2013年东北大学自动化鞍钢实习报告

TOC\o"1-3"\h\u5714第一章前言 4264771.1实习目的 4216681.2实习任务 4269711.3实习内容及要求 4236341.4实习单位概况 523942第二章冷轧厂 9172292.1参观实习流程及重点内容回顾 9119722.2冷轧厂简介 10192442.3冷轧二号线简介 10312292.4冷轧厂生产工艺概况 10164182.4.1冷轧带钢板生产工艺流程 1066172.4.2设备特点及作用 11236622.5自动化在冷轧过程中的重要作用 13268652.5.1基于神经元网络的自学习系统 13154432.5.2高精度轧制的厚度控制技术 13139152.5.3高精度的板形控制技术 133814第三章大型厂 1419983.1参观实习流程及重点内容回顾 14210383.2大型厂简介 15239853.3大型厂生产工艺流程及特色 1575353.4大型厂主要生产设备概况 1643033.4.1加热炉 16211393.4.2轧钢机组 17242033.4.3冷床 1861553.4.4平—立复合矫直机和四面压力矫直机 1881303.4.5检测中心 18180883.4.6锯钻组合机床 19183733.5自动化在重轨生产过程中的应用 1949143.5.1PLC在鞍钢大型厂矫直生产过程中的应用 19297083.5.2鞍钢大型厂步进式加热炉自动控制系统 2014797第四章炼钢总厂 20231824.1参观实习流程及重点内容回顾 20249384.2炼钢总产简介 2151004.3鞍钢股份第三炼钢连轧厂简介 22245314.4第三炼钢连轧厂工艺流程 22265694.5工艺设备 2328404.6用钢原材料 24135724.7该厂转炉采用的新工艺、新技术 24274964.8第三炼钢连轧厂主要炉外精炼设备及功能 2573474.8.1LF炉的基本设备 25308704.8.2连续铸钢装备的连铸机 253605第五章热轧厂 25104545.1热轧厂简介 257115.2热轧厂基本工作原理 25125265.31700生产线 25140475.41780热轧带钢生产线主要设备简介 26297525.5热轧厂在生产中的作用 27第六章实习心得体会 ……………….276.1心得体会…………276.2建议和意见………28第一章前言1.1实习目的赴鞍山钢铁集团实习，是一次理论与实践结合的过程，正如校训所说“自强不息，知行合一”，我们每一位同学都应在掌握扎实的基础知识的同时，应当正确而又恰当的将自己的所学应用到我们的实际生产当中，鞍山钢铁集团一行，让我们广大同学对钢铁企业有了一个深层次的了解，真切的感受到书本上的知识在实际生产中的巨大力量，通过亲身感受使我们心中对所学知识产生浓厚兴趣，从而带动我们的学习。在鞍钢实习过程中，我们见识了真正的工艺流程和真正的生产加工过程。通过为期五天的实习学习过程，我们切身感受钢厂的工作环境，对钢铁行业有了清晰的认识；同时们也学习各个流程的工艺过程，了解当前的运转状况，为我们将来的学习指引方向；在实习学习过程中，我们更真切的了解到企业发展的要求与方向，为我们将来成为钢铁方向的人才奠定坚实的基础。此次实习，无论在生产实践、理论联系实际、引领学习方向等各方面均具有重要意义。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：大型厂万能重轨线、冷轧厂2#线、鞍钢股份公司炼钢总厂、炼铁厂新4号高炉。（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：企业安全教育现场专家和工程技术人员讲课参观考察生产流程现场实习通过实习，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、应用场合和使用特点。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）应企业要求，完成一些技术服务工作，并提出建议和意见。1.3.2实习要求：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。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。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。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。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。相关工厂介绍炼钢总厂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。针对中国钢铁企业在规模效益、有效资源集中度等方面存在的差距，国务院国资委提出了推动中央企业内部产业重组、提高国有资本配置效率的要求。鞍钢曾提出“打造特强钢铁”战略目标，这一全新的体制框架和运行机制将为集团公司整体持续、稳定、协调发展，成为最具国际竞争力的跨国钢铁集团奠定管理体制的基础。作为鞍钢钢铁主业的核心部分，鞍钢股份公司义不容辞地承担起企业内部资源整合的重任。炼钢总厂的成立标志着鞍钢在实施内部资源整合、推进专业一体化管理发展战略上迈出了重要的一步。新成立的炼钢总厂将由炼钢一工区（原第一炼钢厂）、炼钢二工区（原第二炼钢厂南线）、炼钢三工区（原第二炼钢厂北线）、炼钢四工区（原第三炼钢连轧厂）组成。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。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。第二章冷轧厂2.1参观实习流程及重点内容回顾来到鞍钢冷轧厂。进入厂区，首先引入眼帘的是“全民消防，生命至上”的标语，可见鞍钢以人为本的理念。在教室里老师利用ppt向我们介绍了鞍钢冷轧厂的历史和概况，接着老师重点向我们介绍了冷轧二号线，主要内容如下：冷轧厂部分产品生产流程：来料——酸轧联合机组——清洗机组——罩式炉——平整——重卷机组——包装机组——成品冷轧板带钢的生产工序：酸洗、冷轧、退火、平整、剪切、检查缺陷、分类分级以及成品包装。最后，在老师及鞍钢工作人员的带领下，我们对冷轧厂二号线进行了参观实习，出于安全考虑，此次参观很快就结束了，我们只看到了冷轧厂的成品和头上的吊车。图4冷轧厂钢卷图5冷轧厂设备2.2冷轧厂简介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。经过大规模技术改造，由原来的一厂一线年冷轧轧制能力30万吨，发展到现在拥有四条冷轧生产线、四条热镀锌生产线、二条彩涂生产线，年冷轧轧制能力达到650万吨的大型现代化冷轧厂，其中热镀锌产品160万吨、彩涂产品30万吨。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。2.3冷轧二号线简介冷轧二号线是我国第一条立足国内技术资源整合集成的拥有国际一流技术装备水平的酸洗连轧生产线，主要产品包括05级轿车板及普通用板、建筑板、家电板、汽车板、耐候钢等40多个品种、60多个规格，还成功开发了搪瓷钢系列、汽车车轮用钢系列、烘烤硬化钢系列、含磷钢系列、家电用钢板系列、汽车结构钢系列等冷轧钢板。年设计生产能力：酸轧联合机组150万吨；罩式退火炉；平整、剪切机组70万吨2.4冷轧厂生产工艺概况2.4.1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。2.4.2设备特点及作用（1）酸轧联合机组：酸洗工艺采用当今先进、高效、节能的紊流酸洗，连轧机采用五机架连轧方案，二者直接连接布置在一起。根据实际的产品大纲，按照最经济配置，连轧机采用六辊和传统四辊组合机型。为保证连轧机更稳定轧制，出口采用了比较先进的Carrousel卷取机。酸洗线是将热轧卷先进行拉伸矫直，破磷并矫正板形后通过盐酸进行酸洗，将热轧卷表面的氧化皮洗掉。由于带钢表面氧化铁皮具有疏松、多孔和裂纹的性质，加之氧化铁皮经过拉伸矫直机的破碎，使这些孔隙、裂缝进一步的扩大，所以在酸溶液与氧化铁皮起化学变化的同时通过裂缝和孔隙而与钢铁的基体铁起反应。也就是说，在酸洗时，一开始就同时进行着所有三种氧化铁皮及金属铁与酸溶液之间的化学反应。所以酸洗机理可以概括为以下三个方面。a、氧化铁皮与酸发生化学反应而被溶解（溶解作用）Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2OFe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2OFeO+2HCl=FeCl2+H2Ob、金属铁与酸作用生成氢，机械的剥离氧化铁皮（机械剥离作用）Fe+2HCl=FeCl2+H2c、生成的氢使铁的氧化物还原成易与酸作用的亚铁氧化物，然后与酸作用而被除去（还原作用）Fe2O3+2H=2FeO+H2OFe3O4+2H＝3FeO+H2OFeCl3+H=FeCl2+HCl图7冷轧厂酸洗线图8联合机组（2）激光焊机采用德国Miebach（米巴赫）公司的激光焊机，带有前后自动对中功能，实现全自动焊接，并有冲孔装置，实现联合机组全线焊缝跟踪功能，焊接无噪声，无污染，焊接参数自动选择，操作方便，平均每次焊接时间为105秒，大大的提高了机组的运行效率。（3）全氢罩式炉冷轧板的退火是冷轧带钢生产中最主要的热处理工序之一。冷轧带钢的退火因钢种的不同分初退火、中间退火和成品退火，我厂采用的是成品退火，其目的是消除冷轧造成的内应力和加工硬化，使钢板达到客户所要求的力学性能、工艺性能及显微结构等标准。（4）平整机组鞍钢冷薄板厂二号线平整生产线，其主要作用是将经过热处理工序后的钢卷进行平整轧制，消除屈服平台以得到良好的机械性能；获得良好的表面形貌：改善板形。是2＃冷轧线的一道重要工序。整个生产过程可概括为钢卷准备、上卷、平整轧制、卸卷、打捆称重、吊出，其中卸卷动作的自动化水平及可靠性直接影响成品卷的钢卷完美化以及机组的作业率。（5）重卷机组重卷线是用来将从平整机组或连退线等机组生产过来的大钢卷重新分卷成用户所要求重量的小钢卷。主要设备由开卷机、圆盘剪、涂油机、（矫直机）和卷取机。重卷线速度比剪切线速度高，可达到300－400m/min。（6）包装机组:包装机组的功能是将重卷线生产过来的钢卷进行包装，其核心设备是自动打捆机，分为圆周打捆机和穿心打捆机。包装是把精整完成的板垛和带卷进行捆扎包装成为最终交货产品的工序。冷轧产品包装的目的，不仅仅只是使产品外表美观、标志明显，更重要的是使产品在发货吊运和存储过程中不会受损坏和锈蚀，对产品质量起到保护作用。2.5自动化在冷轧过程中的重要作用2.5.1基于神经元网络的自学习系统近年来，国内外很多机构都对钢在轧制过程中组织性能变化的数学模型给予高度的重视。在生产过程中，涉及的钢种多、成分变化、化学元素的性能的影响无法用简单的模型表达。随着神经元网络技术、模糊理论的应用，使的开发实用的组织性能预报技术成为可能。目前该技术在冷轧厂的二级计算机系统中已成功地得到应用。2.5.2高精度轧制的厚度控制技术高精度的液压AGC技术，新型数学模型，高精度检测仪表等等改进系统的控制模型，重点优化模型结构、提高控制模型的精度，利用神经网络和模糊逻辑的组合算法开发出轧制厚度控制模型，使控制模型的精度大大提高。冷轧薄板的厚度精度应达到±2μm。2.5.3高精度的板形控制技术汽车、家电制造等用户自动化水平的不断提高，对板带产品几何精度的要求越来越高，如厚度精度要求达到3-5μm，板形平坦度要求达到5-7I。第三章大型厂3.1参观实习流程及重点内容回顾来到鞍钢大型厂，首先大型厂老师向我们介绍了鞍山钢铁集团的概况，之后老师用一系列事故向我们说明安全意识的重要性，让我们将“安全第一，预防为主”这八个大字牢记于心；紧接着老师向我们介绍了大型厂三条生产线，分别为万能重轨线、800型钢线和600建材线，其中，万能重轨线是我们当天参观的地方也是老师介绍的重点内容，非常幸运的是，临近讲课结束大型厂的检修完成，我们可以看到完整的生产过程，讲课主要内容如下：重轨工艺线简易流程：来料（800度左右）——步进式加热（72步）——高压水除磷——1150初轧——1100初轧——万能轧机（初轧、轧边、精轧）——热锯——打印（鞍钢标志）——予弯冷却——平立复合矫治机——检测中心（平直检、涡流、超声波）——冷却台（四面压力矫直）——加工——淬火——人工检查——运输最后，在老师及鞍钢工作人员的带领下，我们对重轨生产线进行了参观实习。图1Φ1150轧机图2Φ1100轧机3.2大型厂简介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。3.3大型厂生产工艺流程及特色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1250℃的钢坯经高压水第一次除磷后,由Φ1150轧机、Φ1100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,而是在冷床入口翻转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—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,再送入加工线加工,经检查合格后入库,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,检查合格后入库、发出。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,最高的温度直接装入加热炉加热,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730mm的难题,并且在仅有480m长的空间内成功地布置了50m成品钢轨生产线(轧件长度110m)。(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Φ1150、Φ1100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。3.4大型厂主要生产设备概况3.4.1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≤2mm,计算机控制烧钢,操作画面直观逼真,操作简单易学。主要技术参数如下:(1)炉子有效尺寸:36295mm×8600mm;(2)炉子能力(热坯):170t/h。3.4.2轧钢机组(1)BD1轧机——Φ1150初轧机Φ1150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。主要技术参数如下:大轧制力:20000kN;②主电机功率:3900kW×2。(2)BD2轧机—Φ1100粗轧机Φ1100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。主要技术参数如下:大轧制力:10000kN;②主电机功率:4560kW×1(3)万能机组:UR-E-UF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。主要技术参数如下:①最大轧制力:水平辊:5000kN,2500kN,5000kN立辊:3000kN,3000kN②主电机功率:3500kW,1500kW,2500kW3.4.3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。主要技术参数如下:(1)台面尺寸:75m×53m,本体尺寸:45m×52m;(2)步距:300mm;(3)步距周期:20s。3.4.4平—立复合矫直机和四面压力矫直机平—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。主要技术参数如下: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:2×350kN,水平:2×2000kN。3.4.5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0·1mm。(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。(3)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。3.4.6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。主要技术参数如下:(1)锯片直径:712mm/660mm;(2)锯切速度:27~65r/min;(3)钻头速度:0~2200r/min。3.5自动化在重轨生产过程中的应用3.5.1PLC在鞍钢大型厂矫直生产过程中的应用鞍钢大型厂的矫直生产过程采用PLC控制，高度体现了机电一体化的要求。这套PLC控制系统控制对象较多，其输入输出点数多达1000点，属于大型ＰLC系统。采用模块式结构，它控制整个矫直区域的生产过程，它控制的设备包括变频辊道电机、翻钢机、平矫机、立矫机以及所有的液压润滑系统和其他辅助设备。矫直区域PLC控制系统主要由3部分组成：计算机工作站、PLC可编程序控制器工作站、操作工控制站。计算机工作站，工业PC机，与个人计算机相当，内装Windows98操作系统及监控软件，用于钢轨原始数据输入、矫直过程跟踪、设定计算、操作规程的输入及各种过程变量的显示。在调试阶段，作为编程器，用于调试和故障处理。PLC自动化站，采用西门子S7-400PLC系统完成逻辑控制，各数字量输入输出模块和模拟量输入输出模块使PLC从计算机站和操作工控制站接受各种输入信息（如：矫直辊压下量及轴向调整量的设定指令，进行矫直过程的压下量设定和轴向调整；翻钢机夹紧辊旋转方向和角度、夹紧力大小的设定等），并通过控制电路和执行部件完成矫直生产过程的控制，同时实时地把矫直过程的压力、液压缸油压和油温、实际压下量、主电机转速和电流等检测信号传送到计算机站和操作工控制站。矫直机及相关机械的PLC控制系统是该套设备的关键技术。该设备的调试成功，使重轨的矫直精度达平矫0.2mm/3m,立矫0.3mm/1.5m，矫直精度较改造前老式矫直机有了一个大的飞跃，而且使该厂的设备自动化程度、产品的技术含量得到显著提高。这套设备的引进和调试成功，对于提高鞍钢大型厂生产力水平、产品质量以及产品的市场占有率有很大影响。3.5.2鞍钢大型厂步进式加热炉自动控制系统步进式加热炉自动控制系统,采用具有国际先进水平的美国AB公司contriogic5000系列PLC设备组成的分散控制系统,对加热炉生产过程进行控制。为便于调试,主要设备旁设有操作台。鞍钢大型厂步进式加热炉已投产1年,设备运行良好,工艺合理,技术先进,整个工程比预计投资节约500余万元。加热炉改造后,不仅可节约能源,降低成本,而且提高了重轨质量,创造了可观的经济效益和社会效益。该加热炉工艺设备、整体水平为国内领先,部分技术指标已处于世界先进水平。第四章炼钢总厂4.1参观实习流程及重点内容回顾我们来到鞍钢炼铁总厂第三炼钢四公区，我们被警告不要大声喧哗，这是鞍钢员工办公的地方，在会议室老师向我们介绍了第三炼钢厂的业绩和英雄人物，得知这里是产领导的地方。之后老师向我们介绍了炼钢的工艺，主要内容如下：炼钢工艺简易流程：铁水预处理（炉外脱硫、脱磷、脱硅）——转炉炼钢（铁水变成钢水，热源为氧气与铁水的化学反应放热）——精炼炉（生产高附加值钢）——连铸（坯子）主要设备：3座260吨转炉、2座LF钢包煤炉、2座RH真空处理装置、2台薄板连铸机，一套2150mm热连轧机组。炼钢主原料：铁水和废钢。炼钢辅原料：冷却剂、造渣剂、升温剂、各种合金等。接着，我们坐车来到了厂区，首先我们进入控制室，技术人员向我们介绍自动化炼钢的前景，由于环境和原料品质的因素，鞍钢目前没有实现自动化炼钢。在控制室，我们看到了熟悉的组态王软件在监控着整个生产流程，却看不太懂，深感自己学的东西还是太少，最后，在老师及鞍钢工作人员的带领下，我们重点对转炉进行了参观实习，铁水进去后火花四溅，十分壮观。图10转炉4.2炼钢总产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210万吨，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。针对中国钢铁企业在规模效益、有效资源集中度等方面存在的差距，国务院国资委提出了推动中央企业内部产业重组、提高国有资本配置效率的要求。鞍钢曾提出“打造特强钢铁”战略目标，这一全新的体制框架和运行机制将为集团公司整体持续、稳定、协调发展，成为最具国际竞争力的跨国钢铁集团奠定管理体制的基础。作为鞍钢钢铁主业的核心部分，鞍钢股份公司义不容辞地承担起企业内部资源整合的重任。炼钢总厂的成立标志着鞍钢在实施内部资源整合、推进专业一体化管理发展战略上迈出了重要的一步。新成立的炼钢总厂将由炼钢一工区（原第一炼钢厂）、炼钢二工区（原第二炼钢厂南线）、炼钢三工区（原第二炼钢厂北线）、炼钢四工区（原第三炼钢连轧厂）组成。4.3鞍钢股份第三炼钢连轧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。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。产品已实现出口欧洲意大利、西班牙、比利时、英国、德国、法国、葡萄牙；亚洲韩国、日本；美洲墨西哥；台湾等国家和地区。4.4第三炼钢连轧厂工艺流程鞍钢股份第三炼钢连轧厂有两座RH真空处理系统。RH法(即真空循环脱气法)由原西德鲁尔钢铁公司(Ruhrstahl)和海拉斯公司(Heraeus)联合开发。采用RH法不仅可以提高钢水质量,而且可满足连铸对钢水成分、温度、纯净度等的严格要求。RH法已成为现代炼钢、连铸生产的重要工艺手段。RH真空处理工艺流程如下:转炉出钢后,用吊车把钢包运至RH钢包运输车上,钢包车开至RH处理位置,运输车下面地坑内的液压顶升装置将钢包和运输车一起顶升至处理位置,开泵抽真空进行循环真空处理。RH处理站设有合金、冷却废钢及铝、碳等加料系统,计算机根据钢水氧含量、温度、成分以及目标值进行计算,并将计算值设定给基础自动化系统,自动进行合金微调,调整钢水温度及碳含量。真空处理完毕后停泵,测温取样,钢包车下降,投入保温剂,再开回钢水接收跨,将钢包吊运到连铸钢包回转台上,准备浇铸。4.5工艺设备RH真空处理的基本设备主要包括如下7个部分:钢包回转装置、钢包顶升装置、真空室热顶盖顶升装置、真空室运输车、顶枪系统、测温取样破渣装置以及连通管维修更换装置。图11RH真空处理过程示意图其铁水预处理的基本设备组成:脱硫粉剂受料、贮存系统(2个50m3的CaO粉剂贮存仓和1个50m3的Mg粉贮存仓)、脱硫粉剂喷吹脱硫系统(2.5m3CaO喷吹罐和1.5m3Mg粉喷吹罐)、260吨铁水罐、铁水运输和倾翻系统、测温取样系统、脱硫处理计算机和电子称仪表控制系统、扒渣系统、工业电视和通讯系统、脱硫及扒渣烟气除尘系统等。铁水预处理的基本工艺铁水预处理是指铁水在兑入炼钢炉之前,为去除或提取某种成分而进行的处理过程,例如对铁水的炉外脱硫、脱磷和脱硅,脱硫方法最广泛的是搅拌法和喷吹法。鞍钢厂采用以氮气为载流的喷吹法进行铁水脱硫。喷吹的粉剂主要有电石粉(CaC2)、石灰粉(CaO)、石灰石粉(CaCO3)、金属镁和镁基材料,该厂所用的粉剂为石灰粉和镁基材料(主要是钝化镁)。4.6用钢原材料第三炼钢连轧厂炼钢用原料分为主原料、辅原料和各种铁合金等。其主原料:铁水和废钢。辅原料:造渣剂(石灰、铁皮球、轻烧白云石、菱镁石等)冷却剂(废钢、生铁块、铁矿石等)升温剂(硅铁、碳化硅等)各种合金:常用的合金有Fe-Mn、Si-Fe、SiMn、AL、ALMnTi、SiBaSrAl等其它材料:增碳剂、焦炭、氧气等。根据炉容比和炉池深度我厂主要采用定量装入制度和分阶段定量装入制度。该厂转炉炼钢造渣的渣料加入量的确定:石灰加入量(t)=2.14×铁水含Si%×碱度(R)×铁水量(t)/(石灰有效CaO%)铁矾土的加入量:冶炼低碳钢时铁矾土加入量不大于1.0吨;冶炼中高碳钢时铁矾土加入量不大于1.5吨。4.7该厂转炉采用的新工艺、新技术(1)采用顶底复吹工艺。引进转炉冶炼静态和动态模型及底吹、副枪和质谱仪技术,提高终点碳温双命中率,确保一次倒炉出钢快速炼钢,提高钢水收得率,降低熔剂和合金消耗,实现了自动化炼钢。(2)采用挡渣技术对转炉挡渣出钢,使进入钢包的炉渣量≤5kg/t钢。(3)采用溅渣护炉技术,使转炉炉龄达8000次以上。(4)铁水脱硫扒渣采用高压复合喷吹钝化CaO粉和钝化金属镁粉技术,具有提高脱硫效率、消耗少、温降小、处理周期短、处理成本低的优点。可保证入炉铁水硫含量在0.010%～0.005%。(5)转炉二次烟气、倒罐间兑铁、出铁烟气和脱硫扒渣烟气收集除尘、粉尘回收利用。(6)转炉污泥处理、回收利用。(7)转炉余热锅炉蒸汽回收利用。(8)转炉煤气回收利用。4.8第三炼钢连轧厂主要炉外精炼设备及功能4.8.1LF炉的基本设备2座LF工位,变压器容量为40MVA。电极升降装置,最大行程3.5m。速度为:自动升4.8/降3.6m/min;手动升降6.4m/min。加热桥架及炉盖提升机构和水冷炉盖,水冷炉盖行程600mm。钢车走行系统、下料系统、氩气系统、氮气系统、冷却水系统等其LF钢包精炼炉的基本原理:LF与电弧炉的原理相同,是通过石墨电极与钢液之间的电弧作为热源来加热钢水的。同时采用底吹氩搅拌钢液,在钢液表面造还原渣脱硫等对钢液进行加热的炉外精炼处理方式。其LF的基本功能(1)脱硫:利用造碱性还原渣和电弧的高温区进行脱硫(2)加热:采用电极放电加热钢水(3)合金化:成份微调(4)均匀钢液和去除夹杂:采用底吹Ar气搅拌钢液(5)生产组织中的缓冲:平衡转炉和铸机之间的供钢节奏。4.8.2连续铸钢装备的连铸机两台双流立弯式中薄板板坯连铸机铸坯断面规格:135/170×900︿2000mm鞍钢于2000年12月实现了全连铸生产。连续铸钢的概念:将一包或多包钢水经一组特殊的冷却装置连续地浇铸成一定断面形状的钢坯的工艺过程。它改变了将近一个世纪以来,使用钢锭模间断浇注的低生产率生产钢锭的传统方式,简化了由钢液到钢材的生产流程。鞍钢连铸基本工艺过程:钢水由大罐经中间包稳流、分配后进入结晶器,受到结晶器水冷铜壁的冷却形成坯壳,为了避免坯壳与结晶器粘结,结晶器做上下往复振动,并加入保护渣或其他起到润滑效果的材质。铸坯经弯曲进入弧形段,再经矫直成水平状态,由切割机切割成一定长度的铸坯,输送至轧钢厂。鞍钢连铸工艺的优点:简化工艺流程,提高生产效率连铸省掉了脱模、整模、钢锭均热和开坯等工序。降低能耗由于提高了成坯率,省掉均热、开坯等能耗。劳动条件好,易于实现自动化操作安全、污染小、自动化程度高、操作人员数量少。铸坯质量好,连铸钢种不断扩大成分偏析小,纯净度高,组织致密等。几乎所有钢种都可以用连铸生产。第五章热轧带钢5.1热轧厂简介鞍钢股份有限公司热轧带钢厂产品覆盖了碳素及优质碳素钢、低合金钢、合金钢、船用钢、桥梁钢、工程机械钢、耐候钢（铁路车辆、集装箱钢）、汽车结构用钢、石油及天然气输送管线钢、锅炉及压力容器用钢、军工钢、超细晶粒钢、花纹板、冷轧原料（冷轧普板、汽车板、家电板、涂镀板等）、冷轧硅钢原料（无取向、取向硅钢）等18大类。5.2热轧厂基本工作原理5.2.1热轧卷工作原理热轧卷是用连铸板坯或初轧板坯作原料，经步进式加热炉加热，高压水除鳞后进入粗轧机，粗轧料经切头、尾、再进入精轧机，实施计算机控制轧制，终轧后即经过层流冷却(计算机控制冷却速率)和卷取机卷取、成为直发卷。直发卷的头、尾往往呈舌状及鱼尾状，厚度、宽度精度较差，边部常存在浪形、折边、塔形等缺陷。其卷重较重、钢卷内径为760mm。5.2.2热轧钢筋工作原理热轧钢筋是经热轧成型并自然冷却的成品钢筋，由低碳钢和普通合金钢在高温状态下压制而成，主要用于钢筋混凝土和预应力混凝土结构的配筋，是土木建筑工程中使用量最大的钢材品种之一。直径6.5～9毫米的钢筋，大多数卷成盘条；直径10～40毫米的一般是6～12米长的直条。热轧钢筋应具备一定的强度，