北京科技大學(xué)濟(jì)南鋼鐵廠生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告

1、北 京 科 技 大 學(xué)本科生生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告實(shí)習(xí)場(chǎng)所： 學(xué)院： 專(zhuān)業(yè)： 自動(dòng)化 姓名： 王子 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 2012年 7月目 錄 TOC o 1-3 h z u * MERGEFORMAT HYPERLINK l _Toc362454933 1實(shí)習(xí)單位的概況 PAGEREF _Toc362454933 h 1 HYPERLINK l _Toc362454934 2實(shí)習(xí)單位的生產(chǎn)工藝和流程 PAGEREF _Toc362454934 h 3 HYPERLINK l _Toc362454935 煉焦工藝簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc362454935 h 3 HYPERLINK l _Toc3

2、62454936 焦炭在高爐冶煉中的作用 PAGEREF _Toc362454936 h 3 HYPERLINK l _Toc362454937 煉焦工藝主要設(shè)備 PAGEREF _Toc362454937 h 3 HYPERLINK l _Toc362454938 煉焦工藝主要流程 PAGEREF _Toc362454938 h 4 HYPERLINK l _Toc362454939 燒結(jié)生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc362454939 h 5 HYPERLINK l _Toc362454940 燒結(jié)工藝與模型 PAGEREF _Toc362454940 h 5 HYPERLINK

3、l _Toc362454941 煉鐵廠燒結(jié)區(qū)域配電系統(tǒng) PAGEREF _Toc362454941 h 6 HYPERLINK l _Toc362454942 燒結(jié)三級(jí)網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)軟件介紹 PAGEREF _Toc362454942 h 7 HYPERLINK l _Toc362454943 煉鐵工藝簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc362454943 h 10 HYPERLINK l _Toc362454944 高爐煉鐵的工藝流程 PAGEREF _Toc362454944 h 10 HYPERLINK l _Toc362454945 高爐的組成 PAGEREF _Toc362454945 h 1

4、1 HYPERLINK l _Toc362454946 煉鋼工藝簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc362454946 h 13 HYPERLINK l _Toc362454947 煉鋼工藝 PAGEREF _Toc362454947 h 13 HYPERLINK l _Toc362454948 2.4.2 濟(jì)鋼120t轉(zhuǎn)爐簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc362454948 h 15 HYPERLINK l _Toc362454949 中厚板材軋制工藝簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc362454949 h 16 HYPERLINK l _Toc362454950 濟(jì)鋼中厚板廠概況 PAGEREF _To

5、c362454950 h 16 HYPERLINK l _Toc362454951 熱軋生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc362454951 h 18 HYPERLINK l _Toc362454952 熱軋生產(chǎn)工藝主要設(shè)備 PAGEREF _Toc362454952 h 18 HYPERLINK l _Toc362454953 濟(jì)鋼一小型廠概況 PAGEREF _Toc362454953 h 18 HYPERLINK l _Toc362454954 3自動(dòng)控制技術(shù)在生產(chǎn)過(guò)程控制中的應(yīng)用1級(jí)標(biāo)題 PAGEREF _Toc362454954 h 19 HYPERLINK l _Toc3624

6、54955 焦?fàn)t自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成和原理 PAGEREF _Toc362454955 h 19 HYPERLINK l _Toc362454956 燒結(jié)智能控制系統(tǒng)中的模型簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc362454956 h 19 HYPERLINK l _Toc362454957 高爐煉鐵工藝中的控制系統(tǒng) PAGEREF _Toc362454957 h 22 HYPERLINK l _Toc362454958 轉(zhuǎn)爐在線監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc362454958 h 24 HYPERLINK l _Toc362454959 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成 PAGEREF _Toc362454959

7、 h 24 HYPERLINK l _Toc362454960 服務(wù)器配置 PAGEREF _Toc362454960 h 24 HYPERLINK l _Toc362454961 客戶端配置 PAGEREF _Toc362454961 h 24 HYPERLINK l _Toc362454962 3.4.4 PLC控制 PAGEREF _Toc362454962 h 25 HYPERLINK l _Toc362454963 3.5 中厚板AGC控制系統(tǒng)及軋制生產(chǎn)線的傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介2級(jí)標(biāo)題 PAGEREF _Toc362454963 h 25 HYPERLINK l _Toc362454964

8、控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc362454964 h 25 HYPERLINK l _Toc362454965 軋制生產(chǎn)線的傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc362454965 h 25 HYPERLINK l _Toc362454966 熱軋相關(guān)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc362454966 h 26 HYPERLINK l _Toc362454967 加熱爐區(qū)域相關(guān)技術(shù)介紹 PAGEREF _Toc362454967 h 26 HYPERLINK l _Toc362454968 軋區(qū)相關(guān)技術(shù)介紹 PAGEREF _Toc362454968 h 27 HYPERLINK

9、 l _Toc362454969 冷床和收集區(qū)域相關(guān)技術(shù)介紹 PAGEREF _Toc362454969 h 29 HYPERLINK l _Toc362454970 4典型對(duì)象控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc362454970 h 30 HYPERLINK l _Toc362454971 引言 PAGEREF _Toc362454971 h 30 HYPERLINK l _Toc362454972 控制方案的選擇 PAGEREF _Toc362454972 h 31 HYPERLINK l _Toc362454973 添加PID調(diào)節(jié)器 PAGEREF _Toc362454973 h 3

10、1 HYPERLINK l _Toc362454974 添加前置濾波器 PAGEREF _Toc362454974 h 32 HYPERLINK l _Toc362454975 控制系統(tǒng)仿真 PAGEREF _Toc362454975 h 32 HYPERLINK l _Toc362454976 4.3.1 無(wú)PID調(diào)節(jié)器的反饋系統(tǒng)仿真 PAGEREF _Toc362454976 h 32 HYPERLINK l _Toc362454977 有PID調(diào)節(jié)器的系統(tǒng)仿真 PAGEREF _Toc362454977 h 34 HYPERLINK l _Toc362454978 5實(shí)習(xí)的收獲和感想 P

11、AGEREF _Toc362454978 h 361實(shí)習(xí)單位的概況我們生產(chǎn)實(shí)習(xí)的實(shí)習(xí)單位是濟(jì)南鋼鐵股份。濟(jì)南鋼鐵股份創(chuàng)立于2000年12月，公司擁有1750立方米高爐-120噸轉(zhuǎn)爐-中厚板軋機(jī)國(guó)內(nèi)一流、國(guó)際先進(jìn)的現(xiàn)代化生產(chǎn)線。大力推進(jìn)以“企業(yè)為主體、市場(chǎng)為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合”的開(kāi)放式技術(shù)創(chuàng)新體系，堅(jiān)持集成創(chuàng)新與自主創(chuàng)新相結(jié)合、全面提升自主創(chuàng)新能力，逐步確立了船板、鍋爐容器板及低合金高強(qiáng)板三大品牌優(yōu)勢(shì)。公司堅(jiān)持“以?xún)r(jià)值創(chuàng)新為核心，以觀念創(chuàng)新為先導(dǎo)、技術(shù)創(chuàng)新為支撐、管理創(chuàng)新為保證，實(shí)施資源化治理、分布式治理、系統(tǒng)化治理，實(shí)現(xiàn)資源高效利用、能源高效轉(zhuǎn)化、代謝物高效再生，追求企業(yè)效益、環(huán)境效益、社會(huì)效益

12、和諧統(tǒng)一”的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，2008年公司獲得“中國(guó)鋼鐵工業(yè)清潔生產(chǎn)環(huán)境友好企業(yè)”榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)。2009年，濟(jì)南鋼鐵股份憑借其優(yōu)秀的市場(chǎng)業(yè)績(jī)和良好的品牌印象成功入選由全球領(lǐng)先的財(cái)經(jīng)雜志巴菲特雜志、世界經(jīng)濟(jì)學(xué)人周刊和世界權(quán)威的品牌價(jià)值研究機(jī)構(gòu)世界企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合舉辦的“2009年（第六屆）中國(guó)25家最受尊敬上市公司”。公司經(jīng)營(yíng)范圍為：鋼鐵冶煉、加工，鋼材、水渣生產(chǎn)、銷(xiāo)售，許可證批準(zhǔn)范圍內(nèi)危險(xiǎn)化學(xué)品銷(xiāo)售(禁止儲(chǔ)存)、煤氣供應(yīng)及自營(yíng)進(jìn)出口業(yè)務(wù)。 公司擁有從原料、燒結(jié)、球團(tuán)、煉鐵、煉鋼到軋鋼完整的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)，具有獨(dú)立面向市場(chǎng)的產(chǎn)、供、銷(xiāo)系統(tǒng)，主要從事鋼鐵系列產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷(xiāo)售，主要產(chǎn)品包括碳素結(jié)構(gòu)熱軋中

13、厚板、A、B級(jí)船用板、高強(qiáng)度09MnNb耐用海水腐蝕船用板、AH32、AH36高強(qiáng)度船用板、09CuPTiRE耐侯性鋼板、汽車(chē)制造用優(yōu)質(zhì)碳素?zé)彳埌?、汽?chē)大梁用熱軋鋼、鍋爐板、壓力容器板、花紋板、鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋、圓鋼等。公司自創(chuàng)立以來(lái),不斷加快技術(shù)改造，目前已建成了國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的大型球團(tuán)豎爐；全部采用冶金前沿技術(shù)、具有國(guó)際一流水平的1750立方米高爐和120t轉(zhuǎn)爐；國(guó)內(nèi)獨(dú)創(chuàng)、技術(shù)一流的鑄坯熱送直軋工藝和蓄熱式步進(jìn)梁式加熱爐；國(guó)內(nèi)軋制力最大、精度最高的中厚板軋機(jī)；形成了1750立方米高爐-120噸轉(zhuǎn)爐-中厚板軋機(jī)國(guó)內(nèi)一流、國(guó)際先進(jìn)的現(xiàn)代化生產(chǎn)線。精良的裝備保證了產(chǎn)品質(zhì)量，提升了產(chǎn)品檔次，保

14、持了領(lǐng)先的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 濟(jì)鋼認(rèn)真落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，堅(jiān)持走新型工業(yè)化道路，以結(jié)構(gòu)調(diào)整為主線，積極推進(jìn)工藝裝備的大型化、緊湊化、現(xiàn)代化，形成了中板、中厚板、熱軋薄板、冷軋薄板、鍍鋅板、彩涂板等現(xiàn)代化生產(chǎn)線，為顧客和社會(huì)創(chuàng)造價(jià)值的能力明顯提升。大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，積極推進(jìn)節(jié)能減排，探索形成了以“以?xún)r(jià)值創(chuàng)新為核心，以觀念創(chuàng)新為先導(dǎo)、技術(shù)創(chuàng)新為支撐、管理創(chuàng)新為保證，實(shí)施資源化治理、分布式治理、系統(tǒng)化治理，實(shí)現(xiàn)資源高效利用、能源高效轉(zhuǎn)化、代謝物高效再生，追求企業(yè)效益、環(huán)境效益、社會(huì)效益和諧統(tǒng)一，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè)”的鋼鐵企業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，努力構(gòu)建與城市和諧共生、友好共贏的“都市型鋼廠”。充分

15、開(kāi)發(fā)利用工藝中的余熱余能，先后建成了干法熄焦發(fā)電、燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電、高爐TRT發(fā)電、煉鋼蒸汽余熱發(fā)電、燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電等項(xiàng)目，初步形成了分布式發(fā)電的格局。積極承擔(dān)社會(huì)責(zé)任，向社會(huì)延伸循環(huán)經(jīng)濟(jì)鏈條，對(duì)濟(jì)南裕興化工廠鉻渣進(jìn)行無(wú)害化處理，對(duì)電解鋁廠赤泥進(jìn)行資源化開(kāi)發(fā)，解決長(zhǎng)期困擾社會(huì)的環(huán)保難題。濟(jì)鋼被確定為全國(guó)第一批循環(huán)經(jīng)濟(jì)試點(diǎn)單位和國(guó)家“十一五”規(guī)劃重點(diǎn)建設(shè)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范企業(yè)。近兩年鋼鐵企業(yè)生存環(huán)境日趨惡化，發(fā)展形勢(shì)更加嚴(yán)峻。2012年，鋼鐵行業(yè)銷(xiāo)售利潤(rùn)率僅為0.04%，中鋼協(xié)86家會(huì)員單位去年基本零利潤(rùn)；今年1-4月份，80家納入鋼協(xié)統(tǒng)計(jì)的大中型鋼廠虧損34戶,虧損面達(dá)40%，5月份預(yù)計(jì)虧損面

16、達(dá)80% ；6月第二周，CSPI鋼材綜合價(jià)格指數(shù)跌破100點(diǎn)，是自2009年6月份以來(lái)的最低水平。由于嚴(yán)重的產(chǎn)能過(guò)剩，鋼鐵行業(yè)正陷入極度困境。今年以來(lái)，受多種因素的共同作用和影響，盡管濟(jì)鋼做了不懈的努力，仍然沒(méi)有擺脫虧損局面，可以說(shuō)是近年來(lái)最艱難的一年，盡快實(shí)現(xiàn)減虧扭虧、增盈增效是濟(jì)鋼目前最大的任務(wù)。不過(guò)困難是暫時(shí)的，發(fā)展是永恒的，越是困難的時(shí)候，越要看到光明、胸懷希望，越要百折不撓、自強(qiáng)不息。相信濟(jì)鋼人能夠堅(jiān)定理想信念，勇?lián)鷼v史責(zé)任，經(jīng)受時(shí)代考驗(yàn)，緊密團(tuán)結(jié)起來(lái)，萬(wàn)眾一心，挺直脊梁，在困難中奮發(fā)，在逆境中崛起，浴火重生，再創(chuàng)輝煌，建設(shè)一個(gè)更加美好的新濟(jì)鋼。2實(shí)習(xí)單位的生產(chǎn)工藝和流程煉焦工藝簡(jiǎn)介

17、焦炭在高爐冶煉中的作用發(fā)熱劑。焦炭在風(fēng)口前燃燒放出大量熱量并產(chǎn)生煤氣，煤氣在上升過(guò)程中將熱量傳給爐料，使高爐內(nèi)的各種物理化學(xué)反應(yīng)得以進(jìn)行。還原劑。焦炭燃燒產(chǎn)生的C0及焦炭中的固定碳是鐵礦石的還原劑。料柱骨架。焦炭在料柱中占1/31/2的體積，尤其是在高爐下部高溫區(qū)只有焦炭是以固體狀態(tài)存在，它對(duì)料柱起骨架作用，高爐下部料柱的透氣性完全由焦炭來(lái)維持。滲碳劑。爐料下降提供自由空間。圖1 煉焦工藝流程及主要設(shè)備簡(jiǎn)圖焦?fàn)t簡(jiǎn)介:現(xiàn)代焦?fàn)t爐體由炭化室、燃燒室和蓄熱室三個(gè)主要部分構(gòu)成。一般，炭化室寬0.40.5m、長(zhǎng)1017m、高47.5m,頂部設(shè)有加煤孔和煤氣上升管(在機(jī)側(cè)或焦側(cè))，兩端用爐門(mén)封閉。燃燒室在

18、炭化室兩側(cè)，由許多立火道構(gòu)成。蓄熱室位于爐體下部，分空氣蓄熱室和貧煤氣蓄熱室。焦?fàn)t系統(tǒng)中常用的控制設(shè)備：PLC、變頻器、組態(tài)軟件、電動(dòng)機(jī)、斷路器、接觸器、按鈕、溫度儀表等等。搗固焦?fàn)t簡(jiǎn)介:搗固焦泛指采用搗固煉焦技術(shù)在搗固焦專(zhuān)用爐型內(nèi)生產(chǎn)出的焦炭，這種專(zhuān)用爐型即搗固焦?fàn)t。搗固煉焦技術(shù)是一種可根據(jù)焦炭的不同用途，配入較多的高揮發(fā)分煤及弱粘結(jié)性煤，在裝煤推焦車(chē)的煤箱內(nèi)用搗固機(jī)將已配合好的煤搗實(shí)后，從焦?fàn)t機(jī)側(cè)推入炭化室內(nèi)進(jìn)行高溫干餾的煉焦技術(shù)。熄焦車(chē)（或干法熄焦裝置）:接受推出的赤熱焦炭，運(yùn)到熄焦塔內(nèi)噴水（或運(yùn)到干法熄焦裝置用惰性氣體將余熱導(dǎo)走發(fā)電或補(bǔ)充管網(wǎng)的蒸汽），將赤熱焦炭熄滅，然后卸在涼焦臺(tái)上冷

19、卻。配煤槽簡(jiǎn)介：煉焦煤準(zhǔn)備的工序之一。煉焦或碳化前煤料的一個(gè)重要準(zhǔn)備過(guò)程。即為了生產(chǎn)符合質(zhì)量要求的焦炭，把不同煤牌號(hào)的煉焦用煤按適當(dāng)?shù)谋壤浜掀饋?lái)。粉碎機(jī)簡(jiǎn)介:粉碎機(jī)是將大尺寸的固體原料粉碎至要求尺寸的機(jī)械。 根據(jù)被碎料或碎制料的尺寸可將粉碎機(jī)區(qū)分為粗碎機(jī)、中碎機(jī)、細(xì)磨機(jī)、超細(xì)磨機(jī)。煉焦工藝有下述程序： HYPERLINK :/baike.baidu /view/2058731.htm t _blank 煉焦煤料的制備簡(jiǎn)稱(chēng) HYPERLINK :/baike.baidu /view/1225536.htm t _blank 備煤，是將煤礦運(yùn)來(lái)的各種精煤（或低灰分原煤）制備成配比準(zhǔn)確、粒度適當(dāng)、

20、質(zhì)量均一、符合煉焦要求的煤料。一般包括：卸煤、貯存和混勻、配合、粉碎和混合，并將制備好的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1225535.htm t _blank 煤料送到.htm t _blank 焦?fàn)t貯煤塔。 HYPERLINK :/baike.baidu /view/4909151.htm t _blank 嚴(yán)寒地區(qū)，還應(yīng)有解凍庫(kù)和破凍塊設(shè)備。煉制優(yōu)質(zhì) HYPERLINK :/baike.baidu /view/465250.htm t _blank 焦炭，必須對(duì) HYPERLINK :/baike.baidu /view/1225536.htm t _bla

21、nk 備煤操作給予足夠的重視。把煤混勻好，提高 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1225561.htm t _blank 配煤的準(zhǔn)確度，使煤質(zhì)波動(dòng)最小，保證 HYPERLINK :/baike.baidu /view/465250.htm t _blank 焦炭的化學(xué)成分和物理機(jī)械性能的穩(wěn)定，以穩(wěn)定焦炭質(zhì)量。因此 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1225561.htm t _blank 配煤設(shè)備必須準(zhǔn)確地按給定值配煤；配煤槽要均勻連續(xù)下煤。煤中雜物要除凈，水分不能過(guò)高。 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1225

22、535.htm t _blank 煤料的合理粉碎，可以有效地提高 HYPERLINK :/baike.baidu /view/465250.htm t _blank 焦炭的機(jī)械強(qiáng)度。必須根據(jù)具體情況對(duì)不同的 /view/1225535.htm t _blank 煤料確定最適宜的粉碎粒度。已經(jīng)制備好的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1225535.htm t _blank 煤料從煤塔放入裝煤車(chē)，分別送至各個(gè)炭化室裝爐。干餾產(chǎn)生的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/23992.htm t _blank 煤氣經(jīng)集氣系統(tǒng)，送往化學(xué)產(chǎn)品回收車(chē)間加工

23、處理。經(jīng)過(guò)一個(gè)結(jié)焦周期（即從裝爐到 HYPERLINK :/baike.baidu /view/4250035.htm t _blank 推焦所需的時(shí)間，一般為1418小時(shí)，視炭化室寬度而定），用推焦機(jī)將煉制成熟的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/465250.htm t _blank 焦炭經(jīng)攔焦機(jī)推入 HYPERLINK :/baike.baidu /view/5094767.htm t _blank 熄焦車(chē)；熄焦后，將焦炭卸入涼焦臺(tái)；然后篩分、貯藏。煉焦車(chē)間一般由兩座煉 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1314328.htm t _b

24、lank 焦?fàn)t組成一個(gè)爐組。兩座煉 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1314328.htm t _blank 焦?fàn)t布置在同一中心線上，中間設(shè)一個(gè)煤塔。一個(gè)爐組配有相應(yīng)的htm t _blank 焦?fàn)t機(jī)械裝煤車(chē)、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/4250035.htm t _blank 推焦機(jī)、攔焦機(jī)、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/5094767.htm t _blank 熄焦車(chē)和 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1669487.htm t _blank 電機(jī)車(chē)；還配備一套熄焦設(shè)施

25、，包括熄焦塔、熄焦泵房、粉焦沉淀池及粉焦抓斗等，布置在爐組的端部。 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1490306.htm t _blank 熄焦塔中心與爐端炭化室中心的距離一般不小于40米。如采用干法 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1490306.htm t _blank 熄焦，則需設(shè)干熄焦站。煉焦車(chē)間還裝備有必要的管道和換向系統(tǒng)。燒結(jié)生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介燒結(jié)工藝與模型“燒結(jié)”就是指粉狀物料加熱到熔點(diǎn)以下而粘結(jié)成固體的現(xiàn)象。燒結(jié)設(shè)備主要包括：圓盤(pán)給料機(jī)、圓筒混合機(jī)、燒結(jié)機(jī)、破碎機(jī)、帶冷機(jī)/環(huán)冷機(jī)、成品篩和皮帶機(jī)等等?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備主要包括：電機(jī)、現(xiàn)

26、場(chǎng)保護(hù)設(shè)施、邏輯、供配電網(wǎng)絡(luò)控制等?，F(xiàn)在，國(guó)外有了取消燒結(jié)工序的成功先例。但是結(jié)合國(guó)內(nèi)鐵礦資源以及多少年的燒結(jié)技術(shù)發(fā)展和經(jīng)驗(yàn)，取消燒結(jié)工藝在國(guó)內(nèi)外任何一個(gè)鋼鐵廠都是不可能的。而單純對(duì)于燒結(jié)工藝來(lái)說(shuō)，還有許多的尖端技術(shù)需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)；相應(yīng)的，如何在有限的條件下合理利用資源，進(jìn)行更好的控制，實(shí)現(xiàn)利益的最大化，保護(hù)環(huán)境，都還遠(yuǎn)達(dá)不到說(shuō)完美的程度?？傊?，燒結(jié)及相應(yīng)工作，大有可為。圖2燒結(jié)工藝流程燒結(jié)礦的產(chǎn)量和質(zhì)量還是主要由人的因素決定，不可否認(rèn)，在擁有大量富有經(jīng)驗(yàn)的工人的情況下，燒結(jié)礦的產(chǎn)量和質(zhì)量都是可以達(dá)到一定的水準(zhǔn)的，但是這依賴(lài)人的因素太大，而人的因素本身是不穩(wěn)定的，必然經(jīng)過(guò)一個(gè)從懵懂到成熟到老化

27、的過(guò)程，必然影響生產(chǎn)。所以人工智能控制在燒結(jié)工藝中有著重要作用。濟(jì)鋼應(yīng)用芬蘭羅德洛基公司的燒結(jié)控制模型，共包括11個(gè)控制模型，其中一級(jí)模型（L1級(jí)）6個(gè)，分別為：混合料總量控制模型、返礦比例控制模型、燃料比率控制模型、混合料水分控制模型、點(diǎn)火控制模型、混合料給料控制模型。這6個(gè)模型結(jié)合羅德洛基公司資料和在一燒的應(yīng)用基礎(chǔ)，編程工作由我方自行完成。二級(jí)模型（L2級(jí)）共5個(gè)，分別為：原料加工模型、基本配料判斷模型、動(dòng)態(tài)配料判斷模型、燃燒上升點(diǎn)(BRP)偏差控制模型、燃燒上升點(diǎn)(BRP)位置控制模型。2007年5月，基本全部投用以來(lái)，應(yīng)用效果顯著煉鐵廠燒結(jié)區(qū)域配電系統(tǒng)燒結(jié)區(qū)域的配電系統(tǒng)有高壓配電室和低

28、壓配電室。高壓配電室有主抽風(fēng)高壓配電室和主控樓高壓配電室。圖3 高壓配電系統(tǒng)低壓配電系統(tǒng)中典型的配電系統(tǒng)有：變頻器、軟啟動(dòng)器、普通皮帶機(jī)。圖4 帶軟啟動(dòng)器的電路原理圖變壓器是配電系統(tǒng)中必不可少的設(shè)備，燒結(jié)區(qū)域中共十一臺(tái)變壓器，其中機(jī)頭變壓器兩臺(tái)，機(jī)尾變壓器兩臺(tái)，燒結(jié)變壓器兩臺(tái)，成品變壓器兩臺(tái)，配料變壓器兩臺(tái)和公輔變壓器一臺(tái)。這些變壓器分別將電能供給到各個(gè)區(qū)域各個(gè)廠房中。燒結(jié)三級(jí)網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)軟件介紹 燒結(jié)三級(jí)網(wǎng)絡(luò)包括: 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

29、纜為介質(zhì)，連接模塊1756-DNB。其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖分別如下圖所示：圖5 以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖圖6 設(shè)備網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖圖7 控制網(wǎng)工藝簡(jiǎn)介2.3.1高爐煉鐵的工藝流程在高爐煉鐵生產(chǎn)中，高爐是工藝流程的主體，從其上部裝入的鐵礦石、燃料和熔劑向下運(yùn)動(dòng)；下部鼓入空氣燃燒燃料，產(chǎn)生大量的高溫還原性氣體向上運(yùn)動(dòng)；爐料經(jīng)過(guò)加熱、還原、熔化、造渣、滲碳、脫硫等一系列物理化學(xué)過(guò)程，最后生成液態(tài)爐渣和生鐵。它的工藝流程系統(tǒng)除高爐本體外，還有上料系統(tǒng)、裝料系統(tǒng)、裝料系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)、回收煤氣與除塵系統(tǒng)、渣鐵處理系統(tǒng)、噴吹系統(tǒng)以及為這些系統(tǒng)服務(wù)的動(dòng)力系統(tǒng)等。圖8 高爐煉鐵生產(chǎn)工藝流程圖3 高爐煉鐵生產(chǎn)工藝流程高爐原料及質(zhì)量要求：燒結(jié)礦

30、高爐生產(chǎn)中主要的堿性含鐵原料球；團(tuán)礦，高爐生產(chǎn)中主要的酸性含鐵原料；焦炭，提供高爐冶煉所需的大部分熱量，提供高爐冶煉所需的還原劑，是高爐料柱的骨架，生鐵形成過(guò)程中滲碳的碳源；煤粉，代替部分焦炭提供熱量，使得焦比降低，生鐵成本下降。高爐爐殼：現(xiàn)代化高爐廣泛使用焊接的鋼板爐殼，只有極少數(shù)最小的土高爐才用鋼箍加固的磚殼。爐殼的作用是固定冷卻設(shè)備，保證高爐砌體牢固，密封爐體，有的還承受爐頂載荷。爐殼除承受巨大的重力外，還要承受熱應(yīng)力和內(nèi)部的煤氣壓力，有時(shí)要抵抗崩料、坐料甚至可能發(fā)生的煤氣爆炸的突然沖擊，因此要有足夠的強(qiáng)度。爐殼外形尺寸應(yīng)與高爐內(nèi)型、爐體各部厚度、冷卻設(shè)備結(jié)構(gòu)形式相適應(yīng)。爐喉：高爐本體的

31、最上部分，呈圓筒形。爐喉既是爐料的加入口，也是煤氣的導(dǎo)出口。它對(duì)爐料和煤氣的上部分布起控制和調(diào)節(jié)作用。爐喉直徑應(yīng)和爐缸直徑、爐腰直徑及大鐘直徑比例適當(dāng)。爐喉高度要允許裝一批以上的料，以能起到控制爐料和煤氣流分布為限。爐身：高爐鐵礦石間接還原的主要區(qū)域，呈圓錐臺(tái)簡(jiǎn)稱(chēng)圓臺(tái)形，由上向下逐漸擴(kuò)大，用以使?fàn)t料在遇熱發(fā)生體積膨脹后不致形成料拱，并減小爐料下降阻找力。爐身角的大小對(duì)爐料下降和煤氣流分布有很大影響。爐腰：高爐直徑最大的部位。它使?fàn)t身和爐腹得以合理過(guò)渡。由于在爐腰部位有爐渣形成，并且粘稠的初成渣會(huì)使?fàn)t料透氣性惡化，為減小煤氣流的阻力，在渣量大時(shí)可適當(dāng)擴(kuò)大爐腰直徑，但仍要使它和其他部位尺寸保持合適

32、的比例關(guān)系，比值以取上限為宜。爐腰高度對(duì)高爐冶煉過(guò)程影響不很顯著，一般只在很小范圍內(nèi)變動(dòng)。爐腹：高爐熔化和造渣的主要區(qū)段，呈倒錐臺(tái)形。為適應(yīng)爐料熔化后體積收縮的特點(diǎn)，其直徑自上而下逐漸縮小，形成一定的爐腹角。爐腹的存在，使燃燒帶處于合適位置，有利于氣流均勻分布。爐腹高度隨高爐容積大小而定，但不能過(guò)高或過(guò)低，一般為3036m。爐腹角一般為7982 ；過(guò)大，不利于煤氣流分布；過(guò)小，則不利于爐料順行。爐缸：高爐燃料燃燒、渣鐵反應(yīng)和貯存及排放區(qū)域，呈圓筒形。出鐵口、渣口和風(fēng)口都設(shè)在爐缸部位，因此它也是承受高溫煤氣及渣鐵物理和化學(xué)侵蝕最劇烈的部位，對(duì)高爐煤氣的初始分布、熱制度、生鐵質(zhì)量和品種都有極重要的

33、影響。爐底：高爐爐底砌體不僅要承受爐料、渣液及鐵水的靜壓力，而且受到14004600的高溫、機(jī)械和化學(xué)侵蝕、其侵蝕程度決定著高爐的一代壽命。只有砌體表面溫度降低到它所接觸的渣鐵凝固溫度，并且表面生成渣皮（或鐵殼），才能阻止其進(jìn)一步受到侵蝕，所以必需對(duì)爐底進(jìn)行冷卻。通常采用風(fēng)冷或水冷。目前我國(guó)大中型高爐大都采用全碳磚爐底或碳磚和高鋁磚綜合爐底，大大改善了爐底的散熱能力。爐基：它的作用是將所集中承擔(dān)的重量按照地層承載能力均勻地傳給地層，因而其形狀都是向下擴(kuò)大的。高爐和爐基的總重量常為高爐容積的1018倍（噸）。爐基不許有不均勻的下沉，一般爐基的傾斜值不大于0.105。高爐爐基應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和耐熱能

34、力，使其在各種應(yīng)力作用下不致產(chǎn)生裂縫。爐基常做成圓形或多邊形，以減少熱應(yīng)力的不均勻分布。爐襯：高爐爐襯組成高爐的工作空間，并起到減少高爐熱損失、保護(hù)爐殼和其它金屬結(jié)構(gòu)免受熱應(yīng)力和化學(xué)侵蝕的作用。爐襯是用能夠抵抗高溫作用的耐火材料砌筑而成的。爐襯的損壞受多種因素的影響，各部位工作條件不同，受損壞的機(jī)理也不同，因此必須根據(jù)部位、冷卻和高爐操作等因素，選用不同的耐火材料。爐喉護(hù)板：爐喉在爐料頻繁撞擊和高溫的煤氣流沖刷下，工作條件十分惡劣，維護(hù)其圓筒形狀不被破壞是高爐上部調(diào)節(jié)的先決條件。為此，在爐喉設(shè)置保護(hù)板（鋼磚）。小高爐的爐喉保護(hù)板可以用鑄鐵做成開(kāi)口的匣子形狀；大高爐的爐喉護(hù)板則用100150mm

35、厚的鑄鋼做成。爐喉護(hù)板主要有塊狀、條狀和變徑幾種形式。變徑爐喉護(hù)板還起著調(diào)節(jié)爐料和煤氣流分布的作用。高爐解體 ：為了在操作技術(shù)上能正確處理高爐冶煉中經(jīng)常出現(xiàn)的復(fù)雜現(xiàn)象，就要切實(shí)了解爐內(nèi)狀況。在盡量保持高爐的原有生產(chǎn)狀態(tài)下停爐、注水冷卻或充氮冷卻后，對(duì)從爐喉的爐料開(kāi)始一直到爐底的積鐵所進(jìn)行的細(xì)致的解體調(diào)查，稱(chēng)為高爐解體調(diào)查。它雖不能完全了解高爐生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)情況，但對(duì)了解高爐過(guò)程、強(qiáng)化高爐冶煉很有參考價(jià)值。高爐冷卻裝置：高爐爐襯內(nèi)部溫度高達(dá)1400，一般耐火磚都要軟化和變形。高爐冷卻裝置是為延長(zhǎng)磚襯壽命而設(shè)置的，用以使?fàn)t襯內(nèi)的熱量傳遞出動(dòng)，并在高爐下部使?fàn)t渣在爐襯上冷凝成一層保護(hù)性渣皮，按結(jié)構(gòu)不同，

36、高爐冷卻設(shè)備大致可分為：外部噴水冷卻、風(fēng)口渣口冷卻、冷卻壁和冷卻水箱以及風(fēng)冷(水冷)爐底等裝置。高爐灰：也叫爐塵，系高爐煤氣帶出的爐料粉末。其數(shù)量除了與高爐冶煉強(qiáng)度、爐頂壓力有關(guān)外，還與爐料的性質(zhì)有很大關(guān)系。爐料粉末多，帶出的爐塵量就大。目前，每煉一噸鐵約有 10100kg的高爐灰。高爐灰通常含鐵40左右，并含有較多的碳和堿性氧化物；其主要成分是焦末和礦粉。燒結(jié)料中加入部分高爐灰，可節(jié)約熔劑和降低燃料消耗。高爐除塵器：用來(lái)收集高爐煤氣中所含灰塵的設(shè)備。高爐用除塵器有重力除塵器、離心除塵器、旋風(fēng)除塵器、洗滌塔、文氏管、洗氣機(jī)、電除塵器、布袋除塵器等。粗粒灰塵（6090um），可用重力除塵器、離心

37、除塵器及旋風(fēng)除塵器等除塵；細(xì)?；覊m則需用洗氣機(jī)、電除塵器等除塵設(shè)備。高爐鼓風(fēng)機(jī)：高爐最重要的動(dòng)力設(shè)備。它不但直接提供高爐冶煉所需的氧氣，而且提供克服高爐料柱阻力所需的氣體動(dòng)力。現(xiàn)代大、中型高爐所用的鼓風(fēng)機(jī)，大多用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的離心式鼓風(fēng)機(jī)和軸流式鼓風(fēng)機(jī)。近年來(lái)使用大容量同步電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)。這種鼓風(fēng)機(jī)耗電雖多，但啟動(dòng)方便，易于維修，投資較少。高爐冶煉要求鼓風(fēng)機(jī)能供給一定量的空氣，以保證燃燒一定的碳；其所需風(fēng)量的大小不僅與爐容成正比，而且與高爐強(qiáng)化程度有關(guān)、一般按單位爐容2.12.5m3min的風(fēng)量配備。但實(shí)際上不少的高爐考慮到生產(chǎn)的發(fā)展，配備的風(fēng)機(jī)能力都大于這一比例。工藝簡(jiǎn)介2.4.1煉鋼工藝煉鋼，就

38、是通過(guò)冶煉降低生鐵中的碳和去除有害雜質(zhì)，再根據(jù)對(duì)鋼性能的要求加入適量的合金元素，使之具有性能優(yōu)良的鋼。分為脫碳、去磷和去硫、去氣和去非金屬夾雜物、脫氧與合金化、調(diào)溫、澆注等過(guò)程。如圖4所示：圖9 煉鋼工藝過(guò)程目前，煉鋼的方法主要有轉(zhuǎn)爐、電爐和平爐三種，被廣泛采用的比較先進(jìn)的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法。轉(zhuǎn)爐煉鋼使用的氧化劑是氧氣。把空氣鼓入熔融的生鐵里，使雜質(zhì)硅、錳等氧化。在氧化的過(guò)程中放出大量的熱量 （含1%的硅可使生鐵的溫度升高200攝氏度），可使?fàn)t內(nèi)達(dá)到足夠高的溫度。因此轉(zhuǎn)爐煉鋼不需要另外使用燃料。轉(zhuǎn)爐煉鋼是在轉(zhuǎn)爐里進(jìn)行。轉(zhuǎn)爐的外形就像個(gè)梨，內(nèi)壁有耐火磚，爐側(cè)有許多小孔（風(fēng)口），壓縮空氣從這些小孔

39、里吹爐內(nèi)，又叫做側(cè)吹轉(zhuǎn)爐。開(kāi)始時(shí)，轉(zhuǎn)爐處于水平，向內(nèi)注入1300攝氏度的液態(tài)生鐵，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空氣并轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)爐使它直立起來(lái)。這時(shí)液態(tài)生鐵表面劇烈的反應(yīng)，使鐵、硅、錳氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) 生成爐渣，利用熔化的鋼鐵和爐渣的對(duì)流作用，使反應(yīng)遍及整個(gè)爐內(nèi)。幾分鐘后，當(dāng)鋼液中只剩下少量的硅與錳時(shí)，碳開(kāi)始氧化，生成一氧化碳（放熱）使鋼液劇烈沸騰。爐口由于溢出的一氧化炭的燃燒而出現(xiàn)巨大的火焰。最后，磷也發(fā)生氧化并進(jìn)一步生成磷酸亞鐵。磷酸亞鐵再跟生石灰反應(yīng)生成穩(wěn)定的磷酸鈣和硫化鈣，一起成為爐渣。當(dāng)磷與硫逐漸減少，火焰退落，爐口出現(xiàn)四氧化三鐵的褐色蒸汽時(shí)，表明鋼已煉成。這時(shí)應(yīng)

40、立即停止鼓風(fēng)，并把轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)到水平位置，把鋼水傾至鋼水包里，再加脫氧劑進(jìn)行脫氧。整個(gè)過(guò)程只需15分鐘左右。如果空氣是從爐低吹入，那就是低吹轉(zhuǎn)爐。隨著制氧技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已普遍使用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐 （也有側(cè)吹轉(zhuǎn)爐）。這種轉(zhuǎn)爐吹如的是高壓工業(yè)純氧，反應(yīng)更為劇烈，能進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和鋼的質(zhì)量。2.4.2 濟(jì)鋼120t轉(zhuǎn)爐簡(jiǎn)介山東鋼鐵股份濟(jì)南分公司轉(zhuǎn)爐煉鋼系統(tǒng)，按照轉(zhuǎn)爐噸位分4座45噸轉(zhuǎn)爐、3座120噸轉(zhuǎn)爐、1座210噸轉(zhuǎn)爐，噸位表示冶煉一爐鋼水的最大出鋼量。這幾座轉(zhuǎn)爐因?yàn)槌袚?dān)不同產(chǎn)線的鋼水任務(wù)，分別劃分到不同的分廠管理 。120噸轉(zhuǎn)爐和210噸轉(zhuǎn)爐是2003年以后設(shè)計(jì)投產(chǎn)的，采用國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的工藝控制，新工

41、藝、新技術(shù)、新設(shè)備，讓我們濟(jì)鋼近十年成為國(guó)內(nèi)板材精品基地之一。轉(zhuǎn)爐是爐體可轉(zhuǎn)動(dòng)，用于吹煉鋼或吹煉锍的冶金爐。轉(zhuǎn)爐爐體用鋼板制成，呈圓筒形，內(nèi)襯耐火材料，吹煉時(shí)靠化學(xué)反應(yīng)熱加熱，不需外加熱源，是最重要的煉鋼設(shè)備，也可用于銅、鎳冶煉。轉(zhuǎn)爐按爐襯的耐火材料性質(zhì)分為堿性（用鎂砂或白云石為內(nèi)襯）和酸性（用硅質(zhì)材料為內(nèi)襯）轉(zhuǎn)爐；按氣體吹入爐內(nèi)的部位分為底吹、頂吹和側(cè)吹轉(zhuǎn)爐；按吹煉采用的氣體，分為空氣轉(zhuǎn)爐和氧氣轉(zhuǎn)爐。轉(zhuǎn)爐煉鋼主要是以液態(tài)生鐵為原料的煉鋼方法。其主要特點(diǎn)是：靠轉(zhuǎn)爐內(nèi)液態(tài)生鐵的物理熱和生鐵內(nèi)各組分（如碳、錳、硅、磷等）與送入爐內(nèi)的氧進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量，使金屬達(dá)到出鋼要求的成分和溫度。爐料主

42、要為鐵水和造渣料（如石灰、石英、螢石等），為調(diào)整溫度，可加入廢鋼及少量的冷生鐵塊和礦石等。在轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中，鐵水中的碳在高溫下和吹入的氧生成一氧化碳和少量二氧化碳的混合氣體，即轉(zhuǎn)爐煤氣。轉(zhuǎn)爐煤氣的發(fā)生量在一個(gè)冶煉過(guò)程中并不均衡，且成分也有變化，通常將轉(zhuǎn)爐多次冶煉過(guò)程回收的煤氣經(jīng)降溫、除塵，輸入儲(chǔ)氣柜，混勻后再輸送給用戶。轉(zhuǎn)爐設(shè)備主要包括轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)系統(tǒng)、氣化冷卻系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)、煤氣回收系統(tǒng)、二次除塵系統(tǒng)、氧槍系統(tǒng)、副槍系統(tǒng)等。120t轉(zhuǎn)爐采用了多項(xiàng)新技術(shù)，其中包括：轉(zhuǎn)爐冶煉采用頂?shù)讖?fù)吹工藝，頂吹氧氣，底吹惰性氣體（N2/Ar），加強(qiáng)熔池?cái)嚢?。副槍技術(shù)，提高冶煉終點(diǎn)目標(biāo)命中率。同時(shí)也減輕了工人的

43、勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短冶煉周期，增加轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)能力。上修爐工藝，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，安全有保證，修砌質(zhì)量高。全汽化冷卻煙道系統(tǒng)提高蒸汽回收量，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。完善的二次除塵系統(tǒng)，降低環(huán)境污染，改善勞動(dòng)條件。120t轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝十分復(fù)雜。為了節(jié)約成本，采用廢鋼做部分煉鋼原料。煉鋼工藝中鐵水必不可少，鐵水供應(yīng)也是工藝的一部分。此外，煉鋼過(guò)程中還應(yīng)供應(yīng)輔原料、鐵合金。工藝簡(jiǎn)介2.5.1濟(jì)鋼中厚板廠概況濟(jì)鋼中厚板廠于1998年2月正式建成投產(chǎn)，歷經(jīng)二期、三期工程及熱處理工程的配套建設(shè)，以及2010年的粗軋機(jī)改造雙機(jī)架雙AGC自動(dòng)控制系統(tǒng)，技術(shù)裝備已達(dá)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)處于全國(guó)領(lǐng)先地位，現(xiàn)

44、已成為濟(jì)鋼總公司“建設(shè)中國(guó)一流、世界知名的現(xiàn)代化鋼鐵企業(yè)”的重要主體生產(chǎn)廠之一。中厚板廠3500已精確把握了鋼坯熱裝熱送、蓄熱式燃燒、厚度自動(dòng)控制（AGC）、熱機(jī)軋制、軋后快速冷卻、強(qiáng)力矯直、超聲波探傷、鋼板無(wú)氧化熱處理等關(guān)鍵技術(shù)，經(jīng)過(guò)多年的研究探索,逐步研究出X系列、油罐鋼等品種開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)工藝?，F(xiàn)年產(chǎn)量130萬(wàn)噸。05、06、07年200萬(wàn)噸，同類(lèi)行業(yè)第一中厚板廠主要產(chǎn)品是厚度890mm、最大寬度3200mm的中厚鋼板，主要品種有：普通碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、船體用結(jié)構(gòu)鋼板，鍋爐壓力容器板、高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板、管線鋼板、油罐用鋼板等。具備高附加值和高技術(shù)含量的拳頭產(chǎn)品，如JB670DB、Q55

45、0D、JG785DB、X系列等“高強(qiáng)”鋼板，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、造船、煤炭礦山、壓力容器等行業(yè)。廠內(nèi)所生產(chǎn)的Q345D鋼板用于奧運(yùn)會(huì)鳥(niǎo)巢工程，Z向鋼用于中央電視臺(tái)新主樓。圖10 中厚板廠生產(chǎn)工藝流程圖圖11 中厚板廠熱處理生產(chǎn)工藝流程圖生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介熱軋生產(chǎn)過(guò)程中，主要涉及如下設(shè)備：加熱爐，高壓水除鱗，定寬壓力機(jī)，粗軋第一架軋機(jī)，粗軋高壓水除磷，立輥軋機(jī)，粗軋第二架軋機(jī)，板卷箱，邊部感應(yīng)加熱器，精軋除磷，精軋立輥軋機(jī)，精軋連軋機(jī)組，測(cè)厚儀，板型儀，層流冷卻，卷取機(jī)，噴號(hào)機(jī)，打捆機(jī)。并由這些設(shè)備串聯(lián)成為生產(chǎn)線，生產(chǎn)帶鋼等產(chǎn)品。 濟(jì)鋼第一小型軋鋼廠原設(shè)計(jì)為年產(chǎn)15萬(wàn)噸半連軋棒材生產(chǎn)線，隨著近幾年

46、的改造，特別是99年大修后軋機(jī)電控系統(tǒng)采用了全數(shù)字調(diào)速裝置，14、16規(guī)格采用了切分軋制工藝，成品的線速度大大提高，達(dá)到了14m/s，生產(chǎn)能力有了大幅度提高，生產(chǎn)能力達(dá)到了60萬(wàn)噸水平，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。2003年進(jìn)行了全連軋改造，全線工藝設(shè)備主要有：加熱能力130t/h（熱裝170t/h）加熱爐一座，軋機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了18架次全連軋，120米步進(jìn)式冷床一座，切頭飛剪2臺(tái)，倍尺飛剪1臺(tái)，850噸定尺冷剪1套，成品收集臺(tái)架2套。設(shè)計(jì)年產(chǎn)能力為80萬(wàn)噸。現(xiàn)年產(chǎn)能達(dá)到120萬(wàn)噸，為全國(guó)同類(lèi)型生產(chǎn)線產(chǎn)量最高。圖12 工藝設(shè)備總體布置3自動(dòng)控制技術(shù)在生產(chǎn)過(guò)程控制中的應(yīng)用1級(jí)標(biāo)題焦?fàn)t自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成和原

47、理集散控制系統(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)，XL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。XL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XL集散控制系統(tǒng)由三臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)控制單元、三臺(tái)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(cè)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

48、#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(kāi)關(guān)量監(jiān)視點(diǎn)，4個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)。 3#控制器（3MFCD）包括64個(gè)開(kāi)關(guān)量監(jiān)視點(diǎn)，26個(gè)模擬量監(jiān)視點(diǎn)及11個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)。XL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(kāi)關(guān)儀表的定義及內(nèi)部?jī)x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(shì)記錄、打印等工作。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了工藝流程畫(huà)面19個(gè)，控制分組畫(huà)面14個(gè)，趨勢(shì)畫(huà)面16頁(yè)。工藝流程畫(huà)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。.1燒結(jié)智能控制系統(tǒng)中的模型簡(jiǎn)介濟(jì)南鋼鐵廠應(yīng)用芬蘭羅德洛基公司的燒結(jié)控制模型，共

49、包括11個(gè)控制模型，其中一級(jí)模型（L1級(jí)）6個(gè)，分別為：混合料總量控制模型、返礦比例控制模型、燃料比率控制模型、混合料水分控制模型、點(diǎn)火控制模型、混合料給料控制模型。這6個(gè)模型結(jié)合羅德洛基公司資料和在一燒的應(yīng)用基礎(chǔ)，編程工作由我方自行完成。二級(jí)模型（L2級(jí)）共5個(gè)，分別為：原料加工模型、基本配料判斷模型、動(dòng)態(tài)配料判斷模型、燃燒上升點(diǎn)(BRP)偏差控制模型、燃燒上升點(diǎn)(BRP)位置控制模型。6個(gè)一級(jí)模型概述：( 1) 混合料總量控制模型混合料總量控制模型在線控制混合料槽中的物料量保持在一個(gè)允許的范圍內(nèi), 所要控制的變量是混合料的配料量和混合料槽內(nèi)的物料量。該模型可自動(dòng)調(diào)節(jié)配料室不同物料的下料量,

50、 使之與設(shè)定值保持一致。在上位機(jī)上輸入混合量總量及各種物料的比例后, 模型對(duì)配料室各種物料每一時(shí)刻的下料量進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤并存入緩沖區(qū), 根據(jù)配比動(dòng)態(tài)的自動(dòng)調(diào)整每一種物料的下料量, 采用常規(guī)控制、串級(jí)控制、補(bǔ)償控制相結(jié)合的方法, 實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)換倉(cāng)時(shí)無(wú)擾動(dòng)切換, 避免了在出現(xiàn)堵料、斷料情況下料量波動(dòng)的現(xiàn)象, 精確的控制各物料的下料總量的平衡。(2) 返礦比例控制模型返礦比率控制模型的目的是: 使返礦在燒結(jié)混合料中的比率盡可能保持恒定。這個(gè)返礦比率受控于冷返礦的產(chǎn)生量, 總返礦量受控于燃料分加處的燃料下料量, 使冷返礦料倉(cāng)的料位保持在一定的范圍之內(nèi), 達(dá)到燒結(jié)過(guò)程中返礦平衡的目標(biāo)。(3) 燃料比率控制模

51、型燃料比率控制模型在線控制混合料中燃料的比率。模型考慮到燃料中的固定碳和水分的含量, 使混合料中固定碳的含量保持恒定, 控制燒結(jié)生產(chǎn)中的固體燃料消耗。此外, 該模型根據(jù)返礦的產(chǎn)生量, 在計(jì)算中考慮返礦對(duì)燃料配加量的影響。濟(jì)鋼燒結(jié)廠 30 % 的燃料在配料室中添加, 70 % 的燃料在二混后分加, 該模型考慮了過(guò)程延遲和原料瞬時(shí)流量的變化。當(dāng)配料室燃料的下料量有波動(dòng)時(shí), 系統(tǒng)能夠自動(dòng)記錄時(shí)間與波動(dòng)量的大小, 經(jīng)過(guò)延時(shí)后, 自動(dòng)調(diào)整燃料分加處的燃料下料量, 從而達(dá)到了控制燒結(jié)生產(chǎn)中固體燃料消耗量的目的。(4) 混合料水分控制模型水分控制模型是在原料平衡計(jì)算基礎(chǔ)之上進(jìn)行的。模型用原料的濕重來(lái)計(jì)算干重

52、和不同階段的水的流量。該模型考慮到了污泥對(duì)一混水分的影響, 實(shí)際的水分的控制在一混、二混、三混中進(jìn)行, 根據(jù)物料平衡來(lái)調(diào)整混合料中水的含量。(5) 點(diǎn)火控制模型該模型分為點(diǎn)火溫度控制和點(diǎn)火強(qiáng)度控制兩個(gè)方式, 通過(guò)調(diào)整點(diǎn)火空氣煤氣的比率實(shí)現(xiàn)。其中點(diǎn)火強(qiáng)度控制是一種先進(jìn)的燒結(jié)點(diǎn)火控制模式, 在考慮到燒結(jié)機(jī)速度、點(diǎn)火溫度和煤氣熱值的情況下, 使點(diǎn)火效果最好, 煤氣消耗最低。(6) 混合料給料控制模型該模型的控制設(shè)備是在垂直于燒結(jié)機(jī)運(yùn)動(dòng)方向上設(shè)的6 個(gè)布料小門(mén), 通過(guò)步進(jìn)電機(jī)精確驅(qū)動(dòng), 控制每一個(gè)布料門(mén)的開(kāi)度, 和二級(jí)的燃燒上升點(diǎn)(BRP)模型一起, 實(shí)現(xiàn)對(duì)橫向燒結(jié)狀態(tài)的控制。模型通過(guò)超聲波料位儀測(cè)量

53、壓入率, 控制圓輥給料機(jī)的轉(zhuǎn)速使燒結(jié)機(jī)壓入率保持穩(wěn)定。 5個(gè)二級(jí)模型概述：二級(jí)模型采用C 語(yǔ)言進(jìn)行編程, 程序在二級(jí)系統(tǒng)的服務(wù)器中運(yùn)行。模型根據(jù)從一級(jí)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算, 運(yùn)算結(jié)果通過(guò)通訊程序傳送到一級(jí)系統(tǒng)執(zhí)行控制。( 1)原料加工模型（混勻堆料計(jì)算模型）該模型用于原料場(chǎng)的混勻料堆的配料生產(chǎn)。以濕基 含水分 的燒結(jié)各種原料為基礎(chǔ), 在考慮各種原料的干基 干質(zhì)量 和在不同生產(chǎn)階段的加水量后, 給出不同原料在混勻料中的配比, 控制原料場(chǎng)中和鐵料的生產(chǎn)。(2) 基本配料判斷模型模型采用線性規(guī)劃的工具, 根據(jù)高爐所需要的燒結(jié)礦的質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。模型可根據(jù)不同的原料和所需的燒結(jié)礦成分決定不同物料的

54、配料量, 將數(shù)據(jù)傳到一級(jí)的混合料總量控制模型對(duì)不同物料的配料量進(jìn)行控制。該模型主要在系統(tǒng)剛開(kāi)始生產(chǎn)和原料成分發(fā)生較大變化時(shí)使用, 代替了人工的配料計(jì)算, 具有準(zhǔn)確、可靠的特點(diǎn)。(3) 動(dòng)態(tài)配料判斷模型動(dòng)態(tài)配料模型是把實(shí)際的燒結(jié)礦成分分析值作為反饋信號(hào)調(diào)整配料室不同原料的配比, 它在靜態(tài)配料模型計(jì)算的配比的基礎(chǔ)上, 在線動(dòng)態(tài)判斷燒結(jié)礦成分與設(shè)定值的偏差, 并對(duì)配比進(jìn)行調(diào)整, 使燒結(jié)礦的指標(biāo)最終達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)值。(4) 燃燒上升點(diǎn)(BRP) 偏差控制模型和燃燒上升點(diǎn)(BRP) 位置控制模型對(duì)燒結(jié)過(guò)程的理想的控制應(yīng)包括兩個(gè)方面: 一是橫向燒結(jié)狀態(tài)的控制, 使垂直于燒結(jié)機(jī)運(yùn)動(dòng)方向上的燒結(jié)狀態(tài)保持均勻,

55、 另一個(gè)是縱向燒結(jié)狀態(tài)的控制, 通過(guò)調(diào)整燒結(jié)機(jī)的速度, 使燒透狀態(tài)保持在最佳位置。這兩個(gè)模型采用了模糊控制等方法, 分別實(shí)現(xiàn)了以上功能。目前國(guó)內(nèi)普遍采用燒透點(diǎn)(BTP) 描述燒結(jié)狀態(tài), 但是采用BTP存在一定的不足之處。20 世紀(jì)90年代日本鋼管公司京濱鋼鐵廠提出了描述燒結(jié)過(guò)程的新方法燃燒上升點(diǎn)(BRP) 。 BRP表示沿?zé)Y(jié)機(jī)長(zhǎng)度方向廢氣溫度上升的位置。SPSS 就采用BRP來(lái)描述燒結(jié)過(guò)程狀態(tài)。該系統(tǒng)的BRP位置是通過(guò)設(shè)在臺(tái)車(chē)下的風(fēng)箱溫度測(cè)量點(diǎn)(每臺(tái)機(jī) 5 8= 40 個(gè)點(diǎn))獲得沿臺(tái)車(chē)寬度方向上的 8 條(BRP) 曲線。 BRP采用最小二乘法確定。該系統(tǒng)的獨(dú)到之處是在計(jì)算BRP時(shí)不是采用同

56、一時(shí)刻不同風(fēng)箱的溫度值, 而是采用同一物料在臺(tái)車(chē)前進(jìn)方向上不同時(shí)刻的溫度值, 這樣可以得出物料在臺(tái)車(chē)前進(jìn)方向上的什么位置達(dá)到BR P 位置,從理論上來(lái)說(shuō)更為精確。 布料設(shè)備是由主閘門(mén)、輔助閘門(mén)和圓輥給料機(jī)三部分組成。在主閘門(mén)側(cè)面沿寬度方向設(shè)置6 個(gè)輔助閘門(mén), 根據(jù)計(jì)算得到的 8 條BRP曲線控制6 個(gè)輔助閘門(mén)的開(kāi)度, 通過(guò)一級(jí)的混合料給料控制模型, 結(jié)合控制圓輥給料機(jī)的轉(zhuǎn)速, 保持臺(tái)車(chē)橫向的燒成穩(wěn)定。BRP位置控制模型通過(guò)對(duì)臺(tái)車(chē)速度的控制, 在保證燒成質(zhì)量的情況下使產(chǎn)量最大化。(5) 整個(gè) SPSS 的界面充分考慮到用戶使用的便捷性, 大量的控制參數(shù)可以通過(guò)畫(huà)面進(jìn)行調(diào)整, 具有很高的靈活性。此

57、外該系統(tǒng)還具有報(bào)表生成, 歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)等功能。系統(tǒng)基礎(chǔ)：基礎(chǔ)自動(dòng)化和檢測(cè)儀表，基礎(chǔ)自動(dòng)化是指生產(chǎn)系統(tǒng)的連續(xù)。燒結(jié)生產(chǎn)具有高溫、高濕、高粉塵的特點(diǎn), 對(duì)檢測(cè)元件的要求較高。在實(shí)施燒結(jié)SPSS 的過(guò)程中, 濟(jì)鋼燒結(jié)廠新上了污泥流量檢測(cè)、水分測(cè)量、各類(lèi)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、風(fēng)箱下部溫度檢測(cè)、料位檢測(cè)、物料流量檢測(cè)、燒結(jié)混合料透氣性檢測(cè)等檢測(cè)和控制環(huán)節(jié)。在選型、安裝、調(diào)試方面作了大量工作, 使各項(xiàng)檢測(cè)控制儀表基本滿足了SPSS 的需要。高爐煉鐵工藝中的控制系統(tǒng)高壓變頻器在高爐除塵風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用，JD-BP38-800F高壓變頻器主要技術(shù)性能：高高電壓源型變頻器，直接10KV輸入，直接10KV輸出，無(wú)須任何輸出變壓

58、器或?yàn)V波器，適配于普通高壓電動(dòng)機(jī)，對(duì)電機(jī)、電纜絕緣無(wú)損害；輸入功率因數(shù)高，電流諧波小，無(wú)須功率因數(shù)補(bǔ)償、諧波抑制裝置；單元電路模塊化設(shè)計(jì)，維護(hù)簡(jiǎn)單，互換性好；輸出階梯正弦PWM波形；高壓主回路與控制器之間為光纖連接，強(qiáng)弱電隔離，安全可靠；完善的故障檢測(cè)，精確的故障保護(hù)及準(zhǔn)確的定位顯示和報(bào)警；內(nèi)置PLC，易于改變控制邏輯關(guān)系，可靈活選擇現(xiàn)場(chǎng)控制/遠(yuǎn)程控制，適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)多變需求；采用載波移相控制技術(shù)，大大抑制了輸出電壓的諧波成分，保證輸出波形是完美正弦波；控制電源與高壓電相互獨(dú)立，無(wú)高壓可以檢測(cè)變頻器輸出，便于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試以及培訓(xùn)操作人員，便于維護(hù)；采用準(zhǔn)優(yōu)化SPWM調(diào)制技術(shù)，電壓利用率高； 功率單元經(jīng)2

59、4小時(shí)高溫老化、150負(fù)載試驗(yàn)，可靠性高；中文Windows 操作界面，彩色液晶觸摸屏操作。用戶操作監(jiān)控系統(tǒng)界面十分友好和完善，系統(tǒng)包括上位機(jī)（商用PC機(jī)）、下位機(jī)（工控機(jī)）、單片機(jī)。其中單片機(jī)給用戶提供一個(gè)4位LED數(shù)碼顯示屏和一個(gè)12鍵的小鍵盤(pán)操作平臺(tái)，可對(duì)變頻器進(jìn)行全部操作，包括參數(shù)設(shè)置和各種運(yùn)行指令。工控機(jī)用觸摸屏和通用鍵盤(pán)給用戶提供操作平臺(tái)，其功能更齊全，包括參數(shù)設(shè)定、功能設(shè)定、運(yùn)行操作、運(yùn)行數(shù)據(jù)打印、故障查詢(xún)等等。上位機(jī)（商用PC機(jī)）放在總控室，可對(duì)多臺(tái)變頻器進(jìn)行遙測(cè)、遙控。若只有一臺(tái)變頻器，上位機(jī)可省，或讓客戶自定；可接收和輸出多路工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；可打印輸出運(yùn)行報(bào)表。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖

60、所示：圖13 高爐煉鐵工藝中的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程計(jì)算機(jī)采用客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)（ClientServer）。服務(wù)器中放置數(shù)據(jù)庫(kù)，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(guò)程計(jì)算機(jī)終端, 子系統(tǒng)內(nèi)由專(zhuān)用交換機(jī)連接,該交換機(jī)還與系統(tǒng)外的L3級(jí)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。有兩個(gè)服務(wù)器，分別為L(zhǎng)1級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、L1.5級(jí)服務(wù)器。L1.5級(jí)服務(wù)器負(fù)責(zé)與L2級(jí)之間數(shù)據(jù)通訊與交換，下達(dá)L2級(jí)服務(wù)器指令。L1級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)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