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一、山西冶金工业发展的影响因素
山西金属矿产资源丰富,主要有铁、铝、铜、金、镁、银等,具有发展冶金工业的较好的资源禀赋优势。其中,铁矿累计探明储量约30多亿吨,居全国第四位,约占全国总储量的6.8%[1]。铝土矿储量约占全国的40%,占全国首位,铜矿储量居全国第五位。除了铁矿石、铝土矿石、铜矿石的储量较为丰富外,山西还有金、镁、银、锰等金属矿产资源,这些储量丰富、品种较多的矿产资源使山西发展冶金工业具备了一定的资源比较优势。不仅如此,山西丰富的煤炭资源和廉价的电力能源供应是冶金工业发展的能源比较优势。
1.加入WTO对山西冶金工业发展的影响。在WTO框架内的国际冶金产品市场会对我国冶金产品市场产生巨大影响,并对冶金企业转变经营意识,建立新的管理模式,以及企业股份制改制、企业间资本流通与合资合作等具有一定的促进作用。同时,随着社会经济实力和科技水平的提高,金属材料在各行各业将得到更有效的利用,总的趋势是普通产品的市场将逐步缩小,而对高性能金属材料的需求将增加[2]。
2.资源与能源的潜在影响因素。首先,由于特定矿产资源结构和不合理的开发利用方式,山西冶金工业在未来的发展中仍将可能遇到相当的资源约束问题,具体表现在:各种金属矿产资源贫矿多、富矿少。如铁矿中富矿资源储量仅占6.44%,富铜矿占13.86%,铝土矿为一水硬铝石类型,高铝硅比的只占12.89%,石膏、硫铁矿没有I级品矿石等[3]。共伴生矿多、综合利用程度低。如以铝土矿为主的本溪组含矿岩系中,伴生有铌、钪、镓等稀有、稀土金属,并与耐火粘土、铁矾土、山西式铁矿共生,但这些矿产资源的综合开发利用程度低,资源浪费严重。另外,国际市场上金属矿产资源的价格波动也会影响我国冶金业发展。如国际铁矿石原料价格的上涨,山西冶金行业开始受到波及,行业效益下降。2006年第一季度,山西钢产量完成332.5万吨,同比增长18.6%,增速比去年同期回落20.7个百分点,比去年底回落0.3个百分点。1~2月份,山西冶金行业实现销售收入179.9亿元,同比增长34.9%,实现利润9.7亿元,同比下降1.7%,经济效益也出现回落态势[4]。其次,能源供应方面,随着国际市场原油价格的持续攀升和世界经济不断发展,国际能源供应日益紧张。这种能源供应的紧张局面推动了我国煤炭价格和火电生产成本的不断上升。冶金工业是典型的资源依赖型产业,煤炭和电力价格的上涨必然会增加冶金企业的生产成本,影响行业的长远发展。值得指出的是,山西水资源现状也是影响冶金工业发展的重要因素。这是因为山西是全国水资源较为贫乏的地区之一,而冶金工业既是水资源消耗的大户,又是水资源污染的大户,这就决定了水资源问题将会极大地影响山西冶金工业发展。
3.冶金工艺技术的影响。冶金工业对山西经济社会的可持续发展影响主要表现在两个方面:首先,冶金工业发展对山西工业化发展和社会经济发展有着极其重要的积极影响;其次,由于冶金工业发展对自然环境有巨大的不良影响,如废气、废水、废渣的排放以及采矿造成的地质地貌破坏等。这说明冶金工业发展对山西社会、经济、自然的影响具有积极与消极的双重特征。然而山西又必须继续发展冶金工业,唯一的办法就是采用新技术减少冶金工业发展的消极影响。在这一过程中,山西冶金工业实现可持续发展的影响因素主要表现在两个方面:一是重大环保技术,即采取措施对冶金生产活动的全过程及其对生态环境的影响进行综合控制,协调生产和环境关系,达到既发展生产又创造良好环境的目的;二是新兴节能降耗技术,主要体现在高炉喷煤技术、连铸连轧技术、电炉废钢预热技术等节能降耗技术的应用。
二、山西冶金工业发展策略
根据以上分析,在当前山西产业结构调整时期冶金工业的努力目标和采用的应对策略应注意下述几个方面的内容:
1.加快冶金工业体制结构与组织结构的创新调整。冶金行业是竞争性行业,已经进入结构调整、产业升级的时代。传统的多数冶金企业国有独资或国有控股局面将逐步退出,这是资产重组和体制结构调整的必然趋势。为了增大产业集中度,一些新的冶金集团公司将陆续联合、兼并,形成战略联盟方式进行组织结构调整[5]。在改革策略方面,要积极地、分步地形成集团化企业,确立区域市场优势,避免盲目、重复建设,进一步优化成本结构、提高经济效益。就单个冶金企业而言,要有合理的经济规模,小于这一生产规模将难于采用现代化的工艺、装备,难于生产出质量好、成本低的产品而无法盈利。然而,冶金企业的生产规模也不是越大越好,年产800×104t以上的、超大规模的冶金企业将引起生产流程的不合理和投资额过大、资金回报率低等不良的经济后果[6]。在山西,应设想逐步形成2～4黑色金属材料生产集团,其中有些是兼并型资产合并的集团,有的也可以是市场、原料、投资等要素协调的策略性联合集团。长型材则主要是形成区域化的企业集团。特殊钢企业有条件的也可以形成企业集团,有的也可以进入板材集团,或是地区性长型材集团。企业集团化将进一步促进钢铁工业、钢铁企业的结构优化,进一步增强钢铁材料的市场竞争力。在太钢、海鑫、长钢等集团改造后,临钢、安泰、中阳等冶金企业也应加快组织结构调整步伐,钢铁企业总数还要减少。特别是山西现有5100多家小铁厂、小钢厂,通过采取联合、兼并等方式,优化山西钢铁企业的组织形式,可以迅速提高山西钢铁工业的工艺技术水平、产品技术含量以及市场竞争能力。对于山西铝业、铜业等其他冶金企业而言,可以采取类似措施,通过产业结构和产业组织调整,加快落后装备和产品的淘汰速度,提高劳动生产率、市场占有率、品种结构工艺水平和技术装备结构水平,这是山西冶金工业提高竞争力的关键对策和目标之一。
2.实施新的冶金工业技术创新,实现清洁生产。按照科学发展观的导向性发展要求,冶金工业的主要污染物排放总量应该逐年减少。换言之,就是在增产的同时,还要减少对环境的污染。就钢铁企业而言,要求大中型企业吨钢综合能耗(标煤)由目前的920kg降到800kg以下;吨钢消耗新水降到16m3以下,达到上述要求的同时还要使生产成本进一步下降。清洁生产包含能源清洁、产品清洁、工厂流程清洁和厂容清洁,这是近期工作的目标。从长远来讲,冶金企业要做到“零排放”,不给社会造成负面影响。这需要实施有效的冶金工业发展技术创新,依靠先进的冶金技术装备和生产工艺,实现清洁化生产。山西冶金工业发展能耗高、污染大、效率低,环境保护历史欠账巨大,实施技术创新和清洁化生产更具现实意义。从技术路径方面来看,要全面推进节能———清洁生产技术,确立完善的清洁生产工艺流程。这是通过一系列技术措施,同时控制金属制造过程和排放过程,促进降低成本,生产出质量稳定的洁净产品;采取源头控制、源头削减策略,实现排放物的再能源化、再资源化,将污染物和有毒物的无害化处理量控制到最小量[7]。在此基础上,进一步实施环境友好样板工厂,逐步实施环境友好、社区友好的目标。总之,要将节能———清洁生产流程作为钢铁业未来5～10年技术进步的战略来推进。这是对冶金工业而言,完善的清洁生产流程具有综合影响力,会对产品成本、质量、劳动生产率、环境等产生协同优化的效果。冶金工业发展的技术不仅能够降低能耗、污染,还能提高产业发展绩效和相关企业的市场竞争能力。山西冶金工业发展中高能耗、高浪费、高污染,低产能、低效率、低绩效等问题的解决都得依靠有效的冶金工艺与技术创新来实现。目前,要从山西实际情况出发,修订落实国家产业政策和继续实施宏观调控措施的实施细则,构建有效、规范的市场准入和退出机制,以加强企业技术进步和优化企业内部工艺技术结构,提升企业技术装备水平。同时,取缔100立方米以下的高炉及18平方米以下烧结机等落后工艺设备,坚决淘汰平炉、侧吹转炉、10吨以下电炉和化铁炼钢等装备,全面推进冶金产业清洁生产技术,完善清洁生产工艺流程,发展循环经济,实现冶金生产排放物的再能源化、再资源化。
3.加快冶金工业产品结构调整步伐。当前,我国生产的钢材还有巨大的性能潜力。从90%以上已生产的钢铁结构材料强度来看,目前生产的最高强度只有理论强度的1/6～1/7[8]。在90年代“超级钢”研究推动下,新一代钢铁材料(高洁净、高均匀性、超细晶)将会陆续问世,谁掌握了这些生产技术,谁的产品就有更多的市场占有率,要推动新一代材料的开发、生产和运用,必须发挥“政府、科研、生产、使用”的广泛结合。中国钢铁强国的出现,其标志之一是新一代钢铁材料的普及率。美国、西欧部分企业要求10年更换1/2的品种。对于山西冶金工业而言,有相当多的冶金产品的生产是“几十年一贯制”。因此,为了提高山西冶金产品的竞争力,必须重视冶金产品结构调整。山西冶金产品结构调整的路径可以采取如下方式:在黑色冶金工业发展方面,重点增加不锈钢、硅钢等特种钢材的产能以及其它短缺钢材品种。在发展特种钢材时可以参考我国近期待开发与生产的钢材品种目录实施。山西钢铁工业应结合自身的发展优势和市场需要,调整钢材产品结构,增强产品的市场竞争力。对于山西的铝业、铜业等冶金工业,同样应合理地调整企业的产品结构,增加高科技含量、高附加值和高市场需求的金属产品生产,走出一条适合自身发展需要的产业发展路径。在有色冶金工业发展方面:实施氧化铝及电解铝深加工工程,加快铝土矿资源的开发和电解铝企业配套电厂建设,加大力度发展铝深加工产品;实施镁合金及深加工工程,培植一批龙头企业,加快镁合金及高端延伸加工产品的发展;重点发展为航天航空、汽车、IT等产业配套的镁合金深加工高端产品,如鸿富晋、银光镁业、广灵精华化工等企业的“3C”产品和汽车配套镁合金压铸件项目等[9],通过一系列措施的实施,增强山西有色冶金工业可持续发展的能力。
1超声波的作用机理
超声波具有以下四个基本特性[1]:第一,束射特性。超声波波长短,可以集中成一束射线;第二,吸收特性。超声波在空气、液体和固体中均会被吸收。空气中的吸收最强烈,固体中的吸收最微弱;第三,高功率。由于频率高,超声波的功率比声波大得多,它不仅能使所作用的介质产生急速运动,甚至会破坏其分子结构;第四,声压作用。声波振动使物质分子产生压缩和稀疏作用,这种由于声波振动引起的附加压力现象叫声压作用。超声波在提取冶金过程中应用的主要是功率超声。功率超声可以强化冶金过程的原因是:溶液中存在有溶解的一些气体,在超声波的作用下形成所谓的空化现象,当这些微小的气泡破裂时,产生瞬间的高温(>5000K)高压(>5×107Pa),形成所谓的“热点”,对化学反应起到非常明显的加速作用,同时高能超声形成的大量空化气泡在超过一定值的声压下发生崩溃并产生激波,将已结晶长大的晶粒打碎,使晶粒得到细化。另一方面超声波使液体出现湍流的力学特性,降低扩散阻力,同时对破坏边界层,加速传质、传热,促进微细颗粒的弥散起到了关键作用[2]。超声振动的高能量及其它的特殊效应,还可极大地提高振动对凝固的作用效果[3]。超声波在液体中传播时,液体分子受到周期性交变声场的作用,产生声空化、声流效应及力学机制,引起熔体中流动场、压力场和温度场的变化,从而产生一些特殊的效果。在高温操作中,高功率超声波可用于熔体金属的迅速脱气[4]。实际上超声波对于任何中等粘度的液体的脱气几乎都适用[3]。在含水系统中脱气效果特别迅速,它能除去溶解的任何气体,使水溶液中的气体降到很低的水平。超声波脱气对于要求迅速和受控制的除去系统中气体的场合,会得到很好的效果。根据上述机理,超声波可改善熔融液在冷却凝固时的流动性,能够提供有效的结晶体,从而也可改善金属熔体的质量。
2超声波在冶金中的主要应用
2.1强化浸出过程
李俊[5]论述了湿法冶金过程中常见的三种浸出情况,并对超声波用于硫酸浸出氧化铜的过程进行了探讨。在浸出过程中施加超声影响的实践中,引用奥罗夫(Orlov)做了带超声波和不带超声波机械搅拌硫酸浸出氧化铜的对比研究,结果表明,达到相同的浸出率时,不用超声的浸出时间约为用超声的浸出时间的12倍。K.SarveswaraRao等[6]作了相关的试验研究,结果表明,超声波对从氧化铜矿石中的氨浸有着正的效应。在温度298K、粒度-300～+150μm,氨浓度2.0mol/L,含固量10g/L的条件下,超声波可使铜浸出率从70%提高到90%。与机械搅拌浸出相比,使用超声波可使浸出时间缩短近5/6,同时也使试剂消耗减少。对于相同的颗粒矿石,超声波不仅强化了浸出速率,也提高了铜的浸出率。结果还表明,在其它条件相同时,间歇式超声波(脉冲超声波)的效果优于连续式超声波。范兴祥[7,8]等人研究超声波强化草酸浸出氧化锌精矿过程。在试验条件下,用超声波辐射浸出氧化锌精矿同机械搅拌相比,浸出率有很大的提高。机械搅拌20min,氧化锌精矿浸出率仅58.12%,超声波辐射20min,浸出率则达90.24%,提高了32.12%;锌浸出率随辐射时间延长而提高;超声波辐射强度提高,辐射时间一定时,浸出率提高,浸出率相同时,浸出时间缩短。刘彬等人[9]引入超声处理技术强化铁盐浸出黄铜矿这一新颖研究方法。在相同浸出条件下,用超声波处理后,铜的浸出率提高,平均提高幅度在5%～10%,不但有效地缩短浸出反应时间,而且显著的提高铜的浸出率。赵文焕[10]等利用超声波进行银精矿中金银的氰化浸出小型试验和扩大试验,结果表明超声波浸出法具有金银浸出率高、浸出时间短、氰化钠单耗低等优点,在最佳试验条件下,金银浸出率分别为97%～99%和95%～96%,浸出时间只是常规氰化浸出时间的1/2,氰化钠单耗降低10kg/t。王少芬[11]等人将超声波在硫化矿发电浸出过程中的应用进行了一定程度的研究。为了强化发电浸出过程,有效地提高输出电流、电压及金属离子的浸出率,将超声波引入到硫化矿与二氧化锰的同时发电浸出过程。在实验条件下,每次启动超声装置20min,直至浸出约10h。在超声场作用下,输出电流和电压都有明显上升,采用超声强化比未强化处理的浸出液,由于硫化矿浸出电极在超声条件下的极化程度减弱,获得了更大的输出电流和输出电压,从而获得了更高的浸出率。K.M.Swamy等[12]研究了在有超声和无超声的情况下,用尼日尔黑曲酶属菌种浸出印度奥里萨帮红土矿。在最佳工艺参数,如孢子浓度,葡萄糖用量,矿浆浓度,超声波降解时间条件下,无超声波时,浸出20d,镍的浸出率为92%;用43kHz,1.5W/cm2超声处理30min后,在孢子浓度为106个/mL和葡萄糖浓度为2%条件下浸出14d,镍的浸出率高达95%。并且在超声波作用下,镍的浸出效果比铁的浸出效果好。
2.2提高单元操作速率
严伟[13]等人主要介绍了超声波在协助萃取领域内的发展和应用情况。在相同传质领域里,用超声波强化最多的是液固萃取。高频和低频都能强化萃取,但低频时达到同样的强化程度小于高频。超声波产生的脉动和控制的空化作用可以大大增加湍流强度及相接触面积,从而强化传质。BatricPesic[14]等在用Kelex100溶剂萃取镓并用超声波处理人工合成溶液和工厂的实际溶液时发现,超声波的作用使镓的萃取速率提高了15倍,所采用的超声波频率为20kHz,声强为19W/cm2。试验发现,在超声波作用下,温度对镓的萃取速率没有影响,而通常的萃取过程中,温度升高对提高萃取速率是有利的。赵洪力[15]采用自行设计的实验装置进行了用超声波技术处理含“薄膜铁”天然硅砂的试验,结果证明,在处理10min时,除铁率一般可达46%～70%,与同样条件下机械擦洗相比高出15%～45%;处理时间只需1～5min即可达到机械擦洗10～15min所达到的效果,处理时间可缩短2/3以上。Romanteen[16]等研究了在600～800℃范围内CO还原PbO的动力学。当声压升至15.8Pa,600℃时,PbO的还原速率增加了15%～25%,升至800℃时还原速率增加了2倍;同时还发现声波频率<6.6kHz时对PbO的还原速率没有影响。
2.3在复合材料制备中的应用
冯海阔[2]等人讨论了超声波在颗粒增强金属基复合材料制备过程中的应用。超声波在此过程中的主要作用,是改善颗粒与合金液润湿性及颗粒分散的均匀性。通过总结超声分离技术的机理及研究现状,提出一种很有发展潜力的采用超声分离技术制备颗粒增强金属基表面复合材料的新方法。王俊等[17]采用高能超声复合法制备了致密度高、增强颗粒均匀分散的SiC颗粒/ZA22复合材料,其内部没有气孔或颗粒偏聚等缺陷。认为在试验所用高能超声处理条件下,熔液中产生的瞬时局部高温、高压的声空化效应与具有高的速度和加速度的声流效应的协同作用,是改善增强颗粒与基体合金润湿性、并使颗粒在合金中均匀弥散分布的主要原因。潘进等[18]用功率超声波施加于金属熔体中,可以在极短时间内实现纤维与金属的复合,制备出了高性能复合材料。液态金属在超声作用下能渗入颗粒预制件中或与颗粒均匀混合。超声浸镀可以实现钢丝镀锌、镀铝。方孝春[19]结合超声波理论和作用及高速电镀理论,对铁基粉末冶金件镀镍的传统工艺与新工艺进行了试验对比。经过超声波清洗的镀件基体与镍层结合力明显提高;封孔处理可降低镀层孔隙,耐蚀性能提高;镀层封闭剂R处理后可有效填充和封闭镀层孔隙,阻挡腐蚀电池的产生,从而提高单层镀镍层的防护性能和品质。
2.4细化晶粒
孟丽华[20]研究了超声波处理时间对工业纯铝铸锭结晶组织的影响,分析了超声波对工业纯铝结晶组织影响的原因。研究结果表明,采用超声波方法处理熔体后,铸锭的细化率大幅度提高,可使整个铸锭断面均为微细化的等轴晶组织,过剩的超声波振动将导致铸锭细化率的下降。该实验从某种意义上证明了超声波振动的细化效果是来自于动态形核机制。胡松青[21]在熔融金属的冷却过程中导入超声波获得了较小的晶粒,并且在超声波的作用下,形成的晶核进入振动状态,从而加速生长过程。对碳钢的超声处理表明,它可使晶粒尺度从200μm减少到25～30μm,碳钢的延展性增加30%～40%,机械强度提高20%～30%。对金属锌冷却结晶的研究表明,超声处理可使其临界切变应力强度提高80%,而且,在频率为25kHz、强度为50W/cm2的超声波作用下,金属锌的晶形由圆柱形改变成均匀的六角形。Gomes等[22]认为,在NaOH溶液中,用超声波处理铝土矿可以提高微扰作用和提高矿石颗粒的溶解速率,然后再用超声波处理溶液,可使溶液中的固体颗粒沉降分离速度加快;用超声波处理加晶种的铝酸钠溶液可以提高分解速率和使晶体生长更均匀。赵忠兴[23]在铸造合金中导入超声波,并通过硬脂酸和丁二腈在凝固时施加超声波。结果认为:其周期性的空化和搅拌作用,使合金液的温度和成分均匀化,细化了铸造组织,减轻了铸造合金的宏观偏析倾向,提高了铸造组织的均匀性。他们还研究了超声波对铝合金结晶过程的影响[24],结果表明:对铝合金液施加超声波,以底部导入超声波为好,可避免氧化夹杂的生成;超声波施加于铝合金液,可使其显微组织明显细化;超声波在金属液内传导过程中,其声强度随传导距离的增加而衰减。
2.5超声脱气、去夹杂技术
用高声强的超声波处理液体可以明显减少液体中溶解的气体量[2]。该作用已经被用于熔融金属液的脱气过程,成为超声脱气技术。鲁曼里、艾斯玛赫和玻依奇[25]用超声波处理了含5%～7%镁的铝镁合金,结果表明,超声波对熔融金属中排出气体的作用很大。超声弹性振动在几分钟内可以使合金完全去气。白晓清[26]等研究了超声波对流动液体中夹杂物去除效果的实验,无超声波作用下,夹杂物会自然上浮至液体表面并且仅有少量的夹杂物粘附于容器的壁面和底部;在超声波作用下,夹杂物因凝聚在短时间内容易上浮至液体表面或粘附于容器的壁面和底部。在1.5s和30s时,可以明显观察到有超声波作用的液体更为清澈。SarukhanovR.G[27]等研究了在频率44kHz、振幅1μm的超声波作用下锡的结晶净化过程,结果表明,超声波改善了杂质元素的分离效果,使Cu、Au、Cr、Ni在锡中的分配系数降低了25%～45%,从而达到使锡精炼的目的。
2.6超声无损检测(NDT)技术
陈等[28]针对粉末冶金(PM)零件在制备过程中不可避免存在的缺陷(气孔或裂纹),采用NDT技术对其进行了初步研究。结果表明,超声无损检测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数量和状态。散射波不明显时,说明材料的孔隙很小,可能小于超声波的波长;散射信号杂乱且增强时,说明材料孔隙较多。但散射波与孔隙之间的量的对应关系,因所受影响因素众多,只能大概反映孔隙的状况。超声无损检测中声速和材料中的孔隙率有一定的线性关系,声速的减小代表了材料孔隙的增多,同时在一定程度上也反映了材料的性能。因此,可以用超声无损检测技术来评价PM材料的某些性能。从而达到对该类零件实现非破坏性的快速、全面检测的目的。李军[29]对不锈钢复合钢板超声波检测方法进行了阐述。在检测不锈钢复合钢板时,通常选用单晶直探头局部水浸法从复板一侧按照扫查灵敏度进行检测,一旦发现缺陷波的信号,先将其圈住,再用单晶直探头的直接接触法准确划出缺陷的边界(确定边界用缺陷波全波消失法),并按照生产合同技术要求的相关标准,对缺陷是否可以修复做出准确评判。
3结论
(1)超声波对许多冶金过程确实能起到有效的强化作用。从实际应用的角度来看,现在的超声波设备普遍存在功率小的问题,不能完全满足工业化生产的要求,尽快研究出大功率超声波设备是解决应用问题的当务之急。随着科技的进步,可以相信在不久的将来,功率超声在强化冶金过程、复合材料的制备、细化晶粒,脱气去杂质,检测等方面的应用将越来越广阔,发挥越来越重要的作用。
(2)超声波会导致固体和液体出现“空化现象”。虽然对生物体来说,产生瞬态空化作用时,靠近爆炸气泡附近的细胞会受到损伤,但一般说来,在人体内大多数器官和生物流体中,损伤少量细胞不会对人体产生危害。
(3)超声波在我国冶金工业中的应用发展迅速,一方面得益于技术本身的不断完善,另一方面有超声波设备生产厂家的支撑,比如深圳市科工达超声设备有限公司、深圳市时代超声设备有限公司、宁波海曙金达超声设备有限公司、北京超声波明和公司等大型制造厂商,都以生产冶金行业超声波设备为主。
1前言
日本冶金工业轨道衡技术的发展应追溯到日本战后经济振兴的年代。随着经济的发展,使日本冶金工业迅速崛起,成为世界上技术最强的冶金大国之一。改革开放以来,我国冶金行业的特大型钢铁生产企业,如宝钢、首钢、武钢、太钢、鞍钢、昆钢、济钢等,都先后随着大项目的引进,进口了代表日本先进技术的Yamato电子称重技术,其中不乏各种轨道衡技术。下面分别介绍Yamato的几种轨道衡技术,看日本冶金工业轨道衡技术的发展与应用。
2轨道衡在钢铁企业生产流程中的应用
大型冶金钢铁企业生产全过程中采矿、选矿、烧结、炼铁(铁水罐车或鱼雷罐车的铁水液面计量)、焦化煤塔用宽轨装煤车计量、炼钢(宽轨铁水包车或钢水包车计量)、轧钢型材、板材、线材(宽轨车计量)。外进原料如原料煤、矿石、铁精矿、石灰石、耐火材料、合金料、废钢计量、高炉灰,矿碴等副产品出厂的标准轨道衡的计量。
3整体式秤台结构轨道衡
早期日本冶金行业甚至最近还在使用的称重轨道衡,除了采用标准轨距、标准车辆外,还有大量的非标车型的深基坑超大型整体式秤台结构轨道衡。根据车辆参数轨距、轴距、轴数、心盘距、转向架数,全轴距、钩舌距的不同,从而采用不同类型的轨道衡。其中轨距从1435-6700mm,轴距从900-2000mm,轴数从2-16轴,心盘距6680-14230mm,转向架数2-3个,钩舌距从1210-25800mm,载荷规格从10-800t。其中较为典型的Yamato整体式秤台结构,大多为厚钢板箱型焊接大梁,横向采用X型联系梁形成整体结构。限位采用拉杆或碰撞式相结合,构成复合式纵、横向限位装置。秤台特点为安装简便、秤台刚度大、适用于称重频率大的场合。整体式秤台基础一般为深基坑或浅基坑基础。称重传感器采用日本Yamato经典的CC2/CC5系列摇柱式电阻应变式称重传感器,该传感器采用了抽真空充氮全密封焊接结构以及超高度不倒翁结构,使秤台受冲击后回复性优于其它任何结构。传感器规格从10-500t。准确等级符合OIMLR60C级1000-3000分度。该传感器是当今日本和我国冶金行业在用的传感器使用寿命最长的优选产品之一。称重仪表采用日本Yamato在九十年代中期开发的一款多功能超小型的EDI-800型通用工业仪表。该仪表最大的特点是显示码可达300000,采样速度为100次/秒,自我诊断,人机对话,屏幕菜单,各种I/O定值控制,各种通讯接口以及三菱CC-link现场总线联网技术。
4轨枕式电子轨道衡
日本Yamato在八、九十年代,开发了一种适用于因现场条件所限,秤台必须横向分离的轨枕式电子轨道衡。规格从100~800t,秤量方式为静态。该秤台最大特点是两根独立的称重大梁,就像两根长轨枕。承重梁厚度仅为100mm左右,整个秤台高350mm,承重梁与底座采用特殊密封技术,纵、横向限位采用了弹簧膜片式,两个秤台之间仅有数根力矩杆连接。每个秤台横向分别有一个或两个CC2/CC5传感器支承。一台鱼雷罐车可配置4-8个秤台。该装置特别适用于超长秤台无法运输,现场有障碍物使秤台必须横向分离的场合。安装调试也特别方便。该种类型的电子轨道衡已在日本新日制铁、韩国的项浦钢铁、上海宝钢4000m3炼钢高炉鱼雷罐车计量得到了广泛的应用。一般冶金行业的大型炼铁高炉有2个出铁口,相应有4个鱼雷罐车位。现场设置称重显示装置,并将信号送高炉中控室。主要输出信号为总重(4-20mA/0-F.S)、皮重(4-20mA/0-F.S)、鱼雷罐车号(BCD2位);主要输入信号为净重(4-20mA/0-F.S)、90%重量值(4-20mA/0-F.S)、100%重量值(4-20mA/0-F.S)、鱼雷罐车号(BCD2位)。
5模块式电子轨道衡
日本Yamato在九十年代又开发了一种适用于宽轨铁路车辆称重的模块式电子轨道衡。规格为100~240t,秤量方式静态。适用于现场条件所限,不允许长时间施工的线路。整体高度低,大大节约土建成本。特别方便拆卸、维修、调试。每一个模块为一个单独的称量箱,每一个模块相当于一个称重单元,从而取消了大型机械构件的秤台。在不影响线路正常运输情况下,可利用间隙时间完成安装调试。其秤台最大的特点是类似于我国的板式结构。在每根钢轨下密排着称重模块(称量箱)。现场安装与维修可很方便地装、拆称重模块。
6车轮测定用电子轨道衡
日本Yamato近年来,为了适应铁路车辆超偏载检测的需要,开发了一种适用于铁路车辆、机车车辆的轮重、轴重进行偏载测定的车轮测定用电子轨道衡。其特点小巧轻便,无须秤台,可低速动态称重。此装置已在日本的铁路车站、编组站、机车车辆厂、修理厂得到了广泛的应用。测定范围0.1～10t/轮,分度值10kg,静态准确度:±1%,动态准确度:±3%,动态车速小于10km/h。该装置另一个特点是可附带现场测力标定装置。
7不断轨电子轨道衡
日本在不断轨轨道衡的研究技术上虽未见大量公开的报导,实际上也与西方各国一样进行了大量的试验研究。最近日本Yamato最新推出的不断轨、具有数字化标定功能的电子轨道衡,足以证明了这一点。该装置为无秤台、不断轨结构,整个机械结构仅有2套剪切式数字传感器,每套传感器分别由2个左、右侧固定传感器组成,每个传感器用高强度螺栓固定在钢轨腹部。秤量轨支承点长度为600mm,2套传感器中心距为400mm,仪表有效采样段为200mm,该装置最大秤量为100t,分度值为100kg,秤量范围10-100t,静态准确度可达1%。目前由于种种因素的制约,其动、静态计量准确度,还未达到可以作为贸易计量的用途。该装置为无秤台、不断轨结构,整个机械结构仅有2套剪切式数字传感器,每套传感器分别由2个左、右侧固定传感器组成,每个传感器用高强度螺栓固定在钢轨腹部。秤量轨支承点长度为600mm,2套传感器中心距为400mm,仪表有效采样段为200mm,该装置最大秤量为100t,分度值为100kg,秤量范围10-100t,静态准确度可达1%。目前由于种种因素的制约,其动、静态计量准确度,还未达到可以作为贸易计量的用途。根据材料力学关于受集中载荷的简支梁的常规弯矩与剪力分析很容易看出:轮重P在400mm称量段中心位置Xi=0.5×L时,弯矩最大MX=P×L/4,而轮重P在400mm称量段内剪力却是恒定的QXi=P×Xi/L,其值与轮重P成正比。从称量钢轨截面进行力学分析可知,其中性轴上的剪应力最大为τMax=Q×S(/Jx×b),剪应变γMax=τMax/G,中性轴45°方向主应力σ=τMax,主应变ε=±0.5×γMax。即当列车通过测量区时,车轮重量通过称重轨下剪力传感器对剪应力产生的两个拉压对应的主应力的测试,将重量转换成电压信号,进行放大与A/D转换,完成车辆的称重。日本Yamato最新开发的USUI型剪切型钢轨传感器的特点是由于具有左、右侧两种传感器成对设置,称重段内的载荷不均匀将不影响计量准确度。具有高灵敏度,耐高温对策。应变片基底及接线采用耐用热高分子材料,电缆采用硅胶电缆,这样可使传感器保存温度达到150℃,使用温度达到100℃。不锈钢弹性体激光焊接密封,电缆接头采用O型圈密封,可适用于各种恶劣的高温、粉尘、潮湿的环境。USUI型传感器可实现现场安装,拆装方便。也可根据需要选择钢轨单面或双面安装。该传感器另一最大的特点是具有独特的现场测力标定装置,供用户作模拟加载测试。上图为USUI型传感器的外观尺寸图。该不断轨轨道衡的控制器为日本Yamato最新款的EDI-910型称重显示控制器。采用了ΔΣ型20位高速A/D转换。该仪表具有独特的数字化标定功能,可输入所有传感器的灵敏度值,对其进行数字化的标定,并开放其零点,量程的标定系数,便于了调整和互换。可对称量批次,时间、累计值、平均值、称量范围、偏差、极限值等数据进行统计存储,并能存储出错记录和断电瞬时的数据及自我诊断功能。该仪表具有各种丰富的通讯接口功能,外部参数输入可分成命令设置和自动设置二种,分时分批设置。可通过串行口与PLC联网,并支持欧姆龙的Hostlink协议和三菱CC-LINK协议,通过现场总线融入企业的ERP管理系统。
8结束语
总之,各种型式的电子轨道衡是根据不同的生产需要而发展起来的。由于称量物质的不同、工作环境与工况的不同、车辆型式的不同、用户需求的不同,因此产生了不同的称量手段与措施。我们不能笼统地说,不同型式的轨道衡产品的好与坏。从以上介绍日本Yamato不同时期提供给冶金、铁路系统的不同型式的轨道衡产品,可以从某一侧面反映了日本冶金行业轨道衡技术的发展与应用。秤体结构从整体式———轨枕式———模块式———不断轨式的发展过程,秤体结构的发展也伴随着传感器技术与称重仪表技术的发展与更新换代。从“用户至上”的理念出发,不断轨技术的应用、现场模拟测力标定装置的应用,以及仪表数字化标定技术、数字化通讯与联网技术并融入企业的ERP管理系统,都是在用户不同的需求中发展起来的。日本轨道衡产品技术在冶金行业的发展与应用,同样值得我国同行的借鉴。
一、我国冶金工业生产及安全概况
冶金工业是我国国民经济的重要基础产业，经过多年的建设，已构建起包括矿山、钢铁冶炼、轧制、焦化以及配套专业和辅助生产系统组成的完整的冶金工业体系。特别是改革开放以来，我国冶金工业的建设和发展取得了举世瞩目的成就，为我国国民经济建设作出了重要贡献。从安全生产事故统计数据看，与矿山等几个高危行业相比，冶金事故总量不大，近五年年平均事故起数约308起，年平均死亡人数306人。但冶金安全生产形势依然十分严峻，各类重大、特大爆炸、火灾、中毒事故时有发生，给人民生命财产造成重大损失，在社会上产生了极其恶劣的影响，事故造成的严重后果和社会效应远远超过了事故本身。
二、搞好冶金行业安全管理工作的具体措施
1、建立各种监督管理制度、规定或办法
（1）建立冶金企业建设项目安全设施的安全预评价报告、安全专篇、安全验收评价报告的备案制度，包括备案程序、内容、评价的资质规定等。备案分为告知备案和审查备案。我们这里的备案是指告知备案，目的是为我们下一步开展冶金企业安全监管工作提供帮助。安全预评价报告是指导安全专篇编制工作的依据，高质量的预评价报告对指导项目后续工作具有特殊的意义。安全专篇。设计单位按照有关规定编制安全专篇，安全专篇应充分吸纳安全预评价报告的有关内容。目前虽然尚未出台统一标准的冶金企业安全专篇编制提纲，但可以参照高危行业已有的编写提纲，思路和框架应该基本一致。验收评价和竣工验收。为保障建设项目竣工投产后达到国家规定的安全标准，建设单位在项目完成基本建设稳定试运行一段时间后（试运行期不得超过一年），应委托有资质的中介机构进行建设项目安全验收评价，完成验收评价报告后，可组织进行安全设施竣工验收工作。一个冶金企业建设项目往往涉及到危险化学品生产、使用等环节，各地可根据本地区实际情况，尽量简化“三同时”程序，能够同时解决的一并解决，以减轻企业负担。
（2）建设项目安全设施设计重大变更的备案制度。
（3）重大危险源的备案制度。（2009年刚刚颁布的国家标准《危险化学品重大危险源辨识》（GB18218-2009）和我局的《关于重大危险源监督管理工作的指导意见》（安监管协调字[2004]56号）对重大危险源的辨识标准进行了规定。符合上述规定的，即可认定为重大危险源。但是，冶金企业特有的生产工艺，也有容易发生重特大事故的环节，如高温金属液体生产、吊运设施也应视为重大危险源加强管理。）
（4）冶金企业的事故应急预案备案管理制度。企业因施救不当或盲目施救是造成事故伤亡人数扩大的重要原因之一。安全监管部门应督促和引导企业结合自身特点，有针对性地制定事故应急预案，并组织开展应急演练，使作业和施救人员掌握逃生、自救、互救方法，熟悉相关应急预案内容，提高企业和从业人员的应急处置能力。
（5）开展冶金企业安全生产标准化工作的规定。开展冶金企业安全生产标准化工作是提升冶金企业安全管理水平的措施之一。安全生产标准化考评标准或规范主要依据国家或行业的法律、法规和标准而制定的。企业按照标准或规范开展达标活动，实际上是对照安全生产的法律法规、标准和要求寻找差距，同时进行整改。因此，企业推行安全生产标准化的过程，是贯彻落实国家有关安全健康法律、法规和标准的具体体现，是强化全员安全意识、安全技能教育的重要举措。各地要采取措施推进冶金企业开展安全标准化活动。
2、开展监督检查对冶金企业的一般安全监督检查，监督检查冶金企业对所属分公司、子公司、控股公司的安全生产管理情况，监督检查检查钢铁联合企业内的焦化、氧气及相关气体制备、煤气生产（不包括回收）等危险化学品生产单位安全生产许可证持证情况，监督检查冶金企业安全生产管理规章制度和安全操作规程的制定、落实情况，监督检查冶金企业安全管理机构的设置和管理人员的配备是否满足本规定的要求，监督检查冶金企业的安全费用的提取与使用情况，监督检查主要负责人、安全生产管理人员、从业人员的安全培训情况，特种作业人员和煤气作业人员的持证情况。
3、组织开展冶金安全生产有关法律、法规和标准等的宣贯培训（包括各级安全监管人员、企业安全管理人员等）。各级从事冶金方面的安全监督管理人员要做到基本了解冶金企业的生产特点和主要工艺，掌握冶金企业安全检查方法以及危险源辨识方法，拥有与监管工作相适应的业务知识和能力。
4、建立冶金企业的安全生产管理责任冶金企业是自主经营、自负盈亏、自主依法从事冶金生产活动，但必须依照国家有关法律、法规的规定，履行相应的法律义务，也包括安全生产的有关规定和要求。生产经营单位必须遵守本法和其他有关安全生产的法律、法规，加强安全生产管理，建立、健全安全生产责任制，完善安全生产条件，确保安全生产。其安全生产管理职责的主要内容包括：遵守我国有关安全生产的法律、法规、标准、规范等；依照规定设置安全管理机构和配备安全管理人员。建立健全安全生产责任制；建立健全安全生产的各项规章制度、操作规程；必须具备基本的安全生产条件，包括必要的安全投入；必须对从业人员进行安全教育培训，使其掌握基本的安全生产知识和技能；建立内部安全生产监督管理检查制度；贯彻执行建设项目“三同时”的要求。
总之，安全生产贯穿于生产经营活动的各个行业、领域，各种社会关系非常复杂，这就需要针对不同生产经营单位的不同特点，针对各种突出的安全生产问题，制定各种内容不同、形式不同的安全生产规范，来调整生产经营单位、公民之间在安全生产领域中产生的社会关系。
1输送气体中含有一定的一氧化氮等物质
除了硫磷物质之外，在冶金企业车间生产过程中，一氧化氮是一种重要的伴生气体，对车间内空气的影响比较强烈，不但危害了车间的作业工人，同时也对周围环境造成了严重影响，因此，有害气体必须得到及时处理。输送气体中含有较多的固体小颗粒。结合冶金企业车间生产实际，除了气体污染之外，在车间内也含有大量的固体小颗粒，对作业工人的呼吸系统造成了严重的危害。因此，正确分析冶金企业车间的气体成分和性质，对制定具体的通风措施具有重要作用。
2冶金企业车间通风应做好风机选型
风机根据工作区域不同分布，对粉尘和各种气体浓度比较大的工作区域采取多个风机共同作用，几个为一组的方式，沿着尾气处理排放的方向布置。为了满足铸造车间内的环境要求，通风机通常配有整体消声器。在调节空气质量的同时，通风机可达到减小噪声的作用，经叶轮作功后，从通风机出口高速喷出。基于这一认识，做好风机选型，是提高冶金车间通风效果的重要措施，对冶金企业车间安全生产具有重要的促进作用。结合当前冶金企业车间气体的性质，在风机选型上，应从以下几个方面入手：（1）风机选择必须满足高效性原则。在风机选择过程中，基于风机在通风中的重要作用，风机只有在工作效率上满足实际需要，达到较高的通风效率，才能满足冶金企业车间通风需要。因此，风机选择中应将高效性作为衡量风机是否达到工作要求的重要指标，做好风机的选择工作。（2）风机选择应对硫磷气体有较强的针对性。由于冶金企业生产车间内硫磷气体含量较高，在通风过程中，只有对硫磷气体排放具有较强的针对性才能满足车间生产需要。为此，在风机选择过程中，应将硫磷气体作为重要的衡量指标，保证硫磷气体的排放能够被迅速排风系统带走，达到净化车间空气的目的。（3）风机选择应重视其抗腐蚀和换气率等指标。在冶金企业生产过程中，车间内气体中硫磷的含量较高。而硫磷会对风机产生较大的腐蚀。因此，在风机选择过程中，将风机的抗腐蚀性和换气率作为主要指标是十分重要的。基于这一认识，风机选择必须满足抗腐蚀和换气率等基本指标。
3冶金企业车间通风应做好除尘器选择
在冶金企业车间通风过程中，除了气体之外，空气中的灰尘也是重要的污染源。在这一前提下，做好除尘器的选择，是消除空气中多种杂质的有效手段。为此，做好除尘器选择，是提高冶金企业车间通风效果的重要手段。通过了解发现，常用的除尘器主要有分室反吹袋式除尘器，机械回转扁布除尘器，低压脉冲长袋除尘器，三种除尘器各有优缺点。静电除尘系统由除尘机和附属设备组成。为确保集尘、除尘效果需要配备水处理装置、送风机、控制器、高压发生机、计测器等装置。工作机理是在带负电放电极周围的空气被电离形成电晕区，电晕区内的空气电离后，正离子很快向负极移动。基于各种除尘器的优点，冶金企业车间在通风过程中的除尘器选择应把握以下原则：（1）除尘器必须具有较强的针对性。由于冶金企业车间的粉尘含量较为复杂，要想提高除尘效果，就要在除尘器的选择中使除尘器能够实现对特殊粉尘的清除，保证车间内的空气质量满足实际需要，达到净化空气和提高空气质量的目的，提高车间的整体除尘水平。（2）除尘器应满足车间除尘的工作指标。在除尘器选择过程中，除了要提高除尘器的针对性之外，还要使除尘器满足除尘的工作指标，使除尘器的工作效率能够满足实际需要，达到提高除尘器除尘效果的目的。因此，将工作指标作为重要的衡量标准，是提高除尘器除尘效果的关键。（3）除尘器应能够适应冶金企业车间的恶劣环境。由于冶金企业车间的生产环境相对恶劣，除尘器在选择过程中只有具备适应恶劣工作环境的能力，才能提高冶金企业车间除尘效果的目的，保证冶金企业车间的除尘和通风满足实际需要。因此，工作环境是除尘器选择必须考虑的因素。
4结束语
通过文章的分析可知，在冶金企业车间生产过程中，应对通风引起足够的重视，并从做好输送气体的性质、做好风机选型和做好除尘器选择入手，提高冶金企业车间的通风效果，保证冶金企业车间通风质量满足实际需要，达到保障冶金企业车间安全生产管理需要的目的，为冶金企业安全生产管理提供有力支持。
作者：孙纳 林洁 单位：无锡市疾病预防控制中心
一、教师在课堂中的作用
学生完成任务之后，教师要进行纠正说明以及总结评价，从而保证学生所讲内容的正确性以及完整性，进一步深化教学内容。除了专业问题外，每位学生要发表学习过程中的一些感受，其他学生要进行提问，使学生们都参与到课堂中来，提高学生们的学习兴趣。在学好专业知识的基础上，培养学生们的创新意识及科学素养。最后由教师进行总结与评价，评价内容包括学生在此次任务完成中的表现，对目标知识掌握的程度以及解决问题的能力和创新思维的能力等。
二、立体式教学法的应用
立体式教学法旨在保障知识传授的基础上，强化思维能力的训练。经过对三届选修冶金工程新工艺及新技术课程的研究生进行的对比实验教学，选取72名无显著差异的研究生作为研究对象，对立体式教学法进行了探索与研究。
1．对于拓展视野的帮助
研究生的学习需要以开阔的眼界来观察与研究专业领域内的热点问题。研究生不能沉浸在周围的小环境下，需要放眼世界，从更大的角度去审视问题、分析和处理问题。结果表明，绝大多数学生认为立体式教学法有助于拓展学生的视野，但仍有8%的学生认为该教学法无助于拓展学生视野。究其原因，主要有以下四点：（1）教师所设置的任务所包含知识面还不够广泛，具有一定的局限性；（2）学生在完成任务的过程中查找资料的途径比较局限，文献查阅能力有待提高；（3）教师应当收集一些学生收集能力范围之外的有用信息教授学生，从而起到引领作用；（4）各个学生在讲述自己所准备的材料过程中，因为个人表达能力等方面因素的差异，导致信息传递不畅。
2．思维创新能力的培养
有23%的学生认为，该课堂教学法对于其思维创新能力的培养非常有效，44%的学生认为该方法是有效的，完全认同的学生数量相对较少，同时，也有5%的学生认为该教学法对于其思维创新能力的培养没有效果。这主要是因为：（1）受大纲对于课程内容规定的限制，课程内容涉及面仍显较窄。因此，应该进一步加强授课内容的改进，强调交叉融合。（2）交流不足，学生们还没有完全适应该教学法，课堂上稍显怯懦，同时，教师由于长期受到传统教学思维的影响，在这种新型教学的课堂上，并没有完全消除“填鸭式”教学法的影响，教师往往在点评过程中，进行了某些灌输，对学生们的思考有些束缚。在立体式教学过程中，可适当邀请某些冶金领域知名教授前来参与课堂教学活动，与学生们开展对话与交流，锻炼学生的胆量，同时，也可以从自身实际出发，启迪学生们的思维，引导学生去发现问题。
3．对于提高科研能力的帮助
良好的科研能力是研究生所必须具备的基本功，这包括资料收集与处理的能力、科研创新能力、发现问题及解决问题的能力、逻辑思维与口头表达的能力等。研究发现，仅有20%的学生认为该教学法对于提高自身科研能力具有很大的帮助，这说明，就培养学生科研素养而言，该教学法仍需适当改进，以进一步提高学生的认可度。同时仍有3%的学生认为该教学法对于提高其科研能力没有帮助。究其原因，主要是：（1）学生的学习主动性有待提高。这需要教师融理论教学于实际之中，让学生明白所学专业知识的用途以及运用的方式，从而激发学生的学习热情。（2）在教学过程中，科研方法方面的内容应进一步增强，也就是增加方法论方面的内容，教授学生科学思考及科学研究的方法，从而帮助学生提高科研能力。
4．知识收获方面
对研究生而言，重在能力及方法的学习，但是作为课堂教学，知识的传授也必不可少，只是与本科生相比，所获得的知识应更加前沿，更加接近实际。通过调查发现，有20%的学生认为，通过该教学法，其所获取的知识量一般，更有5%的学生认为，并没有通过该教学法获取更为丰富的前沿知识。鉴于此，在应用这种方法开展教学时，应着重注意：（1）注重价值引导，强调知识的作用，诱发学生获取新知的欲望；（2）注意研究生教育过程中存在的“重科研、轻教学”的问题，处理好之间的关系，重视课堂教学，使学生的课堂学习与科学研究有机结合，实现课程学习为科研服务，在科研活动中又获取新知的良性循环。
三、结束语
基于冶金新工艺及新技术课程的立体式教学法，激发了学生主动接受最新前沿知识、科研动态及思维方法的兴趣，新工艺及新技术对于挖掘学生的创新潜能，培养学生的科学精神，调动学生的主动意识以及提高学生的创新素质具有良好的效果。同时，调查结果也可以看出，立体式教学法仍有进一步提升的空间。
作者：李林波 武姣娜 方钊 单位：西安建筑科技大学冶金工程学院
一、冶金工业遗产所承载的技术史价值：以铁桥峡为例
以焦炭炼铁开始的近代冶金业的技术创新在工业革命时期对人类文明影响巨大，因此在工业遗产保护领域受到普遍重视。如英国于20世纪80年代末启动了历史遗迹保护项目,钢铁工业历史遗迹作为其重要部分，形成了398个影像资料和70个文件的档案记录。[4]在英国所有与冶金工业有关的遗址中，最重要的当然是位于伯明翰西北50公里的泰尔福德（Telford)地区的铁桥峡。近代冶金工业遗产对工业文明带来的巨大影响，其根本上是钢铁冶炼新技术及其大规模普及所带来的，从这一意义上，我们认为冶金工业遗产的技术史价值可以从四个方面来概括：一是核心技术的发明或引进；二是新旧技术体系的交替；三是冶金产品如钢铁及其重要景观的形成；四是新技术及其生产系统对社会和文化的影响。而铁桥峡遗址具备了上述四种技术史价值的全部要素，围绕这些要素，相应的工业遗产保护和开发实践得以展开：第一，焦炭炼铁技术的发明和使用，是铁桥峡成为工业革命主要发源地的根本原因，也是其作为工业遗产的核心价值所在。铁桥峡之所以成为工业革命的主要发源地，是因为1709年亚伯拉罕.达比（AbrahamDarby,1676-1717)在此成功地用焦炭炼出生铁，这一技术创新使炼铁业摆脱了对木材的依赖而获得充分的发展空间，也拉动了煤矿业的进一步繁荣。以钢铁为原料的动力机械、工程建筑和铁路交通因此得以大规模发展，人类开始进入“钢铁时代”。[5]基于焦炭炼铁在技术史上的意义，铁桥峡成为了英国工业遗产保护的首要对象之一，1959年，达比的焦炭炼铁高炉也因此成为首个被挖掘和保护的对象，其最初的目的是纪念Coalbrookdale公司成立250周年。直到1968年铁桥峡博物馆基金（theIronbridgeGorgeMuseumTrust）创立，负责对方圆6平方英里的铁桥峡地区的工业遗产进行保护和研究，铁桥峡工业遗产的保护和开发由此全面展开。第二，焦炭炼铁试验成功后，铁桥峡地区经历了近半个世纪的新旧技术系统交替的时期，这直接体现在高炉动力系统的变革上，这是焦炭炼铁系统得以最终确立并使这一地区成为工业革命摇篮的又一因素，也成为铁桥峡工业遗产保护和展示的主要内容之一。达比的高炉最初是靠上下水池的落差形成动力来鼓风的，为解决干旱的夏天上水池枯水的问题，最初是通过修建马车轨道来输送水，1742年，纽可门蒸汽机代替了马车，用于水的提升，高炉鼓风的动力仍然来自水轮机。直到1776年，直接将博尔登-瓦特蒸汽机用于鼓风的方法得以成功研制，蒸汽机才在高炉炼铁中取代了水力鼓风[5]。在铁桥峡，达比二世修建的上下水池间的运水轨道被保存下来，成为体现新旧动力系统交替过程的主要景观。科尔布鲁克代尔铁博物馆（CoalbrookdaleMuseumofIron)用文字、图片和模型，完整地展示了该地区新旧高炉技术系统的变迁过程，达到了更清晰地再现工业革命是如何发生的效果。第三，1779年修建的铁桥，作为世界上第一座用生铁建造的桥，是工业革命时期新炼铁技术所带来的钢铁新产品和新景观，构成了铁桥峡技术史价值的另一重要内容，这是炼铁新技术实现产业化的直接产物。而人们如何首次用生铁来建造这样一座大桥，本身就是另一项很重要的技术创新。针对高炉和铁桥，联合国教科文组织为铁桥峡作为世界文化遗产作出了以下两点评价：1）科尔布鲁克代尔高炉使亚伯拉罕•达比一世在1709年发明焦炭炼铁的历史得以永存。铁桥作为第一座生铁构建的大桥，同样是体现人类创造天才的杰作。2）科尔布鲁克代尔高炉和铁桥在技术和建筑发展历史上有着重要的影响。可见，正是因其在技术发展史上的意义，铁桥和达比的高炉成为铁桥峡工业遗产的核心价值所在。此外，铁桥本身的建造技术的复原也成为了工业遗产的重要研究内容。1997年，瑞典画家伊莱亚斯•马丁1779年的一幅水粉画在斯德哥尔摩曝光，这幅画描绘了铁桥建造的方法。随后，大卫（DavidDeHaan）等人进行了详细的考古学、历史学和图片的研究，为了验证画中描绘的方法的可行性，2001年在铁桥峡地区的比利斯特山露天博物馆的运河上，一座按1：2的比例的铁桥使用18世纪的材料和技术建造起来，这一成果成为了展示铁桥建造技术的景观之一。第四，新技术引发的工业化导致运输、生活方式和城镇景观的改变，是铁桥峡地区在整体上作为工业遗产的价值体现，正如联合国教科文组织对铁桥峡价值评价的第3条称：“铁桥峡提供了近代工业地区发展的一个极具魅力的缩影。采矿区、运输业、生产企业、工人住所以及交通网络被很好地保留下来，形成了一个非常协调的整体，具有显著的潜在教育价值。”如果说炼铁炉和铁桥承载着技术本身的历史，那么因冶金业的兴盛而形成的工业社会，则属于“外史”范畴。对这一层面的历史价值进行挖掘，可以为工业遗产的保护和开发提供更广阔空间。铁桥峡现有的10个博物馆中，BlistsHill维多利亚城镇（BlistsHillVictorianTown）是游客参观人次最多的景观，19世纪后半叶的维多利亚时代被认为是英国工业革命的峰端，通过BlistsHill维多利亚城镇的重建，铁桥峡地区还原了19世纪经过工业革命后的英国人的生活状况，这个露天景观包括维多利亚时期普通工人的住房、银行、公立学校、药店、食品店、糖果店、铸铁厂、蜡烛厂、印刷厂，以及火车站和铁路等。这些展示也使铁桥峡地区作为工业遗产景区，更具观赏性和吸引力。
二、中国近代冶金工业遗产的技术史价值特征
中国是世界上发明和使用生铁最早的国家，然而土法炼铁技术是与传统的农业社会相适应的，并未导致工业社会的诞生。近代西式钢铁技术在中国的兴起始于19世纪80年代。相对于西方工业化国家而言，中国近代冶金技术与工业化历史有其自身的特点，使中国近代冶金工业遗产的技术史价值具有一些不可忽视的特殊性：第一，中国近代冶金技术史是一段单向的技术转移过程，且这一时期的技术引进并未带来中国钢铁工业的发达，这是中国近代冶金工业遗产技术史价值首要的特殊性。1885年至1936年，先后有贵州青溪铁厂、汉冶萍公司等钢铁企业在中国创办（见表1），主要设备和技术全部来自英、德、美、比利时等国，其中汉冶萍公司是唯一的煤铁一体化企业，其炼铁和炼钢设备的产能超过中国钢铁企业总产能的2/3，1926年随着汉冶萍公司冶炼设备全部停产，中国近代冶金工业化走向了谷底，中国所需的钢材回到了完全依赖进口的状况。[6]虽然中国近代冶金工业最终走向衰败，但这一时期的冶金工业遗产有着不容忽视的技术史价值。首先，汉冶萍公司等企业的遗存作为中国冶金工业近代化的起点，见证了中国最初的技术近代化的努力，无论其成败以否，意义均非常巨大。其次，客观还原这段艰难而曲折的技术引进史应成为中国早期冶金工业遗产挖掘和保护的主旨所在，对中国来说，这段充满挫折的记忆或许更值得珍视，这是中国近代冶金工业遗产与英美等国的不同所在。第二，在大规模引进西方技术的同时，近代中国广大的乡村仍然长期存在一个土法冶炼系统，为人们日常耕作和生活提供材料。中国早在春秋以前就发明了生铁冶炼，几千年来，铁是支撑中国传统农业经济系统的主要技术要素之一。明清时期，山西因坩埚炼铁的发展和丰富的铁矿资源，逐渐成为铁的最大产地，（图3）这一状况一直持续到19世纪末20世纪初。相对于欧洲，中国近代新旧冶炼技术的交替显得更为艰难和特殊。在对中国近代冶金工业遗存进行挖掘和保护时，我们不能将目光仅仅锁定在新式冶金工业遗存，还应该重视逐渐消亡的近代土法冶炼遗存的价值。正如下塔吉尔宪章所说：“许多旧的或废弃的生产工艺中人类的技艺，是极为重要的资源，一旦失传无可替代。应当被详细记录并传给后代。”而目前中国对在工业化进程中逐渐消失的传统冶炼遗存的关注远远不够。第三，近代新冶炼技术和工业发展所带来的社会变迁，是这段并不成功的工业化进程给中国社会和文化带来的最大影响，是中国近代冶金工业遗产技术史价值另一重要内涵，值得工业遗产价值保护中深入的挖掘和展示。近代随着汉阳铁厂等现代工业的兴起，以农民和乡绅两大社会阶层为基础的传统社会关系逐渐改变。首先，部分农民从乡村手工业者转变成了新式产业的工人。其次，乡绅阶层也发生明显转变。以汉冶萍公司为例，地方乡绅参与到大冶铁矿和萍乡煤矿的开发中。此外，为培养技术人员，士绅的后代被公司选派出国攻读采矿冶金等专业，成为中国第一批本土钢铁工程师。[6]从工业遗产的角度来说，中国目前保留下来的近代冶金设备、厂矿建筑等实物留存已经非常罕见，但我们在现存的企业档案文献中可以挖掘出一批反映技术与社会变迁极具价值的遗产。例如我们在英国谢菲尔德大学找到的汉冶萍公司送培英国的留学生的档案。借助对相关文献的挖掘和整理，可以使中国冶金工业遗产的内涵更丰富，也更具讲述历史和教育后人的功能。
作者：方一兵 姚大志 单位：中国科学院
1企业要积极深入开展冶金设备精度维修
精度维修是指按照厂家所规定的维修方法对设备进行维修，让设备能恢复到出厂时的状态。开展精度维修主要包括一下几个方面的内容：在平常的设备巡检和管理中，对检测设备显示出来的异常情况作出正确的判断。企业要对设备的日常点巡检与维护进行重点关照，使用相应的检测仪器对设备进行检查，然后在所检测出数据基础上进行科学合理的分析和判断，将分析后的数据交给专家后，结合专家的意见制定出科学合理的检修方案，与此同时设备的操作者也要主要保护好机械设备，培养其爱护设备的责任感，让其平常使用设备的时候注意对设备的保护，做到爱护设备、科学的使用设备。另外企业要制定出合理的设备使用时间和润滑剂的添加方案，周期性地对设备使用润滑油，让其在良好的状态下运行，延长他们的使用寿命。如今，设备的振动是减少设备寿命的原因，设备振动的情况不仅反映了设备运转是否良好，它也是检测设备检测设备事故原因的重要参数，这对机械的维修有重要的意义，因此我们要对设备的振动情况高度重视，在买回来新的设备后，要依据说明书来对设备的振动情况进行检测，对于振动不合理的设备要严格把关，禁止其运行。在对设备的进行日常检查的时候要依据厂家的维修说明来进行，对需要维修的项目提前做好维修的标准，对设备运行的各个参数进行检查，确定好问题，在对设备维修前要将维修的项目、标准与措施的技术告知每个维修人员，务必要让每个参检人员心中有数，对一些重点的维修项目要重点控制，并且要对维修的质量严格要求，等验收人员验收达标后再对下一项进行维修检测；细节决定成败，企业要对设备进行精细化管理，尽可能延迟机械设备的使用寿命，在对机械设备日常的维护中务必做到严格管理，把好质量关，实行这种管理制度首先要做的就是保证设备的运行情况达到规定的标准与精度，设备的配件质量标准也要严格控制，保证其光洁度、精度与热处理都要达到标准，在维修的时候也要执行这种标准，每个维修步骤都要认真严格完成，做到真正的精细化管理。[2]
2企业要根据需求协调人员分工且进行培训
企业在制定生产工艺和设备的维护检修方案时，把参与维修的人员的任务分配下去，将时间和空间协调好，做到不浪费人力和物力，每个人都要做适合自己的工作，建立有自己特色的设备维修管理模式和运行机制。在进行设备维修的时候要将资源统一调配，让维修计划快、精、准，并且尽可能地降低维修成本。对维修方进行安全教育培训。人员培训包括作业技能的培训与人员的安全教育培训。有一点要引起重视，人员的培训教育工作要好充分的准备工作，相关人员要拿出相应的计划，在进行人员的考核和检查时也要做好科学合理的安排:一要严格控制好参与机械设备操作最低标准，在人员上岗之前要将三级安全教育工作落实到实处;二是对于现场的操作人员要让其熟悉机械设备的安全生产知识与安全操作规程，让每个操作人员人手一本册子;三对于机械设备管理人员也要加强其安全责任意识。每一位设备管理人员都要树立一种理念，那就是“全员安全教育培训”。只要涉及到机械设备，不管是直接还是间接都要参加安全教育培训。不仅是领导层面的人员，甚至包括生产者的家属，加强他们对生产劳动安全的意识，学会自我保护的方法和应急事故的处理办法，摆正自己的思想，重视安全生产，才能从根本上避免安全事故的发生。
3结论
如今随着科学技术和经济的发展，如今的冶金产品也不是过去能够比拟的了，现代化的冶金设备已经走在了高精度、大型化的道路上，以往的的冶金设备管理和维修的制度已经不能满足高精度的冶金设备的要求了，企业要想提高其市场竞争力，增加其经济收益，就要采用先进的机械设备维修和管理手段。
作者：刘莫言 单位：鞍山宝得钢铁有限公司
一、现场装配进程中的细节把控
1、现场装配进程中的进度把控
整体承包企业对分管企业所上交的整体规划，需对其项目规划做好详细的校验，进而保障可实施性。分管单位在规划、制造、装配、调整等各个程序时段需安排专业工程师做好督促监管工作。在装配进程中的进度把控上，分管单位和整体承包与业主要求做好沟通调整工作。为了达到项目进展把控的整体目标，需把处在同一时段的分管项目抑或是不同时段的分管项目整合成一个总体，从而方便对项目的整体做好把控。再者，将完整的项目规划作为基本，编订出每年、每月、每周的规划等，分派到每个施工分部，其再依据获得的各层规划做好人力、物料、器械的调整和协作工作。在具体的实施进程中，需根据各层规划对关键环节实施考核，督促规划的贯彻实施情况，从而规避在工作进程中发生延期的状况。
2、现场装配进程中的质量把控
唯有过程中的质量完全合乎要求，项目的整体质量方可以保证合格。所以在详细的施工进程中，需采取动态管控，应用防止和质量严抓综合的工作形式。对工程质量的检验关注点需集中在对规划实施成效的检验上，工程负责人要求亲自对质量规划的落实情况做好查验，要是发生偏颇，需即时做好调整。质量进程把控，其要求以每个分管企业的自控查验为根基，整体承包企业的监督机构对它进行核实，最终再让业主做好验收的三大层级查验机制。整体承包工程负责机构唯有在三方查验合格后才能够付款。工程部全部职员均需要具有质量是根本的理念，需明晰有关职位的质量权责与重任。
二、怎样处理进度和质量两者间的不可调和性
1、加班追赶
在工程开动的初期，假若现场出现质量不妥的情况，应当采用各种举措来做出补救。然而在工程中期，为了保证工程可以依照规划开展下去，从工程总体来看，加班不失为好的策略，尤其是当工程接近末期时，在最后期限和业主等各方压迫下，加班是加速进展的最佳选择。然而加班会加大人力成本与别的福利费用，并且长期加班不仅会削减施工效率，还会由于加班职员不可以如常休息而影响后面的正常工作。
2、资源的再调配
工程责任人必定要明晰在诸多要素里面，什么是影响工程成效的重点要素，假若在工程施工进程中发现的质量难题没法获得解决，那一定是重要环节出现了问题。原因剖析完毕后，则能够对已有的资源做好再调配。由于对整体工程来讲，其间有些项目能够拖延施工，如此则能够把这项资源调配到重要项目上。然而在采取上面方法时要求考虑全面，以防由于考虑不全面而制约到总体的项目进展。
三、造成过程管控付诸东流的原因
1、业主层面的原因
第一，整体工程项目的施工期限太短，造成得标单位没法在确保质量规范的基础上按时竣工。第二，在招投标进程中，没有对投标价位与施工期限做好科学的安排，没有充分预估项目造价受工时削减的影响。最后可能会虽是标价减少，然而总体质量没法达成要求的水准，最后造成把控的目标没法实现。
2、分管单位和整体承包单位的原因
第一，没有编订科学的施工规划，所编订的规划由于业主原因而和现实情况相差甚大。第二，在投标时段为了得标，没有对项目工时和总体造价做好合理预估，造成在往后的施工时，由于总体造价太低，极难要求详细的施工承包企业添加投资，最后造成工程不能如期竣工。
四、结束语
进程控制是通过自身改变的应对机制，可以高效解决进展与质量关系的改变，可以在规划许可的范畴内快速做好调整，确保进度过程把控目的地达成，已变成当代冶金工业工程统筹的关键方法。这篇文章经过阐述冶金项目中面临的各大难题给出了控制方略，以期字往后的实施中可以规避以上问题，更为顺畅地实施施工。
作者：李淑玲 田增强 单位：河北大自然中宇安全评价有限公司 唐山市古冶国义炼焦制气有限公司
1.二次金属回收
铌钽资源价格昂贵，因此二次资源有着重要的回收价值。铌钽二次资源主要来自铌钽冶炼过程中产生的肥料及铌钽制品在使用过程中报废的元器件[25]。对于纯金属废料，一般经化学清洗后再采用真空熔炼、电子束熔炼和氢化制粉等火法回收[26]。对于硬质合金废料，铌钽的含量较低，仅作为富集物回收，处理方法有锌处理法及硝酸钠熔融富集法，经处理后的富集物含铌钽可达30%。对于铌钽电容器废料的处理比较复杂，首先得采用化学法或机械法除去外壳，然后采用钠还原或碳还原脱氧，然后再进行电子束熔炼得到铌钽锭[27]。此外，对于废铌钽酸锂单晶回收，开发出了铝热还原法，碱处理法等[1,27]。
2.冶金技术方法
2.1酸法
2.1.1氢氟酸法
对于铌钽精矿来说，氢氟酸法是一种应用比较常用的处理方法。该法一般采用60~70%的氢氟酸在90~100oC下进行反应，浸取反应通常在内衬铅，钼镍合金或镶砌石墨板的反应器中进行，搅拌装置需要蒙耐尔合金。值得注意的是，浸出液中铌钽的存在形式，与氢氟酸的浓度是密切相关的，对铌而言，随着酸浓度的增加，其存在形式会出现氟氧铌酸络合物型向氟铌酸络合物型的过渡：H2NbOF5H2NbF7HNbF6；对钽而言，则出现H2TaF7HTaF6的转化。当HF浓度<20%时，主要有如下反应：除了铌、钽外，其他元素如铁、锰、锡、钛、硅等也都能以络合物HFeF3,HMnF3,H2SnF6,H2TiF6,H2SiF6等的形式进入溶液，而稀土、铀、钍、钙等碱金属元素等会生成难溶的氟化物REF3,UF4,ThF4,CaF2等进入浸取渣中。对于后续的分离，主要用到的是萃取的方法。铌钽氟络合酸在一定酸度下能被有机溶剂（如甲基异丁基酮）选择性的萃取出溶液体系。萃取后的有机相再经酸洗、反萃铌、反萃钽、氨水中和等步骤可分别得到钽、铌氢氧化物；再经过干燥及煅烧，即可得到氧化铌和氧化钽产品。为加快反应速度以及提高钽铌矿的分解率，浸取时会加入硫酸。硫酸的加入也有利于后续萃取工段去除杂质的效果。典型的操作步骤为采用60~70%浓度的HF,反应温度为90~100oC，耗浓硫酸量按照化学反应计量比的105~110%，精矿的磨碎粒度<74μm。反应时，首先控制反应液的温度在50oC左右，将磨好的精矿边搅拌边加入到反应器中，此时需要控制加料速度，防止反应剧烈造成HF的挥发。加料完成后，升高反应器的温度至90~100oC并搅拌继续反应约4h。反应完成后，冷却反应液至室温并过滤，滤液进入下一步的萃取工序。利用该法铌钽的浸取率在98%以上。氢氟酸的使用不可避免的会产生很多环境问题，虽然有很多研究人员已经着手解决该问题，如Meyer[28]，Brown等人[29]等，但治理成本较高，工业应用前景并不被看好。如何开发出高效提取铌钽矿中有价资源的无氟化工艺路线，将是铌钽工业的研究热点。
2.1.2硫酸法
硫酸法主要用于易分解的复合矿，可以回收矿石中的有价金属，有着较高的浸取率。硫酸法可以分为硫酸溶液浸取（100~200oC）和硫酸化焙烧(200~330oC)。铌钽能和硫酸作用生成多种硫酸盐，不过铌更易于被还原成低价以及发生水解。在硫酸介质中铌很容易被锌汞齐、金属镁和碱金属还原到+3价，而钽很难被还原，而且只能到+4价，铌和钽在硫酸介质中表现出较大的差别。硫酸溶液浸取时，反应温度控制在120~200oC，硫酸浓度为40~60%，可使精矿中的大部分组分都能转化成可溶性的硫酸盐。过滤后的滤液，用少量的水稀释溶液，碱土元素的硫酸盐水解产生沉淀，分离沉淀后调节溶液的pH值，可分别沉淀出铌钽的氢氧化物纯液，不过也可以直接从硫酸溶液中萃取分离铌和钽。为强化铌钽的浸出效果，硫酸溶液浸取过程中常加入氟化铵等[11]或硝酸[4,30]。在硫酸溶液浸取中加入硝酸，主要起到氧化剂的作用[4,30]。El-Hussaini和Mahdy[4]曾经利用硫酸-硝酸混合溶液，对含有褐钇铌矿、黑稀金矿和铁钛铀矿的原矿进行了有价金属元素的提取。通过各因素如温度、硫酸-硝酸浓度、时间、矿/酸比等的考察，得到了较优的浸取条件：混合酸中硫酸浓度为10.8M、硝酸浓度为5.3M、酸矿比为3:1、反应温度为200oC、反应时间为2h。结果表明几乎全部的铌和钽全部浸取出，同时Th和稀土元素的浸取率能分别达到86%和70%。硫酸化焙烧对于铈铌钙钛矿的分解有着很好的效果。一般是将铌钽粗精矿和浓硫酸(85~92%)按照一定的质量比(1:2~3)进行配料，然后置于马弗炉中进行焙烧，温度为150~200oC。此外，在焙烧时常加入少量的硫酸铵以防止反应物烧结。焙烧过程中，铌和钽在大量钛存在的条件下以同晶形杂质进入硫酸钛复盐。焙烧完后对熟料进行水浸可使铌钽可以进入溶液中。此外，熟料也可以采用硫酸(150~300g•L-1)及双氧水(10~30g•L-1)溶液浸取的方法。这时主要生成可溶性的过氧络合物，如H2NbO4(H2NbO2(O2))、H2TaO4(H2TaO(O2)2)等，溶液再进入下一步的分离纯化。当硫酸铵的用量较高（粗精矿：硫酸铵=1:1.4）时，在硫酸化焙烧温度为230~270oC的条件下，所生成的铌钽复盐不会被钛所同晶置换。此时将熟料进行水浸，铌和钽则以络合硫酸盐的形式进入到溶液中。
2.2碱法
碱法分解钽铌矿主要采用氢氧化钠和氢氧化钾试剂，也常采用NaOH+Na2CO3或KOH+K2CO3的混合试剂来降低熔融物的熔点和粘度。按照分解工艺来说，碱法可以分为碱熔法、碱性水热法和KOH亚熔盐法。
2.2.1碱熔法
碱熔法的一般工业实施方法基本相似，首先将混合试剂放入到钢制坩埚中在400~500oC下进行熔融，然后边搅拌边加入粒度为0.1mm的精矿，此时应控制精矿的加入速度，加入速度过快会引起激烈反应而导致熔体喷溅。精矿按照与氢氧化钠（钾）重量比为3:1的比例进行加入。加入完成后，将反应釜的温度升高至800oC，并维持约30min，然后将熔体倒入到水中进行水淬，或薄层倒入铁盘中。钠分解时多钽酸钠和多铌酸钠与氧化铁、氧化锰均转入到沉淀中，而大部分硅、锡、钨、铝等元素以硅酸盐的形式进入到溶液中，实现了与铌钽的分离。过滤分离后的固体渣用盐酸在一定温度下进行分解，铁与锰则进入到溶液中，多钽酸钠和多铌酸钠转为氢氧化钽和氢氧化铌，经水洗，烘干等步骤，即可获得工业纯钽铌化合物。用氢氧化钾做熔剂时，水浸反应完成后的熔体，大部分的钽和铌以可溶性的多钽酸钾和多铌酸钾的形式进入到溶液中，氧化铁、氧化锰和钛酸钾则留在水浸渣中。此时向水浸液中加入氯化钠，可以使得铌和钽以多钽酸钠和多铌酸钠沉淀的形式全部沉淀出来。再经过盐酸处理即可获得钽和铌的混合氢氧化物。该法的缺点是钽铌的回收率偏低，约为80%，不过采用氢氧化钾分解所得钽铌混合物的纯度较采用氢氧化钠制得的要高，相对来说流程较长。
2.2.2碱性水热法
为解决碱熔法分解钽铌矿中的不足，前苏联学者开发出了碱性水热法，亦称碱溶液高压釜分解法。利用该法可使得钽铌的浸取率在90%以上，并使得碱耗降至碱熔法的1/6，不过该法一直未实现工业化。该法采用30~40%的NaOH或KOH在温度150~200oC下与精矿进行反应2~3h，分解时首先生成可溶性的多钽酸和多铌酸，随后转化为不溶性的偏钽酸和偏铌酸。将用NaOH水热法处理钽铌矿后得到的溶液过滤，滤液补充碱后返回釜中再利用。滤渣用15%的盐酸（固液比1:1）在温度80~90oC下进行酸洗30min，得到的不溶性偏钽酸钠和偏铌酸钠在室温下即可被10~20%的氢氟酸所溶解，进入下一步的钽铌的萃取分离。采用KOH对钽铌矿进行分解时，典型反应条件为33~37%的KOH，反应温度为200oC。为提高生成多钽酸和多铌酸的速度，需要加入一定量的氧化剂。根据生成的六钽（铌）酸钾在KOH溶液与水溶液中溶解度的差异，可先将分解后的沉淀物进行水洗，将钽铌转入到溶液中。然后将溶液进行蒸发浓缩，重新加入KOH以沉淀出六钽（铌）酸钾，得到的沉淀物经盐酸分解后即可得到纯度较高的铌钽混合氧化物。
2.2.3KOH亚熔盐法
最近几年来，中国科学院过程工程研究所张懿等[31-34]从生产源头着手，研发了KOH亚熔盐强化浸出低品位、难分解铌钽矿的清洁化工冶金共性技术。亚熔盐为原始创新的反应/分离介质，定义为提供高化学活性和高活度负氧离子的碱金属高浓度离子化介质，具有低蒸汽压、沸点高、流动性好等优良物化性质和高活度系数、高反应活性、分离功能可调等优良反应、分离特性。
2.3氯化法
氯化法主要是利用铌钽矿中各元素的氯化衍生物的蒸汽压的差别，把精矿中的主要组分加以分离。该法在工业上一般用于处理复杂的钽铌精矿或锡渣。典型的工艺流程为：精矿在还原剂（如木炭、石油焦等）的作用下，在400~800oC下进行氯化反应，生成的沸点较低的铌、钽氯化衍生物在氯化过程中可被气体带走，经冷凝之后可回收。而沸点较高的氯化物，包括稀土，钠，钙及其他的氯化物则留在反应器中形成氯化物熔盐。还原剂的加入，可以使得氯化反应能有效的进行，并能提高反应速率，起着还原与活化的双重作用。工艺流程上一般分为团块氯化和熔盐氯化两种。团块氯化是将钽铌精矿和还原剂混合配料后，加入料浆或煤焦油进行压团成块，干燥之后置于700~800oC下进行焙烧，然后氯化。熔盐氯化是将磨细的铌钽精矿和石油焦一起加到熔融的氯化钠和氯化钾混合盐中，氯气由氯化器底部风嘴进入，氯气经过熔盐起到鼓泡的作用，使得精矿中各组分能发生氯化反应。与团块氯化相比，熔盐氯化具有氯化反应速度快并能连续化操作的优点。
2.4其他方法
值得注意的是，前述的方法大多适用于高品位的精矿。但对于难以富集的低品位矿来说，这些方法并不适用，尤其是对硅含量较高的铌钽矿，会引起大量的酸耗及碱耗，并造成分离纯化困难。相应地，其他方法，如硫酸氢钾法等也有了相应的研究。El-Hazek等[23]利用硫酸氢钾对埃及当地的铌钽原矿（Nb2O51.25%,Ta2O50.13%,SiO274%）进行了煅烧浸取，系统考察了矿/硫酸氢钾质量比、煅烧温度、煅烧时间等因素对铌钽提取率的影响，确定出较优的反应条件为：矿/硫酸氢钾=1:3，反应温度650oC，煅烧时间为3h，此时铌钽的提取率分别达到了98.0%和99.3%。虽然该法在铌钽浸取率上几乎达到100%，但其工业价值及应用前景还有待验证。另外KHF2熔融法主要用于化学分析，这些试剂价格比较高，工业应用价值并不高。
3.技术分析
处理铌钽矿常用的冶金方法及技术特点见于表1中。从表1可以看出，工业上目前最常用的方法仍是氢氟酸法。对于氢氟酸法来说，该工艺流程简单，分解温度较低(90~100oC)且浸取率高(98~99%)，适于浸取高品位的精矿。不过，在精矿分解过程中，会有6~7%的HF挥发造成物料损失并会引起操作环境的危害。此外，该法对设备的材质要求很高，增大了成本投入。硫酸法应用范围较窄，只能用于易于分解的钛钽铌复合精矿，对于其他铌钽矿来说并不具有普遍性。硫酸法对反应器材质要求较氢氟酸法低，不过也存在着操作复杂，酸耗量大等问题。碱熔法是铌钽冶金工业上最早采用的方法之一，但也存在着碱消耗量大(约为理论碱矿比的6~8倍)、对设备要求高、碱性熔体操作困难、铌钽的单程回收率较低（仅为80%）等问题，目前该法在工业应用上已经面临淘汰。氯化法适于处理复杂的铌钽精矿或锡渣，不过也存在着设备腐蚀严重，对环境不友好，操作条件严苛等缺点，不符合当前节能减排的方针政策，目前在工业上的应用已经很少。
4.结语
本文总结了国内外铌钽工业中常用的技术路线及方法，并对各工艺技术特点分别进行了分析，结果表明，目前国内外铌钽矿的冶金技术仍主要以氢氟酸法为主。利用高浓度的氢氟酸产生的苛性条件来分解铌钽矿，这不仅对操作环境及周围环境有着危害，浸取之后的废渣同样给环境带来了巨大的污染。寻找出无氟化高效提取铌钽的工艺路线，是当前铌钽工业需要解决的难题之一。另外，我国的铌钽矿多为低品位难处理矿，如何开发出较为经济合理的处理低品位铌钽矿的工艺路线，是我国铌钽工业亟需解决的另一个问题。为解决这些难题，最新的实验室研究进展主要集中在亚熔盐法，硫酸化焙烧法和硫酸氢钾法等。这些方法对于处理低品位的铌钽矿都有着很好的效果，铌钽的浸取率都维持在一个很高的水平，有着良好的工业化的前景，不过为实现最终的工业化应用，还需要铌钽冶金学者大量的工作和进一步的努力。
作者：高文成 温建康 单位：北京有色金属研究总院
1钢铁冶金渣的常规利用方式
钢铁冶金渣的常规利用方式可分为冶金返回材料、路和建筑材料以及生产农用肥料和土壤改良剂3种。转炉渣多用作冶金返回材料，相关研制开发分为烧结矿熔剂、高炉和化铁炉熔剂以及用作炼钢返回渣等利用方式，转炉渣中含有大量的氧化钙，可以替代石灰石，用作烧结熔剂加以使用，即在烧结矿中加入适量转炉渣，在烧结造球的同时还能提高烧结速度，并与转炉渣中的铁、氧化铁产生放热反应，为钙、镁碳酸盐的再分解提供所需热量；转炉渣还可以用作高炉或化铁炉的转熔剂，这样可以节省石灰石和生产所需的热能，只是目前这种利用方式并不多见，其原因在于高炉现多使用高碱度烧结矿来完成冶炼，石灰石已经很少采用，转炉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岩石比较相近，因此也广泛用作道路及建筑材料，在一些基础工程建设中的使用量非常大，如对矿渣砖的利用，加入适量的胶凝材料，再进行搅拌、成型、养护，进而制成建筑用砖，这种砖可用于房屋修建和地下荐椎等；对矿渣混凝土的利用，则是以高炉水渣为原料，加入水泥熟料、石灰等，混合放入轮辗机中，并加入水和骨料碾磨，进而制成矿渣混凝土，主要用作小型的混凝土预制件；再有，冶金渣碎石的颗粒强度还可以满足地基工程的需求，其密度及性能易与沥青结合，多被用作地基用碎石，用于铁路等地基工程的回填。此外，冶金渣的主要成分为氧化钙、二氧化硅，并含有各种复合矿物及微量元素，如Zn、CU等，这些均为农作物成长所必备的肥料，对冶金渣中的的有效成分加以利用，可以用作生产农用肥料和土壤改良剂，如未经炉外脱磷处理的铁水，对其进行提取可适合缺磷的碱性土壤使用；将转炉渣中的二氧化硅磨细，可用作硅肥使用；提取转炉渣内的氧化钙等物质，将其磨碎后便可用作酸性土壤的改良剂。
2实现我国钢铁冶金渣子资源化利用的有效途径
目前，我国钢铁冶金渣资源化利用过程中存在很多问题，集中体现体现为利用冶金渣开发的产品，其附加值不高，且潜热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产以及建筑材料的使用，关于冶金渣作为农家肥和土壤改良剂虽然在研究与开发上取得了一些进展，但是，只是停留在对冶金渣一些有效成分的简单使用上，在利用过程中，对其炉内所排放出的高温，还没有找到有效的利用途径，有必要对这些问题予以解决。
2.1充分激发冶金渣的活性
以往，对于冶金渣资源化的利用有着很成功的经验，进而使冶金渣大量的用于水泥生产方面，只是对其进行利用的附加值并不高，致使其用于水泥生产所显现出的活性也不高，有鉴于此，应充分激发冶金渣的活性，使之能够达到与硅酸盐水泥活性接近的程度，进而才能实现冶金渣附加值利用的最大化。当前，机械方法是激发冶金渣活性的常用手段，其原理为通过该方法来降低冶金渣的颗粒度，提高其水硬胶凝性能，进而使其颗粒表面积得以增大，从而增加新生颗粒的内能和表面能，与此同时，使晶体结构和表面物理化学相反应，促使冶金渣中的矿物质能够更大面积的与水面接触，进而提高矿物与水的水化反应速度。
2.2生产缓释性钾肥
目前，将冶金渣用于生产缓释性钾肥已经成为冶金渣资源化利用的新兴技术手段，这种肥料易溶于植物根部，其性质能够有效的减少因灌溉与雨水冲击所引起的肥料流失问题，而且现代农业对这种肥料的需求量也越来越大[4]。氮磷钾是促进植物生产的最重要因素，而植物在生产的过程中对于钾肥的需求量是比较小的，但是在结果期对钾肥的需求量却很大，因此，这就要求钾肥的肥效要相对较长，具备良好的时效性，也就是要求钾肥要具有缓释性。
3总结
随着我国钢铁产量的不断增加，冶金渣量不断提升，而对冶金渣传统的处理方法不仅浪费了资源，还对环境造成了污染，加重了环境负担，因此，实现钢铁冶金渣资源化的利用是当前社会以及行业发展的必然要求。这就要求要结合当前冶金渣资源化利用的现状，针对所存在的不足来一一进行完善，包括充分激发冶金渣的活性以及生产缓释性钾肥，只有这样才能有效的实现钢铁冶金渣资源化的利用。
作者：于加兵 单位：贵州大学
1我国有色冶金工业自动化发展现状
从国外引进的先进的自动化系统和设备后,我们将其进行消化和创新,改造出了与我国实际冶金生产相适应的设备,已经具备了较高的水平。不过从国际角度出发,我国自动化技术产品的生产还有很大的提升空间。我国自动化技术不具备自主的知识产权,主要还是以进口为主,而这些系统来自于不同的国家,甚至有一部分是国外已经淘汰的系统,阻碍了平台集合。此外,自然环境的污染和能源结构的破坏,要求生产必须要提高效率和降低消耗,一些老旧的设备应该淘汰。
2自动化技术在有色冶金工业中的应用
2.1现场总线技术
现场总线控制技术简称FCS,至今已经发展了30多年,在其发展过程中,已经在国际上拥有60多个不同生产厂家生产的总线产品。现场总线控制技术具有自身的特征,其拥有多种不同系统的无缝集成、控制设备和企业高层联系等,能够使系统开发和不同系统之间可以功能自治,也可以相互操作,并且能够进行系统结构分数,因此,其在有色冶金工业中得到了广泛的应用。
2.2管理信息系统在工业中的应用
企业的管理是企业的整体发展的重要部分,企业如果配备了一个良好的管理模式,那么就可以有效的提高企业的市场竞争力,推动企业的快速发展。企业信息化系统的自动控制是在冶金工业中,将冶金一系列程序的所有信息进行集成,从而通过实施管理、技术、生产的控制的信息集成,进行及时采集生产过程中所产生的数据。对有色冶金质量管理、实时监测和故障诊断进行智能管理,能够有效的降低生产成本,利用信息化管理能够达到能源管理和动态管理智能管理的目的,从而为企业的发展提供创新的基础。
3以太网在有色冶金自动化技术中的应用
3.1以太网的特点
随着有色冶金企业的持续扩大和发展,加大了有色冶金领域的竞争力。企业要想提升竞争力,就必须要改造落后的设备，引进新设备。不断更新的新技术,造成新技术与旧技术不能实现在控制系统上的高度集成。以太网是自动化的控制网络,其能够有效的解决此问题。以太网具有较高的数据传输速度,并且可以提供足够的带宽需求,存在时间相对较长,在设置、诊断等方面的具有较高的应用价值。以太网有相同的通信协议,其能够允许不同的通信协议在同一个总线上运行,为企业提供了一个公共网络平台基础。
3.2以太网在有色冶金自动化技术中的应用
在有色冶金工业生产过程中,通过以太网能够将不同类型的网络化的仪器仪表与工业计算机相连,并且在相同的总线上运行,从而对所有的系统进行控制。以太网在有色冶金自动化技术中的应用,减少了对原材料的铜矿石进行成分分析的步骤,这些分析大部分都能够利用网络化实现,检测结果直接传达到相关部门,同时还可以将这些数据结果进行共享,企业的成员及客户都可以通过网络进行查找所需数据。如图1,在现场利用以太网网络进行通讯,将可编程逻辑控制器作为主站,其余设备为副站,对所有独立系统的稳定性起到重要的保障作用。
4结语
随着经济的快速发展,有色金属的需求也越来越大,将自动化技术应用在有色冶金工业中,一方面能够有效的提升生产效率、产品质量,一方面还能够减少工作人员实际操作的危险,是有色冶金工业发展的必然趋势。不过我国引进自动化技术相对较晚,技术水平与国际相比还存在较大的不足,因此,我国有色冶金企业应该大力培养科研人员,投入资金,不断研发自动化技术,从而提高我国有色冶金工业自动化水平,推动有色冶金企业的发展。
作者：李其凡 单位：首钢京唐钢铁联合有限责任公司
1阐述物位检测仪表的工作方式
在开展系统的过程控制中以及物料高度值的显示方面，完全能够利用总线方式连接到计算系统中。此方面的物位检测仪表在一般情况会称作物位变送器或者物位检测仪；其二，以某设定位置为基准，在容器中的物料高度远远高出设定的位置时，传感器在输出方面一般为基电极的开路信号。此信号往往会用在报警器动作或者驱动指示灯当中，此类物位检测仪表一般会称作物位开关。
2物位检测仪表在安装过程中的注意事项
2.1若将仪表设备安装于存在较大灰尘或者露天的场所中时，需要将防护罩加装在物位计的上部。一方面能够确保物位计不会遭受碰撞或者踩踏，另一方面也会达到防尘防雨的效果。
2.2要拧紧接线盒的出线锁紧头，以此来避免在接线盒中产生赃物、灰尘和水汽。
2.3在安装仪表设备之间的准备阶段中，需要根据相关的设计文件细致的核对附件、材质、规格、型号和位号，外观需要保持完好无缺的状态。
2.4安装的阶段，精密性是物位检测仪表显著的特征，因此需要对物位检测仪表轻拿轻放，以此来防止发生碰撞的现象。
3接触式物位检测仪表在冶金工业中的安装与应用
3.1电容式物位开关在冶金工业中的安装与应用
因为电容式物位开关，具体是探测固体料位，针对拥有较大的颗粒的固体物料，想要防止在进料的过程中将探头砸坏，有必要将一根较比探头要长的角钢，焊在探头的正上方，一般情况角钢会设置在L50mm×50mm×5mm左右。然而物料若是粉尘状，想要防止由于附着的残余物料，在探头上造成物位开关的错误指令，则有必要把探头下倾斜18°左右。
3.2静压式液位变送器在冶金工业中的安装与应用
在安装静压式液位变送器的过程较为方便、简单，主要是缆绳的直接投入式。可是，在对静压式液位变送器进行安装的过程中，需要选取较为适当的安装电位，才能够实现其便捷度。静压式液位在安装相关部件的位置时，有必要相应的避让液体的出口和进口。当静压式液位变送器应用在某钢厂的高炉工程当中时，会因为存在较大的浊环回水量，促使此变送器产生了较大的探头摆动现象，造成在测量过程中失去了真实性。通过分析该工程工作人员利用加装测量保护管，消除了变送器的失真状况。
3.3差压式液位变送器在冶金工业中的安装与应用
在测量敞开式容器的液位时，变送器需要在容器最底部位置的液位工艺零点处安装。针对差压式液位变送器，若对于导管的测量，和变送器的“-”压室、“+”压室呈现出相反的状态时，则需要反向的设置变送器所测量的量程，也就是不需要对导压管改变连接状态。在安装差压式液位变送器时，其高度不能够比下部的取压口高。在测量密闭式容器中的液位时，下部中的取压点需要利用变送器“+”压室与导压管的连接状态，使其变送器“-”压室和上部取压点相互连接。因为在密闭容器当中，把被测液体中的静压除外，在容器的内部还会拥有一部分的气压，并且气体拥有着极强的可压缩性。因此，在应用的阶段，有必要将导压管内部所储存的气体彻底的排放干净，以此来保证对导管的测量，能够拥有液体都是被测状态，可以确保测量的真实性。针对容器的内部所存在的较大黏度液体、容易自聚液体或者杂质凝聚液体等，需要合理的选取毛细管式的差压变送器，以其来防止导管在测量时的堵塞情况。
4结语
在安装物位检测仪表的准备工作中，有必要透彻的了解物位检测仪表的安装与应用，对于仪表的施工工艺也需要相应的掌握。力求保证能够正确的安装物位检测仪表，从而实现物位检测仪表在运行的可靠性与正确性。
作者：柏宏艳 陆明敏 周少华 单位：苏州海易达消防检测技术有限公司 科林环保装备股份有限公司 梅思安苏州安全设备有限公司
1冶金工业工程的特点
（1）非正常的施工条件下施工。
在正常的施工条件下，冶金工业工程按照多数施工企业具备的机械装备程度，施工中常用的施工方法、施工工艺和劳动组织，以及合理工期和合格工程进行编制的，反映了社会平均消耗水平。如安装工程主要指：①设备、材料、成品、半成品、构件完整无损，符合质量标准和设计要求，附有合格证书和试验记录。②安装工程和土建工程之间的交叉作业正常。③安装地点、建筑物、设备基础、预留孔洞等均符合安装要求。④水、电供应均满足安装施工正常使用。⑤正常的气候、地理条件和施工环境。由于市场竞争激列，企业上一个项目，都希望尽快产生效益，难免赶工期、赶进度；改建、大修、维修项目多发生生产与施工同时进行、地下障碍物、现场干扰、采用特殊的施工方法、施工工艺和劳动组织等情况。
（2）设计变更较多。
由于钢铁行业已产能过剩，目前冶金工业工程改造、大修、维修居多，设计上，新旧交接的位置、尺寸较难准确把握；新旧接合的整体功能满足上也容易出现问题，有的尺寸视施工时的现场情况临时定，因功能无法满足，现场变更设计等情况也较多。
2冶金工业工程造价管理的主要特征
2.1预、结算的计价依据多样化
通常情况下，工程预算、结算的计价依据为各省市在全统定额基础上编制的《消耗量定额》，而冶金工业工程的行业特殊性及存在大量大修、维修的工程内容，在《消耗量定额》上很多找不到子目可套用，须结合使用《冶金工业建设工程预算定额》、《钢铁企业检修工程预算定额》、《电力建设工程预算定额》以及企业自编定额。特别是小的改造项目、检修、维修性质的项目，需自编定额或单独议价定价。如：土建工程中的清除淤泥、凿墙洞、基础拆除、凝固性水渣凿除等。
2.2概算估算不准，预算偏差大
在施工过程中，工程不可预见的情况较多发生、非正常的施工条件下施工等产生的费用变化是在概算估算阶段无法准确估计的，加之施工过程中产生的设计变更费用上的增减也难以在预算时准确计算。
2.3结算审核争议多
（1）由于《冶金工业建设工程预算定额》、《钢铁企业检修工程预算定额》的修订工作存在滞后性，有的新工艺、新方法在定额子目中不能及时体现，结算编制与审核时只能找接近的参考套用，不同人对定额的理解不同，加之对施工过程了解的程度不同，在定额的套用上往往达不成一致的合理意见。
（2）多种定额同时使用，有的分部分项工程在不同的定额中均有合适的可套用，承、发包方站的角度不同，认可的子目也不同。
2.4招投标标文、合同计价依据
冶金工业工程招标文件与合同需要结合不同的工程特点区别对待，并考虑多样化。固定总价合同均产生包干工作内容外增加费用、定额计价与部分固定单价包干相结合、一份合同同时套用四五种定额等是冶金工业工程合同中常见的特色。此外，定期分析、编制容易引起争议的分部分项工程定额子目是造价部门的重要管理工作。
3控制冶金工业工程造价控制措施
3.1将预算的加强与创新奖励机制相结合，建立改善提案机制，有效控制投资
建立并完善工程造价的提案机制，主要目的为通过创新奖励机制，有效激发企业员工工作的积极性和创造性，使其开动脑筋，不断改进施工措施，优化项目设计方案，以实现节省投资、提高工程质量和缩短施工周期的密度，同时保证施工的安全。通过对比不同的施工预算方案，选择最优的造价方案，以实现有效控制工程投资的目的。比如在优化是工程设计和工程施工组织方案时，主要以节约基建技术改造，或者增加投资费用，通过改善奖励方案，实施正面激励。在方案实施之后，改善成果，采用两重递进式来奖励员工。
3.2严格控制工程全过程管理
施工全过程造价管理有如下意义：
（1）提高结算审核质量与效率。
表现三个方面：①承包方有的造价管理薄弱，预算员素质及水平不够，结算编制质量差，业主主动事前提醒合同执行的注意事项，指导签证办理，可提高结算提交速度及结算编制质量。比如维修工程因项目小利润低，有实力的承包商不愿承接，小的承包商往往无专职预算员，有的为施工员兼职，签证的表达、结算编制非常不规范，在结算审核环节无法顺利完成合同履行。通过结合造价要求来规范签证，在施工过程中，业主施工代表及承包人施工代表才能够及时办理有质量的签证。②指导施工详图的绘制，结合造价要求与施工管理部门共同制定具体的绘图标准与要求，使之标准化、规范化，确保造价审核的顺利进行。③对每一签订合同的承包人做事前告知工作，把业主的结算习惯、结算程序、工程施工过程中可遇见的特殊情况等整理成专门的资料，与承包人进行详细交底。
（2）了解施工情况，提高定额套用的准确性。
很多定额争议的解决是建立在熟悉施工情况的基础上的，只有熟悉施工情况，才能分析子目的消耗量与工作内容是否相对吻合。有利于制定更为准确的企业定额。在了解熟悉施工情况的基础上，结合造价审定结果，对每一工程进行造价分析，从而制定出企业定额。
（3）弥补设计缺陷，及时完善结算资料。
设计缺陷在赶工期赶进度的工程项目中时常发生，如：钢结构图纸设计不完整表现之一为只是简单的示意、不画结点板，这些都不利于档案资料保存的完整性以及结算依据的有效性和充分性。造价人员的跟进可及时提出要求，确保及时完成施工详图的设计。许多检修性质的工程设计图中也往往只标注：具体位置、尺寸现场定。如未在施工过程中及时补画或不画详图，事后弥补将造成很大的困难。工程概算阶段的投资控制，根据施工图纸来确定工程量，并套用施工合同确定的工程定额、取费等，按照国家规定的材料价格、设备同比价格作为主要的控制依据。在施工过程中，施工单位应按照施工图来编制预算方案，报审预算方案。根据所编制和制定的设备材料报表，严格控制设备材料的价格。同时，在施工现场的控制中，根据实际情况的变化，比如生产需要、设计变更或者设备的修配改等情况，及时补充费用，严格控制措施费用。
3.3工程决算阶段的造价控制
冶金工程的决算是指对实际工程量的最终确定。而决算造价是否真实、是否能够真实反映工程量，对工程投资的影响是决定性的。而工程量的决算程序包括：在工程竣工验收合格之后，施工单位应按照施工中的设计变更、工程联系单和现场签证等，按照工程定额、招标文件和工程量清单等进行汇总，从而形成冶金工程的决算书，进行初审。在工程开工之前，按照施工图纸来编制施工图预算，在施工过程中如果出现设计修改、补充或者设计变更，则应根据双方合同中的变化条款，重新确定预算，并共同协商确定，批复之后完成决算。在这一阶段，控制的重点有以下几个方面：①严格检查施工单位的工程决算书是否真实、是否有效等；②严格检查竣工图纸中的设计变更与工程联系单内容是否完全符合；③在检查过程中，如果出现设计变更，明确是否有联系单。在施工过程中，及时联系单位监理单位确认，在决算时，重点审查该部分内容，防止费用的增加；④严格检查工程量的变更能够根据合同、附件执行到位。
4结语
冶金工程的投资是比较大的，在本文中的第一部分，笔者分析了冶金工程投资特点，包括需要维修的项目比较多、非正常施工下的工程比较多和设计变更比较多等，因此，工程投资控制难度大。因此，这就要求明确和加强项目投资控制。在本文中，笔者从提高控制造价管理人员素质、加强全过程造价控制和决算阶段的控制等几个方面分析了该命题。希望本文对于提高冶金工业工程造价管理有一定的借鉴意义。
作者：郑方玉 单位：福建三钢集团有限责任公司
1钢管混凝土的性能原理
在低应力阶段，其基本与普通钢筋混凝土受压构件相似，即钢管与混凝土共同分担压力。随着纵向压应力的增加，混凝土的横向变形大于钢管的横向变形。因此，混凝土对钢管产生径向压力，钢管在此径向压力的作用下，产生环向拉力。故在钢管混凝土受压构件的使用阶段，尤其是在接近承载力的受力后期阶段，钢管作为承受环拉力为主的构件，使得薄壁钢管的抗拉强度得以充分发挥。与此同时，在较大环拉力作用下，钢管对混凝土产生了很大的紧箍力，即径向压力。构件所受的纵向压力越大，混凝土所受的径向压力也越大，这是被动压力。达到承载力极限状态时，混凝土抗压强度大大提高。因此，钢管混凝土柱比普通钢筋混凝土柱所处的单向受压状态下的承载能力有显著提高。
2钢管混凝土结构的技术特点
2．1构件承载力大大提高相同截面下，钢管混凝土承载力比普通钢筋混凝土结构相比高出许多，这对于承受高荷载压力的受压构件是十分重要的。另一方面，在相同承载力下，钢管混凝土柱的构件截面尺寸得以明显减小，为改善建筑物的使用条件提供了条件。2．2良好的变形性能混凝土作为脆性材料，其破坏具有明显的脆性性质，即使是钢筋混凝土结构，在轴心受压和小偏心受压条件下，其破坏特征仍为脆性性质。而在钢管混凝土结构中，由于管中混凝土处于三向约束状态，由此不仅改善了使用阶段的弹性性能，而且在破坏时产生很大的塑性变形。钢管混凝土柱的破坏完全没有脆性特征，属于塑性破坏，这点已经专门的结构实验所证实。2．3良好的抗震性能由于结构自重大大减轻，对于减少地震作用十分有利。同时结构所具有的良好延性，对于提高建筑物的抗震性能也甚为重要。在这一点上，钢筋混凝土柱尤其是轴压和小偏心受压柱是难以克服的性能缺陷。2．4施工简单由于钢管的作用既类似钢筋混凝土柱纵筋和箍筋，本身又作为浇灌混凝土的模板，故钢管混凝土的施工省去了钢筋骨架的加工制作和柱模板，同时钢管本身还成为施工阶段的承重骨架或脚手架。由此不仅节省了大量的施工材料，而且大大减少了现场工作量，改善了施工条件，有效地缩短了工期。
3冶金工业厂房结构设计的特点
3．1荷载大基于生产工艺流程和相应配制的设备，以及生产操作、设备维护更新等实际要求，工业建筑的楼面荷载均很大。如炼钢车间转炉的主操作平台活荷载达到30～50kN/m2，车间内吊车起重量达到450t，甚至更大。由于荷载大造成结构自重增加，致使在抗震设计中地震作用明显增加。3．2跨度大且高度高冶金工业厂房随着工艺条件的变化，跨度呈增大趋势，高度也不断增加。高炉煤粉喷吹系统中框架结构高度可达到80m以上，而轧钢车间由于工艺设备的要求，许多厂房跨度已超过40m，如鞍钢冷轧厂1#、3#镀锌线工程主厂房结构单跨40m，高度43.5m。某钢铁公司位于广州市工业开发区新建的宽中厚板(卷)工程精整区冷床跨厂房单跨更达到了69m。3．3使用要求高由于设备运行的要求，对结构构件的挠度、裂缝以及振幅等均有特殊要求。如转炉炼钢厂房的结构设计，它不但有多连跨厂房、高层刚架，同时吊车的吨位、高层平台的负荷很大。高层刚架平台上根据工艺要求布置高位料仓、受料斗、水冷烟道等，尤其是高处氧枪平台设有有氧枪移动小车，运行时对厂房结构有较大的水平推力，如何使单层的多跨厂房与高层刚架变形协调，保证高层刚架的刚度是结构设计需要解决的问题。
4钢管混凝土在冶金建筑中的应用
4．1多高层厂房框架柱冶金工厂中多高层建(构)筑物主要有高炉煤粉喷吹车间、矿焦槽主框架、热风炉框架、炼钢车间转炉跨、连铸平台等，此类厂房柱所受的荷重一般较大，且对侧移值有一定限制。采用钢管混凝土柱后则克服了混凝土结构和钢结构的缺点，截面尺寸较混凝土柱减小，有利于工艺布置，同时保持了钢结构仅需装配连接的快速施工特点。4．2大跨度大柱距或重载单层厂房柱根据工艺的发展，目前一些大型厂房的跨度超过40m，柱距可达18～24m，且厂房中通常设置了大起重量的吊车。由此带来厂房柱承受越来越大的竖向荷载，这就为钢管混凝土发挥结构优越性提供了条件。钢管混凝土厂房柱形式多为两阶式。此时，为使钢管混凝土构件以承受轴向压力，下柱均采用双肢柱或三肢柱，使得各个单肢柱在横向和竖向荷栽作用下仅承受轴向力，由此充分发挥钢管混凝土的性能，同时构件显得轻巧美观。4．3高炉炉身框架众所周知，高炉框架在生产、检修过程中的负荷是相当大的。通常高炉框架设置有十几层平台，同时也承受炉顶设备的荷载。高炉框架柱处于以轴力为主的偏心受压状态，钢管混凝土正适合这种构件的受力状态。因此采用钢管混凝士作为炉体框架柱可充分发挥钢管混凝士的承载能力。在施工时，钢结构的安装与管内混凝士的灌注可以交叉进行。国内第一座采用钢管混凝土的高炉炉身框架的是首都钢铁公司2#高炉，1972年建成。高炉炉容V=1200m3，框架平面尺寸为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各类支架包括电除尘支架、重力(旋风)除尘器支架、上料通廊支架等。此类支架一般为高架式结构，且以承受轴向力为主。对钢结构来言，为保证构件的稳定性而材料强度难以发挥，由此造成材料的浪费。混凝土结构则存在施工难度和工期长的缺陷。钢管混凝土则可有效地克服上述两类结构存在的问题，同时可灵活的设计为不同的外形，以获得良好的视觉效果。4．5重型操作平台冶金厂房重型操作平台主要包括高炉出铁场平台、转炉主操作平台等。高炉出铁场平台是高炉炉前出铁出渣的操作区域，炉前操作在高炉生产中占有十分重要的地位。根据大型高炉炉前操作特点，为方便物料运输，场面越发趋向平坦化，平台面铺设耐热混凝土保护平台结构，自重较大。同时要求可以通行汽车及解体机、移盖机，工作时需要承受较大的活荷载。平台柱采用钢管混凝土，平台梁采用钢梁后，与传统的全混凝土的做法相比，钢结构施工周期短、跨度大、截面小的优点得以充分的发挥，平台柱数量可以减少1/4，避免了以往设计柱过密的问题，同时也间接的降低了基础造价。
5钢管混凝土结构的发展
(1)薄壁钢管混凝土。在钢管混凝土中采用薄壁钢管，可以进一步减少钢材用量，减少焊接工作量，达到降低工程造价的目的。(2)采用高性能混凝土的钢管混凝土。在钢管中填充自密实高性能混凝土，不仅可以更好地保证混凝土的密实度，且可以简化振捣程序，降低混凝土施工强度和费用，减少噪声污染。(3)中空夹层钢管混凝土。该结构是将两层钢管同心放置，并在两层钢管中浇灌混凝土。此结构除了具有实心钢管混凝土的优点外，还具有自重轻、刚度大的优点。由于内钢管受到混凝土的保护，还具有良好的耐火性能。
6结束语
钢管混凝土结构在冶金工业建筑中的应用不仅有着广泛的前景，而且具有良好的经济效益。诚然，钢管混凝土结构还存在着构件间连接复杂、混凝土施工质量不容易保证等缺点，但其在工业建筑中的应用前景已为越来越多的工程师们所认识，并不断在实践中创造出良好的社会效益和经济效益。
作者：王涛 单位：中冶东方工程技术有限公司建工所
