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1、北京科技大学本科生生产实习报告引 言实习目的与要求：根据本专业的培养目标，深入企业，了解流程工业各个生产过程的生产工艺以及与本专业相关的控制系统、电气传动技术和常见设备的使用情况，建立感性认识。同时，在生产实践中扩大学生视野，使其了解本专业在社会经济发展中的作用、地位及发展前景，提高学生的专业兴趣，为学生毕业设计（论文）的选题和开展奠定基础。实习内容：1烧结生产工艺及其智能控制系统2炼铁工艺及在线监控系统简介3炼钢工艺及在线监控系统简介4中厚板材轧制工艺及AGC控制系统简介5热轧工艺及其自动控制系统实习方式：1听取报告：由实习单位有关人员进行安全保密教育。实习各分厂或车间的技术人员作技术报告，
2、介绍自动化装置在过程控制中的应用。2. 组织参观结合技术报告参观各分厂或车间，参观生产线及生产线上使用的电气传动系统和控制系统以及管控一体化系统，具体了解自动化装置的工作和控制系统的运行。3. 阅读实习材料为了更好地学习和掌握实习中学到的知识，学生应结合实习内容预习或复习有关资料。4. 实习笔记学生应将每天实习内容和所听实习报告内容认真记录，整理收集的资料，记录遇见的问题。1 济南钢铁集团介绍1.1集团介绍济钢始建于1958年。职工3.8万人。资产总额500亿元。产品以中板、中厚板热轧薄版、冷轧薄板为主。2008年，生产钢1121吨、钢材1085万吨；出口钢铁产品116万吨，创汇1.3亿美元，
3、进出口贸易总额24.6亿美元。获得了“国家环境有好企业”、“全国绿化模范单位”、“中国钢铁工业清洁生产环境有好企业”、荣誉称号。济钢股份公司获得了中国蓝筹公司百强、蓝筹钢铁企业十强、中国上市公司金牛奖百强称号。 济钢认真落实科学发展观，坚持走新型工业化道路，以结构调整为主线，积极推进工艺装备的大型化、紧凑化、现代化，形成了中板、中厚板、热轧薄板、冷轧薄板镀锌板、彩涂板等现代化生产线，为顾客和社会创造价值的能力明显提升。以信息化加快企业现代化的进程，建设了ERP、MES、SPC、OA、能源管控衷心等管理信息系统坚持以市场为导向，不断优化产品结构，开发满足顾客个性化需求的新产品，高技术含量、高附加
4、值的品种板比例超过了90%，锅炉容器钢板、高强度建筑结构用中厚钢板被评为中国名牌产品，造船用钢板、碳结中板、钢筋混凝土用热轧带肋钢筋、过滤容器钢板和球墨铸铁管等主导产品获得冶金产品“金杯奖”，差异化竞争优势明显增强。强化创新体系建设，提升自主创新能力。坚持以企业为主体、市场为导向，加强企业创新体系建设，建成了国家级技术中心、国家级质检中心、博士后科研工作站，技术中心获得国家认定企业技术中心成就奖。积极营造开放的技术创新体系，与国内外一大批知名的大专院校、科研机构、制造企业等建立了跨学科、跨专业、跨行业的产学研开发同盟。坚持模仿创新、集成创新、自主创新相结合，逐步形成了以自主创新、集成创新为主要
5、方式的创新机制。近年来获得省级以上科技进步奖100多项，其中国家科技进步奖2项，开发注册专利技术120多项，获得国家级管理创新成果奖1项。创新能力的增强为企业适应市场、健康发展注入了活力。坚持管理与国际接轨，提升企业综合素质。从提升国际市场竞争力的高度出发，引入建立、深入推进卓越绩效模式，加快与国际先进水平接轨，提升企业综合素质。大力实施精准管理，探索“六西格玛标准化”过程精准管理方法，广泛开展创建学习型组织、精品车间、标杆车间等管理提升活动，企业综合管理水平不断提高。坚持以信息化加快企业现代化的进程，建设OA，实现了办公自动化，以ERP、MES、SPC优化业务流程，提升了管理水平和管理效能。
6、精心培育责任价值观，凝聚发展合力。广泛开展“讲责任，做主人”主题活动，培育形成“做主人首先要尽责任”、“对企业尽责就是对自己负责”等责任价值观，领导干部讲为企为民之责，职工群众做兴企克难主人，凝聚了战胜危机挑战的强大力量。树立“以人为本”、“群众利益无小事”的观念，大力实施凝聚力工程，为职工搭建民主参与、素质提升、创新创业、利益共享等“四个平台”，构建和谐劳动关系，实现了企业与员工的和谐共融。树立“发展循环经济是企业可持续发展的必由之路，是企业的历史责任”的观念，综合地解决提高市场竞争力和可持续发展能力的集成性命题，实现了企业与环境的和谐共生。牢固树立 “用户就是上帝”的观念，深入实施顾客价值
7、创新工程、供应商满意工程，实现了企业与合作方的和谐共赢。树立“人人心情舒畅地生活和工作企业才有活力”的观念，鼓励创新，允许失误，宽容失败，充分体现民主包容、人文关怀，在实现求同与存异和谐统一的基础上，使物质层面的和谐升华到精神层面。面对新形势、新任务，济钢将在山钢集团的正确领导下，深入学习贯彻科学发展观，进一步坚定信心，振奋精神，变挑战为机遇，变压力为动力，务实创新，开拓奋进，建设持续稳定、健康快速发展的新济钢，为推进山钢集团实质性重组、实现集团一体化运营、建设现代化的具有国际竞争力的世界一流钢铁强企做出积极的贡献。1.2主要部门介绍1.2.1济钢自动化部介绍济钢自动化部 是济南钢铁股份有限公
8、司信息、电信、自动化的职能管理部门，负责全公司信息化的具体规划、专业管理、技术研发和建设维护。现有员工339名，一线研发人员180人，本科及以上员工占员工总数的54%，其中博士2名，硕士39名，本科学历141名。拥有高级职称50人，中级职称74人。济钢自动化部积累了20年钢企基础自动化、过程自动化、产线管控、生产运营管理与企业决策支持等各层级的系统集成设计与开发经验，自主研发处于国内冶金行业领先水平。图1.1济钢自动化部1.2.2济钢第一炼钢厂介绍济钢第一炼钢厂始建于1958年，现有职工1900余名。伴随着济钢的高速、和谐发展，历经几代一炼钢人艰苦卓绝的拼搏奋斗，成为国内同类型企业的一流炼钢厂
9、.现有装备及指标。600吨混铁炉3座；45吨氧气顶吹转炉4座；120120mm方坯铸机1台，经改造也可生产150150mm断面；150150mm方坯铸机1台；多半径超低头连铸机3台，生产断面2001400mm ，两座50吨LF精炼炉；CAS精炼炉4台。主要产品有低合金结构钢、锅炉容器钢、管线钢、高强度船板钢、桥梁钢贝氏体钢、球扁钢等二十几个系列，150多个品种，年产钢量近400万吨，能较好的满足顾客的差异化需求，具有较强的市场竞争力。其中钢铁料消耗、转炉日利用系数、石灰单耗等主要经济技术指标处于同类企业领先水平. 大力推行节能减排，发展循环经济。先后投资上亿元改造完善了转炉、混铁炉除尘系统，新
10、建了国内首家炼钢转炉蒸汽余热发电项目，新建了水淬焖渣工程项目，钢渣全部得到回收再利用，全面改善了社区及作业环境，杜绝了黄烟、污水和粉尘污染，实现了转炉蒸汽、炼钢用水的循环利用，实现了负能炼钢，为济钢成功创建国家环境友好企业做出了积极贡献。实现了社会效益和经济效益双丰收。1.2.3济钢中厚板厂介绍济钢中厚板厂于1998年2月正式建成投产，历经二期、三期工程及热处理工程的配套建设，技术装备已达国内领先水平，主要技术经济指标处于全国领先地位，现已成为济钢总公司“建设中国一流、世界知名的现代化钢铁企业”的重要主体生产厂之一。中厚板厂已精确把握了钢坯热装热送、蓄热式燃烧、厚度自动控制（AGC）、热机轧制
11、、轧后快速冷却、强力矫直、超声波探伤、钢板无氧化热处理等关键技术，经过多年的研究探索,逐步研究出X系列、油罐钢等品种开发的核心生产工艺：“精轧机高温型轧制ACC快速冷却强力矫直技术高温剪切缓冷存放”。现年产量超200万吨，同类行业第一。中厚板厂的主要产品是厚度890mm、最大宽度3200mm的中厚钢板，主要品种有：普通碳素结构钢板、低合金结构钢板、船体用结构钢板，锅炉压力容器板、高强度结构钢板、管线钢板、油罐用钢板等，2006年锅炉压力容器板荣获“中国名牌”，目前已成功开发并批量生产出适应市场、具备高附加值和高技术含量的拳头产品，如JB670DB、Q550D、JG785DB、X系列等“高强”钢
12、板，产品广泛应用于机械制造、造船、煤炭矿山、压力容器等行业，所生产的Q345D钢板用于奥运会鸟巢工程，Z向钢用于中央电视台新主楼。 2 钢铁生产工艺流程 图2.1 钢铁生产主要工艺流程2.1 铁前主要生产工艺2.1.1原料系统的主要流程一、 副原料加料系统流程（1）称量：将高位料仓的物料根据要求在称量斗进行称量（2）下料：将称量好的物料排到汇总料斗（3）投料：将汇总斗得物料投入转炉系统采用PLC程序逻辑控制和电子计算机控制，由一台PLC对炉顶高位料仓、高位料仓下震动给料器、称量斗、扇形闸门及下料溜管等系统所包含的设备进行控制。图2.2 副原料加料系统流程（1、2、3#炉相同）二、 加料流程精炼
13、渣：高位料仓1号振动给料器1号称量斗扇形闸门溜管钢包矿石：矿石加料有两种方式：连续加料方式和非连续加料方式。连续加料方式：高位料仓3号振动给料器3号称量斗10号振动给料器经过1号汇总斗（不停留）进入转炉。非连续加料方式：高位料仓3号振动给料器3号称量斗10号振动给料器1号汇总斗扇形闸门转炉其余物料：高位料仓振动给料器称量斗扇形闸门汇总斗扇形闸门转炉2.1.2烧结生产工艺一、烧结“烧结”就是指粉状物料加热到熔点以下而粘结成固体的现象。现在，国外有了取消烧结工序的成功先例。但是结合国内铁矿资源以及多少年的烧结技术发展和经验，取消烧结工艺在国内外任何一个钢铁厂都是不可能的。而单纯对于烧结工艺来说，还
14、有许多的尖端技术需要进一步开发；相应的，如何在有限的条件下合理利用资源，进行更好的控制，实现利益的最大化，保护环境，都还远达不到说完美的程度。总之，烧结及相应工作，大有可为。图2.3 烧结工艺流程图二、造块与传统钢铁生产造块是将粉状物料聚结成块状,并实现其物理化学性能优化的过程。现代冶金造块不仅为冶炼提供优质炉料，而且也逐渐成为由冶金原料及二次资源直接提取分离有价元素、制备新材料的过程，是实现高效优质低耗冶金生产与资源循环再生的重要途径。此外，造块技术在煤炭、化工、建材、医药等领域也获得广泛应用。我国的铁矿石大部分都是贫矿，贫矿直接入炉炼铁是很不合算的，因此必须将贫矿进行破碎、选出高品位的精矿
15、后，再将精矿粉造块成为人造富矿才能入高炉冶炼。所以，粉矿造块是充分合理利用贫矿的不可缺少的关键环节。 富矿的开采过程中要产生粉矿，为了满足高炉的粒度要求，在整个过程中也会产生粉矿，粉矿直接入炉会引起高炉不顺。恶化高炉技术经济指标，因此粉矿也必须经过造块才能入炉。 图2.4 造块工艺流程2.1.3炼焦生产工艺一、炼焦工艺主要设备（1）焦炉简介:现代焦炉炉体由炭化室、燃烧室和蓄热室三个主要部分构成。一般，炭化室宽0.40.5m、长1017m、高47.5m,顶部设有加煤孔和煤气上升管(在机侧或焦侧)，两端用炉门封闭。燃烧室在炭化室两侧，由许多立火道构成。蓄热室位于炉体下部，分空气蓄热室和贫煤气蓄热室
16、。焦炉系统中常用的控制设备：PLC、变频器、组态软件、电动机、断路器、接触器、按钮、温度仪表等等。（2）捣固焦炉简介:捣固焦泛指采用捣固炼焦技术在捣固焦专用炉型内生产出的焦炭，这种专用炉型即捣固焦炉。捣固炼焦技术是一种可根据焦炭的不同用途，配入较多的高挥发分煤及弱粘结性煤，在装煤推焦车的煤箱内用捣固机将已配合好的煤捣实后，从焦炉机侧推入炭化室内进行高温干馏的炼焦技术。（3）熄焦车（或干法熄焦装置）:接受推出的赤热焦炭，运到熄焦塔内喷水（或运到干法熄焦装置用惰性气体将余热导走发电或补充管网的蒸汽），将赤热焦 炭熄灭，然后卸在凉焦台上冷却。（4）配煤槽简介：炼焦煤准备的工序之一。炼焦或碳化前煤料的
17、一个重要准备过程。即为了生产符合质量要求的焦炭，把不同煤牌号的炼焦用煤按适当的比例配合起来。（5）粉碎机简介:粉碎机是将大尺寸的固体原料粉碎至要求尺寸的机械。 根据被碎料或碎制料的尺寸可将粉碎机区分为粗碎机、中碎机、细磨机、超细磨机。二、炼焦工艺流程现代焦炭生产过程分为洗煤、配煤、炼焦和产品处理等工序。洗煤:原煤在炼焦之前，先进行洗选。目的是降低煤中所含的灰分和去除其他杂质。配煤: 将各种结焦性能不同的煤按一定比例配合炼焦。目的是在保证焦炭质量的前提下，扩大炼焦用煤的使用范围，合理地利用国家资源，并尽可能地多得到一些化工产品。炼焦:将配合好的煤装入炼焦炉的炭化室，在隔绝空气的条件下通过两侧燃烧
18、室加热干馏，经过一定时间，最后形成焦炭。图2.5 炼焦生产工艺流程炼焦的产品处理:将炉内推出的红热焦炭送去熄焦塔熄火，然后进行破碎、筛分、分级、获得不同粒度的焦炭产品，分别送往高炉及烧结等用户。熄焦方法有干法和湿法两种。湿法熄焦是把红热焦炭运至熄焦塔，用高压水喷淋6090s。干法熄焦是将红热的焦炭放入熄焦室内，用惰性气体循环回收焦炭的物理热，时间为24h。在炼焦过程中还会产生炼焦煤气及多种化学产品。焦炉煤气是烧结、炼焦、炼铁、炼钢和轧钢生产的主要燃料。2.2 炼钢及主要产品的生产工艺2.2.1高炉炼铁生产工艺一、高炉结构（1）高炉本体：检测风量、风压及下料情况，操作炉内还原反应出铁。（2）高炉
19、槽下：将各种矿石和焦炭进行称量，进过混料送入炉顶料罐。（3）高炉炉顶：无钟炉顶子系统主要功能为设定布料矩阵，与槽下系统一起控制上料，将高炉料正确地装入料罐，并控制炉顶设备，完成向高炉装料和按照布料矩阵进行布料。（4）热风炉：助燃空气和煤气经预热器预热后送入燃烧的热风炉，冷风经热风炉加热（1200）后经热风管道送入高炉 。 （5）喷煤系统：原煤控地送到中速磨煤机磨成煤粉，由干燥（输送）气体将煤粉输送到袋式收尘器，煤粉经过滤收集后由气动闸扳阀可选择地送到煤粉仓，经过氮气输送至高炉风口，进入炉内。（6）TRT发电：高炉炉顶产生大量的高压煤气，经煤气清洗或干法除尘，进入透平机推动转子发电。（7）计算机
20、系统：高炉系统全过程集中监控。二、高炉冶炼原理高炉生产是连续进行的，一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。生产时，从炉顶（一般炉顶是由料种与料斗组成，现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶）不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂，从高炉下部的风口吹进热风（10001300摄氏度），喷入油、煤或天然气等燃料。装入高炉中的铁矿石，主要是铁和氧的化合物。在高温下，焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来，得到铁，这个过程叫做还原。铁矿石通过还原反应炼出生铁，铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生 成炉渣，从出铁口和出渣口分别排
21、出。煤气从炉顶导出，经除尘后，作为工业用煤气。现代化高炉还可以利用炉顶的高压，用导出的部分煤气发电。三、高炉炼铁工艺流程图 2.6 高炉炼铁工艺流程四、高炉煤气洗涤工艺流程图2.7 高炉煤气洗涤工艺流程五、高炉煤气干法除尘系统工艺流程图2.8 高炉煤气干法除尘系统工艺流程2.2.2炼钢生产工艺一、 转炉冶炼概况转炉冶炼目的： 将生铁里的碳及其它杂质（如：硅、锰）等氧化，产出比铁的物理、化学性能与力学性能更好的钢。转炉冶炼原理：这种炼钢法使用的氧化剂是氧气。把空气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量的热量 （含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度），可使炉内达到足够高的
22、温度。因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。 转炉炼钢是在转炉里进行。转炉的外形就像个梨，内壁有耐火砖，炉侧有许多小孔，压缩空气从这些小孔里吹炉内，又叫做侧吹转炉。开始时，转炉处于水平，向内注入1300摄氏度的液态生铁，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。这时液态生铁表面剧烈的反应，使铁、硅、锰氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) 生成炉渣，利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用，使反应遍及整个炉内。几分钟后，当钢液中只剩下少量的硅与锰时，碳开始氧化，生成一氧化碳（放热）使钢液剧烈 沸腾。炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。最后，磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。磷酸亚铁
23、再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙，一起成为炉渣。当磷与硫逐渐减少，火焰退落，炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时，表明钢已炼成。这时应立即停止鼓风，并把转炉转到水平位置，把钢水倾至钢水包里，再加脱氧剂进行脱氧。整个过程只需15分钟左右。如果氧气是从炉底吹入，那就是底吹转炉；氧气从顶部吹入，就是顶吹转炉。 随着制氧技术的发展，现在已普遍使用氧气顶吹转炉 （也有侧吹转炉）。这种转炉吹如的是高压工业纯氧，反应更为剧烈，能进一步提高生产效率和钢的质量。图2.9转炉冶炼工艺流程常炼的主要钢种有：普通碳素结构钢、碳素结构钢热轧厚钢板、锅炉用碳素钢和低合金钢板、低合金结构钢、汽车下梁用热轧钢板、船体用结构钢
24、（一般B级）、标准用碳素钢热轧圆钢、机车车辆用高耐结构钢、20#桥壳板用钢。二、 烟气净化及煤气回收工艺转炉在冶炼过程中由于枪位控制不好以及一些其它原因会造成冒黄烟，即便不冒黄烟也会有很多粉尘烟灰。根据环境保护的要求，我们需要将它的危害降到最低，所以需要烟气净化，再处理烟气时还可以对冶炼过程中产生的CO进行二次回收利用。这也是一种能源的再利用，是很经济的。所以上了一套烟气净化及煤气回收系统，它的工艺流程框图如下：图2.10 烟气净化及煤气回收流程三、 炉体冷却和汽化回收工艺转炉在冶炼的过程中积聚的高温很高，所以对炉体、氧枪需充高压水进行冷却，炉体冷却水的总给水量（最大）102T/h，水压p0.
25、3Mpa ,进水温度Y30，出水T45，另外烟罩也需供高压水进行冷却，冷却水产生的高温蒸汽可以外供。如用于蒸汽发电，冬天宿舍和值班室取暖。这也是二次能源利用的典型实例。图2.11炉体冷却和汽化回收工艺流程2.2.3连铸生产工艺一、铸生产主要工艺设备钢包回转台：设在连铸机浇铸位置上方用于运载钢包过跨和支承钢包进行浇铸的设备。由底座、回转臂、驱动装置、回转支撑、事故驱动控制系统、润滑系统和锚固件6部分组成。 中间包：是短流程炼钢中用到的一个耐火材料容器，首先接受从钢包浇下来的钢水，然后再由中间包水口分配到各个结晶器中去。 结晶器：在连续铸造、真空吸铸、单向结晶等铸造方法中，使铸件成形并迅速凝固结晶
26、的特种金属铸型。结晶器是连铸机的核心设备之一，直接关系到连铸坯的质量。 拉矫机：在连铸工艺中，连铸机拉坯辊速度控制是连铸机的三大关键技术之一，拉坯速度控制水平直接影响连铸坯的产量和质量，而拉坯辊电机驱动装置的性能又在其中发挥着重要作用。 电磁搅拌器：实质是借助在铸坯液相穴中感生的电磁力，强化钢水的运动。具体说，搅拌器激发的交变磁场渗透到铸坯的钢水内，就在其中感应起电流，该感应电流与当地磁场相互作用产生电磁力，作用在钢水体积元上，从而能推动钢水运动。二、连铸工艺流程连铸的目的: 将钢水铸造成钢坯。图2.12 连铸工艺生产流程将装有精炼好钢水的钢包运至回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间
27、包，中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。结晶器是连铸机的核心设备之一，它使铸件成形并迅速凝固结晶。拉矫机与结晶振动装置共同作用，将结晶器内的铸件拉出，经冷却、电磁搅拌后，切割成一定长度的板坯。 连铸自动化控制主要有连铸机拉坯辊速度控制、结晶器振动频率的控制、定长切割控制等控制技术。2.2.4中厚板的生产工艺一、 中厚板厂生产工艺简介半连续式中厚板轧机：指粗轧机组各机架主要或全部为可逆式轧制的轧机，而精轧机组为连续式。轧制中厚板的半连续式轧机的粗轧机组是由立式或水平式破鳞机、可逆式粗轧机座和一台或两台普通粗轧机座组成。精轧机组是由一台除鳞装置和46架4辊机架组成。在这样的轧机上大都装有卷取
28、机，可卷取厚度达20mm的带钢。半连续式轧机的优点是：兼能生产中厚板和薄板，产品规格广，对于钢板用量不大但品种要求齐全的地区尤其有发展的必要。轧制中厚板常用的轧制方法包括：a.全纵轧法，指板坯的长度方向与轧制方向一致的轧制方法；b.全横轧法，指板坯的长度方向与轧制方向相互垂直的轧制方法；c.横轧纵轧法，指坯料转过90，使坯料的长度方向与轧制方向垂直轧制若干道，然后再转90，使原坯料的长度方向再与轧制方向一致进行轧制；d.角轧纵轧法，指将坯料在被轧辊咬入时，坯料的长度轴线与轧辊轴线成一角度，而下一道次再轧制时则沿另一对角轧制，并使钢板轧成矩形，轧制若干道次后，再采用纵轧法。 中厚板的轧制过程中的
29、几个阶段: a.除鳞。坯料在加热炉中加热要形成氧化铁皮，为保证钢板的表面质量，在轧制之前要将氧化铁皮除掉，否则氧化铁皮压入钢板表面，会形成麻点或凹坑。中厚板轧机目前广泛采用的除鳞方法是高压水除鳞。b.整形轧制。除鳞后的坯料进入粗轧机，沿其纵向进行14道次的整形轧制，其目的是消除坯料表面清理产生的凹坑以及剪切造成的头部压扁，使之规整及后部轧制时形状正确。c.展宽轧制。展宽轧制是将整形后的坯料转90，使其纵向轴线与轧辊轴线平行轧制。由于坯料的宽度和成品的宽度相差较大，而且在轧制中厚板时一般展宽量很小，为了使一个宽度的坯料可以生产多种宽度的钢板，通常都采用展宽轧制，其目的是得到 所要求的板宽。d.伸
30、长轧制。当经过展宽轧制后，将板坯再转90回到原来的位置，即坯料纵向轴线与轧辊轴线垂直，再进行轧制。其主要目的是使板坯延伸，同时控制板形性能和尺寸精度，以便最终得到尺寸精度高、板形好、性能好的中厚板材。二、 中厚板厂热处理生产工艺流程加热炉除鳞箱3200mm粗轧机射线测厚仪加速冷却装置强力矫直机1#、2#冷床3#冷床1#纵剪1#横剪2#纵剪2#横剪成品检查自动喷字打印机入 库火焰切割厚锅板下线超声波探伤热处理图2.13 中厚板厂生产工艺流程抛丸机2#热处理炉1#热处理炉3#热处理炉淬火机1#冷床3#冷床矫直机2#冷床成品检查翻板机取样剪自动喷字打印机入库图2.14 中厚板厂热处理生产工艺流程三、
31、电气驱动设备交流电动机主要使用SIEMENS变频器、GE变频器、软启动等。直流电动机主要使用SIEMENS 6RA24和6RA70直流调速装置。主电机（同步电动机）主要使用交交变频装置。四、控制方式继电器控制（投资少适用简单系统）PLC控制（适用联锁条件多的系统）带HMI的PLC控制（适用较复杂的系统）带过程控制的全自动控制（适用复杂的大系统）五、主要使用技术中厚板生产主要使用的技术包括：现场总线技术、计算机网络技术、模糊控制技术、神经元网络技术、轧制数学模型（轧制力、温度）、加热数学模型、冷却数学模型、自适应（学习）技术。2.2.4热连轧生产工艺一、热连轧生产过程钢坯通过加热出炉后，通过高压
32、水除鳞去除氧化铁皮，进入四辊可逆式粗轧机进行开坯，轧制成适合连轧机组轧制的中间坯料.开坯过程中立辊保证钢板精确的宽度，中间坯经飞剪剪头后，进入连轧机组.一次轧制成所需的规格，最后由卷取机收卷。轧制过程中，粗、精轧机均有高压水对钢板进行二次除鳞。热连轧机组通常采用全线自动化控制，并采用液压AGC厚度自动控制、强力弯辊系统、快速换辊等新技术。图2.15热连轧生产流程图图2.16热连轧主要生产流程二、热连轧优点（1）热轧能显著降低能耗，降低成本。热轧时金属塑性高，变形抗力低，大大减少了金属变形的能量消耗。（2）热轧能改善金属及合金的加工工艺性能，即将铸造状态的粗大晶粒破碎，显著裂纹愈合，减少或消除铸
33、造缺陷，将铸态组织转变为变形组织，提高合金的加工性能。（3）热轧通常采用大铸锭，大压下量轧制，不仅提高了生产效率，而且为提高轧制速度、实现轧制过程的连续化和自动化创造了条件。三、热连轧缺点：（1）经过热轧之后，钢材内部的非金属夹杂物（主要是硫化物和氧化物，还有硅酸盐）被压成薄片，出现分层（夹层）现象。分层使钢材沿厚度方向受拉的性能大大恶化，并且有可能在焊缝收缩时出现层间撕裂。焊缝收缩诱发的局部应变时常达到屈服点应变的数倍，比荷载引起的应变大得多。（2）不均匀冷却造成的残余应力。残余应力是在没有外力作用下内部自相平衡的应力，各种截面的热轧型钢都有这类残余应力，一般型钢截面尺寸越大，残余应力也越大
34、。残余应力虽然是自相平衡的，但对钢构件在外力作用下的性能还是有一定影响。如对变形、稳定性、抗疲劳等方面都可能产生不利的作用。（3）热轧的钢材产品，对于厚度和边宽这方面不好控制。我们熟知热胀冷缩，由于开始的时候热轧出来即使是长度、厚度都达标，最后冷却后还是会出现一定的负差，这种负差边宽越宽，厚度越厚表现的越明显。所以对于大号的钢材，对于钢材的边宽、厚度、长度，角度，以及边线都没法要求太精确。3 各生产工艺流程中电气设备的使用情况和控制系统的使用情况3.1 原料系统中电气设备与控制系统3.1.1 原料系统中电气设备的使用情况炉顶高位料仓、高位料仓下振动给料器、称量斗、称量斗扇形闸门、汇总料斗、汇总
35、料斗扇形 闸门及下料溜管等组成。炉顶高位料仓：每座炉共有炉顶高位料仓9个，是上料系统的终点设备和加料系统的起点设备。用于暂时储存来自上料系统的转炉生产所需的各种副原料并保持一定的料位，在料仓料位较低时及时通知上料系统上料。转炉炼钢车间高位料仓里的料是由一条主皮带运输的，再由分料皮带运输到各个高位 料仓中。3.1.2 原料系统中的控制系统使用情况原料系统(也称前列工序)一般包括：(1)熔剂子系统。它为各配料系统提供消石灰、白云石、石灰石等物料；(2)铁料子系统；(3)燃料子系统；(4)配料子系统；(5)混合料子系统。一、 溶剂子系统当系统发出起动命令后，系统还需要依据有无上料要求(以各槽下料位作
36、为要求动作信号)而确定是否运转。为了不混料，它还需要停石灰石(白云石料线、如果在工作的话。，而对于白云石(石灰石料线起动时还需要有熔剂车间的正确回答。当计算机需要起动石灰石、白云石料线时，它将用音响和灯光通知熔剂车间请求操作以及上什么料。无论何种料要求料线动作，公共料线均首先动作，然后依据料线的命令起动对应的分支线，另外、如果消石灰料线无备用料槽、则当它缺料时具有较高的优先级别。当小车对同品种物料换槽卸料时、料线是不停止的、不过不停止的时间是有限度的，因为一方面本槽已到上料位、不能继续上料、另一方面小车不可能向新目标槽前进、这样势必造成料线停止、所以、小车应随时保证在计算机的控制之下、而且动作
37、可靠，在料线起动之后、有时为了便于物料均匀分布在矿槽内、可以使用机旁人工手动在一个槽的范围内适当移动小车，无论什么时候、都可以停车，如果没有停车命令、则当所有需要上料的矿槽上满后（手动方式例外）、本子系统料线自动停车并处于等待重新起动料线的状二、 铁料子系统铁料子系统是负责向配料系统各个矿槽提供铁料，和熔剂子系统同样，系统是依据有无上料要求。以各槽下料位作为要求动作信号。而确定是否运转，其料线具有如下功能：(1)联锁)；(2)卸料小车自动/手动操作；(3)自动寻找物料对应关系；(4)自动判断物料品种切换关系，铁料子系统运行时,首先是小车自动寻找要上料的物料槽、找到之后、便向皮带发起动信号、各个
38、铁料槽给料圆盘则与当前上料品种比较，起动结果相同的圆盘进行给料，反之停车、小车的行走定位主要是依靠行进方向及行走目标，而目标的获得需要三个要素，它们是由槽号决定的、小车前所在的槽号和当前需要上料的槽所发送的常数，经过运算比较后，便决定了小车的行进方向和行进目标，当要求上料的槽号大于当前小车所在位置的槽号时，小车向高号槽行进，反之向低号槽行进、在行进过程中，由于小车的位置在变化，因此由位置触发器控制的功能码所发送的常数也在变化，当两个变量比较相等时，意味着目标被获得，小车停止行进。三、 燃料子系统燃料子系统负责煤粉加工及燃料的供给，由三段组成，每一段流程动作均依各段终点处卸料小车的位置和各受料槽
39、料位的变化情况而自动决定小车的行进目标与料线的起停，其组态原理框图见图3。从图中可以看出，当系统发出起动命令后，第一、二两段需要有下料位信号。破碎机起动信号以及主控台发出的起动命令，料线方可动作，第三段则只要粗碎槽料位和起动信号便可动作：由于燃料子系统不存在混料问题，所以当一个料槽装满之后，如果已经存在新的下料位(或者人为要对另外的料槽下料)，料线是不停车的。四、 配料子系统配料子系统的主要任务是计算、分配、控制各矿槽原料的下料量以保证物料平衡和化学成分符合要求。控制对象包括圆盘给料机、配料皮带及拖皮带秤、振打器等，具体控制内容如下：(1)圆盘、配料小皮带及拖料皮带的起停控制；(2)生产过程中
40、自动换槽下料的切换起停控制；(3)圆盘下料量闭环调节控制；(4)原料矿槽上、下料位控制；(5)振打器的起停控制；(6)标称允许控制：圆盘和拖料皮带秤的起停控制根据工艺要求，与混合料系统(烧结机系统以及料流量等有严格的联锁关系：自动换槽是指在生产过程中，某一料槽料位到了下限值或设备发生了某种故障时，程序根据该槽左右矿槽的品种号，先(后)起动与它品种号相同的设备，后(先)停止该设备的工作：其控制框图见图4。配料子系统的控制重点是圆盘下料量的闭环自动调节，它将直接影响成矿的成分，由于烧结自动化近来均采用机电一体化控制设备，包括电气传动的顺序控制及过程量，(一般称为仪表)的控制，一般是由两个控制站执行
41、。并通信连接。有关下料量等模拟量的闭环自动调节见电气传动系统运转及其监视系统。五、 混合料子系统混合料子系统负责将配料混合成含一定水分的物料并送入烧结机，水量的多少直接影响烧结矿的质量、混合料子系统根据系统中有关开关量和模拟量变化，对物料进行加水混合控制，电气传动控制主要是混合料子系统的设备起。停联锁，一般是起动时，下游设备先起动，依次向上游起动设备：反之，停止时，上游设备先停止，依次停止下游设备、此外，如果烧结机在非待车时由于某些原因停车，混合料子系统能使部分设备带料停车。而另一部分设备不停车，直至混合料槽料位为上料位时止、其余有关加水量等模拟量的闭环自动调节见电气传动系统运转及其监视系统。
42、3.2 烧结工艺电气设备与控制系统3.2.1 烧结系统中电气设备的使用情况烧结设备圆盘给料机，圆通混合机，烧结机，破碎机，带冷机/环冷机，成品筛，皮带机，其他。3.2.2 烧结系统中的控制系统使用情况一、 一级智能控制模型介绍包括：混合料总量控制模型 ，返矿比例控制模型，燃料比率控制模型，混合料水分控制模型 ，点火控制模型，混合料给料控制模型。（1）混合料总量控制模型混合料总量控制模型在线控制混合料槽中的物料量保持在一个允许的范围内, 所要控制的变量是混合料的配料量和混合料槽内的物料量。该模型可自动调节配料室不同物料的下料量, 使之与设定值保持一致。 在上位机上输入混合量总量及各种物料的比例后
43、, 模型对配料室各种物料每一时刻的下料量进行实时跟踪并存入缓冲区, 根据配比动态的自动调整每一种物料的下料量, 采用常规控制、串级控制、补偿控制相结合的方法, 实现了自动换仓时无扰动切换, 避免了在出现堵料、断料情况下料量波动的现象, 精确的控制各物料的下料总量的平衡。（2）返矿比例控制模型返矿比率控制模型的目的是: 使返矿在烧结混合料中的比率尽可能保持恒定。这个返矿比率受控于冷返矿的产生量, 总返矿量受控于燃料分加处的燃料下料量, 使冷返矿料仓的料位保持在一定的范围之内, 达到烧结过程中返矿平衡的目标。 （3）燃料比率控制模型燃料比率控制模型在线控制混合料中燃料的比率。模型考虑到燃料中的固定
44、碳和水分的含量, 使混合料中固定碳的含量保持恒定, 控制烧结生产中的固体燃料消耗。此外, 该模型根据返矿的产生量, 在计算中考虑返矿对燃料配加量的影响。 济钢烧结厂 30 % 的燃料在配料室中添加, 70 % 的燃料在二混后分加, 该模型考虑了过程延迟和原料瞬时流量的变化。当配料室燃料的下料量有波动时, 系统能够自动记录时间与波动量的大小, 经过延时后, 自动调整燃料分加处的燃料下料量, 从而达到了控制烧结生产中固体燃料消耗量的目的。（4）混合料水分控制模型水分控制模型是在原料平衡计算基础之上进行的。模型用原料的湿重来计算干重和不同阶段的水的流量。该模型考虑到了污泥对一混水分的影响, 实际的水
45、分的控制在一 混、二混、三混中进行, 根据物料平衡来调整混合料中水的含量。（5）点火控制模型该模型分为点火温度控制和点火强度控制两个方式, 通过调整点火空气煤气的比率实现。其中点火强度控制是一种先进的烧结点火控制模式, 在考虑到烧结机速度、点火温度和煤气热值的情况下, 使点火效果最好, 煤气消耗最低。（6）混合料给料控制模型该模型的控制设备是在垂直于烧结机运动方向上设的6 个布料小门, 通过步进电机精确驱动, 控制每一个布料门的开度, 和二级的燃烧上升点(BRP)模型一起, 实现对横向烧结状态的控制。模型通过超声波料位仪测量压入率, 控制圆辊给料机的转速使烧结机压入率保持稳定。二、 二级智能控
46、制模型介绍包括：原料加工模型（混匀堆料计算模型），基本配料判断模型，动态配料判断模型，燃烧上升点（BRP）偏差控制模型和燃烧上升点（BRP）位置控制模型（1） 原料加工模型该模型用于原料场的混匀料堆的配料生产。以湿基 含水分 的烧结各种原料为基础, 在考虑各种原料的干基 干质量 和在不同生产阶段的加水量后, 给出不同原料在混匀料中的配比, 控制原料场中和铁料的生产。（2） 基本配料判断模型模型采用线性规划的工具, 根据高炉所需要的烧结矿的质量指标进行计算。模型可根据不同的原料和所需的烧结矿成分决定不同物料的配料量, 将数据传到一级的混合料总量控制模型对不同物料的配料量进行控制。该模型主要在系统
47、刚开始生产和原料成分发生较大变化时使用, 代替了人工的配料计算, 具有准确、可靠的特点。（3） 动态配料判断模型动态配料模型是把实际的烧结矿成分分析值作为反馈信号调整配料室不同原料的配比, 它在静态配料模型计算的配比的基础上, 在线动态判断烧结矿成分与设定值的偏差, 并对配比进行调整, 使烧结矿的指标最终达到设定的目标值。 （4） 燃烧上升点（BRP）偏差控制模型和燃烧上升点（BRP）位置控制模型对烧结过程的理想的控制应包括两个方面: 一是横向烧结状态的控制, 使垂直于烧结机运动方向上的烧结状态保持均匀, 另一个是纵向烧结状态的控制, 通过调整烧结机的速度, 使烧透状态保持在最佳位置。这两个模型采用了模糊控制等方法, 分别实现了以上功能。 目前国内普遍采用烧透点(BTP) 描述烧结状态, 但是采用BTP存在一定的不足之处。20 世纪90年代日本钢管公司京滨钢铁厂提出了描述烧结过程的新方法
