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一、山西冶金工業發展的影響因素
山西金屬礦產資源豐富,主要有鐵、鋁、銅、金、鎂、銀等,具有發展冶金工業的較好的資源稟賦優勢。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、錳等金屬礦產資源,這些儲量豐富、品種較多的礦產資源使山西發展冶金工業具備了一定的資源比較優勢。不僅如此,山西豐富的煤炭資源和廉價的電力能源供應是冶金工業發展的能源比較優勢。
1.加入WTO對山西冶金工業發展的影響。在WTO框架內的國際冶金產品市場會對我國冶金產品市場產生巨大影響,并對冶金企業轉變經營意識,建立新的管理模式,以及企業股份制改制、企業間資本流通與合資合作等具有一定的促進作用。同時,隨著社會經濟實力和科技水平的提高,金屬材料在各行各業將得到更有效的利用,總的趨勢是普通產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,由于特定礦產資源結構和不合理的開發利用方式,山西冶金工業在未來的發展中仍將可能遇到相當的資源約束問題,具體表現在:各種金屬礦產資源貧礦多、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,但這些礦產資源的綜合開發利用程度低,資源浪費嚴重。另外,國際市場上金屬礦產資源的價格波動也會影響我國冶金業發展。如國際鐵礦石原料價格的上漲,山西冶金行業開始受到波及,行業效益下降。2006年第一季度,山西鋼產量完成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,比去年底回落0.3個百分點。1~2月份,山西冶金行業實現銷售收入179.9億元,同比增長34.9%,實現利潤9.7億元,同比下降1.7%,經濟效益也出現回落態勢[4]。其次,能源供應方面,隨著國際市場原油價格的持續攀升和世界經濟不斷發展,國際能源供應日益緊張。這種能源供應的緊張局面推動了我國煤炭價格和火電生產成本的不斷上升。冶金工業是典型的資源依賴型產業,煤炭和電力價格的上漲必然會增加冶金企業的生產成本,影響行業的長遠發展。值得指出的是,山西水資源現狀也是影響冶金工業發展的重要因素。這是因為山西是全國水資源較為貧乏的地區之一,而冶金工業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發展。
3.冶金工藝技術的影響。冶金工業對山西經濟社會的可持續發展影響主要表現在兩個方面:首先,冶金工業發展對山西工業化發展和社會經濟發展有著極其重要的積極影響;其次,由于冶金工業發展對自然環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地貌破壞等。這說明冶金工業發展對山西社會、經濟、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發展冶金工業,唯一的辦法就是采用新技術減少冶金工業發展的消極影響。在這一過程中,山西冶金工業實現可持續發展的影響因素主要表現在兩個方面:一是重大環保技術,即采取措施對冶金生產活動的全過程及其對生態環境的影響進行綜合控制,協調生產和環境關系,達到既發展生產又創造良好環境的目的;二是新興節能降耗技術,主要體現在高爐噴煤技術、連鑄連軋技術、電爐廢鋼預熱技術等節能降耗技術的應用。
二、山西冶金工業發展策略
根據以上分析,在當前山西產業結構調整時期冶金工業的努力目標和采用的應對策略應注意下述幾個方面的內容:
1.加快冶金工業體制結構與組織結構的創新調整。冶金行業是競爭性行業,已經進入結構調整、產業升級的時代。傳統的多數冶金企業國有獨資或國有控股局面將逐步退出,這是資產重組和體制結構調整的必然趨勢。為了增大產業集中度,一些新的冶金集團公司將陸續聯合、兼并,形成戰略聯盟方式進行組織結構調整[5]。在改革策略方面,要積極地、分步地形成集團化企業,確立區域市場優勢,避免盲目、重復建設,進一步優化成本結構、提高經濟效益。就單個冶金企業而言,要有合理的經濟規模,小于這一生產規模將難于采用現代化的工藝、裝備,難于生產出質量好、成本低的產品而無法盈利。然而,冶金企業的生產規模也不是越大越好,年產800×104t以上的、超大規模的冶金企業將引起生產流程的不合理和投資額過大、資金回報率低等不良的經濟后果[6]。在山西,應設想逐步形成2～4黑色金屬材料生產集團,其中有些是兼并型資產合并的集團,有的也可以是市場、原料、投資等要素協調的策略性聯合集團。長型材則主要是形成區域化的企業集團。特殊鋼企業有條件的也可以形成企業集團,有的也可以進入板材集團,或是地區性長型材集團。企業集團化將進一步促進鋼鐵工業、鋼鐵企業的結構優化,進一步增強鋼鐵材料的市場競爭力。在太鋼、海鑫、長鋼等集團改造后,臨鋼、安泰、中陽等冶金企業也應加快組織結構調整步伐,鋼鐵企業總數還要減少。特別是山西現有5100多家小鐵廠、小鋼廠,通過采取聯合、兼并等方式,優化山西鋼鐵企業的組織形式,可以迅速提高山西鋼鐵工業的工藝技術水平、產品技術含量以及市場競爭能力。對于山西鋁業、銅業等其他冶金企業而言,可以采取類似措施,通過產業結構和產業組織調整,加快落后裝備和產品的淘汰速度,提高勞動生產率、市場占有率、品種結構工藝水平和技術裝備結構水平,這是山西冶金工業提高競爭力的關鍵對策和目標之一。
2.實施新的冶金工業技術創新,實現清潔生產。按照科學發展觀的導向性發展要求,冶金工業的主要污染物排放總量應該逐年減少。換言之,就是在增產的同時,還要減少對環境的污染。就鋼鐵企業而言,要求大中型企業噸鋼綜合能耗(標煤)由目前的920kg降到800kg以下;噸鋼消耗新水降到16m3以下,達到上述要求的同時還要使生產成本進一步下降。清潔生產包含能源清潔、產品清潔、工廠流程清潔和廠容清潔,這是近期工作的目標。從長遠來講,冶金企業要做到“零排放”,不給社會造成負面影響。這需要實施有效的冶金工業發展技術創新,依靠先進的冶金技術裝備和生產工藝,實現清潔化生產。山西冶金工業發展能耗高、污染大、效率低,環境保護歷史欠賬巨大,實施技術創新和清潔化生產更具現實意義。從技術路徑方面來看,要全面推進節能———清潔生產技術,確立完善的清潔生產工藝流程。這是通過一系列技術措施,同時控制金屬制造過程和排放過程,促進降低成本,生產出質量穩定的潔凈產品;采取源頭控制、源頭削減策略,實現排放物的再能源化、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]。在此基礎上,進一步實施環境友好樣板工廠,逐步實施環境友好、社區友好的目標?？傊?要將節能———清潔生產流程作為鋼鐵業未來5～10年技術進步的戰略來推進。這是對冶金工業而言,完善的清潔生產流程具有綜合影響力,會對產品成本、質量、勞動生產率、環境等產生協同優化的效果。冶金工業發展的技術不僅能夠降低能耗、污染,還能提高產業發展績效和相關企業的市場競爭能力。山西冶金工業發展中高能耗、高浪費、高污染,低產能、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創新來實現。目前,要從山西實際情況出發,修訂落實國家產業政策和繼續實施宏觀調控措施的實施細則,構建有效、規范的市場準入和退出機制,以加強企業技術進步和優化企業內部工藝技術結構,提升企業技術裝備水平。同時,取締100立方米以下的高爐及18平方米以下燒結機等落后工藝設備,堅決淘汰平爐、側吹轉爐、10噸以下電爐和化鐵煉鋼等裝備,全面推進冶金產業清潔生產技術,完善清潔生產工藝流程,發展循環經濟,實現冶金生產排放物的再能源化、再資源化。
3.加快冶金工業產品結構調整步伐。當前,我國生產的鋼材還有巨大的性能潛力。從90%以上已生產的鋼鐵結構材料強度來看,目前生產的最高強度只有理論強度的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、超細晶)將會陸續問世,誰掌握了這些生產技術,誰的產品就有更多的市場占有率,要推動新一代材料的開發、生產和運用,必須發揮“政府、科研、生產、使用”的廣泛結合。中國鋼鐵強國的出現,其標志之一是新一代鋼鐵材料的普及率。美國、西歐部分企業要求10年更換1/2的品種。對于山西冶金工業而言,有相當多的冶金產品的生產是“幾十年一貫制”。因此,為了提高山西冶金產品的競爭力,必須重視冶金產品結構調整。山西冶金產品結構調整的路徑可以采取如下方式:在黑色冶金工業發展方面,重點增加不銹鋼、硅鋼等特種鋼材的產能以及其它短缺鋼材品種。在發展特種鋼材時可以參考我國近期待開發與生產的鋼材品種目錄實施。山西鋼鐵工業應結合自身的發展優勢和市場需要,調整鋼材產品結構,增強產品的市場競爭力。對于山西的鋁業、銅業等冶金工業,同樣應合理地調整企業的產品結構,增加高科技含量、高附加值和高市場需求的金屬產品生產,走出一條適合自身發展需要的產業發展路徑。在有色冶金工業發展方面:實施氧化鋁及電解鋁深加工工程,加快鋁土礦資源的開發和電解鋁企業配套電廠建設,加大力度發展鋁深加工產品;實施鎂合金及深加工工程,培植一批龍頭企業,加快鎂合金及高端延伸加工產品的發展;重點發展為航天航空、汽車、IT等產業配套的鎂合金深加工高端產品,如鴻富晉、銀光鎂業、廣靈精華化工等企業的“3C”產品和汽車配套鎂合金壓鑄件項目等[9],通過一系列措施的實施,增強山西有色冶金工業可持續發展的能力。
1超聲波的作用機理
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?？諝庵械奈兆顝娏?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產生急速運動,甚至會破壞其分子結構;第四,聲壓作用。聲波振動使物質分子產生壓縮和稀疏作用,這種由于聲波振動引起的附加壓力現象叫聲壓作用。超聲波在提取冶金過程中應用的主要是功率超聲。功率超聲可以強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象,當這些微小的氣泡破裂時,產生瞬間的高溫(>5000K)高壓(>5×107Pa),形成所謂的“熱點”,對化學反應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生崩潰并產生激波,將已結晶長大的晶粒打碎,使晶粒得到細化。另一方面超聲波使液體出現湍流的力學特性,降低擴散阻力,同時對破壞邊界層,加速傳質、傳熱,促進微細顆粒的彌散起到了關鍵作用[2]。超聲振動的高能量及其它的特殊效應,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,產生聲空化、聲流效應及力學機制,引起熔體中流動場、壓力場和溫度場的變化,從而產生一些特殊的效果。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中氣體的場合,會得到很好的效果。根據上述機理,超聲波可改善熔融液在冷卻凝固時的流動性,能夠提供有效的結晶體,從而也可改善金屬熔體的質量。
2超聲波在冶金中的主要應用
2.1強化浸出過程
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行了探討。在浸出過程中施加超聲影響的實踐中,引用奧羅夫(Orlov)做了帶超聲波和不帶超聲波機械攪拌硫酸浸出氧化銅的對比研究,結果表明,達到相同的浸出率時,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]作了相關的試驗研究,結果表明,超聲波對從氧化銅礦石中的氨浸有著正的效應。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,超聲波不僅強化了浸出速率,也提高了銅的浸出率。結果還表明,在其它條件相同時,間歇式超聲波(脈沖超聲波)的效果優于連續式超聲波。范興祥[7,8]等人研究超聲波強化草酸浸出氧化鋅精礦過程。在試驗條件下,用超聲波輻射浸出氧化鋅精礦同機械攪拌相比,浸出率有很大的提高。機械攪拌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]引入超聲處理技術強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]等利用超聲波進行銀精礦中金銀的氰化浸出小型試驗和擴大試驗,結果表明超聲波浸出法具有金銀浸出率高、浸出時間短、氰化鈉單耗低等優點,在最佳試驗條件下,金銀浸出率分別為97%～99%和95%～96%,浸出時間只是常規氰化浸出時間的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電浸出過程中的應用進行了一定程度的研究。為了強化發電浸出過程,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電浸出過程。在實驗條件下,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,采用超聲強化比未強化處理的浸出液,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,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
嚴偉[13]等人主要介紹了超聲波在協助萃取領域內的發展和應用情況。在相同傳質領域里,用超聲波強化最多的是液固萃取。高頻和低頻都能強化萃取,但低頻時達到同樣的強化程度小于高頻。超聲波產生的脈動和控制的空化作用可以大大增加湍流強度及相接觸面積,從而強化傳質。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際溶液時發現,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,聲強為19W/cm2。試驗發現,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]采用自行設計的實驗裝置進行了用超聲波技術處理含“薄膜鐵”天然硅砂的試驗,結果證明,在處理10min時,除鐵率一般可達46%～70%,與同樣條件下機械擦洗相比高出15%～45%;處理時間只需1～5min即可達到機械擦洗10～15min所達到的效果,處理時間可縮短2/3以上。Romanteen[16]等研究了在600～800℃范圍內CO還原PbO的動力學。當聲壓升至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;同時還發現聲波頻率<6.6kHz時對PbO的還原速率沒有影響。
2.3在復合材料制備中的應用
馮海闊[2]等人討論了超聲波在顆粒增強金屬基復合材料制備過程中的應用。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。通過總結超聲分離技術的機理及研究現狀,提出一種很有發展潛力的采用超聲分離技術制備顆粒增強金屬基表面復合材料的新方法。王俊等[17]采用高能超聲復合法制備了致密度高、增強顆粒均勻分散的SiC顆粒/ZA22復合材料,其內部沒有氣孔或顆粒偏聚等缺陷。認為在試驗所用高能超聲處理條件下,熔液中產生的瞬時局部高溫、高壓的聲空化效應與具有高的速度和加速度的聲流效應的協同作用,是改善增強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。潘進等[18]用功率超聲波施加于金屬熔體中,可以在極短時間內實現纖維與金屬的復合,制備出了高性能復合材料。液態金屬在超聲作用下能滲入顆粒預制件中或與顆粒均勻混合。超聲浸鍍可以實現鋼絲鍍鋅、鍍鋁。方孝春[19]結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工藝與新工藝進行了試驗對比。經過超聲波清洗的鍍件基體與鎳層結合力明顯提高;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,阻擋腐蝕電池的產生,從而提高單層鍍鎳層的防護性能和品質。
2.4細化晶粒
孟麗華[20]研究了超聲波處理時間對工業純鋁鑄錠結晶組織的影響,分析了超聲波對工業純鋁結晶組織影響的原因。研究結果表明,采用超聲波方法處理熔體后,鑄錠的細化率大幅度提高,可使整個鑄錠斷面均為微細化的等軸晶組織,過剩的超聲波振動將導致鑄錠細化率的下降。該實驗從某種意義上證明了超聲波振動的細化效果是來自于動態形核機制。胡松青[21]在熔融金屬的冷卻過程中導入超聲波獲得了較小的晶粒,并且在超聲波的作用下,形成的晶核進入振動狀態,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%,機械強度提高20%～30%。對金屬鋅冷卻結晶的研究表明,超聲處理可使其臨界切變應力強度提高80%,而且,在頻率為25kHz、強度為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]在鑄造合金中導入超聲波,并通過硬脂酸和丁二腈在凝固時施加超聲波。結果認為: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晶過程的影響[24],結果表明:對鋁合金液施加超聲波,以底部導入超聲波為好,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化;超聲波在金屬液內傳導過程中,其聲強度隨傳導距離的增加而衰減。
2.5超聲脫氣、去夾雜技術
用高聲強的超聲波處理液體可以明顯減少液體中溶解的氣體量[2]。該作用已經被用于熔融金屬液的脫氣過程,成為超聲脫氣技術。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驗,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晶凈化過程,結果表明,超聲波改善了雜質元素的分離效果,使Cu、Au、Cr、Ni在錫中的分配系數降低了25%～45%,從而達到使錫精煉的目的。
2.6超聲無損檢測(NDT)技術
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技術對其進行了初步研究。結果表明,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量和狀態。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時,說明材料孔隙較多。但散射波與孔隙之間的量的對應關系,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來評價PM材料的某些性能。從而達到對該類零件實現非破壞性的快速、全面檢測的目的。李軍[29]對不銹鋼復合鋼板超聲波檢測方法進行了闡述。在檢測不銹鋼復合鋼板時,通常選用單晶直探頭局部水浸法從復板一側按照掃查靈敏度進行檢測,一旦發現缺陷波的信號,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),并按照生產合同技術要求的相關標準,對缺陷是否可以修復做出準確評判。
3結論
(1)超聲波對許多冶金過程確實能起到有效的強化作用。從實際應用的角度來看,現在的超聲波設備普遍存在功率小的問題,不能完全滿足工業化生產的要求,盡快研究出大功率超聲波設備是解決應用問題的當務之急。隨著科技的進步,可以相信在不久的將來,功率超聲在強化冶金過程、復合材料的制備、細化晶粒,脫氣去雜質,檢測等方面的應用將越來越廣闊,發揮越來越重要的作用。
(2)超聲波會導致固體和液體出現“空化現象”。雖然對生物體來說,產生瞬態空化作用時,靠近爆炸氣泡附近的細胞會受到損傷,但一般說來,在人體內大多數器官和生物流體中,損傷少量細胞不會對人體產生危害。
(3)超聲波在我國冶金工業中的應用發展迅速,一方面得益于技術本身的不斷完善,另一方面有超聲波設備生產廠家的支撐,比如深圳市科工達超聲設備有限公司、深圳市時代超聲設備有限公司、寧波海曙金達超聲設備有限公司、北京超聲波明和公司等大型制造廠商,都以生產冶金行業超聲波設備為主。
1前言
日本冶金工業軌道衡技術的發展應追溯到日本戰后經濟振興的年代。隨著經濟的發展,使日本冶金工業迅速崛起,成為世界上技術最強的冶金大國之一。改革開放以來,我國冶金行業的特大型鋼鐵生產企業,如寶鋼、首鋼、武鋼、太鋼、鞍鋼、昆鋼、濟鋼等,都先后隨著大項目的引進,進口了代表日本先進技術的Yamato電子稱重技術,其中不乏各種軌道衡技術。下面分別介紹Yamato的幾種軌道衡技術,看日本冶金工業軌道衡技術的發展與應用。
2軌道衡在鋼鐵企業生產流程中的應用
大型冶金鋼鐵企業生產全過程中采礦、選礦、燒結、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,礦碴等副產品出廠的標準軌道衡的計量。
3整體式秤臺結構軌道衡
早期日本冶金行業甚至最近還在使用的稱重軌道衡,除了采用標準軌距、標準車輛外,還有大量的非標車型的深基坑超大型整體式秤臺結構軌道衡。根據車輛參數軌距、軸距、軸數、心盤距、轉向架數,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,軸數從2-16軸,心盤距6680-14230mm,轉向架數2-3個,鉤舌距從1210-25800mm,載荷規格從10-800t。其中較為典型的Yamato整體式秤臺結構,大多為厚鋼板箱型焊接大梁,橫向采用X型聯系梁形成整體結構。限位采用拉桿或碰撞式相結合,構成復合式縱、橫向限位裝置。秤臺特點為安裝簡便、秤臺剛度大、適用于稱重頻率大的場合。整體式秤臺基礎一般為深基坑或淺基坑基礎。稱重傳感器采用日本Yamato經典的CC2/CC5系列搖柱式電阻應變式稱重傳感器,該傳感器采用了抽真空充氮全密封焊接結構以及超高度不倒翁結構,使秤臺受沖擊后回復性優于其它任何結構。傳感器規格從10-500t。準確等級符合OIMLR60C級1000-3000分度。該傳感器是當今日本和我國冶金行業在用的傳感器使用壽命最長的優選產品之一。稱重儀表采用日本Yamato在九十年代中期開發的一款多功能超小型的EDI-800型通用工業儀表。該儀表最大的特點是顯示碼可達300000,采樣速度為100次/秒,自我診斷,人機對話,屏幕菜單,各種I/O定值控制,各種通訊接口以及三菱CC-link現場總線聯網技術。
4軌枕式電子軌道衡
日本Yamato在八、九十年代,開發了一種適用于因現場條件所限,秤臺必須橫向分離的軌枕式電子軌道衡。規格從100~800t,秤量方式為靜態。該秤臺最大特點是兩根獨立的稱重大梁,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,縱、橫向限位采用了彈簧膜片式,兩個秤臺之間僅有數根力矩桿連接。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輸,現場有障礙物使秤臺必須橫向分離的場合。安裝調試也特別方便。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用。一般冶金行業的大型煉鐵高爐有2個出鐵口,相應有4個魚雷罐車位?，F場設置稱重顯示裝置,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在九十年代又開發了一種適用于寬軌鐵路車輛稱重的模塊式電子軌道衡。規格為100~240t,秤量方式靜態。適用于現場條件所限,不允許長時間施工的線路。整體高度低,大大節約土建成本。特別方便拆卸、維修、調試。每一個模塊為一個單獨的稱量箱,每一個模塊相當于一個稱重單元,從而取消了大型機械構件的秤臺。在不影響線路正常運輸情況下,可利用間隙時間完成安裝調試。其秤臺最大的特點是類似于我國的板式結構。在每根鋼軌下密排著稱重模塊(稱量箱)?，F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,為了適應鐵路車輛超偏載檢測的需要,開發了一種適用于鐵路車輛、機車車輛的輪重、軸重進行偏載測定的車輪測定用電子軌道衡。其特點小巧輕便,無須秤臺,可低速動態稱重。此裝置已在日本的鐵路車站、編組站、機車車輛廠、修理廠得到了廣泛的應用。測定范圍0.1～10t/輪,分度值10kg,靜態準確度:±1%,動態準確度:±3%,動態車速小于10km/h。該裝置另一個特點是可附帶現場測力標定裝置。
7不斷軌電子軌道衡
日本在不斷軌軌道衡的研究技術上雖未見大量公開的報導,實際上也與西方各國一樣進行了大量的試驗研究。最近日本Yamato最新推出的不斷軌、具有數字化標定功能的電子軌道衡,足以證明了這一點。該裝置為無秤臺、不斷軌結構,整個機械結構僅有2套剪切式數字傳感器,每套傳感器分別由2個左、右側固定傳感器組成,每個傳感器用高強度螺栓固定在鋼軌腹部。秤量軌支承點長度為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,靜態準確度可達1%。目前由于種種因素的制約,其動、靜態計量準確度,還未達到可以作為貿易計量的用途。該裝置為無秤臺、不斷軌結構,整個機械結構僅有2套剪切式數字傳感器,每套傳感器分別由2個左、右側固定傳感器組成,每個傳感器用高強度螺栓固定在鋼軌腹部。秤量軌支承點長度為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,靜態準確度可達1%。目前由于種種因素的制約,其動、靜態計量準確度,還未達到可以作為貿易計量的用途。根據材料力學關于受集中載荷的簡支梁的常規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。從稱量鋼軌截面進行力學分析可知,其中性軸上的剪應力最大為τMax=Q×S(/Jx×b),剪應變γMax=τMax/G,中性軸45°方向主應力σ=τMax,主應變ε=±0.5×γMax。即當列車通過測量區時,車輪重量通過稱重軌下剪力傳感器對剪應力產生的兩個拉壓對應的主應力的測試,將重量轉換成電壓信號,進行放大與A/D轉換,完成車輛的稱重。日本Yamato最新開發的USUI型剪切型鋼軌傳感器的特點是由于具有左、右側兩種傳感器成對設置,稱重段內的載荷不均勻將不影響計量準確度。具有高靈敏度,耐高溫對策。應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到150℃,使用溫度達到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、潮濕的環境。USUI型傳感器可實現現場安裝,拆裝方便。也可根據需要選擇鋼軌單面或雙面安裝。該傳感器另一最大的特點是具有獨特的現場測力標定裝置,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轉換。該儀表具有獨特的數字化標定功能,可輸入所有傳感器的靈敏度值,對其進行數字化的標定,并開放其零點,量程的標定系數,便于了調整和互換?？蓪ΨQ量批次,時間、累計值、平均值、稱量范圍、偏差、極限值等數據進行統計存儲,并能存儲出錯記錄和斷電瞬時的數據及自我診斷功能。該儀表具有各種豐富的通訊接口功能,外部參數輸入可分成命令設置和自動設置二種,分時分批設置?？赏ㄟ^串行口與PLC聯網,并支持歐姆龍的Hostlink協議和三菱CC-LINK協議,通過現場總線融入企業的ERP管理系統。
8結束語
總之,各種型式的電子軌道衡是根據不同的生產需要而發展起來的。由于稱量物質的不同、工作環境與工況的不同、車輛型式的不同、用戶需求的不同,因此產生了不同的稱量手段與措施。我們不能籠統地說,不同型式的軌道衡產品的好與壞。從以上介紹日本Yamato不同時期提供給冶金、鐵路系統的不同型式的軌道衡產品,可以從某一側面反映了日本冶金行業軌道衡技術的發展與應用。秤體結構從整體式———軌枕式———模塊式———不斷軌式的發展過程,秤體結構的發展也伴隨著傳感器技術與稱重儀表技術的發展與更新換代。從“用戶至上”的理念出發,不斷軌技術的應用、現場模擬測力標定裝置的應用,以及儀表數字化標定技術、數字化通訊與聯網技術并融入企業的ERP管理系統,都是在用戶不同的需求中發展起來的。日本軌道衡產品技術在冶金行業的發展與應用,同樣值得我國同行的借鑒。
一、我國冶金工業生產及安全概況
冶金工業是我國國民經濟的重要基礎產業，經過多年的建設，已構建起包括礦山、鋼鐵冶煉、軋制、焦化以及配套專業和輔助生產系統組成的完整的冶金工業體系。特別是改革開放以來，我國冶金工業的建設和發展取得了舉世矚目的成就，為我國國民經濟建設作出了重要貢獻。從安全生產事故統計數據看，與礦山等幾個高危行業相比，冶金事故總量不大，近五年年平均事故起數約308起，年平均死亡人數306人。但冶金安全生產形勢依然十分嚴峻，各類重大、特大爆炸、火災、中毒事故時有發生，給人民生命財產造成重大損失，在社會上產生了極其惡劣的影響，事故造成的嚴重后果和社會效應遠遠超過了事故本身。
二、搞好冶金行業安全管理工作的具體措施
1、建立各種監督管理制度、規定或辦法
（1）建立冶金企業建設項目安全設施的安全預評價報告、安全專篇、安全驗收評價報告的備案制度，包括備案程序、內容、評價的資質規定等。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安全監管工作提供幫助。安全預評價報告是指導安全專篇編制工作的依據，高質量的預評價報告對指導項目后續工作具有特殊的意義。安全專篇。設計單位按照有關規定編制安全專篇，安全專篇應充分吸納安全預評價報告的有關內容。目前雖然尚未出臺統一標準的冶金企業安全專篇編制提綱，但可以參照高危行業已有的編寫提綱，思路和框架應該基本一致。驗收評價和竣工驗收。為保障建設項目竣工投產后達到國家規定的安全標準，建設單位在項目完成基本建設穩定試運行一段時間后（試運行期不得超過一年），應委托有資質的中介機構進行建設項目安全驗收評價，完成驗收評價報告后，可組織進行安全設施竣工驗收工作。一個冶金企業建設項目往往涉及到危險化學品生產、使用等環節，各地可根據本地區實際情況，盡量簡化“三同時”程序，能夠同時解決的一并解決，以減輕企業負擔。
（2）建設項目安全設施設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準《危險化學品重大危險源辨識》（GB18218-2009）和我局的《關于重大危險源監督管理工作的指導意見》（安監管協調字[2004]56號）對重大危險源的辨識標準進行了規定。符合上述規定的，即可認定為重大危險源。但是，冶金企業特有的生產工藝，也有容易發生重特大事故的環節，如高溫金屬液體生產、吊運設施也應視為重大危險源加強管理。）
（4）冶金企業的事故應急預案備案管理制度。企業因施救不當或盲目施救是造成事故傷亡人數擴大的重要原因之一。安全監管部門應督促和引導企業結合自身特點，有針對性地制定事故應急預案，并組織開展應急演練，使作業和施救人員掌握逃生、自救、互救方法，熟悉相關應急預案內容，提高企業和從業人員的應急處置能力。
（5）開展冶金企業安全生產標準化工作的規定。開展冶金企業安全生產標準化工作是提升冶金企業安全管理水平的措施之一。安全生產標準化考評標準或規范主要依據國家或行業的法律、法規和標準而制定的。企業按照標準或規范開展達標活動，實際上是對照安全生產的法律法規、標準和要求尋找差距，同時進行整改。因此，企業推行安全生產標準化的過程，是貫徹落實國家有關安全健康法律、法規和標準的具體體現，是強化全員安全意識、安全技能教育的重要舉措。各地要采取措施推進冶金企業開展安全標準化活動。
2、開展監督檢查對冶金企業的一般安全監督檢查，監督檢查冶金企業對所屬分公司、子公司、控股公司的安全生產管理情況，監督檢查檢查鋼鐵聯合企業內的焦化、氧氣及相關氣體制備、煤氣生產（不包括回收）等危險化學品生產單位安全生產許可證持證情況，監督檢查冶金企業安全生產管理規章制度和安全操作規程的制定、落實情況，監督檢查冶金企業安全管理機構的設置和管理人員的配備是否滿足本規定的要求，監督檢查冶金企業的安全費用的提取與使用情況，監督檢查主要負責人、安全生產管理人員、從業人員的安全培訓情況，特種作業人員和煤氣作業人員的持證情況。
3、組織開展冶金安全生產有關法律、法規和標準等的宣貫培訓（包括各級安全監管人員、企業安全管理人員等）。各級從事冶金方面的安全監督管理人員要做到基本了解冶金企業的生產特點和主要工藝，掌握冶金企業安全檢查方法以及危險源辨識方法，擁有與監管工作相適應的業務知識和能力。
4、建立冶金企業的安全生產管理責任冶金企業是自主經營、自負盈虧、自主依法從事冶金生產活動，但必須依照國家有關法律、法規的規定，履行相應的法律義務，也包括安全生產的有關規定和要求。生產經營單位必須遵守本法和其他有關安全生產的法律、法規，加強安全生產管理，建立、健全安全生產責任制，完善安全生產條件，確保安全生產。其安全生產管理職責的主要內容包括：遵守我國有關安全生產的法律、法規、標準、規范等；依照規定設置安全管理機構和配備安全管理人員。建立健全安全生產責任制；建立健全安全生產的各項規章制度、操作規程；必須具備基本的安全生產條件，包括必要的安全投入；必須對從業人員進行安全教育培訓，使其掌握基本的安全生產知識和技能；建立內部安全生產監督管理檢查制度；貫徹執行建設項目“三同時”的要求。
總之，安全生產貫穿于生產經營活動的各個行業、領域，各種社會關系非常復雜，這就需要針對不同生產經營單位的不同特點，針對各種突出的安全生產問題，制定各種內容不同、形式不同的安全生產規范，來調整生產經營單位、公民之間在安全生產領域中產生的社會關系。
1輸送氣體中含有一定的一氧化氮等物質
除了硫磷物質之外，在冶金企業車間生產過程中，一氧化氮是一種重要的伴生氣體，對車間內空氣的影響比較強烈，不但危害了車間的作業工人，同時也對周圍環境造成了嚴重影響，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。結合冶金企業車間生產實際，除了氣體污染之外，在車間內也含有大量的固體小顆粒，對作業工人的呼吸系統造成了嚴重的危害。因此，正確分析冶金企業車間的氣體成分和性質，對制定具體的通風措施具有重要作用。
2冶金企業車間通風應做好風機選型
風機根據工作區域不同分布，對粉塵和各種氣體濃度比較大的工作區域采取多個風機共同作用，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的環境要求，通風機通常配有整體消聲器。在調節空氣質量的同時，通風機可達到減小噪聲的作用，經葉輪作功后，從通風機出口高速噴出?；谶@一認識，做好風機選型，是提高冶金車間通風效果的重要措施，對冶金企業車間安全生產具有重要的促進作用。結合當前冶金企業車間氣體的性質，在風機選型上，應從以下幾個方面入手：（1）風機選擇必須滿足高效性原則。在風機選擇過程中，基于風機在通風中的重要作用，風機只有在工作效率上滿足實際需要，達到較高的通風效率，才能滿足冶金企業車間通風需要。因此，風機選擇中應將高效性作為衡量風機是否達到工作要求的重要指標，做好風機的選擇工作。（2）風機選擇應對硫磷氣體有較強的針對性。由于冶金企業生產車間內硫磷氣體含量較高，在通風過程中，只有對硫磷氣體排放具有較強的針對性才能滿足車間生產需要。為此，在風機選擇過程中，應將硫磷氣體作為重要的衡量指標，保證硫磷氣體的排放能夠被迅速排風系統帶走，達到凈化車間空氣的目的。（3）風機選擇應重視其抗腐蝕和換氣率等指標。在冶金企業生產過程中，車間內氣體中硫磷的含量較高。而硫磷會對風機產生較大的腐蝕。因此，在風機選擇過程中，將風機的抗腐蝕性和換氣率作為主要指標是十分重要的?；谶@一認識，風機選擇必須滿足抗腐蝕和換氣率等基本指標。
3冶金企業車間通風應做好除塵器選擇
在冶金企業車間通風過程中，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的有效手段。為此，做好除塵器選擇，是提高冶金企業車間通風效果的重要手段。通過了解發現，常用的除塵器主要有分室反吹袋式除塵器，機械回轉扁布除塵器，低壓脈沖長袋除塵器，三種除塵器各有優缺點。靜電除塵系統由除塵機和附屬設備組成。為確保集塵、除塵效果需要配備水處理裝置、送風機、控制器、高壓發生機、計測器等裝置。工作機理是在帶負電放電極周圍的空氣被電離形成電暈區，電暈區內的空氣電離后，正離子很快向負極移動。基于各種除塵器的優點，冶金企業車間在通風過程中的除塵器選擇應把握以下原則：（1）除塵器必須具有較強的針對性。由于冶金企業車間的粉塵含量較為復雜，要想提高除塵效果，就要在除塵器的選擇中使除塵器能夠實現對特殊粉塵的清除，保證車間內的空氣質量滿足實際需要，達到凈化空氣和提高空氣質量的目的，提高車間的整體除塵水平。（2）除塵器應滿足車間除塵的工作指標。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，使除塵器的工作效率能夠滿足實際需要，達到提高除塵器除塵效果的目的。因此，將工作指標作為重要的衡量標準，是提高除塵器除塵效果的關鍵。（3）除塵器應能夠適應冶金企業車間的惡劣環境。由于冶金企業車間的生產環境相對惡劣，除塵器在選擇過程中只有具備適應惡劣工作環境的能力，才能提高冶金企業車間除塵效果的目的，保證冶金企業車間的除塵和通風滿足實際需要。因此，工作環境是除塵器選擇必須考慮的因素。
4結束語
通過文章的分析可知，在冶金企業車間生產過程中，應對通風引起足夠的重視，并從做好輸送氣體的性質、做好風機選型和做好除塵器選擇入手，提高冶金企業車間的通風效果，保證冶金企業車間通風質量滿足實際需要，達到保障冶金企業車間安全生產管理需要的目的，為冶金企業安全生產管理提供有力支持。
作者：孫納 林潔 單位：無錫市疾病預防控制中心
一、教師在課堂中的作用
學生完成任務之后，教師要進行糾正說明以及總結評價，從而保證學生所講內容的正確性以及完整性，進一步深化教學內容。除了專業問題外，每位學生要發表學習過程中的一些感受，其他學生要進行提問，使學生們都參與到課堂中來，提高學生們的學習興趣。在學好專業知識的基礎上，培養學生們的創新意識及科學素養。最后由教師進行總結與評價，評價內容包括學生在此次任務完成中的表現，對目標知識掌握的程度以及解決問題的能力和創新思維的能力等。
二、立體式教學法的應用
立體式教學法旨在保障知識傳授的基礎上，強化思維能力的訓練。經過對三屆選修冶金工程新工藝及新技術課程的研究生進行的對比實驗教學，選取72名無顯著差異的研究生作為研究對象，對立體式教學法進行了探索與研究。
1．對于拓展視野的幫助
研究生的學習需要以開闊的眼界來觀察與研究專業領域內的熱點問題。研究生不能沉浸在周圍的小環境下，需要放眼世界，從更大的角度去審視問題、分析和處理問題。結果表明，絕大多數學生認為立體式教學法有助于拓展學生的視野，但仍有8%的學生認為該教學法無助于拓展學生視野。究其原因，主要有以下四點：（1）教師所設置的任務所包含知識面還不夠廣泛，具有一定的局限性；（2）學生在完成任務的過程中查找資料的途徑比較局限，文獻查閱能力有待提高；（3）教師應當收集一些學生收集能力范圍之外的有用信息教授學生，從而起到引領作用；（4）各個學生在講述自己所準備的材料過程中，因為個人表達能力等方面因素的差異，導致信息傳遞不暢。
2．思維創新能力的培養
有23%的學生認為，該課堂教學法對于其思維創新能力的培養非常有效，44%的學生認為該方法是有效的，完全認同的學生數量相對較少，同時，也有5%的學生認為該教學法對于其思維創新能力的培養沒有效果。這主要是因為：（1）受大綱對于課程內容規定的限制，課程內容涉及面仍顯較窄。因此，應該進一步加強授課內容的改進，強調交叉融合。（2）交流不足，學生們還沒有完全適應該教學法，課堂上稍顯怯懦，同時，教師由于長期受到傳統教學思維的影響，在這種新型教學的課堂上，并沒有完全消除“填鴨式”教學法的影響，教師往往在點評過程中，進行了某些灌輸，對學生們的思考有些束縛。在立體式教學過程中，可適當邀請某些冶金領域知名教授前來參與課堂教學活動，與學生們開展對話與交流，鍛煉學生的膽量，同時，也可以從自身實際出發，啟迪學生們的思維，引導學生去發現問題。
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、科研創新能力、發現問題及解決問題的能力、邏輯思維與口頭表達的能力等。研究發現，僅有20%的學生認為該教學法對于提高自身科研能力具有很大的幫助，這說明，就培養學生科研素養而言，該教學法仍需適當改進，以進一步提高學生的認可度。同時仍有3%的學生認為該教學法對于提高其科研能力沒有幫助。究其原因，主要是：（1）學生的學習主動性有待提高。這需要教師融理論教學于實際之中，讓學生明白所學專業知識的用途以及運用的方式，從而激發學生的學習熱情。（2）在教學過程中，科研方法方面的內容應進一步增強，也就是增加方法論方面的內容，教授學生科學思考及科學研究的方法，從而幫助學生提高科研能力。
4．知識收獲方面
對研究生而言，重在能力及方法的學習，但是作為課堂教學，知識的傳授也必不可少，只是與本科生相比，所獲得的知識應更加前沿，更加接近實際。通過調查發現，有20%的學生認為，通過該教學法，其所獲取的知識量一般，更有5%的學生認為，并沒有通過該教學法獲取更為豐富的前沿知識。鑒于此，在應用這種方法開展教學時，應著重注意：（1）注重價值引導，強調知識的作用，誘發學生獲取新知的欲望；（2）注意研究生教育過程中存在的“重科研、輕教學”的問題，處理好之間的關系，重視課堂教學，使學生的課堂學習與科學研究有機結合，實現課程學習為科研服務，在科研活動中又獲取新知的良性循環。
三、結束語
基于冶金新工藝及新技術課程的立體式教學法，激發了學生主動接受最新前沿知識、科研動態及思維方法的興趣，新工藝及新技術對于挖掘學生的創新潛能，培養學生的科學精神，調動學生的主動意識以及提高學生的創新素質具有良好的效果。同時，調查結果也可以看出，立體式教學法仍有進一步提升的空間。
作者：李林波 武姣娜 方釗 單位：西安建筑科技大學冶金工程學院
一、冶金工業遺產所承載的技術史價值：以鐵橋峽為例
以焦炭煉鐵開始的近代冶金業的技術創新在工業革命時期對人類文明影響巨大，因此在工業遺產保護領域受到普遍重視。如英國于20世紀80年代末啟動了歷史遺跡保護項目,鋼鐵工業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有關的遺址中，最重要的當然是位于伯明翰西北50公里的泰爾福德（Telford)地區的鐵橋峽。近代冶金工業遺產對工業文明帶來的巨大影響，其根本上是鋼鐵冶煉新技術及其大規模普及所帶來的，從這一意義上，我們認為冶金工業遺產的技術史價值可以從四個方面來概括：一是核心技術的發明或引進；二是新舊技術體系的交替；三是冶金產品如鋼鐵及其重要景觀的形成；四是新技術及其生產系統對社會和文化的影響。而鐵橋峽遺址具備了上述四種技術史價值的全部要素，圍繞這些要素，相應的工業遺產保護和開發實踐得以展開：第一，焦炭煉鐵技術的發明和使用，是鐵橋峽成為工業革命主要發源地的根本原因，也是其作為工業遺產的核心價值所在。鐵橋峽之所以成為工業革命的主要發源地，是因為1709年亞伯拉罕.達比（AbrahamDarby,1676-1717)在此成功地用焦炭煉出生鐵，這一技術創新使煉鐵業擺脫了對木材的依賴而獲得充分的發展空間，也拉動了煤礦業的進一步繁榮。以鋼鐵為原料的動力機械、工程建筑和鐵路交通因此得以大規模發展，人類開始進入“鋼鐵時代”。[5]基于焦炭煉鐵在技術史上的意義，鐵橋峽成為了英國工業遺產保護的首要對象之一，1959年，達比的焦炭煉鐵高爐也因此成為首個被挖掘和保護的對象，其最初的目的是紀念Coalbrookdale公司成立250周年。直到1968年鐵橋峽博物館基金（theIronbridgeGorgeMuseumTrust）創立，負責對方圓6平方英里的鐵橋峽地區的工業遺產進行保護和研究，鐵橋峽工業遺產的保護和開發由此全面展開。第二，焦炭煉鐵試驗成功后，鐵橋峽地區經歷了近半個世紀的新舊技術系統交替的時期，這直接體現在高爐動力系統的變革上，這是焦炭煉鐵系統得以最終確立并使這一地區成為工業革命搖籃的又一因素，也成為鐵橋峽工業遺產保護和展示的主要內容之一。達比的高爐最初是靠上下水池的落差形成動力來鼓風的，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，紐可門蒸汽機代替了馬車，用于水的提升，高爐鼓風的動力仍然來自水輪機。直到1776年，直接將博爾登-瓦特蒸汽機用于鼓風的方法得以成功研制，蒸汽機才在高爐煉鐵中取代了水力鼓風[5]。在鐵橋峽，達比二世修建的上下水池間的運水軌道被保存下來，成為體現新舊動力系統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新舊高爐技術系統的變遷過程，達到了更清晰地再現工業革命是如何發生的效果。第三，1779年修建的鐵橋，作為世界上第一座用生鐵建造的橋，是工業革命時期新煉鐵技術所帶來的鋼鐵新產品和新景觀，構成了鐵橋峽技術史價值的另一重要內容，這是煉鐵新技術實現產業化的直接產物。而人們如何首次用生鐵來建造這樣一座大橋，本身就是另一項很重要的技術創新。針對高爐和鐵橋，聯合國教科文組織為鐵橋峽作為世界文化遺產作出了以下兩點評價：1）科爾布魯克代爾高爐使亞伯拉罕?達比一世在1709年發明焦炭煉鐵的歷史得以永存。鐵橋作為第一座生鐵構建的大橋，同樣是體現人類創造天才的杰作。2）科爾布魯克代爾高爐和鐵橋在技術和建筑發展歷史上有著重要的影響。可見，正是因其在技術發展史上的意義，鐵橋和達比的高爐成為鐵橋峽工業遺產的核心價值所在。此外，鐵橋本身的建造技術的復原也成為了工業遺產的重要研究內容。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（DavidDeHaan）等人進行了詳細的考古學、歷史學和圖片的研究，為了驗證畫中描繪的方法的可行性，2001年在鐵橋峽地區的比利斯特山露天博物館的運河上，一座按1：2的比例的鐵橋使用18世紀的材料和技術建造起來，這一成果成為了展示鐵橋建造技術的景觀之一。第四，新技術引發的工業化導致運輸、生活方式和城鎮景觀的改變，是鐵橋峽地區在整體上作為工業遺產的價值體現，正如聯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地區發展的一個極具魅力的縮影。采礦區、運輸業、生產企業、工人住所以及交通網絡被很好地保留下來，形成了一個非常協調的整體，具有顯著的潛在教育價值。”如果說煉鐵爐和鐵橋承載著技術本身的歷史，那么因冶金業的興盛而形成的工業社會，則屬于“外史”范疇。對這一層面的歷史價值進行挖掘，可以為工業遺產的保護和開發提供更廣闊空間。鐵橋峽現有的10個博物館中，BlistsHill維多利亞城鎮（BlistsHillVictorianTown）是游客參觀人次最多的景觀，19世紀后半葉的維多利亞時代被認為是英國工業革命的峰端，通過BlistsHill維多利亞城鎮的重建，鐵橋峽地區還原了19世紀經過工業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作為工業遺產景區，更具觀賞性和吸引力。
二、中國近代冶金工業遺產的技術史價值特征
中國是世界上發明和使用生鐵最早的國家，然而土法煉鐵技術是與傳統的農業社會相適應的，并未導致工業社會的誕生。近代西式鋼鐵技術在中國的興起始于19世紀80年代。相對于西方工業化國家而言，中國近代冶金技術與工業化歷史有其自身的特點，使中國近代冶金工業遺產的技術史價值具有一些不可忽視的特殊性：第一，中國近代冶金技術史是一段單向的技術轉移過程，且這一時期的技術引進并未帶來中國鋼鐵工業的發達，這是中國近代冶金工業遺產技術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在中國創辦（見表1），主要設備和技術全部來自英、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，其煉鐵和煉鋼設備的產能超過中國鋼鐵企業總產能的2/3，1926年隨著漢冶萍公司冶煉設備全部停產，中國近代冶金工業化走向了谷底，中國所需的鋼材回到了完全依賴進口的狀況。[6]雖然中國近代冶金工業最終走向衰敗，但這一時期的冶金工業遺產有著不容忽視的技術史價值。首先，漢冶萍公司等企業的遺存作為中國冶金工業近代化的起點，見證了中國最初的技術近代化的努力，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引進史應成為中國早期冶金工業遺產挖掘和保護的主旨所在，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遺產與英美等國的不同所在。第二，在大規模引進西方技術的同時，近代中國廣大的鄉村仍然長期存在一個土法冶煉系統，為人們日常耕作和生活提供材料。中國早在春秋以前就發明了生鐵冶煉，幾千年來，鐵是支撐中國傳統農業經濟系統的主要技術要素之一。明清時期，山西因坩堝煉鐵的發展和豐富的鐵礦資源，逐漸成為鐵的最大產地，（圖3）這一狀況一直持續到19世紀末20世紀初。相對于歐洲，中國近代新舊冶煉技術的交替顯得更為艱難和特殊。在對中國近代冶金工業遺存進行挖掘和保護時，我們不能將目光僅僅鎖定在新式冶金工業遺存，還應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。應當被詳細記錄并傳給后代?！倍壳爸袊鴮υ诠I化進程中逐漸消失的傳統冶煉遺存的關注遠遠不夠。第三，近代新冶煉技術和工業發展所帶來的社會變遷，是這段并不成功的工業化進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遺產技術史價值另一重要內涵，值得工業遺產價值保護中深入的挖掘和展示。近代隨著漢陽鐵廠等現代工業的興起，以農民和鄉紳兩大社會階層為基礎的傳統社會關系逐漸改變。首先，部分農民從鄉村手工業者轉變成了新式產業的工人。其次，鄉紳階層也發生明顯轉變。以漢冶萍公司為例，地方鄉紳參與到大冶鐵礦和萍鄉煤礦的開發中。此外，為培養技術人員，士紳的后代被公司選派出國攻讀采礦冶金等專業，成為中國第一批本土鋼鐵工程師。[6]從工業遺產的角度來說，中國目前保留下來的近代冶金設備、廠礦建筑等實物留存已經非常罕見，但我們在現存的企業檔案文獻中可以挖掘出一批反映技術與社會變遷極具價值的遺產。例如我們在英國謝菲爾德大學找到的漢冶萍公司送培英國的留學生的檔案。借助對相關文獻的挖掘和整理，可以使中國冶金工業遺產的內涵更豐富，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：中國科學院
1企業要積極深入開展冶金設備精度維修
精度維修是指按照廠家所規定的維修方法對設備進行維修，讓設備能恢復到出廠時的狀態。開展精度維修主要包括一下幾個方面的內容：在平常的設備巡檢和管理中，對檢測設備顯示出來的異常情況作出正確的判斷。企業要對設備的日常點巡檢與維護進行重點關照，使用相應的檢測儀器對設備進行檢查，然后在所檢測出數據基礎上進行科學合理的分析和判斷，將分析后的數據交給專家后，結合專家的意見制定出科學合理的檢修方案，與此同時設備的操作者也要主要保護好機械設備，培養其愛護設備的責任感，讓其平常使用設備的時候注意對設備的保護，做到愛護設備、科學的使用設備。另外企業要制定出合理的設備使用時間和潤滑劑的添加方案，周期性地對設備使用潤滑油，讓其在良好的狀態下運行，延長他們的使用壽命。如今，設備的振動是減少設備壽命的原因，設備振動的情況不僅反映了設備運轉是否良好，它也是檢測設備檢測設備事故原因的重要參數，這對機械的維修有重要的意義，因此我們要對設備的振動情況高度重視，在買回來新的設備后，要依據說明書來對設備的振動情況進行檢測，對于振動不合理的設備要嚴格把關，禁止其運行。在對設備的進行日常檢查的時候要依據廠家的維修說明來進行，對需要維修的項目提前做好維修的標準，對設備運行的各個參數進行檢查，確定好問題，在對設備維修前要將維修的項目、標準與措施的技術告知每個維修人員，務必要讓每個參檢人員心中有數，對一些重點的維修項目要重點控制，并且要對維修的質量嚴格要求，等驗收人員驗收達標后再對下一項進行維修檢測；細節決定成敗，企業要對設備進行精細化管理，盡可能延遲機械設備的使用壽命，在對機械設備日常的維護中務必做到嚴格管理，把好質量關，實行這種管理制度首先要做的就是保證設備的運行情況達到規定的標準與精度，設備的配件質量標準也要嚴格控制，保證其光潔度、精度與熱處理都要達到標準，在維修的時候也要執行這種標準，每個維修步驟都要認真嚴格完成，做到真正的精細化管理。[2]
2企業要根據需求協調人員分工且進行培訓
企業在制定生產工藝和設備的維護檢修方案時，把參與維修的人員的任務分配下去，將時間和空間協調好，做到不浪費人力和物力，每個人都要做適合自己的工作，建立有自己特色的設備維修管理模式和運行機制。在進行設備維修的時候要將資源統一調配，讓維修計劃快、精、準，并且盡可能地降低維修成本。對維修方進行安全教育培訓。人員培訓包括作業技能的培訓與人員的安全教育培訓。有一點要引起重視，人員的培訓教育工作要好充分的準備工作，相關人員要拿出相應的計劃，在進行人員的考核和檢查時也要做好科學合理的安排:一要嚴格控制好參與機械設備操作最低標準，在人員上崗之前要將三級安全教育工作落實到實處;二是對于現場的操作人員要讓其熟悉機械設備的安全生產知識與安全操作規程，讓每個操作人員人手一本冊子;三對于機械設備管理人員也要加強其安全責任意識。每一位設備管理人員都要樹立一種理念，那就是“全員安全教育培訓”。只要涉及到機械設備，不管是直接還是間接都要參加安全教育培訓。不僅是領導層面的人員，甚至包括生產者的家屬，加強他們對生產勞動安全的意識，學會自我保護的方法和應急事故的處理辦法，擺正自己的思想，重視安全生產，才能從根本上避免安全事故的發生。
3結論
如今隨著科學技術和經濟的發展，如今的冶金產品也不是過去能夠比擬的了，現代化的冶金設備已經走在了高精度、大型化的道路上，以往的的冶金設備管理和維修的制度已經不能滿足高精度的冶金設備的要求了，企業要想提高其市場競爭力，增加其經濟收益，就要采用先進的機械設備維修和管理手段。
作者：劉莫言 單位：鞍山寶得鋼鐵有限公司
一、現場裝配進程中的細節把控
1、現場裝配進程中的進度把控
整體承包企業對分管企業所上交的整體規劃，需對其項目規劃做好詳細的校驗，進而保障可實施性。分管單位在規劃、制造、裝配、調整等各個程序時段需安排專業工程師做好督促監管工作。在裝配進程中的進度把控上，分管單位和整體承包與業主要求做好溝通調整工作。為了達到項目進展把控的整體目標，需把處在同一時段的分管項目抑或是不同時段的分管項目整合成一個總體，從而方便對項目的整體做好把控。再者，將完整的項目規劃作為基本，編訂出每年、每月、每周的規劃等，分派到每個施工分部，其再依據獲得的各層規劃做好人力、物料、器械的調整和協作工作。在具體的實施進程中，需根據各層規劃對關鍵環節實施考核，督促規劃的貫徹實施情況，從而規避在工作進程中發生延期的狀況。
2、現場裝配進程中的質量把控
唯有過程中的質量完全合乎要求，項目的整體質量方可以保證合格。所以在詳細的施工進程中，需采取動態管控，應用防止和質量嚴抓綜合的工作形式。對工程質量的檢驗關注點需集中在對規劃實施成效的檢驗上，工程負責人要求親自對質量規劃的落實情況做好查驗，要是發生偏頗，需即時做好調整。質量進程把控，其要求以每個分管企業的自控查驗為根基，整體承包企業的監督機構對它進行核實，最終再讓業主做好驗收的三大層級查驗機制。整體承包工程負責機構唯有在三方查驗合格后才能夠付款。工程部全部職員均需要具有質量是根本的理念，需明晰有關職位的質量權責與重任。
二、怎樣處理進度和質量兩者間的不可調和性
1、加班追趕
在工程開動的初期，假若現場出現質量不妥的情況，應當采用各種舉措來做出補救。然而在工程中期，為了保證工程可以依照規劃開展下去，從工程總體來看，加班不失為好的策略，尤其是當工程接近末期時，在最后期限和業主等各方壓迫下，加班是加速進展的最佳選擇。然而加班會加大人力成本與別的福利費用，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、資源的再調配
工程責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要素，假若在工程施工進程中發現的質量難題沒法獲得解決，那一定是重要環節出現了問題。原因剖析完畢后，則能夠對已有的資源做好再調配。由于對整體工程來講，其間有些項目能夠拖延施工，如此則能夠把這項資源調配到重要項目上。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目進展。
三、造成過程管控付諸東流的原因
1、業主層面的原因
第一，整體工程項目的施工期限太短，造成得標單位沒法在確保質量規范的基礎上按時竣工。第二，在招投標進程中，沒有對投標價位與施工期限做好科學的安排，沒有充分預估項目造價受工時削減的影響。最后可能會雖是標價減少，然而總體質量沒法達成要求的水準，最后造成把控的目標沒法實現。
2、分管單位和整體承包單位的原因
第一，沒有編訂科學的施工規劃，所編訂的規劃由于業主原因而和現實情況相差甚大。第二，在投標時段為了得標，沒有對項目工時和總體造價做好合理預估，造成在往后的施工時，由于總體造價太低，極難要求詳細的施工承包企業添加投資，最后造成工程不能如期竣工。
四、結束語
進程控制是通過自身改變的應對機制，可以高效解決進展與質量關系的改變，可以在規劃許可的范疇內快速做好調整，確保進度過程把控目的地達成，已變成當代冶金工業工程統籌的關鍵方法。這篇文章經過闡述冶金項目中面臨的各大難題給出了控制方略，以期字往后的實施中可以規避以上問題，更為順暢地實施施工。
作者：李淑玲 田增強 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，一般經化學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，經處理后的富集物含鈮鉭可達30%。對于鈮鉭電容器廢料的處理比較復雜，首先得采用化學法或機械法除去外殼，然后采用鈉還原或碳還原脫氧，然后再進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，開發出了鋁熱還原法，堿處理法等[1,27]。
2.冶金技術方法
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下進行反應，浸取反應通常在內襯鉛，鉬鎳合金或鑲砌石墨板的反應器中進行，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的，對鈮而言，隨著酸濃度的增加，其存在形式會出現氟氧鈮酸絡合物型向氟鈮酸絡合物型的過渡：H2NbOF5H2NbF7HNbF6；對鉭而言，則出現H2TaF7HTaF6的轉化。當HF濃度<20%時，主要有如下反應：除了鈮、鉭外，其他元素如鐵、錳、錫、鈦、硅等也都能以絡合物HFeF3,HMnF3,H2SnF6,H2TiF6,H2SiF6等的形式進入溶液，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等進入浸取渣中。對于后續的分離，主要用到的是萃取的方法。鈮鉭氟絡合酸在一定酸度下能被有機溶劑（如甲基異丁基酮）選擇性的萃取出溶液體系。萃取后的有機相再經酸洗、反萃鈮、反萃鉭、氨水中和等步驟可分別得到鉭、鈮氫氧化物；再經過干燥及煅燒，即可得到氧化鈮和氧化鉭產品。為加快反應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萃取工段去除雜質的效果。典型的操作步驟為采用60~70%濃度的HF,反應溫度為90~100oC，耗濃硫酸量按照化學反應計量比的105~110%，精礦的磨碎粒度<74μm。反應時，首先控制反應液的溫度在50oC左右，將磨好的精礦邊攪拌邊加入到反應器中，此時需要控制加料速度，防止反應劇烈造成HF的揮發。加料完成后，升高反應器的溫度至90~100oC并攪拌繼續反應約4h。反應完成后，冷卻反應液至室溫并過濾，濾液進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生很多環境問題，雖然有很多研究人員已經著手解決該問題，如Meyer[28]，Brown等人[29]等，但治理成本較高，工業應用前景并不被看好。如何開發出高效提取鈮鉭礦中有價資源的無氟化工藝路線，將是鈮鉭工業的研究熱點。
2.1.2硫酸法
硫酸法主要用于易分解的復合礦，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?。?00~200oC）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生水解。在硫酸介質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，鈮和鉭在硫酸介質中表現出較大的差別。硫酸溶液浸取時，反應溫度控制在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生沉淀，分離沉淀后調節溶液的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、反應溫度為200oC、反應時間為2h。結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%)按照一定的質量比(1:2~3)進行配料，然后置于馬弗爐中進行焙燒，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物燒結。焙燒過程中，鈮和鉭在大量鈦存在的條件下以同晶形雜質進入硫酸鈦復鹽。焙燒完后對熟料進行水浸可使鈮鉭可以進入溶液中。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合物，如H2NbO4(H2NbO2(O2))、H2TaO4(H2TaO(O2)2)等，溶液再進入下一步的分離純化。當硫酸銨的用量較高（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，所生成的鈮鉭復鹽不會被鈦所同晶置換。此時將熟料進行水浸，鈮和鉭則以絡合硫酸鹽的形式進入到溶液中。
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
堿熔法的一般工業實施方法基本相似，首先將混合試劑放入到鋼制坩堝中在400~500oC下進行熔融，然后邊攪拌邊加入粒度為0.1mm的精礦，此時應控制精礦的加入速度，加入速度過快會引起激烈反應而導致熔體噴濺。精礦按照與氫氧化鈉（鉀）重量比為3:1的比例進行加入。加入完成后，將反應釜的溫度升高至800oC，并維持約30min，然后將熔體倒入到水中進行水淬，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、氧化錳均轉入到沉淀中，而大部分硅、錫、鎢、鋁等元素以硅酸鹽的形式進入到溶液中，實現了與鈮鉭的分離。過濾分離后的固體渣用鹽酸在一定溫度下進行分解，鐵與錳則進入到溶液中，多鉭酸鈉和多鈮酸鈉轉為氫氧化鉭和氫氧化鈮，經水洗，烘干等步驟，即可獲得工業純鉭鈮化合物。用氫氧化鉀做熔劑時，水浸反應完成后的熔體，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。再經過鹽酸處理即可獲得鉭和鈮的混合氫氧化物。該法的缺點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，前蘇聯學者開發出了堿性水熱法，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，不過該法一直未實現工業化。該法采用30~40%的NaOH或KOH在溫度150~200oC下與精礦進行反應2~3h，分解時首先生成可溶性的多鉭酸和多鈮酸，隨后轉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，進入下一步的鉭鈮的萃取分離。采用KOH對鉭鈮礦進行分解時，典型反應條件為33~37%的KOH，反應溫度為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行水洗，將鉭鈮轉入到溶液中。然后將溶液進行蒸發濃縮，重新加入KOH以沉淀出六鉭（鈮）酸鉀，得到的沉淀物經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，中國科學院過程工程研究所張懿等[31-34]從生產源頭著手，研發了KOH亞熔鹽強化浸出低品位、難分解鈮鉭礦的清潔化工冶金共性技術。亞熔鹽為原始創新的反應/分離介質，定義為提供高化學活性和高活度負氧離子的堿金屬高濃度離子化介質，具有低蒸汽壓、沸點高、流動性好等優良物化性質和高活度系數、高反應活性、分離功能可調等優良反應、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。該法在工業上一般用于處理復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下進行氯化反應，生成的沸點較低的鈮、鉭氯化衍生物在氯化過程中可被氣體帶走，經冷凝之后可回收。而沸點較高的氯化物，包括稀土，鈉，鈣及其他的氯化物則留在反應器中形成氯化物熔鹽。還原劑的加入，可以使得氯化反應能有效的進行，并能提高反應速率，起著還原與活化的雙重作用。工藝流程上一般分為團塊氯化和熔鹽氯化兩種。團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行壓團成塊，干燥之后置于700~800oC下進行焙燒，然后氯化。熔鹽氯化是將磨細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嘴進入，氯氣經過熔鹽起到鼓泡的作用，使得精礦中各組分能發生氯化反應。與團塊氯化相比，熔鹽氯化具有氯化反應速度快并能連續化操作的優點。
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。相應地，其他方法，如硫酸氫鉀法等也有了相應的研究。El-Hazek等[23]利用硫酸氫鉀對埃及當地的鈮鉭原礦（Nb2O51.25%,Ta2O50.13%,SiO274%）進行了煅燒浸取，系統考察了礦/硫酸氫鉀質量比、煅燒溫度、煅燒時間等因素對鈮鉭提取率的影響，確定出較優的反應條件為：礦/硫酸氫鉀=1:3，反應溫度650oC，煅燒時間為3h，此時鈮鉭的提取率分別達到了98.0%和99.3%。雖然該法在鈮鉭浸取率上幾乎達到100%，但其工業價值及應用前景還有待驗證。另外KHF2熔融法主要用于化學分析，這些試劑價格比較高，工業應用價值并不高。
3.技術分析
處理鈮鉭礦常用的冶金方法及技術特點見于表1中。從表1可以看出，工業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揮發造成物料損失并會引起操作環境的危害。此外，該法對設備的材質要求很高，增大了成本投入。硫酸法應用范圍較窄，只能用于易于分解的鈦鉭鈮復合精礦，對于其他鈮鉭礦來說并不具有普遍性。硫酸法對反應器材質要求較氫氟酸法低，不過也存在著操作復雜，酸耗量大等問題。堿熔法是鈮鉭冶金工業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，目前該法在工業應用上已經面臨淘汰。氯化法適于處理復雜的鈮鉭精礦或錫渣，不過也存在著設備腐蝕嚴重，對環境不友好，操作條件嚴苛等缺點，不符合當前節能減排的方針政策，目前在工業上的應用已經很少。
4.結語
本文總結了國內外鈮鉭工業中常用的技術路線及方法，并對各工藝技術特點分別進行了分析，結果表明，目前國內外鈮鉭礦的冶金技術仍主要以氫氟酸法為主。利用高濃度的氫氟酸產生的苛性條件來分解鈮鉭礦，這不僅對操作環境及周圍環境有著危害，浸取之后的廢渣同樣給環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，是當前鈮鉭工業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，如何開發出較為經濟合理的處理低品位鈮鉭礦的工藝路線，是我國鈮鉭工業亟需解決的另一個問題。為解決這些難題，最新的實驗室研究進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，有著良好的工業化的前景，不過為實現最終的工業化應用，還需要鈮鉭冶金學者大量的工作和進一步的努力。
作者：高文成 溫建康 單位：北京有色金屬研究總院
1鋼鐵冶金渣的常規利用方式
鋼鐵冶金渣的常規利用方式可分為冶金返回材料、路和建筑材料以及生產農用肥料和土壤改良劑3種。轉爐渣多用作冶金返回材料，相關研制開發分為燒結礦熔劑、高爐和化鐵爐熔劑以及用作煉鋼返回渣等利用方式，轉爐渣中含有大量的氧化鈣，可以替代石灰石，用作燒結熔劑加以使用，即在燒結礦中加入適量轉爐渣，在燒結造球的同時還能提高燒結速度，并與轉爐渣中的鐵、氧化鐵產生放熱反應，為鈣、鎂碳酸鹽的再分解提供所需熱量；轉爐渣還可以用作高爐或化鐵爐的轉熔劑，這樣可以節省石灰石和生產所需的熱能，只是目前這種利用方式并不多見，其原因在于高爐現多使用高堿度燒結礦來完成冶煉，石灰石已經很少采用，轉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，在一些基礎工程建設中的使用量非常大，如對礦渣磚的利用，加入適量的膠凝材料，再進行攪拌、成型、養護，進而制成建筑用磚，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，混合放入輪輾機中，并加入水和骨料碾磨，進而制成礦渣混凝土，主要用作小型的混凝土預制件；再有，冶金渣碎石的顆粒強度還可以滿足地基工程的需求，其密度及性能易與瀝青結合，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，并含有各種復合礦物及微量元素，如Zn、CU等，這些均為農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，可以用作生產農用肥料和土壤改良劑，如未經爐外脫磷處理的鐵水，對其進行提取可適合缺磷的堿性土壤使用；將轉爐渣中的二氧化硅磨細，可用作硅肥使用；提取轉爐渣內的氧化鈣等物質，將其磨碎后便可用作酸性土壤的改良劑。
2實現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，集中體現體現為利用冶金渣開發的產品，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以及建筑材料的使用，關于冶金渣作為農家肥和土壤改良劑雖然在研究與開發上取得了一些進展，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驗，進而使冶金渣大量的用于水泥生產方面，只是對其進行利用的附加值并不高，致使其用于水泥生產所顯現出的活性也不高，有鑒于此，應充分激發冶金渣的活性，使之能夠達到與硅酸鹽水泥活性接近的程度，進而才能實現冶金渣附加值利用的最大化。當前，機械方法是激發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，進而使其顆粒表面積得以增大，從而增加新生顆粒的內能和表面能，與此同時，使晶體結構和表面物理化學相反應，促使冶金渣中的礦物質能夠更大面積的與水面接觸，進而提高礦物與水的水化反應速度。
2.2生產緩釋性鉀肥
目前，將冶金渣用于生產緩釋性鉀肥已經成為冶金渣資源化利用的新興技術手段，這種肥料易溶于植物根部，其性質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，而且現代農業對這種肥料的需求量也越來越大[4]。氮磷鉀是促進植物生產的最重要因素，而植物在生產的過程中對于鉀肥的需求量是比較小的，但是在結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
隨著我國鋼鐵產量的不斷增加，冶金渣量不斷提升，而對冶金渣傳統的處理方法不僅浪費了資源，還對環境造成了污染，加重了環境負擔，因此，實現鋼鐵冶金渣資源化的利用是當前社會以及行業發展的必然要求。這就要求要結合當前冶金渣資源化利用的現狀，針對所存在的不足來一一進行完善，包括充分激發冶金渣的活性以及生產緩釋性鉀肥，只有這樣才能有效的實現鋼鐵冶金渣資源化的利用。
作者：于加兵 單位：貴州大學
1我國有色冶金工業自動化發展現狀
從國外引進的先進的自動化系統和設備后,我們將其進行消化和創新,改造出了與我國實際冶金生產相適應的設備,已經具備了較高的水平。不過從國際角度出發,我國自動化技術產品的生產還有很大的提升空間。我國自動化技術不具備自主的知識產權,主要還是以進口為主,而這些系統來自于不同的國家,甚至有一部分是國外已經淘汰的系統,阻礙了平臺集合。此外,自然環境的污染和能源結構的破壞,要求生產必須要提高效率和降低消耗,一些老舊的設備應該淘汰。
2自動化技術在有色冶金工業中的應用
2.1現場總線技術
現場總線控制技術簡稱FCS,至今已經發展了30多年,在其發展過程中,已經在國際上擁有60多個不同生產廠家生產的總線產品?，F場總線控制技術具有自身的特征,其擁有多種不同系統的無縫集成、控制設備和企業高層聯系等,能夠使系統開發和不同系統之間可以功能自治,也可以相互操作,并且能夠進行系統結構分數,因此,其在有色冶金工業中得到了廣泛的應用。
2.2管理信息系統在工業中的應用
企業的管理是企業的整體發展的重要部分,企業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的市場競爭力,推動企業的快速發展。企業信息化系統的自動控制是在冶金工業中,將冶金一系列程序的所有信息進行集成,從而通過實施管理、技術、生產的控制的信息集成,進行及時采集生產過程中所產生的數據。對有色冶金質量管理、實時監測和故障診斷進行智能管理,能夠有效的降低生產成本,利用信息化管理能夠達到能源管理和動態管理智能管理的目的,從而為企業的發展提供創新的基礎。
3以太網在有色冶金自動化技術中的應用
3.1以太網的特點
隨著有色冶金企業的持續擴大和發展,加大了有色冶金領域的競爭力。企業要想提升競爭力,就必須要改造落后的設備，引進新設備。不斷更新的新技術,造成新技術與舊技術不能實現在控制系統上的高度集成。以太網是自動化的控制網絡,其能夠有效的解決此問題。以太網具有較高的數據傳輸速度,并且可以提供足夠的帶寬需求,存在時間相對較長,在設置、診斷等方面的具有較高的應用價值。以太網有相同的通信協議,其能夠允許不同的通信協議在同一個總線上運行,為企業提供了一個公共網絡平臺基礎。
3.2以太網在有色冶金自動化技術中的應用
在有色冶金工業生產過程中,通過以太網能夠將不同類型的網絡化的儀器儀表與工業計算機相連,并且在相同的總線上運行,從而對所有的系統進行控制。以太網在有色冶金自動化技術中的應用,減少了對原材料的銅礦石進行成分分析的步驟,這些分析大部分都能夠利用網絡化實現,檢測結果直接傳達到相關部門,同時還可以將這些數據結果進行共享,企業的成員及客戶都可以通過網絡進行查找所需數據。如圖1,在現場利用以太網網絡進行通訊,將可編程邏輯控制器作為主站,其余設備為副站,對所有獨立系統的穩定性起到重要的保障作用。
4結語
隨著經濟的快速發展,有色金屬的需求也越來越大,將自動化技術應用在有色冶金工業中,一方面能夠有效的提升生產效率、產品質量,一方面還能夠減少工作人員實際操作的危險,是有色冶金工業發展的必然趨勢。不過我國引進自動化技術相對較晚,技術水平與國際相比還存在較大的不足,因此,我國有色冶金企業應該大力培養科研人員,投入資金,不斷研發自動化技術,從而提高我國有色冶金工業自動化水平,推動有色冶金企業的發展。
作者：李其凡 單位：首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司
1闡述物位檢測儀表的工作方式
在開展系統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，以某設定位置為基準，在容器中的物料高度遠遠高出設定的位置時，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動指示燈當中，此類物位檢測儀表一般會稱作物位開關。
2物位檢測儀表在安裝過程中的注意事項
2.1若將儀表設備安裝于存在較大灰塵或者露天的場所中時，需要將防護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生贓物、灰塵和水汽。
2.3在安裝儀表設備之間的準備階段中，需要根據相關的設計文件細致的核對附件、材質、規格、型號和位號，外觀需要保持完好無缺的狀態。
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，以此來防止發生碰撞的現象。
3接觸式物位檢測儀表在冶金工業中的安裝與應用
3.1電容式物位開關在冶金工業中的安裝與應用
因為電容式物位開關，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中的安裝與應用
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行安裝的過程中，需要選取較為適當的安裝電位，才能夠實現其便捷度。靜壓式液位在安裝相關部件的位置時，有必要相應的避讓液體的出口和進口。當靜壓式液位變送器應用在某鋼廠的高爐工程當中時，會因為存在較大的濁環回水量，促使此變送器產生了較大的探頭擺動現象，造成在測量過程中失去了真實性。通過分析該工程工作人員利用加裝測量保護管，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中的安裝與應用
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處安裝。針對差壓式液位變送器，若對于導管的測量，和變送器的“-”壓室、“+”壓室呈現出相反的狀態時，則需要反向的設置變送器所測量的量程，也就是不需要對導壓管改變連接狀態。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，下部中的取壓點需要利用變送器“+”壓室與導壓管的連接狀態，使其變送器“-”壓室和上部取壓點相互連接。因為在密閉容器當中，把被測液體中的靜壓除外，在容器的內部還會擁有一部分的氣壓，并且氣體擁有著極強的可壓縮性。因此，在應用的階段，有必要將導壓管內部所儲存的氣體徹底的排放干凈，以此來保證對導管的測量，能夠擁有液體都是被測狀態，可以確保測量的真實性。針對容器的內部所存在的較大黏度液體、容易自聚液體或者雜質凝聚液體等，需要合理的選取毛細管式的差壓變送器，以其來防止導管在測量時的堵塞情況。
4結語
在安裝物位檢測儀表的準備工作中，有必要透徹的了解物位檢測儀表的安裝與應用，對于儀表的施工工藝也需要相應的掌握。力求保證能夠正確的安裝物位檢測儀表，從而實現物位檢測儀表在運行的可靠性與正確性。
作者：柏宏艷 陸明敏 周少華 單位：蘇州海易達消防檢測技術有限公司 科林環保裝備股份有限公司 梅思安蘇州安全設備有限公司
1冶金工業工程的特點
（1）非正常的施工條件下施工。
在正常的施工條件下，冶金工業工程按照多數施工企業具備的機械裝備程度，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設備、材料、成品、半成品、構件完整無損，符合質量標準和設計要求，附有合格證書和試驗記錄。②安裝工程和土建工程之間的交叉作業正常。③安裝地點、建筑物、設備基礎、預留孔洞等均符合安裝要求。④水、電供應均滿足安裝施工正常使用。⑤正常的氣候、地理條件和施工環境。由于市場競爭激列，企業上一個項目，都希望盡快產生效益，難免趕工期、趕進度；改建、大修、維修項目多發生生產與施工同時進行、地下障礙物、現場干擾、采用特殊的施工方法、施工工藝和勞動組織等情況。
（2）設計變更較多。
由于鋼鐵行業已產能過剩，目前冶金工業工程改造、大修、維修居多，設計上，新舊交接的位置、尺寸較難準確把握；新舊接合的整體功能滿足上也容易出現問題，有的尺寸視施工時的現場情況臨時定，因功能無法滿足，現場變更設計等情況也較多。
2冶金工業工程造價管理的主要特征
2.1預、結算的計價依據多樣化
通常情況下，工程預算、結算的計價依據為各省市在全統定額基礎上編制的《消耗量定額》，而冶金工業工程的行業特殊性及存在大量大修、維修的工程內容，在《消耗量定額》上很多找不到子目可套用，須結合使用《冶金工業建設工程預算定額》、《鋼鐵企業檢修工程預算定額》、《電力建設工程預算定額》以及企業自編定額。特別是小的改造項目、檢修、維修性質的項目，需自編定額或單獨議價定價。如：土建工程中的清除淤泥、鑿墻洞、基礎拆除、凝固性水渣鑿除等。
2.2概算估算不準，預算偏差大
在施工過程中，工程不可預見的情況較多發生、非正常的施工條件下施工等產生的費用變化是在概算估算階段無法準確估計的，加之施工過程中產生的設計變更費用上的增減也難以在預算時準確計算。
2.3結算審核爭議多
（1）由于《冶金工業建設工程預算定額》、《鋼鐵企業檢修工程預算定額》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，結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不成一致的合理意見。
（2）多種定額同時使用，有的分部分項工程在不同的定額中均有合適的可套用，承、發包方站的角度不同，認可的子目也不同。
2.4招投標標文、合同計價依據
冶金工業工程招標文件與合同需要結合不同的工程特點區別對待，并考慮多樣化。固定總價合同均產生包干工作內容外增加費用、定額計價與部分固定單價包干相結合、一份合同同時套用四五種定額等是冶金工業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控制冶金工業工程造價控制措施
3.1將預算的加強與創新獎勵機制相結合，建立改善提案機制，有效控制投資
建立并完善工程造價的提案機制，主要目的為通過創新獎勵機制，有效激發企業員工工作的積極性和創造性，使其開動腦筋，不斷改進施工措施，優化項目設計方案，以實現節省投資、提高工程質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算方案，選擇最優的造價方案，以實現有效控制工程投資的目的。比如在優化是工程設計和工程施工組織方案時，主要以節約基建技術改造，或者增加投資費用，通過改善獎勵方案，實施正面激勵。在方案實施之后，改善成果，采用兩重遞進式來獎勵員工。
3.2嚴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）提高結算審核質量與效率。
表現三個方面：①承包方有的造價管理薄弱，預算員素質及水平不夠，結算編制質量差，業主主動事前提醒合同執行的注意事項，指導簽證辦理，可提高結算提交速度及結算編制質量。比如維修工程因項目小利潤低，有實力的承包商不愿承接，小的承包商往往無專職預算員，有的為施工員兼職，簽證的表達、結算編制非常不規范，在結算審核環節無法順利完成合同履行。通過結合造價要求來規范簽證，在施工過程中，業主施工代表及承包人施工代表才能夠及時辦理有質量的簽證。②指導施工詳圖的繪制，結合造價要求與施工管理部門共同制定具體的繪圖標準與要求，使之標準化、規范化，確保造價審核的順利進行。③對每一簽訂合同的承包人做事前告知工作，把業主的結算習慣、結算程序、工程施工過程中可遇見的特殊情況等整理成專門的資料，與承包人進行詳細交底。
（2）了解施工情況，提高定額套用的準確性。
很多定額爭議的解決是建立在熟悉施工情況的基礎上的，只有熟悉施工情況，才能分析子目的消耗量與工作內容是否相對吻合。有利于制定更為準確的企業定額。在了解熟悉施工情況的基礎上，結合造價審定結果，對每一工程進行造價分析，從而制定出企業定額。
（3）彌補設計缺陷，及時完善結算資料。
設計缺陷在趕工期趕進度的工程項目中時常發生，如：鋼結構圖紙設計不完整表現之一為只是簡單的示意、不畫結點板，這些都不利于檔案資料保存的完整性以及結算依據的有效性和充分性。造價人員的跟進可及時提出要求，確保及時完成施工詳圖的設計。許多檢修性質的工程設計圖中也往往只標注：具體位置、尺寸現場定。如未在施工過程中及時補畫或不畫詳圖，事后彌補將造成很大的困難。工程概算階段的投資控制，根據施工圖紙來確定工程量，并套用施工合同確定的工程定額、取費等，按照國家規定的材料價格、設備同比價格作為主要的控制依據。在施工過程中，施工單位應按照施工圖來編制預算方案，報審預算方案。根據所編制和制定的設備材料報表，嚴格控制設備材料的價格。同時，在施工現場的控制中，根據實際情況的變化，比如生產需要、設計變更或者設備的修配改等情況，及時補充費用，嚴格控制措施費用。
3.3工程決算階段的造價控制
冶金工程的決算是指對實際工程量的最終確定。而決算造價是否真實、是否能夠真實反映工程量，對工程投資的影響是決定性的。而工程量的決算程序包括：在工程竣工驗收合格之后，施工單位應按照施工中的設計變更、工程聯系單和現場簽證等，按照工程定額、招標文件和工程量清單等進行匯總，從而形成冶金工程的決算書，進行初審。在工程開工之前，按照施工圖紙來編制施工圖預算，在施工過程中如果出現設計修改、補充或者設計變更，則應根據雙方合同中的變化條款，重新確定預算，并共同協商確定，批復之后完成決算。在這一階段，控制的重點有以下幾個方面：①嚴格檢查施工單位的工程決算書是否真實、是否有效等；②嚴格檢查竣工圖紙中的設計變更與工程聯系單內容是否完全符合；③在檢查過程中，如果出現設計變更，明確是否有聯系單。在施工過程中，及時聯系單位監理單位確認，在決算時，重點審查該部分內容，防止費用的增加；④嚴格檢查工程量的變更能夠根據合同、附件執行到位。
4結語
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，包括需要維修的項目比較多、非正常施工下的工程比較多和設計變更比較多等，因此，工程投資控制難度大。因此，這就要求明確和加強項目投資控制。在本文中，筆者從提高控制造價管理人員素質、加強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：福建三鋼集團有限責任公司
1鋼管混凝土的性能原理
在低應力階段，其基本與普通鋼筋混凝土受壓構件相似，即鋼管與混凝土共同分擔壓力。隨著縱向壓應力的增加，混凝土的橫向變形大于鋼管的橫向變形。因此，混凝土對鋼管產生徑向壓力，鋼管在此徑向壓力的作用下，產生環向拉力。故在鋼管混凝土受壓構件的使用階段，尤其是在接近承載力的受力后期階段，鋼管作為承受環拉力為主的構件，使得薄壁鋼管的抗拉強度得以充分發揮。與此同時，在較大環拉力作用下，鋼管對混凝土產生了很大的緊箍力，即徑向壓力。構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。達到承載力極限狀態時，混凝土抗壓強度大大提高。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下的承載能力有顯著提高。
2鋼管混凝土結構的技術特點
2．1構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構相比高出許多，這對于承受高荷載壓力的受壓構件是十分重要的。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，即使是鋼筋混凝土結構，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。而在鋼管混凝土結構中，由于管中混凝土處于三向約束狀態，由此不僅改善了使用階段的彈性性能，而且在破壞時產生很大的塑性變形。鋼管混凝土柱的破壞完全沒有脆性特征，屬于塑性破壞，這點已經專門的結構實驗所證實。2．3良好的抗震性能由于結構自重大大減輕，對于減少地震作用十分有利。同時結構所具有的良好延性，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。由此不僅節省了大量的施工材料，而且大大減少了現場工作量，改善了施工條件，有效地縮短了工期。
3冶金工業廠房結構設計的特點
3．1荷載大基于生產工藝流程和相應配制的設備，以及生產操作、設備維護更新等實際要求，工業建筑的樓面荷載均很大。如煉鋼車間轉爐的主操作平臺活荷載達到30～50kN/m2，車間內吊車起重量達到450t，甚至更大。由于荷載大造成結構自重增加，致使在抗震設計中地震作用明顯增加。3．2跨度大且高度高冶金工業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。高爐煤粉噴吹系統中框架結構高度可達到80m以上，而軋鋼車間由于工藝設備的要求，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構單跨40m，高度43.5m。某鋼鐵公司位于廣州市工業開發區新建的寬中厚板(卷)工程精整區冷床跨廠房單跨更達到了69m。3．3使用要求高由于設備運行的要求，對結構構件的撓度、裂縫以及振幅等均有特殊要求。如轉爐煉鋼廠房的結構設計，它不但有多連跨廠房、高層剛架，同時吊車的噸位、高層平臺的負荷很大。高層剛架平臺上根據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有有氧槍移動小車，運行時對廠房結構有較大的水平推力，如何使單層的多跨廠房與高層剛架變形協調，保證高層剛架的剛度是結構設計需要解決的問題。
4鋼管混凝土在冶金建筑中的應用
4．1多高層廠房框架柱冶金工廠中多高層建(構)筑物主要有高爐煤粉噴吹車間、礦焦槽主框架、熱風爐框架、煉鋼車間轉爐跨、連鑄平臺等，此類廠房柱所受的荷重一般較大，且對側移值有一定限制。采用鋼管混凝土柱后則克服了混凝土結構和鋼結構的缺點，截面尺寸較混凝土柱減小，有利于工藝布置，同時保持了鋼結構僅需裝配連接的快速施工特點。4．2大跨度大柱距或重載單層廠房柱根據工藝的發展，目前一些大型廠房的跨度超過40m，柱距可達18～24m，且廠房中通常設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揮結構優越性提供了條件。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，由此充分發揮鋼管混凝土的性能，同時構件顯得輕巧美觀。4．3高爐爐身框架眾所周知，高爐框架在生產、檢修過程中的負荷是相當大的。通常高爐框架設置有十幾層平臺，同時也承受爐頂設備的荷載。高爐框架柱處于以軸力為主的偏心受壓狀態，鋼管混凝土正適合這種構件的受力狀態。因此采用鋼管混凝士作為爐體框架柱可充分發揮鋼管混凝士的承載能力。在施工時，鋼結構的安裝與管內混凝士的灌注可以交叉進行。國內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)除塵器支架、上料通廊支架等。此類支架一般為高架式結構，且以承受軸向力為主。對鋼結構來言，為保證構件的穩定性而材料強度難以發揮，由此造成材料的浪費?；炷两Y構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構存在的問題，同時可靈活的設計為不同的外形，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域，爐前操作在高爐生產中占有十分重要的地位。根據大型高爐爐前操作特點，為方便物料運輸，場面越發趨向平坦化，平臺面鋪設耐熱混凝土保護平臺結構，自重較大。同時要求可以通行汽車及解體機、移蓋機，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，與傳統的全混凝土的做法相比，鋼結構施工周期短、跨度大、截面小的優點得以充分的發揮，平臺柱數量可以減少1/4，避免了以往設計柱過密的問題，同時也間接的降低了基礎造價。
5鋼管混凝土結構的發展
(1)薄壁鋼管混凝土。在鋼管混凝土中采用薄壁鋼管，可以進一步減少鋼材用量，減少焊接工作量，達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高性能混凝土，不僅可以更好地保證混凝土的密實度，且可以簡化振搗程序，降低混凝土施工強度和費用，減少噪聲污染。(3)中空夾層鋼管混凝土。該結構是將兩層鋼管同心放置，并在兩層鋼管中澆灌混凝土。此結構除了具有實心鋼管混凝土的優點外，還具有自重輕、剛度大的優點。由于內鋼管受到混凝土的保護，還具有良好的耐火性能。
6結束語
鋼管混凝土結構在冶金工業建筑中的應用不僅有著廣泛的前景，而且具有良好的經濟效益。誠然，鋼管混凝土結構還存在著構件間連接復雜、混凝土施工質量不容易保證等缺點，但其在工業建筑中的應用前景已為越來越多的工程師們所認識，并不斷在實踐中創造出良好的社會效益和經濟效益。
作者：王濤 單位：中冶東方工程技術有限公司建工所
