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冶煉廢渣包括有色金屬行業(yè)和鋼鐵工業(yè)在生產(chǎn)中排出的廢渣。化工廢料主要指在化工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種廢渣，如高爐礦渣、鋼渣、鐵合金渣等其他各種有色金屬渣都屬于化工廢渣。根據(jù)固體廢物的行業(yè)來源不同，冶金工業(yè)固體廢物又可以劃分為有色金屬冶煉廢物、鋁工業(yè)固體廢物和鋼鐵工業(yè)固體廢物三大類。有色金屬冶煉廢物是指有色金屬在采礦、選礦、冶煉和加工等生產(chǎn)過程中及其環(huán)境保護(hù)設(shè)施中所排放的固狀或泥狀的廢棄物。[2]根據(jù)金屬冶煉方式的不相同性可以分為稀有金屬渣和重有色金屬渣兩種，重有色金屬渣主要包括銅渣、鉛渣、鋅渣、鎳渣、鈷渣、汞渣等。鋁工業(yè)固體廢物主要來源于在氧化鋁生產(chǎn)進(jìn)程中產(chǎn)生的堿赤泥、軋鋼進(jìn)程中產(chǎn)生的少量氧化鐵渣以及生產(chǎn)金屬鋁進(jìn)程中產(chǎn)生出廢炭、耐火磚、保溫材料和鋁加工進(jìn)程中排放出廢材料等。鋼鐵工業(yè)固體廢棄物主要來源于鐵礦開采時所產(chǎn)生的削離廢石、選礦時產(chǎn)生的大量尾礦、煉鐵過程中產(chǎn)生的高爐爐渣、煉鋼產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐爐渣、電爐爐渣、及生產(chǎn)合金時產(chǎn)生的鐵合金爐渣、含鐵塵泥等。鋼鐵生產(chǎn)的固體廢棄物的主要特點是生產(chǎn)量很大，并含有很多金屬和非金屬元素，可二次利用價值很高。由于我們國家現(xiàn)今對工業(yè)固體廢棄物處理基礎(chǔ)比較薄弱，想要建成一整套完整的管治體系還需要反復(fù)摸索和實踐。所以我們應(yīng)參照發(fā)達(dá)國家在冶金固體廢棄物管制方面的經(jīng)驗，并結(jié)合我們中國國情，取其精華去其糟粕，開發(fā)適合我國國情的固體廢渣處理新技術(shù)。

2冶金工業(yè)固體廢物的資源化

資源化是采用管理和工藝措施等實現(xiàn)固體廢棄物無害化、綜合利用的主要方法中的一種。應(yīng)放把固體廢物處置處理技術(shù)體系的建立過程放在一位置，在廢物排放還未進(jìn)入環(huán)境之前，回收物質(zhì)和能量，提高物質(zhì)和能量的循環(huán)利用，創(chuàng)造出有用經(jīng)濟價值，減輕后續(xù)處置的負(fù)荷，變廢為寶。我們應(yīng)該鼓勵和發(fā)展循環(huán)型的經(jīng)濟，號召人們節(jié)能減排，將固體廢棄物進(jìn)行資源化得到更大的利用，高度重視管理或工藝等措施，從而提高固體廢棄物的回收有利用價值，創(chuàng)造更多的有效資源。

2.1冶金銅渣的資源化。

冶金銅渣大部分來源于火法煉銅的工藝，還有少量來源于煉鋅、煉鉛工藝。目前，我國每年粗銅產(chǎn)量與產(chǎn)出爐渣量的比值約為1:3，加上其它工藝產(chǎn)生的廢銅渣，產(chǎn)出渣量相當(dāng)驚人。另一個角度也可說明從廢渣中回收有用物資和能源的潛力也相當(dāng)大。目前，我國開發(fā)了許多資源合理化利用銅渣的方法，主要向提取有價金屬、生產(chǎn)新型化工產(chǎn)品和建材工業(yè)等方向發(fā)展。如：將銅渣收集到回收室，經(jīng)氧化熔燒，在通過還原方法處理技術(shù)可回收銅粒；銅渣與淬渣摻入石灰拌勻壓實后可用作公路基層；也可直接將熔融的廢銅渣直接澆注成堅硬致密的銅渣筑石；冷銅渣還可用作鐵路道渣，效果良好。銅渣中的有價金屬主要包括Cu、Pb、Zn、Cd、Au和Ag等，可通過浮選、磁選等物理方法或焙燒、浸出等化學(xué)方法將其回收和資源化利用。通常采用浮選法回收廢銅渣中的銅。先經(jīng)浮選得到品位較高的精銅礦，再經(jīng)過火法煉銅工藝得到更高品味的銅金屬元素。銅水淬渣可作為硅酸鹽水泥的礦化劑。銅精礦經(jīng)密閉鼓風(fēng)爐熔煉后所產(chǎn)生的廢渣即銅水淬渣，是對1050~1250℃高溫的熔渣經(jīng)沖水驟冷形成的釉黑色顆粒，液態(tài)密度為4.0~4.5t/m3，水淬渣的物質(zhì)組成主要是鐵的氧化物及脈石等形成的硅酸鹽與氧化物。生產(chǎn)水泥的工藝流程為：將石灰石、黏土、礦渣按比例配料，然后投入球磨機磨粉，磨好的生料加入回轉(zhuǎn)窯，經(jīng)反應(yīng)生成水泥熟料。在反應(yīng)生成的水泥熟料中加入適量的石膏以及鐵礦渣，然后投入到球磨機內(nèi)磨成粉狀，后生產(chǎn)出品質(zhì)優(yōu)良的水泥。生產(chǎn)水泥的工藝流程。

2.2冶金赤泥的資源化。

赤泥是生產(chǎn)氧化鋁過程中產(chǎn)生的含水量高的強堿性粉泥狀固體殘留物。因為含有大量氧化鋁，所以呈紅色，隨著含鐵量的增加赤泥的顏色也逐漸變深紅。鋁土礦的成分、生成新化合物的成分和添加劑的成分，以及生產(chǎn)氧化鋁的方法都會在某種程度上影響赤泥的化學(xué)成分。由于赤泥含堿，長期堆放使堆場附近土地堿化，如果倒入海洋，則會污染海域。因此，赤泥對環(huán)境的堿污染不容小覷。如果不能合理的有規(guī)劃的處理這些廢渣，它將會影響我們的生活環(huán)境。世界各國提出了幾十種綜合利用的方法，但利用規(guī)模較少，多數(shù)以海洋排放與陸地堆積兩種形式處置赤泥。我國主要用赤泥壩存法。赤泥中有10%~45%的鐵，但能直接用作煉鐵原料的少之又少。所以將預(yù)焙燒后的赤泥倒入700~800℃沸騰爐內(nèi)還原，使赤泥中的Fe2O3轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3O4，還原產(chǎn)物經(jīng)冷卻、粉碎后分選，得到高品位的磁性產(chǎn)品，用此方法可回收大量的鐵得到高品位的煉鐵精料。在赤泥中不僅能提取大量的有價金屬，還能從中提取鋁、鈦、釩、鉻、錳及多種稀土元素和微量放射性元素。我國利用赤泥生產(chǎn)多種型號的水泥，生產(chǎn)出的普通硅酸鹽水泥也有強度高、抗硫酸鹽等多種性能，在工程建筑領(lǐng)域使用效果甚好。赤泥不僅僅在建材工業(yè)上得到廣泛運用，在農(nóng)業(yè)上，赤泥也廣泛用于生產(chǎn)硅鈣肥料和塑料填充劑，生產(chǎn)流態(tài)自硬砂硬化劑，用作礦山采空區(qū)充填料等。

2.3鋼鐵工業(yè)固廢物的資源化。

目前，我國鋼鐵產(chǎn)量居高不下，仍穩(wěn)坐世界一寶座。但我國煉鐵煉鋼技術(shù)尚不夠，加上鋼鐵企業(yè)本來是高能耗、高污染的重工業(yè)。在如今的鋼鐵工業(yè)快速發(fā)展的時代里，一方面會大量消耗資源和能源，另一方面必然會產(chǎn)生大量不同種類的冶金廢渣，這將會嚴(yán)重破壞我們賴以生存的家園。鋼鐵工業(yè)中不同的生產(chǎn)工藝流程，會產(chǎn)生不同的冶金固體廢棄物。目前我國鋼鐵工業(yè)冶金廢渣綜合利用率正平穩(wěn)上升。普通高爐渣基本上全部都能資源合理化利用，只有17%的釩鈦高爐渣，以及含放射性稀土元素的高爐渣沒能被綜合利用。高爐渣廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域，一般利用高爐渣之前，都需要進(jìn)行加工處理。根據(jù)用途不同，加工方法也不同。我國通常將高爐渣加工成水渣、礦渣碎石、膨脹礦渣、膨脹礦渣珠和高爐渣粉末等形式。[4]高爐水渣主要用于生產(chǎn)礦渣水泥、礦渣磚、礦渣棉、建材玻璃與微晶玻璃和碾濕礦渣混凝土。礦渣碎石可代替天然石料廣泛運用，還廣泛運用于道路工程、地基工程、鐵路道渣、鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土等工程中，已取得較好的經(jīng)濟效果。膨脹礦渣和膨脹礦渣珠可以用作輕混凝土制品及結(jié)構(gòu)上，如樓板、墻板、砌塊、建筑物的外圍結(jié)構(gòu)、支撐結(jié)構(gòu)和公路地基材料等。由于其保溫性能好，還可用作防火隔熱保溫材料。另外，高爐渣經(jīng)過水冷后形成水硬性的水淬渣，經(jīng)過進(jìn)一步加工形成高爐渣粉末，使之遇水產(chǎn)生水化反應(yīng)，具有普通水泥的性質(zhì)。這種高爐渣粉末可以替代混凝土中的部分水泥，也可以代替水泥摻合料使用。除此之外，高爐渣在材料領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用，如：生產(chǎn)礦渣棉、玄武巖棉、建材玻璃與微晶玻璃、多彩磚和輕質(zhì)陶瓷等材料。

3展望

冶金固體廢棄物的資源化利用主要圍繞回收有價值金屬為主，以開發(fā)高附加值產(chǎn)品為輔，多方向綜合開發(fā)，將冶金固體廢棄物綜合利用工作提升到新高度。同時，要想大量使用冶金渣，就必須開辟研究節(jié)約能源、循環(huán)利用、安全環(huán)保的新型建材產(chǎn)品這條新興之路。冶金過程固體廢棄物資源化問題具有一定的復(fù)雜性，到目前為止，仍沒有一種工藝能真正解決冶金固廢物的高價值資源化問題?？偠灾?，要想將冶金固廢物更好的資源合理化利用，應(yīng)從以下幾個方面著手：a.降低資源化成本，重點研究開發(fā)一些流程短、成本低、社會需求量大的新工藝。b.開發(fā)推廣高附加值產(chǎn)品，資源化發(fā)展應(yīng)該向技術(shù)含量高、經(jīng)濟效益好、二次污染小的方向發(fā)展。c.大限度提取有價成分，冶金固廢物中含有多種金屬和非金屬元素，可將其轉(zhuǎn)化為高附加值的相關(guān)產(chǎn)品，從而實現(xiàn)資源的有效利用。

狀態(tài)檢測是對設(shè)備運行特性進(jìn)行檢測的一個過程，也是一種應(yīng)用技術(shù)。進(jìn)行電氣設(shè)備狀態(tài)檢測，先是采集信號。在設(shè)備使用階段，通過設(shè)備在線檢測系統(tǒng)持續(xù)檢測設(shè)備，設(shè)備狀態(tài)信號通常是由傳感器檢測獲取，目前傳感器類型比較多，包括化學(xué)傳感器、流量傳感器、振動傳感器、溫度傳感器、電傳感器、光傳感器等。由設(shè)備信號掌握設(shè)備運作狀態(tài)，對設(shè)備狀態(tài)的發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測。設(shè)備運行狀態(tài)通常會反映設(shè)備的具體運行情況，由此可獲取設(shè)備的狀態(tài)信息，具體信號采集包括設(shè)備電流、電壓、頻率、磁力線密度、局部放電量等內(nèi)容。記錄峰值超過閥值的脈沖、采集信號峰值和采集信號波形是采集信號常用的三種方式。其次是傳送數(shù)據(jù)。傳輸收集信號是進(jìn)行狀態(tài)檢測的第二步，由于信號處理系統(tǒng)與檢測設(shè)備之間的距離比較遠(yuǎn)，在傳送數(shù)據(jù)的過程中容易受到干擾和影響，在實際操作中需要行模數(shù)轉(zhuǎn)換，經(jīng)過預(yù)先處理和壓縮后傳輸控制中心。再次是數(shù)據(jù)處理。收集的信號傳送控制中心后，進(jìn)一步的操作是分析和處理數(shù)據(jù)。特征值的讀取、時域頻域的分析和平均處理等都是數(shù)據(jù)分析和處理的內(nèi)容，也是進(jìn)行故障診斷的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。后是故障診斷。通過比較歷史數(shù)據(jù)和處理后的數(shù)據(jù)，分析設(shè)備運行狀態(tài)，找到設(shè)備故障點，為解決設(shè)備故障提供有效依據(jù)。一般的診斷方法有專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯等。

2技術(shù)應(yīng)用

2.1傳感器技術(shù)

在線檢測所采用的主要手段是傳感器技術(shù)，在診斷設(shè)備故障時，通過傳感器技術(shù)可獲取更多更準(zhǔn)確的狀態(tài)量數(shù)據(jù)信息。傳感器技術(shù)中的溫度傳感器、氣體傳感器和光傳感器，都是根據(jù)在線檢測要求改進(jìn)取得的成果，在測量電氣設(shè)備狀態(tài)量方面，準(zhǔn)確度比較高，數(shù)據(jù)傳輸方式是將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。如光傳感器就可以檢測絕緣子的污穢程度，雖然應(yīng)用領(lǐng)域不廣，但也突破了現(xiàn)行電力系統(tǒng)檢測等值嚴(yán)密的方法。

2.2數(shù)據(jù)處理和分析技術(shù)

處理和分析采集數(shù)據(jù)，是在線檢測的關(guān)鍵步驟之一。信號的處理和分析需要以有效的數(shù)據(jù)采集為基礎(chǔ)，在數(shù)據(jù)信息的處理、分析過程中，判斷設(shè)備的運行狀態(tài)，了解設(shè)備故障情況根據(jù)實際情況控制設(shè)備的運行。在電氣設(shè)備運行階段采集信號，需要消除噪聲環(huán)境的影響，應(yīng)用硬件濾波是一方面，另外也需要用到其他數(shù)字濾波技術(shù)。如比較常用的小波換濾波技術(shù)，可以有效消除干擾，提取有用信號。在科技日益發(fā)展的同時，數(shù)據(jù)處理技術(shù)的有效性也會不斷提高。通過模式識別某個或某些特征量，是對設(shè)備故障進(jìn)行分類的一般處理方式。

2.3網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)

單片機檢測是電力設(shè)備在線檢測技術(shù)中的初技術(shù)，在此之后是以DSP為基礎(chǔ)技術(shù)進(jìn)行的檢測，接著是以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行的檢測，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和新型總線技術(shù)的綜合檢測系統(tǒng)應(yīng)用也越來越廣泛。就目前情況來看，在線檢測形式多樣，既有集中性系統(tǒng)，也有分散性裝置。而對于所采集的設(shè)備信號，可以在終端處理后再傳送，也可以將信號傳送服務(wù)器集中處理。

3結(jié)語

冶金行業(yè)相對于其他行業(yè)，工藝比較復(fù)雜，有相當(dāng)高的技術(shù)要求，與之對應(yīng)的電氣、產(chǎn)品以及自動化技術(shù)方面的要求也非常高。電氣自動化技術(shù)中的電氣設(shè)備狀態(tài)檢測技術(shù)，能夠持續(xù)檢測設(shè)備運行狀態(tài)，預(yù)測設(shè)備故障問題，提前發(fā)現(xiàn)和解決，保證設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的同時，也滿足了冶金工業(yè)發(fā)展的需求。

當(dāng)前主流自動化控制技術(shù)廠商生產(chǎn)的控制器都提供以太網(wǎng)ＴＣＰ／ＩＰ接口，這是因為以太網(wǎng)ＴＣＰ／ＩＰ技術(shù)以及協(xié)議是*公開的，并且已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)互連的重要標(biāo)準(zhǔn)。因此，以太網(wǎng)控制技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計、材質(zhì)選用、產(chǎn)品強度、可互操作性、可靠性等方面能夠滿足冶金工業(yè)的生產(chǎn)需要。

（１）數(shù)據(jù)傳輸率高。

數(shù)據(jù)傳輸率高的特點為以太網(wǎng)控制技術(shù)在冶金工業(yè)中的運用奠定了重要基礎(chǔ)，通信速率的提高不僅可以減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，而且可以顯著提高時間確定性。一般來說，１０Ｍｂ／ｓ的以太網(wǎng)傳送１５１８字節(jié)需要用１．２ｓ，而１０００Ｍｂ／ｓ的以太網(wǎng)僅需要１２μｓ，而隨著百兆網(wǎng)、千兆網(wǎng)的廣泛使用和萬兆網(wǎng)的出現(xiàn)，冶金工業(yè)中以太網(wǎng)控制技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸率將會更快。

（２）交互式和開放的數(shù)據(jù)存取技術(shù)。

由于具有開放式和交互式數(shù)據(jù)提取及存儲技術(shù)，以太網(wǎng)控制系統(tǒng)的終端設(shè)備以及交換機端口之間可以采用全雙工通信線路，在交換機內(nèi)部多對端口之間采用并行交換，這樣不僅有助于消除以太網(wǎng)用于工業(yè)控制時所受到的制約，滿足生產(chǎn)過程中實時控制的要求，而且可以支持虛擬局域網(wǎng)，降低組網(wǎng)成木，提高網(wǎng)絡(luò)控制的靈活性。

（３）性能可靠，維護(hù)方便。

由于以太網(wǎng)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)以及相同的通信協(xié)議，Ｅｔｈｅｒｎｅｔ和ＴＣＰ／ＩＰ很容易集成到信息系統(tǒng)。所以在設(shè)置、診斷以及維護(hù)等方面的技術(shù)比較成熟，并且已經(jīng)被廣大技術(shù)人員所接受和熟練掌握。因此，以太網(wǎng)控制技術(shù)就為冶金工業(yè)建立公共網(wǎng)絡(luò)平臺奠定了基礎(chǔ)，并可以構(gòu)成各種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，為冶金工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的運行提供可靠保障。例如，在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上，采用星形連接及交換式Ｈｕｂ，可以提供數(shù)據(jù)緩沖以及具有確定接收數(shù)據(jù)的網(wǎng)段智能，降低數(shù)據(jù)沖撞及重發(fā)機會?？傊?，以太網(wǎng)技術(shù)具有高傳輸速率、高傳輸安全性和可靠性等優(yōu)勢，為解決冶金工業(yè)的控制、管理以及系統(tǒng)集成等問題提供了強大的技術(shù)支撐。例如，ＯＤＶＡ（ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ供應(yīng)商協(xié)會）就已經(jīng)發(fā)布了在工廠基層使用以太網(wǎng)服務(wù)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?？梢姡蕴W(wǎng)進(jìn)入工業(yè)自動化控制領(lǐng)域已經(jīng)成為社會發(fā)展的必然趨勢。把以太網(wǎng)控制技術(shù)與現(xiàn)場總線結(jié)合起來，使冶金工業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)集中到統(tǒng)一的自動化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，這樣就可以顯著提高冶金工業(yè)的生產(chǎn)效能。

2自動化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)在冶金工業(yè)綜合控制中的應(yīng)用

自動化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)在冶金工業(yè)的應(yīng)用，不僅可以對各生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控、調(diào)整和檢測，及時發(fā)現(xiàn)故障并發(fā)出指示信號，而且可以根據(jù)要求進(jìn)行自動化工作。以以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的自動化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)在冶金工業(yè)綜合控制中的廣泛應(yīng)用，不僅可以解決冶金工業(yè)生產(chǎn)中的系統(tǒng)控制等問題，而且可以有效提高冶金工業(yè)的生產(chǎn)效益。

（１）構(gòu)建冶金基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)。

在冶金工業(yè)中，以ＰＬＣ、ＤＣＳ、工業(yè)控制計算機為代表的計算機控制，是對冶金生產(chǎn)現(xiàn)場級設(shè)備的控制，構(gòu)成了冶金基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)。在這一系統(tǒng)中，ＰＬＣ控制占據(jù)主導(dǎo)地位，是基礎(chǔ)的自動化控制系統(tǒng)，其作用的發(fā)揮將會對冶金工業(yè)綜合控制系統(tǒng)產(chǎn)生直接影響。在冶金基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)中，ＰＬＣ發(fā)揮著回路控制的功能，ＤＣＳ主要是用于改善順序控制功能，它們與工業(yè)控制計算機等設(shè)備構(gòu)成了冶金工業(yè)生產(chǎn)過程中重要的基本控制系統(tǒng)，發(fā)揮著極其重要的作用。

（２）構(gòu)建冶金生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)。

在冶金工業(yè)過程中，借助于生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對冶金生產(chǎn)流程進(jìn)行集成控制，使其在協(xié)調(diào)工序、質(zhì)量監(jiān)控以及在線監(jiān)測等方面發(fā)揮積極作用。這是冶金工業(yè)自動化綜合控制系統(tǒng)的重要組成部分。因此，必須構(gòu)建冶金生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)，促進(jìn)冶金生產(chǎn)橫向數(shù)據(jù)的集成與相互傳遞，同時推動計劃—生產(chǎn)—控制等縱向的信息集成。在此基礎(chǔ)上，整合冶金生產(chǎn)中的實時數(shù)據(jù)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫，為冶金生產(chǎn)管理控制提供決策支持。

（３）構(gòu)建過程控制系統(tǒng)。

在冶金工業(yè)生產(chǎn)中，采用光機電一體化、軟測量以及數(shù)據(jù)融合數(shù)據(jù)處理等技術(shù)，以關(guān)鍵工藝參數(shù)控制、物流跟蹤、能源控制以及產(chǎn)品質(zhì)量全過程控制為目標(biāo)，實現(xiàn)對冶金工業(yè)流程的在線監(jiān)控。通過構(gòu)建過程控制系統(tǒng)，借助于繼電器、傳感器等設(shè)備的應(yīng)用，不僅可對冶金工業(yè)進(jìn)行自動檢測和控制，而且可充分實現(xiàn)對冶金自動化的順序控制、過程控制、傳動控制以及運動控制，有效改進(jìn)冶金工業(yè)自動化系統(tǒng)的效能。例如，采用ＲＣＳ－９６００ＣＳ系列裝置來保護(hù)測控產(chǎn)品，具有較高的靈活度，可有效對冶金工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行自動檢測和自動控制。

（４）構(gòu)建企業(yè)信息化系統(tǒng)。

建立企業(yè)信息化系統(tǒng)的目的在于實現(xiàn)信息共享，不斷提升冶金工業(yè)的制造智能，以有效實施質(zhì)量管控、實時監(jiān)測、生產(chǎn)調(diào)度等的動態(tài)管理，這樣不僅可以降低冶金工業(yè)的生產(chǎn)成本，而且可以做到對能源的有效管控與性能管理，為冶金工業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展以及冶金工業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營管理等的創(chuàng)新奠定堅實的信息基礎(chǔ)。例如，利用計算機仿真技術(shù)及其他技術(shù)實現(xiàn)對冶金工業(yè)生產(chǎn)流程的模擬，可以實現(xiàn)對故障分析、在線監(jiān)測等多方面的智能管理，降低冶金工業(yè)的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)利潤。

3結(jié)語

在冶金工業(yè)中廣泛應(yīng)用自動化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，不僅可以降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，減少生產(chǎn)事故，降低企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營風(fēng)險，而且有助于實現(xiàn)冶金生產(chǎn)過程的優(yōu)化，提高我國冶金工業(yè)的經(jīng)濟效益和市場競爭實力，這已經(jīng)成為我國冶金工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。但是，應(yīng)該看到，我國冶金工業(yè)的自動化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)起步晚，技術(shù)基礎(chǔ)比較薄弱，冶金工業(yè)的自動化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的發(fā)展面臨很多不足。因此，必須把以太網(wǎng)控制技術(shù)與冶金工業(yè)創(chuàng)新發(fā)展結(jié)合起來，推動我國冶金工業(yè)快速健康發(fā)展。

管道是一種新型運輸?shù)囊环N手段，它的性質(zhì)和公路、鐵路、航空、水運的性質(zhì)是一樣的，都是運輸?shù)姆绞街?。相對于對液體、氣體以及流體的運輸，管道運輸主要有三大優(yōu)勢，即：安全性高、效率快、消耗低。隨著我國的石油工業(yè)等業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，管道的使用越來越多，使用的范圍也越來越廣，在近幾年來，我國管道的發(fā)展掀起了高潮，尤其是在西氣東輸策略的提出后表現(xiàn)的更為明顯。在2005年的時候，我國的油氣管道的長度高達(dá)4700公里左右，管道的覆蓋基本上形成了橫貫東西、縱貫?zāi)媳钡母窬?。就目前來看，我國的油氣管道達(dá)到了11300多公里。管道所受到的影響因素主要有人文影響、氣候影響、自然災(zāi)害以及交通影響，在管道管理的過程中，所需要的人力物力的投入比較的大，管理難度增加了不少，技術(shù)水平、管理水平還需要提高和改善。管道運輸是一種特殊的運輸手段，通過管道可以把資源生產(chǎn)地和煉化的企業(yè)以及需求客戶連接在一起，在管道工作的時候，會存在很大的風(fēng)險，尤其是在地里、人文環(huán)境以及氣候比較復(fù)雜的地方，管道所存在的危險系數(shù)更加的大。管道的安全系數(shù)不僅影響企業(yè)是否正常的運行，還影響社會的經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定的狀況，對周邊的人群的安全造成很大的威脅，對環(huán)境也有一定的威脅。所以，對于管道失效所產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，對改進(jìn)管道，提高管道的安全性的研究有這重大的意義。

2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

自從管道運輸?shù)氖褂靡詠恚鱾€國家及其相關(guān)的政府對于管道安全的問題越來越重視，國外對于管道失效的評價和預(yù)防的問題已經(jīng)有了40多年的研究史，對于管道的失效原因進(jìn)行了調(diào)查，對于管道的失效模式進(jìn)行了分析，對于管道事故的預(yù)防措施進(jìn)行了研究。就目前而言，許多的發(fā)達(dá)國家對于管道的建設(shè)和運行的過程有了相對有效的管理和監(jiān)督，我國也在不對的對管道安全體系進(jìn)行研究，在一定的程度上，也有了相對的措施。我國對于管道安全的研究比較的晚，在1995年的時候，我國一些相關(guān)的專家在西方專家研究的經(jīng)驗上才開始進(jìn)行研究與探討，主要是對管道運行中所存在的危險的管理、管道失效事故所發(fā)生的原因以及相應(yīng)的改進(jìn)措施進(jìn)行研究。

3管道失效模式常用的診斷方法

對于管道失效模式常用的診斷方法主要有六種方法，這六種方法主要是故障樹分析法、模糊評價法、模式識別法、指數(shù)法、風(fēng)險概率分析法、專家系統(tǒng)評價法。下面，將對這六種方法分別進(jìn)行闡明。

3.1故障樹分析法

這種方法主要是從事故的故障開始的，一層一層的分析事故所發(fā)生的原因，一直分析到不可以再分解才結(jié)束，而在分析的過程中，就形成了樹狀的邏輯結(jié)構(gòu)圖。這種分析法主要是計算失效的事件所發(fā)生的概率。

3.2模糊評價法

這種分析法是在綜合評判的基礎(chǔ)上所進(jìn)行的，在管道失效事故發(fā)生后，工作人員先要對管道失效所受到的所有因素的影響做出一個總的評價。一般情況下，事故的評價主要是從兩個方面進(jìn)行的，即：定量和定性，所以評價就具有不確定性和模糊性。

3.3模式識別法

對于事物或者現(xiàn)象的信息進(jìn)行處理、分析，從而對事故進(jìn)行描述、辨認(rèn)和解釋，這個過程就是所謂的模式識別法。在是識別的時候，主要是對系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行分析。

3.4指數(shù)法

它是基于概率的一種風(fēng)險評價方法。對于影響事故所發(fā)生的因素進(jìn)行假設(shè)，設(shè)想狀況是壞的，這個分析存在主觀性和相對性。就目前而言，我們可以把事故的原因歸為第三方破壞、設(shè)計缺陷和腐蝕以及操作過程中存在失誤。

3.5風(fēng)險概率分析法

使用這種分析法，可以考慮管道在設(shè)計時的各種因素，并且對其進(jìn)行防御措施，從而避免失效事故發(fā)生。

3.6專家系統(tǒng)分析法

這種分析方法是相關(guān)的專家有一定的知識儲備和經(jīng)驗，從而對這個領(lǐng)域作出決策。

4國內(nèi)外管道失效案例分析

4.1埋地鋼質(zhì)管道失效原因的分類

美國將管道運輸所發(fā)生的事故的原因主要分為七種，這七種原因主要是第三方破壞、人為誤操作、腐蝕、自然災(zāi)害以及材料失效、其他外力損傷和不明原因。下面就對這七種原因進(jìn)行說明。（1）第三方破壞。這個原因主要是工作人員在挖管道時不小心挖壞或者損壞了，還有別的外力損傷。而這種破壞主要是打孔盜竊、管道占壓、在管道上方或者旁邊施工、雨水及流水長期的對管道沖刷。（2）人為誤操作。這個原因主要是工作人員在操作的過程中操作不當(dāng)或者出現(xiàn)失誤而造成事故發(fā)生，它主要是工作人員在工作時出現(xiàn)疏忽，或者工作人員的操作方法不當(dāng)以及技術(shù)存在缺陷。（3）腐蝕。對于管道的腐蝕，一般情況下可大致分為兩種，即內(nèi)腐蝕和外腐蝕。外腐蝕主要表現(xiàn)為人為的保護(hù)不當(dāng)、土壤腐蝕、防腐的絕緣層失去效果等；內(nèi)腐蝕主要是管道在運輸時運送的液體（氣體或者流體）的溫度、流速以及物體本身就具有腐蝕性，從而造成管道腐蝕。（4）自然災(zāi)害。對于自言災(zāi)害對于管道所造成的威脅是不可避免的，自然災(zāi)害一旦發(fā)生，就會導(dǎo)致管道破裂。從而引起火災(zāi)等重大事故，這種自然災(zāi)害主要有山體滑坡、洪水和地震等。（5）材料失效。有的管道材料在生產(chǎn)時不合格，材料不合格，在加工的過程中加工不當(dāng)，或者是在運輸材料、安裝時出現(xiàn)紕漏或誤差。（6）其他外力損傷及不明原因。

4.2國外埋地鋼質(zhì)管道失效的原因及其分析

在美國，有一種長達(dá)47.5*104千米的配氣管道，這種配氣管道主要是用來輸送天然氣的，這種管道對于我國來說，相當(dāng)于我國質(zhì)量監(jiān)督總局所規(guī)定的GB1級燃?xì)夤艿?。對于重大事故的定義，美國理解為：造成的經(jīng)濟損失達(dá)到50000美元以上（包括50000美元）；有人員受傷或者導(dǎo)致人員傷亡；濃度高的液體的泄露達(dá)到了5桶以上（包含5桶）；引起火災(zāi)、爆炸或者環(huán)境污染。PHMSA對于美國從1998-2008年，這二十年間的重大的管道運輸過程中所發(fā)生的重大事故進(jìn)行了統(tǒng)計，并且對于管道失效的原因進(jìn)行了具體的分析。我們可以看出，不同管道所發(fā)生事故的原因是有所不同的。不同的國家，不同的地區(qū)，管道所發(fā)生的事故的原因是不盡相同的，加拿大管道事故發(fā)橫的主要原因是由于腐蝕所造成的，而歐洲管道事故所發(fā)生的原因主要是由于外部原因所造成的。

4.3我國管道失效案例及其分析

4.3.1管道失效案例一

2009年的時候，我國某鋼廠的蒸汽管道發(fā)生了一場重大事故，蒸汽管道在運行的時候，管道的一個焊接處發(fā)生了斷裂，導(dǎo)致管道*的斷開了，并且管道還給發(fā)生了變形，管道附近的支架也受到了影響。工作人員在事故發(fā)生后對管道進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)焊接處在拉斷后，發(fā)生斷裂處的距離比較的大，還可以發(fā)現(xiàn)管道的焊接處工作做得不到位，有的地方?jīng)]有焊接，從而說明焊接工作不合格。通過對管道失效的原因進(jìn)行了分析，工作人員得出：造成這次管道失效事故的主要原因是管道在焊接時焊接工作不合格，從而導(dǎo)致管道焊接處發(fā)生破裂。

4.3.2管道失效事故案例二

在2007年10月的時候，某鋼廠的氧化管道經(jīng)過設(shè)計、安裝后就開始使用了。這個管道的彎管段的材質(zhì)是25鋼，直管段的材質(zhì)是20鋼，管道在使用的時候是在常溫下進(jìn)行操作的，而這個管道所能承受的壓力是1.9MPa。在2008年5月的時候，工作人員發(fā)現(xiàn)這個管道的一個焊接處有破裂的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致了氧氣的泄露。幸虧工作人員發(fā)現(xiàn)的比較早，并且及時的做了補救措施，從而才避免了一場重大事故的發(fā)生。之后，工作人員便進(jìn)行了一系列的分析，發(fā)現(xiàn)管道焊接處的內(nèi)壁焊縫的余高比較的高。