自动化控制技术在金属冶金电气设计中的应用及创新发展

1 自动化控制技术在金属冶金电气设计中的应用要点

1.1 原料输送环节

在金属冶金生产过程中，原料输送作为基础性、关键性环节，其重要性不言而喻。自动化控制技术在此环节的深入应用，突出体现在对输送设备的精细化、精准化管控上。通过部署高精度传感器，系统可对原料输送量、输送速度以及设备运行状态等核心参数实施全天候动态监测，并依托智能化控制系统实现输送设备功率与运行节奏的自动调节，从而确保生产流程的稳定性和高效性。例如，在原料供应不足的情况下，系统将自动调节输送速度，有效避免设备空转现象；当原料供应充足时，则会科学提升输送速度，切实保障后续生产环节的高效有序开展。与此同时，自动化控制系统还具备实时监测功能，能够对输送过程中的各类故障做到及时预警和自动处置，最大限度减少人工干预，显著提升输送工作的效率与稳定性。

1.2 熔炼环节

熔炼作为金属冶金工艺流程中的核心环节，其自动化控制技术的应用具有重大战略意义。其中，温度参数的精准调控是熔炼过程中的关键性指标，自动化控制系统依托高精度温度传感装置实现对炉内温度的动态监测，并依据不同金属材料的熔炼工艺要求，科学合理地调节加热功率，确保生产过程的稳定性和可控性。例如，针对熔点较高的金属材料，系统将科学合理地提升加热功率，确保金属实现完全熔化；待金属达到预期熔炼状态后，系统将精准调控功率输出，维持稳定适宜的温度参数，切实保障金属产品质量。同时，通过运用先进的自动化控制技术，可对熔炼过程中涉及的气体成分、压力等关键工艺参数实施精细化管控，持续优化熔炼作业环境，有效提升金属产品的纯度指标和质量水平。

1.3 精炼环节

精炼环节作为提升金属纯度的关键工序，其根本目的在于有效去除金属原料中的各类杂质。自动化控制技术在此环节中发挥着重要作用，主要通过实现精炼设备的智能化操作和对精炼全过程的精准监测来达成。在具体实施过程中，系统能够根据金属成分分析数据和精炼工艺要求，自动匹配适用的精炼剂，并严格按照标准参数精确控制添加量及作业时间，确保精炼过程科学规范、高效有序开展。与此同时，依托现代化检测手段对金属杂质含量实施全过程动态监测，当杂质指标达到既定标准时，系统将立即终止精炼作业流程，有效杜绝因过度精炼导致的资源损耗现象。更为重要的是，该自动化控制系统能够对精炼工艺中的搅拌速率、作业时长等关键参数实施精准调控，切实保障精炼产品质量的稳定性和一致性。

1.4 浇铸环节

浇铸作为一项重要的金属加工工艺，是指将经过熔炼处理的金属液态材料精准注入预先设定的模具内，从而形成预定几何形态的过程。在这一关键生产环节中，自动化控制技术的推广应用对于提升浇铸作业的精度水平和产品质量具有显著促进作用。通过部署先进的自动化控制系统，能够实现对金属液态材料的流量参数、流动速率以及浇铸温度等核心工艺指标的精准调控。特别是在大型铸件浇铸作业过程中，该系统可依据铸件的外形尺寸和结构特征，自动优化调整金属液的流动参数，确保金属液能够均匀有序地充填模具空间，从而有效规避气孔、缩孔等常见的工艺缺陷问题。同时，利用温度传感器实时监测金属液的温度，保证浇铸过程在合适的温度范围内进行，提高铸件的质量和性能。此外，自动化控制技术还能对浇铸过程中的模具温度、冷却速度等参数进行精确控制，优化浇铸工艺，提高生产效率和产品质量。

2 自动化控制技术在金属冶金电气设计中的创新发展措施

2.1 融合人工智能技术

随着人工智能的迅速发展，将其与自动化控制技术深度融合应用于金属冶金电气设计中，能进一步提升生产的智能化水平。人工智能算法可对大量的生产数据进行分析和学习，预测设备故障和生产问题，提前采取预防措施，减少停机时间和维修成本。例如，利用机器学习算法对熔炼过程中的温度、压力、气体成分等数据进行分析，建立故障预测模型，当监测数据接近故障阈值时，系统自动发出预警并提供解决方案。此外，人工智能还可实现生产过程的自主优化，根据实时生产情况自动调整工艺参数，提高生产效率和产品质量。

2.2 发展工业物联网（IIoT）

工业物联网技术可以实现金属冶金生产设备的互联互通和数据共享。通过在设备上安装传感器和通信模块，将设备的运行数据实时传输到云端平台，管理人员可以远程监控设备状态、生产进度和工艺参数，实现生产过程的可视化和远程控制。例如，在原料输送环节，通过物联网技术可以实时了解输送设备的位置、运行状态和原料库存情况，合理安排运输计划和设备维护。同时，工业物联网还能促进供应链的协同优化，实现与供应商和客户的信息共享，提高整个产业链的效率和竞争力。

2.3 推进虚拟仿真技术应用

虚拟仿真技术为金属冶金电气设计与生产提供了一种创新方法。通过构建虚拟生产模型，对生产过程开展模拟与优化，能够在实际生产前验证设计方案的可行性与有效性，降低设计失误和试验成本。例如，在浇铸阶段，运用虚拟仿真技术可模拟金属液的流动进程，预判可能出现的缺陷，优化浇铸工艺参数，提升铸件质量。此外，虚拟仿真技术还可应用于员工培训，使员工在虚拟环境中熟悉生产流程与操作技能，提高培训成效和安全性。

2.4 加强节能环保创新

在深入贯彻新发展理念、扎实推进可持续发展战略的时代背景下，金属冶金行业对节能环保工作提出了更高标准、更严要求。自动化控制技术作为现代化工业生产的重要抓手，在提升能源利用效率、强化环境保护方面发挥着关键性作用。特别是在熔炼与精炼等核心生产环节，通过科学优化加热功率参数、持续提升能源利用效能，有效降低能源资源消耗。具体而言，可依托智能控制系统实现生产需求与加热设备功率的精准匹配，切实杜绝能源浪费现象。与此同时，充分发挥自动化技术优势，对废气、废水等污染物实施全过程监测与规范化处理，确保各项排放指标严格达标。例如，通过部署智能化监测系统，对废气中有害物质浓度进行动态监控，并自动调节净化设备运行参数，显著提升污染治理成效。

3 结语

综上所述，自动化控制技术在金属冶金电气设计各环节至关重要，从原料输送到浇铸，提升了生产效率、质量与稳定性。同时，通过融合人工智能、发展工业物联网、推进虚拟仿真应用及加强节能环保创新等措施，为行业注入新活力，推动其向智能化、高效化、绿色化发展。展望未来，随科技进步创新，自动化控制技术应用将更广泛深入。有理由相信，其将推动金属冶金行业迎来更辉煌前景，为国家工业实力和经济竞争力提升作更大贡献。

参考文献：

[1] 舒昕 . 自动化控制技术在金属冶金电气设计中的应用及创新发展 [J].冶金管理，2024，（06）：68-71+77.

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[3] 段正华 . 金属冶金电气设计中的自动化控制技术创新方案初探 [J]. 世界有色金属，2021，（11）：7-8.