北京科技大學(xué)本科生生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告

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目錄

1濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)介紹

1

2鋼鐵生產(chǎn)工藝流程

2

2.1概況

2

2.2鐵前主要生產(chǎn)工藝

3

2.2.1燒結(jié)

3

2.2.2球團(tuán)

6

2.2.3高爐煉鐵

8

2.3煉鋼及主要產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝

12

2.3.1轉(zhuǎn)爐煉鋼

12

2.3.2連鑄

15

2.3.3中厚板

16

2.3.4寬厚板

17

2.3.5熱軋

17

2.3.6冷軋

20

3生產(chǎn)工藝流程中電氣設(shè)備和控制系統(tǒng)介紹

21

3.1

燒結(jié)生產(chǎn)

21

3.1.1

電氣設(shè)備

21

3.1.2

控制系統(tǒng)

22

3.2

煉焦生產(chǎn)

23

3.2.1

電氣設(shè)備

23

3.2.2

控制系統(tǒng)

23

3.3

煉鐵生產(chǎn)

24

3.3.1

電氣設(shè)備

24

3.3.2

控制系統(tǒng)

26

3.4

煉鋼生產(chǎn)

28

3.4.1

電氣設(shè)備

28

3.4.2

控制系統(tǒng)

29

3.5

連鑄生產(chǎn)

30

3.5.1

電氣設(shè)備

30

3.5.2

控制系統(tǒng)

31

3.6

熱軋生產(chǎn)

33

3.6.1

電氣設(shè)備

33

3.6.2

控制系統(tǒng)

33

4典型對象控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

35

4.1課題來源及研究意義

35

4.1.1課題來源

35

4.1.2研究意義

35

4.2控制系統(tǒng)建模

36

4.3控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

37

4.3.1基于PID控制器的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

37

4.3.2Smith預(yù)估控制

38

4.3.3基于Smith的模糊PID控制

40

結(jié)論

45

參考文獻(xiàn)

46

指導(dǎo)教師意見

47

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48

1濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)介紹

濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)即原濟(jì)南鋼鐵廠，成立于1958年，是山東省濟(jì)南市的一個(gè)特大型鋼鐵企業(yè)。集團(tuán)的業(yè)務(wù)囊括采礦、選礦、鐵礦燒結(jié)和球團(tuán)化、煉鐵、煉鋼、焦化等鋼鐵原材料的生產(chǎn)，中板、

中厚板

、

熱軋薄板

、冷軋薄板、

鍍鋅板

、彩涂板的軋制，以及鍋爐容器

鋼板

、造船用鋼板、碳結(jié)中板、鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋、球墨鑄鐵管等鋼鐵產(chǎn)品的生產(chǎn)。同時(shí)，重點(diǎn)培育了機(jī)械加工與制造、冶金建設(shè)、現(xiàn)代物流、新型建材、耐火材料、冶金爐料（輔料）、鋼結(jié)構(gòu)加工、電氣自動(dòng)化、商業(yè)貿(mào)易、球墨鑄鐵管及鑄件、房地產(chǎn)開發(fā)和工業(yè)氣體等十二大非鋼骨干產(chǎn)業(yè)。

濟(jì)南鋼鐵集團(tuán),改革開放前經(jīng)過二十多年的發(fā)展,達(dá)到年產(chǎn)萬噸鋼的規(guī)模水平。改革開放后,在上級政府的大力支持下,通過整合周邊鋼鐵資源,先后兼并濟(jì)南第二鋼鐵廠、濟(jì)南鐵一、郭店鐵礦、明水鋁土礦、水文公司、標(biāo)準(zhǔn)件廠、石橫特鋼廠、石門鐵礦等企業(yè),1991年鋼產(chǎn)量達(dá)到100萬噸的規(guī)模。進(jìn)入九十年代特別是“十五”期間,濟(jì)鋼集團(tuán)抓住冶金行業(yè)高速發(fā)展的有利時(shí)機(jī),通過分離綠花公司、物業(yè)竹理公司、房地產(chǎn)等非鋼產(chǎn)業(yè),科學(xué)決策,把調(diào)整鋼鐵主業(yè)結(jié)構(gòu)鋼鐵主業(yè)是濟(jì)鋼集團(tuán)的核心產(chǎn)業(yè),年銷售收入占濟(jì)鋼集團(tuán)的90%以上、提高產(chǎn)品檔次作為工作重點(diǎn),認(rèn)真落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,探索資源高效利用的新途徑,大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),實(shí)現(xiàn)了大跨度、超常規(guī)、跨越式發(fā)展。2005年鋼鐵主業(yè)鋼產(chǎn)量突破1000萬噸,進(jìn)入千萬噸級特大型鋼鐵企業(yè)行列。2007年鋼鐵主業(yè)生產(chǎn)鋼1212萬噸,實(shí)現(xiàn)銷售收入462億元,利潤30億元,出口創(chuàng)匯8.1億美元,資產(chǎn)規(guī)模330億元,按鋼產(chǎn)量排名位列全國鋼鐵行業(yè)第八。

2鋼鐵生產(chǎn)工藝流程

2.1概況

現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)的主要生產(chǎn)流程大致為鐵礦石原料經(jīng)過燒結(jié)、球團(tuán)處理后，采用高爐生產(chǎn)鐵水，經(jīng)鐵水預(yù)處理后，由轉(zhuǎn)爐煉鋼、爐外精煉至合格成分鋼水，然后連鑄澆鑄成鋼坯，鋼坯經(jīng)過軋制，制成各類成品。

燒結(jié)是將礦料經(jīng)過燒結(jié)臺車燃燒、粉碎、冷卻、篩選等工藝進(jìn)行造塊的方法。球團(tuán)時(shí)先將粉礦加適量的水分和粘結(jié)劑制成粘度均勻、具有足夠強(qiáng)度的生球，經(jīng)干燥、預(yù)熱后在氧化氣氛中焙燒，使生球結(jié)團(tuán)，制成球團(tuán)礦。

煉鐵是將鐵礦石冶煉成鐵水的過程。鐵礦石、焦炭和熔劑等按規(guī)定配料送入高爐，鐵礦石通過還原反應(yīng)練出生鐵，鐵水通過出鐵口放出，礦石中的脈石、焦炭及噴吹物中的灰分與加入爐內(nèi)的石灰石等熔劑結(jié)合生產(chǎn)爐渣，從出鐵口和出渣口分別排出。

冶煉好的鐵水經(jīng)過魚雷罐車?yán)翢掍搹S進(jìn)行煉鋼。

煉鋼是在轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行的，以鐵水、廢鋼、鐵合金為主要原料，通過氧化反應(yīng)脫碳、升溫、合金化的過程。他的主要任務(wù)是脫硫、脫氧、脫磷、脫碳，去除有害氣體和非金屬夾雜物，提高溫度和調(diào)整成分。

軋鋼，連鑄出來的鋼錠和連鑄坯以熱軋方式在不同的軋鋼機(jī)軋制成各類鋼材，形成產(chǎn)品。

圖2.1鋼鐵生產(chǎn)工藝流程圖

2.2鐵前主要生產(chǎn)工藝

2.2.1燒結(jié)

燒結(jié)就是將準(zhǔn)備好礦粉/中和料、固體燃料、熔劑，按照一定比例進(jìn)行配料，然后再配入一部分燒結(jié)整粒系統(tǒng)篩分返回的返礦，通過皮帶送到圓筒混合機(jī)加水潤濕、混勻和制粒，便得到可以燒結(jié)的混合料?；旌狭嫌刹剂掀麂伒綗Y(jié)臺車上進(jìn)行點(diǎn)火燒結(jié)。燒結(jié)過程是靠抽風(fēng)機(jī)從上向下抽進(jìn)空氣，燃燒混合料層中的燃料，自上而下不斷進(jìn)行。燒成的燒結(jié)礦，經(jīng)單輥破碎機(jī)破碎后進(jìn)入帶式/環(huán)式冷卻機(jī)，然后進(jìn)入整粒系統(tǒng)；篩上物進(jìn)入成品皮帶送往高爐或者作為鋪底料循環(huán)使用，篩下物為返礦，進(jìn)入配料室重新燒結(jié)。

燒結(jié)用料

含鐵原料：鐵礦粉是燒結(jié)生產(chǎn)的主要原料，其物理化學(xué)性質(zhì)對燒結(jié)礦質(zhì)量影響很大，主要要求鐵礦石品位高、成分穩(wěn)定，雜質(zhì)少，脈石成分適用于造渣，粒度適宜。燒結(jié)用的精礦粉粒度不宜太細(xì)，一般小于0.074mm的比例小于80%。褐鐵礦、菱鐵礦的精粉或粉礦要考慮結(jié)晶水、二氧化碳的燒損。國內(nèi)褐鐵礦的燒損為9-15%，菱鐵礦燒損為17-36%，燒損大較高。當(dāng)含鐵量低于35%時(shí)，需進(jìn)行選礦處理。菱鐵礦化學(xué)成分為FeCO3，常見的菱鐵礦致密堅(jiān)硬，外表呈灰色或黃褐色，風(fēng)化后轉(zhuǎn)變?yōu)樯詈谏胁ＡЧ鉂?，無磁性。菱鐵礦在造塊時(shí)，因收縮量大，導(dǎo)致產(chǎn)品強(qiáng)度降低和設(shè)備生產(chǎn)能力低，燃耗也因碳酸鹽分解而增加。

溶劑：堿性氧化物（CaO+MgO）含量要高，而酸性氧化物（SiO2+Al2O3）含量要低。質(zhì)量良好的熔劑中，SiO2+Al2O3的含量一般不超過3.5%。熔劑中的有害雜質(zhì)S、P要低，含硫一般為0.01-0.08%，含磷一般為0.01-0.03%。從目前生產(chǎn)條件來看，熔劑粒度一般控制在3mm以下，且粒度小于3mm的比例應(yīng)大于90%。若在燒結(jié)廠內(nèi)破碎塊狀石灰石、白云石時(shí)，要求其進(jìn)廠的粒度上限為80mm。石灰石、白云石含水以1-3%為宜，消石灰含水一般不應(yīng)超過15-20%。水分過大，會給運(yùn)輸和破碎帶來困難。：

燃料：要求固定碳含量高，灰分、揮發(fā)分、硫含量低?；曳趾康停梢詼p少熔劑用量；揮發(fā)分含量低，可以防止揮發(fā)物揮發(fā)時(shí)在溫度較低的地方凝結(jié)下來，惡化料層透氣性及黏附在抽風(fēng)機(jī)翼板上，影響燒結(jié)作業(yè)的正常進(jìn)行。一般規(guī)定揮發(fā)分含量不應(yīng)超過8%；硫含量低，可以減少燒結(jié)礦中的硫含量，提高燒結(jié)礦質(zhì)量。燃料入廠粒度一般應(yīng)小于25mm，在燒結(jié)廠進(jìn)行破碎，破碎后一般粒度應(yīng)控制在3mm以下。研究表明，燃料最合適的粒度為0.5-3mm。從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，燒結(jié)廠一般只控制粒度上限，即合適的粒度范圍為0-3mm。

配料方法

質(zhì)量配料法：質(zhì)量配料法是按照原料的質(zhì)量進(jìn)行配料的一種方法。其主要裝置是皮帶電子秤、自動(dòng)控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)、調(diào)速圓盤給料機(jī)。配料時(shí)，每個(gè)料倉配料圓盤下的皮帶電子秤發(fā)出瞬時(shí)送料量信號，此信號輸入調(diào)速圓盤自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)部分即根據(jù)給定值信號與電子皮帶秤測量值信號的偏差，自動(dòng)調(diào)節(jié)圓盤轉(zhuǎn)速，達(dá)到所要求的給料量。

化學(xué)配料法：目前，國外已經(jīng)有按化學(xué)成分配料的方法，這是在質(zhì)量配料法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種較為理想的配料方法。它借助于連續(xù)X射線熒光、光譜分析儀分析配合料的化學(xué)成分，并通過計(jì)算機(jī)來控制其化學(xué)成分的波動(dòng)。用此方法配料，燒結(jié)礦堿度波動(dòng)范圍降低到±0.035。

工藝流程圖如圖2.2

圖2.2燒結(jié)生產(chǎn)工藝流程圖

燒結(jié)系統(tǒng)組成

溶劑上料系統(tǒng)：運(yùn)輸和接受熔劑進(jìn)入燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)配料室料倉，其控制與相關(guān)的設(shè)備聯(lián)動(dòng)，根據(jù)各配料倉的料位信號，控制配料倉來料設(shè)備的啟停，達(dá)到控制各配料倉的料位和儲存量的目的。

燃料上料系統(tǒng)：把通過汽車運(yùn)送來的燒結(jié)使用的燃料，運(yùn)送至燃料儲料倉，再根據(jù)料位情況以及生產(chǎn)需要運(yùn)送至燒結(jié)配料室

配料、混合系統(tǒng)：把燒結(jié)所需要的各種含鐵原料、燃料、熔劑等物料按一定配比進(jìn)行配料，然后加水、混合、造球等工序，最后成為符合生產(chǎn)要求的混合料。

燒結(jié)、冷卻系統(tǒng)：把混合料布入燒結(jié)機(jī)，然后點(diǎn)火，燒結(jié)，經(jīng)過熱破碎，直接進(jìn)環(huán)冷機(jī)把燒結(jié)礦冷卻到一定溫度的過程。

燒結(jié)礦整粒系統(tǒng)：把冷卻后的燒結(jié)礦，經(jīng)過篩分分級成不同要求粒級物料，進(jìn)入成品礦槽儲存的生產(chǎn)過程。

鋪底料系統(tǒng)：把整粒二次篩分出的鋪底料經(jīng)皮帶機(jī)倒運(yùn)至鋪底料礦槽，并通過皮帶機(jī)的啟、停來控制鋪底料礦槽料位。

返礦系統(tǒng)：把外返礦和整粒系統(tǒng)篩分出的內(nèi)返礦經(jīng)皮帶機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至配料室內(nèi)的返礦倉，并依據(jù)返礦配料倉料位來控制外返皮帶機(jī)的開停。

散料系統(tǒng)：主要是把燒結(jié)機(jī)的散料集中起來，運(yùn)至燒結(jié)礦篩分系統(tǒng)。

燒結(jié)－高爐上料系統(tǒng)：主要是把生產(chǎn)的燒結(jié)礦或外送的燒結(jié)礦通過成品-7皮帶機(jī)運(yùn)送至高爐的上料過程。

2.2.2球團(tuán)

球團(tuán)就是將細(xì)磨鐵精礦粉或其它含鐵粉料添加少量粘結(jié)劑（膨潤土）和熔劑混合后，在加水潤濕的條件下，通過造球機(jī)滾動(dòng)成球（8-15mm），再經(jīng)過干燥、焙燒、固結(jié)、冷卻篩分，成為具有一定強(qiáng)度和冶金性能的球型含鐵原料。

生產(chǎn)工藝流程

球團(tuán)礦是將精礦粉、

熔劑

（有時(shí)還有粘結(jié)劑和燃料）的混合物，在造球機(jī)中滾成直徑8~15mm（用于煉鋼則要大些）的生球，然后干燥、焙燒，固結(jié)成型，成為具有良好冶金性質(zhì)的優(yōu)良含鐵原料，供給鋼鐵冶煉需要。球團(tuán)法生產(chǎn)的主要工序包括原料準(zhǔn)備、配料、混合、造球、干燥和焙燒、冷卻、成品和返礦處理等工序。

球團(tuán)礦生產(chǎn)的原料主要是精礦粉和若干添加劑，如果用固體燃料焙燒則還有煤粉或焦粉。這些原料進(jìn)廠后都要經(jīng)過準(zhǔn)備處理，它包括：所有原料的混勻；將添加物磨碎到足夠的細(xì)度；將精礦粉（或富礦粉）磨碎到-200網(wǎng)目大于70%，上限不超過0.2mm；將固體燃料破碎到小于0.5mm；精礦粉中的水分過多時(shí)要進(jìn)行干燥處理；經(jīng)過篩分粒度過大的還要重新進(jìn)行破碎、磨碎處理。經(jīng)過上述準(zhǔn)備處理的原料，在配料皮帶上進(jìn)行配料；將配料后的混合料與經(jīng)過磨碎的返礦一起，裝入圓筒混合機(jī)內(nèi)加水混合?；旌虾玫牧显偌拥?/p>

圓盤造球機(jī)

上造球，造球時(shí)還要加適量的水。生球焙燒前要進(jìn)行篩分，篩出的粉末返回造球盤上重新造球。用固體燃料焙燒時(shí)，生球加到焙燒機(jī)以前，其表面滾附一層固體燃料。這樣制成的生球用給料機(jī)加到焙燒設(shè)備上進(jìn)行焙燒。焙燒好的球團(tuán)要進(jìn)行冷卻，冷卻后的球團(tuán)礦經(jīng)篩分分成成品礦（>10mm）、墊底料（5～10mm）、返礦（<5mm），墊底料直接加到焙燒機(jī)上，返礦經(jīng)過磨碎（至<0.5mm）后再參加混料和造球。

目前主要的幾種球團(tuán)焙燒方法：豎爐焙燒球團(tuán)、帶式焙燒機(jī)焙燒球團(tuán)、

鏈箅機(jī)

一

回轉(zhuǎn)窯

焙燒球團(tuán)。豎爐焙燒法采用最早，但由于這種方法本身固有的缺點(diǎn)而發(fā)展緩慢。目前采用最多的是帶式焙燒機(jī)法，60%以上的球團(tuán)礦是用帶式焙燒機(jī)法焙燒的。鏈箅機(jī)一回轉(zhuǎn)窯法出現(xiàn)較晚，但由于它具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，所以發(fā)展較快，今后很可能成為主要的球團(tuán)礦焙燒法。

球團(tuán)工藝流程圖如圖2.3

圖2.3球團(tuán)生產(chǎn)工藝流程圖

2.2.3高爐煉鐵

高爐冶煉工藝過程概述

高爐冶煉是一個(gè)非常復(fù)雜的物理化學(xué)過程。通過爐缸上部風(fēng)口鼓進(jìn)的熱風(fēng)燃燒從高爐上部下來的焦炭和從風(fēng)口噴入爐缸的煤粉，產(chǎn)生高溫（理論燃燒溫度在2000~2300℃左右）（初始）煤氣，形成風(fēng)口回旋區(qū)。高溫煤氣向上運(yùn)動(dòng)。從爐頂裝入的礦石和焦炭，在重力作用下向下運(yùn)動(dòng)，被上升的煤氣加熱并逐步還原。礦石在下降過程中隨溫度升高逐步軟熔并被還原為液體初渣和鐵滴，形成所謂的軟熔帶和滴落帶。初渣和鐵滴在下降、最終進(jìn)入爐缸的過程中進(jìn)一步被還原為終渣和鐵水。另有非鐵元素還原。終渣和鐵水從鐵口排出。煤氣從爐頂上升管經(jīng)過煤氣處理系統(tǒng)除塵和降溫后進(jìn)入煤氣總管。

高爐結(jié)構(gòu)如圖3.4所示

圖2.4高爐結(jié)構(gòu)圖

高爐工藝流程

熱風(fēng)爐工藝流程

提高風(fēng)溫能夠增加鼓風(fēng)帶入的物理熱，提升焦炭燃燒率，降低焦比、提升鼓風(fēng)動(dòng)能，達(dá)到提升產(chǎn)量、改善生鐵質(zhì)量的目的，同時(shí)有利于噴吹煤粉的燃燒，提升煤粉的燃燒率?？斀馃犸L(fēng)爐實(shí)質(zhì)上是一個(gè)熱交換器，助燃空氣與煤氣經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱后分別送入空氣集氣室和煤氣集氣室,在燃燒器空氣噴嘴和煤氣噴嘴噴射而出，氣體混勻后進(jìn)入預(yù)燃室，在格子磚上部完全燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔?，高溫?zé)煔饬髯陨隙陆?jīng)格子磚（蓄熱室）將格子磚加熱而本身逐漸冷卻，低溫?zé)煔饨?jīng)地上煙道進(jìn)入空氣、煤氣預(yù)熱器，而后進(jìn)入煙囪排出，格子磚被加熱并貯備一定熱量到規(guī)定條件（拱頂溫度<1450℃，廢氣溫<450℃）停止燒爐，換爐轉(zhuǎn)送風(fēng)，冷風(fēng)從冷風(fēng)閥進(jìn)入熱風(fēng)爐經(jīng)格子磚自下而上流動(dòng)，被加熱后送高爐，隨格子磚溫度降低，熱風(fēng)溫度下降，當(dāng)?shù)陀谝?guī)定熱風(fēng)溫度時(shí)停止送風(fēng)，再轉(zhuǎn)入燒爐，熱風(fēng)爐周期性工作。正常情況下，采用兩燒一送工作制度，即兩座熱風(fēng)爐燃燒，一座熱風(fēng)爐送風(fēng)，每座熱風(fēng)爐送風(fēng)與燃燒交替進(jìn)行。熱風(fēng)爐正常換爐由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，各熱風(fēng)爐按規(guī)定順序自動(dòng)切換，各閥門也按規(guī)定的順序自動(dòng)轉(zhuǎn)換。

噴煤工藝流程

噴煤的主要任務(wù)是，把原煤制成煤粉噴入高爐來代替焦炭，使高爐大幅度降低焦炭消耗，是降低生鐵成本的重要手段，是煉鐵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的中心環(huán)節(jié)，提高高爐的競爭力。

天車把晾干后的原煤抓入異型煤倉，經(jīng)給煤機(jī)、原煤皮帶、原煤振篩、篩后進(jìn)入原煤倉，原煤由原煤倉經(jīng)密封皮帶給料機(jī)可控地送到中速磨煤機(jī)磨成合格煤粉[-200目（0.074mm）占75%以上]，由干燥（輸送）氣體將煤粉送到袋式收塵器，煤粉由布袋式除塵器收集后，經(jīng)葉輪給料機(jī)、煤粉振動(dòng)篩、將煤粉送入煤粉倉中，從而完成煤粉加工過程。

煤粉倉下部通過落粉管、軟連接，氣動(dòng)圓頂閥和噴吹罐相連。采用二～三個(gè)噴吹罐并列布置，煤粉倉內(nèi)被流化的煤粉靠重力落入噴吹罐。每噴吹一罐均裝煤粉，加壓、等待。運(yùn)行罐將要噴完之前，備用罐自動(dòng)投入，以保證高爐連續(xù)均勻噴吹煤粉。

噴吹罐上部有氮?dú)饧訅海尴虏坑玫獨(dú)饬骰?，被流化的煤粉通過導(dǎo)出管排出罐外至補(bǔ)氣器，在此加入二次風(fēng)進(jìn)行輸送，送到高爐平臺上的分配器中，經(jīng)過噴吹支管由噴槍將煤粉送到高爐的每一個(gè)風(fēng)口噴入高爐。噴吹罐噴吹結(jié)束后，進(jìn)行卸壓，以便再從煤粉倉接受煤粉。卸壓氣體通過卸壓管道將罐內(nèi)氣體排入泄壓布袋箱。進(jìn)入泄壓布袋箱的氣體通過卸壓放散布袋排放，泄壓布袋箱收集的煤粉，通過落粉管落入煤粉倉。

高爐煤氣干法除塵及TRT工藝流程

高爐煤氣凈化采用干式布袋除塵器，其工藝過程是由高爐生產(chǎn)過程產(chǎn)生的高爐煤氣經(jīng)旋旋風(fēng)（重力）除塵器除塵后，由荒煤氣主管分配到呈二列式布置的布袋除塵器箱體內(nèi)。除塵器過濾方式采用外濾式，煤氣進(jìn)入除塵器荒煤氣室后，煤氣中顆粒較大的粉塵由于重力作用自然沉降而進(jìn)入灰斗，顆粒較小的粉塵隨煤氣上升，經(jīng)過布袋時(shí)，被阻留在布袋的外表面，煤氣得到凈化。凈化后的煤氣進(jìn)入凈煤氣室，由出氣支管匯總到凈煤氣管道，然后經(jīng)過減壓閥組或TRT、消音器，噴水降溫裝置進(jìn)入公司凈煤氣管網(wǎng)。在荒煤氣主管道處設(shè)置了可調(diào)事故放散，同時(shí)為滿足環(huán)保要求對放散的荒煤氣進(jìn)行點(diǎn)火放散。

TRT發(fā)電系統(tǒng)在減壓閥組前把高爐煤氣引出，經(jīng)過入口閥門后進(jìn)入透平機(jī)入口，通過導(dǎo)流器使氣體轉(zhuǎn)成軸向進(jìn)入葉柵，氣體在動(dòng)葉柵和靜葉柵組成的通道中不斷膨脹做功，壓力和溫度逐級降低，并轉(zhuǎn)化為動(dòng)能作用于工作輪使之旋轉(zhuǎn)，工作輪通過聯(lián)軸器帶動(dòng)發(fā)電機(jī)一起轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)電。葉柵出口的氣體，經(jīng)過擴(kuò)壓器進(jìn)行擴(kuò)壓，以提高其背壓達(dá)到一定值，然后經(jīng)排氣蝸殼流出透平，經(jīng)過出口閥門經(jīng)過噴水降溫后與高爐凈煤氣管線匯合，供給用戶。

沖渣工藝流程

高爐渣處理是把高爐生產(chǎn)的副產(chǎn)品熔渣進(jìn)行水淬處理形成水渣的工藝過程。高爐正常生產(chǎn)時(shí)，鐵口熔渣經(jīng)渣溝,流至沖渣水溝，熔渣與沖渣水接觸進(jìn)行冷卻水淬。然后落入粒化塔，后經(jīng)水渣溝進(jìn)入脫水器進(jìn)行渣水分離，水渣則由脫水器內(nèi)的受渣溜槽滑落至皮帶，通過皮帶輸送機(jī)把成品粒化渣直接輸送到渣場。脫水器脫下的水經(jīng)回水溝流回循環(huán)水池進(jìn)行循環(huán)使用，水中含有的水渣沉淀后用天車抓取放置皮帶機(jī)上方的受料斗，經(jīng)皮帶機(jī)輸送到渣場儲存外運(yùn)。3200高爐沖渣布局分南北兩側(cè)，每側(cè)各有一個(gè)粒化塔、兩套脫水器、一個(gè)干渣坑、一套獨(dú)立的循環(huán)水池及泵房、操作室。南側(cè)脫水器分離的水渣由渣-1、3、4、5、6皮帶機(jī)輸送到渣場儲存外運(yùn)；北側(cè)脫水器分離的水渣由渣-2、4、5、6皮帶機(jī)輸送到渣場儲存外運(yùn)。

高爐供料工藝流程

高爐供料系統(tǒng)設(shè)備主要由皮帶機(jī)、受料斗、卸料車等設(shè)備組成，全部自動(dòng)化集中控制，正常情況下皮帶的啟停、上料系統(tǒng)的運(yùn)行及卸料車行走全部在操作室完成。

供料主要任務(wù)是負(fù)責(zé)高爐生產(chǎn)所需各種原、燃物料的供應(yīng)。通過皮帶機(jī)、轉(zhuǎn)運(yùn)站、卸料車將焦炭、球團(tuán)礦、燒結(jié)礦、塊礦分別從煤焦區(qū)域、燒結(jié)區(qū)域、綜合料場輸送至高爐的指定料槽；在焦炭、球團(tuán)、燒結(jié)礦不能正常供應(yīng)的情況下，通過汽車運(yùn)至各料場，經(jīng)汽車受料斗通過皮帶機(jī)、轉(zhuǎn)運(yùn)站、卸料車送至高爐的料槽。在上料過程中崗位人員要嚴(yán)格關(guān)注各皮帶機(jī)上所上料種及料的質(zhì)量，確保不上錯(cuò)料、不混料，按要求保證高爐料槽中各原燃料的料位，確保無錯(cuò)料、無混料、無空料、料中無雜物。

高爐煉鐵生產(chǎn)工藝流程圖

圖2.5高爐煉鐵生產(chǎn)工藝流程

2.3煉鋼及主要產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝

2.3.1轉(zhuǎn)爐煉鋼

概述

轉(zhuǎn)爐煉鋼，即以鐵水為主要原料，在轉(zhuǎn)爐內(nèi)，通過吹入氧化劑——氧氣，將鐵水中的雜質(zhì)元素硅、碳、錳、硫、磷等氧化成各類氧氣物，形成鋼渣或氣體后脫除，得到較純凈鋼水的過程。轉(zhuǎn)爐煉鋼是一個(gè)氧化過程。

以往從鐵水到鋼水的生產(chǎn)過程中，主要是高爐鐵水→轉(zhuǎn)爐煉鋼→連鑄（鑄造）→鋼坯，但隨著對鋼材新功能的不斷開發(fā)，所要求的鋼水潔凈度也越來越高，硫、磷、碳、氫、氧、氮等含量要求越來越低，因此，目前普遍采用的新流程為高爐鐵水→鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐煉鋼→爐外精煉→連鑄→連鑄坯。

圖2.6轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)工藝流程

鐵水預(yù)處理

為了減輕轉(zhuǎn)爐工作任務(wù)，提高轉(zhuǎn)爐的冶煉效率，降低轉(zhuǎn)爐冶煉成本，將原來需要在轉(zhuǎn)爐內(nèi)完成的部分任務(wù)（脫S、脫P(yáng)、脫Si）移到轉(zhuǎn)爐外進(jìn)行，這個(gè)過程稱為鐵水預(yù)處理。先進(jìn)的鋼廠鐵水預(yù)處理的比例可達(dá)到90%-100%。

鐵水預(yù)處理主要過程：以鐵水脫硫?yàn)槔?，利用噴槍等設(shè)備，將脫硫粉劑碳化鈣、石灰、鎂粉等噴入裝有鐵水的魚雷罐車或噴粉罐等，脫硫劑有效成分與鐵水中的硫反應(yīng)，生成CaS、MgS等固體渣，浮在鐵水上面，扒出，從而達(dá)到脫硫的目的。

轉(zhuǎn)爐煉鋼

轉(zhuǎn)爐煉鋼的目的是降低鐵水中的碳（生鐵的含碳是一般為2.0%-4.3%，鋼水的含碳量一般為0.02%-2.0%），并脫除有害雜質(zhì)硫和磷，去除氣體氧、氫、氮和非金屬夾雜物（氧化物、硫化物、氮化物、磷化物等），最后按照所冶煉鋼種的需求，加入合金，調(diào)整鋼水的成分和溫度后冶煉結(jié)束。

轉(zhuǎn)爐煉鋼形式有氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐、氧氣底吹轉(zhuǎn)爐、頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐等幾種。由于頂吹轉(zhuǎn)爐和底吹轉(zhuǎn)爐各有優(yōu)缺點(diǎn)，目前應(yīng)用最多的是將兩者結(jié)合起來的頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐。

頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉一爐鋼的操作過程主要由以下幾步組成：

上爐出鋼、倒渣，檢查爐襯和傾動(dòng)設(shè)備等并進(jìn)行必要的修補(bǔ)和修理；

傾爐，加廢鋼、兌鐵水，搖正爐體（至垂直位置）；

降槍開吹，同時(shí)加入第一批渣料（起初爐內(nèi)噪聲較大，從爐口冒出赤色煙霧，隨后噴出暗紅的火焰；3～5/后硅錳氧接近結(jié)束，碳氧反應(yīng)逐漸激烈，爐口的火焰變大，亮度隨之提高；同時(shí)渣料熔化，噪聲減弱）；

3～5/后加入第二批渣料繼續(xù)吹煉（隨吹煉進(jìn)行鋼中碳逐漸降低，約12/后火焰微弱，停吹）；

倒?fàn)t，測溫、取樣，并確定補(bǔ)吹時(shí)間或出鋼；

出鋼，同時(shí)（將計(jì)算好的合金加入鋼包中）進(jìn)行脫氧合金化。

爐外精煉

爐外精煉是指在鋼包中進(jìn)行冶煉的過程,是將真空處理、吹氬攪拌、加熱控溫、喂線噴粉、微合金化等技術(shù)以不同形式組合起來,出鋼前盡量除去氧化渣,在鋼包內(nèi)重新造還原渣,保持包內(nèi)還原性氣氛。爐外精煉的目的是降低鋼中的C、P、S、O、H、N、等元素在鋼中的含量,以免產(chǎn)生偏析、白點(diǎn)、大顆粒夾雜物,降低鋼的抗拉強(qiáng)度、韌性、疲勞強(qiáng)度、抗裂性等性能。這些工作只有在精煉爐上進(jìn)行,其特點(diǎn)與功能如下:

可以改變冶金反應(yīng)條件。煉鋼中脫氧、脫碳、脫氣的反應(yīng)產(chǎn)物為氣體,精煉可以在真空條件下進(jìn)行,有利于反應(yīng)的正向進(jìn)行,通常工作壓力≥50Pa,適于對鋼液脫氣。

可以加快熔池的傳質(zhì)速度。液相傳質(zhì)速度決定冶金反應(yīng)速度的快慢,精煉過程采用多種攪拌形式(氣體攪拌、電磁攪拌、機(jī)械攪拌)使系統(tǒng)內(nèi)的熔體產(chǎn)生流動(dòng),加速熔體內(nèi)傳熱、傳質(zhì)的過程,達(dá)到混合均勻的目的。

可以增大渣鋼反應(yīng)的面積。各種精煉設(shè)備均有攪拌裝置,攪拌過程中可以使鋼渣乳化,合金、鋼渣隨氣泡上浮過程中發(fā)生熔化、熔解、聚合反應(yīng),通常1噸鋼液的渣鋼反應(yīng)面積為0.8～1.3mm2,當(dāng)渣量為原來的6%時(shí),鋼渣乳化后形成半徑為0.3mm的渣滴,反應(yīng)界面會增大1000倍。微合金化、變性處理就是利用這個(gè)原理提高精煉效果。

可以在電爐(轉(zhuǎn)爐)和連鑄之間起到緩沖作用,精煉爐具有靈活性,使作業(yè)時(shí)間、溫度控制較為協(xié)調(diào),與連鑄形成更加通暢的生產(chǎn)流程。

爐外精煉工藝方法介紹

LF爐

是70年代初期在日本發(fā)展起來的精煉設(shè)備。由于它設(shè)備簡單，投資費(fèi)用低，操作靈活和精煉效果好而成為冶金行業(yè)的后起之秀，在日本得到了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。LF爐精煉主要靠桶內(nèi)的白渣，在低氧的氣氛中(氧含量為5%)，向桶內(nèi)吹氬氣進(jìn)行攪拌并由石墨電極對經(jīng)過初煉爐的鋼水加熱而精煉。由于氬氣攪拌加速了渣一鋼之間的化學(xué)反應(yīng)，用電弧加熱進(jìn)行溫度補(bǔ)償，可以保證較長時(shí)間的精煉時(shí)間，從而可使鋼中的氧、硫含量降低，夾雜物按ASTM評級為O～O．1級。LF爐可以與電爐配合，以取代電爐的還原期，還可以與氧氣轉(zhuǎn)爐配合，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)合金鋼。此外，LF爐還是連鑄車間，特別是合金鋼連鑄生產(chǎn)線上不可缺少的控制成分、溫度及保存鋼水的設(shè)備。因此LF爐的出現(xiàn)形成了LD—LF—RH—CC(連鑄)新的生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼的聯(lián)合生產(chǎn)線。在這種聯(lián)合生產(chǎn)線上鋼的還原精煉主要是靠LF爐來完成的。LF爐所處理的鋼種幾乎涉及從特鋼到普鋼的所有鋼種，生產(chǎn)中可視質(zhì)量控制的需要，采用不同的工藝操作制度。在各種二次精煉設(shè)備中，LF爐的綜合性價(jià)比高。

RH爐

在真空室的下部設(shè)有兩根與其相通的環(huán)流管，脫氣處理時(shí)將環(huán)流管插入鋼液，靠真空室被抽成真空后建立的壓差使鋼液由環(huán)流管進(jìn)入真空脫氣室，同時(shí)從兩根環(huán)流管之一（上升管）吹入驅(qū)動(dòng)氣體，利用氣泡泵原理抽引鋼液流過脫氣室和下降管產(chǎn)生循環(huán)運(yùn)動(dòng)，并在真空室內(nèi)脫除氣體。

VOD爐

1965年西德首先開發(fā)應(yīng)用的,它是將鋼包放入真空罐內(nèi)從頂部的氧槍向鋼包內(nèi)吹氧脫碳,同時(shí)從鋼包底部向上吹氬攪拌。此方法適合生產(chǎn)超低碳不銹鋼,達(dá)到保鉻去碳的目的,可與轉(zhuǎn)爐配合使用。他的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了低碳不銹鋼冶煉的必要的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的條件-高溫、真空、攪拌。

2.3.2連鑄

將高溫鋼水澆注到一個(gè)個(gè)的鋼錠模內(nèi)，而是將高溫鋼水連續(xù)不斷地澆到一個(gè)或幾個(gè)用強(qiáng)制水冷帶有“活底”(叫引錠頭)的銅模內(nèi)(叫結(jié)晶器)，鋼水很快與“活底”凝結(jié)在一起，待鋼水凝固成一定厚度的坯殼后，就從銅模的下端拉出“活底”，這樣已凝固成一定厚度的鑄坯就會連續(xù)地從水冷結(jié)晶器內(nèi)被拉出來，在二次冷卻區(qū)繼續(xù)噴水冷卻。帶有液芯的鑄坯，一邊走一邊凝固，直到完全凝固。待鑄坯完全凝固后，用氧氣切割機(jī)或剪切機(jī)把鑄坯切成一定尺寸的鋼坯。這種把高溫鋼水直接澆注成鋼坯的新工藝，就叫連續(xù)鑄鋼。

圖2.7連鑄生產(chǎn)工藝流程

2.3.3中厚板

圖2.8中厚板生產(chǎn)工藝流程

2.3.4寬厚板

圖2.9寬厚板生產(chǎn)工藝流程

2.3.5熱軋

生產(chǎn)流程

板坯由煉鋼連鑄車間的連鑄機(jī)出坯輥道直接送到熱軋車間板坯庫，直接熱裝的鋼坯送至加熱爐的裝爐輥道裝爐加熱，不能直接熱裝的鋼坯由吊車吊入保溫坑，保溫后由吊車吊運(yùn)至上料臺架，然后經(jīng)加熱爐裝爐輥道裝爐加熱，并留有直接軋制的可能。連鑄板坯由連鑄車間通過板坯上料輥道或板坯卸料輥道運(yùn)入板坯庫，當(dāng)板坯到達(dá)入口點(diǎn)前，有關(guān)該板坯的技術(shù)數(shù)據(jù)已由連鑄車間的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)送到了熱軋廠的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并在監(jiān)視器上顯示板坯有關(guān)數(shù)據(jù)，以便工作人員進(jìn)行無缺陷合格板坯的核對和接收。另外，通過過跨臺車運(yùn)來的人工檢查清理后的板坯也需核對和驗(yàn)收，并輸入計(jì)算機(jī)。進(jìn)入板坯庫的板坯，由板坯庫計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)根據(jù)軋制計(jì)劃確定其流向。

常規(guī)板坯裝爐軋制：板坯進(jìn)入板坯庫后，按照板坯庫控制系統(tǒng)的統(tǒng)一指令，由板坯夾鉗吊車將板坯堆放到板坯庫中指定的垛位。軋制時(shí)，根據(jù)軋制計(jì)劃，由板坯夾鉗吊車逐塊將板坯從垛位上吊出，吊到板坯上料臺架上上料，板坯經(jīng)稱量輥道稱重、核對，然后送往加熱爐裝爐輥道，板坯經(jīng)測長、定位后，由裝鋼機(jī)裝入加熱爐進(jìn)行加熱。碳鋼保溫坑熱裝軋制：板坯進(jìn)入板坯庫后，按照板坯庫控制系統(tǒng)的統(tǒng)一指令，由板坯夾鉗吊車將板坯堆放到保溫坑中指定的垛位。軋制時(shí)，根據(jù)軋制計(jì)劃，由板坯夾鉗吊車逐塊將板坯從保溫坑取出，吊到板坯上料臺架上上料，板坯經(jīng)稱量輥道稱重、核對，然后送往加熱爐裝爐輥道，板坯經(jīng)測長、定位后，由裝鋼機(jī)裝入加熱爐進(jìn)行加熱。

直接熱裝軋制：當(dāng)連鑄和熱軋的生產(chǎn)計(jì)劃相匹配時(shí)，合格的高溫連鑄板坯通過加熱爐上料輥道運(yùn)到稱量輥道，經(jīng)稱重、核對，進(jìn)入加熱爐的裝爐輥道，板坯在指定的加熱爐前測長、定位后，由裝鋼機(jī)裝入加熱爐進(jìn)行加熱。其中一部分通過卸料輥道運(yùn)輸?shù)闹苯訜嵫b板坯需通過吊車吊運(yùn)一次放到上料輥道后直接送至加熱爐區(qū)。如果煉鋼廠可以實(shí)現(xiàn)直接熱裝板坯由上料輥道運(yùn)送，則可減少部分吊車吊運(yùn)作業(yè)。板坯經(jīng)加熱爐的上料輥道送到加熱爐后由托入機(jī)裝到加熱爐內(nèi)，加熱到設(shè)定溫度后，按軋制節(jié)奏要求由出鋼機(jī)托出，放在加熱爐出爐輥道上。

加熱好的板坯出爐后通過輸送輥道輸送，經(jīng)過高壓水除鱗裝置除鱗后，將板坯送入定寬壓力機(jī)根據(jù)需要進(jìn)行側(cè)壓定寬。定寬壓力機(jī)一次最大減寬量為350mm。然后由輥道運(yùn)送進(jìn)入第一架二輥可逆粗軋機(jī)軋制及第二架四輥可逆粗軋機(jī)進(jìn)軋制，根據(jù)工藝要求將板坯軋制成厚度約為30-60mm的中間坯。在各粗軋機(jī)前的立輥軋機(jī)可對中間坯的寬度進(jìn)行控制。在R2與飛剪之間設(shè)有中間廢坯推出裝置，用于將中間廢坯推到中間輥道的操作側(cè)臺架上。中間坯由帶保溫罩的中間輥道輸送到切頭飛剪處切頭、切尾，保溫罩有利于減少中間坯的熱量損失和帶坯頭尾溫差。

飛剪前設(shè)有邊部加熱器，邊部加熱器可減少中間坯邊部與中間部位的溫度差，提高帶鋼性能的均勻性，提高軋件板型質(zhì)量。切頭飛剪配有中間坯頭尾形狀檢測儀及剪切優(yōu)化控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化剪切，減少切頭切尾損失。切頭后的帶坯經(jīng)精軋前高壓水除鱗裝置清除二次氧化鐵皮，由精軋前立輥導(dǎo)向進(jìn)入精軋機(jī)組。中間坯經(jīng)過F1~F7四輥精軋機(jī)組，軋制成1.2~25.4mm的成品帶鋼。

精軋機(jī)組的穿帶速度、加速度、最大軋制速度、各機(jī)架壓下量、工作輥竄輥行程、各機(jī)架彎輥力等均由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)按軋制帶鋼的品種和規(guī)格進(jìn)行計(jì)算和設(shè)定實(shí)現(xiàn)板形的閉環(huán)控制。為了有效的控制帶鋼質(zhì)量，在F7精軋機(jī)出口處設(shè)有凸度、平直度、厚度、寬度、溫度等軋線檢測儀表，在卷取機(jī)入口設(shè)有帶鋼表面質(zhì)量、寬度、溫度等軋線檢測儀表。精軋機(jī)軋出的帶鋼在輸出輥道上由帶鋼層流冷卻系統(tǒng)采用相應(yīng)的冷卻制度，將熱軋帶鋼由終軋溫度冷卻到規(guī)定的卷取溫度。帶鋼的冷卻方式，冷卻水量都由計(jì)算機(jī)根據(jù)不同鋼種、規(guī)格、終軋溫度、卷取溫度進(jìn)行計(jì)算設(shè)定和控制。

當(dāng)卷取機(jī)咬入帶鋼之前即穿帶時(shí)，輸出輥道、夾送輥、助卷輥和卷筒的速度均超前于末機(jī)架軋制速度；當(dāng)帶鋼被卷取機(jī)咬入以后，輸出輥道、夾送輥、卷取機(jī)隨精軋機(jī)同步進(jìn)行升速軋制；當(dāng)帶鋼尾部離開末機(jī)架后，輸出輥道、夾送輥要減速即滯后于卷取機(jī)卷取速度直到熱軋鋼卷尾部。

卷取完成后，由卸卷小車把鋼卷托出至打捆機(jī)打捆。再由鋼卷運(yùn)輸系統(tǒng)將鋼卷繼續(xù)向后運(yùn)送，經(jīng)打捆、稱重、標(biāo)記后，分別運(yùn)送到熱軋鋼卷成品庫、冷軋?jiān)蠋旌途蠋?。需要檢查的鋼卷則送到檢查線，打開鋼卷進(jìn)行檢查和取樣后，再送回到鋼卷運(yùn)輸系統(tǒng)，經(jīng)打捆、稱重、標(biāo)記后分別送往熱軋鋼卷成品庫、冷軋?jiān)蠋旌途蠋臁?/p>

在鋼卷庫內(nèi)冷卻后的鋼卷按下一步加工工藝要求分別送至平整分卷機(jī)組、鋼板橫切機(jī)組、冷軋車間或按銷售計(jì)劃發(fā)貨。鋼卷在運(yùn)輸和堆放的過程中均采用臥卷的方式，鋼卷運(yùn)往鋼卷庫或冷軋?jiān)蠋斓倪\(yùn)輸系統(tǒng)采用托盤運(yùn)輸系統(tǒng)，并與1780熱軋廠的運(yùn)輸系統(tǒng)共同組成運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，由計(jì)算機(jī)統(tǒng)一控制。

?從板坯進(jìn)入板坯庫開始至成品發(fā)貨為止，全部工藝過程通過軋線物料跟蹤系統(tǒng)及兩庫管理系統(tǒng)對板坯、軋件和鋼卷進(jìn)行全線跟蹤，從而實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)的自動(dòng)化生產(chǎn)控制。

2.3.6冷軋

冷軋通常采用

縱軋

的方式。冷軋生產(chǎn)的工序一般包括原料準(zhǔn)備、酸洗、軋制、脫脂、退火(熱處理)、精整等。冷軋以熱軋產(chǎn)品為原料，冷軋前原料要先除磷，以保證冷軋產(chǎn)品的表面潔凈。軋制是使材料變形的主要工序。

脫脂

的目的在于去除軋制時(shí)附在軋材上的

潤滑油脂

，以免退火時(shí)污染鋼材表面，對不銹鋼也為防止增碳。退火包括中間退火和成品熱處理，中間退火是通過再結(jié)晶消除冷變形時(shí)產(chǎn)生的加工硬化，以恢復(fù)材料的塑性及降低金屬的變形抗力。

成品熱處理的目的除了通過再結(jié)晶消除

硬化

外。還在于根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)要求以獲得所需要的組織(如各種織構(gòu)等)和產(chǎn)品性能(如深沖、電磁性能等)。精整包括檢查、剪切、矯直(平整)、打印、分類包裝等內(nèi)容。冷軋產(chǎn)品有很高的包裝要求，以防止產(chǎn)品在運(yùn)輸過程中表面被刮傷。除上述工序外在生產(chǎn)一些特殊產(chǎn)品時(shí)還有各自的特殊工序。如軋制硅鋼板時(shí)，在冷軋前要進(jìn)行脫碳退火，軋后要進(jìn)行涂膜、高溫退火、拉伸矯直(見張力矯直)與回火等。

冷軋帶鋼(見

冷軋板

帶生產(chǎn))的軋制工藝有以下特點(diǎn)：(1)采用工藝潤滑和冷卻，以降低軋制時(shí)的變形抗力和冷卻軋輥；(2)采用大張力軋制，以降低變形抗力和保持

軋制過程

的穩(wěn)定。采用的平均單位張力值為材料屈服強(qiáng)度的10%～60%，一般不超過50%；(3)采用多軋程軋制。由于冷軋使材料產(chǎn)生加工硬化，當(dāng)總變形量達(dá)到60%～80%時(shí)，繼續(xù)變形就變得很困難。為此要進(jìn)行中間退火，使材料軟化后軋制得以繼續(xù)進(jìn)行。為了得到要求的薄帶鋼，這樣的中間退火可能要進(jìn)行多次。

3生產(chǎn)工藝流程中電氣設(shè)備和控制系統(tǒng)介紹

燒結(jié)過程

3.1.1電氣設(shè)備

高壓配電室中包括主抽風(fēng)高壓配電室及主控樓高壓配電室。

主抽風(fēng)高壓配電室電源進(jìn)線：I段5217

，II段5360，主要用于主抽系統(tǒng)（1#2#主抽風(fēng)機(jī)高壓柜等）和1#2#機(jī)頭變壓器（機(jī)頭除塵和熔燃區(qū)域部分）。

主控樓高壓配電室電源進(jìn)線：I段5145，II段5234，主要用于除上述系統(tǒng)以外的所有用電設(shè)備，具體地說為９臺變壓器（燒結(jié)、成品、配料、公輔、機(jī)尾）、高壓電機(jī)（７帶冷鼓風(fēng)機(jī)、一混、二混、機(jī)尾、配料、成品除塵風(fēng)機(jī)）。各變壓器給各相近區(qū)域供電。（注意：水泵房電源來自機(jī)尾變壓器，返礦配電室電源來自成品變壓器）。

變壓器共11臺，型號為

SCB9-2000KVA/10KV／0.4KV。

機(jī)頭變壓器2臺，為干式變壓器，型號SCB9-2000KVA/10KV／0.4KV

，電源供給：機(jī)頭配電室，機(jī)頭除塵，熔燃區(qū)域等。

機(jī)尾變壓器2臺，為干式變壓器，型號：SCB9-2000/10kv/0.4KV，電源供給：機(jī)尾配電室，機(jī)尾除塵，水泵房配電室。

燒結(jié)變壓器2臺，為干式變壓器，型號：SCB9-1000/10kv/0.4KV，電源供給：燒冷區(qū)域、主控樓。

成品變壓器2臺，為干式變壓器，型號：SCB9-1250/10kv/0.4KV，電源供給：成品區(qū)域、成品除塵、返礦區(qū)域、管帶機(jī)通廊的一半照明。

配料變壓器2臺，為油浸式變壓器，型號：S10-M-1000/10/0.4，電源供給：配料區(qū)域（按生產(chǎn)流程到2H-1皮帶）。

公輔變壓器1臺，為廂式變壓器，型號：YBP1000KVA/10/0.4

KV，電源供給：食堂、浴室、辦公樓、檢修廠房。

此外，低壓配電系統(tǒng)有變頻器（燒結(jié)機(jī)）、軟啟動(dòng)器（管帶機(jī)驅(qū)動(dòng)）、普通電路（皮帶機(jī)）等。

3.1.2控制系統(tǒng)

燒結(jié)網(wǎng)絡(luò)由三層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。以太網(wǎng)（ETHERNET），光纖為介質(zhì)，連接模塊1756-ENBT?？刂凭W(wǎng)（CONTROLNET），同軸電纜為介質(zhì)，連接模塊1756-CNBT。設(shè)備網(wǎng)（DEVICENET），總線電纜為介質(zhì)，連接模塊1756-DNB

根據(jù)燒結(jié)工藝對自動(dòng)化系統(tǒng)的要求，360m2燒結(jié)機(jī)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)采用施耐德Quantum

140

系列PLC（CPU模板：140

CPU

53414A；通訊模板：140

CRP

93200，140

CRA93200，140

NOE77101；輸入模板：140

DAI75300，140

ATI03000，140

ARI03010，140

ACI03000；輸出模板：140

DRA84000，140ACO02000）可實(shí)現(xiàn)配混系統(tǒng)、燒冷系統(tǒng)、成品整粒系統(tǒng)、主抽風(fēng)系統(tǒng)、主粉塵系統(tǒng)及電除塵卸灰系統(tǒng)的邏輯順序控制，對主抽風(fēng)機(jī)、點(diǎn)火爐等生產(chǎn)工藝的數(shù)據(jù)采集處理及回路控制。系統(tǒng)由5臺PLC、3個(gè)工程師站和10個(gè)監(jiān)控站組成。基礎(chǔ)控制層采用Quantum

140

系列PLC，PLC主站與分站之間采用遠(yuǎn)程I/O方式擴(kuò)展。各PLC站通過網(wǎng)絡(luò)通訊模板、交換機(jī)、TCP/IP工業(yè)以太網(wǎng)與工程師站或監(jiān)控站可進(jìn)行通訊，傳輸速率為100M

pbs，傳送介質(zhì)為超五類屏蔽雙絞線。系統(tǒng)具強(qiáng)大的數(shù)字量、模擬量及回路處理功能，具備模板化、體系結(jié)構(gòu)可擴(kuò)展的特點(diǎn)，包括CPU、I/O模板、I/O接口、通訊模板、電源和底板等。監(jiān)控系統(tǒng)（HMI）采用Intellution公司的iFIX3.5監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程工藝流程及各參數(shù)的采集顯示、報(bào)警、回路控制畫面，歷史數(shù)據(jù)存儲及趨勢圖，報(bào)表等監(jiān)控功能。操作系統(tǒng)為Windows

2000，編程軟件采用Concept2.6，它支持5種IEC標(biāo)準(zhǔn)語言，系統(tǒng)提供了派生功能塊（DFB），并可在Concept2.6應(yīng)用程序中反復(fù)調(diào)用，如果一些特定的算法或邏輯控制需要改變，只需修改DFB功能塊即可。燒結(jié)網(wǎng)絡(luò)由三層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。以太網(wǎng)（ETHERNET），光纖為介質(zhì)，連接模塊1756-ENBT。控制網(wǎng)（CONTROLNET），同軸電纜為介質(zhì)，連接模塊1756-CNBT。設(shè)備網(wǎng)（DEVICENET），總線電纜為介質(zhì)，連接模塊1756-DNB

根據(jù)燒結(jié)工藝對自動(dòng)化系統(tǒng)的要求，360m2燒結(jié)機(jī)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)采用施耐德Quantum

140

系列PLC（CPU模板：140

CPU

53414A；通訊模板：140

CRP

93200，140

CRA93200，140

NOE77101；輸入模板：140

DAI75300，140

ATI03000，140

ARI03010，140

ACI03000；輸出模板：140

DRA84000，140ACO02000）可實(shí)現(xiàn)配混系統(tǒng)、燒冷系統(tǒng)、成品整粒系統(tǒng)、主抽風(fēng)系統(tǒng)、主粉塵系統(tǒng)及電除塵卸灰系統(tǒng)的邏輯順序控制，對主抽風(fēng)機(jī)、點(diǎn)火爐等生產(chǎn)工藝的數(shù)據(jù)采集處理及回路控制。系統(tǒng)由5臺PLC、3個(gè)工程師站和10個(gè)監(jiān)控站組成。基礎(chǔ)控制層采用Quantum

140

系列PLC，PLC主站與分站之間采用遠(yuǎn)程I/O方式擴(kuò)展。各PLC站通過網(wǎng)絡(luò)通訊模板、交換機(jī)、TCP/IP工業(yè)以太網(wǎng)與工程師站或監(jiān)控站可進(jìn)行通訊，傳輸速率為100M

pbs，傳送介質(zhì)為超五類屏蔽雙絞線。系統(tǒng)具強(qiáng)大的數(shù)字量、模擬量及回路處理功能，具備模板化、體系結(jié)構(gòu)可擴(kuò)展的特點(diǎn)，包括CPU、I/O模板、I/O接口、通訊模板、電源和底板等。監(jiān)控系統(tǒng)（HMI）采用Intellution公司的iFIX3.5監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程工藝流程及各參數(shù)的采集顯示、報(bào)警、回路控制畫面，歷史數(shù)據(jù)存儲及趨勢圖，報(bào)表等監(jiān)控功能。操作系統(tǒng)為Windows

2000，編程軟件采用Concept2.6，它支持5種IEC標(biāo)準(zhǔn)語言，系統(tǒng)提供了派生功能塊（DFB），并可在Concept2.6應(yīng)用程序中反復(fù)調(diào)用，如果一些特定的算法或邏輯控制需要改變，只需修改DFB功能塊即可。

煉焦過程

3.2.1電氣設(shè)備

變頻器在焦化場中的使用，變頻器采用森蘭SB61P400KW?？紤]到電機(jī)是一用一備，為節(jié)省投資，兩臺風(fēng)機(jī)電機(jī)共用一臺變頻器，當(dāng)電機(jī)需要倒換時(shí)，僅改變電機(jī)外部的接線。

PT為壓力變送器，為四線式的壓力變送器接線。R為給定調(diào)節(jié)，也可以用操作面板給定。KM1﹑KM2控制那臺電機(jī)運(yùn)行。因?yàn)橐毫︸詈掀鞯男瘦^低，改造時(shí)不需要保留，可將其拆除。留下的空位可裝一臺減速箱，減速箱的減速比的選擇，根據(jù)工藝條件決定。即變頻器輸出頻率50（60）Hz時(shí)，風(fēng)機(jī)輸出最大風(fēng)量。為減少減速箱安裝時(shí)的工作量，減速箱需認(rèn)真選擇。壓力變送器要正確的反映初冷器的壓力值，安裝位置值得研究，顯然安裝在初冷器上，即可。為簡化控制，用一號初冷器壓力變送器的信號反饋到變頻器，由此控制一號初冷器的壓力；二號初冷器的壓力變送器的信號送到電動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)器上，控制閥門的開度，以平衡兩初冷器的壓力值。

3.2.2控制系統(tǒng)

集散控制系統(tǒng)在干熄焦工程中的應(yīng)用，作為本工程的儀表控制系統(tǒng)，μXL集散控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)行在最佳狀態(tài)，保證干熄焦的熄焦效果和余熱鍋爐的正常運(yùn)行。μXL集散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：強(qiáng)有力的控制機(jī)能，實(shí)現(xiàn)了正規(guī)的遠(yuǎn)程自動(dòng)操作；系統(tǒng)構(gòu)成靈活，有良好的擴(kuò)展性；實(shí)現(xiàn)了高度的可靠性。本套μXL集散控制系統(tǒng)由三臺現(xiàn)場控制單元、三臺操作站、插件箱、各種插件和通信總線等組成，為了提高系統(tǒng)的可靠性，采用了冗余的MFCD控制單元，實(shí)現(xiàn)了CPU、輸入輸出卡MAC2（控制用）、電源及通信的雙重化。共包括六個(gè)子系統(tǒng)：1#、2#熄焦系統(tǒng)

，1#、2#鍋爐系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)，循環(huán)風(fēng)機(jī)主電機(jī)測溫系統(tǒng)，循環(huán)氣體成份在線分析系統(tǒng)和氣力輸送系統(tǒng)。1#、2#控制器（1MFCD、2MFCD）各包括8個(gè)回路調(diào)節(jié)，64個(gè)模擬量監(jiān)視點(diǎn)，15個(gè)開關(guān)量監(jiān)視點(diǎn)，4個(gè)開關(guān)量輸出點(diǎn)。3#控制器（3MFCD）包括64個(gè)開關(guān)量監(jiān)視點(diǎn)，26個(gè)模擬量監(jiān)視點(diǎn)及11個(gè)開關(guān)量輸出點(diǎn)。μXL集散控制系統(tǒng)提供豐富的軟件功能，可完成內(nèi)部反饋儀表和開關(guān)儀表的定義及內(nèi)部儀表同外部接線端子的連接，實(shí)現(xiàn)回路調(diào)節(jié)、順序控制、數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)值積算、報(bào)警顯示、連鎖、通訊、趨勢記錄、打印等工作。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了工藝流程畫面19個(gè)，控制分組畫面14個(gè)，趨勢畫面16頁。工藝流程畫面上有聲光報(bào)警提示，便于操作人員及時(shí)掌握緊急信息。

煉鐵過程

3.3.1電氣設(shè)備

通用低壓電器設(shè)備

熔斷器：熔斷器在電路中主要用作短路保護(hù)。它里面裝有熔體，一般叫保險(xiǎn)絲。流過的電流過大時(shí)，它就熔斷，使電路斷開，從而使電源、負(fù)載得到保護(hù)。

組合開關(guān)：組合開關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)，是一種結(jié)構(gòu)較為緊湊的手動(dòng)開關(guān)電器。它是由裝在同一根轉(zhuǎn)軸上的單個(gè)或多個(gè)單極旋轉(zhuǎn)開關(guān)裝在一起組成的。轉(zhuǎn)運(yùn)手柄時(shí)，每一動(dòng)觸片則插入相應(yīng)的靜觸片中，使電路接通，在開關(guān)切換電流時(shí)，為使電弧迅速熄滅，在開關(guān)的轉(zhuǎn)軸上都裝有快速動(dòng)作的機(jī)構(gòu)。組合開關(guān)有單極、雙極和多極之分。還有一種多檔轉(zhuǎn)換開關(guān)，能同時(shí)接通、斷開多條電路，這種開關(guān)通常稱為萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)。

控制按鈕：控制按鈕是一種手動(dòng)控制電器，專門用來發(fā)出信號，接通或斷開控制電路。常用在操作臺上做為電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止操作，一般停止按鈕用紅色，看起來比較顯眼，以免誤動(dòng)作。

空氣開關(guān)：自動(dòng)空氣斷路器，又稱自動(dòng)空氣開關(guān)，它是利用操作手柄使開關(guān)接通或斷開的一種手動(dòng)電器。在低壓配電線路中，主要做為過載、失壓及短路保護(hù)之用，也可以做為鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)不頻繁的全壓起動(dòng)及照明開關(guān)等。

接觸器：接觸器是利用電磁吸力閉合或斷開的電器。它在外信號（例如按鈕、其它電器觸點(diǎn)的閉合或斷開）的作用下，接通或斷開帶有負(fù)載的電路。它適合于頻繁操作和遠(yuǎn)距離控制，并有失壓保護(hù)的功能，是自動(dòng)控制系統(tǒng)中最常用的電器之一。

中間繼電器：中間繼電器是將一個(gè)信號變?yōu)閹讉€(gè)輸出信號的電磁繼電器，它的結(jié)構(gòu)與工作原理和接觸器類似。中間繼電器在控制電路中一般用來接通或斷開各種電磁線圈，使信號得以放大，或?qū)⑿盘柾瑫r(shí)供給數(shù)個(gè)有關(guān)的控制元件以實(shí)現(xiàn)多路控制轉(zhuǎn)換。對于電動(dòng)機(jī)額定電流不超過5A的電氣控制系統(tǒng)中，也可以代替接觸器開、閉主電路，實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)機(jī)的起、?？刂啤?/p>

水泵

爐頂有齒輪箱水冷泵雖然電機(jī)功率大小不同，但是電氣控制系統(tǒng)均相同，控制柜和計(jì)算機(jī)上都是有按鈕進(jìn)行啟動(dòng)、停止操作。啟動(dòng)前應(yīng)關(guān)閉管道閥門，輕載啟動(dòng)，啟動(dòng)完畢后，再打開管道閥門進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

電葫蘆（梁式起重機(jī)）

電動(dòng)葫蘆和梁式起重機(jī)是一種重量較小，結(jié)構(gòu)簡單的起重機(jī)械，我廠爐前普遍使用。其電器設(shè)備包括：提升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)、移動(dòng)裝置（小車）電動(dòng)機(jī)、橫梁移動(dòng)（大車）電動(dòng)機(jī)。均能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行，由懸掛式按鈕操作站操作。當(dāng)電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，必須按住相應(yīng)的按鈕在接通狀態(tài)——點(diǎn)動(dòng)操作。這種操作可以保證當(dāng)操作人員離開懸掛按鈕站時(shí)，電葫蘆能自動(dòng)斷電而停止工作。

在運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)，切斷電源后由于運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)的慣性不能馬上停止，需經(jīng)過一段時(shí)間才能停下來，這樣長的時(shí)間，滿足不了起重機(jī)的工作要求，起重機(jī)的停車，要有準(zhǔn)確的位置，抱閘制動(dòng)器能滿足這種要求，當(dāng)電動(dòng)機(jī)斷電后，抱閘將電動(dòng)機(jī)軸上的制動(dòng)輪抱緊，迅速停車。更重要的是對于提升機(jī)構(gòu)，除了上述情況外，如果沒有抱閘制動(dòng)器，則所吊重物將由于自重而下降，造成設(shè)備人身事故。抱閘隨起重機(jī)上的電動(dòng)機(jī)同時(shí)工作，電動(dòng)機(jī)通電運(yùn)行，抱閘也同時(shí)通電而打開；電動(dòng)機(jī)斷電停運(yùn)時(shí)，抱閘也斷電將制動(dòng)輪抱緊。

橋式起重機(jī)

濟(jì)鋼1750爐前都使用了橋式起重機(jī)。不同噸位的交流橋式起重機(jī)僅僅在設(shè)備容量上有所差異，其線路結(jié)構(gòu)基本相同，橋式起重機(jī)的控制電路按被控制的機(jī)構(gòu)分作四個(gè)部分：即主鉤、副鉤、大車和小車，分別由YZR型起重專用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。主鉤、副鉤、小車的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連同各自的制動(dòng)器都安裝在小車上。大車移動(dòng)機(jī)構(gòu)采用分別傳動(dòng)，即裝于橋架二側(cè)的主動(dòng)輪，分別由二臺規(guī)格相同的電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。磁力控制盤和所有電阻就近安裝在橋架上。全部操縱部件（主令控制器、凸輪控制器和其它開關(guān)）都安裝在駕駛室里，以便于司機(jī)操作。橋式起重機(jī)具有完善的電氣系統(tǒng)保護(hù)措施。

3.3.2

控制系統(tǒng)

高爐采用串罐式無料鐘爐頂，上料采用斜橋式雙料車上料。料車將稱量配好的爐料按批次拉到爐頂?shù)谷牍潭ㄊ芰隙分校?dāng)一批料制中最后一車料裝完后，等待受料斗下的料罐發(fā)出料空信號，隨之自動(dòng)關(guān)閉下料閘、下密封閥。下密封閥關(guān)好信號來到后，壓放散閥，入料罐中。當(dāng)料罐壓力等于大氣壓力時(shí)，打開上密封閥及上料閘，打開選著工作的均受料斗中的爐料裝受料斗的料空信號依靠PLC累計(jì)受料斗所裝入料車數(shù)乘以每車料所需放料時(shí)間經(jīng)驗(yàn)值，放料閘開好信號來到后，開始計(jì)時(shí)，延時(shí)時(shí)間到后系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出受料斗的料空信號。

受料斗料空信號來后，延時(shí)關(guān)閉上料閘、上密閥和均壓放散閥。打開一次均壓閥通過爐頂高爐煤氣給料罐沖壓，沖壓達(dá)到設(shè)定值后，打開二次均壓閥，同時(shí)關(guān)閉一次均壓閥，改用氮?dú)鉀_壓，讓料罐壓力大于爐頂壓力，等待探尺達(dá)到料線設(shè)置并提尺到位。根據(jù)料線設(shè)定值和布料矩陣所設(shè)定的相應(yīng)布料方式，啟動(dòng)布料器，按照預(yù)先設(shè)定的角度打開下料閘向爐內(nèi)布料。待料一罐射一線料位儀發(fā)出料空信號時(shí)，全開下料閘，延時(shí)確保料罐內(nèi)爐料放凈后關(guān)閉下料閘、下密封閥，挺布料溜槽，開始下放探尺探測爐內(nèi)料面位置。同時(shí)打開均壓放散閥，使料罐壓力降到大氣壓，準(zhǔn)備接受下一次裝料、布料。

在高爐級基礎(chǔ)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，PLC主要完成槽下、爐頂液壓控制；槽下稱量及皮帶控制;料車及卷揚(yáng)控制;探尺卷揚(yáng)機(jī)控制;爐頂及布料的控制；爐頂均壓及均壓放散控制;料批及料制的矩陣運(yùn)算;最終實(shí)現(xiàn)原料自動(dòng)配制、上料及布料自動(dòng)控制的高爐冶煉全過程自動(dòng)化。該系統(tǒng)設(shè)備的集中監(jiān)視與操作通過HMI上的CRT畫面進(jìn)行。本系統(tǒng)與其它系統(tǒng)有關(guān)的連鎖信號可以通過Enternet通訊網(wǎng)絡(luò)相互聯(lián)系。

監(jiān)控軟件選擇了美國Intellution公司的iFix3.5監(jiān)控軟件。它可以提供方便直觀的圖像化組態(tài)軟件，可以快速地構(gòu)造用戶所需的控制方案。支持基于因特網(wǎng)的在線組態(tài)，嵌入式VBA(Visual

Basic

for

Application).組態(tài)軟件采用Windows2000環(huán)境下標(biāo)準(zhǔn)的窗口化、圖形化用戶界面。HMI上的CRT畫面具備操作界面、數(shù)據(jù)顯示、設(shè)備狀態(tài)、布料設(shè)定、歷史趨勢、故障報(bào)警等功能。操作人員可在上位機(jī)上進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的修改操作。其中分為配料畫面、上料畫面、配料設(shè)定畫面、布料設(shè)定畫面。

配料畫面主要顯示稱量的震動(dòng)篩及運(yùn)料皮帶的運(yùn)行數(shù)據(jù)，同時(shí)具有操作功能，司一根據(jù)需要對單一設(shè)備進(jìn)行手動(dòng)操作。上料畫面主要顯示料車運(yùn)行狀態(tài)和布料溜槽旋轉(zhuǎn)角、傾動(dòng)角、料流調(diào)節(jié)閥開度角等信息。并監(jiān)控爐頂各閥門動(dòng)作狀態(tài)并有故障報(bào)警顯示。配料設(shè)定畫面、布料設(shè)定畫面是依據(jù)高爐生產(chǎn)工藝需要，人工對配料、布料各參數(shù)及流程控制順序的人工設(shè)定，PLC再按照相應(yīng)的設(shè)定控制高爐的配料與上料設(shè)備的動(dòng)作。編程軟件是采用了法國施耐德公司的Concept

2.5，它在Windows

2000下運(yùn)行，支持5種IEC語言，系統(tǒng)并提供了派生功能塊(DFB)，可在Concept應(yīng)用程序中反復(fù)調(diào)用。如果一些特定算法或邏輯控制需要改變，只需要修改相應(yīng)的DFB功能塊即可，避免了逐個(gè)控制邏輯修改的繁瑣工作。

3.4

煉鋼過程

3.4.1

電氣設(shè)備

上料系統(tǒng)

轉(zhuǎn)爐上料系統(tǒng)部分，CPU采用施耐德公司的QUANTUM系列的140CPU53414A。可完成對所有設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)控，完成工藝設(shè)備或工藝流程的順序控制，故障報(bào)警處理、顯示及系統(tǒng)熱備。并通過PLC上掛以太網(wǎng)，與其它系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。編程軟件采用Concept2.5，監(jiān)控軟件采用Cicect。

上料系統(tǒng)的控制方式分為自動(dòng)、手動(dòng)、非常手動(dòng)等三種控制方式。各流程皮帶機(jī)的控制方式選擇隨流程。卸料小車、電動(dòng)振動(dòng)給料機(jī)的控制方式的選擇獨(dú)立于相應(yīng)的流程。也就是說，流程選擇自動(dòng)時(shí)，小車可以運(yùn)行在手動(dòng)方式或自動(dòng)方式，同樣電機(jī)振動(dòng)給料機(jī)也可以自由選擇運(yùn)行在手動(dòng)方式或自動(dòng)方式。這是由于小車和電機(jī)振動(dòng)給料機(jī)的控制要求更準(zhǔn)確、可靠。這樣操作起來可以更靈活。卸料小車、電動(dòng)給料機(jī)在自動(dòng)方式下或是手動(dòng)方式下，要上料的高位料倉、振動(dòng)給料機(jī)的確定都由操作人員根據(jù)料倉的料位信號在CRT上手動(dòng)選擇，選擇完后要求程序自動(dòng)進(jìn)行起點(diǎn)（高位料倉的倉號）——終點(diǎn)（地下料倉的電動(dòng)給料機(jī)）連鎖判斷。判斷無誤后，由操作人員操作流程順起。流程上的各設(shè)備按順序一一起動(dòng)。給料機(jī)啟動(dòng)后，程序自動(dòng)再進(jìn)行一次起點(diǎn)—終點(diǎn)連鎖判斷，判斷無誤后，給料機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，正常上料。

轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)系統(tǒng)

傾動(dòng)系統(tǒng)的電氣傳動(dòng)設(shè)備配置為：4臺傾動(dòng)變頻電動(dòng)機(jī)、4臺傾動(dòng)電動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)、4臺傾動(dòng)電動(dòng)機(jī)抱閘電動(dòng)機(jī)、1臺爐腹空冷風(fēng)機(jī)、1套傾動(dòng)裝置稀油潤滑站、1套轉(zhuǎn)爐驅(qū)動(dòng)側(cè)支承軸承稀油潤滑站、1套轉(zhuǎn)爐非驅(qū)動(dòng)側(cè)支承軸承稀油潤滑站。傾動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)使用AB

1336E-BPR350變頻器，帶速度編碼器反饋。在轉(zhuǎn)爐的零位裝有接近開關(guān)，耳軸上裝有托圈編碼器，型號8.5826.1831.3600，DC24V

3600脈沖/轉(zhuǎn)，用于顯示轉(zhuǎn)爐的角度。轉(zhuǎn)爐共有三個(gè)操作臺及4套變頻柜和一個(gè)控制柜。

氧槍系統(tǒng)

氧槍系統(tǒng)電氣傳動(dòng)設(shè)備配置為:2臺升降用變頻電動(dòng)機(jī)、2臺升降用變頻電動(dòng)機(jī)抱閘電動(dòng)機(jī)、2臺氧槍橫移小車電動(dòng)機(jī)、1臺氧槍橫移小車鎖定電液推桿電動(dòng)機(jī)。氧槍電機(jī)驅(qū)動(dòng)使用AB

1336E-BPR250變頻器，帶速度編碼器反饋。轉(zhuǎn)爐設(shè)兩根氧槍,兩根氧槍分別安裝在各自的升降、橫移裝置上,互為備用。升降小車采用交流變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)卷揚(yáng)升降,氧槍升降過程中可控制速度變化。升降卷揚(yáng)鋼絲繩裝有測力傳感器,當(dāng)牽引力高于或低于設(shè)定范圍值時(shí),報(bào)警或停止氧槍上升、下降。氧槍橫移車行走采用交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，在工作位設(shè)有電液缸定位鎖緊裝置。

3.4.2

控制系統(tǒng)

轉(zhuǎn)爐煉鋼過程計(jì)算機(jī)采用客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)（Client\Server）。服務(wù)器中放置數(shù)據(jù)庫，鐵水預(yù)處理和轉(zhuǎn)爐煉鋼兩個(gè)子系統(tǒng)控制程序，跟蹤程序等，各操作室設(shè)置過程計(jì)算機(jī)終端，

子系統(tǒng)內(nèi)由專用交換機(jī)連接，該交換機(jī)還與系統(tǒng)外的L3級計(jì)算機(jī)、精煉計(jì)算機(jī)、連鑄計(jì)算機(jī)、分析管理計(jì)算機(jī)連接，系統(tǒng)采用環(huán)型網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，100M光纖以太網(wǎng)進(jìn)行上位端、PLC間數(shù)據(jù)通訊。

服務(wù)器配置：有兩個(gè)服務(wù)器，分別為L1級數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、L1.5級服務(wù)器。L1.5級服務(wù)器負(fù)責(zé)與L2級之間數(shù)據(jù)通訊與交換，下達(dá)L2級服務(wù)器指令。L1級數(shù)據(jù)庫服務(wù)器主要負(fù)責(zé)PLC與上位端（服務(wù)器、客戶端）之間的數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲、報(bào)警等功能，作為Client\Server的結(jié)構(gòu)，服務(wù)器由單獨(dú)一臺上位機(jī)充當(dāng)。轉(zhuǎn)爐主控室上位機(jī)的數(shù)據(jù)全部通過此臺上位機(jī)采集各PLC的數(shù)據(jù)并負(fù)責(zé)分發(fā)至各工作站，反之來自各工作站的指令也先發(fā)往此計(jì)算機(jī)再分派至各PLC。上位軟件采用MP7網(wǎng)絡(luò)版，各個(gè)HMI上的數(shù)據(jù)顯示、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控標(biāo)簽均在服務(wù)器端建立，CRT操作也均通過服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)到PLC，以完成對生產(chǎn)過程設(shè)備的操作與監(jiān)控。服務(wù)器放置SQL7.0大型數(shù)據(jù)庫，通過ODBC接口與MP7實(shí)現(xiàn)連接，完成對歷史數(shù)據(jù)的存儲。

客戶端配置：濟(jì)鋼120噸轉(zhuǎn)爐主控室內(nèi)的系統(tǒng)包括8臺上位機(jī)，分別為輔原料和鐵合金上料系統(tǒng)（包括精煉上料）、輔原料及鐵合金投料系統(tǒng)（轉(zhuǎn)爐、鋼包及爐后投料）、氧槍傾動(dòng)、頂?shù)讖?fù)吹的本體儀表量檢測、汽化冷卻、煤氣回收、除塵、副槍系統(tǒng)（達(dá)涅利）。上位機(jī)充分利用MP7的軟件特點(diǎn)，互為備用。即各上位機(jī)雖然功能不同但完全可以互相切換，做到多機(jī)熱備。上位機(jī)采用同一軟件平臺（OS：西文WINDOWS

2000），

HMI畫面設(shè)有登錄、退出、幫助、診斷按鈕，并賦予不同人員不同的操作級別，以檢測分析系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況及故障狀態(tài)。

系統(tǒng)有多個(gè)PLC控制站，均采用Modicon

Quantumn系列PLC。Modicon

Quantumn

PLC提供了廣泛，多種層次及協(xié)議的通訊能力，分別為TCP/IP

Ethernet、Modbus

Plus、Modbus，在本系統(tǒng)中它強(qiáng)有力的通訊功能得到了廣泛的應(yīng)用。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件部分由服務(wù)器、PC客戶端、網(wǎng)絡(luò)通訊等部分構(gòu)成。將目前120轉(zhuǎn)爐區(qū)域自動(dòng)化系統(tǒng)與轉(zhuǎn)爐數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，為了現(xiàn)場生產(chǎn)的安全通過防火墻與現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及現(xiàn)場的一級系統(tǒng)隔絕，從而實(shí)現(xiàn)管理網(wǎng)與生產(chǎn)控制網(wǎng)相隔離。服務(wù)器系統(tǒng)采用DELL服務(wù)器，配置相應(yīng)機(jī)柜等設(shè)施。網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊采用光纖以太網(wǎng)，百兆接口到客戶端。主交換機(jī)采用三層交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)千兆主干、百兆交換到客戶端。用防火墻將現(xiàn)場的一級PLC系統(tǒng)與轉(zhuǎn)爐投料數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行安全隔離。行車跟蹤采用電子標(biāo)簽進(jìn)行位置識別，車上數(shù)據(jù)向地面發(fā)送采用無線數(shù)傳電臺。

3.5

連鑄過程

3.5.1

電氣設(shè)備

根據(jù)其工藝需求，每條鑄流均是一條獨(dú)立的生產(chǎn)線，此外還有一些公用系統(tǒng)，為便于管理和維護(hù)，在現(xiàn)場級由六套鑄流PLC系統(tǒng)和一套公用PLC系統(tǒng)組成，每套PLC都將所有信息送到中央監(jiān)控層，還有部分鑄流系統(tǒng)與共用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，為保證系統(tǒng)的可靠性及快速性，選用工業(yè)以太網(wǎng)。在中央監(jiān)控層采用SERVER/

CLIENT結(jié)構(gòu)，改變過去單機(jī)應(yīng)用模式，采用多用戶系統(tǒng)。多用戶系統(tǒng)由多個(gè)操作員終端構(gòu)成，這幾個(gè)操作員終端則通過終端總線提供數(shù)據(jù)，而終端總線是獨(dú)立于系統(tǒng)總線的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)，僅用于從OS服務(wù)器向過程終端、工程系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。系統(tǒng)總線和終端總線完全分離，OS服務(wù)器只需通過自動(dòng)化系統(tǒng)提供一次數(shù)據(jù)。多用戶系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于：過程終端能夠以極大的靈活性安裝與排列；安裝費(fèi)用相當(dāng)?shù)土?，，可?shí)現(xiàn)互連、互通和互操作功能；為保證系統(tǒng)的可靠性，OS服務(wù)器需2臺作冗余，若其中一臺服務(wù)器故障，OS終端將自動(dòng)切換，延時(shí)1-2分鐘，故障服務(wù)器啟動(dòng)后需手動(dòng)切換OS終端，在故障后重新啟動(dòng)操作員站時(shí)，所有測量值檔案和報(bào)警檔

案將被自動(dòng)比較和更新。

鑄流系統(tǒng)：以一流為例，主PLC（S7-400）的主機(jī)架由一個(gè)電源模塊、一個(gè)CPU414-2DP、一個(gè)CP443-5

EXT（路由功能）和CP443-1以太網(wǎng)通訊模塊構(gòu)成。CPU集成DP口通過Profibus-DP網(wǎng)與下掛5個(gè)I/O遠(yuǎn)程工作站-ET200M（采集本流現(xiàn)場的各種電控設(shè)備、液面控制器等的開關(guān)

量與模擬量）和一個(gè)接點(diǎn)容量為5A的I/O遠(yuǎn)程工作站-ET200（MCC柜），拉矯機(jī)變頻器，引桿變頻器、BMS變頻器，輥道1#變頻器、輥道2-4#變頻器和火切割槍變頻

器；3套C7-633分別用來控制結(jié)晶液壓振動(dòng)，#1，#2

中包液面進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；CP443-5

EXT的DP口通過DP/

PA

LINK與支持PA通訊的儀表（19臺變送器，閥門定位

器，流量計(jì)）進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，工程師站PDM軟件通過

CP443-5

EXT路由功能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方修改儀表信息。二至六流的設(shè)備構(gòu)成與一流相同。

公用系統(tǒng)：主機(jī)架配置與鑄流配置一樣，CPU集成DP口通過PROFIBUS-DP網(wǎng)與下掛4個(gè)I/O遠(yuǎn)程工作站-ET200M（采集現(xiàn)場的各種電控設(shè)備、拉矯，出坯火切等的開關(guān)

量與模擬量）和2個(gè)接點(diǎn)容量為5A的I/O遠(yuǎn)程工作站-ET200（MCC柜），大包回轉(zhuǎn)變頻器，#1中包行走變頻器、#1中包行走變頻器，移鋼機(jī)變頻器和U/V冷床變頻器；1

套C7-633用來控制BMS冷卻水，2套S7-300用于打號，

結(jié)晶振動(dòng)液壓控制；CP443-5

EXT的DP口通過DP/PA

LINK與支持PA通訊的儀表（7臺變送器，閥門定位器，流量計(jì)）進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

操作員工作站與監(jiān)控系統(tǒng)：采用CLIENT/SERVER結(jié)構(gòu)，在主電室安裝2套冗余的無限點(diǎn)WINCC

SEVER，其中1臺為工程師站，除安裝WINCC外，還需STEP7，PDM，1臺操作員站，在主控室安裝3臺HMI，火切室、拉矯室各

一臺HMI。通過HMI實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)線的組合操作，狀態(tài)監(jiān)控，參數(shù)設(shè)定和報(bào)警顯示，同時(shí)還配有打印機(jī)和硬拷貝機(jī)，

用于打印報(bào)警信息、工藝動(dòng)態(tài)參數(shù)和趨勢圖。

3.5.2

控制系統(tǒng)

連鑄機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用“三電”一體化的設(shè)計(jì)原則。公用系統(tǒng)與各分流之間互相獨(dú)立，其中任一流系統(tǒng)發(fā)生故障，不影響其它各流的生產(chǎn)。整個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)采用基礎(chǔ)級自動(dòng)化控制系統(tǒng)，采用了兩層控制結(jié)構(gòu)：一層由PLC組成控制站，進(jìn)行過程回路控制、電氣設(shè)備的順序與聯(lián)鎖控制，并進(jìn)行生產(chǎn)工藝過程的數(shù)據(jù)采集等；另一層由計(jì)算機(jī)組成操作站，將PLC控制站收集的信息集中，使操作人員能實(shí)時(shí)監(jiān)視控制生產(chǎn)工藝過程和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，構(gòu)成一個(gè)集中管理、分散控制的自動(dòng)化系統(tǒng)。

硬件構(gòu)成，公用系統(tǒng)及各分流的控制器選用ROCKWELL

ControlLogix55M12，PLC主機(jī)架還包括Ethernet、DeviceNet通訊模塊、數(shù)字量I/O模塊、模擬量I/O模塊。為減少線路敷設(shè)，本系統(tǒng)還采用遠(yuǎn)程I/O站，遠(yuǎn)程I/O站采用1794

FLEX

I/O，與PLC主站之間采用了DeviceNet網(wǎng)絡(luò)通訊。每個(gè)遠(yuǎn)程I/O站包含一個(gè)適配器、若干基座和若干I/O模塊，每一個(gè)適配器最多可以支持8個(gè)基座，并且可以用一個(gè)FLEX電源或者任何其它兼容性電源為該遠(yuǎn)程I/O站供電。上位操作站、公用系統(tǒng)PLC與各分流PLC及觸摸屏之間用以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)連接在一起?；鹎邢到y(tǒng)和出坯系統(tǒng)的操作采用PanelView觸摸屏。信號正常情況下，火切系統(tǒng)和出坯系統(tǒng)自動(dòng)控制，無需人員操作。信號異常時(shí)，臺下操作工可通過PanelView觸摸屏介入進(jìn)行手動(dòng)操作，完成鑄坯切割及出坯操作。振動(dòng)臺、拉矯機(jī)等需要調(diào)速設(shè)備的傳動(dòng)采用Rockwell變頻器1336PLUS-II，

可以很方便地采用DeviceNet網(wǎng)絡(luò)方式與PLC之間相連，而無需通過硬線將它們與I/O模塊連接。通過網(wǎng)絡(luò)更有利于采集這些設(shè)備的運(yùn)行信號，及時(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行。

軟件系統(tǒng)：下位編程軟件，下位控制站采用RSLogix

5000系列編程環(huán)境，該軟件采用結(jié)構(gòu)和數(shù)組的符號化編程，以及專用于順序控制、運(yùn)動(dòng)控制、過程控制和傳動(dòng)控制場合的指令集，大大提高了編程和運(yùn)行效率。PLC組成的控制站，根據(jù)連鑄機(jī)操作指令和現(xiàn)場監(jiān)測的信號完成各工藝設(shè)備或工藝過程的順序、邏輯控制，進(jìn)行工藝過程及設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集與整理。上位監(jiān)控組態(tài)軟件，上位操作站選用RSView32（帶RSLINX），該軟件是集成式、組件化的人機(jī)接口產(chǎn)品，上位機(jī)將PLC控制站收集的信息集中，產(chǎn)生實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)文件、趨勢文件、報(bào)警記錄文件等，使操作人員能及時(shí)監(jiān)視控制生產(chǎn)工藝過程和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，構(gòu)成一個(gè)集中管理、分散控制的自動(dòng)化系統(tǒng)。上位機(jī)主要內(nèi)容如下：1、管理數(shù)據(jù)的輸入、確認(rèn)；2、鑄坯斷面、鋼種、配水等控制模型下載至PLC控制站；3、監(jiān)控主要設(shè)備、工藝數(shù)據(jù)畫面，如連鑄生產(chǎn)工藝流程圖、各設(shè)備監(jiān)視畫面、生產(chǎn)工藝參數(shù)、二次冷卻水控制畫面、電磁攪拌控制畫面等等；4、系統(tǒng)報(bào)警；5、事件記錄；6、主要工藝數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、歷時(shí)趨勢顯示、記錄等。設(shè)備工程師站主要功能：對PLC控制站的應(yīng)用軟件進(jìn)行編程、組態(tài)、生成和維護(hù)。

3.6

熱軋過程

3.6.1

電氣設(shè)備

粗軋機(jī)組：機(jī)前輥道，出爐除鱗機(jī)，壓力定寬機(jī)，側(cè)導(dǎo)板，立輥軋機(jī)，粗軋機(jī)，機(jī)后輥道，保溫罩，熱卷箱以及測寬、溫儀表等。

精軋機(jī)組：邊部加熱器，切頭剪，剪前輥道，剪前側(cè)導(dǎo)板，精軋除鱗機(jī)，精軋立輥機(jī)前輥道，精軋機(jī)，測厚、板形、測寬、測溫儀表等。

輸出輥道及帶鋼冷卻設(shè)備

卷曲設(shè)備：側(cè)導(dǎo)板，夾送