翟 煒

（寶武馬鋼股份公司，安徽 馬鞍山243000）

1 粉末冶金熱工裝備測定

粉末冶金是一系列粉末形成、焙燒的多重工藝技術(shù)。燒結(jié)后的產(chǎn)品可直接使用，但用于一些高性能的產(chǎn)品，則需要進一步燃燒。燒結(jié)后增加燒結(jié)產(chǎn)品性能，一般的主要工藝包括：浸漬、密封、復合焙燒熱處理，蒸汽和表面處理等等。因此，所謂粉末冶金熱工設備，雖然GB/T 3500—2008沒有明確的定義，但提交人承認粉末冶金熱工用于粉末冶金熱工學煅燒，還原，炭化，燒結(jié)加熱、冷卻或各種過程。輔助操作設備經(jīng)過多年的發(fā)展成品品種分類越來越豐富，包括旋轉(zhuǎn)、流動、復合動態(tài)煅燒爐等煅燒設備，棒式爐等還原裝置；帶狀柵極、無自動拖曳、真空碳化硅爐管式、網(wǎng)狀、真空多功能燒結(jié)爐等燒結(jié)裝置，以及燒結(jié)后處理裝置。

2 國產(chǎn)粉末冶金熱工設備現(xiàn)狀

根據(jù)主管部門的資料，我國的硬質(zhì)合金生產(chǎn)稀土材料幾乎占全球產(chǎn)量的50%。90%的原材料，80%的人造金剛石粉，鐵粉超過1/3，所有這些都是描述我國是世界上最大的粉末冶金生產(chǎn)國。國家發(fā)展國內(nèi)粉末冶金電力工業(yè)也在迅速發(fā)展。技術(shù)全球化的新格局，粉末冶金在國家下部有大量的熱工設備提高，整體技術(shù)可以滿足國內(nèi)冶金粉末工業(yè)的基本要求，走向國際先進水平。然而，與發(fā)達國家相比有很大的差異。

2.1 綜合技術(shù)差

粉末冶金一般工藝落后，更新緩慢，生產(chǎn)技術(shù)落后，高粉末熱工設備不到30%，而來自發(fā)達國家的設備數(shù)目超過80%。關(guān)鍵的國內(nèi)粉末冶金熱工設備設計技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，特別是在總體結(jié)構(gòu)中節(jié)能爐料，溫度場、氣流場分布模擬，大氣控制設備故障儲備面積與國外同類產(chǎn)品相比幾乎增加了20%，商品產(chǎn)能指標為發(fā)達國家的一半，能源的消耗卻是兩倍。智力管理實踐落后，發(fā)達國家新一代知識數(shù)字化粉末冶金工業(yè)的熱工設備采用精密的智力控制技術(shù)，生產(chǎn)過程的自動動態(tài)調(diào)節(jié)以及進行無人操作的生產(chǎn)等等，這也是未來的粉末發(fā)展冶金熱工趨勢。相反，在國內(nèi)，設備仍然是人工安裝的，根據(jù)經(jīng)驗產(chǎn)出計量，而不是最終產(chǎn)出計量只按工藝參數(shù)檢測目標，因此產(chǎn)品質(zhì)量有很大的變化，出現(xiàn)反復誤差。設備生產(chǎn)的信息量小，外國粉末冶金生產(chǎn)企業(yè)擁有模擬資源規(guī)劃系統(tǒng)。目前，如統(tǒng)一的企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)（EAM），信息技術(shù)項目的設計和管理發(fā)展周期短，成功率高，生產(chǎn)成本低，還擁有快速響應的售后服務；而我們國家的工業(yè)尚未形成設計和開發(fā)體系，需要依靠仿真，各種輔助軟件設計匱乏，標準化的管理系統(tǒng)分散，沒有完整的產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫[1]。

2.2 粉末冶金熱工設備工業(yè)化水平大斷裂

外國機械制造企業(yè)采取的人工智能機器人與快速自動控制技術(shù)，也因此導致其總的國外生產(chǎn)水平較高。視線移回國內(nèi)，更多的是手工操作，用于檢查的設備較為落后，設備的工業(yè)化水平很低。

2.3 粉末冶金熱工設備缺乏創(chuàng)新能力

據(jù)統(tǒng)計，我國對粉末冶金的專利權(quán)，每年提出的申請超過1 200份，顯現(xiàn)工業(yè)在蓬勃發(fā)展，從質(zhì)量上講，國內(nèi)機構(gòu)并沒有比跨國公司更有競爭力，通常是通過簡單的技術(shù)變化進行適用的模仿。內(nèi)部粉末冶金熱工設備在知識產(chǎn)權(quán)領(lǐng)域客觀反映我們獨立創(chuàng)新能力的問題，我們必須立即加強。

3 我方粉末冶金熱工裝備趨勢

設備功率增大，裝備尺寸達到高性能，是實現(xiàn)生產(chǎn)效率最大化的最直接途徑?，F(xiàn)在世界上最大和最先進的粉末冶金工業(yè)中，幾乎所有的生產(chǎn)技術(shù)都集中在西方發(fā)達國家。眾所周知，我國擁有成批的大鋼條磨粉還原爐，其整塊設備年產(chǎn)量最大共計7 000 t。因此，從國外引進最先進的設備同時，實現(xiàn)技術(shù)消化，吸收，再現(xiàn)，增強獨立性新的和綜合的能力是必要的，根據(jù)經(jīng)驗制定培訓可能具有很大的技術(shù)風險。不斷安裝優(yōu)化工藝參數(shù)裝備效率，應對設備生產(chǎn)規(guī)模方面的困難[2]。

3.1 控制工具智能化

在現(xiàn)代背景下，傳統(tǒng)的粉末冶金已經(jīng)不適應了。粉末冶金質(zhì)量關(guān)鍵取決于粉末冶金。冶金業(yè)有沒有控制手段，特別是調(diào)節(jié)精度轉(zhuǎn)換，過程轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式，增加使用的可靠性和控制點。近年來，新的一代例如激光激發(fā)的光譜分析在線檢測粉末成分，X射線衍射分析基于圖像處理技術(shù)的性質(zhì)和均勻性，能夠進行在線的質(zhì)量控制，對于粉末冶金熱技術(shù)的設備附件。這種技術(shù)在國內(nèi)仍然是停留在科學實驗階段，不適用于實際的生產(chǎn)進行。因此，如何創(chuàng)建一個一體化的生產(chǎn)創(chuàng)新系統(tǒng)，擴大此技術(shù)的推廣范圍是生產(chǎn)粉末冶金的研究主題。進行粉末冶金的過程變換和數(shù)字設計，主要用于所有的操作動態(tài)、靜態(tài)問題分析，變形機械、相位變換器邏輯與電介質(zhì)，以及研究機械尺寸，朝著多用途的方向發(fā)展。使用數(shù)字仿真與虛擬實現(xiàn)技術(shù)促進技術(shù)創(chuàng)新，優(yōu)化參數(shù)，進行新產(chǎn)品開發(fā)和新設備開發(fā)?，F(xiàn)行階段，西方發(fā)達國家在航空航天領(lǐng)域的關(guān)鍵粉末冶金的研制采用數(shù)字形式進行，我們在這一領(lǐng)域的研究落后于國外的發(fā)展。指定任務中的網(wǎng)絡技術(shù)，通信技術(shù)和傳感器信號處理技術(shù)不斷完善，互聯(lián)網(wǎng)以及內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的遠程控制技術(shù)，微型智能型傳感器，激光和遠紅外測量法技術(shù)和其他新技術(shù)，以上這些技術(shù)設備都可用于監(jiān)測設備的狀況，進行設備的檢查測量，大大豐富了設備狀態(tài)的監(jiān)測。其他的外部非線性信號處理法和多態(tài)性故障趨勢預測方法，能夠提高設備故障診斷的斷開精確度，有效保證設備運行的可靠性。研制現(xiàn)代粉末冶金，應在金屬和熱技術(shù)的改造為發(fā)展方向，調(diào)整控制機，實現(xiàn)過程控制的智能化；靈活地進行集中控制，提高爐氣穩(wěn)定性，確保產(chǎn)品的整體一致性；使用IPC控制溫度，控制氣氛的運行控制，提高設備的智力水平進行智能化的改造；使用統(tǒng)計過程的（SPC）管理方法，創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，基于統(tǒng)計數(shù)據(jù)的數(shù)學模型進行數(shù)字控制，以及進行傳感器及微型裝置的使用數(shù)檢驗[3]。

3.2 設計信息化

裝備“信息化”發(fā)展，這一部分被稱為生產(chǎn)技術(shù)和信息技術(shù)的結(jié)合。根據(jù)研究和分析結(jié)果，國內(nèi)粉末冶金設備信息化水平達到層次結(jié)構(gòu)發(fā)展的新階段。未來粉末冶金熱工業(yè)設備信息化的趨勢必然建立在網(wǎng)絡，數(shù)字和虛擬生產(chǎn)方向的發(fā)展基礎(chǔ)之上?，F(xiàn)代信息化設計，粉末冶金理論，優(yōu)化和適應新一代熱工設備綜合信息中心粉末冶金熱工設施設備的全部信息，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準化系統(tǒng)，建立數(shù)據(jù)中心，改進數(shù)字生產(chǎn)，提高進行高水平的設計和一體化的生產(chǎn)，融合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，云技術(shù)的計算算法，大數(shù)據(jù)技術(shù)以及網(wǎng)絡建設等。使用信息技術(shù)實施研發(fā)設計生產(chǎn)的計算機化，進行數(shù)字和智能控制。使用ERP和EAM系統(tǒng)，通過信息系統(tǒng)建設保障設備的安全運輸，實時控制設備的運動，提升控制到一般水平；使用基于寬帶的先進網(wǎng)絡和視頻設備，對網(wǎng)絡設備故障自動診斷，批量管理監(jiān)控設備故障，使用遠程網(wǎng)絡功能服務、遙控和服務支持技術(shù)，為客戶提供快速網(wǎng)絡設備，根據(jù)客戶產(chǎn)品進行監(jiān)督，提供技術(shù)援助的工藝服務規(guī)格支持，為客戶提供粉末冶金設備生產(chǎn)和管理系統(tǒng)技術(shù)維護方案。

3.3 綠色發(fā)展

提高中國粉末冶金熱工設備競賽，在工藝設計、能源效率的必要性和尾氣的節(jié)能環(huán)保處理，及其他節(jié)能產(chǎn)品加工，促進“低排放量”的設備技術(shù)實施，提出基于無害環(huán)境的產(chǎn)品制作概念。

3.4 設備功能整合

將多通道粉末冶金工藝納入一個集成化裝置設備，這種多功能的集成能夠有效減少操作，對于再加熱，冷卻過程，減少能源消耗的節(jié)能效果是顯而易見的。高效節(jié)能網(wǎng)帶式除油、燒結(jié)、淬火等高效節(jié)能的網(wǎng)帶式多功能爐，將迅速脫脂、高溫燒結(jié)及高溫爐設備的多功能快速冷卻過程集成實現(xiàn)一體化。