1。2课题来源及本题工作

图 1。1 工业上生产金属钾的过程

1。2。1课题来源

本课题基于北京 HX 精细化工厂委托项目设计金属钾成型自动化生产线，实现液态金属钾 的自动化成型，从而提高金属钾的生产效率和自动化程度，保证产品生产质量和生产安全性， 在降低工人劳动强度的同时，重点解决危险生产部分的自动化改造难题，提高该企业的安全生 产能力和管理水平，进而提升企业竞争力。

1。2。2 选题意义

目前国内制备钾的厂家并不多，北京 HX 精细化工厂是我国最大的也是最主要的金属钾生 产企业，但是该厂现在的自动化水准并不高，液态钾成型以人工为主。该方法自动化程度低， 生产效率不高。此外由于钾的活性强，安全隐患比较大，产品规格也得不到有效控制。

采用自动化成型线，可以保证成型过程在在无氧空间进行，避免与空气接触。这在保证安 全生产的前提下大幅提高企业的生产效率，产品规格也能得到有效控制，有助于更好地满足和 适应市场需求。目前，自动化生产线的技术已经很成熟，实现金属钾成型的自动化将会是一个 必然的结果。

1。2。3 本文主要研究内容

通常情况下，要设计一条自动化的生产线，首先要了解产品特性，这样才能有针对性的进 行设计。对于金属钾这种特殊金属来说，了解其特性对生产线设计是非常重要的，因此本文首 先研究了钾的一些特性。对于自动化的成型线而言，其组成形式，运动方式以及控制方式的选论文网

本科毕业设计说明书第 3 页

择都是需要仔细考虑设计的。除了对总体结构和辅助机构的介绍外，本文着重于生产线控制系 统的设计。

1。3相关技术及国内外研究现状

1。3。1金属钾成型技术

现阶段金属钾成型技术主要是通过人工注钾于成型箱里，通过自然冷却凝固得到固态金属 钾。在注钾过程中，箱内铺有一层石蜡油用于隔绝钾与空气，防止钾与氧气反应。在注钾箱中 设有隔板，这样可以在液态钾冷凝后得到所需尺寸的金属钾块。从钾罐中流出液态金属钾，需 要借助高压 N2 充入贮钾罐，在压力作用下，液态钾进入金属导管，进而进入软管、浇注头， 从而注入储钾箱，最终冷却成型。注钾过程如图 1。2 所示。

图 1。2 注钾过程

现阶段冷凝后金属钾的下线与包装都是人工操作，自动化程度很低，工人操作安全也无法 得到保证。

1。3。2工业自动化技术

20 世纪 40 年代，工业自动化技术开始发展，早期的工业自动化主要是单机自动化，计算 机技术等电子信息技术的发展促进了生产线的自动化。

我国工业自动化发展同样经历了从单机到流水线再到系统集成这三个阶段。软硬件制造商、 系统集成商、产品分销商组成了国内现阶段的工业自动化市场。国内的清华同方和浙大中控算

是较为有成就的系统集成商[5]。现阶段我们面临着信息化技术高速发展所带来的机遇，通过信 息化技术的应用，可以实现工业自动化的互联互通。产业结构的调整以及与国际间的交流合作 都将为工业自动化注入新的活力，创造出许多机会[6]。

现代工业自动化生产缺不了工业自动化。随着微型计算机和网络技术的大量应用，工业自 动化的程度也有了显著的提高。根据软、硬件的不同可将自动化系统分为自动化设备，仪器仪 表和测量设备，自动化软件，传动设备，计算机硬件，通信网络。工业自动化系统产品主要分 为下面几种[7]：