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大数据驱动下有色冶炼自动化系统优化研究
1
作者 祝震 《中国信息界》 2026年第2期137-139,共3页
引言有色金属冶炼作为国民经济的基础性产业,涉及铜、铝、锌等金属的提取过程。然而,其生产流程呈现出高温、高能耗以及多变量耦合的特征。传统的生产模式主要依赖人工经验和简单的自动化控制,存在以下3个核心问题。其一,能源消耗长期... 引言有色金属冶炼作为国民经济的基础性产业,涉及铜、铝、锌等金属的提取过程。然而,其生产流程呈现出高温、高能耗以及多变量耦合的特征。传统的生产模式主要依赖人工经验和简单的自动化控制,存在以下3个核心问题。其一,能源消耗长期处于较高水平,我国有色金属冶炼行业的平均能耗相较于国际先进水平高出10%~15%,其中铜冶炼的吨铜综合能耗超过300kg标准煤;其二,产品质量稳定性欠佳,冶炼过程中温度、酸碱度等关键参数的波动极易引发金属纯度的偏差,导致不合格品率达到3%~5%;其三,设备维护处于被动状态,回转窑、电解槽等核心设备常常因突发故障而停机,年均故障停机时间超过200h。 展开更多
关键词 能源消耗 多变量耦合 高温 大数据 有色冶炼 优化
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铝酸钠溶液自动分析仪研制与应用
2
作者 程远坤 范艺斌 +2 位作者 黄海萍 杨晓明 孙宇剑 《轻工科技》 2026年第1期161-164,192,共5页
传统铝酸钠溶液成分的检测依靠人工滴定,存在操作流程繁琐、检测效率低等问题。为此,基于电位滴定法研制一款铝酸钠溶液自动分析仪。仪器主要由样品处理工位、分析检测工位、排废清洗工位构成,可实现铝酸钠溶液中苛性碱、氧化铝、全碱... 传统铝酸钠溶液成分的检测依靠人工滴定,存在操作流程繁琐、检测效率低等问题。为此,基于电位滴定法研制一款铝酸钠溶液自动分析仪。仪器主要由样品处理工位、分析检测工位、排废清洗工位构成,可实现铝酸钠溶液中苛性碱、氧化铝、全碱的自动化检测。通过多工位协同运作,该仪器能在50分钟内完成至少20个样品的检测,检测效率提升60%以上,适用于氧化铝厂大批量样品的检测需求。此仪器的成功应用,有助于提升氧化铝实验室的自动化与智能化水平。 展开更多
关键词 铝酸钠溶液 自动分析仪 检测效率 自动化
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基于改进RT-DETR的铜带表面缺陷轻量化检测方法 被引量:1
3
作者 王东城 段伯伟 +3 位作者 邢佳文 徐凯 徐扬欢 刘宏民 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第10期3527-3538,共12页
表面缺陷是衡量铜带产品质量的重要指标之一。针对铜带分切机组现有表面缺陷检测方法存在的检测精度低、泛化能力差及部署成本高等问题,提出一种基于改进Real-Time Detection Transformer(RTDETR)的轻量化检测方法。首先,依托实际生产... 表面缺陷是衡量铜带产品质量的重要指标之一。针对铜带分切机组现有表面缺陷检测方法存在的检测精度低、泛化能力差及部署成本高等问题,提出一种基于改进Real-Time Detection Transformer(RTDETR)的轻量化检测方法。首先,依托实际生产线搭建图像采集系统,采集了大量真实表面缺陷图像。其次,设计了一种自适应图像预处理方法,能够自动去除冗余背景并矫正空间倾角引起的透视畸变。在此基础上,通过人工筛选出关键缺陷样本进行分类标注,并制定面向工业场景的多样化数据增强方案,构建了分切机组铜带表面缺陷数据集。最后,以具有残差结构的Res_Block为基础,提出一种融合PConv算子与多尺度注意力机制(EMA)的高效特征提取模块ERes_Block,并基于ERes_Block为RT-DETR搭建了轻量化主干特征提取网络。结果表明:本文方法相较于原始模型能够有效减少模型参数量,并提高检测精度和推理速度;通过对比实验与消融实验发现,该方法在所有对比算法中具有最优性能,验证了其在实际工业场景中的应用潜力。 展开更多
关键词 分切机组 冷轧铜带 表面缺陷 RT-DETR 轻量化网络
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基于弱监督学习的冷轧铜带雾气退化图像复原方法 被引量:1
4
作者 段伯伟 王东城 +3 位作者 田云红 宫润泽 徐扬欢 刘宏民 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第7期2403-2416,共14页
基于机器视觉技术的智能检测系统已经在金属带材生产领域展现出广阔的应用潜力,但生产现场中由复杂环境因素引起的图像退化现象会削弱检测系统的性能。针对这一问题,研究一种雾气退化图像复原方法。首先,在冷轧铜带生产线搭建视觉采集系... 基于机器视觉技术的智能检测系统已经在金属带材生产领域展现出广阔的应用潜力,但生产现场中由复杂环境因素引起的图像退化现象会削弱检测系统的性能。针对这一问题,研究一种雾气退化图像复原方法。首先,在冷轧铜带生产线搭建视觉采集系统,并采集了大量生产图像数据;然后,提出一种雾气退化图像生成方法,通过提取暗通道先验值进行k-means聚类,使用引导滤波器细化透射率图,减少生成与真实图像之间的差异,并构建了冷轧铜带雾气退化图像复合数据集。最后,本文以弱监督去雾架构RefineDNet为核心,基于复合数据集进行训练,得到冷轧铜带去雾模型CRSDH_M。结果表明:该方法具有较好的去雾效果,复原图像细节清晰,最接近真实标签。通过客观指标进行评价,CRSDH_M在所有对比算法中实现了最优效果,验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 冷轧铜带 雾气退化图像 弱监督学习 图像复原
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铜阳极板机器视觉质检系统应用实践 被引量:1
5
作者 李小龙 《湖南有色金属》 2025年第1期42-45,共4页
文章主要通过铜阳极板视觉质检系统的应用方法和效果,对其存在的问题进行分析和优化,围绕使用新技术实现智能化、自动化减人,提高铜阳极板检测效率和品控,降低人员劳动强度。利用视觉检测数据对视觉质检筛分出的不合格阳极板进行自动打... 文章主要通过铜阳极板视觉质检系统的应用方法和效果,对其存在的问题进行分析和优化,围绕使用新技术实现智能化、自动化减人,提高铜阳极板检测效率和品控,降低人员劳动强度。利用视觉检测数据对视觉质检筛分出的不合格阳极板进行自动打磨修复探索实践。 展开更多
关键词 视觉系统 3D相机 点云 阳极板 质检系统 机械手
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有色冶金余热电站管道自动预热控制方案研究
6
作者 盛晓明 刘守盎 《有色设备》 2025年第6期68-74,共7页
在有色冶金工业园区内,存在着大量的高温烟气。为防止大气污染,将高温烟气余热回收产生饱和蒸汽,送往汽轮发电站内进行余热利用。蒸汽在外送前对蒸汽管道的预热,称之为“暖管”。在汽轮机组启动前,需对汽机进汽阀至主汽门之间的管道进... 在有色冶金工业园区内,存在着大量的高温烟气。为防止大气污染,将高温烟气余热回收产生饱和蒸汽,送往汽轮发电站内进行余热利用。蒸汽在外送前对蒸汽管道的预热,称之为“暖管”。在汽轮机组启动前,需对汽机进汽阀至主汽门之间的管道进行预热。传统的管道预热方式为手动,由操作人员依靠经验手动操作阀门进行,工作量大且效率低,易出现误操作。为保证管道预热工序安全、有序的自动进行,本文提出一种管道自动预热的解决方案:在蒸汽管路中增设调节阀门、热电阻及压力变送器,通过厂区DCS控制系统采集数据并进行自动控制,以实现管道预热工序自动化。管道自动预热的实现,能够有效提高汽轮机组冷机启动的速率,减少人工操作,保护蒸汽管道免受热应力损伤。 展开更多
关键词 汽轮发电站 饱和蒸汽 管道自动预热 调节阀 DCS 余热回收
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模糊参数自整定PID控制算法在真空冶炼中的应用 被引量:9
7
作者 陈焰 张矿伟 +3 位作者 赵晓侠 戴永年 何宇翔 雷金辉 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期528-532,共5页
PID控制在工业控制中应用广泛,但在实际的工业生产中PID参数需要人工在线多次整定,耗时长、能耗高、效率低;整定过程影响产品质量、甚至不出产品。在用阶跃响应曲线法研究真空冶炼炉温度模型的基础上,设计了一种高精度参数模糊自整定PI... PID控制在工业控制中应用广泛,但在实际的工业生产中PID参数需要人工在线多次整定,耗时长、能耗高、效率低;整定过程影响产品质量、甚至不出产品。在用阶跃响应曲线法研究真空冶炼炉温度模型的基础上,设计了一种高精度参数模糊自整定PID控制器。经一次整定可获得较理想的PID参数。从2009年投入使用至今,结果表明:上升时间由原系统的80缩短到45 min;最大偏差减少了3/4;稳态误差由原系统的1.5%~2%降低到0.5%以下。PID参数整定克服了人为因素影响;参数整定及控制时间大为缩短;降低了能耗,提高了生产效率,提高了控制精度,保证了产品质量。 展开更多
关键词 模糊参数自整定 PID控制 真空冶炼 对象特性 温度控制
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氧压浸出调节槽结构优化与硫磺结晶控制技术研究 被引量:1
8
作者 周丹桂 段超 +2 位作者 张春生 朱杰 毕红林 《有色金属设计》 2025年第2期36-38,共3页
针对传统氧压浸出工艺中硫磺结晶粒径小、分离效率低等技术难题,提出了一种新型氧压浸出调节槽结构及优化生产工艺。通过建立多相流CFD模型和结晶动力学方程,系统研究了槽体结构参数与硫磺结晶生长的关联机制。工业试验表明:采用下进上... 针对传统氧压浸出工艺中硫磺结晶粒径小、分离效率低等技术难题,提出了一种新型氧压浸出调节槽结构及优化生产工艺。通过建立多相流CFD模型和结晶动力学方程,系统研究了槽体结构参数与硫磺结晶生长的关联机制。工业试验表明:采用下进上出式结构配合10~12 m垂直高差设计,可使硫磺平均粒径从23μm增至52μm,含硫量提升至63.5%;优化的温度梯度控制(120-125℃→≤95℃)和2.0h停留时间,实现了98%以上的硫磺回收率。 展开更多
关键词 氧压浸出 调节槽 硫磺结晶 结构优化 湿法冶金
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加热炉炉温制度的多目标模糊优化方法 被引量:6
9
作者 张卫军 聂宇宏 +2 位作者 卜庆才 吴彬 赫冀成 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第S2期715-717,共3页
以建立炉内钢坯热状态的机理模型为基础,通过数值模拟,获得在不同产量范围、单目标炉温策略。用多目标、有约束条件的模糊优化方法实现中炉温制度的模糊决策。该方法体现了加热炉系统的模糊特性,使模糊优化下的炉温制度更符合实际。
关键词 加热炉 数学模型 多目标模糊优化 模糊决策
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氧化铝生产过程综合自动化系统体系结构 被引量:8
10
作者 郑秀萍 王冠 柴天佑 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期311-314,共4页
针对氧化铝生产特点及我国氧化铝能耗、生产成本、劳动生产率等方面与国外的差距 ,分析了我国氧化铝生产过程实现综合自动化的必要性 ,提出了基于经营计划系统 (BPS) /生产执行系统 (MES) /过程控制系统 (PCS)三层结构的氧化铝生产过程... 针对氧化铝生产特点及我国氧化铝能耗、生产成本、劳动生产率等方面与国外的差距 ,分析了我国氧化铝生产过程实现综合自动化的必要性 ,提出了基于经营计划系统 (BPS) /生产执行系统 (MES) /过程控制系统 (PCS)三层结构的氧化铝生产过程综合自动化系统的体系结构 ,阐述了BPS ,MES ,PCS的功能 ,从而实现氧化铝生产物流、信息流、资金流的集成 ,为企业扁平化管理提供了条件 ,实现节能降耗 ,降低生产成本 。 展开更多
关键词 氧化铝生产过程 综合自动化 BPS MES PCS 体系结构 扁平化
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基于深度机器视觉的稀土元素组分含量预测 被引量:4
11
作者 张水平 张奇涵 +3 位作者 王碧 张小林 蓝桥发 郭浩然 《有色金属科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第4期587-596,共10页
稀土萃取过程中元素含量的快速检测有助于提高稀土产品质量,目前的检测仪器存在检测延时长和维护成本高等问题。基于部分稀土元素独特的颜色特征,如Pr离子、Nd离子,可将机器视觉方法用于元素组分含量的软测量。不同于传统机器视觉方法,... 稀土萃取过程中元素含量的快速检测有助于提高稀土产品质量,目前的检测仪器存在检测延时长和维护成本高等问题。基于部分稀土元素独特的颜色特征,如Pr离子、Nd离子,可将机器视觉方法用于元素组分含量的软测量。不同于传统机器视觉方法,本文首次引入卷积神经网络(CNN)提取Pr/Nd混合溶液原始图像抽象表征,同时采用深度神经网络构建回归模型,用于预测Pr/Nd混合溶液中各元素的含量。实验选取1210张Pr/Nd混合溶液图像作为实验数据,相较于已有方法,数据规模提升近12倍。多次独立重复结果表明,预测的组分含量与真实组分含量间的最大相对误差绝对值为2.7738%,满足实际萃取生产中对元素含量分布变化的精度要求,具有一定的实际意义。 展开更多
关键词 稀土萃取 机器视觉 组分含量 深度学习 卷积神经网络 特征提取
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串口通信在工业控制中的应用 被引量:21
12
作者 郑彪 汪秉文 《自动化仪表》 CAS 北大核心 2002年第4期58-59,共2页
关键词 串口通信 工业控制 诺兰达炉 自动通风眼机
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基于模糊自整定PID的VPSA换热器温度控制
13
作者 高辉 彭雪萍 +1 位作者 曲秀丽 田海英 《有色设备》 2025年第6期75-80,共6页
本文介绍一种真空变压吸附制氧(Vacuum Pressure Swing Adsorption,VPSA)工艺中换热器进水调节阀的控制方法。首先简要介绍VPSA吸附塔温度控制复杂、大滞后、受环境温度影响大的特点,然后分析了常规PID控制在VPSA温度调节上的不足,提出... 本文介绍一种真空变压吸附制氧(Vacuum Pressure Swing Adsorption,VPSA)工艺中换热器进水调节阀的控制方法。首先简要介绍VPSA吸附塔温度控制复杂、大滞后、受环境温度影响大的特点,然后分析了常规PID控制在VPSA温度调节上的不足,提出采用模糊自整定PID系数的方法,最后采用西门子1500PLC和亚控科技组态王软件得以实现。以某VPSA装置为例,调整比例系数、微分作用、积分作用,得到2个温度控制曲线,结果表明,控制常规PID温度在环境温度变化剧烈时波动约10℃,且超调量大,同时由于积分系数的选择不再适用,导致夜间温度偏离设定温度大;而模糊自整定PID控制在温度变化时响应速度更快,超调量为5%,温度曲线贴近设定值并且调整及时;相比传统PID控制,模糊自整定PID控制在温度剧烈变化时的超调量更小,换热器后温度变化趋势更稳定。 展开更多
关键词 VPSA 模糊自整定 PID 温度控制 氧气 换热器 吸附塔
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一种智能型冶金炉集水箱的设计与应用
14
作者 周天驰 胡国军 《有色冶金设计与研究》 2025年第6期59-62,共4页
针对传统冶金炉冷却水集水箱存在的监测滞后、集成度低、安全防护不足及运维复杂等问题,提出一种融合模块化集成、工业总线通信与智能诊断防护技术的智能型集水箱方案。该方案通过一体化设计,将集水箱本体、智能检测仪表、快速切断阀及... 针对传统冶金炉冷却水集水箱存在的监测滞后、集成度低、安全防护不足及运维复杂等问题,提出一种融合模块化集成、工业总线通信与智能诊断防护技术的智能型集水箱方案。该方案通过一体化设计,将集水箱本体、智能检测仪表、快速切断阀及控制单元预制为整体,并采用PROFINET总线架构替代传统硬接线。基于供回水流量差阈值算法,系统可实现泄漏的实时诊断与毫秒级(≤1 s)主动断水保护。工业应用案例(32支管系统)表明,该方案能减少96%以上的电缆用量,提升远程运维效率,并为炉体热平衡计算提供完整数据,显著提升了冶金炉冷却系统的安全性、可靠性与智能化水平。 展开更多
关键词 冶金炉 智能集水箱 模块化集成 PROFINET 主动安全防护 流量差诊断
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基于数据仓库的铝电解网络监控系统的设计与实现 被引量:4
15
作者 刘业翔 陈湘涛 +4 位作者 张文根 任丽 邹忠 李劼 丁凤其 《轻金属》 CSCD 北大核心 2003年第9期25-29,共5页
在铝电解生产过程中,局域网和工业控制网集成,即监控系统的网络化,已成为当前及今后企业信息化发展的主要目标之一。本文提出了铝电解网络监控系统的设计与实现技术,该系统基于ORACLE等大型关系型数据库和数据仓库技术,实现了局域网与CA... 在铝电解生产过程中,局域网和工业控制网集成,即监控系统的网络化,已成为当前及今后企业信息化发展的主要目标之一。本文提出了铝电解网络监控系统的设计与实现技术,该系统基于ORACLE等大型关系型数据库和数据仓库技术,实现了局域网与CAN网的集成。文中详细论述了系统实现的几个关键问题,如数据的采集与提取、组织与存储,信息的显示,网络中信息的传输等。在文章最后,对与管理系统相融合做了初步探索。 展开更多
关键词 铝电解 网络 数据库 数据仓库
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面向智慧料仓管理的全智能抓斗行车管理系统及其应用实践
16
作者 廖云军 谭胜虎 +2 位作者 许兰康 李翔 董义坤 《有色设备》 2025年第6期96-103,共8页
随着智能制造与智慧物流的推进,传统厂房抓斗行车在效率与安全上难以满足需求。本文构建基于自动驾驶、人工智能与机器视觉的全智能抓斗行车管理系统,通过智能定位、目标识别与自主作业,实现备料车间的智慧料仓管理。系统在某原料厂应... 随着智能制造与智慧物流的推进,传统厂房抓斗行车在效率与安全上难以满足需求。本文构建基于自动驾驶、人工智能与机器视觉的全智能抓斗行车管理系统,通过智能定位、目标识别与自主作业,实现备料车间的智慧料仓管理。系统在某原料厂应用后显著提升了设备稳定性与作业精度,降低运行成本,推动抓斗行车向智能化升级,并为有色冶金行业智慧化转型提供支撑。项目系统自投入运行以来,设备异常响应时间缩短了60%,运维效率提升了40%;远程检修指导减少了现场维护时间30%,设备故障率降低了25%。 展开更多
关键词 全智能抓斗行车管理系统 智慧料仓管理 人工智能 自动驾驶 机器视觉
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基于PLC控制的电解铝覆盖料天车加料控制系统设计与实现
17
作者 王海涛 高军永 于永会 《现代机械》 2025年第4期93-97,共5页
为了实现氧化铝新鲜料和破碎料的自动混料和实时混合比例选择,设计了一种以触摸屏为上位机、以PLC为控制器的覆盖料加料系统,系统分别设置破碎料仓和新鲜料仓,采用星型卸料器作为计量器件、采用皮带机作为输送机构。减少了工艺环节和劳... 为了实现氧化铝新鲜料和破碎料的自动混料和实时混合比例选择,设计了一种以触摸屏为上位机、以PLC为控制器的覆盖料加料系统,系统分别设置破碎料仓和新鲜料仓,采用星型卸料器作为计量器件、采用皮带机作为输送机构。减少了工艺环节和劳动强度,提高了覆盖料性能和阳极利用率,提高了生产效率,具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 电解铝 覆盖料输送 天车加料 PLC HMI
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铝电解槽上位机监控系统 被引量:7
18
作者 曾水平 彭玉国 张秋萍 《轻金属》 CSCD 北大核心 2001年第5期41-46,共6页
介绍了铝电解槽的上位机监控系统 ,本系统实现了根据生产中实际的工艺要求实现数据采集、实时显示槽工作参数、过程控制、信号报警等功能 ,通过判定系统状态、根据生产状态向下位机发布适当的操作命令。本系统还可以进行历史记录的特定... 介绍了铝电解槽的上位机监控系统 ,本系统实现了根据生产中实际的工艺要求实现数据采集、实时显示槽工作参数、过程控制、信号报警等功能 ,通过判定系统状态、根据生产状态向下位机发布适当的操作命令。本系统还可以进行历史记录的特定条件查询、统计等功能。程序有着较大的开放性 ,通过预留的输入、输出接口可以方便地按操作员的计划来更改某些功能。该系统用VisualBasic语言作为设计编程语言 ,在数据库操作方面使用了结构化数据查询语言 (SQL) 展开更多
关键词 铝电解槽 参数监测 数据采集 上位机监控系统
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基于扰动预测的氧化铝晶种分解过程建模与温度预测控制 被引量:3
19
作者 刘征 彭小奇 +1 位作者 汪明宏 陈君 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期2309-2315,共7页
分解温度是氧化铝晶种分解工序中的关键工艺参数。为精确控制分解温度,运用机理分析与参数辨识相结合的方法建立带板式换热器种分槽系统的非线性动态模型,并利用实际生产过程数据验证模型的正确性。提出一种基于不可测干扰预测的非线性... 分解温度是氧化铝晶种分解工序中的关键工艺参数。为精确控制分解温度,运用机理分析与参数辨识相结合的方法建立带板式换热器种分槽系统的非线性动态模型,并利用实际生产过程数据验证模型的正确性。提出一种基于不可测干扰预测的非线性模型预测控制(DP-NMPC)方法,利用时间序列分析方法建立系统中不可测扰动的自适应预测模型,并以此模型对分解温度预测模型进行校正。基于实际生产过程数据的仿真研究表明,相比常规NMPC,该方法提高了预测模型的精度,使控制系统能快速跟踪系统设定值,更好地抑制超调,因而其抗干扰能力更强,能对晶种分解温度进行有效控制。由于该方法适用于具有不可测非白噪声强干扰过程的模型预测控制,具有显著的实用价值。 展开更多
关键词 氧化铝 晶种分解 扰动预测 非线性预测控制
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超浓相全自动供料系统在电解铝厂的应用
20
作者 袁瑞敏 王丙亮 +2 位作者 练新强 张俊生 徐辉 《世界有色金属》 2025年第8期11-13,共3页
针对超浓相输送系统运行方式为就地或远程人工启停运行等人工启停操作,采取对原系统优化升级全自动供料系统,全密闭的输送方式,具备查找故障的自动诊断功能,系统无需人工干预,即可自动完成物料的输送任务,浓相输送设备结构简单,运行稳定... 针对超浓相输送系统运行方式为就地或远程人工启停运行等人工启停操作,采取对原系统优化升级全自动供料系统,全密闭的输送方式,具备查找故障的自动诊断功能,系统无需人工干预,即可自动完成物料的输送任务,浓相输送设备结构简单,运行稳定,操作和维护相对容易,减少了人为操作带来的误差和不确定性,同时提高了生产的稳定性和可靠性,进一步提升了电解铝厂的整体运营效率。 展开更多
关键词 氧化铝 超浓相 溜槽 全自动供料
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