东北大学鞍钢实习报告.doc

目录引言2第一章 冷轧厂生产实习报告7第一节 冷轧厂的生产流程及工艺7第二节 自动化学科知识在冷轧厂中的应用10第二章 热轧厂生产实习报告11第一节 热轧厂的生产流程及工艺11第二节 自动化相关知识在热轧厂中的运用15第3章 炼钢厂生产实习报告17 炼钢厂的生产流程及工艺17第四章 大型厂生产实习报告21第一节 大型厂的生产流程及工艺21第2节 步进式加热炉自动控制系统28实习总结29鸣谢30参考文献30引言一、实习目的生产实习是自动化专业教学计划中重要的实践性教学环节。学生在较系统地完成了公共基础课、技术基础课和部分专业课的学习后，通过生产实习，使学生进一步巩固和深化学过的基础理论和专业理论知识。学会运用所学知识分析现场实际问题，培养积极探索和不断进取的创新精神，为后续课程的学习和毕业设计打下坚实的基础。学生通过生产实习，可以进一步接踤储和认识社会，提高社交能力，树立劳动观念、集体观念、纪律观念和创业精神。二、实习任务本次实习安排在鞍山钢铁股份有限公司进行，主要包括：炼钢厂、冷轧厂、热轧厂、大型厂。（1） 通过现场观察，熟悉冶金工业生产工艺流程和典型控制系统的构成、功能及特点；了解冶金工业企业的基础自动化、过程自动化、管理自动化和生产组织管理系统的组成结构、典型设备。（2） 通过听取相关工程技术人员和企业管理者的报告，了解现代工业企业的各种管理、工艺、控制现状和未来的发展趋势。三、实习内容及要求实习内容：（1） 企业安全教育（2） 现场专家和工程技术人员讲课（3） 参观考察生产流程通过实习要达到以下目的：（1） 了解企业的生产环境、生产过程的基本特点（2） 了解企业生产过程的基本原理、方法和原则（3） 如有必要，可以应企业要求，完成一些技术服务工作，或提出建议和意见四、实习单位概况 鞍山钢铁集团公司总部坐落在辽宁省鞍山市，鞍山地区铁矿石资源丰富，已探明的铁矿石储量约占全国储量的四分之一。周围还蕴藏着丰富的菱镁石矿、石灰石矿、粘土矿、锰矿等，为黑色冶金提供了难得的辅助原料。中长铁路和沈大高速公路穿过市区，大连港、营口港、鲅鱼圈港与海内外相通，交通运输条件便利。 鞍钢始建于1916年，前身是日伪时期的鞍山制铁所和昭和制钢所。1948年鞍钢成立，是新中国第一个恢复建设的大型钢铁联合企业和最早建成的钢铁生产基地，被誉为“中国钢铁工业的摇篮”、“共和国钢铁工业的长子”。60年来，鞍钢为国家经济建设作出了巨大贡献，累计生产钢3.81亿吨、铁3.75亿吨、钢材2.77亿吨；上缴利税1245亿元，相当于国家对鞍钢投入的23倍。鞍钢累计向祖国各地输送了近6万名优秀干部、工程技术人员和技术工人，为各地培养了11万余名各类人才。经过六十年的建设和发展,目前钢铁主业已形成鞍山、鲅鱼圈、朝阳三大生产基地的发展格局，具有钢、铁、钢材2500万吨的综合生产能力，成为以汽车板、家电板、集装箱板、船板、重轨、石油管、管线钢、容器板、冷轧硅钢等为主导产品的精品钢材生产基地。能够生产16大类钢材品种，120个产品细类，600个钢牌号，42000个规格的钢材产品，广泛应用于国民经济各领域。鞍钢股份公司和鞍钢集团矿业公司两大主体单位。鞍钢股份公司为鞍钢集团控股上市公司，分别在深圳和香港上市。鞍钢集团矿业公司为鞍钢集团全资子公司。 鲅鱼圈钢铁项目位于辽宁省营口市鲅鱼圈区，是鞍钢全流程自主设计、集成、施工建设的一座现代化精品钢材生产基地。拥有能源动力、焦化、烧结、炼铁、炼钢、轧钢以及原料仓储、成品码头、水库、铁路运输、理化检验等公辅配套设施设备，具备年产650万吨铁、650万吨钢、200万吨宽厚板和450万吨热轧板等系列钢铁产品的生产能力。主要生产未来市场需求有较大增长空间的高档次、高附加值的高强度板、造船板、舰艇板、桥梁板、容器板、工程机械板、管线板等专用中厚板及高端热轧薄板等精品板材，满足建筑桥梁结构、造船、机械、压力容器和管线等行业对高质量宽厚板及薄规格品种板材的需求，将板材产品生产规模化、系列化、高附加值化。特别是建设素有“轧 机之王”、世界上最大规格的5500mm宽厚板轧机，填补了国内空白，产品满足了国民经济的特殊需要。鞍钢鲅鱼圈钢铁项目的建设坚持自主创新与集成创新相结合，加强集成创新和消化吸收再创新，大力应用了具有自主知识产权的技术及国产装备。在项目建设的各个系统各个领域大量运用鞍钢自主创新和自主集成成果，实现了重点领域和关键环节的一系列新突破，成为中国首个自主设计、技术总负责、工艺技术最先进、装备水平和产品档次最高的现代化全流程钢铁厂。鞍钢营口鲅鱼圈钢铁项目建设的目标定位于世界一流钢铁精品生产基地和具有行业引领意义的实践循环经济与可持续发展的绿色概念钢铁工厂。在建设过程中，全面落实“减量、再利用、循环”的循环经济“3R”原则，通过循环经济运行模式，最大限度地增强对铁素资源、能源、水资源和固体废弃物的循环和再利用能力，年自发电量比例达到56，水循环利用率达97.8%，固体废弃物的综合利用率达到99.3，从根本上解决发展与环境的矛盾冲突。全面实践“绿色钢铁”理念，积极推进太阳能、风能、海水淡化等新能源的开发利用，其清洁生产指标达到国际先进水平，成为名副其实的绿色钢铁概念工厂。相关工厂介绍（1） 冷轧厂 鞍钢股份冷轧厂是中国冷轧板生产的摇篮和诞生地，于 1960 年建成投产，为当时中国第一家冷轧薄板生产厂。到 2004 年末，鞍钢股份冷轧厂已经成为拥有两条酸洗轧机联合机组、一条盐酸洗机组、两台新型可逆轧机、两条热镀锌机组、两条彩涂机组及后继深加工设备。能够生产热轧酸洗板、冷轧板、热镀锌钢板、彩色涂成板等多元化优质终端产品，以及代表冷轧工艺高水平的 05 级家电板和轿车板。年生产能力达到 350 万吨。产品出口日本、韩国及欧美等 30 几个国家和地区，数量品种不断增加，在国内外冷轧产品的市场占有率稳定提高。主导产品应用于汽车板、家电板及冷轧行业最高级别的轿车 05 级板。冷轧厂针对汽车行业、家电行业、门业、搪瓷业、建筑业、制造业等行业的特点，已经成功地开发了德国标准 St 系列、日本标准 SP 系列、超低碳、超深冲 IF 钢系列、链条用钢系列、低碳低硅冷板系列、搪瓷钢系列、自行车用钢板系列、烘烤硬化钢系列、含磷钢系列、客车车厢用钢板系列、家用电器钢板系列、低合金系列等具有高附加值的冷轧钢板产品。（2） 热轧带钢厂 热轧带钢厂是鞍钢股份有限公司下属的骨干成材厂，占地34.5万平方米。该厂的前身是1958年和1956年建成投产的原半连轧厂的第二初轧厂。“九五”期间，热轧带钢厂对原有设备进行了“脱胎换骨”式技术改造，目前拥有1780、1700ASP、两条具有国际一流技术装备水平的热轧带钢生产线，年生产能力650万吨。 1780生产线介绍： 1780生产线是在原鞍钢半连轧厂的基础上新建而成的，按照“高起点、少投入、高效益”的技术改造原则，于1997年5月开始动工，全面引进日本三菱集团轧机的成套技术，集纳美国、德国、加拿大等有关计算机、液压、仪表之所长，属当今世界上最先进的第四代热轧机带钢机组，于2000年5月6日正式竣工投产。产品质量、成材率、能耗、劳动生产率、环保等各项指标均达到国际水平，年设计能力350万吨，产品规格为热轧板卷1.219mm 1630mm，最大卷重30t。 1700ASP生产线介绍： 1700ASP生产线是字原鞍钢第二初轧厂的基础上改建而成的，是我国首次完全依靠自己的技术力量，创造性开发的中薄板坯连铸连轧工艺技术、生产流程及国产化设备，是首条自行设计、制造、软件编程、施工、调试、技术总负责，并拥有全部知识产权的新型短流程生产线。其工艺方案总结了当今世界热轧短流程生产线的经验，充分消化吸收了已引进的技术，布置紧凑工艺合理、先进、完整，具有高效、高质、节能、高灵活性的特点，同时使我国的连铸连轧工艺技术跟上了世界的发展水平，并有其独到的创新，为新的投资者提供了一种全新的连铸连轧生产工艺，同时也为现有钢厂的产品结构调整和技术改造提供了成功的范例，具有推广意义。年生产能力达到300万吨，产品规格为1.5-10.0mm900-1550mm，最大卷重21t。（3） 炼钢厂鞍钢股份第一炼钢厂 鞍钢股份第一炼钢厂是一座已有70年历史的老厂，始建于日伪时期的1933年6月，原来一直采取平炉、模铸配套生产，设计水平仅年产钢58万吨。随着改革开放的不断深入，市场竞争的日益激烈，一炼钢厂克服了设备陈旧落后、劳动条件恶劣、生产能力低下、生产成本高、产品单一等实际问题，本着高起点、低投入、快产出、高效益的原则，经过几代人的不懈努力，不断对旧的生产设备和工艺规程进行改造，充分发挥体制创新、技术创新、管理创新工作成果，走出了一条老企业改造创新发展之路。1997年10月28日一炼钢厂建成3座（公称100吨）氧气顶吹转炉，整体装备水平和工艺水平达到国内同类转炉的一流水平。1998年4月6日9号平炉停炉拆除，一炼钢厂告别平炉，实现全转炉生产。2000年1月3日建成年设计生产能力为80万吨的1号方坯铸机；2000年3月22日建成年设计能力为120万吨的大板坯铸机，同期建成脱硫扒渣、LF/VD等精炼配套设施；2000年12月24日，鞍钢股份第一炼钢厂淘汰模铸工艺，实现全连铸生产。2001年10月28日设计年产为80万吨的现代化2号方坯铸机生产线一次热负荷试车成功；2002年6月13日，鞍钢股份大型厂连轧作业区划归一炼钢厂；至此鞍钢股份第一炼钢厂主体设备全面完成升级换代，形成了铁水预处理-氧气顶吹转炉-炉外精炼-连铸机-连轧装备一流的现代化生产工艺格局，已具备年生产350万吨钢、坯能力。鞍钢股份一炼钢厂位于鞍钢厂区中部，占地面积27.33万平方米，全厂共设五个作业区，四室一办。在厂全体干部、职工的一致努力下，已经通过了ISO9002质量管理体系，ISO14001环境管理体系和职业安全健康管理体系认证。作为鞍钢大方坯、厚板坯的主要生产基地，鞍钢股份第一炼钢厂已经能够冶炼出普通结构钢、合金钢、低合金钢、优质钢、超低碳钢、管线钢等370个钢种；开发研制的PD3（200）高强度重轨、S355N磁悬浮列车等钢种填补了国内空白。伴随建立现代企业制度的铿锵脚步，本着顺应时代潮流，不断追求卓越、追求创新的原则，鞍钢股份一炼钢厂正向着世界一流钢铁企业目标昂首挺进。鞍钢股份第二炼钢厂鞍钢钢股份有限公司第二炼钢厂位于鞍钢中部厂区，占地面积 42.96 万平方米。全厂下设 7 个生产作业工区。 第二炼钢厂是有着半个世纪历史的老炼钢厂，通过不断改造，特别是“九五”以来，加速老企业改造步伐，装备水平大幅度提升。全厂现拥有主要生产设备：公称容量 600 吨和 1300 吨混铁炉各 2 座， 3 套铁水预处理装置，公称容量 3 座 100 吨顶吹转炉， 2 座 150 吨、 1 座 180 吨， 2 台小方坯、 1 台超低头板坯和 2 台大板坯连铸机。年产钢能力 800 万吨。 主要产品为连铸坯。目前，可生产冷轧轿车板钢、冷轧硅钢、船体用结构钢、集装箱用钢、石油天然气输送管用钢、锅炉用钢和桥梁用钢等 200 多个钢种。 全厂以“建精品基地，创世界品牌”为发展目标，不断推进自主创新，积极开发和引进先进炼钢技术，大力实施当代企业管理方法，有效控制烟尘污染，实现煤气、蒸汽回收，努力保持企业的可持续性发展。鞍钢股份第三炼钢连轧厂 成立于2006 年5月19 日的鞍钢股份有限公司最年轻的生产单位。全线由鞍钢自主设计、自主集成、自己施工，设备国内制造，从规划设计到建设投产的全过程，遵循经济效益与环境效益、社会效益 的和谐统一，融入了现代循环经济的崭新理念，配套了当今世界最先进的环保设施和能源回收设备，是高效、紧凑、节能和生态保护型的现代化短流程生产线。该厂是目前国内首条拥有完全自主知识产权 的集“炼钢 - 连铸 - 连轧”多工艺于一体的现代 化大规模钢铁生产线，主体设备包括 3 座 260 吨 转炉， 2 座 LF 钢包精炼炉， 2 座 RH 真空处理 装置， 2 台中薄板坯连铸机，一套 2150mm 热连轧机组，设计年生产钢 750 万吨，钢材 500 万吨。（4）大型厂 鞍钢股份大型厂重轨生产线始建于1953年，是我国恢复建设时期著名的鞍钢三大工程之一，在半个世纪里为共和国铁路建设作出了举足轻重的贡献。从1997年到2001年，我国铁路运输实施4次大幅度提速，建成高等级、高速度的铁路大动脉成为我国十五期间铁路发展的重点。顺应这一潮流，鞍钢股份重轨生产线从2001年年初开始了历史上最大规模的技术改造。 重轨生产线的改造分两期进行。一期改造侧重于后部精整工序，引进德国西马克公司世界先进水平的平立复合矫直机和四面压力矫直机，解决了钢轨平直度不高以及两端存有矫直盲区的技术难题；采用国际先进的重轨加工线纵向布局，使生产线具备了生产50米长重轨的生产能力；建设了具有平直度检测、涡流和超声波探伤等多功能的现代化钢轨在线检测中心。这次改造于2001年4月1日竣工投产，一举令产品规格和控制精度实现了历史性的突破。二期改造于2001年6月开工，瞄准生产时速300公里以上的高速、高强度钢轨，在国内首家引进世界先进技术水平的钢轨万能轧机。 经过两次历史性的技术变革，鞍钢股份跨入了国际先进重轨生产企业行列，建成了拥有世界先进技术装备、集生产与科研于一体的高速重轨精品基地，成为国内重轨生产品种最全、档次最高的钢铁企业。凭借高纯净度、高强度、高精度、高平直度的产品性能，形成了明显的市场竞争优势，鞍钢股份重轨在国内稳居三分之一以上的市场份额。第一章 冷轧厂生产实习报告第一节 冷轧厂的生产流程及工艺冷轧厂介绍鞍钢股份冷轧厂是中国冷轧板生产的摇篮和诞生地，于 1960 年建成投产，为当时中国第一家冷轧薄板生产厂。到 2004 年末，鞍钢股份冷轧厂已经成为拥有两条酸洗轧机联合机组、一条盐酸洗机组、两台新型可逆轧机、两条热镀锌机组、两条彩涂机组及后继深加工设备。能够生产热轧酸洗板、冷轧板、热镀锌钢板、彩色涂成板等多元化优质终端产品，以及代表冷轧工艺高水平的 05 级家电板和轿车板。年生产能力达到 350 万吨。产品出口日本、韩国及欧美等 30 几个国家和地区，数量品种不断增加，在国内外冷轧产品的市场占有率稳定提高。主导产品应用于汽车板、家电板及冷轧行业最高级别的轿车 05 级板。冷轧厂针对汽车行业、家电行业、门业、搪瓷业、建筑业、制造业等行业的特点，已经成功地开发了德国标准 St 系列、日本标准 SP 系列、超低碳、超深冲 IF 钢系列、链条用钢系列、低碳低硅冷板系列、搪瓷钢系列、自行车用钢板系列、烘烤硬化钢系列、含磷钢系列、客车车厢用钢板系列、家用电器钢板系列、低合金系列等具有高附加值的冷轧钢板产品。生产工艺生产过程中由于不进行加热，所以不存在热轧常出现的麻点和氧化铁皮等缺陷，表面质量好、光洁度高。而且冷轧产品的尺寸精度高，产品的性能和组织能满足一些特殊的使用要求，如电磁性能、深冲性能等。通过鞍钢冷轧厂的技术人员的讲解可知，冷轧的流程大致如下：热带酸洗（大多数用稀盐酸）轧制纵剪退火（分光亮退火和黑退火）平整拉矫打包入库 。酸洗机组功能： 掉热轧钢带表面氧化铁皮。 改善原料板形。 把热轧小卷合并成大卷。如图1-1所示。图1-1轧机机组功能： 钢带轧薄 (满足客户厚度需求） 改善表面质量（轧后钢带光洁）图1-2 精整线由罩式炉（功能：消除轧后钢带加工硬化，光洁钢带表面）、平整机组（功能：消除退火钢带屈服平台、改善板形质量）、纵剪重卷机组(功能:分卷/涂油/切边)构成，其中罩式炉为氮氢光亮式再结晶退火，由炉台24座，加热罩12个，冷却罩12个，内罩24个，炉台中间对流板144个，最终冷却台12个组成；主要退火钢种为CQ、DQ；平整机组采用恒压力和恒延伸率控制、干/湿两种平整方式生产，机组最大速度为600m/min；重卷、纵剪机组由开卷机、圆盘剪、静电涂油机及卷取机组成，最大速度200m/min。原理如图1-3.图1-3第二节 自动化相关知识在冷轧厂中的运用在冷轧厂中电机起了非常重要的作用，下面就从电机入手讲解一下本专业知识在冷轧厂中的运用。冷轧的简要过程如图1-4所示：其中对于直流电机的控制在第一章中已经有比较详尽的阐述再此不多说。下面只要对以太网在冷轧中的运用进行阐述，随着计算机在工厂中的广泛运用，每一个企业都各自建立了自己各种各样的工业网络。如图1-5所示。组合机床万能轧机淬火机步进炉直流电机1100 3600kw电机 钢坯钢坯加热到1200度图1-4图1-5工业以太网是基于IEEE 802.3 (Ethernet)的强大的区域和单元网络。利用工业以太网，SIMATIC NET 提供了一个无缝集成到新的多媒体世界的途径-企业内部互联网(Intranet)，外部互联网(Extranet)，以及国际互联网(Internet) 提供的广泛应用不但已经进入今天的办公室领域，而且还可以应用于生产和过程自动化。继10M波特率以太网成功运行之后，具有交换功能，全双工和自适应的100M波特率快速以太网(Fast Ethernet，符合IEEE 802.3u 的标准)也已成功运行多年。采用何种性能的以太网取决于用户的需要。通用的兼容性允许用户无缝升级到新技术。第2章 热轧带钢厂生产实习报告第1节 热轧厂生产流程与工艺 冶炼是炼钢的过程，冶炼过程主要由转炉部分完成，其具体过程是：高炉冶炼后的铁水运送到脱硫工艺，用来去除铁水中的硫元素，防止硫元素对钢板性能的影响。脱硫后，再转入转炉生产，在转炉中进行提炼，后，送入精练环节，再进行连铸连轧了。 冶炼过程中，转炉工艺是很重要的环节，围绕转炉组成的一系列自动控制系统成为冶炼过程中所有控制系统的核心。转炉炉体可转动，用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。转炉炉体用钢板制成，呈圆筒形，内衬耐火材料，吹炼时靠化学反应热加热，不需外加热源，是最重要的炼钢设备，也可用于铜、镍冶炼。靠转炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分（如碳、锰、硅、磷等）与送入炉内的氧进行化学反应所产生的热量，使金属达到出钢要求的成分和温度。炉料主要为铁水和造渣料（如石灰、石英、萤石等），为调整温度，可加入废钢及少量的冷生铁块和矿石等。 在转炉中存在着一些主要环节：转炉氧枪系统、转炉旋转控制系统、散料下料系统、铁合金下料系统、余热锅炉系统与煤气回收系统。在控制器选择上，都选用了西门子公司生产的逻辑可编程控制器，为了便于操作监控，采用了人机画面，人机画面的制作利用了wincc软件，利用这种监视控制界面，操作人员可以方便的修改参数，即时对生产过程进行监视。 图2-1在执行机构的选择上，采用了直流系统，相比交流系统，直流系统更加稳定，便于控制，但造价过高。由于采用了直流装置，就需要一套变流装置。实际采用的是400V交流电的整流装置，把交流电转换成为直流电供电极使用。 下面就对转炉系统中主要控制系统进行简述。 1. 转炉旋转控制系统 转炉旋转系统主要是对电极的控制，要求驱动的几台电极同步运转。同时要对旋转速度进行控制。可利用测速传感器引入反馈，精确控制转速。 2. 转炉氧枪控制系统 氧枪是向炉内喷送氧气的一种装置，其位置变化包括有氧枪的升降，平移。由氧枪的移动来控制向炉内喷洒氧气位置，用调节阀控制氧气流量从而来控制冶炼过程。氧枪升降靠执行电极控制，此外，还要有相应的检测氧枪高度的检测装置，形成一个反馈，达到精确控制氧枪位置的目的。氧气流量由调节阀来控制，在冶炼过程中，氧气量是很重要的一个参数，为了达到精确控制氧气的目的，可能还有相应的氧气流量检测环节精确控制氧量。 3. 加料系统 对于加料系统则相对简单，其设备主要包括振动给料器，扇形阀，氮封阀等。振动给料器是用来使给料充分散开使其分布均匀使物料在冶炼过程中充分作用。扇形阀则用来控制物料流量大小的。在物料中，由于加入了煤气，为了防止煤气泄露危害周围人员，加入了氮封阀，在重点处，还有煤气检测报警装置。当给定一个物料数值后，控制器产生一个控制信号，使阀门与扇形阀动作控制物料流量。 图2-2 图2-34. 余热回收系统 在转炉冶炼过程中，会产生大量热量与高温咽气，若不对其进行处理回收，会白白浪费，余热回收系统的建立，便可以对这些高温气体进行回收利用了。在冶炼中，要对炉体时时冷却，防止炉体过热损坏设备，这样就会产生大量高温蒸汽这些蒸汽也可以进行回收利用。不论是炉体冷却还是咽气冷却，都要用到冷却水，工业上对冷却水的选取要求是十分严格的，其处理方法在后面有简述。 图2-4 5. 煤气净化与煤气回收系统 随着国家环保力度的加大，冶炼产生的大量烟气则必须通过有效的处理与回收才可排放，烟气回收系统不仅能对烟气进行有效处理，还能对其中的煤气进行回收利用。冶炼过程中产生的烟气中包含粉尘、废气、与煤气。 图2-5其工作原理大体如下：通过风机产生很大的风压，使经过余热回收后的气体进入除尘器，除尘有多种方式，像静电除尘。废气与煤气通过除尘器在风机带动下，进入下一环节。在系统中设置了煤气浓度分析器，他可以分析废气中煤气含量浓度，并将采集的数据送入PLC中，与规定浓度进行对比，若达不到规定浓度，则不进行回收，在点燃处做点燃处理。若达到规定浓度，打开调节阀，废气经过处理装置与水封逆止阀时，由于煤气不溶与水，分离出煤气，经过V行水封阀，送入煤气包。 经过精炼的钢经过连铸成为钢坯，接下来就是热轧了。 热轧是在高于合金再结晶温度的温度中使其软化后用轧辊把材料压成薄片或钢坯的横截面，使材料形变，但材料物理性质并无变化。 热轧板材生产线如下： 加热区 粗轧区 精轧区 卷曲区第2节 自动化学科知识在冷轧厂中的应用1.AWC自动宽度控制又分为反馈AWC控制与前馈的AWC控制。 在轧制过程中，由于受到冷却的影响，钢板温度无法始终保持恒定，是一个变量，钢板的温度与其硬度关系是反比的，即钢板温度越低，钢板硬度越大。对于轧机就要求有更大的轧制力来轧制。在反馈AWC中，设计人员在轧辊处设置了一个轧制里检测装置，将检测信号送入PLC中，在带入弹跳方程处理后，产生一个控制信号作用在轧辊上，达到时时依据钢板硬度调整轧制力，从而保证轧制质量。 反馈AWC 在轧制中，也同时存在着一些干扰，如电极可能会受电网波动的影响，会对轧制效果产生影响，设计人员又加入了前馈控制的AWC，实现更好的控制效果。 图 4.8 是在轧辊两侧设置两个宽度检测装置，将这两个信号同时送入PLC中，带入算法，得到的控制信号作用在轧辊上，通过这样的设置，矫正产生的误差。其框图如下： 图2-8是在轧辊两侧设置两个宽度检测装置，将这两个信号同时送入PLC中，带入算法，得到的控制信号作用在轧辊上，通过这样的设置，矫正产生的误差。其框图如下： 图2-9另外，要说明的是轧辊电机选择的是交流电机，采用变频器控制其转速。2. 在精轧系统中，有几个控制系统：AGC自动厚度控制，ASC自动板型控制，FDT冷却温度控制。AGC自动控制系统：AGC自动控制系统有基本的反馈AGC，原理同前面的反馈AWC，通过轧辊采集轧制力送入PLC带入弹跳方程产生控制信号作用轧辊，控制轧制厚度，其作用同前。 图2-10在但精轧中，钢板过精轧机的时间长，其温度是变化的，硬度也是变化的，这样可能会在钢板上轧出凹凸。为了克服这种问题，进入了监控AGC系统。 图2-11通过增加一个滞后监测仪，时时监测钢板厚度，将信号引入PLC中做PI控制，控制信号作用在后面的轧辊上，来保证后面轧辊轧制厚度相同，其系统框图如下： 图2-11第3章 炼钢厂生产实习报告第一节 炼钢厂的生产流程及工艺炼钢厂简介：鞍钢股份第三炼钢连轧厂成立于2006年5月19日，是目前国内首条拥有完全自主知识产权的集“炼钢-连铸-连轧”多工艺于一体的现代化大规模钢铁生产线。主体设备包括3座260吨转炉， 2 座LF钢包精炼炉，2 座 RH 真空处理装置，2 台中薄板坯连铸机，一套 2150mm 热连轧机组，全线由鞍钢自主设计、自主集成、自己施工，设备国内制造，从规划设计到建设投产的全过程，遵循经济效益与环境效益、社会效益的和谐统一，融入了现代循环经济的崭新理念，配套了当今世界最先进的环保设施和能源回收设备，是高效、紧凑、节能和生态保护型的现代化短流程生产线，设计年生产钢750万吨，钢材500万吨。转炉炼钢转炉炼钢是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程。转炉按耐火材料分为酸性和碱性，按气体吹入炉内的部位有顶吹、底吹和侧吹；按气体种类为分空气转炉和氧气转炉。碱性氧气顶吹和顶底复吹转炉由于其生产速度快、产量大，单炉产量高、成本低、投资少，为目前使用最普遍的炼钢设备。转炉主要用于生产碳钢、合金钢及铜和镍的冶炼。转炉炼钢主要是以液态生铁为原料的炼钢方法。其主要特点是：靠转炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分（如碳、锰、硅、磷等）与送入炉内的氧进行化学反应所产生的热量，使金属达到出钢要求的成分和温度。炉料主要为铁水和造渣料（如石灰、石英、萤石等），为调整温度，可加入废钢及少量的冷生铁块和矿石等。在转炉炼钢过程中，铁水中的碳在高温下和吹入的氧生成一氧化碳和少量二氧化碳的混合气体，即转炉煤气。转炉煤气的发生量在一个冶炼过程中并不均衡，且成分也有变化，通常将转炉多次冶炼过程回收的煤气经降温、除尘，输入储气柜，混匀后再输送给用户。转炉炼钢设备由转炉主体部分、供氧系统、铁水供应系统、散状原料供应系统，废钢供应设备、铁合金供应设备、出渣和出钢以及铸锭系统、修炉机械设备、烟气净化和回收设备组成。RH精炼炉1）处理模式 RH处理根据钢种要求不同，可分为轻处理模式、中间处理模式、深脱碳处理模式和特殊处理模式。 轻处理模式针对钢种以低碳铝镇静钢为主，钢种主要特点是含碳量较低(0.02%0.06%)、低硅(0.03%)。处理特点是真空度要求较低，一般控制在67kPa左右;处理时间短，一般处理时间小于15min，环流气体流量控制较低。对转炉要求控制C,N，转炉过来的钢水可以是带氧钢或者脱氧钢，对脱氧钢要求碳基本符合要求。 中间处理模式与轻处理基本差不多，其要求钢水碳成份一般在0.01%0.03%，要求转炉过来的钢水必须是带氧钢。对象钢种为对H不敏感，但使用条件较为严格;不含Cr,Ni的耐候钢;低等级管线钢;强度级别不太高的管线钢等。 深脱碳处理模式针对钢种为超低碳钢。工艺特点是要求真空度高，达到65Pa以下;要求转炉钢水为带氧钢，带氧量控制在400800ppm之间，碳含量小于0.05%，氮含量较低;处理时间长，脱碳时间大于15min，冶炼时间大于30min;对环流气体的控制较为严格。 2）工艺简介 待处理钢水包由行车吊运至RH钢包台车上，钢包台车开到真空槽下部的处理位置。并进行钢水液面高度人工判定。 根据人工判定钢水液面高度，钢包被液压缸顶升（或将真空槽放下），使真空槽的浸渍管浸入钢水到预定的深度。同时，上升浸渍管以预定的流速喷吹氩气。随着浸渍管完全浸入钢液，真空泵启动。各级真空泵根据预先的抽气曲线进行工作。进行测温、取样、定氧操作。真空脱氢处理，将在规定时间及规定低压条件下持续进行循环脱气操作以达到氢含量的目标值。真空脱碳处理，循环脱气将持续一定时间以获得碳含量的目标值。在脱碳过程中，钢水中的碳和氧反应形成一氧化碳通过真空泵排出。如钢中氧含量不够，可通过顶枪吹氧提供氧气。脱碳结束时，钢水通过加铝进行脱氧。钢水脱氧后，合金料通过真空料斗加入真空槽。对钢水进行测温、定氧和确定化学成份。钢水处理完毕时，真空泵系统依次关闭，真空槽复压，重新处于大气压状态。处理完毕后，钢包下降。上升浸渍管自动改吹氩为吹氮。钢包台车开出，行车把钢包吊运至连铸大包回转台进行浇注。连续铸钢简称连铸，使钢水不断地通过水冷结晶器，凝成硬壳后从结晶器下方出 连续拉出，经喷水冷却，全部凝固后切成坯料的铸造工艺。连铸工艺流程图 连铸机必须与出钢操作密切配合，钢水开始浇入结晶器的同时,一面启动结晶器振动,进行润滑和开放冷却水，一面启动拉坯矫直机拖引锭杆运转，铸坯随引锭杆拉曳前进，铸坯过拉坯矫直机到一定位置后，脱卸并移开引锭杆，铸坯本身由拉坯矫直机继续拉曳。前进的铸坯按定尺长度逐次切割，输送、堆存，待全炉钢水铸完为止。钢水成分和温度控制对钢水成分和温度要有严格的要求。一般用伸入式水口或吹氩密封保护钢流，或两者兼用，以防止钢水二次氧化。钢水含铝高时容易产生粘膜堵塞水口,用定径水口浇铸小方坯,一般控制钢水的含铝量小于0.06%。对铝镇静钢或对含铝量有一定要求的钢种,常从结晶器上口以铝条或铝粒加入钢水,而不经过中间罐水口。钢水浇铸温度一般高于钢的凝固点2050。现在普遍采用浇铸前在钢包内吹氩气搅拌钢水,以使钢水的成分及温度均匀,温度波动可控制到5。拉速控制在保证铸坯质量和安全生产的前提下，拉速主要受铸坯凝固速度的制约。拉速过快易发生漏钢、断接等；拉速慢则易发生铸坯表面不光整、结疤等。高碳钢和合金钢的拉速应比低碳钢慢。铸坯断面（厚度）大的拉速应比断面小的慢。提高拉速须尽量保持低温浇铸,并对钢液面采用60Co、红外线或电磁检测仪表等控制手段。冷却控制连续铸钢的冷却区集中在结晶器、二冷段和后部工序冷却等三个部分。一般认为结晶器段占冷却量的1420%，二冷段占2330%。冷却强度过大和拉速不适应时，会造成铸坯内裂和外裂纹。冷却强度过小和不均匀则易产生铸坯鼓肚、漏钢等现象。冷却强度必须随钢种、铸坯温度和拉速快慢进行控制调节。每公斤钢的冷却水消耗量约12公斤。要求各断面部位冷却均匀，冷却水要过滤净化，使水质洁净，导热均匀。第四章 大型厂生产实习报告第一节 大型厂的生产流程及工艺大型厂介绍 鞍钢股份大型厂重轨生产线始建于1953年，是我国恢复建设时期著名的鞍钢三大工程之一，在半个世纪里为共和国铁路建设作出了举足轻重的贡献。从1997年到2001年，我国铁路运输实施4次大幅度提速，建成高等级、高速度的铁路大动脉成为我国十五期间铁路发展的重点。顺应这一潮流，鞍钢股份重轨生产线从2001年年初开始了历史上最大规模的技术改造。 重轨生产线的改造分两期进行。一期改造侧重于后部精整工序，引进德国西马克公司世界先进水平的平立复合矫直机和四面压力矫直机，解决了钢轨平直度不高以及两端存有矫直盲区的技术难题；采用国际先进的重轨加工线纵向布局，使生产线具备了生产50米长重轨的生产能力；建设了具有平直度检测、涡流和超声波探伤等多功能的现代化钢轨在线检测中心。这次改造于2001年4月1日竣工投产，一举令产品规格和控制精度实现了历史性的突破。二期改造于2001年6月开工，瞄准生产时速300公里以上的高速、高强度钢轨，在国内首家引进世界先进技术水平的钢轨万能轧机。 经过两次历史性的技术变革，鞍钢股份跨入了国际先进重轨生产企业行列，建成了拥有世界先进技术装备、集生产与科研于一体的高速重轨精品基地，成为国内重轨生产品种最全、档次最高的钢铁企业。凭借高纯净度、高强度、高精度、高平直度的产品性能，形成了明显的市场竞争优势，鞍钢股份重轨在国内稳居三分之一以上的市场份额。面对全国铁路多次提速, 高速铁路建设的步伐不断加快, 市场竞争日益激烈的严峻形势,鞍钢集团公司决定将大型厂推钢式加热炉改为步进式加热炉, 以提高重轨质量, 降低生产成本。改造后的重轨生产线是当今国内最先进的生产线之一。设备组成该区域的设备主要由入炉辊道、装钢机、钢坯定位装置、步进机械、出钢机、出炉辊道、装料炉门、出料炉门等组成, 见图3-1。步进式加热炉区域的工艺和设备特点步进式加热炉区域的生产工艺和设备主要有以下特点。311 步进式加热炉与4 流方坯铸机口对口连接,实现铸坯短流程热装传统连铸坯轧制工艺复杂, 设备重量大, 钢坯冷却后再加热造成能源浪费。鞍钢大型厂设计的4 流连铸机铸坯热装生产线做到了型钢加热炉。与连铸机口对口连接, 实现了型钢连铸坯短流程热装。图4-11 - 高架式装钢机; 2 - 入炉辊道; 3 - 钢坯定位装置; 4 - 装料端炉门升降机构; 5 - 炉底机械;6 - 液压站; 7 - 出料端炉门升降机构; 8 - 出炉辊道; 9 - 出钢机 加热炉炉前装料机采用适合四流连铸坯直接热装需要的硬钩式吊车；加热炉为步进式加热炉，其步进机构采用双轮斜轨高刚度框架，配合预应力炉梁安装，冷态试车跑偏量2 mm，计算机控制烧钢，操作画面直观逼真，操作简单易学。主要技术参数：(1)炉子有效尺寸：36295 mm8600 mm；(2)炉子能力(热坯)：170th。轧钢机组(1)BD1轧机夺1 150初轧机夺1 150初轧机为二辊可逆式。电动压下，两台立式电动机通过圆柱齿轮箱传动带动压下螺丝运动。辊系轴承为开式胶木衬瓦的滑动轴承；采用净环水冷却及润滑；上轧辊为重锤平衡；传动部分为两台直流电动机通过滑块式万向接轴分别驱动上、下轧辊；换辊系统为电动链式换辊装置。主要技术参数： 最大轧制力：20000 kN 主电机功率：3900 kW2(2)BD2轧机一事1100粗轧机夺1100粗轧机是在原初轧机的基础上进行了全面改造。其中原双主电机上下辊传动改为单主电机传动，新制齿轮座和十字轴万向接轴；原重锤式接轴平衡改为液压平衡；胶木衬瓦滑动轴承改为滚动轴承；原轧辊轴向手动锁紧改为液压锁紧方式，下辊轴向串动采用拉杆螺丝扣机构，调整方便；取消原轧机的前后机架辊，增设横梁及导卫板装置；换辊采用液压小车快换装置。主要技术参数： 最大轧制力：10000 kN； 主电机功率：4560 kW X 1。(3)万能机组：UREUF万能机组是德国SMS公司设计制造，由三架轧机即万能粗轧机UR、轧边机E、万能精轧机UF组成。其整机装备代表了当今世界型钢轧机的最高水平，具备多项先进功能，例如，全程自动轧钢；水平辊及立辊辊缝自动调整(AGC)；液压辊系平衡以及压上、压下系统；轧边机整机架在线横移；下辊轴向液压自动调整；轧辊轴承油气润滑系统；全自动快速换辊系统等。主要技术参数：UR E UF 最大轧制力：水平辊：5000 kN，2500 kN，5000 kN立辊：3000 kN，3000 kN 主电机功率：3500 kW，1500 kW，2500 kW冷床步进式冷床台面，冷床前设有链传动大行程预弯机。为满足重轨缓冷工艺需要，在冷床前端设置一套快速运输装置(含翻钢装置)冷床中间设有收集台架，使该冷床具备多种功能，实现了重轨生产的不同工艺需求。在冷床区域预留了重轨余热淬火机组位置。主要技术参数：(1)台面尺寸：75 mX 53 m，本体尺寸：45 mX52 m；(2)步距：300 mm (3)步距周期：20S平一立复合矫直机和四面压力矫直机平一立复合矫直机采用水平辊在前的布置形式，入口设有翻钢机，出口设二台四面压力矫直机作为平立复合矫直机的补充矫直手段，解决了重轨两端部的不平度问题。主要技术参数：水平辊矫直机：(1)形式：8+1辊旋臂式；(2)驱动辊数量：8个。立辊矫直机：(1)型式：7+1辊立式；(2)驱动辊数量：4个。四面压力矫直机：(1)型式：液压式压力机；(2)矫直力：垂直：2X 350 kN，水平：2X 2 000 kN。检测中心检测中心由平直度仪，涡流探伤仪，超声波探伤仪三部分组成，钢轨通过检测中心在线自动检测，确保平直度，表面质量以及内部质量达到高速铁路用钢轨标准，减少人工检测产生的误差。(1)平直度仪引进加拿大NDT公司生产的激光平直度仪，共14个检测激光器，分别测量扭转、平度、直度，精度为01 mm。(2)涡流探伤仪引进加拿大NDT公司生产的涡流表面质量探伤仪。该探伤仪是一种带有静态探头和动态高速旋转探头的新型涡流探伤设备，其检测动作是靠液压和气动组合实现的。缺陷信号通过计算机系统自动识别并分类，有缺陷的钢轨由喷枪装置进行标识，同时与计算机连接的打印机打印报告。静态探头6个，动态高速旋转探头4个，探测通道12个。超声波探伤仪超声波探伤仪引进KD公司生产的探伤仪，利用超声波反射原理，对钢轨内部质量进行检测，它可以发现和定位存在于钢轨内部的各种冶金缺陷，并利用标识枪对缺陷进行标记。主要技术参数：(1)探头耦合方式：水柱非接触；(2)通道数量：12个。锯钻组合机床改造后钢轨加工线共有6台锯钻组合机床，其中4台为原德国，2台为新引进美国CMI6钻头锯钻组合机床，6钻头组合机床可以进行重轨切分操作，并使切分操作方便，效率高。主要技术参数：(1)锯片直径：712 ram660 mm；(2)锯切速度：2765 rrain；(3)钻头速度：02 200 rrain。工艺流程介绍由炼钢厂生产的无缺陷铸坯，在850左右装入步进式加热炉，加热到1 250 的钢坯经高压水第一次除磷后，由41 150轧机、巾1 100轧机轧制，再经第二次除磷后经万能机组轧制成成品；经热锯锯切成定尺或倍尺，通过热打印机在轧件上打印标识后，上步进式冷床前进行预弯、冷却。需要缓冷处理的重轨，则不需预弯，而是在冷床人口翻转90。，通过快速链式运输小车，运送到收集台架，集中编组后，再由吊车装入缓冷坑缓冷。冷却后的轧件，经过平一立复合矫直机矫直后，通过检测中心进行平直度、超声波、涡流检测。再送人加工线加工，经检查合格后人库，发出。普通型钢或H型钢经热锯锯切成定尺或倍尺后，在步进式冷床上冷却，经型钢矫直机矫直，检查合格后人库、发出。工艺流程图如图4-2。图4-21一转炉；2一LF炉；3一VD炉；4一方坯连铸机；5一步进式加热炉；6一高压水除鳞装置；7一BD1轧机；81号横移台架；9一BD2轧机；102号横移台架；11一万能轧机组；12一热锯(五台)；13一打印机；14一冷床；15一平立复合矫直机；16一矫后横移台架；17一检测中心；18一过跨横移台架；19一压力矫直机；20一锯钻组合机床；21一成品收集台架；22一重轨检查台架 鞍钢短流程重轨生产线的主要工艺特点鞍钢短流程重轨生产线是我国首次依靠国内的技术力量研制和集成的重轨连铸连轧生产线，是国际首创的一套新的重轨短流程生产线，其轧制工艺为国际领先，此生产线中多项工艺技术为国内首创。(1)世界上第一条采用铸坯热装工艺生产高速铁路用轨的生产线，铸机与加热炉布置紧凑，使铸坯能以最短的流程，最短的时间，最高的温度直接装人加热炉加热，降低烧损，降低能耗。(2)结合鞍钢具体情况采用连铸、轧钢、精整迂回布置，巧妙地解决了连铸生产线与轧钢生产线标高差730 nllTl的难题，并且在仅有480 m长的空间内成功地布置了50 rn成品钢轨生产线(轧件长度110 m)。(3)采用万能轧机这一当今国际先进设备，实现了万能法轧制工艺，淘汰了落后的孔型法生产工艺。(4)在国内首次借鉴生产H型钢的“X-H”法轧制工艺，开了短流程重轨生产线，较传统的万能法生产重轨工艺减少一台轧边机和一台万能精轧机，缩短了轧线长度，为国内首创。(5)BD1、BD2两台开坯机均是利用鞍钢原有的夺1 150、夺1 100初轧机，其中BD1轧机保留了模铸开坯功能；BD2轧机经过改造成为型钢粗轧机，开辟了闲置初轧机设备应用重轨生产的道路。(6)设有大行程预弯机以及快速收集装配的冷床，满足了重轨冷却工艺不同的要求。第二节 步进式加热炉自动控制系统轧制自动化装备轧制自动控制系统具有实用性、先进性和可靠性，控制能力强，水平高，通讯速度快，系统组成灵活，维护方便等特点。基础自动化系统由7台P