北科大生产实习报告(日钢)

1、北京科技大学本科生实习报告摘要生产实习是工科专业教学计划中重要的实践性教学环节。旨在开拓我们的视野，增强专业意识，巩固理解专业课程。钢铁工业是一个国家工业的重要组成部分，有人说过，从一个国家的钢铁工业生产过程的先进程度就可以反应出整个国家的工业化程度，从钢铁工业生产的自动化程度，可以反映出这个国家的自动化水平。本次去日照钢铁公司进行两周的生产实习是在我们校大学生的一次接触工厂大规模生产的机会，是一名大学生从学生的身份向一个职业者转变的一个过渡过程，是一个人迈向社会的很重要一步。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，通过钢厂生产实习，使我们进一步巩固和深化学过的基础理论

2、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，为后续的毕业设计打下坚实的基础。关键词是为了文献标引工作从论文中选取出来、用以表示全文主题内容信息款目的单词或术语。如有可能，应尽量用汉语主题词表等词表提供的规范词。不用此信息时，删除此框。关键词：日照钢铁 生产实习 自动化AbstractProduction engineering professional practice is an important practical teaching programs teaching. Aims to expand our horizons, enhance pr

3、ofessional awareness, consolidate understanding of professional courses. Iron and steel industry is an important part of a national industry, it was said, from the iron and steel industry production process sophistication of a country can reflect the degree of industrialization of the country, the d

4、egree of automation of the production from the iron and steel industry, reflect the country's level of automation. The company two weeks to Rizhao Steel production internship opportunities for our college students in the first contact factory for mass production, is a transition from a college s

5、tudent to a professional person's identity transformation, is a person towards a very important step in the community. Students systematically completed basic course, part of the technical foundation courses and specialized courses of study, through the steel production practice, so that we furt

6、her consolidate and basic theory and the theory of deep expertise in chemistry before. Learn to apply the knowledge to analyze site practical questions and actively explore innovative and enterprising spirit, and lay a solid foundation for the subsequent graduation.Key Words：Rizhao Steel production

7、Production Practice Automation目录摘要1Abstract2引言11日照钢铁公司介绍32 日照钢铁生产工艺流程介绍52.1炼焦生产工艺52.1.1 炼焦工艺主要设备52.1.2 炼焦工艺流程62.2烧结生产工艺72.2.1 烧结工艺主要设备72.2.2 烧结工艺流程72.3炼铁生产工艺82.3.1 炼铁工艺主要设备82.3.2 炼铁工艺流程92.4炼钢生产工艺102.4.1炼钢工艺主要设备102.4.2转炉炼钢工艺流程122.4.3连铸工艺流程132.5轧钢生产工艺142.5.1 H型钢轧制工艺142.5.2 1580热轧带钢工艺152.5.3 2150热轧带钢工艺

8、173自动控制设备在生产环节中的应用193.1烧结过程自动控制系统193.1.1日照钢铁烧结控制系统现状193.1.2日照钢铁烧结过程控制系统203.2炼铁过程自动控制系统223.2.1原料系统的自动化控制系统223.2.2高炉过程自动化控制系统223.2.3热风系统自动化控制233.3 炼钢过程自动控制系统233.3.1转炉炼钢计算机控制系统233.3.2连铸过程控制系统243.4 轧钢过程自动控制系统263.4.1 1580热连轧计算机控制系统263.4.2 轧制过程控制274热连轧生产环节控制系统设计294.1热轧自动化控制系统294.2钢铁轧制过程模型294.2.1 轧件速度计算模型3

9、04.2.2 轧件力计算模型314.2.3 轧制功率计算模型324.3 利用BP神经网络对轧制力预测控制324.3.1 轧制力数据处理324.3.2 BP网络算法主要结构334.3.3 BP网络对轧制力预报控制的实现334.3.4轧制力控制精度对比分析35实习心得体会36参考文献38附录39北京科技大学本科生实习报告引言通过为期两个星期的生产实习，我对于日照钢铁集团公司烧结炼铁炼钢的生产工艺有了较为感性的认识和理解，并对我未来的工作方向和工作内容有了较为初步的确立和认识。实习过程中，通过对于厂区安全教育，深刻理解了安全生产作业的必要性，对于在安全生产中，工作人员的责任、权利和义务有了较为清晰的

10、定位。通过安全教育，了解到安全生产是维持一切生产检修工作的前提和保障，因此，生产之初，就必须全面贯彻安全生产的思想和理念，这也是为以后工作的顺利开展打下的不可忽视的基础和根基。在作业区的实习生活，让我从基层起，更加深刻的了解到作为一个合格的生产管理者，必须对于生产第一线的工作有所熟悉，有所了解。同时，在现场与工程师们学习现场的生产过程，掌握扎实的基础。 现场的实习过程，让我对于本专业知识在生产作业中的应用有了更为直观而清晰的了解和认识，同时，也发现了理论与实际之间仍需磨合，以及在大学时期学习的理论与企业现场的不同之处，树立了我更加坚定的，对于生产工艺和现场协调控制进行研究学习的信心，以便在未来

11、的工作岗位中，发挥出更为实际而积极的作用。1日照钢铁公司介绍日照钢铁是中国最年轻的千万吨级钢铁联合企业，公司位于山东省日照市岚山区，依海临港，陆路、海路交通便利。公司于2003年建成投产，目前拥有正式职工18000人，拥有烧结、球团、炼铁、炼钢、轧钢、发电、制氧、水泥、微粉等整套现代化钢铁生产工艺及配套设施。2013年，日照钢铁通过苦练“内功”、挖潜增效，在严峻的市场形势下，保持了连续9年盈利的良好态势。公司全年产铁1321万吨，产钢1267万吨，产材1247万吨，实现销售收入451亿元，实现利税20.26亿元，上缴税金12.6亿元。企业跻身“中国企业500强”第228位，“中国民营企业500

12、强”第36位，“中国民营制造业500强”第24位。循环经济体系创效是日照钢铁2013年盈利的重要支撑。公司自建厂以来先后投资39亿元建成了高炉、转炉煤气回收系统、固体废弃物回收系统、TRT余压发电机组、蒸汽发电机组，以及水循环系统，实现了工业生产的三个“零排放”。污水处理回用工程、高炉煤气发电工程被评为“山东省环境保护示范工程”。2011年，企业被中国社会科学院和中国循环经济与环境评估预测研究中心评为“循环经济调研示范基地”。2013年，响应国家节能减排要求，日照钢铁主动关停烧结机3台，投资12亿元实施全系统环保升级改造。在钢铁主业市场持续低位震荡的形势下，公司持续开展环保综合整治、推行节能减

13、排等举措，不仅带来巨大生态环境效益，也显现出良好的经济效益：2013年发电量39亿千瓦时，产水渣微粉449.5万吨，产钢渣微粉39.5万吨，副产品直接带来的利润达3.19亿。打造国际领先的服务品牌，为顾客提供全方位的售前、售中、售后服务是日照钢铁的不懈追求。依靠便利的水上运输，专业的技术研发团队、严格的质量管控体系、高效的售后服务，以及国内外先进工艺设备和管理机制，公司对旗下板、棒、线、型、管、水泥6大类150余种产品进行严格把关，不断追求更高的产品品质、更快的物流速度及更佳的客户服务。企业先后通过ISO9001、ISO14000和OHSAS18001“卓越绩效管理体系”认证、欧盟CE认证、韩

14、国KS认证和九国船级社认证。热轧H型钢、热轧带肋钢筋荣获中国冶金产品实物质量认定金杯奖，H192×198轻型薄壁H型钢的成功轧制填补了国内空白，被京沪高铁声障屏项目列为指定用材。近年来，公司产品被广泛应用于鸟巢、三峡大坝、港珠澳大桥、郑西高铁、青藏铁路、胶州湾跨海大桥等国家级重点工程。企业先后被授予“质量放心品牌”、“消费者最信赖质量放心品牌”、中国质量500强”等荣誉称号。日照钢铁积极与社会分享企业发展成果，争当优秀企业公民。自2006年以来，公司坚持每月为周边村老人发放生活补助，每年为周边村高考学子发放助学金，为驻地修建希望小学、增设改善公共基础设施。同时，公司积极投身抗震救灾、

15、教育医疗、扶老助困等各类慈善行动，向中国医药卫生事业基金会捐赠1亿元创始基金，为汶川抗震救灾及孤儿救助先后捐款2.5亿元，为玉树抗震救灾捐款5000万、为甘肃抗震救灾捐款600万、向省慈善总会捐赠500万元扶贫助困资金，2013年斥资亿元成立日照市慈善总会日照钢铁公益基金，公司公益慈善事业步入新轨道。截至目前，日照钢铁向社会捐款数额累计已达8亿元。企业两次被民政部授予“中华慈善奖”，三次荣登“福布斯中国慈善榜”，并多次荣获“中国儿基会杰出贡献奖”、“公益明星企业”、“中华慈善排行榜十大慈善企业”等荣誉称号。2 日照钢铁生产工艺流程介绍图2.1 日照钢铁生产工艺流程总图2.1炼焦生产工艺2.1.

16、1 炼焦工艺主要设备焦炉: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。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。捣固焦炉: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。熄焦

17、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。配煤槽：炼焦煤准备的工序之一。炼焦或碳化前煤料的一个重要准备过程。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。粉碎机: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。2.1.2 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

18、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室加热干馏，经过一定时间，最后形成焦炭。   图2.2 焦炭形成过程炼焦的产品处理: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

19、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烧结生产工艺2.2.1 烧结工艺主要设备烧结机:带式烧结机是烧结生产的主要设备，它是由铺底料装置、原料给料装置、布料装置、点火系统、烧结机主系统组成。可使烧结过程实现全部机械化，具有工作连续、生产率高及较好的劳动条件等优点。烧结领域的许多先进技术及成果在日钢烧结厂得到了较好的应用。例如机头机尾平行四连杆重锤拉紧装置、铺底料装置、篦条压平装置、新型点火器及多点柔性传动装置等。铺底料装置：铺底料装置位于原料给料装置前方，其作用是为了提高烧结机台车及篦条的使用寿命，提高料层在烧结过程中的透气性，减少烧结烟气的含

20、尘量。在台车上铺上20-40mm厚度的成品烧结矿。粒度在10-20mm,通过调整扇形闸门的开启度控制排料速度及料量大小。扇形闸门的调节是通过蜗轮减速机和链节来进行实现。布料装置：烧结机的布料是通过调整扇形闸门的开启度和圆辊给料机的转速将混合料供给到九辊布料器上来进行偏析布料。圆辊给料机采用变频调速电动机和摆线针轮减速机进行驱动。九辊给料机主要是通过两组电机、减速机、齿轮箱进行驱动。点火系统：烧结机的点火系统是由煤气及空气调节系统、烧咀、助燃风机、点火器等组成。煤气点火系统采用高炉煤气。点火器内部是以耐热混凝土捣制而成的燃烧室，外部衬有保温的隔热层，点火器内室四周均有点火梁进行良好保温。炉壳采用

21、钢板焊成，起到很好的保护作用。2.2.2 烧结工艺流程烧结生产工艺流程通常由下列几部分组成：含铁原料、燃料和熔剂的接受和贮存；原料、燃料和熔剂的破碎筛分；烧结料的配料、混合制粒、布料、点火和烧结；烧结矿的破碎、筛分、冷却和整粒。图2.3烧结工艺流程烧结方法主要有吹风烧结法和抽风烧结法两大类。吹风烧结有平地堆挠、挠结识、挠结盘，抽风烧结有路式侥结、艰面步进式烧结机、带式烧结机、环形烧结机（即日本矢作式)。 国内外普遍采用的是常式抽风烧结机，在我国地方小铁矿还有相当一部分用平地吹风堆烧和箱式抽风烧结。此外，还有回转窑烧结法、悬浮烧结法。2.3炼铁生产工艺2.3.1 炼铁工艺主要设备高炉本体：在高炉

22、炼铁生产中，高炉是工艺流程的主体，从其上部装入的铁矿石、燃料和熔剂向下运动；下部鼓入空气燃烧燃料，产生大量的高温还原性气体向上运动；炉料经过加热、还原、熔化、造渣、渗碳、脱硫等一系列物理化学过程，最后生成液态炉渣和生铁。高炉内部工作空间的形状称为高炉内型。高炉内型从下往上分为炉缸、炉腹、炉腰、炉身和炉喉五个部分，该容积总和为它的有效容积，反映高炉所具备的生产能力。送风系统：送风系统是指在一定的冶炼条件下，确定合适的鼓风参数和风口进风状态，以达到煤气流合理的分布，使炉缸工作均匀活跃，路况稳定顺行。送风系统包括风量、风温、鼓风湿度、风口喷吹、富氧情况及风口面积和长度等。上料系统：上料系统是高炉上部

23、调剂的基本手段。高炉上部气流分布调节是通过变更装料制度，及装入顺序、装入方法、旋转溜槽倾斜、料线和批重等手段，调整炉料在炉喉的分布状态，从而使气流分布更合理，以充分利用煤气能量，达到高炉稳定顺行、高效生产的目的。炉料装入炉内的设备有钟式装料设备和无钟装料设备。2.3.2 炼铁工艺流程炼铁主要原料为烧结矿和球团矿，并掺入富块矿，以少量硅石和萤石作熔剂，焦碳作燃料（也是还原剂）。这些原料、辅料和燃料经配料、称量后，由斜桥料车上料，经高炉炉顶送入高炉炉内进行冶炼。冶炼过程中由热风炉向高炉炉膛鼓入热风助焦碳燃烧，同时向炉内吹氧和喷吹煤粉。焦碳燃烧后生成煤气，炽热的煤气在上升过程中把热量传递给炉料，原、

24、辅料随着冶炼过程的进行而下降。在炉料下降和煤气上升过程中，先后发生传热、还原、熔化、渗碳等过程使铁矿还原生成铁水。同时烧结矿等原料中的杂质与加入炉内的熔剂相结合而生成炉渣。高炉炼铁是连续生产，生成的铁水和炉渣不断地积存在炉缸底部，到一定时间后打开高炉出铁口，出铁出渣。从出铁口出来的铁水通过高炉出铁场的铁沟、撇渣器等流入铁水罐车的铁水罐内，热装送往炼钢厂炼钢。当铁水用于炼钢有富余时，则将部分铁水送铸铁机浇注冷却成铸铁块。高炉渣由出铁场的渣沟流出，采用茵芭法水渣处理，由皮带输送到新型建材厂。高炉冶炼时产生的高炉煤气为炼铁厂的副产品，经重力除尘器和布袋除尘器两级除尘再经TRT余压发电系统后供热风炉烧

25、炉和发电厂发电。图2.4炼铁工艺流程图高炉炼铁生产非常复杂，生产中，各个系统互相配合、互相制约，形成一个连续的、大规模的高温生产过程。高炉开炉之后，整个系统必须日以继夜地连续生产，除了计划检修和特殊事故暂时休风外，一般要到一代寿命终了时才停炉。2.4炼钢生产工艺2.4.1炼钢工艺主要设备日照钢铁主要有两个炼钢厂：第一炼钢厂和第二炼钢厂，其主要工艺设备和生产流程相差不大。转炉设备：采用顶底复吹技术，顶吹氧气与底吹氮气/氩气结合，有效缩短了冶炼周期，并可冶炼0.05%以下低碳钢；采用四点全悬挂减速机柔性扭力杆；采用ABB变频驱动；炉口微差压控制和氮封自动控制能有效控制煤气回收；氧枪系统配有UPS事

26、故提枪和防坠落系统；汽包自动补水系统消除了人为操作失误带来的不安全隐患；自动化安全连锁程序控制，保证了4座转炉的安全高效运行；A、B氧枪吹炼溅渣交替使用，节约氧枪维护时间，有效提高转炉产能。精炼炉设备：钢包自动底吹氩系统采取双路双控方式，吹氩装置随钢包车一同运行，可保证钢包全程吹氩。吹氩流量、压力双路双系统自动控制，有效提高钢水的纯净度，减轻操作负担；变压器采用有载电动调压，11级，采用ABB直流有载调压开关；喂线，微合金化，可冶炼微合金化高附加值优质钢；可定氧。根据定氧结果进行脱氧、去硫；脱氧、去硫效果好。脱氧效果：T（O）30ppm，脱硫效果T（S）10ppm。可冶炼低碳、低硫优质钢；设备

27、采用钢包车行走限位、炉盖下限位、锁定油缸限位等自动连锁方式，保证设备安全运行。石灰回转窑设备：采用转炉煤气烧制技术，有效利用能源，制成石灰均匀，活性度高；操作方便，停风、重启简单；石灰质量容易控制。气流分三段互不干扰进入冷却、煅烧、预热环节，热量分布合理，在同样原料条件下，在目前所有窑型中，回转窑所煅烧出的石灰质量达到最好；回转窑保持较高的先进性和较低的能耗。在达到设计产量的条件下，热耗为950×4.18KJ/kg石灰，达到国内先进水平（国内外回转窑热耗一般在1100×4.18KJ/kg石灰以上）。2.4.2转炉炼钢工艺流程图2.5转炉炼钢工艺流程图由上图所示，转炉炼钢先加

28、废钢和铁块（废钢、铁块由废钢料场提供，经过废钢槽吊运至转炉平台），再兑铁水，然后开始下氧枪吹炼，吹炼过程是造渣的过程，造渣料主要有石灰、白云石、镁球、萤石、烧结矿.金属化球团（由上料系统提供，散状料由地下料仓通过皮带传输到高位料仓，每座转炉配有10个高位料仓，分别存放以上辅料，加料操作由一助通过电脑控制），通过造渣来进行脱P、脱S，供氧时间一般为13分钟左右，当温度和脱P、脱S达到要求时，就可以倒炉进行拉碳、测温、取样，确认合适后，进入出钢阶段，出钢由炉后操作室控制，出钢过程由合金工负责加入各种合金（由皮带输送到合金料仓，通过电脑操作，经过计量给料器加入钢包），合金加入必须根据所炼钢种进行初步

29、计算，再结合实践经验进行合金配比，炉长必须全程负责，根据终点碳情况，炉后补加增碳剂和脱氧剂，出钢时间一般为4-6分钟，合金和增碳剂随钢水流加入钢包，出钢完毕由钢包车将钢水输送到吹氩站或精炼炉，日钢现有120吨LF精炼炉五座，吹氩采用底吹，吹氩起到均匀钢水成分和温度的作用，吹氩时间一般大于6分钟，使夹杂物充分上浮，吹氩完毕进行成品取样和测温，最后加入3-6包钢包覆盖剂（保温、防止二次氧化），起吊上连铸或精炼（根据冶炼钢种需要）。 2.4.3连铸工艺流程连铸主要设备由钢包、中间包、结晶器、结晶器振动装置、二次冷却和铸坯导向装置、拉坯矫直装置、切割装置、出坯装置等部分组成。 图2.6连铸工艺流程图回

30、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：中间包是位于钢包与结晶器之间用于钢液浇注的装置，起着减压、稳流、去渣、贮钢、分流及中间包冶金等重要作用。 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。 吹氩站或精炼炉出来

31、的钢水经过天车吊运到连铸平台，经过测温，钢水上大包回转台，大包回转台起到连浇的作用，大包为60T钢包，由液压驱动的滑动水口来控制水口的开关，大包钢水注入中间包，中间包正常浇注液位800mm，容量35t，主要功能是盛放钢水、分流、均匀成分、保温、净化钢水等，连铸机现在采用塞棒控制，钢水从中包出来进入结晶器，结晶器是连铸系统的心脏，我厂板坯连铸机现使用的结晶器长900mm，主要起到冷凝钢水、成型作用，中包到结晶器采用浸入式水口+保护渣保护浇注，起到防止钢水二次氧化和保温作用，结晶器出来的铸坯带液芯，经过二冷室（扇形段），扇形段主要由辊道和冷却水系统组成，为汽水雾化冷却，铸坯经过二冷室达到完全冷却的

32、目的，二冷室出来的钢坯经过拉坯矫直机，拉矫机主要功能是拉坯和矫直钢坯（连铸为弧形），拉矫机出来的钢坯到达火焰切割机，火焰切割机根据设定的定尺进行切割，然后经过输出辊道将切割好的铸坯送到冷床，铸坯在冷床上达到冷却和翻转矫直的目的，最后进行热送或码跺。2.5轧钢生产工艺2.5.1 H型钢轧制工艺日照钢铁有限公司H型钢厂2003年7月3日破土动工，2004年2月18日成功轧出第一支H型钢。主体设备及液压设备从意大利达涅利引进，电气自动化控制系统从德国西门子引进，部分辅助设备由达涅利设计，国内制作。年设计生产能力75万吨。2006年经改造现已达到150万吨年生产能力。 H型钢生产工艺流程为：炼钢1#连

33、铸机提供的连铸坯原料称重加热炉加热高压水除鳞可逆式粗轧机1#摆动剪切头切尾精轧机组连轧热锯切头、取样齿式步进冷床冷却矫直机矫直横移编组台架编组定尺锯切合格品码垛（不合格品及短尺到剔除台架改制线带锯改制）打捆称重机称重压牌挂牌入库发货。 图2.7 H型钢工艺流程图2.5.2 1580热轧带钢工艺轧线设计能力年产200万吨合格热轧卷板。从06年底投产4年多时间总计生产1500万吨高质量的热轧卷板，产品品种多，厚度、宽度规格多，花纹板、平板、集装箱板等。图2.8 1580带钢工艺流程图粗轧机：粗轧机组包括E1立辊轧机、R1水平辊轧机、E1前侧导板和R1后侧导板。主要用于将连铸坯进行来回可逆3、5、7

34、道次的轧制以达到精轧机所要求的宽度和厚度。同时，通过相应的控制功能（AGC、AWC、SSC）来实现中间坯板形的控制。热卷箱：精轧飞剪前。热卷箱采用了无芯移送和边部保温技术，以减小中间坯头尾温差。热卷箱主要由热卷箱前侧导板、偏转、弯曲辊、成形辊、1号托卷辊、推卷器、稳定器、开卷装置、2号托卷辊、保温侧导板、开尾销、夹送辊、辊道等组成。飞剪：飞剪位于热卷箱后，精轧机组前，主要用于切去中间坯不规则的头部和尾部,以便于精轧机的咬入。精轧除鳞箱：精轧除磷箱位于飞剪后，精轧机组前。其主要用于除去轧件表面在粗轧轧制过程中形成的二次氧化铁皮，由辊 道、前后夹送辊、除鳞集管、除鳞箱体等组成。精轧机组：精轧机组设

35、备为1580mm热轧带钢厂的核心设备，位于精除鳞箱之后、层冷辊道之前。前接热卷箱飞剪区，后接层流冷却卷取区。其主要用于将粗轧轧制出来的中间坯轧制成成品带钢。精轧机组由7台长行程AGC液压压下、带窜辊和正弯辊板型控制系统的四辊不可逆轧机F1- F7组成，每两台轧机之间间距为5500 mm。机架间还设置有活套辊、侧导板、导卫装置等。卷曲区：卷取机位于1580mm热轧带钢生产线末端，层流冷却下游。其功能是用于热轧带钢成品的收集、卷取。共设有2台地下卷取机交替作业。每套卷取机由入口侧导板、夹送辊、活门装置、卷筒和助卷辊、卸卷小车、打捆站、运卷小车等组成。另外，在2号卷取机后，还设有带钢拦截装置。钢卷运

36、输：钢卷运输装置位于卷取机出口，主要用于从卷取机下线的成品钢卷输送至钢卷库。2.5.3 2150热轧带钢工艺2150带钢厂于2008年12月4日成立。2150带钢生产线的热轧生产线于2007年3月6日开始筹建，2008年8月9日正式开始设备安装，于同年12月19日建成投产，设计年产量500万吨。图2.9 2150带钢工艺流程图板坏入炉：连铸板坯由板坯运输辊道进入板坯库后，有两种工艺流向：即直接热装轧制（DHCR）和冷装轧制（CCR）。采用直接热装轧制时，连铸热坯直接运送到辊道上进行板坯号核对、称重、测长等，然后根据装炉计划，将板坯运送到对应的加热炉入炉辊道，由对应的推钢机将板坯送入加热炉内。采

37、用冷装轧制时，板坯库内的板坯由跨间起重机将板坯逐块吊到辊道上，然后进行板坯号核对、称重、测长等，然后根据装炉计划，将板坯运送到对应的加热炉上料辊道上，由装钢机将板坯送入加热炉内。中间坯轧制：经步进梁式加热炉加热好的板坯经粗除鳞箱除去炉生氧化铁皮后，由辊道送往E1立辊轧机前侧导板对中后进入E1立辊轧机进行侧压，接着进入R1二辊可逆粗轧机进行3道次轧制，再送往E2立辊轧机前侧导板对中后进入E2立辊轧机进行侧压，接着进入R2四辊可逆粗轧机进行3道次轧制，E1立辊轧机与R1二辊轧机及E2立辊轧机与R2四辊轧机是紧凑式布置，之间采用微张力控制。E1、E2立辊轧机具有宽度自动控制功能（AWC）和液压短行程

38、功能（SSC），以便控制带坯宽度和改善头部形状。R1、R2设电动APC和液压HGC，设辊缝仪和测压仪，以保证带坯厚度精度。经粗轧后，中间坯厚度可达到要求的3060mm。成品轧制：精轧机组由七架全液压式四辊轧机（F1-F7）组成。F1前设有精轧除鳞箱用于清除中间坯表面的次生氧化铁皮。中间坯依次经轧机间侧导板对中后进入F1-F7轧机连续轧制成成品带钢。精轧机架间设有6台液压活套装置（即H1H6），当轧件依次进入n+1架轧机时，n至n+1架轧机之间形成活套，使带钢在恒张力状态下轧制，轧成所需要的带钢尺寸。精轧机组F1F7压下系统为全液压压下装置及厚度自动控制系统（HGC）。F1F7工作辊设有轴向窜辊

39、装置和弯辊系统，以控制带钢的板形和平直度。工作辊轴向窜辊可实现自由轧制（SFR），减少换辊次数。精轧机架间设有喷水冷却装置和除尘系统，根据轧制工艺的要求喷水，以便控制带钢轧制温度和终轧温度，精轧机组后设置平直度仪、凸度仪、测厚仪和测宽仪等。带钢冷却：带钢头部从精轧末架F7出来，由输出辊道送入带钢层流冷却装置进行冷却，层流冷却水管上、下对应布置，长度方向上分成粗调段和精调段，分别对带钢上、下表面喷水冷却，并能根据带钢厚度、钢种、终轧温度及轧制速度，自动调节喷水组数和数量，将带钢由终轧温度冷却至所要求的卷取温度（500750左右）。成品卷取：层流冷却后的带钢经卷取机前侧导板对中后，带钢头部进入夹送

40、辊，此时进行头部定位，3个助卷辊设定位置，卷筒直径为待卷直径，当带钢在卷筒上卷取头35圈时，助卷辊在卷取过程中进行踏步控制，以保证钢卷内圈不产生压痕；卷35圈后，卷筒涨到卷取直径，助卷辊打开，卷取机在恒张力状态下卷取；当带钢卷到最后23圈时，助卷辊压下，带钢尾部通过夹送辊时，进行尾部定位，使带钢尾部在钢卷下部位置。3自动控制设备在生产环节中的应用日照钢铁生产流程长、环节多，工艺复杂，自动化技术应用十分广泛。自动化系统已成为日照钢铁工业不可或缺的关键设备，在信息化与工业化之间发挥着桥梁和纽带的作用,成为生产力的要素之一。3.1烧结过程自动控制系统3.1.1日照钢铁烧结控制系统现状日照钢铁五烧车间

41、烧结自动化过程控制系统采用研华工控机 P42.8G，RAM 512M，HD500G，CD-ROM/CD-RW,双 10M/100M 以太网卡，联想 19 寸 LED 显示屏等为操作站/工程师站。UPS 电源采用梅兰日兰、网络交换机西门子或 MOXA 系列（光纤接口 SC）。远程 I/0 网络采用 S908 协议的同轴电缆总线式配置，双网冗余。上位监控管理采用工业以太网，10M/100M。现场 I/0 采用 Profibus-DP 屏蔽双绞线。变频器与 PLC 之间通讯采用 Modbus Plus 通讯方式。远程 I/0 网络模块采用 ET200（CPU 主站），ET200(I/0 从站)，以太

42、网模块采用工业以太网。上位机与 PLC 通过网络通讯，中间与现场可通过网络实现分布式 I/O 站与 PLC 之间的网络通讯，上位机采用监控软件实现整条生产线工艺的动态显示、监控和故障报警。上位机与 PLC 通过网络通讯，中间与现场可通过网络实现分布式 I/O 站与 PLC 之间的网络通讯，上位机采用监控软件实现整条生产线工艺的动态显示、监控和故障报警。 组态软件 WINCC、PLC 系统采用西门子产品，CPU 采用 SIMATIC S7-400（故障时互为热备用），在集中控制室全厂先设 4 个 CPU 控制站和多个 I/O 扩展站， 配置 1 台 EWS（工程师站）、6 台 OS （操作站）、

43、2 台打印机、（其中 1 台为网络打印机）；选用西门子公司高性能的 S7-400 系列是冶金企业中应用最广泛的 PLC 系统，高速、坚固、通讯能力强，性能优越可靠；全系列化设计，体现了全集成的自动化控制思想的特点。图3.1 日照钢铁烧结厂控制系统3.1.2日照钢铁烧结过程控制系统从过程控制角度来看，烧结过程中主要涉及的过程控制系统有：1）配料控制系统：通过对定量皮带给料机的给料量的调节，实现各种铁料、熔剂、燃料、返矿等物料的定量给料控制。2）铺底料槽位控制：通过启停铺底料进料皮带，实现对铺底料位的控制。3）混合料槽料位控制：改变配料总量使混合料槽出料量与入料量相等，从而实现对混合料槽料位的控制

44、。4) 料层厚度控制：安装烧结机料面厚度连续检测装置，通过对烧结机速度和圆辊速度以及闸门开度的调节，实现对烧结机台车上料层厚度的控制。5) 三机调速控制：通过对烧结机、环冷机和圆辊速度的比例调节，实现圆辊给料机，烧结机和环冷机的三机联调控制。6）点火炉燃烧控制：通过对煤气、空气流量及煤空比的调节，实现点火炉燃烧控制。7）煤气压力控制：通过对煤气稳压调节阀的控制，实现煤气压力稳定控制。为了使点火炉燃烧控制系统稳定运行，对点火炉煤气管压力进行自动调节，保持阀后压力稳定。为确保安全生产在炉前煤气总管上设置气动快速切断阀。当煤气总管压力低于设定值时，自动切断煤气。8）点火炉压力控制：通过对前三个风箱风

45、门的调节，实现炉膛负压控制。9）环冷机卸矿槽料位控制：通过对环冷机卸矿槽下的板式给料机速度的调节，实现环冷机卸矿槽料位控制。10）大烟道温度控制：通过对大烟道冷风吸入阀的开闭控制，实现大烟道内温度的控制。11) 烧结终点（BTP）控制：根据烧结机最后3个风箱温度的测量值，通过运算得到实时的烧透点的位置，发出指导信息在操作站的 LCD 上进行显示，指导操作人员调节烧结生产。 配料系统的自动控制是将混匀矿、熔剂、燃料、生石灰等按照所要求的配比进行自动给料的过程。配料自动控制系统中，PLC 的主要功能是完成原料的各种计算、延迟设定及跟踪处理等；电子皮带秤的测速传感器和承重传感器完成对排料量的设定值和

46、实际值的 PID 运算，并将控制输出信号通过通讯方式送给变频器完成闭环控制。烧结配料自动控制系统一般考虑三种控制方式：单机或多机手动设定自动控制、综合输送量手动设定自动控制、依据混合料槽料位变化自动计算每个给料装置下料量的自动控制。 3.2炼铁过程自动控制系统3.2.1原料系统的自动化控制系统原料系统的计算机控制有着较长的应用历史，因此自动化控制也比较成熟原料系统质量控制的过程就是通过记录每次实际装入漏斗中的原料最终值，将排料后的原料剩余值减去，这样就能够得到每次实际装入到高炉内的原料值，通过与定值的比较，比较结果能够作为下次称重中进行补正的依据。原料系统的自动化控制能够通过原来给定值的精确计

47、算而控制给料称量。具体的操作过程为，卸空称量漏斗之后在称量系统中属于定值，装满称量漏斗之后计算机就会读出装满的质量，当漏斗再次被卸空之后计算机会显示出零点质量，计算机会自动校正下次称量质量：计算机会自动按照不同的品质给出卸料的设定值；称量料斗中的原料称量值通过负荷传感器测定，之后通过磁力比较运算来进行实际称量值与卸料设定值的比较，当实际的称量值占卸料设定值的比例为95%时，计算机就会供料给料机发出指令，命令其减速；当实际的称量值占卸料设定值的比例为100%时供料机就会停止运行，在计算机中输入满信号作为称量值；如果设备出现故障，不能够达到100%或者到达100%而不停止运行时，需要将105%紧急

48、停运的信号进行发出；当称量料斗的放料完成之后，料斗空信号（关闭料斗闸门信号）将会发送到电器设备以使其关闭闸门；闸门关闭之后就会启动料仓给料器；放料的指令发出之后就会安装之前的规定值进行操作。3.2.2高炉过程自动化控制系统高炉过程自动化控制系统的设计要按照设计原则，结合技术与经验，采用先进的过程计算机监控系统外高炉生产过程的监视与控制，主要的方式包括采集与处理数据、显示与记录图形等。系统的模式应该为集中操控、分散控制。整个高炉过程自动化控制系统要利用计算机的网络与数据处理方面的优势。高炉过程自动化控制系统的结构包括PLC芯片，能够满足高炉自动化控制中对数据处理的要求。在整个的高炉生产中，共有原

49、料系统、热风系统与本体三个主要的系统，这三个系统的控制都是相对独立的，但也不意味着没有关联。因此，自动化控制系统的构成包括：第一，现场层次控制的主体是设备气动机构，测量仪表、伺服机构等这些对现场设备进行控制的主要设备。第二，基础层次。在这个结构中主要进行的就是深加工各种数据，实现控制的完全自动化或半自动化。第三，控制层次。主要依靠计算机来进行计算和分析，从而实现对高炉生产过程的控制。3.2.3热风系统自动化控制高炉的热风炉实现自动化的控制主要的目的是要确定换炉的最佳时间点，使燃烧的状态保持最好。通过对热风炉中排放的燃烧废气的成分、温度与拱顶的温度进行测定与分析，通过计算机式电子单元组合仪表要对

50、燃烧的空气和煤气量进行自动的调节，从而实现热风系统控制的自动化生产过程的自动化控制。3.3 炼钢过程自动控制系统3.3.1转炉炼钢计算机控制系统氧枪控制：氧枪的控制主要分速度控制、定位控制、顺序控制及配套设施控制(主要指氧气、氮气控制).氧枪的速度控制要平稳、定位要准确、顺序控制要与相关设备联锁、氧气和氮气能自动调节。氧枪的速度调节使用矢量控制变频器。变频装置中的整流器将电网供给的三相交流电进行整流,变成直流电,经滤波后送到直流母线的电容器上;电容器作为直流储能环节,为电动机和中间直流环节间的无功功率交换提供缓冲能量;逆变器由中间回路直流电压利用脉冲宽度调制方法(PWM)生成一个交流变频电压供

51、电机使用。内部的24V直流电压通过一个集成供电单元供电;运算电路、检测电路、控制信号的输入、输出电路、驱动电路等构成内部闭环电子线路,坐标变换及控制功能由软件实现,逆变器的开关控制、整流器的电压控制以及各种保护功能由数字控制的方式来完成。转炉控制：转炉和氧枪一样同属于位能负载,而且都要求电机起动时有足够大的起动转矩和过载能力，所以转炉倾动控制采用与氧枪升降控制同样的矢量控制变频器方案，进行速度调节，操作指令由操作台上的主令控制器发出。转炉倾动操作由四台交流调频电机传动，倾动速度设计为0.1lr/min一0.81r/min,转炉可在360度的范围内以.0.1lr/min一0.81r/min的任意

52、速度进行操作，速度的调整采用西门子的矢量控制变频器来完成。操炉工主要在主控制室进行倾炉操作。冶炼过程中的兑铁水、取渣样、测温取样的转炉倾动操作命令都由主控室操作台实现。转炉倾动的条件满足后,操作工通过操作台上的主令控制器,给定转炉倾动的方向、速度及位置,完成转炉起停和倾动速度的调整。当出钢或出渣时,在主控制室操作台上通过选台开关选择炉后操作台或炉前操作台来完成相应的倾动操作。3.3.2连铸过程控制系统日照钢铁连铸机设备为一机一流，控制系统为西门子公司提供的PCS7，它分为二级控制，即基础自动化和过程计算机系统。如图所示，这是一个“三电”一体化控制系统，它由3条网络（即现场总线、控制总线和信息总

53、线）、控制器、服务器、终端和网络设备组成。控制总线与信息总线之间通过HMI服务器进行数据交换；与三级生产管理计算机通信通过网络交换机进行，与其它系统通信则通过三级生产管理计算机的中心交换机进行。图3.2 连铸机控制系统首先是计算机系统，它由两台服务器及6台PC终端组成；两台服务器，一台为数据库服务器，另一台为应用服务器；它具有INTEL 1GHz的双CPU，内存1GB（HMI服务器与计算机服务器同型号，配置为单CPU）。终端及操作站均采用PC计算机，它具有INTEL P4 1.5GHz的CPU，内存512MB。 基础自动化系统是仪、电共用控制装置、操作站和网络，它由4台SIEMENS的S7-4

54、00控制器、工业以太网、现场总线PROFIBUS、2台HMI服务器(互为备用)、8台操作站（其中1台为液晶显示的一体化操作站，置于悬臂操作箱上，用于显示和操作结晶器的液位、铸机拉速等有关数据）、2台工程师站和3台HP的打印机组成；按照工艺设备特点，平台以上设备控制仪、电共用1台控制器控制，流线上设备仪、电各自用1台控制器控制，出坯系统设备仪、电共用1 台控制器控制；每台控制器应用现场总线PROFIBUS和ET200 I/O装置与现场设备交换信号；现场总线PROFIBUS采用光纤作为介质（其传输距离最大90公里，最大可挂127个站）连接ET200 I/O装置，从而节省电缆及维护工作量；应用工业以

55、太网将控制器、机电一体品装置连接起来组成局域网，工业以太网是一个基于TCP/IP协议的快速以太网，采用光纤电缆作介质；并通过HMI服务器与信息网中的计算机服务器、操作站等进行数据交换。 3.4 轧钢过程自动控制系统3.4.1 1580热连轧计算机控制系统1580热轧带钢计算机控制系统是由北科大国家高效轧制工程研究中心自主设计开发的全新控制系统。带钢热连轧生产是当今应用计算机控制最为成熟的一个领域，其控制范围包括了整个生产过程，从加热炉入口到成品库，包括了轧制计划，板坏库管理，数学模型，设备控制和板形质量控制以及传动数字控制等各个层次，是热轧带钢自动化领域中最为庞大，最为复杂的控制系统，整个计算

56、机控制系统按功能层次共分0-3级。1580热轧生产线计算机控制系统分为四级系统：生产控制级（2.5级），过程控制级（2级），基础自动化（1级），传动控制级（0级）。图3.3系统功能框图该热连轧计算机控制系统有如下特点：控制功能众多而且集中。以带钢热连轧精轧机组为例，7 个机架上集中了数十个机电设备的位置控制，20 多个液压位置或恒压力控制，自动厚度控制（前馈、反馈、偏心补偿及监控AGC），自动板形控制（前馈及反馈闭环自动板形控制），主速度（级联）控制，6个活套高度、活套张力控制，精轧机组终轧温度控制，自动加减及顺序控制，总共将近 60 个回路，因此要求采用多控制器，控制器内采用多处理器结构。要

57、求快速控制。现代轧机设备控制及工艺参数控制的周期一般为 620ms。液压位置控制或液压恒压力控制系统的控制周期为 23ms，机电设备控制或工艺参数（厚度、宽度等）自动控制则亦应小于20ms（温度控制周期可以适当放慢），这和以热工参数（温度、压力、流量）为主的生产过程相比，控制周期约快 2040 倍。要求控制信息在各控制站之间能快速更新。特别是在精轧区域内，多个控制功能联系紧密且相互影响，并共享输入和输出模块，因此要求数据信息在各控制站之间以及各 CPU 之间能快速更新。采用超高速光纤内存映像环网，最快的数据更新时间可小于 1ms。3.4.2 轧制过程控制控制器：采用多 CPU 结构的 TDC 高性能控制器。SIMATIC TDC（Technology and Drives Control）控制器是德国西门子公司最新推出的一种数字控制系统，用于实时、多任务的复杂生产过程控制和需要高速运算的控制场合，如轧钢过程控制等。采用 64 位背板总线技术，使得各模板之间的数据交换可以在处理器周期内完成。SIMATIC TDC 还提供 GDM（GlobalDataMemory，全局数据内存）以实现 CPU 之间、控制器之间的高速数据交换。GDM 最多可以支持 44 个 TDC 控制器，836 个 CPU 模板之间的数据通讯。SIMATIC