有色冶金技术范例6篇

有色冶金技术

有色冶金技术范文1

【关键词】有色金属;金属冶炼;烟气脱硫;SO 2烟气

不可否认,随着我国科学技术水平的迅猛发展,有色金属冶炼工艺也得到了有力提升,然而这个提升虽然能大幅提高有色金属产量,却也大幅提高了烟气中SO2浓度。

一方面SO 2易被人体吸收,进而导致各种疾病,如肺气肿、上呼吸道感染等疾病的发生,且溶于水汽会引发酸雨,能降低各种生产生活设施的安全性、影响水质、破坏土壤,减少SO 2的排放,对改善环境意义重大;另一方面,硫又是可综合利用的宝贵资源,我国每年都需进口数百万吨的硫产品,以供生产需要,如果能从含硫烟气中回收硫资源,生成可直接使用的硫产品,将有利于我国经济建设的可持续发展。

一、烟气脱硫技术在我国的应用现状

(一)高浓度SO 2烟气的脱硫技术得到了大规模应用

对于SO 2含量高于3%的烟气,一般采用催化制酸的方式,进行烟气脱硫,回收硫资源。该方法在我国起步很早,早在60年前我们就已经能通过钒催化剂的催化作用生产硫酸了,最早建成的制酸装置位于葫芦岛锌厂,至今仍能正常使用。据统计,1997年通过这种方式生产的硫酸就达到了2.78Mt,此后每年通过高浓度SO 2烟气的催化制酸所生产的硫酸量都超过了年总产量的10%,可见这一技术的应用之广泛。

(二)低浓度SO 2烟气的脱硫技术起步晚,应用程度不尽人意。

对于SO 2含量低于3%的烟气,我们主要是通过引进国外的烟气脱硫技术或针对中小锅炉采取简易的脱尘除硫方式,进行烟气脱硫的。具体方法可分为干法和湿法两类。

1、干法处理技术。干法处理设备简单、反应过程无腐蚀、不产生废水、废杂,应用前景良好,然而其技术尚不成熟、脱硫效果有待提高,还未得到大面积应用,现阶段得到实际推广的主要有活性焦烟气脱硫法、荷电干粉喷射脱硫法和电化学脱硫法。其中活性焦法主要使用了活性焦的吸附和催化特性,荷电干粉喷射法将石灰干粉充电后喷射到烟气中,增加与SO 2的反应机会,电化学法则通过电化学氧化反应进行硫的脱除。

2、湿法处理技术。湿法处理反应迅速,技术成熟且吸收效果好,因而在工业实际应用中地位突出,常见的方法主要有石灰石-石膏烟气脱硫法、氧化锌-酸解烟气脱硫法、麻石水膜除尘脱硫工艺等等,在我国的烟气脱硫市场上,占有率超过80%。其中石灰石-石膏法主要利用了碱性石灰浆液与SO 2的化学反应特性,氧化锌-酸解利用了氧化锌溶液的化学特性,而麻石水膜对含硫量低的烟气作用非常明显。然而湿法处理技术也有一些显著缺陷,比如说设备的腐蚀严重、二次污染严重、运行维护成本高昂、对水资源需求较高等。

从上面的讨论不难看出有色金属冶炼烟气的脱硫技术,在我国的应用面非常广。为了更好地适应国家的可持续发展需要,我们必须加强相关技术的研究,尤其针对低浓度SO2烟气的脱硫技术,更需注意。

二、烟气脱硫技术应用上存在的问题以及发展方向

(一)应用上存在的问题

烟气脱硫一直受到有关部门的着重强调,在近60年的发展中,理应产生不少实际效果,然而现实却远非如此,烟气脱硫在我国推广应用还亟待增强,这一方面受经济实力的限制,与我国国情密切相关,一方面又和盲目引进国外技术有关。

1、脱硫投资高、产物出路差。受具体国情影响,从国外购买的脱硫装置往往价格高昂,运行与维护成本极大,以重庆珞璜电厂为例,其购入的日本产“石灰石-石膏烟气脱硫装置”,仅购买费用就超过了4000万美元,而且运行成本在4000万人民币/每年以上,普通有色金属冶炼厂往往难以负担。而即便购入了这类先进的烟气脱硫装置,正常运行并净化了烟气,其生产出的硫产品却往往因为卖不出去,而不得不作为废弃物被丢弃,使得投入得不到回报,影响企业的正常发展。

2、不联系国内实际,盲目引进国外技术。诚然,国外的先进脱硫技术对国内的有色金属冶炼烟气脱硫工作非常有价值,但是盲目引进,一方面将滞后自主化技术水平的提高,一方面国情不一样,又会对实际的经济效益产生影响。举个很简单的例子,日本本土对“石灰石-石膏烟气脱硫技术”的应用广泛,主要是因为其国内缺乏石膏资源,采用该技术,一方面能有效解决烟气脱硫问题,一方面能生产石膏供本国使用,而与之相对,我国石膏资源充足,采用同种技术必将造成副产物找不到出路等问题,使企业陷入循环不良的情况。

(二)烟气脱硫技术的发展方向

从上面的讨论不难看出,湿法脱硫技术将在很长一段时间内占据我国烟气脱硫市场的主导地位,然而其设备投资大、运行维护困难,从发展的角度而言,应综合考虑合理取舍。就目前的国情而言,针对中小锅炉烟气脱硫技术和设备的开发和制造前景广阔、意义重大,值得相关科研人员积极进行探索与推广。

例如新型的电化学脱硫技术、电子束脱硫技术,既保证了脱硫效果,又保证了脱硫成本,在国内已有相关示范项目,值得同行消化利用。又如针对中小机组对投资和占地面积的要求,所研发的烟气循环流化床脱硫工艺,兼具效率高和成本低的特点,值得大为推广。

除此之外,针对目前广为使用的湿法脱硫技术,有必要从各个方面降低成本,并着重找出副产品的有效出路。

首先,各有色金属生产企业需积极推广节能减排技术,加大转型力度,关闭部分能耗严重、环境污染大的生产机组,从管理上减少SO 2的产出量;其次,还应关注前期脱硫技术的发展,从减少原料矿石的含硫量为基础,来减少烟气的硫含量;再次,加强对有色金属冶炼新工艺的研究,从冶炼过程入手,减少含硫废气的排放量;最后,还应积极进行防腐材料、防垢材料的研究,进而提高湿法脱硫技术的适应性。

三、结束语

做好有色金属冶炼烟气的脱硫处理,一方面有利于治理环境污染、促进我国相关硫产品工业的高速发展,一方面有利于有色金属冶炼企业的长远发展,对提高企业竞争力、降低运营成本意义重大,值得我们投入时间精力进行深入研究。目前在我国,高浓度SO2烟气的脱硫技术得到了大规模应用,成果喜人,但低浓度SO2烟气的脱硫技术却还处于起步阶段,与此同时,烟气脱硫技术在应用上还是存在着不少问题,需要我们积极解决。笔者相信,随着我国科技水平的进一步提高,有色金属冶炼烟气脱硫技术必将得到长远发展,更好地满足国民生产发展的需要。

参考文献:

[1]保海防,李华,武臻.烟气脱除硫和氮的氧化物技术进展[J].河南化工,2009(9).

[2]徐才仁.我国有色金属冶炼烟气脱硫技术综述[J].河南科技:上半月,2012(6).

有色冶金技术范文2

关键字:冶金机械 绿色设计 关键技术

引言

一直以来,我国冶金行业的生产存在很多的问题,其中最为严重的是我国冶金机械设备不能够达到国际上所要求的标准。相对于其他国家的冶金设备来说,我国的冶金设备耗能源更多,产生污染更多。但是很多企业没有认识到这个问题,仍然在高能耗、高投入、高污染的发展模式中徘徊。所选用的机械设备时常伴随噪音、废气排放以及热辐射等问题。为了缓解这一现象,我国冶金机械设备生产行业应当积极采用绿色设计这一概念,鼓励相关企业研究与绿色设计相关的科学技术,通过技术创新,使我国冶金行业实现清洁化生产,生产出能够运用于工业实践的绿色产品,使我国冶金业走上可持续发展的道路,这对我国工程机械的发展前景来说也具有重要的意义。

1.冶金机械产品绿色设计的概念

经济的发展带来了全球化的环境问题,为了缓解这一问题,绿色设计这一概念开始被提出。作为环境问题较为严重的冶金机械工业,环境保护问题也被提到日程上。冶金机械行业开始将目光投向绿色技术。冶金机械产品绿色设计可以被定义为一种设计理念,这种设计理念是围绕产品整个生命周期而创设的,其核心是机械产品的环境资源属性。绿色设计理念需要从两个方面考虑机械产品:第一,绿色设计理念的“绿色”在于机械产品自身的功能、寿命、性能等,这是涉及冶金机械产品的技术特性与经济属性;第二,绿色设计理念的“绿色”是指需要考虑机械产品一旦投入生产对环境以及资源会产生怎样的影响以及如何降低不利影响的发生几率,这是绿色设计理念在冶金机械产品上体现的重要层面。

一般而言,冶金机械产品绿色设计主要包括以下内容:首先,将冶金机械产品的环境资源属性放在产品设计与制造的首要地位,当满足了环境资源属性的要求后,再对产品的经济属性进行要求。其次,在设计冶金机械产品时,应当事先对机械产品的可拆性和回收利用性进行分析,然后根据分析的结果再调整冶金机械产品的设计方案。最后,冶金企业必须认识到冶金机械产品绿色设计对于自然环境和社会可持续发展的重要作用,认识到一个冶金企业在环境保护和资源节约方面应当承担何种责任以及如何承担责任。冶金企业应当重视绿色设计,使自己成为资源节约型、环境友好型企业的一员。

2.冶金机械绿色设计的关键技术

冶金机械绿色设计旨在产品设计、产品制造以及产品使用等方面实现“绿色”,其最终目的是提高资源的利用率、减少生产过程中的废弃物以及解决的环境污染问题。通过此种绿色设计理念可以更好地促使冶金机械企业在资源节约型、环境保护型的可持续发展道路上健康、稳定、快速发展。鉴于此,冶金机械绿色设计作为一种比较新型的概念,其关键技术在很多方面也与传统的机械设计关键技术呈现出显著的差异,主要表现在生产原料的选择、生产中控制“气废”排放、机械的减震除噪、密封技术的研发等方面,笔者接下来进行具体阐述。

2.1.生产原材料的选择

在冶金机械产品的设计与制造过程中,生产原材料的选择具有相对确定性,不能够随意进行选择,只有那些易分解、可再生以及可回收的原材料才可能作为冶金机械的生产材料。此类原材料能保证对环境的污染达到最小,比如在制造冶金机械时,高强高温玻璃和耐热耐高温工程塑料都不是合适的生产原材料,这些材料都是非金属材料,其缺陷是不能够分解,达不到“绿色”的标准。相反,铁、钢以及合金一直以来都是冶金机械产品制造的重要材料,其中最重要的原因便是这些材料可回收,对环境的危害也很小。总而言之,在进行生产原材料选择的过程中,要以环境的利益为指导,对环境有害的原材料禁用或者少用,对环境危害少的原材料可以使用或者扩大使用。

2.2.生产中对“气废”排放的控制

冶金机械制造过程中是没有办法杜绝废气的排放的,但是这些气体对周围环境会造成很大的影响。所以在进行冶金机械制造时,要合理的控制废气物的排放,这也是绿色设计的重要内容之一。而合理控制废弃物的排放措施则有赖于冶金机械企业的积极作为,务必使自己成为环境友好型企业的一员。

2.3.做好机械的减震除噪

冶金机械行业在进行机械制造过程中,要合理控制处理噪音问题。机械震动是噪音污染的重要因素,在对冶金机械进行设计之初就要考虑到其投入生产之后,会不会比较容易发生震动现象,为了杜绝这一现象发生,需要在机械整体与结构的布局中,去设计震动比较小的机械产品。

2.4.提高密封技术,谨防泄泥

冶金机械的泄露问题是所有问题中较为严重的问题,其直接的后果是引起资源的浪费,同时又造成环境的污染。机械自身的使用寿命和工作性能也会直接受到影响。因此,机械的防泄漏是绿色设计的重要内容。要使机械不容易发生泄露现象,就必须采用比较高的密封技术,尽管国内密封技术近十年有较大进步,但与国内工业技术的发展相比仍有较大差距,因此要加快研发新的密封产品。

结语:

随着人们生活水平的不断提高,对良好自然环境的要求也越来越高,开始逐步认识到绿色设计对人们的重要意义。冶金机械行业一直是高污染行业,但又是人们社会生活中必不可少的一部分,因此如何使其在环境保护以及可持续发展的道路上健康发展是非常重要的一个课题。笔者从几个方面对冶金机械制造行业的绿色设计基本内容进行阐述,希望未来冶金机械制造企业能够充分利用绿色设计的理念,走上可持续发展的道路。

参考文献:

[1]韩军霞.机械制造过程中绿色制造技术的应用[J].科技资讯.2011(16).

有色冶金技术范文3

关键词:绿色设计;钢铁冶金机械设计;关键技术;特点

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.10.003

1 落实绿色钢铁冶金机械设计的必要性

冶金行业与工业、建筑业之间联系密切,从冶金行业发展至今,生产中的污染问题长期得不到妥善的解决,较为常见的问题有粉尘污染、噪音污染、生产设备损耗率过高等,在市场经济的发展中利益最大化的经营目标会在一定程度上影响经营者的决策,落实绿色钢铁冶金机械设计能够将绿色设计理念、绿色材料、绿色能源等融入到机械设计中,从而达到绿色化生产的目的。

2 绿色钢铁冶金机械设计的特点及关键技术

随着精神文明建设的全面推进,越来越多的人意识到了环境保护与能源合理开发的重要性。绿色钢铁冶金在各项建设事业中具有非常积极的意义,进行绿色钢铁冶金机械设计可以为该行业注入新鲜血液,同样对于我国市场经济的长远发展非常有利,需要相关的设计者强化绿色设计意识,将先进技术与生产实践现结合,促进我国绿色冶金机械设计的全面发展。

2.1 特点分析

首先,较强的可行性。绿色钢铁冶金机械设计在我国发展前景较为广阔,传统意义上的钢铁冶金自身存在较大的矛盾,大批量的生产必然会造成较多的能源损耗,这与我国当前的发展决策背道而驰,提高有限资源的利用率,降低生产中的污染、浪费需要通过绿色钢铁冶金机械设计来实现。其次,较强的实用性。从冶金行业生产的现状来看,绿色生产意识淡薄。在现代化与信息化的发展前景下,优化冶金机械设计是提升生产质量、优化生产效率的必要举措,尤其是在竞争愈发激烈的今天,从源头上解决问题更能强化冶金企业的实力。第三,环保性。经过绿色理念、绿色技术的改造下,钢铁冶金机械的性能将得到较大的提升,借助绿色技术的支持,钢铁冶金生产中的隐患及不利局势可得到改善与扭转,这对于企业和国家而言均十分有利。

2.2 关键技术分析

2.2.1 谨慎挑选原材料

钢铁冶金生产过程中除了需要消耗钢铁等原材料之外,还要使用较多的添加剂及其他材料来进行生产,实践表明,差异化的材料选择会对其生产的质量及设备性能造成较大的影响,从源头上进行问题控制需要做好谨慎的原材料选择。优化生产质量,降低运营成本需要企业的管理者加大对材料选择的关注度,技术人员可通过自身的工作经验提出相应的建议,从诸多的原材料中做出最正确的选择,将设备保养、生产质量、运营成本纳入原材料选择的考量范畴中,尽可能的降低不必要的损耗及污染,为绿色经济的发展做出应有的贡献。

2.2.2 降低废气排放率

冶金生产中,废气污染也是急需解决的问题之一,在进行绿色钢铁冶金机械设计中,应适当考虑废气处理的问题。大气污染会严重影响到人们的生活,雾霾、沙尘暴等恶劣天气的出现就是因为人们无节制的废气排放。在新时期,针对冶金生产中的废气污染题,设计者应结合绿色设计理念进行改良,如加大气体过滤研究,将生产过程中所排放出的气体为危害性降到最低。设计人员可在原有的钢铁冶金机械设计的基础上加大气体过滤、净化设备研究,真正实现低污染的绿色钢铁冶金生产。

2.2.3 做好钢铁冶金机械的减震除噪

对于我国钢铁冶金行业而言,由于生产作业过程当中不仅需要加工、分离与洗选等精密机械设备,而且还需要重型机械,用于开采矿山、挖掘土质等,从而就使得在上述的生产、加工、采掘等过程当中会产生大量的噪音。为此,我国从事钢铁冶金行业的企业应当不断对现有机械设备进行改进,通过在现有厂区周围种植树木,或者是对现有机械设备进行整体与结构的布局的调整,或者是通过添加防噪项圈,定期对现有设备进行维护等诸多方式,来有效的设计出机械设备发出震动较小的、有利于提高生产产能的机械设备。

2.2.4 提高密封技术,谨防泄漏

强化机械设备各个零部件及运作链的密封技术,不断加强对现有机械设备的密封设计,可有效的减少机械设备泄露给周边环境以及当地环境导致的破坏。为此,在开展绿色机械设备的设计时,应当对设备进行测试,并保持定期的维护,使用内部管理制度来有效的提升机械设备密封性能的提高。在进行钢铁冶金的生产与加工工作过程中,严密重视与控制好机械设备的渗漏问题,将会促使这一行业绿色经济和高产能的实现。

2.2.5 强化实用性与审美性

设备检修及故障处理在各行各业的生产中均较为常见,强化绿色钢铁冶金机械设计的整体性能可有效降低设备故障的发生率,在进行具体的机械设计中,设计人员可有针对性的进行配件选择,尽可能的以保障生产性能、延缓使用寿命降低其生产中的成本。部分冶金企业在日常管理中制定了较为全面的检修计划,但是在现下,设计者可结合信息技术来提高设备检测的智能性,在多种检测技术下提升设备故障的报警及自我保护性能,确保每一次的检修工作都能准确有效。针对绿色钢铁冶金机械设计的审美优化需要设计者的重视,传统意义上的冶金机械外观都比较单一,适当的进行造型改良可以缓解使用者的视觉疲劳,通过色彩、形状的变化来吸引采购企业的视线。

3 总结

在现代化的全面发展中,各行各业的发展均需要消耗大量的钢铁建材,但是从其生产及行业发展的现状来看,生产全过程存在较多的问题,在钢铁资源需求持续加大的市场环境下,节能、降噪、减排等都需要逐一落实。发展绿色钢铁冶金机械设计有利于解决上述的问题,同时可保障其生产的绿色化、节能化,在延伸钢铁冶金产品的实用性、使用年限上也非常有利,相关企业应加大技术投入,以先进的技术来强化生产效率及质量,为自身的长远发展奠定扎实的基础。

参考文献:

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关键词:技工院校 冶金专业 课程设置

时下,随着社会的不断发展,可开采金属品位不断降低,冶金工艺日渐复杂,国内冶金行业对员工的要求不断提高,急缺生产、服务、管理等第一线的实用性复合技能型人才。冶金专业是个系统的专业,涉及到方方面面的内容,如何在短短两年时间内培养出基础薄弱、好动不好学的技能人才,如何培养现代冶金企业所需的“高、尖、精”技能人才,冶金专业的课程设置就显得尤为重要。技工院校冶金专业人才的就业方向一般是钢铁冶金、有色金属冶金、材料、机械、模具、航天航空、化工、环保等行业及科研、教学、技术管理和技术贸易等方向。针对就业方向加强专业课程设置,确保冶金专业人才毕业就能上岗。笔者认为,在设置技工院校冶金专业课程过程中,基本要考虑以下三点内容:第一,应设置冶金工程专业普适性强的专业基础课程及专业方向课程,在横向上扩大学生的就业面以及提升就业能力;第二,准确定位,大力发展基层骨干型、应用型、专门型的技术人才,和其他的本科高校面向企业中高层就业的市场定位给予区分开来;第三,立足地方特色,充分利用地方的冶金资源特色,为地方区域性经济的发展提供人才支持。[1]

一、学时的总体设置

按照国家关于职业技能学校的规定,高中生学制为两年,初中生为三年。以初中生来算,在校学习两年,企业顶岗实习一年,总学时可达3800学时。开设课程主要有公共课、专业基础课、专业课和顶岗实习课。其中,可以开设公共基础性课程模块为400个学时,冶金专业基础性课程模块为600个学时,冶金专业课又分为技能课和理论课,技能课程模块为600个学时,冶金专业理论课模块为400个学时,各个环节的实践课程模块为200个学时,顶岗实习课程模块为1600学时。[2]

二、课程模块的设计

公共基础性课程模块应开设计算机应用基础、数学及应用、无机化学、三生教育与应用文写作、普通话、德育与职业指导等课程。

在专业基础性课程的模块当中, 课程设计重点由以下元素构成:(1)新生刚入学的时候,先设置一科专业教育性课程,主要传授冶金工程专业的概况和今后的就业趋势与状况等。(2)设置工科基础性课程,如工程绘图与CAD、电工电子技术、材料力学以及科技文献检索等, 促使为学生将来的就业需要拓宽途径,并为冶金专业学科的学习打好基础。(3)设置冶金工程专业基础性课程,包括了材料化学(其中有无机化学、有机化学、分析化学等内容)、物理化学、冶金原理、冶金设备、冶金过程检测与控制、金属学、矿物加工概论、冶金资源与环保、粉末冶金工艺与设备、冶金工艺工程设计、冶金工程研究方法(4)设置和冶金相关联的材料学概论。(5)设置冶金企业管理课程,促使学生为今后胜任管理工作做好铺垫。(6)为了学生今后得到就业发展考虑,设置就业指导以及职业生涯设计课程。

在冶金专业技能性课程模块当中,开设了金属加工职业技能鉴定、冶炼生产职业技能鉴定、化学检验职业技能鉴定这3门科目,学生可任意挑其中选一科,以凸显技能型人才的发展目标。

在冶金专业方向性的编排方面,设置钢铁冶金与有色冶金这2个方向,而对于理论性相对突出的冶金物化的方向先考虑。在钢铁冶金这一方向当中的炼铁学与炼钢学必须是正常开设的, 辅助工序开设炼焦工艺及设备、铁矿石造块工艺及设备、铁合金工艺及设备、连续铸钢课程, 保障学生具有相当的专业视野面; 为使学生能够更好地适应于有色冶金这一行业的就业,设置有色冶金概论课程,为他们的就业打下良好基础。

在对有色冶金这个方向的课程设置中,可以安排重金属冶金学、轻金属冶金学、稀有金属冶金学等课程;而针对电解与电镀方向,则可以开设冶金电化学;同时针对技工院校学生的就业出路,比如可能到化工企业就业,则可以适当开设湿法冶金工艺及设备以及化工原理等多门课程。为了让学生能适应钢铁冶金行业的就业,可以开设钢铁冶金概论以及有色冶金前沿技术。

实践教学是冶金专业人才培养的重点环节, 为此,对所有的实验应该结合学校的实际情况将其单列成为一门独立课程, 比如,可以开设钢铁冶金综合实践、钢铁冶金综合设计性实验、有色冶金综合实践、有色冶金综合设计性实验、材料化学实验、物理化学实验、冶金原理实验、冶金传输原理实验、金属学实验等实践课程。[3]

单纯的理论教学培养不出技能人才,除了理论课程外必须增加实训课,而实训内容可分为校内与校外。校内课程可以根据学校实际情况增设冶金工艺仿真实训课,例如开设钢铁生产仿真,铜、铝等各种金属生产仿真,让学生身临其境的参与动手学习。此外,购买一些电解与电镀设备也是需要的,根据火法和湿法生产工艺应用熔炼炉、精炼炉、电解槽等参与教学。冶金专业离不开金属加工处理,根据熔炼对金属压铸、挤压、浇铸、锻压、冷轧、抛光、电镀等金属处理,分析检测金相组织、晶体生长、表面致密光滑等都可涉及一些。校外实习根据学生所学,对应企业生产进行顶岗实习,参与实际冶炼生产工作。[4]

三、结语

综上所述,冶金专业是个系统性专业,也是个艰苦专业,需要掌握的知识很多,而对高技能人才的要求也很高,技工院校开设冶金工程专业,立足本地区实际情况,对当地基础经济发展有着不可忽视的作用。只有科学合理设置冶金专业课程,面向基层, 大力培养应用型技术型行业人才, 才能办出特色专业,才能实现可持续发展,才能满足冶金企业对高技能专业人才的需要。[5]

参考文献:

[1] 吕玉国. 浅谈技工学校冶金专业的建设和研究 [J]. 教育教学论坛, 2014(16) .

[2] 邹建新, 伍维根, 周建国. 高校材料专业职业应用型人才培养知识体系的构建[J]. 中国冶金教育, 2006(2) .

[3] 翟玉春. 优化课程体系, 改革教学手段材料类专业基础课及实验课程体系与整体优化的研究与实践[J]. 高教研究, 2003 (6) .

[4] 翟玉春, 施月循. 冶金工程专业人才培养方案及课程体系改革[J].贵州工业大学学报( 社会科学版) , 2000(1) .

[5] 杜长坤, 吕俊杰, 朱光俊. 冶金工程专业培养高素质创新人才的探索与实践[J]. 中国冶金教育, 2005(6).

有色冶金技术范文5

近年来,在冶金行业电力拖动自动化技术应用型人才的培养愈来愈受到高等院校的广泛重视。但大多高校电力拖动自动化技术应用型人才培养采用教材与实验相结合或相同高校相近专业的培养模式,有的甚至是全盘照搬过去十几年前的培养模式。由于电力拖动自动化技术人才培养目标不同,以及师资、实验设备、生源质量等条件的不同,在教学过程中产生了许多问题,主要表现在以下几个方面。

第一,知名高校为研究型大学,其自动化拖动专业培养的是具有扎实理论基础和研究型拖动控制设计、智能化系统设计人才,且大部分学生毕业后的目标是考研究生或出国留学。我校信息工程学院自动化专业培养的是面向生产企业的本科应用型人才,大部分学生毕业后面临的是从事自动化控制。因此,采用依托重点高校的培养模式,其结果可能是理论上不去,实践动手又下不来,应用能力不强,最后必然是就业困难。

第二,一般高校自动化专业培养的通常是通用型自动化设计、电气工程人才,其培养目标强调的是宽口径、复合型人才,其课程体系宽,基础课多,专业课少。我校主要是根据冶金、石油企业和市场需求,确立的专业方向为“冶金自动化与石油自动化”,如果照搬普通高校的培养模式,就难以建设专业特色。

第三,传统高校的培养模式也存在不足之处,例如部分教学内容陈旧过时,没有反映最新的技术发展内容和市场需求,不能满足现代冶金企业等用人单位的要求,其典型例子就是自动化教材反映板带材可逆冷轧机压、四辊异步可逆轧机系统技术、钢板加速冷却系统和步进式加热炉集散控制系统等知识内容没有提到或介绍较少,导致学生基于冶金工业自动化控制应用的设计能力和开发能力不强;概述性课程较多,其结果是什么都学,什么都不精通;实践性、应用性课程和学时均较少,导致学生实际能力不高。

因此,研究、改革、创建具有冶金工业技术特色的人才培养模式,对提高我校人才培养质量,提高毕业生的就业率具有重要的意义。

二、人才现状与需求调研

为确定专业方向和人才培养模式,我们走访了东北大学自动化研究中心、北京科技大学轧钢控制实验室、重庆钢铁集团公司轧钢厂、上海宝钢集团公司、重庆大学等有关教学单位、生产厂家和用人单位,对我国冶金工业技术现状与发展、用人单位对人才知识结构和能力的需求规格,以及当前培养模式存在的问题进行了广泛的调研。

(一)冶金工业自动化技术人才的工作岗位分类

1.初级冶金工业自动化技术人才

初级冶金工业自动化技术人才是指在生产岗位上承担冶金工业自动化控制系统装置的具体操作及日常简单维护工作的技术工人,在冶金工业自动化技术岗位中约占70%,是目前需求量最大的冶金工业自动化技术人才。

2.中级冶金工业自动化技术人才

中级冶金工业自动化技术人才是指在生产岗位上承担冶金工业自动化控制系统装置设置人员和系统计算机控制中心维护、维修人员,这类人员在冶金工业自动化技术岗位中约占20%,其中控制系统装置设置人员占10%,计算机控制中心维护、维修人员占10%。

3.高级冶金工业自动化技术人才

高级冶金工业自动化技术人才是指具备并精通冶金工业自动化控制系统装置操作、系统参数设置和自动控制系统维护、维修所需要的综合知识,并在实际工作中积累了大量实际经验,精通冶金工业自动化控制技术和冶金专业知识、系统电气设计,掌握冶金工业设备系统统调,能自行完成冶金工业自动化控制系统的选型、装置系统的安装、调试、维修和精度优化以及冶金工业技术数字化改造,适合于担任企业的技术负责人或冶金工业自动化控制装置产品开发的设计主管,其市场需求为5%。

(二)对冶金工业自动化技术人才的知识结构要求

对于初级冶金工业自动化技术人才,应以传统的工业自动化技术(电机原理与控制、电力电子技术、自动控制原理、电力拖动自动控制系统、计算机基础、检测与转换技术等)为基础,学习掌握工控机技术以及可编程控制器PLC软件。

对于中级冶金工业自动化技术人才,有两种情况:冶金工业自动化控制系统软件人员应更加熟悉冶金生产工艺,精通自动控制计算机软件编程;冶金工业自动化装置系统维修人员要以机、电、光和液(气)控制技术为基础,掌握冶金工业自动化技术维护与维修的技术和技能。

对于高级冶金工业自动化技术人才,必须具有较扎实的冶金和自动化专业基础,较全面地掌握冶金工业自动化系统维护、冶金自动化专用设备的相关原理与技术,具备冶金工业自动化设备研制与开发能力,还必须具有较高的外语水平。

(三)冶金工业自动化技术教育发展现状与问题

虽然我国各类院校加大了培养工业自动化技术人才的力度,但始终不能满足现代钢铁行业的需求,主要原因有以下几个方面。

1.课程设置和教学内容不能满足现代冶金企业需求

我国工业自动化类专业的课程设置近几年虽有所改进,但教学内容仍较陈旧,学生所学到的知识、技能与企业的要求尚存在差距。例如,板带材可逆冷轧机压下计算机控制系统和步进式加热炉集散控制系统的教学还较薄弱;部分学校因实验条件所限,仍以理论讲授为主,企业急需的冶金工业自动化控制系统的编程、操作、维护的培训效果较差。

在实践技能培训方面,很多院校把实训重点放在交直流调速系统的简单操作上,而对轧钢系统、冶炼工艺(如冶炼基本原理、冶炼控制技术、冶炼参数设置等)、计算机控制设计、可编程控制器与数控编程、冶金自动化数控设备调试技术、系统的维护、维修等专业技术能力训练不够。

2.冶金工业自动化专业(方向)师资数量不足,素质不高

同时具备相当的理论知识和丰富的实践经验的冶金工业自动化专业师资严重不足,尤其缺乏熟悉冶金企业生产实际,并能够承担冶金工业自动化技术教学工作的“双师(教师、工程师)型”专业教师,严重制约着现代冶金工业自动化技术人才培养水平的提高。

三、培养模式的研究、改革、创新与实践

(一)指导思想

在就业竞争日趋激烈的今天,特别是对培养应用型人才的重庆科技学院而言,培养模式的改革和创新应紧紧围绕“增强学生动手能力、提高毕业生就业率”这个主题来进行。因此,改革、创新培养模式的指导思想为:以就业为导向,以提高技能和动手能力为主线,突出专业特色,全面改革课程设置和课程内容,加强实践性教学,增强实际应用能力,创建具有重庆科技学院特色的人才培养模式。

(二)确立专业方向和核心专业要求

根据市场调研,确立冶金工业自动化专业方向和特色为“轧钢与冶炼控制”,即在培养通用型的电机控制技术、自动控制原理、电力拖动自动控制技术人才的基础之上,培养能从事冶金工业自动化控制技术、冶炼控制技术、轧钢数字控制技术与系统维修维护方面的专业应用人才。

核心专业要求也就是学生应具有的核心专业能力是具有基于计算机控制技术的冶金工业自动化软硬件的设计能力。

1.确立专业方向课程体系

我院开设的工业自动化专业冶金自动化方向的课程包括:冶炼过程控制系统设计、冶金控制系统综合实训、自动化仪表及DCS、交流调速系统、冶金过程控制、过程控制系统及装置、直流调速控制系统、常用电气技术与PLC、电力电子与电力传动、集散控制系统与现场总线技术、单片机系统综合训练、过程控制系统综合训练。这些课程构成了本专业的课程体系。

电力电子与电力传动课程原来讲授通用的电力传动控制技术,现改为以轧钢传动控制为实验平台,重点讲授电力电子技术、伺服控制、PLC控制。直流调速控制系统课程是对电力拖动自动控制系统课程的巩固和提高。冶炼过程控制系统设计、冶金控制系统综合实训课程是对冶金自动化技术知识水平的巩固和提高。通过过程控制系统综合训练课程,学生才能真正掌握好冶金工业自动控制技术。单片机系统综合训练课程包括单片机原理和软件编程能力培养,并增加了1周的单片机软件设计过程。

2.确立核心专业能力课程体系

计算机辅助仿真设计(Matlab)、计算机电子电路设计(Protel)、计算机C++语言、DSP原理与应用、EDA原理与应用等课程构成了培养学生基于计算机的仿真设计与计算机控制软硬件设计能力的核心专业能力课程体系。计算机辅助仿真设计(Matlab)软件在生产实际中应用非常广泛,是现代工业自动控制技术必须掌握的一个工具。计算机电子电路设计(Protel)和EDA原理与应用也是在生产实际中应用非常广泛的软件,作为选修课,对进一步提高学生基于计算机的软硬件设计和控制能力,拓展学生的就业空间都有重要作用。

(三)坚持以冶金行业为主、自动化与冶金相结合的专业内涵

在整个课程设置体系中,自动化类课程约占40%,计算机类(软件、硬件、芯片)课程占30%,冶金自动控制系统与检测占30%。之所以这样设置,原因主要有以下两点。

首先,几乎所有冶金企业的冶炼类岗位和自动控制系统类岗位是分开设置的,没有对应的冶炼技术与自动控制系统技术融合岗位,因此,必须坚持以冶金自动化装置控制技术为主,学生才好就业。但是,大量的冶金自动化高技术设备又要求自动化,这类技术人员必须既懂冶炼,又懂控制,而不是以往传统的纯自动化类技术人员。因此,自动化必须结合冶炼技术是冶金工业自动化专业的内涵。

其次,我校冶金类专业在西南地区是相当知名的,有强大的师资和学科支撑,因此,利用好这种优质资源来打造品牌专业是具备条件的。

1.冶金控制过程主干课程

冶炼过程控制系统设计、冶金控制系统综合实训、自动化仪表及DCS、冶金过程控制、过程控制系统及装置、过程控制系统综合训练等课程构成了培养学生设计能力的主干课程。

2.自动化控制主干课程

电工电子技术、数字电子技术、电机控制技术、自动控制原理、电力电子技术、电力拖动自动控制技术、自动检测技术等课程构成了培养学生加工制造能力的主干课程。

3.计算机主干课程

PLC原理与应用、单片机及控制系统设计、课程设计、单片机及控制系统设计、集散控制系统与现场总线技术、单片机系统综合训练、DSP原理及应用、EDA原理及应用、计算机仿真、C++语言等课程构成了培养学生计算机控制等方面应用能力的主干课程。

(四)加强专业学习,强化专业能力和专业特色

长期以来,各重点高校的培养目标都是宽口径、复合型人才,采用的是粗放式的培养模式,其指导思想是使毕业生的就业面更宽,能从事的职业更广。因此,在其培养计划中,学习的课程门数、学科和专业基础课、概述性课程均较多,专业课较少,因而也淡化了专业特色和学校特色,削弱了学生的专业能力。在这种情况下,加强专业课的学习和专业能力的培养,强化专业特色,反而更有利于学生就业。我们采取的措施是:减少通识课、学科基础课的学时,增大专业课的学时比例将原有的电机原理与拖动、电工原理、模电技术、数电技术课程压缩,课时由110学时减为80学时。删去工厂供电、常用电气技术等基础课。电力拖动自动控制系统由88学时减为64学时,增加30学时的DSP原理及应用和EDA原理及应用,强化计算机仿真的核心专业能力。改革后,通识课所占学时比例由36.75%降为31.5%,学科基础课和专业基础课由28%降为20.5%,而专业课则由10.25%提高到22.75%。

(五)加强实践性教学,增强学生的实际应用能力

实践性教学环节包括实验、上机等非集中性实践教学和电气综合实习、两性实验、参观实习、课程设计、生产实习、毕业设计等集中性实践教学。集中性实践性教学环节学时由28周增加到改革后的42周,增加了34%。主要增加了1周的冶金控制系统综合实训、2周的单片机系统综合训练、1周的过程控制系统综合训练、2周的自动控制课程设计以及其他课程设计周数。为充分保证实践性教学的质量和效果,学校投入大量的实验设备,建成了拥有先进技术的电工技术实验中心、自动化实验创新基地。实验和上机等非集中性实践教学学时由原计划的202学时增加到改革后的290学时,增加幅度约为43%。

(六)加强课程衔接的科学性及合理性

将变频器技术与应用由原来的第6学期讲授改在与电力电子技术课程同步的第5学期讲授,所有课程设计均在学习了相应课程后立即进行。直流调速系统由原来的第6学期讲授改为第5学期讲授,作为一门专业基础课,提前上更科学合理。

(七)改革教学方法

将一些应用性较强的课程(如电力拖动自动控制系统、变频器技术及应用等)的部分学时由教室改在实验室或实训基地进行,实行现场教学。将操作性较强的软件课程,如EDA、计算机电子设计(Protel)等,由课堂讲授改在机房进行,教师边讲授,学生边操作,以提高教学效率和教学效果。

(八)加强实训教材、大纲、指导书的编写

有色冶金技术范文6

【关键词】冶金机械;绿色设计;关键技术

0 前言

随着工业技术的不断进行,各种各样的机械设备不断涌现,带动了钢铁工业的快速发展,同时也给环境带来了严重的破坏,可以说是以牺牲环境为代价换取了经济的飞速发展。而社会的进步和环境污染带来的严重后果,使人们逐渐认识到了可持续发展的重要性,绿色冶金机械设计得到了发展和普及。绿色设计的应用,可以有效降低企业的成本,减少对于环境的影响,推动企业的可持续发展,其意义和作用都是十分巨大的

1 绿色冶金机械设计概述

1.1 概念

绿色设计,也可以称为“生态设计”或者“环保设计”,是指充分考虑产品在整个生命周期内的环境属性,并以此作为设计目标,在满足产品环境目标的同时,保证其对于功能、质量和使用寿命的需求。对于绿色设计而言,需要遵循三个基本原则,即可回收原则、可维护原则以及可重复利用原则,尽可能减少产品对于环境的污染和能源的消耗。对于冶金机械行业而言,绿色设计直接影响着冶金机械产品的使用质量和环保质量,对于相关企业的发展是十分重要的。

1.2 特点

首先,冶金机械的绿色设计是通过封闭环形的方式进行的。这样的设计方法,可以保证产品的质量,降低生产成本,同时使得产品的使用寿命大幅延长,而产品超出使用期限后,可以对相应的元件进行回收利用,提高了回收利用的效率,也便于企业对于环境的保护和管理。

其次,可以强化对环境的保护。绿色设计体系的建立,是以环境保护为基础进行的,环境目标是设计所要实现的首要目标。为了保证产品的环境效益,在对冶金机械产品进行绿色设计时,技术人员通常会对产品的流向进行跟踪测量,同时利用相应的设备和软件,对产品的环境效益进行评估,从而明确其对环境所能造成的影响,并采取相应的处理措施,强化对于环境的保护。

然后,可以有效节约资源。在冶金机械制造行业引入绿色设计理念,可以极大地解决资源的浪费问题。在对产品进行绿色设计时,相关技术人员可以结合材料的分析数据,对其使用的数量进行管理和控制,尤其是对有害材料的控制,可以选择绿色的材料或对于环境影响更小的材料进行替换。这样,一方面,可以推动企业产品结构的变化,提升企业的环境效益,减少对于环境的污染,另一方面,可以提高资源的利用效率,降低企业的生产成本。

1.3 重要性

在冶金机械制造行业的生产过程中,往往会产生噪音污染、废弃物污染、有害材料泄露等多方面的问题,对周边的环境造成严重的负面影响,在这样的情况下,实行绿色设计是十分必要的。同时,随着我国经济的发展,社会对于能源的需求日益增大,能源紧缺问题已经迫在眉睫,而应用绿色设计,可以对资源和能源进行重复利用,从而节约能源,实现可持续发展的目标。另外,应用绿色设计的相关技术,可以提高产品的质量和使用寿命,降低企业的生产成本。总的来说,实现绿色冶金机械设计,可以提高企业的社会效益、环境效益和经济效益,是十分重要的。

2 绿色冶金机械设计关键技术的应用

对于绿色冶金机械设计而言,由于其属于新兴的理念,并没有一个相对明确的体系或要求,因此,与传统的设计不同,绿色设计的关键在于以下几个方面:

2.1 对材料的选择

对于绿色设计而言,材料的选择对于设计和生产的影响是十分巨大的。为了便于实现产品的环境效益和社会效益,在对产品的原材料进行选择时,必须坚持易分解性、可再生性、可重复利用性的基本原则,切实将产品对于环境的影响降到最低。一直以来,铁、铜以及相应的合金是冶金机械制造的主要生产材料,也基本上满足了以上几点要求。但是,机械设备不可能仅仅由这些金属构成,也会使用一些非金属材料,便于其功能的发挥,如汽车驾驶室的挡风玻璃、橡胶轮胎、塑料元件等,这部分材料通常是难以回收利用的,也是会对环境造成破坏的。因此,在进行设计时,可以选择一些对环境污染小或者绿色材料,对其进行替换,减少对于环境的危害。

2.2 对废弃物的处理

冶金机械制造行业产生的废弃物,按照其类型划分可以分为废水、废气、固体废弃物。由于受到技术条件的限制,在生产过程中,难以真正实现废弃物的零排放,也就是说,必然会对环境造成一定程度的影响。为了尽可能减少废弃物对于环境的破坏,在进行绿色设计时,需要采取必要的手段,对废弃物进行相应的处理。对于废气而言,要在排放之前进行过滤处理,尽可能减少废气中有害物质的含量;对于废水而言,在排放前同样需要利用净化、沉淀、过滤、分析等方法进行处理,尽可能达到环境要求的排放标准,切不可直接排入河流或地面;对于固体废弃物而言,一方面,可以在设计时使用绿色材料,减少其产生,另一方面,可以尽可能进行回收利用,减少其排放的数量。对于其中的有害物质,要统一进行处理,避免其对于周边环境的破坏。

2.3 对噪音污染的整治

在冶金机械的生产过程中,会由于机械的振动原因产生噪音污染,严重影响周边居民的生活。因此,在进行绿色设计时,要采取必要的减震措施,尽量避免噪音的产生。例如,对于一些容易产生震动的零部件,如发动机等,可以采用隔震性能优良的弹性支承;而在对机械进行整体结构设计时,要尽量提高产品的动态性能,同时,使用高性能的消声减震设备、低噪音发动机,选择精度较高的齿轮减速箱,并在齿轮的要和部位涂抹油,减少其在生产和运行中的噪音。另外,还可以对生产厂房进行特殊处理,增强墙壁的吸音性能,避免噪音的外传。

2.4 对故障的诊断

无论何种机械,在工作一段时间后,都会出现或大或小的问题,需要进行保养和维护。但是,这种定时性的保养,需要耗费大量的人力、物力和财力资源,如果设备没有故障,则可以说是对资源的不必要浪费。因此,要强化对于设备故障的诊断,提高诊断的准确性,从而降低检修和维护成本,保证设备的正常运行。

3 结语

在科学技术不断发展的今天,可持续发展的理念深入人心,已经成为社会发展必须遵守的基本准则。绿色设计方法的应用,对于冶金机械指导行业而言是十分必要的。一方面,可以有效降低企业对于环境的污染和破坏,提高企业的环境效益,另一方面,可以降低企业的生产成本,提高资源的利用效率,促进企业经济效益的提高。

【参考文献】

[1]马洪伟,许宝玲,丁时松,刘晨曦.绿色冶金相械设计的关罐技术[J].科技信息,2012(2):355.

[2]段玉林.探析绿色冶金机械设计的关键技术[J].中国高新技术企业:中旬刊,2013(8):69-70.