现代冶金新技术范例6篇
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关键词: 冶金机械；自动化；发展趋势
中图分类号：TV736文献标识码：A
随着我国经济的腾飞，金属冶炼工业在国民经济中所占的地位也越来越重要，为其它行业的发展打下了坚实的基础。随着科学技术的不断进步，特别是自动化技术的发展和不断的成熟，在冶金工业中发挥的作用越来越重要。冶金机械的自动化极大的提高了企业的生产效率、降低了生产成本，提高了企业的经济效益。
1冶金机械及自动化发展现状
随着我国经济的迅速发展，国民经济各个行业的发展都离不开冶金工业的支撑，冶金工业对于我国国民经济的稳定发展具有十分重要的战略意义。我国的现代化的冶金工业起步相对较晚，从上个世纪的七十年代开始，通过引进国外的技术和设备，在此基础之上进行消化和吸收，我国的冶金工业取得极大的成就，逐步建立起了独立自主的、相对比较完备的冶金工业体系，对于我国国民经济建设的开展具有十分重要的意义。与此同时，国内对于冶金机械和设备的研究也不断的取得进步，随着我国冶金工业的发展和壮大，我国的冶金机械设备的水平以及自动化的程度有了很大程度的提高，已经逐渐朝着大型化、综合化以及集成化的方向发展。进步新世纪以来，随着以电子计算机技术为核心信息技术的发展和不断的成熟，我国的冶金工业的自动化程度又获得了一次巨大的跨越式的发展。
近年来，我国的冶金机械的研究和开发取得了丰硕的成果，2008年鞍钢建成2.15米热连轧机以及2.13米准予连轧机，并投入使用，我国的冶金机械设备制造技术取得了不小的成就，摆脱了对于国外设备的以来，尤其是大型宽厚板轧机已经基本上实现了国产化。当前我国的冶金设备的研究逐渐朝着自主研究的方向发展，冷连轧机组的研发取得了突破性的进展，常规冶金设备已经基本上可以实现国产化。随着我国冶金机械设备的快速发展，给冶金自动化技术的发展带来了广阔的发展空间，打下了坚实的基础，基本上实现了原料生产、焦化生产的自动化，这极大的促进了我国冶金工业的发展。随着我国计算机技术的发展以及在各个领域的广泛使用，我国的冶金自动化生产过程中也大量的引进了计算机技术，提高了管理效率、降低了成本、提高了冶金工业的整体发展水平，为我国国民经济的稳定快速的发展打下了坚实的基础。
早在2006年,冶金行业的自动化系统集成项目就以控制（大型PLC为主）和传动为主。在原料、烧结、焦化、高炉、转炉、电炉（炼钢）、精炼炉、连铸、轧机、加热炉、均热炉、铁合金电炉、铝电解等环节均涉及自动化系统集成业务。其中PLC已经尤为冶金行业的主流控制系统。在冶金行业中,轧钢的自动化程度很高,它包含了自动燃烧控制模型、轧制节奏控制模型、粗轧自动宽度控制模型、精轧设定模型、板形设定和控制模型、精轧出口温度控制模型、卷取温度控制模型、卷取设定模型等,做好轧钢自动化,PLC硬件、软件控制都很重要,为冶金自动化的发展带来了新的机遇。
计算机技术的发展使现代机械自动化发生了质的飞跃,当前开发研究适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构的、智能化新一代PCNC数控系统已成为可能,智能化新一代PCNC数控系统将计算机智能技术,网络技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态以赢利为目刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体,形成严密的制造过程闭环控制体系。这种新技术应用于冶金机械制造将会给冶金工业带来新的发展契机。
2冶金机械及自动化的发展趋势
以计算机技术以及人工智能技术和核心的信息化技术的发展，给冶金机械的发展带来了一种新的发展空间。在冶金机械设备中越来越多的集成了可编程的控制系统，大量传感器的使用极大的提高了信息收集的效率与准确性，这些都推动了冶金工业机械自动化的发展速度，提高了冶金机械的工作效率，降低了设备的损耗，扩展了设备的功能，提高了企业的经济效益。
“ 十一五”期间,我国冶金工业中的炼铁设备。炼钢设备、连铸设备、轧制设备（板带钢轧制设备、型线棒管轧制设备、热轧钢材控冷设备）等都有新的突破,为冶金工业的发展补充了硬件设施。未来国际冶金自动化发展趋势如下。
(1)基于数字模拟和仿真技术的研发,实现冶金全流程动态分析、评估和精准设计。
(2)综合考虑生产效率、能耗物耗和环境指标的多目标实时优化。
(3)产品指标、运行指标和控制指标协同的全面闭环控制。
(4)数据驱动和知识驱动相结合的复杂过程建模和先进过程控制。
(5)先进传感技术和软测量结合的关键工艺参数的在线连贯测量。
(6)结合考虑物质流、能量流优化的先进能源管理和控制。
针对国际冶金行业的发展趋势,我国冶金自动化发展趋势主要表现在以下几方面。
(1)过程控制系统的发展。采用先进的电子数控技术和新型传感器技术、光机电一体化技术、软测量技术、冶金环境下可靠性技术等,实现冶金流程在线检测和监控系统。
(2)冶金技术信息化发展。在工业生产控制中,网络就是中枢神经,以工业生产起到控制作用。在冶金工业中,以计算机技术为先锋的网络技术、电子数控技术、计算机仿真技术、多媒体技术、计算力学技术等在冶金流程中实现集成模拟系统,通过人机交流,模拟钢铁生产全过程,进而推进冶金工业生产制造的智能化。
(3)生产管理系统的发展。冶金工业的自动化不仅仅的包括机械的自动化，也包括管理的自动化，主要包括地生产进行相应的协调、对产品的质量进行严格的把关、对企业的资源以及能源的使用进行优化配置，提高能源的使用效率。通过管理的自动化，将企业的生产人员以及冶金机械设备进行有机的联合，使其有效地进行运作，从而保证整个企业的生产活动有条不紊的进行，提高人力资源、能源的使用效率，降低成本，提高产品的质量，从而使企业在激烈的竞争中占据优势地位。
3结语
随着信息时代的到来以及我国钢铁工业在数量和质量方面的发展为冶金机械及自动化技术的发展即提供了机遇,也提出了新的挑战。面对冶金企业花巨资大量引进的国外软硬件产品、先进技术和自动化系统,我国冶金机械研制及自动化开发工作者仍然任重道远。冶金机械的自主研制及冶金自动化技术发展,必须注重将高科技融入其中,注重提升性能,加强过程工艺、工装设备、企业管理、生产组织、自动化等多专业的产学研联合攻关,全面提高我国冶金工业经济效益和综合竞争力,促进我国冶金自动化软硬件产业的跨越式发展。
参考文献：
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关键词：粉末冶金；汽车零件；金属粉末；高性能
粉末冶金材料是指用若干种金属粉末或是金属粉末与非金属粉末作原料， 通过按比例配料、压制成形、烧结等工艺过程而制成的材料。这种生产工艺过程也就是粉末冶金法， 它属于一种不同于熔炼和铸造的方法。由于其生产工艺过程与陶瓷制品工艺极为相似， 所以粉末冶金法又被称为金属陶瓷法。粉末冶金法不仅是制造某些具有特殊性能材料的方法， 同时也是一种无切屑或少切屑的加工方法。它具有生产效率高、材料利用率高、节省机床和生产占地面积等特点。但其也存在一定的缺陷，如金属粉末和模具费用高， 制品大小和形状受到一定限制， 制品的韧性也较差。粉末冶金法常被用于制作硬质合金材料、结构材料、减磨材料、难熔金属材料、摩擦材料、过滤材料、无偏析高速工具钢、金属陶瓷、耐热材料、磁性材料等。
一、粉末冶金技术的含义及其特点
粉末冶金技术附属于材料制备和成形的加工技术，而作为粉末冶金的雏形就是块炼铁技术，块炼铁技术也是人类最初制取铁器的唯一手段，其对人类社会进步作出了巨大贡献。
1、 粉末冶金技术的含义
粉末冶金的方法其实诞生已久。人类早期通过机械粉碎法来制取金、银、铜和青铜的粉末，用来当作陶器等的装饰涂料。早在200年前，一些欧洲国家，如俄、英等国就曾大规模的制取海绵铂粒，并经过热压、锻和模压、烧结等加工工艺来制造钱币和一些贵重器物。1890 年，美国的库利吉发明用粉末冶金方法制造灯泡用钨丝，从而奠定了现代粉末冶金技术的基础。直到1910年左右，人们已经开始用粉末冶金法来大量制造了钨钼合金制品、青铜含油轴承、硬质合金、集电刷、多孔过滤器等，并逐步形成了一整套粉末冶金相关技术。上世纪30年代，旋涡研磨铁粉和碳还原铁粉技术问世后，从而为粉末冶金法制造铁基机械零件较快的发展机遇。从第二次世界大战后，粉末冶金技术得到了较快的发展，新型的生产工艺和技术装备、新的材料和制品不断出现，开拓出一些能制造特殊材料的领域，成为现代工业中的重要组成部分。
2、 粉末冶金技术的主要作用
由于粉末冶金技术的具有特殊优点，使其已成为解决新材料问题的有效途径，而且在新材料的发展中历程中发挥着举足轻重的作用。
粉末冶金技术由于其可以在最大限度地来减少合金成分发生偏聚，消除粗大且不均匀的铸造组织。在制备高性能稀土永磁材料、稀土发光材料、稀土储氢材料、高温超导材料、稀土催化剂、新型金属材料上具有独特的作用。同时还可以制备非晶、纳米晶、准晶、微晶以及超饱和固溶体等一系列高性能非平衡材料，这些材料由于具有优异的电学、光学、磁学和力学性能。因此可以较容易地实现多种功能类型的复合，充分发挥各组元材料各自的特性，是一种低成本生产高性能金属基和陶瓷复合材料的工艺技术。可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品，如新型多孔生物材料，多孔分离膜材料、高性能结构陶瓷和功能陶瓷材料等。可以实现净近形成形和自动化批量生产，从而，可以有效地降低生产的资源和能源消耗。可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料，是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。
二、粉末冶金技术的发展趋势
随着汽车和飞机零件以及切削和成形工具发展的需要，粉末冶金制造零部件的强度和质量都得到了较好的改善和提高。汽车制造业作为粉末冶金零件的最大用户，1996 年汽车行业占有美国粉末治金零件的市场份额的69%，成为美国粉末冶金零件的最大市场。发展粉末冶金需要制取新技术、新工艺及其过程理论。
1 、向全致密化发展
粉末冶金的重点是超细粉末和纳米粉末的相关制备技术，机械合金化技术，快速冷凝制备非晶、微晶和准晶粉末制备技术，粉末粒度、结构、形貌、成分控制技术，自蔓延高温合成技术。粉末冶金技术发展的总趋势是向超细、超纯、粉末特性可控方向发展，从而建立以“净近形成形”技术为中心的各种新型固结技术及其过程模过程理论，如粉末注射成形、挤压成形、喷射成形、温压成形、粉末锻造等。建立以“全致密化”为主要目标的新型固结技术及其过程模拟技术。
2 、向高性能化、集成化和低成本等方向发展
粉末冶金制造零部件相关的新的成形技术层出不穷，如：粉末注射成形、温压成形、流动温压成形、喷射成形、高速压制成形等新技术不断涌现。目前， 粉末冶金技术正向着高致密化、高性能化、集成化和低成本等方向发展。有代表性的铁基合金，将向大体积的精密制品，高质量的结构零部件发展；制造具有均匀显微组织结构的、加工困难而完全致密的高性能合金；用增强致密化过程来制造一般含有混合相组成的特殊合金；制造非均匀材料、非晶态、微晶或者亚稳合金；加工独特的和非一般形态或成分的复合零部件。
3 、粉末冶金产业化发展
由于相邻学科和相关技术的相互渗透和结合.更赋予了粉末冶金新的发展活力。粉末冶金新工艺层出不穷。粉末冶金产业化是指这些技术已比较成熟。甚至在一些国家已有生产规模，但主流还处于研究成果向产业化转化的过程之中。其工艺、设备、市场等已为产业化准备了条件，可以产业化，取得社会效益和经济效益。主要是指该技术实现产业化、集群化、模块化发展。其主要应用领域有汽车用粉末冶金零部件，汽车制造业仍是粉末冶金（PM）发展的牵引力；粉末注射成（PowderInjection Molding（PIM））温压成形技术（Warm Compaction）在众多为提高PM 件密度的生产方法中。温压成形技术被认为是最为经济的一种新工艺。本文将重点介绍以下产业化技术：
① 温压技术
温压技术在上世纪90 年代被誉为粉末冶金技术上重大突破，并于1990年取得了第一项采用一次压制烧结工艺制备高密度铁基（P / M）零件的美国专利。该技术可以使烧结钢中的孔隙度降低到6 %左右，而传统技术的孔隙度为10%以上，产品的密度能达到7.3g/cm3或以上，因此较大程度的拓宽了高密度、高强度烧结钢零件在工业上广泛应用的可能性。
② 模壁
模壁和温压是两个平行的提高铁基结构零件密度的方法。近年来，发展最迅速的是干模壁技术，即采用静电的方法，从而将干剂粉末吸附到模壁上进行，从而很好的避免了湿模壁在制备过程中压坯表面易于粘粉的缺点。
③注射成形
金属注射成形（MIM）是一种将塑料注射成形与粉末冶金技术结合而成的近净成形技术，此技术也是国内外公认的21 世纪粉末冶金的主流技术，被称为“第五代加工技术”。而且该技术也最适于用来大批量生产一些三维复杂形状的零件，同时还可以实现自动化连续作业，从而大大提高生产效率。目前，在一些发达国家，MIM技术已经成为一项最具竞争力的金属成形技术，而且开始大量用于不锈钢粉末冶金生产。
三、粉末冶金机械零件的制造现状与挑战
我国粉末冶金技术起步较晚，自1958年诞生以来，一直是处在蹒跚学步的状态中，而且一直不被人们重视，被当做是一个没有前景的小行业来对待。然而从世界粉末冶金行业发展状况来看，粉末冶金行业却是一个最具市场活力，发展速度极快，同时应用范围也是最广的冶金技术，尤其是日本在粉末冶金技术方面发展飞快，每年生产烧结含油轴承十几亿只。直到上世纪80年年代初，在我国体制改革的大潮中，粉末冶金零件行业正式划归当时的“基础件工业局”进行管理，并结束了粉末冶金零件行业自身自灭的状态，从而得到相应的发展机遇。我国自上世纪90年代至今约20多年间，粉末冶金零件得到迅猛发展，同时也经受住了金融危机的不利影响。
表1是我国自2007-2011年间粉末冶金分会53家会员企业的数据进行统计的结果，虽然我国粉末冶金行业目前显示出盎然生机，但也面临着各方面的挑战。现笔者将自己的针对其中的一些问题以及看法和相应的意见提供给大家参考：
四、粉末冶金机械零件制造技术在汽车行业的应用现状与前景
近年来，由于人们生活观念的改变，同时人们的环保意识也不断提高，因而轻量化的汽车也越来越受人们的亲睐，从而汽车工业也开始大量使用轻质合金材料，如铝合金、镁合金来生产汽车零部件。也正是由于粉末冶金能够很好的避免成分偏析，又可以满足具有各种特定性能的零部件一次性成型的要求。
目前粉末冶金汽车零件主要有两个市场，一个为汽车生产商市场，另一个为汽车维修服务点，即维修配件市场。而汽车生产商市场则是粉末冶金零件的主要市场，通常情况下，汽车生产商会与粉末冶金零件制造企业进行定向合作，从而导致其他零件制造企业难以插足获利。而维修配件市场相对来说则要开放的多，而且需求量也较大，但大多都是存在某些质量问题的货物。从表2可知，我国在汽车制造行业中对粉末冶金技术制造的零件的使用量只有日本的2/3左右，但我国的粉末冶金制造的零件的总量却要比日本的多，可见粉末冶金汽车零件的市场潜力是巨大的。
我国目前汽车行业正处于蓬勃发展期，因此也给我国粉末冶金零件制造企业带来了难得市场机遇。同时根据美国一家信息分析中心预测，2020年我国汽车销量将达到2000万辆，届时中国将超过美国成为全球汽车销量第一的国家。而我国粉末冶金汽车零件的主要制造企业有三十多家，且其主要生产的零部件为汽车所使用的一些轴承或者是小配件，总体呈现出还是处于相对来说较为低端的位置，而关于发动机或调速箱等关键部位的零部件则基本上是整体通过国外进口，同时随着全球经济一体化趋势的不断加速，我国粉末冶金企业毕竟面对国际化市场，这对我们来说既是机遇也是挑战。因此就需要我国粉末冶金企业把握机遇，迎难而上，主动积极的溶于国际化市场当中。
参考文献
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关键词：粉末冶金；发展；探究
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.06.011
1 粉末冶金的起源c概述
1.1 粉末冶金的起源
在1930年代，螺旋磨削后还原铁粉，因此铁粉和碳粉制成的铁基粉末冶金方法的机械零件获得快速发展。 第二次世界大战后，粉末冶金技术就得到了快速发展，新的生产技术和技术设备，许多新材料和产品可以衍生出一些特殊材料的制造领域，成为现代工业的重要组成部分。
1.2 粉末冶金的概述
粉末冶金是一项能将金属粉末或金属粉末（或金属粉末和非金属粉末的混合物）作为原料烧结，制造出金属材料、复合材料以及各种类型的产品技术。粉末冶金方法和生产陶瓷有相似的地方，都是粉末烧结技术的一部分，因此，一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。由于粉末冶金技术的优点，它已成为解决问题的关键性新材料，在整个工程系统领域的发展中发挥关键作用。但是从定义上说粉末冶金产品往往是远超出了材料和冶金的范围，通常跨越多个学科（材料、冶金、机械、力学等）的技术。特别是现代金属粉末3 d打印技术，集机械工程、AUTOCAD、逆向工程技术，分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术共同与粉末冶金产品技术进入一个更全面的现代技术的学科。
2 我国粉末冶金面临的技术难题
我国冶金技术目前的困难，是如何积极培育自己的核心竞争力的团队已成为国家和企业急需的解决问题。我们都知道汽车零部件核心技术的价值所在，高价值主要包括：发动机进排气阀，发动机连杆，传动齿轮同步器锥环和泵在主从动齿轮等等。在这些零部件中，主流技术，粉末冶金技术。如：连杆是发动机的重要部件之一，许多进口车型的绘图规则都有连杆疲劳试验载荷，而且载荷下的载荷疲劳循环次数每年超过500多万次。而国产汽车发动机连杆锻造钢连杆和连杆疲劳铸造用途大多数次大于500000周以上是比较困难的，因为汽车钢部件的连杆没有切割，微小缺陷对连杆的疲劳寿命影响较大。国外主流主要采用粉末锻造，如：别克汽车，德国的宝马，GNK公司制造的连杆甚至达到了1041MPa的抗拉强度。因此，要培养自己的核心竞争力，首先必须加强对粉末冶金技术的发展，加强国内零部件的竞争力，从技术薄弱为突破点。
3 粉末冶金在我国工业家族中的布局与现状
3.1 布局
根据中国粉末冶金协会的统计数据，34家企业有国内大中型粉末冶金生产（占全国64%），53家企业数量累计产量长期53家企业生产比重高达85% ，大多数都是粉末冶金部件制造商有34家公司专注于进行改革发展。 在过去十年中，我国受益于汽车生产的增长，汽车用粉末冶金零件的需求也呈现快速增长的局面。 未来，除了汽车工业本身的成长，粉末冶金部件的需求也将从双重替代进口替代和加工零件更换中受益，粉末冶金用量将得到明显改善，保护传统粉末冶金汽车备件的需求将保持稳定增长。自2008年以来，从行业发展趋势，由于价格优势，世界粉末冶金生产焦点逐渐转向中国，日本的生产，有明显的下降。根据中国粉末冶金协会在34家粉末冶金企业生产基地，2009/2010/2011粉末冶金自行车用量分别为3.1 / 3.6 / 3.76 kg / m，消费增长趋势明显，2011年略有下降，2012年并恢复到3.71 kg / m的水平。行业信息网络认为，考虑到车辆节能，产品轻便和精确的吸引力，随着中国粉末冶金生产企业的未来规模大，技术加强的成本优势仍强，进口替代粉末冶金零件在需求增长的趋势下将继续发生。
3.2 现状
根据中国研究结果，2017年我国粉末冶金产品的平均自行车用量至少为8公斤，这个差异不从国外计算粉末冶金用量（进口或部分装配件）的发动机，这部分进口替代需求构成了粉末冶金部件未来需求增长的一部分。我们保守估计，未来车辆本地化的粉末冶金的更换率约为自行车用量的7% - 9%。研究及相关原材料，辅助材料，各种粉末制备，烧结设备制造设备的生产。 产品包括轴承，齿轮，硬质合金刀具，模具，摩擦产品等。 军事企业，采用粉末冶金技术生产铠装穿刺鱼雷，制动副坦克等飞机的重型武器装备。 粉末冶金汽车零部件近年来已成为粉末冶金工业在中国最大的市场，约60%的汽车零件用于粉末冶金零件。
4 粉末冶金在我国的发展前景
4.1 发展
粉末冶金工业在中国已经有近十几年的快速发展，但与国外工业仍存在差距如：企业规模小，经济效益远，与国外企业长距离。 各种产品交叉，企业竞争激烈。况且大多数企业缺乏技术支持，研发能力，产品规模低，难以与国外竞争。加工设备及配套设施落后。产品的出口贸易渠道常被限制。
4.2 前景
随着中国加入了世界贸易组织，上述问题已显著经改善，因为加入世界贸易组织后，国际市场将逐渐使粉末冶金市场将进一步得到扩大的机会。与此同时，越来越多的企业在引入粉末冶金和相关技术水平的外国资本和技术，我国冶金项目有就是这样得到改善和发展的。依据目前的数据，我国的粉末冶金零件与各项产值超过55.1亿人民币，占全球市场份额非常的小，根据我国国粉末冶金制造业在2014年和2018年生产报告和销售记录预测出转型的升级空间等。中国粉末冶金行业中的54家企业协会统计，2013年我国粉末冶金零部件的生产总值实现了主营业务收入484.11亿元，增长40左右同比增长了2个百分点，利润为7.6亿元人民币，是去年同期的两倍左右。在生产粉末冶金零部件行业里头实现了工业产值突破了57亿多元人民币，其中新产品的产值达到了7.3亿RMB，新产品（新产品输出/工业产值）所占比例为14.4%。且行业销售产值达到57.73亿元RMB，其中出口价值8.28亿元RMB，出付价值/工业销售价值的21.62%。从生产规模和销售规模分析，根据中国粉末冶金协会的统计数据显示，2017年中国粉末冶金零部件的行业产量2.61142亿吨，增长49.31%；销售了182万吨左右，增长63.75%。先后通过引进了国外的先进技术和自主发展创新，在我国粉末冶金工业的新技术的表现和快速发展的趋势下，在各种我国的机械通用零部件行业里，粉末冶金行业是这一年增长和发展得最快的一个产业，我国家的GDP增长率是36.12%。当下全球制造业迅速转移到中国的步伐正在加速，各种汽车工业和高科技产业的快速发展都离不开粉末冶金的各项技术，因此。粉末冶金行业的发展给各种行业的发展带来了一个个有利的机会和良好的市场空间。所以，我国将粉末冶金产业列为了我国优先发展的行业，并鼓励外企和投资公司对其进行大力发展。
5 结束语
粉末冶金工业是机械工业在重要零部件制造中的基础。 近年来，中国自行发展通过不断引进国外先进技术和创新，粉末冶金工业和技术在中国的组合显示出了快速发展的趋势，是中国机械通用部件行业增长最快的行业之一。 在中国经济的快速发展中，特别是在中国汽车工业发展势头强劲的推动下，中国粉末冶金行业增长强劲。 粉末冶金汽车配件占45%以上，粉末冶金汽车配件成为中国粉末冶金行业最大的市场。
参考文献：
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关键词：加压湿法冶金技术；锌冶炼；金属冶炼；氧压直接酸浸；加压浸出技术 文献标识码：A
中图分类号：TF802 文章编号：1009-2374（2017）10-0231-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.10.116
锌作为仅次于铁、铝和铜的金属元素，在现代工业中有着非常重要的作用，我国的锌资源储量丰富，位于世界第一。同时作为世界最大的锌生产国，我国的锌产量连续多年位居世界第一。近年来，我国的锌冶金技术得到了飞速发展，已经逐渐达到了国际先进水平，将加压湿法冶金技术应用于锌冶炼中，能够取得良好的效果。
1 加压湿法冶金的发展简述
所谓加压湿法冶金，主要是在加压的条件下开展湿法冶金的过程。通过加压，溶液的温度沸点更高，可以对冶金过程进行强化，改变反应热力学的条件，使得部分化学反应能够更好地进行，也可以提升冶金的效率。加压湿法冶金产生于1887年，由拜耳提出，当时主要是通过在加压釜内通过加压的方式，利用氢氧化钠浸出铝土矿，得到铝酸钠溶液，然后分离得到氧化铝。到20世纪40年代，加压湿法冶金技术在有色金属冶炼方面取得了巨大的进步，相关研究表明，在氧化环境下，含有铜和镍的硫化矿不需要经由预先的氧化焙烧就能够直接浸出，结合加压酸浸和加压氨浸的方式，可以保证良好的生产效果。
20世纪70年代，加压酸浸技术在锌精矿的处理方面取得了突破性进展，结合加压酸浸-电积工艺可以将精矿中存在的硫转化为元素硫，实现了硫酸生产与锌生产的相互分离。到80年代，以加压预氧化处理来代替焙烧处理，为氰化浸出提供了便利，也使得加压浸出技术得到了更进一步的发展。
从国内的发展情况分析，我国在加压湿法冶金技术的研究方面同样做出了卓越的贡献，自20世纪80年代开始，我国一直都在进行锌精矿加压浸出的相关研究，不过研究仅停留在普通研究所的层面，因此相关成果并没有能够实现工业应用。虽然有关企业与国外发达国家的研究院所进行了协商，希望可以引进先进技术，但是考虑到费用过高，并没有能够达成协议。在此之后，云南冶金集团通过不断的研究，于20世纪末在锌精矿氧压浸出技术的研究方面取得了进展，并且在2004年建成了一座万吨级一段法加压酸浸示范性工厂。2008年，处理高铁锌精矿的2万吨二段法氧压酸浸正式投产，使得加压湿法冶金技术的应用范围不断扩大。
作为一门比较新颖的技术，加压湿法冶金的出现时间并不长，但是由于加压浸出的特点，对冶金过程进行了强化，精简了工艺流程，金属的回收率更高，回收速度更快，而且成本较小，不会出现污染问题，因此具有良好的发展前景。不过也应该认识到，加压湿法冶金受本身发展时间的制约，也存在着许多不完善的地方，需要技术人员的持续研究和改进。
2 锌精矿直接氧压酸浸方案
2.1 锌冶炼技术的发展
从产生至今，锌冶炼工艺大致可以分为火法和湿法两种，前者常见于20世纪前，而后者产生于1916年，由于明显的优势，逐渐取代了火法冶炼，成为锌冶炼的主要方法，产量占据了世界总产量的80%以上；基本上，新建和扩建的锌冶炼企业采用的都是湿法冶炼工艺。传统的湿法炼锌正式应用在工业生产中是在20世纪初，而在不断的发展过程中，工艺技术的进步非常明显。60年代，高温高酸浸出技术以及全新的除铁方法的出现，对浸出残渣进行了有效处理，在提升锌回收率的同时，减少了对于环境的污染，也推动了工艺技g的成熟。在科学技术飞速发展的带动下，传统的湿法炼锌技术正在朝着操作机械化、生产连续化、设备大型化以及管理自动化的方向发展。但是不可否认，传统湿法炼锌工艺也存在着一定的缺陷，即必须保证锌的生产与硫酸的生产同时进行，在这种情况下，不仅对于原料的成分有着非常严格的要求，而且存在着能耗巨大、工艺流程繁琐以及成本投入大等问题，不易推广和普及。在这种情况下，在传统湿法炼锌工艺的基础上进行创新，也就成为了相关研究人员重点关注的问题。
20世纪70年代，加拿大舍利特・高尔登公司根据相应的研究实验提出，在氧化气氛下，结合加压酸浸的方式，可以在不需要焙烧的情况下直接实现锌精矿的浸出，经整理后形成了加压浸出-净化-除杂-电积工艺，相比较传统湿法炼锌工艺，成本更加低廉。1981年，全球首座加压浸出工厂投运，经过数十年的发展，使得锌加压冶金技术得到了持续完善。
最近十数年，芬兰奥托昆普公司开发出了一种新的锌精矿常压富氧浸出技术，可以在0.1MPa压力、90℃～100℃的条件下，结合充足的氧气供给，利用废电解液来实现锌精矿的连续浸出，从理论上分析，这种方法与氧压浸出没有不同，利用铁离子对氧的传递来加速硫化锌精矿的浸出反应，使得硫化物中的硫被还原为元素硫，在实现硫酸生产与锌生产相互分离的同时，也可以使得锌的浸出率达到98%以上。事实上，无论是氧压浸出还是常压富氧浸出，都能够直接对硫化锌精矿进行处理，而不需要经过焙烧脱硫，不会产生相应的环境污染。相比较而言，氧压浸出的温度在压力更大，反应速度也更快，常压富氧浸出的反应时间较长，不过由于能够在常压下工作，温度相对较低，控制的难度更小，安全性也更高。从目前的发展情况分析，常压富氧浸出工艺已经在世界范围内实现了工业化生产，在锌冶炼中发挥着非常重要的作用。
2.2 氧压直接酸浸
传统湿法炼锌实际上是在火法冶炼的基础上发展起来的，将火法和湿法冶炼工艺融合在一起，分为焙烧、浸出、净化、电解以及制酸五个基本流程，主要原理是利用稀硫酸可以溶解氧化锌和硫酸锌中的锌元素，不过在处理过程中，为了减少大气污染问题，需要预先做好焙烧脱硫工作，而且必须配备相应的制酸系统、烟气处理系统等，生产工艺繁琐而且成本较高。
20世纪70年代以后，加压湿法冶金技术在锌精矿的处理中取得了比较显著的进展，与传统的湿法炼锌工艺相比，经济效益更好。加压湿法冶金的主要优势，是将矿物原料中的硫转化为了单质硫，实现了锌生产与硫酸生产的分离。在加压浸出的条件下，相应的化学反应式为：
不过，在氧离子无法有效传递的情况下，上述反应非常缓慢，为了提高效率，可以在其中加入铁离子：
在结合加压浸出的方式进行锌精矿的冶炼时，磁黄铁矿和铁闪锌矿中的铁会被溶解，作为氧离子传递的介质。
氧压浸出工艺包括一段和二段，一段氧压浸出主要是利用废弃的电解液来浸出锌精矿，初始酸浓度为150g/L，锌的浸出率能够达到98%以上，在反应结束后，残余溶液的酸浓度仍然能够达到40g/L，需要做好中和处理。一般情况下，可以利用残酸浸出氧化锌，在中和的同时提升锌的产量，常见于传统湿法炼锌企业的扩建。二段氧压浸出中的第一段采用的是低酸浸出，酸的浓度为70～80g/L，残酸为5～10g/L，锌的浸出率能够达到70%～75%。反应得到的浸出残渣会进入到二段氧压浸出中，将酸的浓度提高到了150g/L。粗硫在经过相应的处理后，可以形成单质硫，浸出液在经过酸度调整后，又可以作为第一段的浸出剂，在这个环节，锌的浸出率能够达到98%以上。
2.3 加压浸出技术的发展
2.3.1 高硅氧化锌加压浸出技术的研究和发展。高硅氧化锌采用常规的选矿方法难以可靠分离，火法炼锌技术虽然可用，但是存在着能耗大污染重的问题，湿法工艺也因此受到了广泛的关注。针对碱性浸出和常压酸浸工艺中存在的缺陷，在长期的研究中，提出了一种加压浸出高硅氧化锌技术，在最优工艺条件下，锌的浸出率可以达到98.5%。2007年，在该技术的基础上进一步开发出了连续加压酸浸处理高硅氧化锌工艺，并且实现了工业化生产。经检验，该工艺的流程简单、反应迅速、过程易控，而且能够实现锌硅的完全分离，浸出液含硅低，不需要额外进行处理，具有良好的推广前景。
2.3.2 硫化铅锌混合矿综合回收工艺的研究。对于一些较为复杂的硫化铅锌矿，由于选矿流程长，回收率低等因素的影响，只能产出铅锌混合矿。直到20世纪中期，英国相关研究人员提出了ISP法，可以在对硫化铅锌混合矿进行处理的同时，实现铅锌的生产。不过这种工艺需要用到大量的焦炭，能耗巨大且污染严重，并没有得到大幅度推广。在不断的发展中，氧压浸出工艺得到了应用，可以从铅锌混合矿中直接浸出锌，通过浮选法回收硫，铅银富集到一种渣中，进入火法炼铅系统进行冶炼回收，有着良好的应用效果。
3 结语
总而言之，锌作为一种重要的工业原料，在我国国民经济发展中发挥着不容忽视的作用，锌的生a是基础性工业的一部分，应该得到足够的重视，通过持续的技术改进和创新，在保障锌产量的同时，实现节能减排、科学发展。
参考文献
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[关键词]电气自动化技术；冶金工业；应用探讨
中图分类号：F426.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）19-0041-01
0.引言
随着冶金工业中电气自动化技术的发展，冶金工业生产中的生产效率和产品质量得到了有效的提高。在这一基础上，市场对冶金工业生产的产品提出了越来越高的要求，对产品的种类、质量、规格等多方面都有严格的要求。近年来，为了降低冶金生产的经济本钱，提高产品的市场竞争力。我国自主研发了许多电气自动化技术，电气自动化技术为冶金工业的生产带来了活跃的生机与发展的动力，同时也给为我国冶金工业企业带来了激烈的市场竞争与市场挑战。
1.电气自动化技术在冶金工业中的发展
上个世纪的八十年代，我国的冶金工业中依旧普遍使用单回路控制技术，控制设备为常规仪表设备，控制水平十分简单。上世纪九十年代后，电气自动化技术逐渐在我国冶金工业中推广应用，多数冶金工业生产企业的控制装备都是FCS、DCS、PLC为主，控制水平较高。近几年中，冶金工业中的电气自动化技术进一步得到发展，一些冶金生产企业达到了整体信息化的新标准，控制系统也得到了进一步升级[1]。我国正式加入世界贸易组织后，受到国际市场与金融危机的双重影响，我国冶金工业企业目前接受着十分严峻的挑战。因此，为了提高我国冶金工业在国际市场中的竞争力，促进我国冶金工业的进一步发展，提高电气自动化技术在冶金工业中的应用水平迫在眉睫。
2.电气自动化技术在冶金工业中的应用
2.1 冶金工业中的电气自动化技术应用
冶金电气自动化技术在冶金工业中不能仅局限于生产成本、产品质量、装备性能、运行效率等方面中。随着电气自动化技术的不断进步，生产过程中的节能环保与冶金产品生产流程的优化设计是冶金工业中的最新趋势[2]。因此，应该加强冶金整体制造流程的研究，对冶金工业生产的生产效率、生产设计、生产流程等内容进行改善。达到对环境影响最低、生产效率最高、生产消耗最低的最终目标。
冶炼工业的生产过程中，会排放大量的污染物质，污染物质会污染空气环境，对人体的健康造成威胁。为了建设良好的空气环境，应严格控制冶金生产过程中污染物质的排放。因此，必须对控制污染物质和降低污染物质这两方面的电气自动化技术进行研发。例如，使用检测监控技术对冶金生产过程中污染物质的排放进行实时监测，使用谐波检测仪控制技术提高电能输出的治疗等，让钢铁工业生产过程变得高效、清洁。
2.2 电气自动化技术在冶金工业生产中降低污染物质排放的应用
冶金工业的生产过程中，需要对金属原料进行冶炼，并运用多种工序。金属原料经高炉、转炉、电炉等生产流程后，会产生数量庞大的污染物质，如废渣、废液、废气等。废渣主要是金属颗粒物，废气主要是氮氧化物、二氧化硫等，这些物质都会对空气污染和环境污染造成巨大的影响。应用电气自动化技术能降低冶金工业生产过程中的污染物质排放，同时能预防资源的过度浪费与生产出不合格的产品。电气自动化技术首先建立了广义模型，然后完善电气自动化技术，最后达到能对工业生产中的环节进行控制、监测、评估的效果。同时研发了对工业生产设备实施诊断的全新电气自动化技术，让生产设备的生产效率提到提升，进而提高工业生产的产品质量[3]。
3.冶金工业中应用电子自动化技术的未来发展方向
虽然电气自动化技术在冶金工业中具有广泛的应用，且应用发展速度较快。但是，从目前的整体现状上来看，我国的电气自动化技术与外国发达国家的电气自动化技术相比，依旧存在着差距。尤其在新电子器件的生产研发、大规模集成电路的生产研发上，依旧落后与一些国家。因此，我国的电气自动化技术需要进行全新的探索和创新，提高我国的电气自动化技术。结合我国冶金工业中的现状，我国的电气自动化技术未来的发展方向集中在三个方面，即网络化、智能化、公开化。
4.结语
综上所述 ，电气自动化技术应用在冶金工业中，极大幅度的提升了冶金工业的生产效率，提高了冶金工业的生产力水平。冶金工业的生产水平得到提高，人们的生活将变得更加便捷，更加现代化。虽然我国当前的电气自动化技术与外国一些发达国家的电气自动化技术相比还存在着一定的差距，且我国实际运用电气自动化技术中存在着一些缺陷与技术难题。面对这些差距、缺陷、难题，更应该推动电气自动化技术的创新与研究，让更先进、更完善、更科学的电气自动化技术更好的为人类服务。
参考文献
[1] 张文强.探析电气自动化技术在冶金行业中的应用[J].电子技术与软件工程， 2013，12（16）：197-198.
[关键词]氧化物 冶金工艺 技术进展 发展趋势 研究
[中图分类号] TF1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-4-57-1
0前言
科学技术的不断更新换代，现代冶金技术也得到了长足的发展。钢材是现代社会消耗量极大的材料，在冶炼方面的工艺也在不断优化，性能得到较大的提升。一般认为钢产品中的非金属物质是造成产品质量缺陷、限制其强度的重要因素。但是现代研究表明，该类杂质造成钢产品的缺陷时需要有一定条件，即尺寸超过50μm的大型夹杂物才会对多种钢产品的性能造成影响。现代冶金技术的发展，氧化冶金技术的逐步成熟，其能够充分利用钢材中尺寸较小，不超过几微米的杂质，在制造的过程中，将其作为各种异质性核心，包括硫化物、碳化物、氮化物等，调整杂质的大小、形态、数量及其分布状态等，提高钢材的性能，为冶金企业创造更加良好的经济效益及社会效益。
1氧化物冶金新工艺
1.1JFEEWEI工艺
JFE EWEI工艺即是大线能量焊接热影响区性能优异（Excellent Quality in Large HeatInput Welded Joints）。该技术率先由日本的公司开发出来，其基本原理是控制焊接热影响区γ晶粒的长大，促进该晶体的晶内铁素体的生长并控制低碳当量的合金设计，改善焊接热影响区韧性下降的现象。
其应用范围较广，桥梁、造船、建筑等行业中使用的钢板一般强度较高、厚度大，且经过了能量焊接，该技术能够大幅度提高其热影响区的韧性。该工艺技术的主要包括：焊接热影响区粒内组织细化技术、在线超快加速冷却技术、焊接热影响区晶粒粗化抑制技术、焊接热影响区基体组织韧性改善技术等。
该工艺也需要注意一下几个方面：
（1）科学控制钛及氮的添加量、钛氮的比例及微合金化，能够有效提升焊接过程TiN的固溶温度，由1400℃以下上升至1450℃以上，且其在该温度条件下还能够细化弥散，有效的控制了焊接热影响区奥氏体晶粒的由于高温而出现的长大现象，使得焊接热影响区宽度为2.10mm的粗晶粒下降至0.3mm。
（2）在进行压力加工时，使用在线超快加速冷却技术，有效的减少了碳当量，使得焊接过程优化韧性具备了有利的条件，在将碳当量严格控制在最低值的情况下，提升厚钢板的强度。
（3）对于钢中的硼、氮、氧、硫、钙等元素的含量实施严格的控制措施，再通过焊接冷却过程析出，硫元素夹杂物在焊接冷却时会诱导晶内铁素体形核，达到细化焊接热影响区组织的效果[1]。
1.2HTUFF工艺
Super High HAZ ToughnessTechnology with Fine Microstructure Impactedby Fine Particles简称为HTUFF，即是将晶粒细化后，获得微细的显微组织，及超高焊接热影响区韧性。其适用范围较为广阔，包括适用于压力在490～590MPa之间的建筑、造船行业、海洋结构、管线用厚板钢等方面的大线能量焊接。
该工艺的主要原理是由于钢材中存在着超过1400℃还能够保持稳定的夹杂物晶粒，包括镁元素、钙元素的氧化物或者或者硫化物，利用该类物质将微细夹杂物扩散至于钢材内部，对焊接热影响区的γ晶粒产生钉扎效果，防止晶粒长大。实践证明充分应用该技术，可以开发出大型的集装箱船板，其具有大线能量焊接性能良好、屈服强度达到380MPa的优势。厚度为65mm的钢板，一般选择震动气电结合焊接法进行焊接。在390kJ/cm的线能量的条件下，其-20℃的夏比冲击能超过160J。利用该工艺制造的LPG船低温用钢板，将连铸在线控制技术和HTUFF技术相结合处理后，去抢速度高于处理前抗拉强度为490MPa低温用钢板，也提高了母材及焊接热影响区的低温韧性。应用于建筑行业的钢板，许多厚度均在50～60mm之间，该类钢材宜采用线能量达到900kJ/cm左右的电渣焊接方法，0摄氏度的平均夏比冲击能大于70J[2]。
2氧化冶金技术的新发展
氧化冶金技术不断发展，可以应用于生产机械结构中使用的高韧性热锻造非调质钢。一般情况下，汽车行业和产业机械行业中使用的零件均采用热锻造钢。钢材在经过锻造后，再进行淬火、回火等工艺提高其韧性，但这种钢添加钒元素、硫元素、氮元素以后，会出现以硫化锰为核心的细小晶内铁素体，即可获得韧性良好的非调质钢。如果在钒元素含量为0.13%、氮元素含量为0.021%的钢材中不加入钒元素，其中存在的原奥氏体晶粒产生的粗大铁素体组织及其包围的珠光体组织会产生大量的细小晶内铁素体[3]。
3工艺的发展趋势
氧化物冶金工艺的出现，使得人们开始注意到氧化物和硫化物的利用，也促进了钢中各种相变的深入研究，人们对夹杂物在各种相变过程中的性质及作用有了较为全面的认识，今后氧化物冶金不然会被归类为夹杂物冶金技术。而近年来氧化物冶金技术的发展趋势可以分为形核作用、钉扎作用、形核与钉扎结合、与热机械控制工艺互补等，各个发展的特点有所不同。形核作用的用途是探索新的夹杂物，明确决定夹杂物形核的条件等。钉扎作用是不断的探索各类夹杂物，并充分利用其性质，能够获得微细颗粒，其在高温也具有良好的钉扎作用。形核和钉扎相结合是指在同一个冶金工艺中，充分利用各种类型的微细颗粒，而实现高温下钉扎，冷却时形核目标。与热机械控制工艺互补是指在在同一工艺中过程，将氧化物冶金技术与热机械控制工艺综合利用，达到细化钢组织的目标。
4总结
氧化冶金工艺是一项新型的技术工艺，其充分的利用钢铁中非金属杂物，对其进行有效的处理，使之能够作为钢材中极为重要的构成部分，提高钢材的性能及强度，改变了传统对于非金属杂物的观念。该技术也能够在一定程度上改变现代钢材的利用方式，具有加大的发展潜质。本文仅简单的介绍了几项新工艺，在实践活动中还需要技术人员积极学习先进的技术，优化工艺，使之能够更好的利用各种材料进行冶炼，提高钢材的性能及使用价值。
参考文献
[1]赵素华，潘秀兰，王艳红，梁慧智.氧化物冶金工艺的新进展及其发展趋势[J].炼钢.2009（02）：66-69.