楊文靜

（河鋼集團(tuán)承鋼公司自動化中心，河北 承德 067000）

智能自動化是一種不需要人工參與就能驅(qū)動智能機(jī)器或系統(tǒng)，來施行運(yùn)轉(zhuǎn)的新型技術(shù)[1]。自動化是由美國機(jī)械工程師D.S哈德在1946年率先提出的一個新型名詞。如今有關(guān)自動化的技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療和軍事等領(lǐng)域。其中在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用最為顯著。從最初的機(jī)械自動化，發(fā)展到電氣自動化，再之后是信息自動化和當(dāng)下最為流行的智能自動化新技術(shù)。智能自動化技術(shù)主要應(yīng)用于冶金工業(yè)中，是提高冶金工業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、減輕工人勞動強(qiáng)度和降低有害物質(zhì)排放的最有效途徑，也是實(shí)現(xiàn)冶金自動化的唯一途徑。

1 智能自動化技術(shù)在金屬冶煉中的重要應(yīng)用

1.1 智能自動化技術(shù)在金屬冶煉溫度調(diào)節(jié)中的重要應(yīng)用

所謂的金屬冶煉工藝就是根據(jù)相關(guān)金屬的特有沸點(diǎn)，將所需的金屬從合金中提取出來的方法[2]。金屬冶煉的工作流程為合金～氣化～冷卻～純金屬，其中對溫度的合理控制是金屬冶煉技術(shù)成功的關(guān)鍵。與人工溫度調(diào)節(jié)技術(shù)對比，智能自動化技術(shù)不但減少了大量的人為不穩(wěn)定因素，而且在降低了人力成本的同時(shí)，還保證了施工的安全性，所以用智能自動化技術(shù)來取代人工操作是最科學(xué)化的發(fā)展趨勢。智能自動化技術(shù)起源于機(jī)械自動化，是傳統(tǒng)機(jī)械自動化與現(xiàn)代電子信息設(shè)備相融合的新型技術(shù)，其應(yīng)用于金屬冶煉溫度調(diào)節(jié)中的基礎(chǔ)設(shè)備為：配套的溫度傳感器設(shè)備和溫度調(diào)節(jié)設(shè)備；其中溫度調(diào)節(jié)設(shè)備由集中供熱管、冷凍水泵、冷卻塔和控制中心組成。溫度傳感器可以精確的感知內(nèi)部的溫度，然后通過溫度調(diào)節(jié)設(shè)備進(jìn)行加熱或制冷的操作，從而調(diào)節(jié)到所需的溫度。溫度調(diào)節(jié)設(shè)備中冷卻塔的主要功能為：在發(fā)生故障且需要緊急打開操作間的時(shí)候，為了保證操作人員的安全而進(jìn)行緊急降溫的工具器，其主要目的為了更好的控制智能自動化設(shè)備開啟和閉合，從而避免了沒必要的人力和物力的消耗。溫度調(diào)節(jié)中控制中心的主要用途為：在指定的操作間內(nèi)，根據(jù)傳感器提供的信息，來指令供熱管或冷凍水泵進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而調(diào)節(jié)到所需的溫度。控制中心在接受了傳感器的溫度信號后，進(jìn)行操作間內(nèi)溫度變化的數(shù)據(jù)處理工作。數(shù)據(jù)處理中首先建立開啟和關(guān)閉時(shí)的控制群Ot和來Bt接受數(shù)據(jù)，其公式如下所示：

式中：t為操作所需的時(shí)間；Ot為在時(shí)間內(nèi)開啟的控制群；Bt為在t 時(shí)間內(nèi)關(guān)閉的控制群；n1和n2分別為控制群其內(nèi)所包含終端系數(shù)；

在根據(jù)控制群處理過的數(shù)據(jù)計(jì)算出需要的總熱量其公式如下所示：

式中：Q為總熱量；Qsolar為太陽輻射；為人體所能適宜的熱度；Qrtq為人體所能承受的最大熱度；Qzm為設(shè)備照過程中的產(chǎn)熱；Qsb為設(shè)備得到的熱量；Qhvac為操作工作中損耗的熱量。

基于以上各式得到了所需處理的熱量，然后控制中心利用供熱管和冷凍水泵共同作用來完成溫度的調(diào)節(jié)。通過智能自動化技術(shù)來調(diào)節(jié)金屬冶煉中的所需溫度的方法，不但有效的降低了金屬冶煉過程中設(shè)備的耗熱量，而且可以準(zhǔn)確的把握設(shè)備的開關(guān)時(shí)間，并且保證了開蓋時(shí)操作人員的安全問題。

1.2 智能自動化技術(shù)在有毒物質(zhì)排放環(huán)節(jié)中的重要應(yīng)用

在金屬冶煉行業(yè)中，有毒金屬汞的排放量已在目前全球所有的有毒金屬汞排放量中占有最大的百分比，約為23.85%。且隨著金屬產(chǎn)量的不斷增長，金屬冶煉行業(yè)中有毒金屬汞的排放量正以每年1.5%的速度遞增，所以針對冶煉金屬中有毒物質(zhì)排放的處理工作，正是當(dāng)下的研究重點(diǎn)。利用智能自動化技術(shù)來處理有毒物質(zhì)的排放環(huán)節(jié)，可以有效減少汞的排放量，其主要應(yīng)用方法如下：利用智能自動化技術(shù)，制作出自動化沸騰鍋設(shè)備，并應(yīng)用該設(shè)備作為金屬冶煉的操作場所。在自動化沸騰鍋中，可以保證煙氣量的穩(wěn)定性，大約可減少5.5%～10.5%的SO2煙氣排放到大氣中。將收集到的SO2煙氣加熱，最終制成強(qiáng)硫酸，然后利用強(qiáng)硫酸來處理工業(yè)中額外產(chǎn)生的有毒金屬汞。汞是唯一的液體金屬、沒有固定的形狀、不溶于一般的酸和堿并且極易揮發(fā)。所以想要固定汞，就必須采用同樣為液體的強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液，與汞進(jìn)行充分的反應(yīng)，進(jìn)而減少汞的工業(yè)排放量。并且此方法可以同時(shí)減少大氣污染物的SO2煙氣的排放量，這樣不但處理了汞的排放量，而且也為SO2尾氣的處理找到了新途徑，一舉兩得。該設(shè)備采用自動化技術(shù)來取代人力的控制，進(jìn)而在完全密封的條件下保證了金屬冶煉工藝的穩(wěn)步進(jìn)行。利用智能自動化技術(shù)不但能有效降低有毒氣體的排放，而且避免了人工操作時(shí)發(fā)生有毒氣體中毒的危險(xiǎn)，讓操作人員徹底的擺脫了可能的危險(xiǎn)性。

2 結(jié)語

本文引入了智能自動化技術(shù)，應(yīng)用到金屬冶煉工藝中，通過分析其在溫度環(huán)節(jié)和氣體排放的重要應(yīng)用價(jià)值，來重點(diǎn)介紹智能自動化在金屬冶煉中的重要應(yīng)用。金屬冶煉是當(dāng)下在火熱進(jìn)行中的現(xiàn)代化新型產(chǎn)業(yè)，傳統(tǒng)的冶煉技術(shù)，不僅消耗的成本高，而且污染極其嚴(yán)重。智能自動化技術(shù)在降低成本和減少污染方面都有顯著的功效，所以應(yīng)當(dāng)大力的應(yīng)用到金屬冶煉的工作流程中，從而造福人類。