东北大学优秀鞍钢实习报告

鞍钢实习报告 自动化0802 目录目录I II1.引言- 1 -1.1实习目的- 1 -1.2实习任务- 1 -1.3 实习内容及要求- 1 -1.3.1 实习内容：- 1 -1.3.2实习要求：- 2 -2.实习单位概况- 4 -2.1 鞍山钢铁集团公司简介- 4 -2.2 鞍钢股份有限公司简介- 5 -3.生产实习之炼铁总厂- 7 -3.1 工厂简介- 7 -3.2 烧结分厂原料系统- 7 -3.2.1 工艺概述- 7 -3.2.2 相关控制系统- 8 -3.3 烧结分厂烧结系统- 9 -3.3.1烧结工艺流程- 9 -3.3.2球团矿生产工艺流程- 10 -4.生产实习之无缝钢管厂- 12 -4.1工厂简介- 12 -4.2 生产工艺流程- 13 -4.3 相关控制系统- 15 -4.3.1温度控制原理- 15 -4.3.2淬火炉电气控制- 15 -5.生产实习之冷轧厂- 18 -5.1鞍钢冷轧厂介绍- 18 -5.2冷轧生产线主要工艺设备- 18 -5.3 相关控制系统- 20 -5.3.1前馈控制- 20 -5.3.2监控控制- 20 -5.3.3秒流量控制- 21 -6.生产实习之大型厂- 22 -6.1鞍钢大型厂介绍- 22 -6.2生产工艺流程- 22 -7.生产实习之计量厂- 24 -7.1 计量厂简介- 24 -7.2主要生产设备- 24 -7.3 生产工艺流程- 25 -8.总结与建议- 26 -8.1 心得感悟- 26 -8.1.1对自动化的进一步了解- 26 -8.1.2对工作的进一步认识- 26 -8.1.3对学习的感悟- 26 -8.2 建议- 27 -9.参考文献- 28 - - 28 - 1.引言1.1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知识理论。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，可以进一步接触和认识社会，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。1.2实习任务本次实习安排在鞍山钢铁集团股份有限公司进行，主要包括：炼铁总厂、第一炼钢厂、第三炼钢连轧厂、冷轧厂、化工总厂、无缝钢管厂、计量厂等。（1）通过现场参观，熟悉冶金工业自动化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、管理自动化系统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、控制现状和未来发展趋势。1.3 实习内容及要求1.3.1 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（4） 现场实习通过实习，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了解企业的产品结构、产品特点、产品销路和生产成本。了解企业生产过程的组织、计划、供能、物料配送的特点。了解企业生产经营发展历史、现状、地位及远景规划。（2） 了解企业生产过程的基本原理、方法、原则熟悉典型企业生产工艺流程、主要工艺指标。熟悉各种传动设备、控制设备和辅助设备的技术数据、应用场合及使用特点。了解并熟悉各种实际控制系统和控制方法。分析图纸和技术文件。（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。1.3.2实习要求：（1） 实习纪律实习为集体活动，在实习期间实行统一行动、统一指挥。在场内实习时，不得擅自行动，按要求穿着实习服装（安全帽、工作服、防护鞋等）。在实习过程中服从指挥，遵守作息时间，实行早中晚点名制度，不得单独行动。在实习期间，要讲文明、礼貌，不得打架、喝酒，未经指导教师允许，不得外出。（2） 实习安全在实习全过程的每个阶段时刻注意自身和他人的安全，遵守实习要求中的安全内容的实习单位的安全制度。遇到突发事件时不慌不乱、服从指挥。（3） 实习笔记每人都需带笔记本和笔，在讲课过程中记笔记，在回住宿地之后整理笔记。指导老师不定期检查实习笔记，实习结束后，需上交实习笔记。（4） 乘车由于实习地点在外地，路程较远，需要乘坐汽车，往返厂内实习时也统一乘车往返，因此要求必须听从指挥，严格执行相关纪律和指令。乘车前按照分组整队，经指导教师点名后，等候指令。上下车时做到有秩序，服从安排，注意谦让，互相帮助，保持车内卫生。（5） 住宿参加实习的所有人员在实习期间都必须在住宿地住宿，不允许擅自离开，绝对不允许夜不归宿。保管好自己随身携带的物品，特别是贵重物品要妥善保管。（6） 就餐实习队负责联系办理就餐卡（每卡预存100元，由各寝室长负责收取，在领取多功能卡、房间钥匙时一起缴纳；按照鞍钢实业集团有限公司生活服务分公司的要求，食堂收取实际发生的就餐费用15%的管理费，该费用由就餐人员自己承担；自己准备餐具。）（7） 卫生为保持、维护东北大学形象，要求全体同学保持环境卫生，包括汽车、驻地和实习工厂。在车内、寝室内和工厂内禁止吸烟，要注意个人形象、个人卫生和寝室卫生。个人要注意饮食、饮用水的卫生，不得食用（饮用）来路不明、变质的食品、饮料，防止腹泻、急性肠炎、肝炎等突发疾病。汽车内和实习工厂的卫生由全体同学自行负责。驻地的寝室卫生，由各寝室同学负责打扫。2.实习单位概况2.1 鞍山钢铁集团公司简介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，己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 年鞍山钢铁公司成立，翌年 7 月 9 日 在废墟上开工，迅速恢复了生产，并进行了大规模技术改造和基本建设。鞍钢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，被喻为“中国钢铁工业的摇篮”、“共和国钢铁工业的长子”。经过近六十年的建设和发展，目前鞍钢己形成从采矿、选矿、炼铁、炼钢到轧钢综合配套，以及焦化、耐火、动力、运输、冶金机械、建设、技术研发、设计、自动化、综合利用等辅助单位组成的大型钢铁企业集团。能够生产 700 多个品种、 25000 多个规格的钢铁产品。形成年生产铁 1600 万吨，钢 1600 万吨，钢材 1500 万吨的综合生产能力。“九五”以来，鞍钢按照“改革、改组、改造、加强企业管理”的要求，加快改革发展，使鞍钢发生了“旧貌换新颜”的历史巨变。通过不断深化改革，形成了母子公司体制框架，现代企业制度初步建立。不断探索公有制多种实现形式，组建了鞍钢集团新轧钢股份有限公司，上市后，成功地收购鞍钢集团新钢铁有限责任公司，实现鞍钢主体整体上市，现己更名为鞍钢股份有限公司。部分子公司己成功转制。不断进行大规模技术改造，走出了一条“高起点、少投入、快产出、高效益”的技术改造新路子，主体生产工艺和技术装备达到国际先进水平。实施“建精品基地，创世界品牌”战略，建成年产 1600 万吨钢精品基地。形成了从热轧板、冷轧板到镀锌板、彩涂板，冷轧硅钢、重轨、无缝钢管、型材、建材等完整产品系列。建成了以汽车板、家电板、集装箱板、造船板、管线钢、冷轧硅钢为主导的板材精品生产基地。成为目前国内能够生产高档轿车面板的钢铁企业之一和全球最大的集装箱钢板供货企业。 鞍钢“建精品基地，创世界品牌”己取得巨大成效。在东部建成年产 1100 万吨钢精品基地的基础上，鞍钢立足自己力量建设的大规模现代化钢铁厂西部 500 万吨板材精品基地已经建成，其技术自主创新、设备国产化程度和先进水平堪称国内一流。鞍钢依靠自主创新，开发出拥有自主知识产权的短流程中薄板坯连铸连轧带钢技术，并成功输出山东济钢，实现了由产品输出到成套技术输出的转变，改写了我国冶金重大成套设计依赖进口的历史。企业综合竞争力进入国际先进企业行列，国际影响力显著增强。鞍钢全面通过 ISO9002 质量体系认证，船用钢通过 9 国船级社认证，石油管通过 API 认证，建筑材料获英国劳氏公司 CE 标志认证书，钢铁主体通过 ISO14000 环境管理体系认证和 OSHMS 职业安全健康管理体系认证钢材产品按国际先进水平标准组织生产有了可靠保证鞍钢坚持走可持续发展道路，在加快改革和发展的过程中，通过采用新技术、新工艺和加强管理，不断降低生产能耗，强化环境治理和保护，合理利用“三废”，实施绿色生产，保护生态环境，打造了一个绿树葱茏，草翠花香，天蓝水美的新鞍钢。 鞍钢己确定了今后一个时期“壮大钢铁主体、做强相关产业、推进跨国经营、实现持续发展”的总体发展战略和到 2010 年进入世界 500 强，成为最具国际竞争力的钢铁企业的奋斗目标。鞍钢正加快发展步伐，向新的宏伟目标奋进。2.2 鞍钢股份有限公司简介鞍钢股份有限公司成立于 1997 年 5 月 8 日，注册资本为 72.34 亿元。2008 年度，鞍钢股份生产铁 1607.82 万吨，生产钢 1599.69 万吨，生产钢材1498.49万吨。按中国企业会计准则，鞍钢股份截至 2008 年 12 月 31 日止年度，营业收入为79.616 百万元，利润总额为 3,842 百万元，净利润为2,989 百万元，基本每股收益为0.413元，全面摊薄净资产收益率为 5.63% 。截至 2008 年末，鞍钢股份总资产为 92,179百万元，股东权益为 53,103 百万元，每股净资产为 7.34 元。鞍钢股份拥有鞍钢集团全部焦化、烧结、炼铁、炼钢、轧钢等整套现代化钢铁生产工艺流程及相关配套设施，并拥有了与之配套的能源动力系统 ，实现了钢铁生产工艺流程的完整性、系统性。鞍钢股份是国内大型钢材生产企业，主要业务为生产及销售热轧板、冷轧板、镀锌板、彩涂板、硅钢、中厚板、线材、大型材、无缝钢管等产品。目前，鞍钢股份有限公司的成员单位有：炼铁总厂、化工总厂、第一炼钢厂、第二炼钢厂、第三炼钢连轧厂、钢材加工中心、热轧带钢厂、中厚板厂、无缝钢管厂、冷轧硅钢厂、大型厂、冷轧厂、线材厂、第一发电厂、供电厂、给水厂、燃气厂、氧气厂、计量厂、设备处、冶金运输厂、原燃料储运分公司、材料储运分公司、质量检验中心、技术中心。 3.生产实习之炼铁总厂 时间：2011.5.10上午 星期二 地点： 炼铁总厂 3.1 工厂简介 鞍钢股份炼铁总厂是由始建于 1917 年的原鞍钢烧结总厂和炼钢厂于 2000 年 7 月组建而成，是鞍钢股份下属的主体生产厂之一，占地面积尽 240 万平方米，主体设备有烧结机 9 台、总面积 1906 平方米，带式焙烧机，面积为 321.6 平方米，大、中型高炉九座，高炉有效容积 20191 立方米 ; 在建一座 2580 立方米高炉。 主要产品是人造富矿和制钢生铁，人造富矿生产能力达 2100 万吨，生铁生产能力达 1500 万吨。至今，炼铁总厂己为国家炼出合格生铁 3 亿多吨，为祖国的钢铁事业做出了巨大的贡献。 始建于 1917 年的炼铁总厂有着悠久的历史。 1949 年 6 月 27 日，在党的领导下，炼出了新中国第一炉争气铁。在不同的历史时期，党和国家领导人对鞍钢炼铁的发展都极为关注。“一五”期间，毛泽东主席写信给鞍钢全体职工，祝贺 7 号高炉等“三大工程”胜利竣工。朱德、刘少奇、邓小平、江泽民、李先念、李鹏、乔石、李瑞环、吴邦国、温家宝、曾庆红、黄菊、李长春等党和国家领导人多次视察高炉，给铁厂职工极大的鼓舞。 50多年来，炼铁总厂培养了一大批领导干部、管理专家、技术人才和劳动模范，并输送到全国各各行业，被誉为钢铁人才的摇篮。铁厂是孟泰精神的发祥地，孟泰精神做为铁厂的厂魂成为中国工人阶级的一面光辉旗帜。 随着鞍钢股份改造东部、开发西部整体战略的推进，炼铁总厂也发生了翻天复地的变化。西部新区 2 座 3200 立方米的现代化高炉、配套新建的 2 台 328 平方米现代化烧结机己于 2005 年底陆续投入生产。到 2007 年，炼铁总厂将形成 3 座 3200 立方米和 5 座 2580 立方米高炉，年产生铁能力将达到 1600 万吨。 3.2 烧结分厂原料系统 3.2.1 工艺概述 烧结是把铁矿粉烧结成块矿，作为炼铁原料。烧结厂是炼铁原料准备的中间工厂。烧结的过程是根据炼铁的要求，将细粒的含铁原料、熔剂、燃料进行配料、混合造球、铺料点火、抽风烧结，而后再降温固结，经破碎、筛分、冷却、整粒后把成品运往炼铁厂。返矿重新参加配料、铺底和烧结。烧结过程的基本原理就是把准备好的混合料在烧结机上进行点火并通过抽风的作用，使混合料中的固定碳燃烧，产生高温，混合物局部软化或者熔化，发生一系列的化学反应，生成一定数量的液相，随后由于温度降低，液相冷却而凝固成块。 3.2.2 相关控制系统 鞍钢西区烧结计算机控制系统采用三电一体化控制系统，按工艺流程共设有14 个PLC 控制站（不包括余热回收等随工艺设备本体带来的控制站），如图1 所示，系统采用工业以太网双网冗余的设计方案完成两台烧结机系统的生产与控制，所有控制站、操作站、工程师站之间通过冗余以太网连接；各变电所及控制室之间的以太网通过光纤连接。配料秤、计量秤与相应的PLC控制站之间的数据交换通过Profibus-DP 通信网络完成；变频器与相应的PLC控制站之间的数据交换通过MB+通信网络完成。整个控制系统分别完成烧结机及环冷机系统控制，含铁原料接受系统控制，配料系统控制，制粒与成品筛分控制，除尘卸灰控制，主抽风机控制等。各PLC控制站分别放置在主电气楼配电室，原料库配电室，配料配电室，成品配电室及燃料配电室。硬件配置主要有主机架、扩展机架、电源、CPU 模块、接口模块、以太网通信模块以及数字量和模拟量输入/输出模块等。软件设计主要分为电控和仪控两大部分，电控部分完成系统有关数字量的联锁与控制，仪控部分完成相关模拟量的转换，计算和PID控制。 图3-1 自动控制系统的构成 3.2.3 自动控制系统主要实现的功能 配料系统的自动控制 将烧结用的新原料，混匀矿、熔剂、生石灰。燃料等与冷返矿按要求的配比进行自动给料的过程称为配料系统的自动控制。 1、排料量设定值的确定 所谓干配比是指按照烧结矿的化学成分以及高炉对烧结矿的要求，经计算求出的各种原料之间配合比例（干量）。湿配比是指各原料的湿料量与总配料量（湿量）的比例。 根据干配比和水分率经计算求出各种原料的湿配比，再根据制粒混合料槽料位之需要，确定的总配料量可求出每台配料秤排料量的设定值。 WSj WTS2 HKj ( l ) （3-1）式中：WSj 为第j 个贮矿槽排料量设定值；WTS2 为总配料量；HKj 为第j 个贮矿槽湿配比；j 为贮矿槽编号。 其中总配料量WTS2是根据制粒室混合料槽料位控制计算得到或由操作工根据实际生产情况人工设定的。2、配料系统的控制方式 配料系统具有如下几种控制方式： ( 1 ）由PLC 进行设定值控制 PLC完成湿配比及排料量设定值的计算后，将此信号送给配料二次表作为设定信号，由配料二次表完成闭环控制。PLC输出的料量设定值信号，既可以经过自动运算得到，也可以在操作站上进行手动设定。配料二次仪表根据排料量设定值和测量值进行PI 控制运算，由PLC输出控制信号给变频器完成配料系统的自动控制。 ( 2 ）配料仪表单机闭环控制 单机闭环自动控制是在配料秤二次表面板上直接设定排料量设定值，由配料二次仪表完成单机自动配料。 ( 3 ）直接由P 比进行速度控制 在操作站上手动设定变频器的速度值，由PLC直接输出此速度设定信号给变频器，完成手动给料控制。 3.3 烧结分厂烧结系统 3.3.1烧结工艺流程 烧结是钢铁生产工艺中的一个重要环节，它是将铁矿粉、粉（无烟煤）和石灰、高炉炉尘、轧钢皮、钢渣按一定配比混匀。经烧结而成的有足够强度和粒度的烧结矿可作为炼铁的熟料。利用烧结熟料炼铁对于提高高炉利用系数、降低焦比、提高高炉透气性保证高炉运行均有一定意义。 目前生产上广泛采用带式抽风烧结机生产烧结矿。烧结生产的工艺流程如图下所示。主要包括烧结料的准备，配料与混合，烧结和产品处理等工序。 图3-2 烧结程序配料与混合的主要设备: 电子计量称：对放置在皮带上并随皮带连续通过的松散物料进行自动称量的衡器。主要有机械式(常见的为滚轮皮带秤)和电子式两大类。电子皮带秤是使用最广泛的皮带秤。由承重装置、称重传感器、速度传感器和称重显示器组成。 主要用到的自动化产品：称重传感器、速度传感器、数显表、变频器、电动机 混合机：混合机械是利用机械力和重力等，将两种或两种以上物料均匀混合起来的机械。混合机械广泛用于各类工业和日常生活中。常用的混合机械分为气体和低粘度液体混合器、中高粘度液体和膏状物混合机械、热塑性物料混合机、粉状与粒状固体物料混合机械四大类。 主要用到的自动化产品：断路器、接触器、电动机 烧结生产： 烧结作业是烧结生产的中心环节，它包括布料、点火、烧结等主要工序。 布料:将铺底料、混合料铺在烧结机台车上的作业 点火：点火操作是对台车上的料层表面进行点燃，并使之燃烧。 烧结：准确控制烧结的风量、真空度、料层厚度、机速和烧结终点。 - 13 - 3.3.2球团矿生产工艺流程 把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿的条件下，通过造球机滚动成球，再经过干燥焙烧，固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。 球团矿生产的流程： 一般包括原料准备、配料、混合、造球、干燥和焙烧、冷却、成品和返矿处理等工序，如下图所示。 图3-3 球团矿生产工艺流程球团矿的生产流程中，配料、混合与烧结矿的方法一致；将混合好的原料经造球机制成10-25mm的球状。 球团矿生产中的主要设备： 圆盘造球机：将焦炭粉、石灰石粉或生石灰、铁精矿粉混合后，输入圆盘造球机上部的混合料仓内，均匀地向造球机布料，同时由水管供给雾状喷淋水，倾斜（倾角一般为40一50）布置的圆盘造球机，由机械传动旋转，混合料加喷淋水在圆盘内滚动成球。 主要用到的自动化产品：断路器、接触器、电动机 。带式焙烧机：带式焙烧机工艺使球团焙烧的整个工艺过程干燥、预热、焙烧、冷却都在一个设备上完成，具有工艺过程简单、布置紧凑、所需设备吨位轻等特点，为工厂缩小占地面积、减少工程量、实现焙烧气体的循环利用以及降低热耗和电耗创造了条件。 主要用到的自动化产品：断路器、接触器、电动机 。 4.生产实习之无缝钢管厂 时间：2011.5.11 星期三 地点： 无缝钢管厂4.1工厂简介 鞍钢股份无缝钢管厂位于整洁、优美、风景如画、具有现代化气息鞍钢厂区之内。无缝钢管厂是新中国第一座无缝钢管厂，于 1953 年 12 月 26 日正式竣工投产，是闻名全国的鞍钢“三大工程”之一。党和国家领导人毛泽东主席、周恩来总理、朱德委员长、中共中央书记处总书记邓小平等都对无缝钢管厂建成，为祖国建设所作贡献给予高度评价。 鞍钢股份无缝钢管厂已走过 50 多年历程，累计生产无缝钢管 1025 万吨、 2 万多个品种规格。其主导产品有：高中低压锅炉管、石油油管、套管、管线管、地质管、合金管、汽车半轴套管、液压支柱管、气瓶管、石油裂化管、化肥管、流体管和结构管等。产品广泛应用于冶金、化工、机械、石油、煤炭、电力、航空、航海、军工等行业，为祖国的社会主义建设与发展做出了杰出的贡献。 鞍钢股份无缝钢管厂目前拥有 159MPM 限动芯棒五机架连轧管机组、具有年产能力为 20 万吨， 219 改进型自动轧管机、具有年产能力为 25 万吨,100圆盘延伸机组具有年产能力为 10万吨，同时拥有 石油管加工生产线和冷拔生产线,是国内重点无缝钢管生产企业之一。 迈进二十一世纪的无缝钢管厂，本着“高起点、少投入、快产出、高效益”的技改方针，于 2002 年，投资 2.98 亿元，引进当今世界最先进的德国西马克米尔公司 159MPM 限动芯棒五机架连轧管机、意大利安莎尔多电控设备及奥地利 MFL 公司排管锯，对AG 机组实施大规模技术改造。工程于 2002年7月25日正式开工，2003年8月达产。改造后的159MPM 机组创造了国内同类型引进机组“工程投资最少、建设周期最短、达产速度最快”三项新纪录。 为适应市场经济发展要求，进一步提高产品质量，扩大生产规模， 2004 年 7 月 7 日，对设备装备水平落后的 140 机组进行大规模技术改造。改造后的机组为219改进型自动轧管机组，电气系统采用德国 SIEMENS 及美国 AVTRON 全数字控制装置；自动化系统采用美国 GE 公司 9030 系列 PLC 、以太网和 PROFIBUS-DP 网络连接形式进行自动化控制；机械系统采用穿孔机小角度锥型辊、轧管机全方位液压装置、轧管机 GC 辊缝自动控制装置、高精度三辊定径机等先进设备。改进后的 2 19 改进型自动轧管机组的生产能力达到 25 万吨。 该机组是鞍钢自行设计、自行设备制造、自行设备安装、具有自主知识产权的国内同类机组一流水平的自动轧管机组。 2 19 自动轧管机组的建成投产填补了鞍钢不能生产大口径无缝钢管的空白。 为进一步占领东北大口径无缝钢管市场，2005年8月5日起 ，利用现有的冷拔车间厂房，投资760万元，于 2005 年 11 月建成大口径扩管生产线，年设计生产能力 2.5 万吨，生产规格外径范围为 245 -340mm , 壁厚范围为 7 -18 mm 。 鞍钢无缝钢管产品，在生产、制造和检查过程中，严格执行内控标准，使产品各项参数处于最佳的控制状态，包括钢管外表面、内表面、壁厚、外径、几何尺寸、机械性能等等。为强化生产工艺、产品质量， 1997 年；顺利通过 ISO9002 质量管理体系保证； 1998 年，通过美国石油协会 API 认证； 2001 年，通过 ISO14001 环境体系认证； 2002 年，通过 GB/T28001 职业健康安全管理体系认证，形成一套完整职业健康、环境保护、安全管理、产品质量保证体系。 通过不断努力，鞍钢无缝钢管产品质量大幅提高， 1999-2004 年，获得中国冶金产品实物金杯奖； 2002-2004 年，连续 3 年获辽宁省用户满意企业； 2004 年， 159MPM 连轧管机组生产工艺技术获冶金科学技术二等奖、辽宁省科技术成果二等奖。 随着大规摸技术改造的不断深入，鞍钢整体装备水平提高，核心竞争力显著增强， 159MPM 、 219 机组建成，标志着鞍钢无缝钢管产品已跻身当代钢铁界先进行列，鞍钢将以优质产品质量，周到便捷的服务，全力满足用户各种不同的需求，将与全国各地新老客户一道，携手并肩共同开创更加美好的未来。 4.2 生产工艺流程 无缝钢管的方法以及用于实施该制造方法的制造设备，该方法可以通过简化的制造工序和制造设备以低的制造成本制造具有良好的生产性和优于现有产品的性能的无缝钢管。$本发明的制造方法由包括依次连续的下述的工序构成，从钢坯制造到产品的工序和制造设备由连续的一条线路连接。由连续铸造法制造横断面形状为圆形的钢坯的工序；将钢坯冷却到Ar1相变点以下温度的工序；将钢坯加热到可穿孔的温度的工序；以200秒以下的应变速度进行穿孔轧制、制造空心管坯的工序；通过连续延伸轧机和精轧机直接连接地配置的轧机、以预定的平均应变速度、加工度以及终轧温度对空心管坯进行延伸轧制和精轧从而制造钢管的工序；在Ar3相变点以上的温度对钢管进行再结晶处理的工序；从Ar3相变点以上的温度对钢管进行淬火的工序；对钢管进行回火处理的工序。 其工艺包括以下几个部分： 1. 产线（219-自动轧管机，159MPM-连轧机组，177PQF-连轧机组） 2. 机组：剪断机环形炉穿孔机自动轧管机均整机步进炉剪径机（定径机）冷床矫直机切管机 3. 供电系统（电压由高到低传送，变压器实现）变压器包括：整流变装置电机动力变设备 4. 装置：直流直流电动机交流电动机 5. 电机 6. PLC控制，神经元网络（应用广泛，用于通讯） 表4.1 无缝主要产品产品类别 品 名 无缝钢管 ( 热一、热二 ) 热轧结构管 (10# 20#) 无缝钢管 ( 扩管机组 ) 热扩流体管 (10# 20#) 无缝钢管 ( 热三 ) 连轧机组 热轧流体管 (10# 20#) 无缝钢管 ( 冷 拔 ) 冷拔结构管 (10# 20#) 无缝钢管冷拔方、矩形管 碳 结 钢 (10#-20#) 图4.1 工艺流程图4.3 相关控制系统4.3.1温度控制原理淬火炉温度采用闭环控制。温度控制原理见图4.2， 图4.2 淬火炉温度控制原理其工艺需要温度和炉膛测量温度比较后转换为mA，调节变频器输出频率，控制一、二次风机电机转速，调节风量。一次风量增减间接调节淬火炉煤气量，二次风量变化确保煤气燃烧所需氧气。炉膛温度降低，给定值与炉膛温度差值增大，温度控制器P1D根据差值幅度，及时增加变频器输出频率，提高两台风机转速，进入炉膛煤气和空气增多，炉膛温度升高，直至达到给定值，给定值与温度反馈值差值为零，电机维持一定转速运行；炉膛温度升高，给定值与炉膛温度差值减小(变为负值)，温度控制器PID根据差值幅度，及时减小变频器输出频率，进入炉膛煤气和空气减少，炉膛温度降低。4.3.2淬火炉电气控制采用具有PID功能的PXR一7型富士温度控制器。两台西门子MM440变频器控制风机速度。操作人员在温控器设置工艺所需炉膛温度，炉膛热电偶将当前炉温转换为mV信号后送至温控器，并与设定温度信号比较。经PID调节产生420 mA控制信号送到变频器，控制一次风机转速。一次风机变频器主回路接线见图 4.3。 图 4.3 一次风机变频器主回路接线在一次风机变频器电流输出信号串接1个电位器(目的是实现两台风机风量比例微量调节)，作为二次风机变频器输入信号，实现一、二次风机同步控制。炉温需调高时，两风机加速，同时提高进风量，反之同时减少两风机进风量，确保煤气在炉膛充分燃烧，节能降耗。现场测定，整个温度系统控制精度为lC，因对流等对炉膛温度影响。炉膛温度控制精度在5内，完全满足不锈钢钢管固溶热处理精度要求。淬火炉电气控制原理见图4.4。其操作箱设置手动和自动两种1：作方式，手动T作仅在热电偶和PID温控仪故障时使用，操作人员通过SB3、SB4按钮控制电机升速降速，调节炉膛温度。正常运行时使用自动工作方式，操作人员只需在温控器设定工艺所需温度即可，无需其他操作。图 4.4 火炉电气控制原理 5.生产实习之冷轧厂 时间：2011.5.12上午 星期四 地点： 冷轧厂5.1鞍钢冷轧厂介绍 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。 1997 年鞍钢股份有限公司成立后，经过不断的技术改造和管理升级，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。 2004 年 8 月开工的新区 2130 冷轧工程，预计 2006 年 5 月建成投产，年设计生产能力为 200 万吨，产品主要定位于轿车外板和高档次家电板。整体装备技术达到国际先进水平，投产后将有助于鞍钢冷轧产品档次的进一步提升。 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。 5.2冷轧生产线主要工艺设备 经过多次下艺方案设计比选后，酸轧机组采用激光焊机:前后宽差无限制，厚差蕊lm ;无焊缝超厚，其过轧机断带率0.2%。拉伸矫直机为两弯两矫结构，最大延伸率4%a，最大张力达600kN.酸洗形式为三段紊流浅槽式酸洗，酸液深度150mm，酸槽两侧喷酸形成强紊流酸洗，通过精确的酸液浓度和铁离子浓度控制。连轧机选用四、六辊混合型冷轧机组，Fl和F5为六辊，F2-F4为四辊。Fl选择六辊，有利于大压下轧制、降低来料的厚凸度偏差。F5选择六辊，保证成品板形，利用六辊轧机中间辊轴向移动和弯辊功能，对成品板形状进行控制。其它机架为四辊轧机以节省投资，简化生产操作和管理。卷取机为回转式双卷筒Carrousel)，比设置两台卷取机减少了设备和占地面积，缩短了过渡段，更有利于生产薄规格带钢的卷取。 基础自动化系统功能包括:钢卷自动对中;速度设定和控制;张力设定和控制;活套张力和位置控制;拉矫机延伸率测量与控制:焊缝位置跟踪:自动加减速和停车控制:酸洗工艺和清洗段的浓度和温度控制;厚度自动控制AC ;液压辊缝控制HGC:动态变规格控制FGC;板形白动控制ASC;弯辊控制;轧辊轴向移动控制;乳化液自动控制:轧制力控制:偏心补偿;压下位置控制;自动换辊控制;断带检测及控制; 性剪控制;双卷筒卷取机控制;设定值的处理与分配:与过程机通讯等。 过程控制计算机系统功能包括:与全厂作业管理计算机系统(3级机)的通讯;生产全过程显示;带钢全过程跟踪:报表记录;轧辊工艺数据处理;轧制程序(数模)计算;板形予设定等。 二号冷轧生产线的建设采用了自士技术集成，因此需要将工艺、机械、液压、气动、润滑、供配电、传动、控制、检测、通讯、仪表、计算机等专业，以及设计、制造、调试、生产、管理等领域的技术融入到系统中进行研究和创新。这不是简单的设备供货，需要跨专业、跨学科解决各组成要素的集成、协同和统一，在整体上体现冷轧生产线最仕的综合效能。 “自主集成”的技术核心是根据产品定位的要求，通过对国内外冷轧领域先进工艺、技术、装备及主要技术参数的研究分析，综合自有的冷轧生产技术know-how，研发出系统详尽的工艺技术规格体，确定关键设各的结构型式和控制策略，编制完成机电功能说明书(EMF )，使独立的单体设各形成协调的统一体。对其中关键的300多台(套)单体机械设备，20套液压、润滑系统，乳化液系统，及相应的电控系统，计算机系统中的2401)个主要参数进行计算和给定。另外，我们对31种近2980多个检测、控制点进行了功能细分并确定其实现方式。对关键设各的结构形式提出了具体要求。使工艺技术规格书与各专业的具体设计丁作紧密衔接。功能说明书(EMF)完成各机组不同功能单元的机械、液压、电气设备的综合协调，保证了机械、液压和电气控制等在系统中功能接口关系的实现。在 集成过程中，运用了系统论、运筹学、控制论、信息论、系统工程等方面的技术观点和方法，对所有的一艺参数、数据以及各设备结构、配置进行详细的分析和描述，制定了统一的设计和制造标准，从而保证项日技术目标、质量目标和投资目标的实现。 二号线冷轧生产线是2000年10月开始厂房士建施工，2001年3月份酸轧机组开始施工建设02002年9月19日2”冷轧生产线重达141吨第一架轧机牌坊被立了起来。2003年1月21日2#冷轧生产线的主体酸洗机组实现热负荷穿带成功，3月15日酸洗机组投入试生产。2003年4月18日广酸洗轧机联合机组负荷试车成功，把厚度3.Omm的原料轧成1.5mm的冷轧板。提前5个月建成了我国第一条自土集成的冷轧生产线。 5.3 相关控制系统 5.3.1前馈控制来料厚差是冷连轧带钢产生厚差的主要原因之一，因此轧机在一架前设有测厚仪来测量来料厚差用于前馈控制。前馈是根据来料扰动来计算出需要控制的压下量以消除入口厚差的影响，减小由其产生的出口厚差。其优点是可提前控制，可完全去掉信号检测及机构动作所产生的滞后。具体情况见图5.1。图 5.1 厚度前馈控制5.3.2监控控制前馈控制的缺点是属于开环控制，不能保证轧出带钢厚度精度，经过前馈控制后，剩余的厚差可由一架后的测厚仪测量进行反馈闭环控制，但由于一架后测厚仪离一架出口有一段距离，所测的信号是t时刻前通过第一机架的带钢段厚差，如果将这滞后较大的信号直接进行闭环控制将会使系统不稳定，因此系统设置了smith预测器来根据监控的输出预测出其控制的效果，这样监控系统在输出下一个控制时应该将此获得的效果减去以免控制过量，从而使系统稳定。具体情况见图5.2。 图 5.2 监控控制（MON）5.3.3秒流量控制激光测仪可以直接精确测量带钢速度，根据变形区流量方程： V0 * H0 = = V * H （5-1）如果对带钢段的入口厚度实测后通过延迟，当此带钢段进入变形区是根据此时实测的入口速度 和出口速度 ，即可精确地得到此带钢段的出口厚度H。这一技术克服了前馈控制的开环控制缺陷和监控控制的大滞后和不稳定性，如果用轧制力通过弹跳方程计算变形区出口厚度虽然不存在滞后，但是弹跳方程的测厚精度太低。目前由于激光测厚仪的应用，使得这一系列的问题得到基本解决。具体情况见图5.3： 图 5.3 秒流量控制（MFC） 6.生产实习之大型厂 时间：2011.5.12下午 星期四 地点： 大型厂6.1鞍钢大型厂介绍 2003年4月1日，中国第一条万能轧制钢轨生产线在鞍钢股份大型厂通过中方验收，正式投入大批量生产。至此，历时两年的两期大规模技术改造，拥有世界先进技术装备水平，集精炼、精轧、精整于一体的高速重轨生产精品基地在鞍钢股份建成。 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。 6.2生产工艺流程 图6.1 工艺流程图万能轧机：在万能轧制工艺开发之前，所有的钢轨都是在传统的二或三辊式轧机上轧制的。具有一对立辊和一对水平辊的万能轧机只用来轧制工字钢。用万能轧机轧辊和轧边机轧辊在钢轨整个断面上所施加的锻压作用要比老式的、传统工艺轧制钢轨时所得到的锻压作用好。在传统轧制工艺中，典型的单向压力不是直接施加在轨头或轨底。相反，在万能轧制中，压力是直接而且主要是压缩轨头和轨底，同时整个断面的压力处于良好的平衡状态。万能轧制包含在万能轧机和与之毗连的轧边机中交替地加工成型金属。在万能轧机中，在控制轨腰、轨底和轨头厚度的同时，在四个垂直方向上给轧件施加了大的压下量。延伸系数相当大，每道次在1.251.4之间变化。轧边机主要是用来控制轨底的整个宽度和轨头侧面及鱼尾板腹部的形状。在一架半万能轧机上得到最后的钢轨形状，此半万能轧机在轨底一侧有一个立辊，而两个水平轧辊只在轨腰和轨头侧面上施加一轻微的直接压力。轧钢时的轧辊消耗为1kg/t钢轨，轧辊磨损慢，允许轧制的作业时间长；少换辊；在水平辊上可以使用能更换的热装辊环；磨损的轧辊易车修，可将宽孔型车成窄孔型，减少轧辊的储备量。导卫装置设计简单，易于安装。轧辊孔型设计简单，只要稍微调整一下轧辊的位置就可以利用同一孔型轧制不同规格的钢轨。生产率高：由于断面尺寸稳定，通过调整轧辊位置就可以补偿轧辊的磨损，可以单独调整轧辊的位置来调整轧件尺寸，如轨高、轨底宽度和厚度、轨腰厚度、轨头厚度。表面质量好：由于轧件四面均有压力，整个断面都受直接压下，特别是在精轧阶段，钢轨表面质量好。由于轧辊和轧件之间的摩擦损失比传统孔型的摩擦损失低，并有可能进行孔型润滑，故所需轧制动力较低。投资少，生产费用低，既能轧制钢轨，又能轧制型钢。 钢轨内部缺陷超声波探伤装置：超声波探伤是近三十年发展起来的一种高效无损探伤法。它既可检测钢轨局部内部质量情况，也可检测钢轨全断面和全长内部质量情况。它能发现和定位存在于钢轨内部的各种冶金缺陷，如麻点、夹杂、气孔等。超声波探伤通常采用脉冲回声技术，采用的脉冲频率为47MHz，探头与钢轨之间的耦合剂采用水或油。为确保检测精度和可靠性，每次检测前都要用标准人工试样校对仪器灵敏度。现在使用的在线超声波探伤装置，检测速度可达0715ms，其准确率至少可达95以上。现在世界上钢轨生产企业已全部采用超声波探伤技术检测钢轨内部质量，所使用探伤仪均为多探头型，主要有：6个探头、12个探头和24个探头几种，这几种探伤仪主要区别是探伤盲区大小不同，探头越多其盲区越小。采用激波(shock wave)探头也能减少盲区 。 7.生产实习之计量厂 时间：2011.5.13 星期五 地点： 计量厂7.1 计量厂简介 鞍钢股份有限公司计量厂（简称计量厂）始建于 1953 年。 计量厂是鞍钢的计量专业厂。主要从事仪表、衡器、计算机等计控设备的安装、调试、维护、检修、检定等工作。 计量厂是鞍钢的量值传递中心，拥有一批国家授权的检定人员和 62 项企业最高计量标准，可开展 长度、力学、热学、电学、流量、化学、无线电、时间频率、安全环保等 9 个专业的计量检定 / 校准业务 。拥有实验室面积近 1000 ，包括 400 恒温恒湿室，东北地区最大的水流量检定装置， 6kN 、 60kN 和 1000kN 二等标准测力机 3 台， 共有最高标准器具 100 余台（套）。 计量厂负责鞍钢衡器制造及物资计量工作，具有由省质量技术监督局颁发的衡器制造许可证，鞍钢使用动态轨道衡、静态轨道衡、汽车衡多是计量厂制造，为鞍钢生产提供计量保证。 计量厂负责鞍钢仪表、衡器、计算机等计控设备的点检维护和保产抢修工作，为鞍钢生产稳定运行提供保障。 计量厂负责鞍钢高压电气设备绝缘试验、绝缘工具接地试验和电气控制系统安装调试工作。 计量厂在 2001 年完成了鞍钢计量信息系统建设， 2002 年 1 月 1 日投入运行。计量信息系统的建成，使鞍钢计量设备应用和计量技术改造实现了跨越式发展， 促进了钢铁生产， 为建设“数字鞍钢” 提供全面、及时、准确的计量数据。 计量厂 正向“检测准确齐全，控制先进可靠，高质量长寿命，低成本网络化”的计工作目标迈进，为鞍钢实现“建精品基地，创世界品牌”的奋斗目标做出新的更大的贡献！ 7.2主要生产设备 图7-1水流量标准装置自动检定系统 电磁流量计：流量计测量原理为基于法