冶金装备发展趋势【最新4篇】

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冶金装备发展趋势【第一篇】

关键词：热等静压 发展现状 设备改进 应用 发展趋势

中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）10（b）-0080-02

1 热等静压概述

热等静压原理与特点

热等静压（Hot Isostatic Pressing，简称HIP）技术实现于一个密闭容器空间中，将所需制品的材料放置其中，施加高温高压条件，将材料烧融并重新固结致密化，该技术的一个重要特点是压力的均衡施加，因此得到的成品均匀性好。按照材料利用情况和制品要求，热等静压技术可以分为3类：第一，对粉末（状）材料的压实固结，最终使其趋近于成品的形状和结构；第二，制品本身存在裂痕、孔隙、变形等缺陷，通过高温和加压使其重新致密并规范制品形状，消除上述缺陷；第三，应不同的功能要求，需将不同的材料进行拼接与焊合，利用该技术实现材料界面的扩散与拼合。

相比于传统纯粹的高温高压技术，热等静压在高温压的前提下，增加了等静压的特点，材料在加工过程中受压均衡，得到的成品各向同性好，致密程度高，缺陷少，总体性能优异。因此，对于航空航天、海洋、汽车等对材料性能要求高的行业领域，该技术具有广泛的应用空间。同时该技术的兴起，也使得过去高精度仪器设备的制作变得方便，大大缩减了工序和加工时间。

国内外热等静压技术的发展现状（600）

1955年，美国Battelle研究所在寻找合适的核反应堆材料时，利用高温和等静压技术条件实现原子核反应时元素的扩散结合，由此，拉开了热等静压技术发展的序幕。彼时，等静压的施加主要依靠惰性气体来实现，且主要用于元素的粘结，因此该技术最初称作“气压粘结”技术。60年代初，该项技术逐渐被美国其他公司利用并不断改善，随着其传入欧洲和北京，热等静压技术的应用领域也得到了大幅度的拓宽。

2 热等静压的设备改进

热等静压机相关装备及工艺流程

热等静压机主要包括了加热炉、高压容器、压缩机、真空泵、冷却系统、自动控制系统等，整个操作工艺流程大致分为5个阶段：加工材料的清理与入炉、充气加压升温、加工过程的保温保压、降温泄压、出炉。其中温度和压力的控制是操作的关键。

加热炉和高压容器是热等静压机的核心设备，用于提供生产加工过程中所需的高温高压条件。为了保证均匀预热和快速升温，如今的设备在加热区布局上，通常采用底部和侧面的多面分布，采用钼丝、石墨等不同电阻材质的电阻元件在加热炉中安装多个独立的控制区，根据所需加工的成品的性质和用途，设置不同的温度档，可以实现不同的加热温度要求。热等静压机高压的均匀施加通过充注惰性气体来实现，通常采用装配了防震、自调功能的非注油式电动液压压缩机，它具有过压保护性能，能够充注近200 MPa的高压惰性气体。

目前生产的仪器具备自动化控制功能，利用计算机系统可预先设定相关的温度压力参数，输入相关操作程序，从而实现自动加工生产。除此之外，仪器还配备了用于抽吸杂质的真空泵，用于降温保护的冷却系统等。

热等静压机设备的改进

热等静压技术的出现为高质量产品的生产带来了生机，但也出现了安全性、生产成本、能耗等方面的问题，一项技术的完善需要相关设备的及时跟进，从生产实践出发，该文主要从提高生产效率和成品质量、节约能耗3方面展开，对热等静压机设备的改进提出相关的见解。

提高生产效率

工程生产讲究成本节约和投资盈利，提高生产效率是获取更大经济效益的根本途径，而创新和发展技术设备成为提高生产效率的不二途径。对于热等静压技术而言，由于加工过程需要在高温条件下进行，因此生产上面临的最大问题是仪器的冷却降温。传统设备的冷却速度普遍较慢，经常需要花上数个小时的时间，为了缩短工作周期，应发展快速冷却技术。在技术原理上，充分利用高压容器的气体循环，通过内部和外部两套冷却循环系统，实现设备的双重降温。另外，安装强力风扇和控制内部对流也是快速降温的重要途径。

提高成品质量

制品质量的控制关键在于加工过程中温度和压力条件是否合适，包括了温压参数的取值，受热和施压是否均匀及设备运行的稳定性等方面。目前在温度控制方面通过增加受热面积和设置分区独立加热单元，基本实现了制品的均匀受热和实时控制；惰性气体充注也保证了施压的均衡性。

节约能耗

热等静压机高压的产生主要通过惰性气体的充注来实现，因此其主要能耗来自于电能和热能。制作工艺中高温高压条件决定了其高能耗的特点，生产过程中会产生大量的热能，其中大部分的热能都通过热交换器散失，节约能耗的最有效措施就是充分利用这部分热能。通过在高压熔炉外设置气体循环路线，一方面能利用这部分余热加热锅炉，另一方面也加速了设备的冷却，提高了工作效率。

3 热等静压技术的应用

陶瓷制品中的应用

陶瓷是近年来在材料领域新兴崛起的一种材料类型，鉴于其具有良好的化学惰性、稳定性、高强度、高耐热性，其在电力、机械等行业得到了广泛的应用，甚至取代了金属的地位。

金属冶炼中的应用

热等静压技术为粉末冶金提供了新的思路，利用高温高压炼制得到的冶金材料在尺寸和性能结构上都接近最终成品，因此，这种方法得到的制品所需的后续加工工序大为缩减，同时提高了材料的利用率。

铸件内部缺陷修复

由于最初制造工艺的限制或是使用时间过长，都会在铸体内部产生松弛变形或者孔隙等缺陷，这种损伤的出现降低了材料的性能，同时其使用寿命和安全性问题都会逐渐凸显。铸体致密化和内部损伤的修复是热等静压技术早期应用的领域，发展至今，相关技术已相对成熟。

热等静压扩散连接

热等静压扩散连接属于微观技术领域，它在宏观高温高压条件下，内部原子发生扩散移动，彼此进入，完成宏观焊接的任务。具体而言，整个过程大致划分为3个阶段：第一，接触界面的形成，当外加高压作用于材料时，材料发生塑性变形，随着变形程度的加剧，在需要焊接表面就会形成越来越多的凸起，这些凸起增加了焊接表面的接触面积，逐渐形成了一个含有较多孔隙的接触界面；第二，平衡界面的形成，该阶段原子在初始接触界面的基础上发生大规模的移动和扩散，界面处孔隙基本消除，残留部分孔隙，随着原子的扩散逐渐趋于一个平衡状态，原始接触界面被新的平衡界面所取代；第三，原子体积扩散，承接第二阶段的变化，原子发生体积扩散，孔隙被全部充填而消除，焊接界面处接触完全。利用热等静压扩散技术可以实现同种材料、不同材料间的各种焊接，焊接部位结合度高，制品性能优于最初母材，因此，该项技术常常用于合金冶炼、高性能符合材料的制作。

其他方面的应用

热等静压技术还可以应用于多孔材料（例如滤波器、磨轮等）的制作，只需在原料中加入造孔剂或对原料进行松装处理，就可以得到开孔率高、性能优良的多孔材料，造孔剂在其中主要起到了固定制品形状和产生规则尺寸孔隙的作用。

4 热等静压技术的发展趋势

相比于传统的产品加工手段，热等静压技术具有其独特的优点，从目前技术发展现状和产品市场分析大致可预测其具有如下发展趋势。

（1）用于不同工艺制品的合成与连接。针对不同用途所需的材料性质不同，材料领域复合高性能材料逐渐成为主导，利用热等静压技术制得的成品致密化程度高，均质性强，为不同材质成品间的连接与合成提供了方便。这不仅节省了工艺流程和材料使用，同时也提高了制品的质量。

（2）加热和冷却速度的双重提升。提高生产效率是工程制造中降低生产成本的重要措施。热等静压技术中加热和加压是核心工艺，也是提高生产效率的重要着力点。目前已出现了一种热等静压―淬火技术，实现了加热与施压的一体化，压力充注气体选用传热系数较高的气体，以保证气体和设备之间最小的温差，冷却降温逐渐实现自动化控制，利用计算机系统能有效把控降温时间。

（3）开辟新的工艺模式。传统的热等静压设备加热时间长、能耗高，现通过快速热等静压法，将预热膜盒压挤到粘塑压力介质（油等油脂类介质）中，能够将制品固结时间从原来的数小时缩短至几分钟，这种方法不同于传统的热等静压技术，但仍然利用了热等静压原理，而得到的成品完全具备高度致密化和均质性的特点，因此，利用快速热等静压法等类似的技术，节约能耗、缩短工艺流程，同时得到高质量的产品，类似模式将为热等静压的利用开辟新的应用方向。

（4）采用无包套技术工艺。包套技术在热等静压中广泛应用，制品的高纯度和强均质性很大一部分原因在于包套的使用。然而包套工艺操作复杂、成本较高，包套的选择需与产品尺寸相配合，因此在利用上严重制约了生产效率的提高。国外已推出了无包套热等静压技术工艺，包括了两种方式：烧结和热等静压在不同的锅炉内进行，或在同一加热炉内进行。无包套技术得到的工艺制品在质量上基本趋近于有包套热等静压。

（5）压力充注气体选择的多样化。热等静压技术中高压的施加通过充注惰性气体来实现，过去氩和氦是两种主要的充注气体，尤其是氩气，价格便宜且稳定，实用性强。随着近年来产品类型的激增，不同产品在生产过程中有不同的工艺要求，例如陶瓷制品中含有较多的氮化物，此时常常选用氮气作为压力充注气体，因为氮气可以延缓氮化物的分解，有利于提高陶瓷制品的致密度。

5 结语

综上所述，热等静压技术利用高温高压条件得到高度致密化、强度高、均质性好的高性能制品，加上其操作工艺简单、能耗低等特点，使其在陶瓷制作、金属冶炼、铸体修复甚至食品包装等领域得到了广泛的应用。加热炉和高压容器是热等静压机的关键设备，为了提高工作效率，应着力于加快加热与冷却时间。未来热等静压将向着无包套、多样化的压力气体、自动化控制等方向发展，并广泛应用于制品的合成与焊接。国内应紧跟国际领先水平，加强技术创新，实现热等静压设备与技术的共同进步。

参考文献

[1] Bernard Williams，韩凤麟。近年来热等静压（HIP）处理与应用发展趋势[J].粉末冶金技术，2014（6）：464-470.

[2] 谌启明，杨靖，单先裕，等。热等静压技术的发展及应用[J].稀有金属与硬质合金，2003（2）：33-38.

[3] 刘慧渊，何如松，周武平，等。热等静压技术的发展与应用[J].新材料产业，2010（11）：12-17.

冶金装备发展趋势【第二篇】

能源智能管理系统基础结构应包括：网络系统、大屏幕显示系统、GPS系统、中央服务器、采集子站所组成。系统采用工业以太网和中央标准以太网的两层结构，主干网络速度要达到100M以上。中央以太网用于连接数据采集（I/O）服务器、应用服务器、数据库服务器、报警趋势服务器、GPS服务器、数据备份服务器及磁盘阵列、工程师站（现场也可配备移动工程师站）及系统操作站。以上设备都通过UTP电缆直接挂在中央以太网上。中央网络的结构如图1。以下为主要设备的功能描述：①数据采集子站。根据现场情况，搭建现场数据采集子站和远程I/O站。数据采集子站分别连接在不同的交换机上，交换机通过与现场PLC设备接口通讯，进行数据采集。数据采集子站主要用于数据采集、基本计算、逻辑连锁、控制等功能。此站选用工业交换机，系统配置应保证到各个端口具有不小于100Mbps的线速。②数据采集（I/O）服务器。数据采集服务器与现场以太网连接，采集数据后与其他单元进行通讯，完成趋势、报警、数据短时归档和向数据库站传送数据等功能，并保存有操作记录和信息记录。服务器一备一用，建议配置为4核CPU，4G内存，250G硬盘，双电源，支持热插拔，带有PCI和PCI-X扩展槽。③应用服务器。在应用服务器上安装运行管理类的应用软件，软件要具备能源管理、数据查询、能源预测、报表查询和打印等功能，以及与ERP的数据交换。可以设置一台服务器作为网页服务器（WebServer）用，在相关岗位的终端上可以很方便地通过网页方式浏览过程画面和过程曲线，并可进行数据查询、报表查询、报表打印。服务器的硬盘、电源要有热插拔功能，建议选择四串口卡（RS422/RS485,RJ45式连接口）。④实时历史数据库服务器。在数据库服务器上安装有Windows操作系统、IH或者EDNA实时历史数据库，采用实时历史数据库用以存储长时归档数据。该服务器具有数据的长时归档、数据压缩、数据备份、冗余功能等。归档数据是先由数据采集服务器内部数据初步运算和整理后，再送到数据库服务器。⑤操作站（HMI）。操作站可以设置在能源管控中心的调度室，通过操作界面，对有关的能源数据和设备进行监控。这些操作站用于完成画面监视、设备状态显示、信息数据显示、参数设定、实时曲线、语音报警等功能，也可以在操作站上执行数据查询、报表查询、报表打印等工作。操作站可选用兼容性好的商用PC机。⑥时间同步系统。为确保全系统的时间一致性并保持精度，在系统中设置GPS接收装置。GPS服务器接收GPS时间同步信号，定时校正各计算机及PLC的时钟，使系统内各设备的时钟精度达到ms级分辨率，同时在供配电系统及自动化系统中设置独立的GPS装置，确保高压系统事件的分辨率。⑦WEB服务器及备份服务器系统。WEB服务器是用于B/S框架的服务器。备份服务器系统能确保能源中心EMS系统安全、可靠，实时完成系统的数据保护工作。⑧远程控制设备及能源量计量设备。远程控制设备包括：电动调节阀、气动调节阀、监控摄像仪、电气综合保护装置。能源量计量设备包括：电磁流量计、超声波流量计、巴类流量计、压力变送器、差压变送器、热电阻、热电偶、电能表、电压互感器、电流互感器等。

上述设备组成能源管理系统的核心，由数据采集子站从现场控制系统中采集所使用的数据点（不同系统采用相匹配的接口方式），在数据采集子站内形成数据库类型，各个采集子站相互连接建立环形网络，使数据在环网内实现共享数据，采集服务器再从环网内采集数据库中的数据进行处理，并上传到监控管理电脑。通过应用服务器、数据采集服务器、数据库服务器等来实现操作电脑的各项功能，操作人员使用监控管理电脑可以及时地掌握全厂能源量情况，通过提高能源管理效率来实现企业的能源管理。

2结论

冶金装备发展趋势【第三篇】

安徽省装备制造业发展存在的问题

一是在制造业中的比重不足。尽管安徽省装备制造业的规模在日趋增大，但相比东部和沿海城市，安徽省装备制造业在制造业中的比重还不高。“十一五”以来，安徽省装备制造业在制造业中的比重增长缓慢。尤其是金融危机以来，装备制造业占比大幅下降，直到近两年才回升到%（见图2）。二是创新能力不足。目前全省装备制造业企业的自主创新能力总体比较薄弱，缺乏自主创新的内在动力和物质技术手段，多数装备制造业仍停留在加工、模仿、组装水平上，缺少有自主知识产权的产品技术，主要机械产品和大多数电子信息设备的核心技术依赖国外引进。产品更新周期长，影响市场的速度慢。虽然装备制造业的龙头企业或建立了技术研发机构，或与科研院所、高等学校建立了产学研依托关系，但自主创新的原创性技术仍然较少。三是高端装备发展不足。安徽省机械行业中低端产能过剩、高端严重不足的矛盾较突出。长期以来，为整机和成套设备配套的轴承、模具、弹簧、齿轮、液气密元件、紧固件、粉末冶金制品等基础件，风机、阀、泵等通用件，工业自动化控制系统、仪器仪表等测控部件，产能严重过剩。但在新材料、信息、新能源汽车等新兴领域，安徽省新型装备却显得明显不足。在高性能材料、精密制造工艺、先进设备及核心部件等方面，与发展战略新兴产业的需要相比还有较大的距离。

发展安徽装备制造业的对策与建议

1.加快技术创新

“十二五”期间是我国经济增长方式转型的关键时期，更是安徽省工业发展战略转型的转折期，装备制造业要依靠不断提升自己的创新能力，尤其是自主创新能力，坚持技术进步，加快产业结构调整和产品结构调整，才能赢得发展的先机。首先，要对引进技术进行消化吸收。组织以企业为主导的产、学、研科技机构联合进行消化吸收和再创新，对重大设备的引进，应联合制造企业，共同跟踪先进技术并在消化吸收的基础上，形成自主知识产权。其次，要改善产业共性技术研究开发缺失的状况。安徽省产业共性技术比较薄弱，在市场经济体制尚未完善、企业技术创新机制还未根本改变、广大中小型企业自主研发能力较弱的情况下，要发挥政府推动产业共性技术研究能力建设。第三，要提高系统设计、系统集成技术能力。安徽省重大技术装备的系统设计、系统集成技术能力薄弱，要着重引导高校科研机构和企业进行互动，以高校的先进技术带动企业发展、提升企业技术能力。最后，要提升学科发展和产业技术发展的结合力。装备制造科技发展的总体趋势是多学科交叉和综合，装备科技研究者要多关注交叉学科和产业技术的发展态势，将交叉学科的新技术、新创造引入新装备、新系统，形成集成创新。以先进技术“武装”的装备制造业，抢占发展制高点，将会更好地发挥主导产业引领全省经济又好又快发展“主力军”作用。

2.促进产业升级

高端装备制造业作为战略性新兴产业之一，未来必然成为带动整个装备制造业升级的重要引擎，成为战略性新兴产业发展的重要支撑。而装备的智能化是当前公认的技术发展趋势。传统制造装备的升级，就是指向智能化的方向转型。基于安徽省现有的产业格局以及能源、原材料产业比重较大的特点，要以合蚌工程机械制造、两淮煤机制造、沿江船舶制造、芜湖节能装备制造、马鞍山冶金装备制造、蚌埠环保设备制造等六大装备制造基地为突破口，以大企业为主导，以智能制造设备为核心，充分利用现有资源和科技优势，全力打造公共安全设备、光伏产业设备、电子及通信设备、自动化生产线和机械手及机器人、模具设备、民用航空设备等六大新兴装备制造产业。

冶金装备发展趋势【第四篇】

1、历史发展状况2、发展现状

二、存在问题和有利条件

虽然我镇冶铸业经过多年发展，无论是数量上还是质量上都有了长足的发展，但与我国先进铸造企业相比，仍有很大差距，主要表现在以下几个方面：

一是工艺比较落后。一些冶铸企业，比如**县二轻芙蓉铁厂，由于工艺装备水平较低，难以引起采购商足够重视，有时虽有订单，但没“金钢钻”不敢揽“瓷器活”，有待于进一步提高工艺装备水平，赢得市场。

二是产品附加值低。冶铸企业中，能够完全深加工的企业不多，多数企业设备简陋，以生产粗级产品为主，加工水平差，铸件缺乏竞争力，价格较低，这些企业迫切需要改选，添置必要的设备，提高产品质量和产品附加值。

三是自身“内耗”严重。由于我镇近年来冶铸企业的濒临破产倒闭，管理跟不上，产品结构趋同化倾向大，随着近年来生铁和焦炭价格上涨，多家企业处于微利经营状态。如水暖厂已停止生产。

虽然我镇冶铸业存在着一些问题，但是也有许多有利条件。我镇紧邻**，境内交通便利，有着明显的区位优势。东有陵辉、陵修直抵中原河南，北有**公路连接**和**；南有***高速公路直达**，特别是我镇冶铸业经过多年发展，已经涌现出一批懂经营善管理的企业主和联系全国的销售网络，这些都为我镇解今后加快发展铸造业奠定了基础。三、对**冶铸产业发展的建议

综合我镇冶铸企业发展现状、优势和存在的问题，我认为应从以下几方面加以改进：

1、大力发展精密铸造工艺。结合产品改选原有落后工艺，开发采用先进的铸造工艺，尽快改变落后面貌。把符合国际发展铸造趋势的机器造型流水生产线，熔模铸造、消失模铸造等大力推行发展。此外，对单件、小批量、中大件特别是机床、阀门、通用机械推广采用树脂砂铸造。提高尺寸精度和表面光洁度，使铸件达到净形或近净形化。满足铸件供应要求。

2、积极发展铸件加工。市场需求是生产和技术发展的动力，对现代铸件的需求，除质量要求好以外，还要求生产周期短，生产成本低以及提供已机加工好的半成品、成品甚至组装件等。中国加入WTO并逐渐成为世界机械产品加工中心，为我们出口产品带来了机遇。目前许多外商到国内采购铸件均要求机加工为成品，特别是中小件。如果把铸件毛坏和机加工结合起来提供产品，即达到提高铸件附加值，促使铸造水平提高的目的。

3、树立典型示范，把铸造企业做大做强。将濒临倒闭的盛世水暖集团重新改制、组建，加大规模发展。淘汰工艺落后、技术落后的小型冶铸企业。积极扶持优势企业做大做强，在铸造工艺装备和现代企业制度建立上下功夫，采用先进造型设备、先进工艺技术。并要改善劳动条件、减少污染、减轻工人的劳动强度，走机械化、专业化生产之路。通过扶持优势企业，带动全镇冶铸产业整体提升。

4、定优惠政策，重视三引进。重视引进人才，在引进新产品、新工艺、新技术的同时加强引进人才工作，与大学院校、科研机构合作，引智发展。同时加强技术培养、培养本地人才，使新产品、新技术和新工艺能尽快与生产实践相结合，获得实效。