(shí)現(xiàn)。
2、分管單位和整體承包單位的原因
第一，沒有編訂科學(xué)的施工規(guī)劃，所編訂的規(guī)劃由于業(yè)主原因而和現(xiàn)實(shí)情況相差甚大。第二，在投標(biāo)時段為了得標(biāo)，沒有對項(xiàng)目工時和總體造價做好合理預(yù)估，造成在往后的施工時，由于總體造價太低，極難要求詳細(xì)的施工承包企業(yè)添加投資，最后造成工程不能如期竣工。
四、結(jié)束語
進(jìn)程控制是通過自身改變的應(yīng)對機(jī)制，可以高效解決進(jìn)展與質(zhì)量關(guān)系的改變，可以在規(guī)劃許可的范疇內(nèi)快速做好調(diào)整，確保進(jìn)度過程把控目的地達(dá)成，已變成當(dāng)代冶金工業(yè)工程統(tǒng)籌的關(guān)鍵方法。這篇文章經(jīng)過闡述冶金項(xiàng)目中面臨的各大難題給出了控制方略，以期字往后的實(shí)施中可以規(guī)避以上問題，更為順暢地實(shí)施施工。
作者：李淑玲 田增強(qiáng) 單位：河北大自然中宇安全評價有限公司 唐山市古冶國義煉焦制氣有限公司
1.二次金屬回收
鈮鉭資源價格昂貴，因此二次資源有著重要的回收價值。鈮鉭二次資源主要來自鈮鉭冶煉過程中產(chǎn)生的肥料及鈮鉭制品在使用過程中報廢的元器件[25]。對于純金屬廢料，一般經(jīng)化學(xué)清洗后再采用真空熔煉、電子束熔煉和氫化制粉等火法回收[26]。對于硬質(zhì)合金廢料，鈮鉭的含量較低，僅作為富集物回收，處理方法有鋅處理法及硝酸鈉熔融富集法，經(jīng)處理后的富集物含鈮鉭可達(dá)30%。對于鈮鉭電容器廢料的處理比較復(fù)雜，首先得采用化學(xué)法或機(jī)械法除去外殼，然后采用鈉還原或碳還原脫氧，然后再進(jìn)行電子束熔煉得到鈮鉭錠[27]。此外，對于廢鈮鉭酸鋰單晶回收，開發(fā)出了鋁熱還原法，堿處理法等[1,27]。
2.冶金技術(shù)方法
2.1酸法
2.1.1氫氟酸法
對于鈮鉭精礦來說，氫氟酸法是一種應(yīng)用比較常用的處理方法。該法一般采用60~70%的氫氟酸在90~100oC下進(jìn)行反應(yīng)，浸取反應(yīng)通常在內(nèi)襯鉛，鉬鎳合金或鑲砌石墨板的反應(yīng)器中進(jìn)行，攪拌裝置需要蒙耐爾合金。值得注意的是，浸出液中鈮鉭的存在形式，與氫氟酸的濃度是密切相關(guān)的，對鈮而言，隨著酸濃度的增加，其存在形式會出現(xiàn)氟氧鈮酸絡(luò)合物型向氟鈮酸絡(luò)合物型的過渡：H2NbOF5H2NbF7HNbF6；對鉭而言，則出現(xiàn)H2TaF7HTaF6的轉(zhuǎn)化。當(dāng)HF濃度<20%時，主要有如下反應(yīng)：除了鈮、鉭外，其他元素如鐵、錳、錫、鈦、硅等也都能以絡(luò)合物HFeF3,HMnF3,H2SnF6,H2TiF6,H2SiF6等的形式進(jìn)入溶液，而稀土、鈾、釷、鈣等堿金屬元素等會生成難溶的氟化物REF3,UF4,ThF4,CaF2等進(jìn)入浸取渣中。對于后續(xù)的分離，主要用到的是萃取的方法。鈮鉭氟絡(luò)合酸在一定酸度下能被有機(jī)溶劑（如甲基異丁基酮）選擇性的萃取出溶液體系。萃取后的有機(jī)相再經(jīng)酸洗、反萃鈮、反萃鉭、氨水中和等步驟可分別得到鉭、鈮氫氧化物；再經(jīng)過干燥及煅燒，即可得到氧化鈮和氧化鉭產(chǎn)品。為加快反應(yīng)速度以及提高鉭鈮礦的分解率，浸取時會加入硫酸。硫酸的加入也有利于后續(xù)萃取工段去除雜質(zhì)的效果。典型的操作步驟為采用60~70%濃度的HF,反應(yīng)溫度為90~100oC，耗濃硫酸量按照化學(xué)反應(yīng)計量比的105~110%，精礦的磨碎粒度<74μm。反應(yīng)時，首先控制反應(yīng)液的溫度在50oC左右，將磨好的精礦邊攪拌邊加入到反應(yīng)器中，此時需要控制加料速度，防止反應(yīng)劇烈造成HF的揮發(fā)。加料完成后，升高反應(yīng)器的溫度至90~100oC并攪拌繼續(xù)反應(yīng)約4h。反應(yīng)完成后，冷卻反應(yīng)液至室溫并過濾，濾液進(jìn)入下一步的萃取工序。利用該法鈮鉭的浸取率在98%以上。氫氟酸的使用不可避免的會產(chǎn)生很多環(huán)境問題，雖然有很多研究人員已經(jīng)著手解決該問題，如Meyer[28]，Brown等人[29]等，但治理成本較高，工業(yè)應(yīng)用前景并不被看好。如何開發(fā)出高效提取鈮鉭礦中有價資源的無氟化工藝路線，將是鈮鉭工業(yè)的研究熱點(diǎn)。
2.1.2硫酸法
硫酸法主要用于易分解的復(fù)合礦，可以回收礦石中的有價金屬，有著較高的浸取率。硫酸法可以分為硫酸溶液浸取（100~200oC）和硫酸化焙燒(200~330oC)。鈮鉭能和硫酸作用生成多種硫酸鹽，不過鈮更易于被還原成低價以及發(fā)生水解。在硫酸介質(zhì)中鈮很容易被鋅汞齊、金屬鎂和堿金屬還原到+3價，而鉭很難被還原，而且只能到+4價，鈮和鉭在硫酸介質(zhì)中表現(xiàn)出較大的差別。硫酸溶液浸取時，反應(yīng)溫度控制在120~200oC，硫酸濃度為40~60%，可使精礦中的大部分組分都能轉(zhuǎn)化成可溶性的硫酸鹽。過濾后的濾液，用少量的水稀釋溶液，堿土元素的硫酸鹽水解產(chǎn)生沉淀，分離沉淀后調(diào)節(jié)溶液的pH值，可分別沉淀出鈮鉭的氫氧化物純液，不過也可以直接從硫酸溶液中萃取分離鈮和鉭。為強(qiáng)化鈮鉭的浸出效果，硫酸溶液浸取過程中常加入氟化銨等[11]或硝酸[4,30]。在硫酸溶液浸取中加入硝酸，主要起到氧化劑的作用[4,30]。El-Hussaini和Mahdy[4]曾經(jīng)利用硫酸-硝酸混合溶液，對含有褐釔鈮礦、黑稀金礦和鐵鈦鈾礦的原礦進(jìn)行了有價金屬元素的提取。通過各因素如溫度、硫酸-硝酸濃度、時間、礦/酸比等的考察，得到了較優(yōu)的浸取條件：混合酸中硫酸濃度為10.8M、硝酸濃度為5.3M、酸礦比為3:1、反應(yīng)溫度為200oC、反應(yīng)時間為2h。結(jié)果表明幾乎全部的鈮和鉭全部浸取出，同時Th和稀土元素的浸取率能分別達(dá)到86%和70%。硫酸化焙燒對于鈰鈮鈣鈦礦的分解有著很好的效果。一般是將鈮鉭粗精礦和濃硫酸(85~92%)按照一定的質(zhì)量比(1:2~3)進(jìn)行配料，然后置于馬弗爐中進(jìn)行焙燒，溫度為150~200oC。此外，在焙燒時常加入少量的硫酸銨以防止反應(yīng)物燒結(jié)。焙燒過程中，鈮和鉭在大量鈦存在的條件下以同晶形雜質(zhì)進(jìn)入硫酸鈦復(fù)鹽。焙燒完后對熟料進(jìn)行水浸可使鈮鉭可以進(jìn)入溶液中。此外，熟料也可以采用硫酸(150~300g?L-1)及雙氧水(10~30g?L-1)溶液浸取的方法。這時主要生成可溶性的過氧絡(luò)合物，如H2NbO4(H2NbO2(O2))、H2TaO4(H2TaO(O2)2)等，溶液再進(jìn)入下一步的分離純化。當(dāng)硫酸銨的用量較高（粗精礦：硫酸銨=1:1.4）時，在硫酸化焙燒溫度為230~270oC的條件下，所生成的鈮鉭復(fù)鹽不會被鈦所同晶置換。此時將熟料進(jìn)行水浸，鈮和鉭則以絡(luò)合硫酸鹽的形式進(jìn)入到溶液中。
2.2堿法
堿法分解鉭鈮礦主要采用氫氧化鈉和氫氧化鉀試劑，也常采用NaOH+Na2CO3或KOH+K2CO3的混合試劑來降低熔融物的熔點(diǎn)和粘度。按照分解工藝來說，堿法可以分為堿熔法、堿性水熱法和KOH亞熔鹽法。
2.2.1堿熔法
堿熔法的一般工業(yè)實(shí)施方法基本相似，首先將混合試劑放入到鋼制坩堝中在400~500oC下進(jìn)行熔融，然后邊攪拌邊加入粒度為0.1mm的精礦，此時應(yīng)控制精礦的加入速度，加入速度過快會引起激烈反應(yīng)而導(dǎo)致熔體噴濺。精礦按照與氫氧化鈉（鉀）重量比為3:1的比例進(jìn)行加入。加入完成后，將反應(yīng)釜的溫度升高至800oC，并維持約30min，然后將熔體倒入到水中進(jìn)行水淬，或薄層倒入鐵盤中。鈉分解時多鉭酸鈉和多鈮酸鈉與氧化鐵、氧化錳均轉(zhuǎn)入到沉淀中，而大部分硅、錫、鎢、鋁等元素以硅酸鹽的形式進(jìn)入到溶液中，實(shí)現(xiàn)了與鈮鉭的分離。過濾分離后的固體渣用鹽酸在一定溫度下進(jìn)行分解，鐵與錳則進(jìn)入到溶液中，多鉭酸鈉和多鈮酸鈉轉(zhuǎn)為氫氧化鉭和氫氧化鈮，經(jīng)水洗，烘干等步驟，即可獲得工業(yè)純鉭鈮化合物。用氫氧化鉀做熔劑時，水浸反應(yīng)完成后的熔體，大部分的鉭和鈮以可溶性的多鉭酸鉀和多鈮酸鉀的形式進(jìn)入到溶液中，氧化鐵、氧化錳和鈦酸鉀則留在水浸渣中。此時向水浸液中加入氯化鈉，可以使得鈮和鉭以多鉭酸鈉和多鈮酸鈉沉淀的形式全部沉淀出來。再經(jīng)過鹽酸處理即可獲得鉭和鈮的混合氫氧化物。該法的缺點(diǎn)是鉭鈮的回收率偏低，約為80%，不過采用氫氧化鉀分解所得鉭鈮混合物的純度較采用氫氧化鈉制得的要高，相對來說流程較長。
2.2.2堿性水熱法
為解決堿熔法分解鉭鈮礦中的不足，前蘇聯(lián)學(xué)者開發(fā)出了堿性水熱法，亦稱堿溶液高壓釜分解法。利用該法可使得鉭鈮的浸取率在90%以上，并使得堿耗降至堿熔法的1/6，不過該法一直未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。該法采用30~40%的NaOH或KOH在溫度150~200oC下與精礦進(jìn)行反應(yīng)2~3h，分解時首先生成可溶性的多鉭酸和多鈮酸，隨后轉(zhuǎn)化為不溶性的偏鉭酸和偏鈮酸。將用NaOH水熱法處理鉭鈮礦后得到的溶液過濾，濾液補(bǔ)充堿后返回釜中再利用。濾渣用15%的鹽酸（固液比1:1）在溫度80~90oC下進(jìn)行酸洗30min，得到的不溶性偏鉭酸鈉和偏鈮酸鈉在室溫下即可被10~20%的氫氟酸所溶解，進(jìn)入下一步的鉭鈮的萃取分離。采用KOH對鉭鈮礦進(jìn)行分解時，典型反應(yīng)條件為33~37%的KOH，反應(yīng)溫度為200oC。為提高生成多鉭酸和多鈮酸的速度，需要加入一定量的氧化劑。根據(jù)生成的六鉭（鈮）酸鉀在KOH溶液與水溶液中溶解度的差異，可先將分解后的沉淀物進(jìn)行水洗，將鉭鈮轉(zhuǎn)入到溶液中。然后將溶液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，重新加入KOH以沉淀出六鉭（鈮）酸鉀，得到的沉淀物經(jīng)鹽酸分解后即可得到純度較高的鈮鉭混合氧化物。
2.2.3KOH亞熔鹽法
最近幾年來，中國科學(xué)院過程工程研究所張懿等[31-34]從生產(chǎn)源頭著手，研發(fā)了KOH亞熔鹽強(qiáng)化浸出低品位、難分解鈮鉭礦的清潔化工冶金共性技術(shù)。亞熔鹽為原始創(chuàng)新的反應(yīng)/分離介質(zhì)，定義為提供高化學(xué)活性和高活度負(fù)氧離子的堿金屬高濃度離子化介質(zhì)，具有低蒸汽壓、沸點(diǎn)高、流動性好等優(yōu)良物化性質(zhì)和高活度系數(shù)、高反應(yīng)活性、分離功能可調(diào)等優(yōu)良反應(yīng)、分離特性。
2.3氯化法
氯化法主要是利用鈮鉭礦中各元素的氯化衍生物的蒸汽壓的差別，把精礦中的主要組分加以分離。該法在工業(yè)上一般用于處理復(fù)雜的鉭鈮精礦或錫渣。典型的工藝流程為：精礦在還原劑（如木炭、石油焦等）的作用下，在400~800oC下進(jìn)行氯化反應(yīng)，生成的沸點(diǎn)較低的鈮、鉭氯化衍生物在氯化過程中可被氣體帶走，經(jīng)冷凝之后可回收。而沸點(diǎn)較高的氯化物，包括稀土，鈉，鈣及其他的氯化物則留在反應(yīng)器中形成氯化物熔鹽。還原劑的加入，可以使得氯化反應(yīng)能有效的進(jìn)行，并能提高反應(yīng)速率，起著還原與活化的雙重作用。工藝流程上一般分為團(tuán)塊氯化和熔鹽氯化兩種。團(tuán)塊氯化是將鉭鈮精礦和還原劑混合配料后，加入料漿或煤焦油進(jìn)行壓團(tuán)成塊，干燥之后置于700~800oC下進(jìn)行焙燒，然后氯化。熔鹽氯化是將磨細(xì)的鈮鉭精礦和石油焦一起加到熔融的氯化鈉和氯化鉀混合鹽中，氯氣由氯化器底部風(fēng)嘴進(jìn)入，氯氣經(jīng)過熔鹽起到鼓泡的作用，使得精礦中各組分能發(fā)生氯化反應(yīng)。與團(tuán)塊氯化相比，熔鹽氯化具有氯化反應(yīng)速度快并能連續(xù)化操作的優(yōu)點(diǎn)。
2.4其他方法
值得注意的是，前述的方法大多適用于高品位的精礦。但對于難以富集的低品位礦來說，這些方法并不適用，尤其是對硅含量較高的鈮鉭礦，會引起大量的酸耗及堿耗，并造成分離純化困難。相應(yīng)地，其他方法，如硫酸氫鉀法等也有了相應(yīng)的研究。El-Hazek等[23]利用硫酸氫鉀對埃及當(dāng)?shù)氐拟夈g原礦（Nb2O51.25%,Ta2O50.13%,SiO274%）進(jìn)行了煅燒浸取，系統(tǒng)考察了礦/硫酸氫鉀質(zhì)量比、煅燒溫度、煅燒時間等因素對鈮鉭提取率的影響，確定出較優(yōu)的反應(yīng)條件為：礦/硫酸氫鉀=1:3，反應(yīng)溫度650oC，煅燒時間為3h，此時鈮鉭的提取率分別達(dá)到了98.0%和99.3%。雖然該法在鈮鉭浸取率上幾乎達(dá)到100%，但其工業(yè)價值及應(yīng)用前景還有待驗(yàn)證。另外KHF2熔融法主要用于化學(xué)分析，這些試劑價格比較高，工業(yè)應(yīng)用價值并不高。
3.技術(shù)分析
處理鈮鉭礦常用的冶金方法及技術(shù)特點(diǎn)見于表1中。從表1可以看出，工業(yè)上目前最常用的方法仍是氫氟酸法。對于氫氟酸法來說，該工藝流程簡單，分解溫度較低(90~100oC)且浸取率高(98~99%)，適于浸取高品位的精礦。不過，在精礦分解過程中，會有6~7%的HF揮發(fā)造成物料損失并會引起操作環(huán)境的危害。此外，該法對設(shè)備的材質(zhì)要求很高，增大了成本投入。硫酸法應(yīng)用范圍較窄，只能用于易于分解的鈦鉭鈮復(fù)合精礦，對于其他鈮鉭礦來說并不具有普遍性。硫酸法對反應(yīng)器材質(zhì)要求較氫氟酸法低，不過也存在著操作復(fù)雜，酸耗量大等問題。堿熔法是鈮鉭冶金工業(yè)上最早采用的方法之一，但也存在著堿消耗量大(約為理論堿礦比的6~8倍)、對設(shè)備要求高、堿性熔體操作困難、鈮鉭的單程回收率較低（僅為80%）等問題，目前該法在工業(yè)應(yīng)用上已經(jīng)面臨淘汰。氯化法適于處理復(fù)雜的鈮鉭精礦或錫渣，不過也存在著設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，對環(huán)境不友好，操作條件嚴(yán)苛等缺點(diǎn)，不符合當(dāng)前節(jié)能減排的方針政策，目前在工業(yè)上的應(yīng)用已經(jīng)很少。
4.結(jié)語
本文總結(jié)了國內(nèi)外鈮鉭工業(yè)中常用的技術(shù)路線及方法，并對各工藝技術(shù)特點(diǎn)分別進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，目前國內(nèi)外鈮鉭礦的冶金技術(shù)仍主要以氫氟酸法為主。利用高濃度的氫氟酸產(chǎn)生的苛性條件來分解鈮鉭礦，這不僅對操作環(huán)境及周圍環(huán)境有著危害，浸取之后的廢渣同樣給環(huán)境帶來了巨大的污染。尋找出無氟化高效提取鈮鉭的工藝路線，是當(dāng)前鈮鉭工業(yè)需要解決的難題之一。另外，我國的鈮鉭礦多為低品位難處理礦，如何開發(fā)出較為經(jīng)濟(jì)合理的處理低品位鈮鉭礦的工藝路線，是我國鈮鉭工業(yè)亟需解決的另一個問題。為解決這些難題，最新的實(shí)驗(yàn)室研究進(jìn)展主要集中在亞熔鹽法，硫酸化焙燒法和硫酸氫鉀法等。這些方法對于處理低品位的鈮鉭礦都有著很好的效果，鈮鉭的浸取率都維持在一個很高的水平，有著良好的工業(yè)化的前景，不過為實(shí)現(xiàn)最終的工業(yè)化應(yīng)用，還需要鈮鉭冶金學(xué)者大量的工作和進(jìn)一步的努力。
作者：高文成 溫建康 單位：北京有色金屬研究總院
1鋼鐵冶金渣的常規(guī)利用方式
鋼鐵冶金渣的常規(guī)利用方式可分為冶金返回材料、路和建筑材料以及生產(chǎn)農(nóng)用肥料和土壤改良劑3種。轉(zhuǎn)爐渣多用作冶金返回材料，相關(guān)研制開發(fā)分為燒結(jié)礦熔劑、高爐和化鐵爐熔劑以及用作煉鋼返回渣等利用方式，轉(zhuǎn)爐渣中含有大量的氧化鈣，可以替代石灰石，用作燒結(jié)熔劑加以使用，即在燒結(jié)礦中加入適量轉(zhuǎn)爐渣，在燒結(jié)造球的同時還能提高燒結(jié)速度，并與轉(zhuǎn)爐渣中的鐵、氧化鐵產(chǎn)生放熱反應(yīng)，為鈣、鎂碳酸鹽的再分解提供所需熱量；轉(zhuǎn)爐渣還可以用作高爐或化鐵爐的轉(zhuǎn)熔劑，這樣可以節(jié)省石灰石和生產(chǎn)所需的熱能，只是目前這種利用方式并不多見，其原因在于高爐現(xiàn)多使用高堿度燒結(jié)礦來完成冶煉，石灰石已經(jīng)很少采用，轉(zhuǎn)爐渣替代石灰石的作用也因此受到了限制。由于冶金渣的物理性能和天然巖石比較相近，因此也廣泛用作道路及建筑材料，在一些基礎(chǔ)工程建設(shè)中的使用量非常大，如對礦渣磚的利用，加入適量的膠凝材料，再進(jìn)行攪拌、成型、養(yǎng)護(hù)，進(jìn)而制成建筑用磚，這種磚可用于房屋修建和地下薦椎等；對礦渣混凝土的利用，則是以高爐水渣為原料，加入水泥熟料、石灰等，混合放入輪輾機(jī)中，并加入水和骨料碾磨，進(jìn)而制成礦渣混凝土，主要用作小型的混凝土預(yù)制件；再有，冶金渣碎石的顆粒強(qiáng)度還可以滿足地基工程的需求，其密度及性能易與瀝青結(jié)合，多被用作地基用碎石，用于鐵路等地基工程的回填。此外，冶金渣的主要成分為氧化鈣、二氧化硅，并含有各種復(fù)合礦物及微量元素，如Zn、CU等，這些均為農(nóng)作物成長所必備的肥料，對冶金渣中的的有效成分加以利用，可以用作生產(chǎn)農(nóng)用肥料和土壤改良劑，如未經(jīng)爐外脫磷處理的鐵水，對其進(jìn)行提取可適合缺磷的堿性土壤使用；將轉(zhuǎn)爐渣中的二氧化硅磨細(xì)，可用作硅肥使用；提取轉(zhuǎn)爐渣內(nèi)的氧化鈣等物質(zhì)，將其磨碎后便可用作酸性土壤的改良劑。
2實(shí)現(xiàn)我國鋼鐵冶金渣子資源化利用的有效途徑
目前，我國鋼鐵冶金渣資源化利用過程中存在很多問題，集中體現(xiàn)體現(xiàn)為利用冶金渣開發(fā)的產(chǎn)品，其附加值不高，且潛熱也未能得到充分利用，冶金渣集中使用在代替砂石方面，也就是用于水泥的生產(chǎn)以及建筑材料的使用，關(guān)于冶金渣作為農(nóng)家肥和土壤改良劑雖然在研究與開發(fā)上取得了一些進(jìn)展，但是，只是停留在對冶金渣一些有效成分的簡單使用上，在利用過程中，對其爐內(nèi)所排放出的高溫，還沒有找到有效的利用途徑，有必要對這些問題予以解決。
2.1充分激發(fā)冶金渣的活性
以往，對于冶金渣資源化的利用有著很成功的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而使冶金渣大量的用于水泥生產(chǎn)方面，只是對其進(jìn)行利用的附加值并不高，致使其用于水泥生產(chǎn)所顯現(xiàn)出的活性也不高，有鑒于此，應(yīng)充分激發(fā)冶金渣的活性，使之能夠達(dá)到與硅酸鹽水泥活性接近的程度，進(jìn)而才能實(shí)現(xiàn)冶金渣附加值利用的最大化。當(dāng)前，機(jī)械方法是激發(fā)冶金渣活性的常用手段，其原理為通過該方法來降低冶金渣的顆粒度，提高其水硬膠凝性能，進(jìn)而使其顆粒表面積得以增大，從而增加新生顆粒的內(nèi)能和表面能，與此同時，使晶體結(jié)構(gòu)和表面物理化學(xué)相反應(yīng)，促使冶金渣中的礦物質(zhì)能夠更大面積的與水面接觸，進(jìn)而提高礦物與水的水化反應(yīng)速度。
2.2生產(chǎn)緩釋性鉀肥
目前，將冶金渣用于生產(chǎn)緩釋性鉀肥已經(jīng)成為冶金渣資源化利用的新興技術(shù)手段，這種肥料易溶于植物根部，其性質(zhì)能夠有效的減少因灌溉與雨水沖擊所引起的肥料流失問題，而且現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對這種肥料的需求量也越來越大[4]。氮磷鉀是促進(jìn)植物生產(chǎn)的最重要因素，而植物在生產(chǎn)的過程中對于鉀肥的需求量是比較小的，但是在結(jié)果期對鉀肥的需求量卻很大，因此，這就要求鉀肥的肥效要相對較長，具備良好的時效性，也就是要求鉀肥要具有緩釋性。
3總結(jié)
隨著我國鋼鐵產(chǎn)量的不斷增加，冶金渣量不斷提升，而對冶金渣傳統(tǒng)的處理方法不僅浪費(fèi)了資源，還對環(huán)境造成了污染，加重了環(huán)境負(fù)擔(dān)，因此，實(shí)現(xiàn)鋼鐵冶金渣資源化的利用是當(dāng)前社會以及行業(yè)發(fā)展的必然要求。這就要求要結(jié)合當(dāng)前冶金渣資源化利用的現(xiàn)狀，針對所存在的不足來一一進(jìn)行完善，包括充分激發(fā)冶金渣的活性以及生產(chǎn)緩釋性鉀肥，只有這樣才能有效的實(shí)現(xiàn)鋼鐵冶金渣資源化的利用。
作者：于加兵 單位：貴州大學(xué)
1我國有色冶金工業(yè)自動化發(fā)展現(xiàn)狀
從國外引進(jìn)的先進(jìn)的自動化系統(tǒng)和設(shè)備后,我們將其進(jìn)行消化和創(chuàng)新,改造出了與我國實(shí)際冶金生產(chǎn)相適應(yīng)的設(shè)備,已經(jīng)具備了較高的水平。不過從國際角度出發(fā),我國自動化技術(shù)產(chǎn)品的生產(chǎn)還有很大的提升空間。我國自動化技術(shù)不具備自主的知識產(chǎn)權(quán),主要還是以進(jìn)口為主,而這些系統(tǒng)來自于不同的國家,甚至有一部分是國外已經(jīng)淘汰的系統(tǒng),阻礙了平臺集合。此外,自然環(huán)境的污染和能源結(jié)構(gòu)的破壞,要求生產(chǎn)必須要提高效率和降低消耗,一些老舊的設(shè)備應(yīng)該淘汰。
2自動化技術(shù)在有色冶金工業(yè)中的應(yīng)用
2.1現(xiàn)場總線技術(shù)
現(xiàn)場總線控制技術(shù)簡稱FCS,至今已經(jīng)發(fā)展了30多年,在其發(fā)展過程中,已經(jīng)在國際上擁有60多個不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的總線產(chǎn)品?，F(xiàn)場總線控制技術(shù)具有自身的特征,其擁有多種不同系統(tǒng)的無縫集成、控制設(shè)備和企業(yè)高層聯(lián)系等,能夠使系統(tǒng)開發(fā)和不同系統(tǒng)之間可以功能自治,也可以相互操作,并且能夠進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分?jǐn)?shù),因此,其在有色冶金工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。
2.2管理信息系統(tǒng)在工業(yè)中的應(yīng)用
企業(yè)的管理是企業(yè)的整體發(fā)展的重要部分,企業(yè)如果配備了一個良好的管理模式,那么就可以有效的提高企業(yè)的市場競爭力,推動企業(yè)的快速發(fā)展。企業(yè)信息化系統(tǒng)的自動控制是在冶金工業(yè)中,將冶金一系列程序的所有信息進(jìn)行集成,從而通過實(shí)施管理、技術(shù)、生產(chǎn)的控制的信息集成,進(jìn)行及時采集生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。對有色冶金質(zhì)量管理、實(shí)時監(jiān)測和故障診斷進(jìn)行智能管理,能夠有效的降低生產(chǎn)成本,利用信息化管理能夠達(dá)到能源管理和動態(tài)管理智能管理的目的,從而為企業(yè)的發(fā)展提供創(chuàng)新的基礎(chǔ)。
3以太網(wǎng)在有色冶金自動化技術(shù)中的應(yīng)用
3.1以太網(wǎng)的特點(diǎn)
隨著有色冶金企業(yè)的持續(xù)擴(kuò)大和發(fā)展,加大了有色冶金領(lǐng)域的競爭力。企業(yè)要想提升競爭力,就必須要改造落后的設(shè)備，引進(jìn)新設(shè)備。不斷更新的新技術(shù),造成新技術(shù)與舊技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)在控制系統(tǒng)上的高度集成。以太網(wǎng)是自動化的控制網(wǎng)絡(luò),其能夠有效的解決此問題。以太網(wǎng)具有較高的數(shù)據(jù)傳輸速度,并且可以提供足夠的帶寬需求,存在時間相對較長,在設(shè)置、診斷等方面的具有較高的應(yīng)用價值。以太網(wǎng)有相同的通信協(xié)議,其能夠允許不同的通信協(xié)議在同一個總線上運(yùn)行,為企業(yè)提供了一個公共網(wǎng)絡(luò)平臺基礎(chǔ)。
3.2以太網(wǎng)在有色冶金自動化技術(shù)中的應(yīng)用
在有色冶金工業(yè)生產(chǎn)過程中,通過以太網(wǎng)能夠?qū)⒉煌愋偷木W(wǎng)絡(luò)化的儀器儀表與工業(yè)計算機(jī)相連,并且在相同的總線上運(yùn)行,從而對所有的系統(tǒng)進(jìn)行控制。以太網(wǎng)在有色冶金自動化技術(shù)中的應(yīng)用,減少了對原材料的銅礦石進(jìn)行成分分析的步驟,這些分析大部分都能夠利用網(wǎng)絡(luò)化實(shí)現(xiàn),檢測結(jié)果直接傳達(dá)到相關(guān)部門,同時還可以將這些數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行共享,企業(yè)的成員及客戶都可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行查找所需數(shù)據(jù)。如圖1,在現(xiàn)場利用以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊,將可編程邏輯控制器作為主站,其余設(shè)備為副站,對所有獨(dú)立系統(tǒng)的穩(wěn)定性起到重要的保障作用。
4結(jié)語
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,有色金屬的需求也越來越大,將自動化技術(shù)應(yīng)用在有色冶金工業(yè)中,一方面能夠有效的提升生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量,一方面還能夠減少工作人員實(shí)際操作的危險,是有色冶金工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。不過我國引進(jìn)自動化技術(shù)相對較晚,技術(shù)水平與國際相比還存在較大的不足,因此,我國有色冶金企業(yè)應(yīng)該大力培養(yǎng)科研人員,投入資金,不斷研發(fā)自動化技術(shù),從而提高我國有色冶金工業(yè)自動化水平,推動有色冶金企業(yè)的發(fā)展。
作者：李其凡 單位：首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司
1闡述物位檢測儀表的工作方式
在開展系統(tǒng)的過程控制中以及物料高度值的顯示方面，完全能夠利用總線方式連接到計算系統(tǒng)中。此方面的物位檢測儀表在一般情況會稱作物位變送器或者物位檢測儀；其二，以某設(shè)定位置為基準(zhǔn)，在容器中的物料高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出設(shè)定的位置時，傳感器在輸出方面一般為基電極的開路信號。此信號往往會用在報警器動作或者驅(qū)動指示燈當(dāng)中，此類物位檢測儀表一般會稱作物位開關(guān)。
2物位檢測儀表在安裝過程中的注意事項(xiàng)
2.1若將儀表設(shè)備安裝于存在較大灰塵或者露天的場所中時，需要將防護(hù)罩加裝在物位計的上部。一方面能夠確保物位計不會遭受碰撞或者踩踏，另一方面也會達(dá)到防塵防雨的效果。
2.2要擰緊接線盒的出線鎖緊頭，以此來避免在接線盒中產(chǎn)生贓物、灰塵和水汽。
2.3在安裝儀表設(shè)備之間的準(zhǔn)備階段中，需要根據(jù)相關(guān)的設(shè)計文件細(xì)致的核對附件、材質(zhì)、規(guī)格、型號和位號，外觀需要保持完好無缺的狀態(tài)。
2.4安裝的階段，精密性是物位檢測儀表顯著的特征，因此需要對物位檢測儀表輕拿輕放，以此來防止發(fā)生碰撞的現(xiàn)象。
3接觸式物位檢測儀表在冶金工業(yè)中的安裝與應(yīng)用
3.1電容式物位開關(guān)在冶金工業(yè)中的安裝與應(yīng)用
因?yàn)殡娙菔轿镂婚_關(guān)，具體是探測固體料位，針對擁有較大的顆粒的固體物料，想要防止在進(jìn)料的過程中將探頭砸壞，有必要將一根較比探頭要長的角鋼，焊在探頭的正上方，一般情況角鋼會設(shè)置在L50mm×50mm×5mm左右。然而物料若是粉塵狀，想要防止由于附著的殘余物料，在探頭上造成物位開關(guān)的錯誤指令，則有必要把探頭下傾斜18°左右。
3.2靜壓式液位變送器在冶金工業(yè)中的安裝與應(yīng)用
在安裝靜壓式液位變送器的過程較為方便、簡單，主要是纜繩的直接投入式。可是，在對靜壓式液位變送器進(jìn)行安裝的過程中，需要選取較為適當(dāng)?shù)陌惭b電位，才能夠?qū)崿F(xiàn)其便捷度。靜壓式液位在安裝相關(guān)部件的位置時，有必要相應(yīng)的避讓液體的出口和進(jìn)口。當(dāng)靜壓式液位變送器應(yīng)用在某鋼廠的高爐工程當(dāng)中時，會因?yàn)榇嬖谳^大的濁環(huán)回水量，促使此變送器產(chǎn)生了較大的探頭擺動現(xiàn)象，造成在測量過程中失去了真實(shí)性。通過分析該工程工作人員利用加裝測量保護(hù)管，消除了變送器的失真狀況。
3.3差壓式液位變送器在冶金工業(yè)中的安裝與應(yīng)用
在測量敞開式容器的液位時，變送器需要在容器最底部位置的液位工藝零點(diǎn)處安裝。針對差壓式液位變送器，若對于導(dǎo)管的測量，和變送器的“-”壓室、“+”壓室呈現(xiàn)出相反的狀態(tài)時，則需要反向的設(shè)置變送器所測量的量程，也就是不需要對導(dǎo)壓管改變連接狀態(tài)。在安裝差壓式液位變送器時，其高度不能夠比下部的取壓口高。在測量密閉式容器中的液位時，下部中的取壓點(diǎn)需要利用變送器“+”壓室與導(dǎo)壓管的連接狀態(tài)，使其變送器“-”壓室和上部取壓點(diǎn)相互連接。因?yàn)樵诿荛]容器當(dāng)中，把被測液體中的靜壓除外，在容器的內(nèi)部還會擁有一部分的氣壓，并且氣體擁有著極強(qiáng)的可壓縮性。因此，在應(yīng)用的階段，有必要將導(dǎo)壓管內(nèi)部所儲存的氣體徹底的排放干凈，以此來保證對導(dǎo)管的測量，能夠擁有液體都是被測狀態(tài)，可以確保測量的真實(shí)性。針對容器的內(nèi)部所存在的較大黏度液體、容易自聚液體或者雜質(zhì)凝聚液體等，需要合理的選取毛細(xì)管式的差壓變送器，以其來防止導(dǎo)管在測量時的堵塞情況。
4結(jié)語
在安裝物位檢測儀表的準(zhǔn)備工作中，有必要透徹的了解物位檢測儀表的安裝與應(yīng)用，對于儀表的施工工藝也需要相應(yīng)的掌握。力求保證能夠正確的安裝物位檢測儀表，從而實(shí)現(xiàn)物位檢測儀表在運(yùn)行的可靠性與正確性。
作者：柏宏艷 陸明敏 周少華 單位：蘇州海易達(dá)消防檢測技術(shù)有限公司 科林環(huán)保裝備股份有限公司 梅思安蘇州安全設(shè)備有限公司
1冶金工業(yè)工程的特點(diǎn)
（1）非正常的施工條件下施工。
在正常的施工條件下，冶金工業(yè)工程按照多數(shù)施工企業(yè)具備的機(jī)械裝備程度，施工中常用的施工方法、施工工藝和勞動組織，以及合理工期和合格工程進(jìn)行編制的，反映了社會平均消耗水平。如安裝工程主要指：①設(shè)備、材料、成品、半成品、構(gòu)件完整無損，符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計要求，附有合格證書和試驗(yàn)記錄。②安裝工程和土建工程之間的交叉作業(yè)正常。③安裝地點(diǎn)、建筑物、設(shè)備基礎(chǔ)、預(yù)留孔洞等均符合安裝要求。④水、電供應(yīng)均滿足安裝施工正常使用。⑤正常的氣候、地理?xiàng)l件和施工環(huán)境。由于市場競爭激列，企業(yè)上一個項(xiàng)目，都希望盡快產(chǎn)生效益，難免趕工期、趕進(jìn)度；改建、大修、維修項(xiàng)目多發(fā)生生產(chǎn)與施工同時進(jìn)行、地下障礙物、現(xiàn)場干擾、采用特殊的施工方法、施工工藝和勞動組織等情況。
（2）設(shè)計變更較多。
由于鋼鐵行業(yè)已產(chǎn)能過剩，目前冶金工業(yè)工程改造、大修、維修居多，設(shè)計上，新舊交接的位置、尺寸較難準(zhǔn)確把握；新舊接合的整體功能滿足上也容易出現(xiàn)問題，有的尺寸視施工時的現(xiàn)場情況臨時定，因功能無法滿足，現(xiàn)場變更設(shè)計等情況也較多。
2冶金工業(yè)工程造價管理的主要特征
2.1預(yù)、結(jié)算的計價依據(jù)多樣化
通常情況下，工程預(yù)算、結(jié)算的計價依據(jù)為各省市在全統(tǒng)定額基礎(chǔ)上編制的《消耗量定額》，而冶金工業(yè)工程的行業(yè)特殊性及存在大量大修、維修的工程內(nèi)容，在《消耗量定額》上很多找不到子目可套用，須結(jié)合使用《冶金工業(yè)建設(shè)工程預(yù)算定額》、《鋼鐵企業(yè)檢修工程預(yù)算定額》、《電力建設(shè)工程預(yù)算定額》以及企業(yè)自編定額。特別是小的改造項(xiàng)目、檢修、維修性質(zhì)的項(xiàng)目，需自編定額或單獨(dú)議價定價。如：土建工程中的清除淤泥、鑿墻洞、基礎(chǔ)拆除、凝固性水渣鑿除等。
2.2概算估算不準(zhǔn)，預(yù)算偏差大
在施工過程中，工程不可預(yù)見的情況較多發(fā)生、非正常的施工條件下施工等產(chǎn)生的費(fèi)用變化是在概算估算階段無法準(zhǔn)確估計的，加之施工過程中產(chǎn)生的設(shè)計變更費(fèi)用上的增減也難以在預(yù)算時準(zhǔn)確計算。
2.3結(jié)算審核爭議多
（1）由于《冶金工業(yè)建設(shè)工程預(yù)算定額》、《鋼鐵企業(yè)檢修工程預(yù)算定額》的修訂工作存在滯后性，有的新工藝、新方法在定額子目中不能及時體現(xiàn)，結(jié)算編制與審核時只能找接近的參考套用，不同人對定額的理解不同，加之對施工過程了解的程度不同，在定額的套用上往往達(dá)不成一致的合理意見。
（2）多種定額同時使用，有的分部分項(xiàng)工程在不同的定額中均有合適的可套用，承、發(fā)包方站的角度不同，認(rèn)可的子目也不同。
2.4招投標(biāo)標(biāo)文、合同計價依據(jù)
冶金工業(yè)工程招標(biāo)文件與合同需要結(jié)合不同的工程特點(diǎn)區(qū)別對待，并考慮多樣化。固定總價合同均產(chǎn)生包干工作內(nèi)容外增加費(fèi)用、定額計價與部分固定單價包干相結(jié)合、一份合同同時套用四五種定額等是冶金工業(yè)工程合同中常見的特色。此外，定期分析、編制容易引起爭議的分部分項(xiàng)工程定額子目是造價部門的重要管理工作。
3控制冶金工業(yè)工程造價控制措施
3.1將預(yù)算的加強(qiáng)與創(chuàng)新獎勵機(jī)制相結(jié)合，建立改善提案機(jī)制，有效控制投資
建立并完善工程造價的提案機(jī)制，主要目的為通過創(chuàng)新獎勵機(jī)制，有效激發(fā)企業(yè)員工工作的積極性和創(chuàng)造性，使其開動腦筋，不斷改進(jìn)施工措施，優(yōu)化項(xiàng)目設(shè)計方案，以實(shí)現(xiàn)節(jié)省投資、提高工程質(zhì)量和縮短施工周期的密度，同時保證施工的安全。通過對比不同的施工預(yù)算方案，選擇最優(yōu)的造價方案，以實(shí)現(xiàn)有效控制工程投資的目的。比如在優(yōu)化是工程設(shè)計和工程施工組織方案時，主要以節(jié)約基建技術(shù)改造，或者增加投資費(fèi)用，通過改善獎勵方案，實(shí)施正面激勵。在方案實(shí)施之后，改善成果，采用兩重遞進(jìn)式來獎勵員工。
3.2嚴(yán)格控制工程全過程管理
施工全過程造價管理有如下意義：
（1）提高結(jié)算審核質(zhì)量與效率。
表現(xiàn)三個方面：①承包方有的造價管理薄弱，預(yù)算員素質(zhì)及水平不夠，結(jié)算編制質(zhì)量差，業(yè)主主動事前提醒合同執(zhí)行的注意事項(xiàng)，指導(dǎo)簽證辦理，可提高結(jié)算提交速度及結(jié)算編制質(zhì)量。比如維修工程因項(xiàng)目小利潤低，有實(shí)力的承包商不愿承接，小的承包商往往無專職預(yù)算員，有的為施工員兼職，簽證的表達(dá)、結(jié)算編制非常不規(guī)范，在結(jié)算審核環(huán)節(jié)無法順利完成合同履行。通過結(jié)合造價要求來規(guī)范簽證，在施工過程中，業(yè)主施工代表及承包人施工代表才能夠及時辦理有質(zhì)量的簽證。②指導(dǎo)施工詳圖的繪制，結(jié)合造價要求與施工管理部門共同制定具體的繪圖標(biāo)準(zhǔn)與要求，使之標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，確保造價審核的順利進(jìn)行。③對每一簽訂合同的承包人做事前告知工作，把業(yè)主的結(jié)算習(xí)慣、結(jié)算程序、工程施工過程中可遇見的特殊情況等整理成專門的資料，與承包人進(jìn)行詳細(xì)交底。
（2）了解施工情況，提高定額套用的準(zhǔn)確性。
很多定額爭議的解決是建立在熟悉施工情況的基礎(chǔ)上的，只有熟悉施工情況，才能分析子目的消耗量與工作內(nèi)容是否相對吻合。有利于制定更為準(zhǔn)確的企業(yè)定額。在了解熟悉施工情況的基礎(chǔ)上，結(jié)合造價審定結(jié)果，對每一工程進(jìn)行造價分析，從而制定出企業(yè)定額。
（3）彌補(bǔ)設(shè)計缺陷，及時完善結(jié)算資料。
設(shè)計缺陷在趕工期趕進(jìn)度的工程項(xiàng)目中時常發(fā)生，如：鋼結(jié)構(gòu)圖紙設(shè)計不完整表現(xiàn)之一為只是簡單的示意、不畫結(jié)點(diǎn)板，這些都不利于檔案資料保存的完整性以及結(jié)算依據(jù)的有效性和充分性。造價人員的跟進(jìn)可及時提出要求，確保及時完成施工詳圖的設(shè)計。許多檢修性質(zhì)的工程設(shè)計圖中也往往只標(biāo)注：具體位置、尺寸現(xiàn)場定。如未在施工過程中及時補(bǔ)畫或不畫詳圖，事后彌補(bǔ)將造成很大的困難。工程概算階段的投資控制，根據(jù)施工圖紙來確定工程量，并套用施工合同確定的工程定額、取費(fèi)等，按照國家規(guī)定的材料價格、設(shè)備同比價格作為主要的控制依據(jù)。在施工過程中，施工單位應(yīng)按照施工圖來編制預(yù)算方案，報審預(yù)算方案。根據(jù)所編制和制定的設(shè)備材料報表，嚴(yán)格控制設(shè)備材料的價格。同時，在施工現(xiàn)場的控制中，根據(jù)實(shí)際情況的變化，比如生產(chǎn)需要、設(shè)計變更或者設(shè)備的修配改等情況，及時補(bǔ)充費(fèi)用，嚴(yán)格控制措施費(fèi)用。
3.3工程決算階段的造價控制
冶金工程的決算是指對實(shí)際工程量的最終確定。而決算造價是否真實(shí)、是否能夠真實(shí)反映工程量，對工程投資的影響是決定性的。而工程量的決算程序包括：在工程竣工驗(yàn)收合格之后，施工單位應(yīng)按照施工中的設(shè)計變更、工程聯(lián)系單和現(xiàn)場簽證等，按照工程定額、招標(biāo)文件和工程量清單等進(jìn)行匯總，從而形成冶金工程的決算書，進(jìn)行初審。在工程開工之前，按照施工圖紙來編制施工圖預(yù)算，在施工過程中如果出現(xiàn)設(shè)計修改、補(bǔ)充或者設(shè)計變更，則應(yīng)根據(jù)雙方合同中的變化條款，重新確定預(yù)算，并共同協(xié)商確定，批復(fù)之后完成決算。在這一階段，控制的重點(diǎn)有以下幾個方面：①嚴(yán)格檢查施工單位的工程決算書是否真實(shí)、是否有效等；②嚴(yán)格檢查竣工圖紙中的設(shè)計變更與工程聯(lián)系單內(nèi)容是否完全符合；③在檢查過程中，如果出現(xiàn)設(shè)計變更，明確是否有聯(lián)系單。在施工過程中，及時聯(lián)系單位監(jiān)理單位確認(rèn)，在決算時，重點(diǎn)審查該部分內(nèi)容，防止費(fèi)用的增加；④嚴(yán)格檢查工程量的變更能夠根據(jù)合同、附件執(zhí)行到位。
4結(jié)語
冶金工程的投資是比較大的，在本文中的第一部分，筆者分析了冶金工程投資特點(diǎn)，包括需要維修的項(xiàng)目比較多、非正常施工下的工程比較多和設(shè)計變更比較多等，因此，工程投資控制難度大。因此，這就要求明確和加強(qiáng)項(xiàng)目投資控制。在本文中，筆者從提高控制造價管理人員素質(zhì)、加強(qiáng)全過程造價控制和決算階段的控制等幾個方面分析了該命題。希望本文對于提高冶金工業(yè)工程造價管理有一定的借鑒意義。
作者：鄭方玉 單位：福建三鋼集團(tuán)有限責(zé)任公司
1鋼管混凝土的性能原理
在低應(yīng)力階段，其基本與普通鋼筋混凝土受壓構(gòu)件相似，即鋼管與混凝土共同分擔(dān)壓力。隨著縱向壓應(yīng)力的增加，混凝土的橫向變形大于鋼管的橫向變形。因此，混凝土對鋼管產(chǎn)生徑向壓力，鋼管在此徑向壓力的作用下，產(chǎn)生環(huán)向拉力。故在鋼管混凝土受壓構(gòu)件的使用階段，尤其是在接近承載力的受力后期階段，鋼管作為承受環(huán)拉力為主的構(gòu)件，使得薄壁鋼管的抗拉強(qiáng)度得以充分發(fā)揮。與此同時，在較大環(huán)拉力作用下，鋼管對混凝土產(chǎn)生了很大的緊箍力，即徑向壓力。構(gòu)件所受的縱向壓力越大，混凝土所受的徑向壓力也越大，這是被動壓力。達(dá)到承載力極限狀態(tài)時，混凝土抗壓強(qiáng)度大大提高。因此，鋼管混凝土柱比普通鋼筋混凝土柱所處的單向受壓狀態(tài)下的承載能力有顯著提高。
2鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)特點(diǎn)
2．1構(gòu)件承載力大大提高相同截面下，鋼管混凝土承載力比普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比高出許多，這對于承受高荷載壓力的受壓構(gòu)件是十分重要的。另一方面，在相同承載力下，鋼管混凝土柱的構(gòu)件截面尺寸得以明顯減小，為改善建筑物的使用條件提供了條件。2．2良好的變形性能混凝土作為脆性材料，其破壞具有明顯的脆性性質(zhì)，即使是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在軸心受壓和小偏心受壓條件下，其破壞特征仍為脆性性質(zhì)。而在鋼管混凝土結(jié)構(gòu)中，由于管中混凝土處于三向約束狀態(tài)，由此不僅改善了使用階段的彈性性能，而且在破壞時產(chǎn)生很大的塑性變形。鋼管混凝土柱的破壞完全沒有脆性特征，屬于塑性破壞，這點(diǎn)已經(jīng)專門的結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。2．3良好的抗震性能由于結(jié)構(gòu)自重大大減輕，對于減少地震作用十分有利。同時結(jié)構(gòu)所具有的良好延性，對于提高建筑物的抗震性能也甚為重要。在這一點(diǎn)上，鋼筋混凝土柱尤其是軸壓和小偏心受壓柱是難以克服的性能缺陷。2．4施工簡單由于鋼管的作用既類似鋼筋混凝土柱縱筋和箍筋，本身又作為澆灌混凝土的模板，故鋼管混凝土的施工省去了鋼筋骨架的加工制作和柱模板，同時鋼管本身還成為施工階段的承重骨架或腳手架。由此不僅節(jié)省了大量的施工材料，而且大大減少了現(xiàn)場工作量，改善了施工條件，有效地縮短了工期。
3冶金工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點(diǎn)
3．1荷載大基于生產(chǎn)工藝流程和相應(yīng)配制的設(shè)備，以及生產(chǎn)操作、設(shè)備維護(hù)更新等實(shí)際要求，工業(yè)建筑的樓面荷載均很大。如煉鋼車間轉(zhuǎn)爐的主操作平臺活荷載達(dá)到30～50kN/m2，車間內(nèi)吊車起重量達(dá)到450t，甚至更大。由于荷載大造成結(jié)構(gòu)自重增加，致使在抗震設(shè)計中地震作用明顯增加。3．2跨度大且高度高冶金工業(yè)廠房隨著工藝條件的變化，跨度呈增大趨勢，高度也不斷增加。高爐煤粉噴吹系統(tǒng)中框架結(jié)構(gòu)高度可達(dá)到80m以上，而軋鋼車間由于工藝設(shè)備的要求，許多廠房跨度已超過40m，如鞍鋼冷軋廠1#、3#鍍鋅線工程主廠房結(jié)構(gòu)單跨40m，高度43.5m。某鋼鐵公司位于廣州市工業(yè)開發(fā)區(qū)新建的寬中厚板(卷)工程精整區(qū)冷床跨廠房單跨更達(dá)到了69m。3．3使用要求高由于設(shè)備運(yùn)行的要求，對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的撓度、裂縫以及振幅等均有特殊要求。如轉(zhuǎn)爐煉鋼廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計，它不但有多連跨廠房、高層剛架，同時吊車的噸位、高層平臺的負(fù)荷很大。高層剛架平臺上根據(jù)工藝要求布置高位料倉、受料斗、水冷煙道等，尤其是高處氧槍平臺設(shè)有有氧槍移動小車，運(yùn)行時對廠房結(jié)構(gòu)有較大的水平推力，如何使單層的多跨廠房與高層剛架變形協(xié)調(diào)，保證高層剛架的剛度是結(jié)構(gòu)設(shè)計需要解決的問題。
4鋼管混凝土在冶金建筑中的應(yīng)用
4．1多高層廠房框架柱冶金工廠中多高層建(構(gòu))筑物主要有高爐煤粉噴吹車間、礦焦槽主框架、熱風(fēng)爐框架、煉鋼車間轉(zhuǎn)爐跨、連鑄平臺等，此類廠房柱所受的荷重一般較大，且對側(cè)移值有一定限制。采用鋼管混凝土柱后則克服了混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，截面尺寸較混凝土柱減小，有利于工藝布置，同時保持了鋼結(jié)構(gòu)僅需裝配連接的快速施工特點(diǎn)。4．2大跨度大柱距或重載單層廠房柱根據(jù)工藝的發(fā)展，目前一些大型廠房的跨度超過40m，柱距可達(dá)18～24m，且廠房中通常設(shè)置了大起重量的吊車。由此帶來廠房柱承受越來越大的豎向荷載，這就為鋼管混凝土發(fā)揮結(jié)構(gòu)優(yōu)越性提供了條件。鋼管混凝土廠房柱形式多為兩階式。此時，為使鋼管混凝土構(gòu)件以承受軸向壓力，下柱均采用雙肢柱或三肢柱，使得各個單肢柱在橫向和豎向荷栽作用下僅承受軸向力，由此充分發(fā)揮鋼管混凝土的性能，同時構(gòu)件顯得輕巧美觀。4．3高爐爐身框架眾所周知，高爐框架在生產(chǎn)、檢修過程中的負(fù)荷是相當(dāng)大的。通常高爐框架設(shè)置有十幾層平臺，同時也承受爐頂設(shè)備的荷載。高爐框架柱處于以軸力為主的偏心受壓狀態(tài)，鋼管混凝土正適合這種構(gòu)件的受力狀態(tài)。因此采用鋼管混凝士作為爐體框架柱可充分發(fā)揮鋼管混凝士的承載能力。在施工時，鋼結(jié)構(gòu)的安裝與管內(nèi)混凝士的灌注可以交叉進(jìn)行。國內(nèi)第一座采用鋼管混凝土的高爐爐身框架的是首都鋼鐵公司2#高爐，1972年建成。高爐爐容V=1200m3，框架平面尺寸為14m×14m的正方形，4根柱17．7m以下采用Φ1000mm×14mm，以上采用Φ700mm×12mm，全高35．2m［2］。4．4各類支架包括電除塵支架、重力(旋風(fēng))除塵器支架、上料通廊支架等。此類支架一般為高架式結(jié)構(gòu)，且以承受軸向力為主。對鋼結(jié)構(gòu)來言，為保證構(gòu)件的穩(wěn)定性而材料強(qiáng)度難以發(fā)揮，由此造成材料的浪費(fèi)。混凝土結(jié)構(gòu)則存在施工難度和工期長的缺陷。鋼管混凝土則可有效地克服上述兩類結(jié)構(gòu)存在的問題，同時可靈活的設(shè)計為不同的外形，以獲得良好的視覺效果。4．5重型操作平臺冶金廠房重型操作平臺主要包括高爐出鐵場平臺、轉(zhuǎn)爐主操作平臺等。高爐出鐵場平臺是高爐爐前出鐵出渣的操作區(qū)域，爐前操作在高爐生產(chǎn)中占有十分重要的地位。根據(jù)大型高爐爐前操作特點(diǎn)，為方便物料運(yùn)輸，場面越發(fā)趨向平坦化，平臺面鋪設(shè)耐熱混凝土保護(hù)平臺結(jié)構(gòu)，自重較大。同時要求可以通行汽車及解體機(jī)、移蓋機(jī)，工作時需要承受較大的活荷載。平臺柱采用鋼管混凝土，平臺梁采用鋼梁后，與傳統(tǒng)的全混凝土的做法相比，鋼結(jié)構(gòu)施工周期短、跨度大、截面小的優(yōu)點(diǎn)得以充分的發(fā)揮，平臺柱數(shù)量可以減少1/4，避免了以往設(shè)計柱過密的問題，同時也間接的降低了基礎(chǔ)造價。
5鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展
(1)薄壁鋼管混凝土。在鋼管混凝土中采用薄壁鋼管，可以進(jìn)一步減少鋼材用量，減少焊接工作量，達(dá)到降低工程造價的目的。(2)采用高性能混凝土的鋼管混凝土。在鋼管中填充自密實(shí)高性能混凝土，不僅可以更好地保證混凝土的密實(shí)度，且可以簡化振搗程序，降低混凝土施工強(qiáng)度和費(fèi)用，減少噪聲污染。(3)中空夾層鋼管混凝土。該結(jié)構(gòu)是將兩層鋼管同心放置，并在兩層鋼管中澆灌混凝土。此結(jié)構(gòu)除了具有實(shí)心鋼管混凝土的優(yōu)點(diǎn)外，還具有自重輕、剛度大的優(yōu)點(diǎn)。由于內(nèi)鋼管受到混凝土的保護(hù)，還具有良好的耐火性能。
6結(jié)束語
鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在冶金工業(yè)建筑中的應(yīng)用不僅有著廣泛的前景，而且具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。誠然，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)還存在著構(gòu)件間連接復(fù)雜、混凝土施工質(zhì)量不容易保證等缺點(diǎn)，但其在工業(yè)建筑中的應(yīng)用前景已為越來越多的工程師們所認(rèn)識，并不斷在實(shí)踐中創(chuàng)造出良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
作者：王濤 單位：中冶東方工程技術(shù)有限公司建工所
