鞍钢实习报告.docx

目录1前言- 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 -1.4实习单位概况- 2 -2.炼铁烧结厂区- 4 -2.1.厂区概况- 4 -2.2.烧结工艺简介- 5 -2.3.烧结工艺流程- 6 -2.4.烧结自动配料控制系统的原理与应用- 8 -2.4.1.配料系统的工作原理- 8 -2.4.2.配料系统程序框图- 9 -2.4.3.配料系统控制方式和控制模型- 10 -2.4.4.电子皮带秤在配料系统中的应用- 11 -2.4.5.配料系统软件配置和网络构建- 12 -2.4.6.小结- 12 -3.冷轧厂区- 14 -3.1.厂区概况- 14 -3.2.冷轧工艺发展的主要原因- 14 -3.3.冷轧带钢板生产工艺流程- 16 -3.4.鞍钢设备协力冷轧工区- 16 -3.5.冷轧1#线各机组工艺流程及主要设备- 17 -3.5.1.酸洗-轧机联合机组主要设备简介- 17 -3.5.2.平整机组及工艺流程- 18 -3.5.3.纵剪机组及工艺流程- 18 -3.5.4.横切机组及工艺流程- 18 -4.无缝钢管厂区- 19 -4.1.无缝钢管厂简介- 19 -4.2.无缝钢管的生产工艺流程- 21 -4.2.1.热轧（挤压无缝钢管）- 21 -4.2.2.冷拔（轧）无缝钢管- 21 -4.3.PLC在无缝钢管生产过程中应用- 22 -4.3.1.概述- 22 -4.3.2.三辊抱芯功能简介- 22 -4.3.3.三辊抱芯控制- 23 -4.3.4.实际应用效果及调试注意事项- 25 -参考文献- 26 -1 前言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、大型厂、冷轧厂、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） 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。1.4 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。 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，建筑材料通过英国劳氏公司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。 鞍钢将认真落实科学发展观，加快推进“四个转变”，即在长大方式上，从投资新建为主向投资新建与兼并重组并重转变；在产业布局上，从内陆发展向沿海发展和国际化经营转变；在自主创新上，从核心技术的“追随者”向“领跑者”转变；在对外输出上，从单一的产品输出向技术输出和管理输出转变。到2015，实现“全面腾飞”奋斗目标，即：年产钢进入世界钢铁行业前10位，成为钢铁业特强、多角化产业协调发展，具有国际竞争力，能够引领世界钢铁工业发展的特大型跨国集团。2. 炼铁烧结厂区1.2.1.2.2.1. 厂区概况炼铁总厂是鞍钢股份有限公司下属的主体生产厂之一，始建于1917年，有着92年的历史，是世界上单厂产能最大的炼铁厂。主要产品为烧结矿、球团矿和生铁，副产品主要有水渣、高炉煤气、炉尘等。1949年6月27日，为新中国炼出了第一炉“争气铁”。在不同的历史时期，党和国家领导人都极为关注鞍钢炼铁事业的发展。1953年12月24日，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。1978年9月，邓小平同志视察炼铁厂7号高炉。1990年10月27日，江泽民总书记视察11号高炉，勉励鞍钢职工“发扬工人阶级光荣传统， 齐心协力搞好老企业技术改造，为社会主义建设多做贡献”。刘少奇、李先念、李鹏、乔石、李瑞环、温家宝、曾庆红等党和国家领导人多次视察高炉，给鞍钢炼铁广大干部职工以极大的鼓舞。 从新中国成立到现在，炼铁总厂已为国家生产合格生铁3.8亿多吨，培养出了以炼铁专家、原冶金部副部长周传典为代表的一大批领导干部、管理专家和技术人才，为祖国钢铁事业的发展做出了巨大贡献。炼铁总厂不仅是祖国钢铁事业的摇篮，也是英雄辈出的地方。这里凝结着全国第一代著名劳动模范老英雄孟泰生活和奋斗的足迹。“艰苦奋斗、爱厂如家、为国分忧、无私奉献”的孟泰精神，激励着一代又一代炼铁人。涌现出全国人大代表韩维先、张前江、王二江，全国劳动模范胡康振、范传昌、王二江、杨金山，全国杰出青年岗位能手阚玉屏、全国青年岗位能手金国一、全国技术能手刘太东等一大批学孟泰先进人物，孟泰精神已经成为炼铁总厂的厂魂。 近年来，炼铁总厂以加速实施“四个转变”，创建“四型企业”为重点，大力推进体制创新、技术创新和管理创新，弘扬孟泰精神，打造一流团队，努力把炼铁总厂由单厂产能规模最大的炼铁企业，打造成为技术最精、指标最优、消耗最低、竞争力最强的世界一流炼铁厂。 1.2.2.1.2.2. 烧结工艺简介钢铁工业需要大量铁矿石，经长时间开采，天然富矿越来越少，高炉不得不使用大量贫矿，但贫矿直接入炉，无论经济上还是操作上都是不合适的，必须经过选矿才能使用。但贫矿富选后得到的精矿粉以及富矿加工过程中产生的富矿粉都不能直接入炉冶炼，必须将其重新造成块，常用造块方法有烧结和球团，而烧结是最重要的造块方法。所谓烧结就是在粉状铁物料中配入适当数量的熔剂和燃料，在烧结机上点火燃烧，借助燃料燃烧的高温作用产生一定数量的液相，把其他未熔化的烧结料颗粒粘结起来冷却后成为多孔质块矿。鞍钢炼铁工业区烧结工业流程主要采用抽风烧结工艺，其优点在于烧结过程中原料的受热均匀，流程稳定，产量卓越。抽风烧结是将准备好的含铁原料、燃料、熔剂经混匀制粒，通过布料器布到烧结台车上，随后点火器在料面点火，点火的同时开始抽风，在台车炉箅下形成一定负压，空气则自上而下通过烧结料层进入下面的风箱。随着料层表面燃料的燃烧，燃烧带逐渐向下移动，当燃烧带到达炉箅时，烧结过程即告终结。烧结过程是复杂的物理化学反应的综合过程。在烧结过程中进行着燃料的燃烧和热交换，水分的蒸发和冷凝，碳酸盐和硫化物的分解和挥发，铁矿石的氧化和还原反应，有害杂质的去除，以及粉料的软化熔融和冷却结晶等，最后得到外观多孔的块状烧结矿。图 2抽风烧结过程中沿料层高度的分层情况由于烧结过程是由料层表面开始逐渐向下进行，因而沿料层高度方向有明显的分层性，按照烧结料层中温度的变化和烧结过程中所发生的物理化学反应，烧结料层可分为五个带（或五层）见图点火后，从上往下依次出现烧结矿层、燃烧层、预热层、干燥层、过湿层。这些反应随着烧结过程的发展而逐步下移，在到达炉箅后才依次消失，最后全部变为烧结矿层。 图 Error! No text of specified style in document.Error! Main Document Only. 烧结工艺流程图烧结工艺起源于英国和瑞典，当时主要用烧结锅生产烧结矿。其后又发明了很多造块方法，其中A.S.Dwight.R.L. Lboyd工作组的带式抽风烧结机(即DL烧结机)最为成功，目前世界各国90以上烧结矿都是由这种烧结机生产的。“十五”期间，随着钢铁工业的快速发展，我国烧结行业也以前所未有的速度快速发展，无论是在烧结矿产量、质量，还是在工艺和技术装备方面都取得了长足的进步，自动化水平也大大提高。2.3. 烧结工艺流程烧结生产工艺是指根据原料特性所选择的加工程序和烧结工艺制度。它对烧结生产的产量和质量有着直接而重要的影响。合理的烧结工艺应根据具体的原燃料条件和对产品质量的要求，按照烧结过程的内在规律，确定合适的生产工艺流程和操作制度，并充分利用现代科学技术成果，强化烧结生产过程，以保证在较低的管理费用和正确的操作条件下获得先进的技术经济指标，实现高产、优质、低耗的目的。烧结生产工艺流程由原料的接受、贮存和中和，熔剂、燃料的破碎、筛分，配料，混合料的制备，烧结，烧结产成品的处理以及烧结过程的除尘等环节组成。破碎筛分破碎配 料混 合布 料点 火烧 结除 尘抽 风烟 囱破 碎筛 分冷 却整 粒精矿、富矿山石灰石、白云石碎焦、无烟煤高炉灰、轧钢厂富矿石100mm 小于3mm03mm03mm250mm轧钢皮100mm煤气或重油水排入大气高炉矿槽冷烧结矿返矿灰尘图 2 现代烧结生产工艺流程图烧结生产的程序是：将准备好的矿粉、燃料和熔剂，按一定的比例配料，然后再配入一部分烧结机尾筛分的返矿，送到混合机混匀和造球。混好的料由布料器铺到烧结机台车上点火烧结。烧成的烧结矿，经破碎机破碎以及筛子筛分后，筛上物进行冷却和整粒，作为成品烧结矿送往高炉。筛下物为返矿，返矿配入混合料重新烧结。烧结过程产生的废气经除尘器除尘后，由风机抽入烟囱，排入大气。2.4. 烧结自动配料控制系统的原理与应用众所周知，烧结厂配料系统是整个烧结生产的源头，它担负着所有烧结机的混合料供应任务，如果配料系统遇到问题，那么整个烧结生产都要被迫停止，而且配料系统的计算也要准确无误，因为烧结原料的种类多，配料成分随供货渠道的变化而变化，各单配料的配合比例也会根据生产的要求随时变化，而且在生产过程中，物料的黏度、比重、粒度及环境的温度、湿度的变化，也会严重影响下料的精度，因此，配料系统对于提高烧结矿的质量至关重要。2.4.1. 配料系统的工作原理在冶金行业中,烧结矿成分稳定在炼铁工艺中起着非常重要的作用。其配比的准确性直接关系到烧结矿和炼铁的质量。在传统的烧结配料生产线上,主要依靠工人的“跑盘”抽样检查原料的配比,再进行控制,这样不仅速度慢、调节不及时,而且准确性差。引入计算机控制以后,提高了控制速度和配比的准确性,减轻了工人劳动强度,稳定了烧结矿的化学成分。在烧结配料生产线上,变频器控制圆盘的转速,从而调节下料速度,原料经阀门落到称重皮带上,再落到总皮带上,各料仓的原料按比例在总皮带上混合后,送混料系统。圆盘下料量由称重传感器测量,信号为420mA,直接送Quantum的模拟量输入模块上，经控制器运算得到瞬时下料量和累计下料量，下料量给定与实际料流量经过PLC的PID控制器运算后，通过PLC输出420mA的信号给变频器上，形成闭环控制，从而使下料量精确。2.4.2. 配料系统程序框图图 2配料系统工艺流程图图 2配料系统控制原理图图 2配料系统电气部分图 2配料系统仪表部分2.4.3. 配料系统控制方式和控制模型该配料系统中,自动配料有两种控制方式，本地控制和远程控制，本地控制是操作工根据生产要求和经验直接从上位输入配料设定值，远程控制是由模型计算得到各种配料的设定值，再根据每种物料的比例计算得到各料仓的配料设定值。配料系统中最复杂和最重要、要求最高的要属模型计算，本系统主要使用一级模型，主要有烧结混合料量控制模型、燃料比率控制模型、返矿比率控制模型等。烧结机混合料量控制模型是为保持在线控制烧结机混合料仓中的料位为常数而设计的一级过程模型。燃料比率控制模型是在线控制混合料中燃料的比率，模型充分考虑到碳元素和水分的含量，使烧结矿中碳的含量保持恒定，控制烧结生产中的固体燃料消耗。返矿比率控制模型是使返矿在烧结混合料中的比率尽可能保持恒定。2.4.4. 电子皮带秤在配料系统中的应用配料系统采用电子皮带秤，其称重传感器的420mA信号直接引入QUANTUM的模拟量输入模块，因此，程序中作了校零、实物校验、零点鉴别、斜率修正等程序，相应的在上位机上的画面中也有每一个秤的校秤画面，校秤时，画面和现场配合完成。正常生产时，有时需要修改程序、系统升级改造以及一些意外的情况，要求PLC停止、重新下装程序，这样校称画面的一些设定值和计算值会丢失，使皮带称不能正常工作。这时，计量技术人员不得不重新进行人工校秤，配料系统共28个皮带秤，校秤操作手续烦琐，如果每次PLC断电都要重新校秤，那么势必会增加停机时间，影响生产的正常进行。实际生产中，可以将最新的每一个校秤画面拷屏、保存下来，当不得不停机时，不用重新校秤，直接在画面“手动置零”处，参照以前的保存文件输入校零值，在斜率输入框内输入每一个秤的斜率即可，只需几分钟的时间。因此在编制程序时，要充分考虑各种情况的发生，充分完善程序的功能。2.4.5. 配料系统软件配置和网络构建1) 软件配置：QuantumPLC系统采用的编程软件是Concept2.5,采用功能块的编程方式，Concept软件有32位模拟器，可以在线仿真。服务器和上位监控软件采用施奈德电气MonitorPro7.2，MP7.2采用ModBusTCP/IP通讯协议将各PLC系统连接起来，从现场设备采集数据，再从上位上显示出来，或从上位写数据到PLC上，有着可靠性、标准性、集成性、实用性和高效性的特点。2) 网络构建与通讯：该系统由3层网络构成：以太网、MB+网、远程IO网。a) 以太网：PLC主机通过140NOE77110模块接到交换机上，交换机通过单模光纤与其他交换机连接成光纤环网，上位机也通过以太网接到交换机上。b) MB+网：由于整个烧结系统的各PLC分布广，距离远，要通过MB+网络连接起来，ModbusPlus可组态64个节点，节点的组态可通过Concept软件的PeerCop来实现，每个组态的PeerCop指定一个寄存器，该寄存器长度为16位数字量，这种数据传输形式特别适合PLC之间传输状态信息以及ModbusPlus网络上分布式节点之间的通信。c) RIO网：RIO网是一个高速（1.544Mb/s）局域网络，传输介质采用同轴电缆，在本系统中采用介质冗余的方式。当一个通道有通讯故障时，系统自动转到另一个通道，确保了PLC与远程I/O之间数据采集与控制的正常进行。2.4.6. 小结在配料仪表系统的程序中，既有一级模型的计算，也有各种控制方式变换、各料仓物料的机动变化，因此该程序的编制和调试工作十分复杂，在维护工作中，也要充分熟悉、消化吸收程序的控制思想，才能在遇到故障和系统改造时，更加机动灵活、及时地解决问题，尽量减少停机时间。总之，该系统投运以来，运行良好，降低了操作故障率和工人的劳动强度，提高了劳动生产率。3. 冷轧厂区1.2.3.3.1. 厂区概况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，鞍钢股份冷轧厂已经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。 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。3.2. 冷轧工艺发展的主要原因钢材在热轧过程中的温降和温度分布不均给生产带来了难题，特别是在生产厚度小而长度大的薄板带产品时，冷却上的差异引起的轧建首尾温差往往使产品尺寸超出公差范围，性能出现显着异。当厚度小于一定限度时，轧件在轧制过程中温降剧烈，以至根本不可能在轧制周期之内保持热轧所需的温度。因此，从规格方面考虑，事实上存在一个热轧厚度下限。70年代初期，日、法、意、原西德等国曾致力于用热连轧精轧机组增加8、9几家来生产1 mm和0.8 mm的薄带。但实践证明,从产品质量和设备重量来说是不可行的。现代热连轧机，目前设计可能轧出最小厚度为1.2 mm，但实际生产中很少生产1.8 mm或1.5 mm以上的热轧卷板。而冷轧则不存在热轧温降与温度不均匀的弊病，可以得到厚度更薄、精度更高的冷轧带钢和冷轧薄板。现代冷连轧宽带轧机和双机架二次冷轧可生产厚度为0.100.17 mm的冷轧薄板,作为镀锡原板，即使不经二次冷轧也可生产0.20.35厚的冷轧钢板mm。多辊冷轧机或窄带钢冷轧机则可生产最薄达0.001 mm的产品。一般0.150.38 mm厚的板带为一般薄板，0.070.25 mm厚的为较薄薄板,0.0250.05 mm厚的板带为极薄薄板，这些产品用热轧方法是不可能生产的。从厚度精度上看，现代热连轧厚度精度通常为50m，而现代冷连轧板厚精度高达5m，比热轧厚度精度高10倍。从板形方面看，热轧板带平直度为50I（1I单位105相对长度差），而冷轧板特别是现代化的宽带钢冷轧机轧制的带钢，其平直度能控制在520 I以内。目前热轧工艺技术水平尚不能使钢板表面在热轧过程中不被氧化，也不能完全避免由氧化铁皮造成的表面质量不良。因此热轧不适合于生产表面光洁程度要求很高的板带钢产品。热轧板表面粗糙度热轧状态下为20m，酸洗后为25m。而冷轧板表面清洁光亮，并可根据不同用途制造不同表面粗糙度的钢板。冷轧板按表面粗糙度分为3种：一种是无光泽的钢板，其表面粗糙度为310m，一般适于用作冲压部件，并且当需涂喷刷漆时这种钢板的附着性较强；第二种是光亮板，其表面粗糙度大于0.2m，这种钢板主要作为装饰镀铬用厚板等；第三种是压印花纹板，采用表面具有70120m凸凹的平整辊平整钢板，这种钢板用于仪表壳及家具装饰等。这样的表面质量热轧是无法满足的。冷轧钢板的另一突出优点是性能好、品种多、用途广。通过一定的冷轧变形程度与冷轧后的热处理的恰当配合，可以在比较宽的范围内满足用户的需求。如汽车用薄板几乎全部须经冲压成形，这样深冲性能就成为薄板生产和使用的核心问题。冲压用钢的主要要求之一是具有占优势的有利织构111（100）。热轧薄板的塑性应变比R仅可达到0.80.95，而冷轧第一代沸腾钢汽车板R为1.01.2，第二代08AL钢R为1.41.8，第三代冷轧汽车板R为1.82.8，这是热轧无法达到的。硅钢是机电工业的重要材料之一，主要用户是电机制造业和输变电事业制造业。能源价格上涨、能源危机，必然要求使用低能耗材料，所以60年代就开始淘汰能耗高的热轧硅钢片，代之以冷轧硅钢片。用10万吨冷轧无取向硅钢制作电机比用10万吨热轧硅钢制作电机，实测节能1.98亿kWh/a，电机运转10年就相当于节约一个20万kW的发电厂全年的发电量。而且用冷轧硅钢片生产36万kVA变压器其总重量是204吨，而用热轧硅钢片制造一台12万kVA变压器，其总重量为200吨。因此，用冷轧硅钢片代替热轧硅钢片具有重大的经济价值。冷轧还可以生产不锈钢板，用于家具和建筑装饰、化工工业等。近年来表面处理钢板有很大发展。以冷轧板为基板的各种涂层钢板品种繁多，用途极为广泛。由于上述原因，冷轧钢板的生产得到迅速发展。从产量左右上看，一般冷轧板产量约占轧材总产量的20左右。工艺技术装备不断革新。早期的冷轧板轧制速度不到1m/s，而今已达41.6m/s。钢板的宽度1905年是406 mm，1925年是914 mm，而今最宽已达2337 mm。3.3. 冷轧带钢板生产工艺流程冷轧板带钢生产的工序和工艺流程于产品紧密相连，随产品的要求不同工艺流程也有所不同。冷轧板带钢产品以热轧带钢作为原料，因其表面有氧化铁皮，所以在冷轧前要把氧化铁皮清除掉，故酸洗时冷轧生产的第一工序。酸洗后即可轧制，轧制到一定厚度，由于带钢的加工硬化，需进行中间退火，使带钢软化。退火之前由于带钢表面有润滑油，必须把油脂清洗干净，否则在退火中带钢表面形成油斑，造成表面缺陷。经过脱脂的带钢，在代有保护性气体的炉中进行退火。退火之后的带钢表面是光亮的，所以在进一步的轧制和平整时，就不需酸洗。带钢轧至所需尺寸和精度后，通常进行最终退火，为获得平整光洁的表面及均匀的厚度和调节机械性能要经过平整。带钢在平整之后，根据订货要求进行剪切。成张交货要横切，成卷交货必要时要纵切。综上所述，一般用途冷轧板带钢的生产工序是：酸洗、冷轧、退火、平整、剪切、检查缺陷、分类分级以及成品包装。3.4. 鞍钢设备协力冷轧工区冷轧工区主要包括冷轧检修、硅钢检修、液压维修中心和仓储检修四个作业区，主要承担冷轧1#线、2#线、3#线、4#线，镀锌1#线、3#线、4#线、5#线和冷轧无取向硅钢生产线的检修和维护的任务。这里主要介绍1#线检修作业区的设备及工艺流程。图 3冷轧1#线整体工艺流程3.5. 冷轧1#线各机组工艺流程及主要设备图 Error! 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Main Document Only.酸洗-轧机联合机组工艺流程1.2.3.3.1.3.2.3.3.3.4.3.5.1.2.3.3.1.3.2.3.3.3.4.3.5.3.5.1. 酸洗-轧机联合机组主要设备简介1) 酸洗机组本酸洗机组从奥地利引进，采用浅槽盐酸酸洗工艺，设计年产能力180万吨，带钢宽度800-1630mm。2) 转向塔通过采用两个转向塔，解决了原酸洗和轧机分设两个车间内且不在同一条线上的问题，使酸洗和轧机相连，实现无头轧制。3) 精轧机组采用五机架四六辊混合机型，其中0#机架采用六辊UC轧机，1#-4#机架为四辊轧机。4) 罩式退火炉冷轧1#线罩式炉设计能力年产110万吨，包括德国LOI 76座和奥地利EBNER4座分流喷气冷却全氢罩式炉，德国LOI 18座喷水冷却全氢罩式炉。带钢宽度800-1630mm，带钢厚度0.3-3.0mm。3.5.2. 平整机组及工艺流程以较小的变形量(通常为0.03-0.3mm)，对退火后的冷轧带钢进行轧制(平整)，以消除带钢的屈服平台和轻微的浪形，以及得到要求的表面形貌，这种轧制过程叫平整，或称为调质轧制。平整机组的主要作用是消除带钢的屈服应力，提高钢板的平直度，消除不连续的塑性变形，获得均匀一致的带钢表面。4.4.1.4.2.4.3.4.4.4.4.1.4.4.2.3.5.3. 纵剪机组及工艺流程本机组主要生产钢卷，工艺流程如下：3.5.4. 横切机组及工艺流程本机组主要生产钢板，工艺流程如下：4. 无缝钢管厂区长材工区主要包括无缝第一检修、无缝第二检修和大型检修三个作业区，主要承担无缝钢管厂219、133、159和177PQF四条热轧钢管生产线和大型厂钢轨生产线的检修和维护的任务。1.2.3.4.4.1. 无缝钢管厂简介鞍钢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。鞍钢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， 2 19 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 2 19 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。4.2. 无缝钢管的生产工艺流程1.2.3.4.4.1.4.2.4.2.1. 热轧（挤压无缝钢管）圆管坯加热穿孔三辊斜轧、连轧或挤压脱管定径（或减径）冷却矫直水压试验（或探伤）标记入库 轧制无缝管的原料是圆管坯，圆管胚要经过切割机的切割加工成长度约为1米的坯料，并经传送带送到熔炉内加热。钢坯被送入熔炉内加热，温度大约为1200摄氏度。燃料为氢气或乙炔。炉内温度控制是关键性的问题.圆管坯出炉后要经过压力穿孔机进行穿空。一般较常见的穿孔机是锥形辊穿孔机，这种穿孔机生产效率高，产品质量好，穿孔扩径量大，可穿多种钢种。穿孔后，圆管坯就先后被三辊斜轧、连轧或挤压。挤压后要脱管定径。定径机通过锥形钻头高速旋转入钢胚打孔，形成钢管。钢管内径由定径机钻头的外径长度来确定。钢管经定径后，进入冷却塔中，通过喷水冷却，钢管经冷却后，就要被矫直。钢管经矫直后由传送带送至金属探伤机（或水压实验）进行内部探伤。若钢管内部有裂纹，气泡等问题，将被探测出。钢管质检后还要通过严格的手工挑选。钢管质检后，用油漆喷上编号、规格、生产批号等。并由吊车吊入仓库中。4.2.2. 冷拔（轧）无缝钢管圆管坯加热穿孔打头退火酸洗涂油（镀铜）多道次冷拔（冷轧）坯管热处理矫直水压试验（探伤）标记入库。冷拔（轧）无缝钢管的轧制方法较热轧（挤压无缝钢管）复杂。它们的生产工艺流程前三步基本相同。不同之处从第四个步骤开始，圆管坯经打空后，要打头，退火。退火后要用专门的酸性液体进行酸洗。酸洗后，涂油。然后紧接着是经过多道次冷拔（冷轧）再坯管，专门的热处理。热处理后，就要被矫直。钢管经矫直后由传送带送至金属探伤机（或水压实验）进行内部探伤。若钢管内部有裂纹，气泡等问题，将被探测出。钢管质检后还要通过严格的手工挑选。钢管质检后，用油漆喷上编号、规格、生产批号等。并由吊车吊入仓库中。4.3. PLC在无缝钢管生产过程中应用1.2.3.4.4.1.4.2.4.3.4.3.1. 概述无缝钢管生产线按工艺流程一般分为三个区域：穿孔区；连轧区；定径区（张减区）。穿孔区主要负责把坯料加工成为中空的钢管（毛管）；连轧区主要负责把毛管轧制成为符合要求的半成品（荒管）；定径区（张减区）主要负责对荒管进行外径的微小修正。穿孔区的工艺为斜轧，对毛管质量起着关键作用的设备是主轧 机及三辊抱芯。三辊抱芯由液压伺服比例阀控制，其主要作用是保证三辊抱芯的实际位置位于参考位置的偏差范围内，从而起到导向作用。4.3.2. 三辊抱芯功能简介三辊抱芯装置机械结构如图4-1所示。图4-1 三滚抱芯的机械结构图三个导辊按照120o分布，其中下面两个导辊，上面一个导辊，三滚的内切圆直径即为其导向物料的外径。三个导辊由同一个液压缸控制，油缸的动作通过一系列的 机械机构可以同时改变三个导辊的位置，（三辊的内切圆直径）。一般根据工艺不同，穿孔区一般安装6组三辊抱芯装置，每个三辊抱芯前有2对热探。轧制前三辊抱芯位于顶杆位置，对顶杆起到导向作用。轧制过程中，随着坯料被轧制成为毛管，6对三辊抱芯在得到各自的热探信号后，依次打开到毛管位，对毛管进 行导向。当轧制结束后，三辊抱芯同时旋至打开位置，翻料臂将毛管翻出。更换顶杆后，三辊抱芯再次旋至顶杆位，重复以上过程，轧制另一个毛管。在一根毛管轧制的过程中，三辊抱芯要动作3次，即顶杆位，毛管位，打开位，而这些动作均要求在0.5-1s内完成，并且保证1mm之内的位置偏差。所以三辊抱芯位置的精确度，动作快慢直接关系到整条生产线的运行以及产品的质量。4.3.3. 三辊抱芯控制(1) 基本控制原理三辊抱芯的控制基本分为两种。1） 采用机械调整和节流阀配合驱动。这种方法的优点是驱动控制简单，设备动作时间短，即使用常规的三位四通阀，节流阀来控制液压缸的行程，但是这种方式的缺点 也很明显，就是每次更换轧钢规格的时候都需要手动进行调节，浪费了大量的时间。其次是控制的精度比较低，对轧钢的质量造成很大的影响。图4-2 液压伺服比例系统2） 用液压伺服比例阀进行控制，这种控制方法能很好的保证三辊抱芯的精度，一般误差都可以控制在0.5-1mm，此外如果采用单独的液压站来驱动6个三辊抱 芯，系统压力比较稳定的情况下，其动作时间也能控制在0.5s内。更换轧钢规矩的时候，仅仅需要从HMI改变参考位置，节省了大量的时间。液压伺服比例系 统的控制如图2所示。伺服比例阀通过自带的集成线性放大器，可以连续地调节伺服比例阀的开度，这是与普通液控阀的最大不同。由于伺服比例阀的开度是连续可 调的，因此供给油缸的流量也是连续可调节的。这