北科大生產(chǎn)實習(xí)報告

1、目錄引 言31 日照鋼鐵集團介紹31.1安全指標32 鐵前生產(chǎn)工藝52.1原料采購52.2材料生產(chǎn)62.2.1燒結(jié)工藝：62.2.2球團工藝：83 煉鐵生產(chǎn)工藝流程103.1日鋼第二煉鐵廠介紹103.2高爐煉鐵工藝流程104煉鋼生產(chǎn)工藝124.1轉(zhuǎn)爐冶煉過程124.2連鑄機設(shè)備134.2.1連鑄機構(gòu)造134.2.2連鑄流程144.3 1580帶鋼廠工藝介紹154.3.1 1580帶鋼廠工藝流程圖164.3.2 飛剪介紹174.3.3 精軋機組介紹174.3.41580熱連軋計算機控制系統(tǒng)簡述174.3.5軋制過程控制的基本內(nèi)容194.4 2150帶鋼廠工藝介紹204.5棒材廠工藝流程介紹214

2、.6 H型鋼生產(chǎn)工藝流程235燒結(jié)廠燒結(jié)車控制系統(tǒng)設(shè)計255.1燒結(jié)車概述255.2 PID理論基礎(chǔ)265.3燒結(jié)車運行模擬275.4添加PID調(diào)節(jié)參數(shù)：305.5有改良的PID：346實習(xí)收獲及感想36參 考 文 獻37指導(dǎo)教師意見38引 言本次實習(xí)于7月底出發(fā)到8月初，去山東日照進行為期15天的鋼廠實習(xí)，主要目的是參觀煉鋼煉鐵生產(chǎn)工藝流程以及自動控制技術(shù)在現(xiàn)場中的應(yīng)用。1 日照鋼鐵集團介紹日照鋼鐵控股集團有限公司成立于2003年3月，法定代表人杜雙華，公司坐落在日照市嵐山臨港工業(yè)區(qū)、日照市沿海路600號，是一家集燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、軋材于一體并配套齊全的特大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。公司現(xiàn)有員工120

3、00余人，占地414公頃，年生產(chǎn)能力鐵1300萬噸，鋼1200萬噸，材1500萬噸。2011年，集團完成鐵產(chǎn)量1301萬噸，鋼產(chǎn)量1203萬噸，材產(chǎn)量1183萬噸。截至2011年底，集團已累計產(chǎn)鐵6578萬噸，鋼6201萬噸，軋材5544萬噸。 圖1鋼鐵生產(chǎn)主要流程1.1安全指標 1、進入生產(chǎn)區(qū)域必須由專人陪同，嚴禁與生產(chǎn)無關(guān)人員進入或在生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)逗留。 2、進入生產(chǎn)區(qū)域必須按照要求佩戴相應(yīng)勞動防護用品（如安全帽）。 3、進入煤氣區(qū)域、液壓站、配電室等防火區(qū)域嚴禁帶火種，并按崗位要求進行登記。 4、未經(jīng)允許不得觸摸區(qū)域內(nèi)的運轉(zhuǎn)設(shè)備，嚴禁靠近旋轉(zhuǎn)設(shè)備或高溫鋼坯等。 5、在生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)走安全通道，靠

4、右側(cè)通行，注意躲避車輛，嚴禁奔跑或嬉鬧。 6、廠區(qū)內(nèi)道路靠近右側(cè)行走，兩人以上嚴禁并列行走，并應(yīng)注意交叉路口車輛。 7、在爬高、地面不平整或物流運輸緊張的情況下，嚴禁邊行走邊打手機。 8、嚴禁在吊物下行走，不得倚靠高度超出1.5米的原料或成品垛位。 9、嚴禁在煤氣區(qū)域、轉(zhuǎn)爐爐前、高爐出鐵場等危險區(qū)域內(nèi)逗留或休息。 10、嚴格遵守區(qū)域內(nèi)各類安全標示和提示，遇緊急情況在陪同人員下有秩序疏散。 常用安全色及其含義： 紅色禁止、停止； 藍色指令，必須遵守的規(guī)定； 黃色警告，注意； 綠色提示，安全狀態(tài)通行。 冶金工業(yè)生產(chǎn)特點： 高溫：鋼水、鐵水溫度很高（鋼水在1650°，鐵水1500°

5、;左右），容易發(fā)生燒傷、爆炸和噴濺事故。 煤氣事故：煤氣在生產(chǎn)、使用過程中容易發(fā)生泄漏中毒、著火、爆炸，造成人員傷害。 起重傷害：主要來自于高溫鋼（鐵）水吊裝運輸過程中，可能造成鋼包墜落、鋼水撒落等對人員造成傷害事故。 機械傷害：高速線材每秒可達百米以上，皮帶運輸機等，在軋制和運輸過程中容易造成擠傷、燒傷、碰傷事故。 車輛傷害：火車、汽車運輸，起重運輸，容易發(fā)生車輛傷害、起 重傷害和物體打擊事故。 鍋爐、壓力容器：壓力高、 危害大，易造成爆炸事故。電氣設(shè)備多，危險系數(shù)高，易造成觸電事故。危險介質(zhì)多，煤氣、氧氣、氮氣、氨氣及其它燃 燒、爆炸、窒息、有毒有害氣體多。2 鐵前生產(chǎn)工藝2.1原料采購原

6、料主要包括鐵礦石，煤炭，膨潤土，粘合劑等，向有關(guān)工業(yè)廠區(qū)購買高爐冶煉用的原料主要由鐵礦石、燃料和熔劑三部分組成。 （一）鐵礦石     高爐冶煉用的鐵礦石要求成分穩(wěn)定、含鐵品位高、脈石（礦石中有用部分與沒有工業(yè)價值的巖石或其它礦物伴生在一起，這些沒有用的部分叫脈石）少、有害雜質(zhì)少、礦石粒度均勻、強度好、還原性好。鐵礦石含鐵量的多少（即品位高低），直接影響到煉鐵生產(chǎn)的各項指標。一般含鐵量在30以上的鐵礦石才有開采價值。含鐵量在45以下的礦石，一般需經(jīng)選礦和造塊，才能入爐冶煉。含鐵量在55以上的鐵礦石可以作為高爐富礦，經(jīng)破碎后直接入爐冶煉。當(dāng)前作為煉鐵原料的鐵礦石主要

7、有 ：磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦、釩鈦磁鐵礦。    生鐵冶煉除用以上天然鐵礦石外，還用燒結(jié)礦、球團礦等人造富礦（品位級50）作為主要原料。（二）燃料  高爐用燃料包括焦炭和噴吹燃料兩大類。高爐對焦炭的要求是：具有合適的反應(yīng)性，且含碳高、灰分和雜質(zhì)低、強度好。焦炭在煉鐵過程中有三種作用：一是燃燒供給熱量（熱源）；二是作為料柱骨架（氣窗）；三是作還原劑。因此，焦炭中的含碳量越高越好。除了強度好和骨架作用外，高爐對噴吹燃料的要求及其作用與焦炭相同。但對其可磨性、燃燒性、粒度等有特殊的要求。 高爐煉鐵主要用焦炭作燃料。焦炭含碳量較高，氣孔率高，最大的特點是

8、機械強度（以轉(zhuǎn)鼓指數(shù)表示）高，能滿足大型高爐的要求。因此，目前在高爐煉鐵中一般都采用焦炭作主要燃料。20世紀60年代開始盛行噴吹技術(shù)（噴煤、油、天然氣等），目的在于部分取代寶貴的焦炭資源，但只能取代焦炭的還原劑和熱源兩個作用，而料柱骨架作用取代不了。焦炭是高爐煉鐵必不可少的燃料。（三）熔劑 在鐵礦石中，除鐵以外，還有脈石及硫等有害雜質(zhì)，在焦炭及煤粉中含有灰分，所以煉鐵時要加入熔劑，與脈石和焦炭及煤粉中的灰分及其它雜質(zhì)化合，形成爐渣，以達到降低脈石熔點并使雜質(zhì)、灰分與鐵水分離的目的。 高爐冶煉采用的熔劑主要有石灰石、白云石、蛇紋石等。對熔劑的要求是：堿性氧化物（主要是氧化鈣）的含量要高，而酸性氧

9、化物（主要是二氧化硅和三氧化二鋁）的含量盡可能低，有害雜質(zhì)硫、磷含量也要低，強度高，塊度適宜。 2.2材料生產(chǎn)鐵前工藝的材料生產(chǎn)主要包括兩部分：燒結(jié)和球團2.2.1燒結(jié)工藝：燒結(jié)有鼓風(fēng)燒結(jié)和抽風(fēng)燒結(jié)。根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同又可分為帶式燒結(jié)和環(huán)式燒結(jié)。我廠采用帶式燒結(jié)機進行抽風(fēng)燒結(jié)。燒結(jié)機根據(jù)其抽風(fēng)面積的大小，有不同的規(guī)格。燒結(jié)有效面積是風(fēng)箱寬度和長度的生產(chǎn)乘積。帶式燒結(jié)機是燒結(jié)生產(chǎn)的主要設(shè)備，它是由鋪底料裝置、原料給料裝置、布料裝置、點火系統(tǒng)、燒結(jié)機主系統(tǒng)組成。可使燒結(jié)過程實現(xiàn)全部機械化，具有工作連續(xù)、生產(chǎn)率高及較好的勞動條件等優(yōu)點。燒結(jié)領(lǐng)域的許多先進技術(shù)及成果在日鋼燒結(jié)廠得到了較好的應(yīng)用。例如機頭機

10、尾平行四連桿重錘拉緊裝置、鋪底料裝置、篦條壓平裝置、新型點火器及多點柔性傳動裝置等。燒結(jié)機主系統(tǒng)主要由柔性傳動裝置、頭尾星輪、頭尾彎道、隔熱裝置、臺車、吸風(fēng)裝置、機架、尾部調(diào)節(jié)裝置和干油集中潤滑系統(tǒng)等系統(tǒng)所組成。主傳動機構(gòu)設(shè)在機頭部位，由柔性傳動裝置及頭部星輪等組成。一、柔性傳動裝置的主軸采用大型漲緊環(huán)無鍵連接，該傳動為兩點嚙合柔性傳動。具有1、體積??；2、速比大；3、輸出轉(zhuǎn)矩大；4、傳動平穩(wěn)等特點。二、頭部星輪主要負責(zé)將臺車從下部水平軌道運轉(zhuǎn)到上部水平軌道，同時完成臺車卸料，頭尾的異型彎道主要是將臺車從上部或下部平穩(wěn)的過渡到反向的水平軌道上。三、隔熱裝置是由四組隔熱水箱組成。其位于點火器與圓

11、輥給料機之間，主要是為了有效的對圓輥給料機和九輥布料器進行隔熱。隔熱水箱內(nèi)部通可循環(huán)的生產(chǎn)冷卻水。四、臺車由臺車本體、兩側(cè)欄板、端部密封板、臺車密封裝置、臺車輪、篦條、隔熱墊等組成。臺車采用高溫耐磨球磨鑄鐵整體鑄造。篦條裝在臺車體上，為了減少篦條傳給臺車的熱量，在臺車與篦條之間安裝隔熱墊。端部密封板用螺栓固定在臺車端部，有效地減少了臺車間的漏風(fēng)。臺車體與風(fēng)箱之間的密封采用板簧式彈性密封裝置，通過與滑道直接的油脂進行可靠密封。圖2.2.1 燒結(jié)工藝流程圖2.2.2球團工藝：球團生產(chǎn)線的基本工藝流程：配料，烘干，潤磨，造球，篩分，布料，鏈篦機，回轉(zhuǎn)窯，環(huán)冷機 ，鏈板機，成品主要設(shè)備有：烘干機、潤磨

12、機、造球機、回轉(zhuǎn)窯、鏈篦機、環(huán)冷機、主抽風(fēng)機、高溫風(fēng)機等。圖2.2.2球團廠造球盤回轉(zhuǎn)窯主要由筒體與窯襯、滾圈、支承托輥、傳動裝置、液壓擋輪、窯頭窯尾密封裝置、燒嘴等組成。1、筒體和窯襯它是回轉(zhuǎn)窯的主體，筒體鋼板厚度在40mm左右，窯頭因為承重比較大，此處的鋼板要厚一些。窯的筒體的內(nèi)部打有耐材。為了更高的焙燒，窯頭窯尾均有密封裝置及風(fēng)冷套。2、傳動裝置回轉(zhuǎn)窯的傳動是電機、減速機帶動小齒輪，經(jīng)小齒輪與大齒圈嚙合來進行傳動。3、支承托輥回轉(zhuǎn)窯的支承裝置包括托輥、托輥軸承和軸承座。回轉(zhuǎn)窯窯體有兩組托輥進行支撐。因考慮滾圈受熱膨脹，托輥寬度稍大于滾圈的寬度。托輥的材質(zhì)硬度要比滾圈大。4、液壓擋輪 液壓

13、擋輪就是限制回轉(zhuǎn)窯）吃下或吃上時的極限開關(guān)。因為支承托輥要比窯胎寬一些，為使托輪與輪帶能夠上下移動，磨損均勻。在胎環(huán)的端面設(shè)有液壓擋輪?；剞D(zhuǎn)窯為傾斜安裝，液壓擋輪可防止窯體發(fā)生軸向位移。 3 煉鐵生產(chǎn)工藝流程3.1日鋼第二煉鐵廠介紹 日照鋼鐵煉鐵廠現(xiàn)有14座高爐在線生產(chǎn)（1#、2#高爐正在大修擴容），一煉鐵高爐容積分別為530m3兩座，816m3兩座，1080m3兩座，二煉鐵高爐容積1080m3八座,總爐容13492m3，日產(chǎn)煉鋼鐵水38000噸。第一煉鐵廠現(xiàn)有正式職工900余人，非正式職工200余人；第二煉鐵廠現(xiàn)有正式職工1300余人，非正式職工300余人。2012年煉鐵廠全面貫徹公司“穩(wěn)產(chǎn)

14、增效”的要求，立足公司的整體效益，確立“節(jié)能降耗”的概念。通過技術(shù)創(chuàng)新、節(jié)能挖潛，多項經(jīng)濟指標在國內(nèi)同行業(yè)中領(lǐng)先。3.2高爐煉鐵工藝流程  l. 煉鋼生鐵 化學(xué)成分的主要特點是含硅量比鑄造生鐵低，含硅量一般小于0.85，是煉鋼的主要原料。日鋼煉鐵的產(chǎn)品全部為煉鋼生鐵。 2.非煉鋼生鐵。 （l）鑄造生鐵，含硅量較煉鋼生鐵高，一般含硅量大于1.2，有多種牌號，主要用于鑄造生產(chǎn)。 （2）含釩生鐵。是指用含釩鈦鐵礦石冶煉的含釩鈦的生鐵。3.煉鐵副產(chǎn)品 煉鐵副產(chǎn)品包括煉鐵水渣、礦渣棉、礦渣和高爐煤氣等。水渣、礦渣主要做水泥原料使用；高爐煤氣用于自備發(fā)電廠使用。圖3.2 煉鐵工藝流程圖

15、 煉鐵主要原料為燒結(jié)礦和球團礦，并摻入富塊礦，以少量硅石和螢石作熔劑，焦碳作燃料（也是還原劑）。這些原料、輔料和燃料經(jīng)配料、稱量后，由斜橋料車上料，經(jīng)高爐爐頂送入高爐爐內(nèi)進行冶煉。冶煉過程中由熱風(fēng)爐向高爐爐膛鼓入熱風(fēng)助焦碳燃燒，同時向爐內(nèi)吹氧和噴吹煤粉。焦碳燃燒后生成煤氣，熾熱的煤氣在上升過程中把熱量傳遞給爐料，原、輔料隨著冶煉過程的進行而下降。在爐料下降和煤氣上升過程中，先后發(fā)生傳熱、還原、熔化、滲碳等過程使鐵礦還原生成鐵水。同時燒結(jié)礦等原料中的雜質(zhì)與加入爐內(nèi)的熔劑相結(jié)合而生成爐渣。高爐煉鐵是連續(xù)生產(chǎn)，生成的鐵水和爐渣不斷地積存在爐缸底部，到一定時間后打開高爐出鐵口，出鐵出渣。從出鐵口出來的

16、鐵水通過高爐出鐵場的鐵溝、撇渣器等流入鐵水罐車的鐵水罐內(nèi)，熱裝送往煉鋼廠煉鋼。當(dāng)鐵水用于煉鋼有富余時，則將部分鐵水送鑄鐵機澆注冷卻成鑄鐵塊。高爐渣由出鐵場的渣溝流出，采用茵芭法水渣處理，由皮帶輸送到新型建材廠。高爐冶煉時產(chǎn)生的高爐煤氣為煉鐵廠的副產(chǎn)品，經(jīng)重力除塵器和布袋除塵器兩級除塵再經(jīng)TRT余壓發(fā)電系統(tǒng)后供熱風(fēng)爐燒爐和發(fā)電廠發(fā)電。 高爐煉鐵生產(chǎn)非常復(fù)雜，除了高爐本體以外，還包括有供料系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)、渣鐵處理系統(tǒng)、煤氣處理系統(tǒng)、噴吹系統(tǒng)。通常，輔助系統(tǒng)的建設(shè)投資是高爐本體的45倍。生產(chǎn)中，各個系統(tǒng)互相配合、互相制約，形成一個連續(xù)的、大規(guī)模的高溫生產(chǎn)過程。高爐開爐之后，整個系統(tǒng)必須日以

17、繼夜地連續(xù)生產(chǎn)，除了計劃檢修和特殊事故暫時休風(fēng)外，一般要到一代壽命終了時才停爐。（對生產(chǎn)各環(huán)節(jié)要求標準高，高爐整個系統(tǒng)穩(wěn)定，爐況才會穩(wěn)定。）4煉鋼生產(chǎn)工藝4.1轉(zhuǎn)爐冶煉過程先加廢鋼和鐵塊（廢鋼、鐵塊由廢鋼料場提供，經(jīng)過廢鋼槽吊運至轉(zhuǎn)爐平臺），再兌鐵水，然后開始下氧槍吹煉，吹煉過程是造渣的過程，造渣料主要有石灰、白云石、鎂球、螢石、燒結(jié)礦.金屬化球團（由上料系統(tǒng)提供，散狀料由地下料倉通過皮帶傳輸?shù)礁呶涣蟼}，每座轉(zhuǎn)爐配有10個高位料倉，分別存放以上輔料，加料操作由一助通過電腦控制），通過造渣來進行脫P、脫S，供氧時間一般為13分鐘左右，當(dāng)溫度和脫P、脫S達到要求時，就可以倒?fàn)t進行拉碳、測溫、取樣，

18、確認合適后，進入出鋼階段，出鋼由爐后操作室控制，出鋼過程由合金工負責(zé)加入各種合金（由皮帶輸送到合金料倉，通過電腦操作，經(jīng)過計量給料器加入鋼包），出鋼時間一般為4-6分鐘，合金和增碳劑隨鋼水流加入鋼包，出鋼完畢由鋼包車將鋼水輸送到吹氬站或精煉爐，我廠現(xiàn)有120噸LF精煉爐五座，吹氬采用底吹，吹氬起到均勻鋼水成分和溫度的作用，吹氬時間大于8分鐘，使夾雜物充分上浮，吹氬完畢進行成品取樣和測溫，最后加入3-6包鋼包覆蓋劑（保溫、防止二次氧化），起吊上連鑄或精煉（根據(jù)冶煉鋼種需要）。 圖4.1 轉(zhuǎn)爐工藝流程4.2連鑄機設(shè)備4.2.1連鑄機構(gòu)造連鑄主要設(shè)備由鋼包、中間包、結(jié)晶器、結(jié)晶器振動裝置、二次冷卻和

19、鑄坯導(dǎo)向裝置、拉坯矯直裝置、切割裝置、出坯裝置等部分組成。圖4.2.1 連鑄機構(gòu)造4.2.2連鑄流程按結(jié)晶器是否移動可以分為兩類： 一類是固定式結(jié)晶器（包括固定振動結(jié)晶器）的各種連鑄機，如立式連鑄機、立彎式連鑄機、弧形連鑄機、橢圓形連鑄機、水平式連鑄機等； 另一類是同步運動式結(jié)晶器的各種連鑄機。這種機型的結(jié)晶器與鑄坯同步移動，鑄坯與結(jié)晶器壁間無相對運動，適合于生產(chǎn)接近成品鋼材尺寸的小斷面或薄斷面的鑄坯,如雙輥式連鑄機、雙帶式連鑄機、單輥式連鑄機、單帶式連鑄機，輪帶式連鑄機等。 按鑄坯斷面形狀分為:方坯連鑄機、圓坯連鑄機、板坯連鑄機、異型連鑄機、方/板坯兼用型連鑄機等.按鋼水的靜壓頭分為:高頭型

20、、低頭型和超低頭型連鑄機等。臺數(shù) 凡是共用一個盛鋼桶，澆注1流或多流鑄坯的1套連續(xù)鑄鋼設(shè)備稱為1臺連鑄機。機數(shù) 凡具有獨立傳動系統(tǒng)和獨立工作系統(tǒng)，當(dāng)它機出現(xiàn)故障，本機仍能照常工作的一組連續(xù)鑄鋼設(shè)備，稱之為1個機組。1臺連鑄機可以由1個機組或多個機組組成。流數(shù) 1臺連鑄機能同時澆注鑄坯的總根數(shù)稱之為連鑄機的流數(shù)。 1臺連鑄機有1個機組，又只能澆注1根鑄坯，稱為1機1流；若1臺連鑄機有多個機組，又同時能夠澆注多根鑄坯，稱其為多機多流；1個機組能夠同時澆注2根鑄坯的稱為1機2流。(1)、 規(guī)格的表示方法 弧形連鑄機規(guī)格表示方法為：aRb-C a組成1臺鑄機的機數(shù)，機數(shù)為1時可以省略； R機型為弧形或

21、圓形連鑄機； b連鑄機的圓弧半徑，m，若橢圓形鑄機為多個 半徑之乘積，也表示可澆鑄坯的最大厚度： 坯厚= b/(3036) mm C表示鑄機拉坯輥輥身長度，mm，還表示可容納 鑄坯的最大寬度： 坯寬=C(150200) mm吹氬站或精煉爐出來的鋼水經(jīng)過天車吊運到連鑄平臺，經(jīng)過測溫，鋼水上大包回轉(zhuǎn)臺，大包回轉(zhuǎn)臺起到連澆的作用，大包為60T鋼包，由液壓驅(qū)動的滑動水口來控制水口的開關(guān)，大包鋼水注入中間包，中間包正常澆注液位800mm，容量35t，主要功能是盛放鋼水、分流、均勻成分、保溫、凈化鋼水等，連鑄機現(xiàn)在采用塞棒控制，鋼水從中包出來進入結(jié)晶器，結(jié)晶器是連鑄系統(tǒng)的心臟，我廠板坯連鑄機現(xiàn)使用的結(jié)晶器

22、長900mm，主要起到冷凝鋼水、成型作用，中包到結(jié)晶器采用浸入式水口+保護渣保護澆注，起到防止鋼水二次氧化和保溫作用，結(jié)晶器出來的鑄坯帶液芯，經(jīng)過二冷室（扇形段），扇形段主要由輥道和冷卻水系統(tǒng)組成，為汽水霧化冷卻，鑄坯經(jīng)過二冷室達到完全冷卻的目的，二冷室出來的鋼坯經(jīng)過拉坯矯直機，拉矯機主要功能是拉坯和矯直鋼坯（連鑄為弧形），拉矯機出來的鋼坯到達火焰切割機，火焰切割機根據(jù)設(shè)定的定尺進行切割，然后經(jīng)過輸出輥道將切割好的鑄坯送到冷床，鑄坯在冷床上達到冷卻和翻轉(zhuǎn)矯直的目的，最后進行熱送或碼跺，我廠現(xiàn)在基本實現(xiàn)熱裝熱送。 4.3 1580帶鋼廠工藝介紹日照鋼鐵有限公司1580mm熱軋帶鋼廠設(shè)計生產(chǎn)能力為

23、：200萬噸/年。為了實現(xiàn)高比例HCR（熱裝）、DHCR（直接熱裝）工藝，節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本，工廠采用同二煉鋼連鑄相鄰的緊湊式布置模式。除鱗系統(tǒng)采用180bar高壓水多段除鱗工藝，以提高產(chǎn)品表面質(zhì)量在成品尺寸精度控制方面采用的技術(shù)有：粗軋R1采用自動寬度控制，短行程液壓AGC；熱卷箱采用了無芯移送和邊部保溫技術(shù)，以減小中間坯頭尾溫差；精軋機長行程液壓AGC，工作輥彎輥、竄輥系統(tǒng)；日照鋼鐵有限公司1580mm熱軋帶鋼廠2006年投產(chǎn)，設(shè)計年產(chǎn)值200萬噸/年。為了實現(xiàn)高比例HCR（熱裝）、DHCR（直接熱裝）工藝，節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本，工廠采用同煉鋼連鑄相鄰的緊湊式布置模式。圖4.3 煉鋼

24、工藝概述4.3.1 1580帶鋼廠工藝流程圖圖4.3 1580帶鋼廠工藝流程圖4.3.2 飛剪介紹飛剪位于熱卷箱后，精軋機組前，主要用于切去中間坯不規(guī)則的頭部和尾部,以便于精軋機的咬入。設(shè)備形式：轉(zhuǎn)鼓式 ，兩對刀片，一對弧形刀片用于切頭，一對弧形刀片用于切尾。剪刃在轉(zhuǎn)鼓上呈90°布置。4.3.3 精軋機組介紹精軋機組設(shè)備為1580mm熱軋帶鋼廠的核心設(shè)備，位于精除鱗箱后、層冷輥道之前。前接熱卷箱飛剪區(qū)，后接層流冷卻卷取區(qū)。其主要用于將粗軋軋制出來的中間坯軋制成成品帶鋼。精軋機組由7臺長行程AGC液壓壓下、帶竄輥和正彎輥板型控制系統(tǒng)的四輥不可逆軋機F1- F7組成，每兩臺軋機之間間距為

25、5500 mm。機架間還設(shè)置有活套輥、側(cè)導(dǎo)板、導(dǎo)衛(wèi)裝置等。同時為便于精軋機軋輥的更換還配備有快速換輥裝置及快速標高調(diào)整裝置。4.3.41580熱連軋計算機控制系統(tǒng)簡述1580熱軋帶鋼計算機控制系統(tǒng)是由北科大國家高效軋制工程研究中心自主設(shè)計開發(fā)的全新控制系統(tǒng)。帶鋼熱連軋生產(chǎn)是當(dāng)今應(yīng)用計算機控制最為成熟的一個領(lǐng)域，其控制范圍包括了整個生產(chǎn)過程，從加熱爐入口到成品庫，包括了軋制計劃，板壞庫管理，數(shù)學(xué)模型，設(shè)備控制和板形質(zhì)量控制以及傳動數(shù)字控制等各個層次，是熱軋帶鋼自動化領(lǐng)域中最為龐大，最為復(fù)雜的控制系統(tǒng)，整個計算機控制系統(tǒng)按功能層次共分0-3級。1580熱軋生產(chǎn)線計算機控制系統(tǒng)分為四級系統(tǒng)：生產(chǎn)控制

26、級（2.5級），過程控制級（2級），基礎(chǔ)自動化（1級），傳動控制級（0級）。 該熱連軋計算機控制系統(tǒng)有如下特點：控制功能眾多而且集中。以帶鋼熱連軋精軋機組為例，7 個機架上集中了數(shù)十個機電設(shè)備的位置控制，20 多個液壓位置或恒壓力控制，自動厚度控制（前饋、反饋、偏心補償及監(jiān)控AGC），自動板形控制（前饋及反饋閉環(huán)自動板形控制），主速度（級聯(lián)）控制，6個活套高度、活套張力控制，精軋機組終軋溫度控制，自動加減及順序控制，總共將近 60 個回路，因此要求采用多控制器，控制器內(nèi)采用多處理器結(jié)構(gòu)。要求快速控制?，F(xiàn)代軋機設(shè)備控制及工藝參數(shù)控制的周期一般為 620ms。液壓位置控制或液壓恒壓力控制系統(tǒng)的控制

27、周期為 23ms，機電設(shè)備控制或工藝參數(shù)（厚度、寬度等）自動控制則亦應(yīng)小于20ms（溫度控制周期可以適當(dāng)放慢），這和以熱工參數(shù)（溫度、壓力、流量）為主的生產(chǎn)過程相比，控制周期約快 2040 倍。要求控制信息在各控制站之間能快速更新。特別是在精軋區(qū)域內(nèi)，多個控制功能聯(lián)系緊密且相互影響，并共享輸入和輸出模塊，因此要求數(shù)據(jù)信息在各控制站之間以及各 CPU 之間能快速更新。采用超高速光纖內(nèi)存映像環(huán)網(wǎng)，最快的數(shù)據(jù)更新時間可小于 1ms。功能間聯(lián)系緊密且相互影響。由于眾多功能最終的影響都將集中到精軋機軋輥、軋件之間的變形區(qū)，因此功能間相互影響顯著。例如，當(dāng)自動厚度控制系統(tǒng)調(diào)整壓下，控制厚度時，必將使軋制力

28、發(fā)生變化，從而改變軋輥輥系彎曲變形而影響輥縫形狀，最終影響出口斷面形狀和帶鋼平直度（板形），而當(dāng)自動板形控制系統(tǒng)調(diào)整彎輥控制斷面形狀及平直度時，必將改變輥縫形狀而影響出口厚度。又如，當(dāng)終軋溫度控制改變機架間噴水或加速度時，必將使各機架軋制溫度變化，最終又將會影響到出口厚度和板形。因此功能間要相互協(xié)調(diào)，相互傳遞補償信號。多個功能需共享輸入和輸出模塊。例如，AGC 和 APC 都是用輸出控制信號控制液壓壓下；活套高度控制和主速度級聯(lián)都是控制主電機速度；AGC和 ASC 都需要軋制力信號等。· L1配備8臺TDC多CPU高性能控制器，用于板形質(zhì)量控制及需要高速控制的速度、位置、活套張力、張

29、力卷取、AGC、AWC、AJC等的控制。· 整個自動化系統(tǒng)中大量采用現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)連接，包括現(xiàn)場遠程I/O，主輔傳動控制器和液壓站、泵站等子系統(tǒng)。· 各控制器通過以太網(wǎng)連接，實現(xiàn)與L2、HMI信息交換及遠程編程在線監(jiān)視功能。· 各個操作臺均設(shè)置HMI工控計算機和操作臺遠程I/O，可遠程監(jiān)控液壓站和潤滑站的正常運行。· 具有模擬軋鋼功能可用于離線設(shè)備程序調(diào)試，設(shè)備檢修后功能的檢驗確認。圖4.3.4 1580熱連軋計算機系統(tǒng)配置圖4.3.5軋制過程控制的基本內(nèi)容控制器特點：采用多 CPU 結(jié)構(gòu)的 TDC 高性能控制器。SIMATIC TDC（Technolog

30、y and Drives Control）控制器是德國西門子公司最新推出的一種數(shù)字控制系統(tǒng)，用于實時、多任務(wù)的復(fù)雜生產(chǎn)過程控制和需要高速運算的控制場合，如軋鋼過程控制等。采用 64 位背板總線技術(shù)，使得各模板之間的數(shù)據(jù)交換可以在處理器周期內(nèi)完成。SIMATIC TDC 還提供 GDM（GlobalDataMemory，全局數(shù)據(jù)內(nèi)存）以實現(xiàn) CPU 之間、控制器之間的高速數(shù)據(jù)交換。GDM 最多可以支持 44 個 TDC 控制器，836 個 CPU 模板之間的數(shù)據(jù)通訊。SIMATIC TDC 控制器的 CPU 采用 64 位 RISC 處理器，其性能是 SIMADYN D 控制器 PM6 CPU

31、性能的 3 倍。另外，TDC 系統(tǒng)還提供有快速數(shù)字量和模擬量模板，增量型、絕對值型高速計數(shù)器模板，工業(yè)以太網(wǎng)模板，Profibus-DP/MPI 模板等多種功能模板，以滿足不同的控制需求。CPU 為 64 位 RISC 處理器、266M Hz 時鐘頻率、32Mbyte SDRAM 內(nèi)存，最短循環(huán)掃描時間 100s，典型值為 0.3 mS；典型浮點運算時間 0.9s（乘法）。最快控制周期可小于1ms，適合于應(yīng)用在分布式生產(chǎn)過程的快速系統(tǒng)中。硬件集成化程度高，百分之百的工業(yè)級芯片，適用于各種溫度環(huán)境和工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境。 圖4.3.5 TDC圖樣4.4 2150帶鋼廠工藝介紹2150帶鋼廠于2008年1

32、2月4日成立。2150帶鋼生產(chǎn)線的熱軋生產(chǎn)線于2007年3月6日開始籌建，2008年8月9日正式開始設(shè)備安裝，于同年12月19日建成投產(chǎn)，設(shè)計年產(chǎn)量500萬噸。主要產(chǎn)品為b800N/mm2的各種普碳鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、低合金鋼、造船用鋼、螺旋焊管等鋼卷，產(chǎn)品規(guī)格主要為12002000mm×1.525.4mm (寬度×厚度)?？偨ㄖ娣e為86933平方米，工藝設(shè)備總重量為23730噸，生產(chǎn)線裝機總?cè)萘繛?39900KW。圖4.4 2150帶鋼廠工藝流程 2150帶鋼生產(chǎn)線設(shè)計年產(chǎn)量為500萬噸。主要產(chǎn)品鋼種為b800N/mm2的各種普碳鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、低合金鋼、造船用鋼、螺旋焊管

33、、花紋鋼、冷軋基料、汽車大梁及車輪用鋼、石油管線鋼、集裝箱用鋼等熱軋鋼卷，可生產(chǎn)產(chǎn)品規(guī)格寬度為11202040mm；厚度為1.525.4mm的熱軋卷板。產(chǎn)品主要銷往江蘇、上海、浙江、河北、山東、廣東、湖南等省市還出口至日本、韓國、歐洲、美洲以及東南亞等地區(qū)。 2150帶鋼廠始終踐行“創(chuàng)新日鋼、效益日鋼、品牌日鋼”的理念，合理調(diào)整帶鋼的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，不斷加大新產(chǎn)品開發(fā)力度?，F(xiàn)已能批量生產(chǎn)50多種板帶產(chǎn)品，其中集裝箱板SPA-H最薄批量生產(chǎn)軋制到1.6mm，并成為中集集團合格供貨商；船板鋼先后通過了八國船級社認證；生產(chǎn)的汽車大梁鋼510L、 610L也已經(jīng)初具規(guī)模；具有批量生產(chǎn)螺旋埋弧焊管用的熱軋鋼卷

34、L485MB等熱軋產(chǎn)品能力；S485、S360等管線專用鋼也開發(fā)成功；這些高端產(chǎn)品的生產(chǎn)使得2150帶鋼廠產(chǎn)品競爭力得到了極大的提高。 同時，2150帶鋼廠深入貫徹質(zhì)量、環(huán)境、職業(yè)健康管理體系，不斷健全完善體系內(nèi)容，按照 GB/T19001、GB/T24001、GB/T28001體系要求進行管理，現(xiàn)已在全體員工中形成了共識，促進了2150帶鋼廠持續(xù)健康快速發(fā)展，并通過了ISO9000體系認證審核和歐盟CE認證、八國船級社認證。4.5棒材廠工藝流程介紹棒材廠由棒材、盤螺兩條生產(chǎn)線組成，設(shè)計能力120萬噸，實際產(chǎn)能200萬噸。棒材生產(chǎn)線產(chǎn)品規(guī)格主要有：國標II級、國標III級、英標、日標、韓標16

35、-32各規(guī)格的直條螺紋鋼。盤螺生產(chǎn)線產(chǎn)品規(guī)格有HRB335、HRB400，8 14各規(guī)格盤螺，5.516各規(guī)格的盤圓，鋼種包括普碳鋼、PC鋼棒、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼三大類。全線共有18臺軋機，為保證產(chǎn)品尺寸精度，精軋機間設(shè)有6臺活套器，精軋后設(shè)有穿水冷裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)全線無扭控制軋制。生產(chǎn)1016螺紋鋼時采用三切分軋制；生產(chǎn)1822螺紋鋼時采用兩切分軋制技術(shù)。其中22兩切分軋制，是國內(nèi)首創(chuàng)，并獨家擁有該項技術(shù)，切分軋制能力處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。軋線主傳動采用全數(shù)字控制的直流電機,可實現(xiàn)全線自動化操作，最大軋制速度能夠達到18m/s。所用原料為連鑄坯，全部為熱送供給。棒材線全線共有18臺軋機，粗軋機組1#6

36、#，1-3架軋機規(guī)格為620mm，4-6架，軋機規(guī)格為500mm。中軋機組7#12#軋機規(guī)格為420、精軋軋機組13#18#軋機規(guī)格為320。全部為無牌坊、高剛度短應(yīng)力線軋機。軋機按照H/V平-立交替布置，可實現(xiàn)全線無扭轉(zhuǎn)軋制。H為水平軋機共九機架，V為立式軋機也是共有九架，其中14#16#18#是H/V平立可轉(zhuǎn)換軋機。軋機采用直流電機單獨傳動，傳動系統(tǒng)采用聯(lián)合減速機、可伸縮的萬向接軸，接軸托架采用移動式。飛剪軋線共安裝有4臺飛剪，用于切頭尾，和事故碎斷。1#飛剪安裝于粗軋機組后，用于切頭和事故碎斷。2#飛剪安裝在中軋機組后可切頭、切尾、事故碎斷，潤滑方式采用稀油集中潤滑和手動干油潤滑。3號飛

37、剪位于預(yù)水冷裝置后，用于軋件的頭尾剪切。飛剪的齒輪采用硬齒面、6級精度、SKF軸承。剪前設(shè)有擺動導(dǎo)槽，剪后設(shè)有轉(zhuǎn)轍器。4#飛剪又稱碎斷剪，在3號飛剪后，用于事故碎斷，飛剪的齒輪采用硬齒面、6級精度、SKF軸承?；钐籽b置本套軋線從第11機架到第19架軋機共設(shè)有6個活套裝置，其中含2個側(cè)活套（現(xiàn)改為立式），4個立活套，氣動操作，起套高度為0400mm。作用是使軋件形成活套以實現(xiàn)無張力軋制。水冷裝置在精軋機前后設(shè)有穿水冷卻裝置， 精軋機前水冷線長36510mm，1個水箱，精軋后水冷線長82735mm，4個水箱，水箱長度6030mm，水冷線上裝有水冷噴嘴和壓縮空氣噴嘴。通過控制水壓、水量、水箱數(shù)及每個

38、水箱的冷卻噴嘴數(shù)來控制精軋入口處軋件溫度及線材吐絲溫度。棒材線的外貿(mào)鋼種主要有：英標GR460、日標SD390、韓標SD400,16-32各規(guī)格的直條螺紋鋼。外貿(mào)產(chǎn)品的包裝一般要求端部噴漆，客戶對標牌和打捆例如打捆支數(shù)，打捆道次等有時會提出特殊要求。產(chǎn)品不得有各種軋制缺陷，以及在裝卸、運輸過程當(dāng)中帶來的散捆現(xiàn)象，因此打包操作和裝卸作業(yè)流程較內(nèi)貿(mào)復(fù)雜。§圖4.5棒材廠生產(chǎn)流程圖圖4.5.1 盤螺工藝流程圖4.6 H型鋼生產(chǎn)工藝流程H型鋼具有平行的腿部，便于機械加工和安裝，既美觀大方又省工省料。 u H型鋼以建筑業(yè)需求量最大，占60%，其次是機械行業(yè)及橋梁制造業(yè)。 u H型鋼在高層鋼結(jié)構(gòu)

39、建筑中用于基礎(chǔ)打樁，鋼結(jié)構(gòu)中的梁采用輕型H型鋼，承重柱采用重型H型鋼。 u H型鋼在民用住宅中用于鋼結(jié)構(gòu)中的梁、柱結(jié)構(gòu)件，主要用于承重框架梁、柱構(gòu)件。u 工業(yè)構(gòu)筑的鋼結(jié)構(gòu)承受重支架、管道支架、運輸橋支架，礦井支架及高爐爐體框，工業(yè)廠房梁、柱。u 石油化工及電力等工業(yè)設(shè)備支架。石油系統(tǒng)大量室外罐體、塔體及管道的支架構(gòu)件等。 生產(chǎn)工藝流程為：煉鋼1#連鑄機提供的連鑄坯原料稱重加熱爐加熱高壓水除鱗可逆式粗軋機1#擺動剪切頭切尾精軋機組連軋熱鋸切頭、取樣齒式步進冷床冷卻矯直機矯直橫移編組臺架編組定尺鋸切合格品碼垛（不合格品及短尺到剔除臺架改制線帶鋸改制）打捆稱重機稱重壓牌掛牌入庫發(fā)貨。 萬能軋機是一種

40、既有水平輥又有立輥的軋機 11架連軋組成： H型鋼、工字鋼：一架兩輥，五架萬能，一架軋邊，兩架萬能，一架軋邊，一架萬能的組合方式； 槽鋼采用一架兩輥，兩架萬能，一架兩輥，兩架萬能，一架軋邊，一架萬能，一架軋邊，一架萬能的組合方式。 這種組合排列，既保證了產(chǎn)品精度，又保證了產(chǎn)品形狀。 精軋機采用了無牌坊卡盤式可轉(zhuǎn)換緊湊式萬能軋機，軋機可以整體更換，換一架軋機用410分鐘。軋機采用離線裝配，在裝配車間軋機更換機器人上進行。軋機具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、鋼度高、可轉(zhuǎn)換成二輥軋機等優(yōu)點，這也是采用混合孔型系統(tǒng)的基礎(chǔ)條件 連軋機組采用自動微張力控制和級聯(lián)速度補償系統(tǒng)，提高了H型鋼的尺寸精度圖4.6 H型鋼工

41、藝標準5燒結(jié)廠燒結(jié)車控制系統(tǒng)設(shè)計5.1燒結(jié)車概述燒結(jié)有鼓風(fēng)燒結(jié)和抽風(fēng)燒結(jié)。根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同又可分為帶式燒結(jié)和環(huán)式燒結(jié)。我廠采用帶式燒結(jié)機進行抽風(fēng)燒結(jié)。燒結(jié)機根據(jù)其抽風(fēng)面積的大小，有不同的規(guī)格。燒結(jié)有效面積是風(fēng)箱寬度和長度的生產(chǎn)乘積。帶式燒結(jié)機是燒結(jié)生產(chǎn)的主要設(shè)備，它是由鋪底料裝置、原料給料裝置、布料裝置、點火系統(tǒng)、燒結(jié)機主系統(tǒng)組成?？墒篃Y(jié)過程實現(xiàn)全部機械化，具有工作連續(xù)、生產(chǎn)率高及較好的勞動條件等優(yōu)點。燒結(jié)領(lǐng)域的許多先進技術(shù)及成果在日鋼燒結(jié)廠得到了較好的應(yīng)用。例如機頭機尾平行四連桿重錘拉緊裝置、鋪底料裝置、篦條壓平裝置、新型點火器及多點柔性傳動裝置等。圖5.1 運行中的燒結(jié)車燒結(jié)車的平穩(wěn)運作是

42、燒結(jié)成功的重要環(huán)節(jié)，本設(shè)計采用PID調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)當(dāng)有誤差輸入時的燒結(jié)車運行情況5.2 PID理論基礎(chǔ)（1） 比例（P）控制比例控制是一種最簡單的控制方式。其控制器輸出與輸入誤差信號成比例關(guān)系。當(dāng)僅有比例控制時，系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差。（2） 積分（I）控制在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的金粉成正比關(guān)系。對一個自動控制系統(tǒng)，如果在進入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則成這個控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡稱有差系統(tǒng)。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項”。積分項對誤差取決于時間的積分，隨著時間的增加，積分項會增大。這樣，即便誤差很小，積分項也會隨著時間的增大而增大，它推動控制器輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進一步減小，直到等于零。因此，比例+積分（PI）控制器，可以使系統(tǒng)在進入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。（3）微分（D）控制在微分控制中，輸入與輸出誤差信號的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。自動控制系統(tǒng)在客服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會出現(xiàn)震蕩甚至失穩(wěn)。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后（delay）組件，具有抑