濟(jì)鋼生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告

北京科技大學(xué)本科生生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告實(shí)習(xí)場所：______濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)______學(xué)院：______________專業(yè)：_________________姓名：______________學(xué)號(hào)：_______________指導(dǎo)教師：____________2012年7月15日目錄

在學(xué)院的組織領(lǐng)導(dǎo)下，我校自動(dòng)化系09級(jí)學(xué)生于今年暑假在濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)進(jìn)行了為期四周的生產(chǎn)實(shí)習(xí)。生產(chǎn)實(shí)習(xí)是教學(xué)過程中使學(xué)生獲得生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，鞏固和深化所學(xué)理論知識(shí)，貫徹理論與實(shí)際結(jié)合的教學(xué)原則，加強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)創(chuàng)新能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)；是使學(xué)生了解社會(huì)，接觸實(shí)際，進(jìn)行素質(zhì)教育的重要途徑。根據(jù)不同階段實(shí)習(xí)性質(zhì)的不同，生產(chǎn)實(shí)習(xí)可分為認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)（包括技能實(shí)習(xí)），專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)。本次實(shí)習(xí)的效果和資源的調(diào)度充分說明了這種劃分的科學(xué)合理性。本次實(shí)習(xí)用時(shí)四周，每周的任務(wù)大體上可以看成一個(gè)階段，第一周集體觀看生產(chǎn)工藝錄像，進(jìn)行安全教育和理論學(xué)習(xí)，為即將到來的現(xiàn)場實(shí)習(xí)打下一定的基礎(chǔ)；第二周搜集相關(guān)的資料，是對前一階段知識(shí)可能存在不足的補(bǔ)充，在這一階段，我們可以在自己感興趣的方面多留心一下，以進(jìn)行深入的相關(guān)學(xué)習(xí)，便于對實(shí)習(xí)報(bào)告中選擇的對象有更為深刻的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也能提高專業(yè)素養(yǎng)；第三周去濟(jì)南進(jìn)行現(xiàn)場的實(shí)習(xí)，前三天進(jìn)行理論結(jié)合具體實(shí)際情況的相關(guān)擴(kuò)充，后兩天到現(xiàn)場進(jìn)行參觀，雖然比較辛苦，但也獲益匪淺。第四周是在地區(qū)進(jìn)行相關(guān)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)工作，對煉鋼生產(chǎn)進(jìn)行補(bǔ)充，畢竟自動(dòng)化不僅僅是指煉鋼，自動(dòng)化融入社會(huì)的各行各業(yè)中，極大地提高了社會(huì)生產(chǎn)力和生產(chǎn)效率，這樣我們的認(rèn)識(shí)也不至于局部片面化?？偟膩碚f，這次實(shí)習(xí)給了我們一次和社會(huì)進(jìn)行近距離接觸的機(jī)會(huì)，雖然沒有真正地參與到社會(huì)生產(chǎn)中，但是這種程度還是能夠讓我們意識(shí)到一些問題，知識(shí)的力量是巨大的，抱怨知識(shí)沒用只是我們沒有找到好的利用知識(shí)的方法。理論和實(shí)際存在著差距，理論很大程度上依賴于模型的理想化，而這在現(xiàn)實(shí)中是行不通的，但是現(xiàn)實(shí)中的各種控制和操作的趨勢和依據(jù)可以用理論的結(jié)果作為參考，但真正的精確控制還是以生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量要求和用戶的滿意程度作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。本次實(shí)習(xí)過程中，我們深入企業(yè)，了解各生產(chǎn)過程的工藝及與自動(dòng)化專業(yè)相關(guān)的控制系統(tǒng)、電氣傳動(dòng)技術(shù)和控制設(shè)備的使用情況。同時(shí)，在生產(chǎn)實(shí)踐中拓寬視野，了解本專業(yè)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位和發(fā)展前景，使我們的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)得以完善，達(dá)到培養(yǎng)能力、理性認(rèn)識(shí)專業(yè)知識(shí)的目的。本次實(shí)習(xí)的主要地點(diǎn)是在濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)，參觀的現(xiàn)場包括濟(jì)鋼煉焦工藝及其自動(dòng)控制系統(tǒng)、燒結(jié)生產(chǎn)工藝及其智能控制系統(tǒng)、煉鐵工藝及在線監(jiān)控系統(tǒng)、煉鋼工藝及在線監(jiān)控系統(tǒng)、中厚板材軋制工藝及AGC控制系統(tǒng)、能源利用及管理系統(tǒng)。濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司始建于1958年，位于泉城濟(jì)南?，F(xiàn)有在職職工3.8萬人，專業(yè)技術(shù)人員7300人。現(xiàn)已形成了集工業(yè)、貿(mào)易、科研、開發(fā)、服務(wù)于一體，跨地區(qū)、跨行業(yè)、跨國家，在國內(nèi)外具有較強(qiáng)競爭實(shí)力的特大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。濟(jì)鋼是國家重點(diǎn)企業(yè)和山東省建立現(xiàn)代企業(yè)制度試點(diǎn)企業(yè)。2002年預(yù)計(jì)銷售收入118億元，職工年人均收入達(dá)到2.3萬元，在全國鋼鐵企業(yè)中鋼產(chǎn)量排名第11位、銷售利潤率排名第5位、出口中厚板排名第1位，出口金額在行業(yè)中排名第2位。濟(jì)鋼建有國家級(jí)企業(yè)技術(shù)中心和國家級(jí)中心實(shí)驗(yàn)室，設(shè)立了企業(yè)博士后科研工作站。通過了ISO9001質(zhì)量體系、ISO14001環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)和OSHMS職業(yè)安全健康認(rèn)證，現(xiàn)有中厚板、圓鋼、螺紋鋼、角鋼、槽鋼、球墨鑄管、化產(chǎn)品等140個(gè)品種、2480個(gè)規(guī)格，70％以上產(chǎn)品達(dá)到國際先進(jìn)水平。濟(jì)鋼將按照“精品強(qiáng)國、滿意世界”的企業(yè)理念，堅(jiān)持以發(fā)展為主題，以市場為導(dǎo)向，以結(jié)構(gòu)調(diào)整為主線，以建設(shè)節(jié)能清潔型工廠為目標(biāo)，積極采用高新技術(shù)和先進(jìn)實(shí)用技術(shù)加快傳統(tǒng)工業(yè)改造步伐，實(shí)現(xiàn)工藝裝備的大型化、連續(xù)化、自動(dòng)化，建成國內(nèi)一流、國際先進(jìn)的板材基地。濟(jì)鋼資產(chǎn)總額500億元。產(chǎn)品以中板、中厚板、熱軋薄板、冷軋薄板為主，是全國最大的中厚板出口基地。2008年，生產(chǎn)鋼1121萬噸、鋼材1085萬噸；出口鋼鐵產(chǎn)品116萬噸，創(chuàng)匯11.3億美元，進(jìn)出口貿(mào)易總額24.6億美元。獲得了“國家環(huán)境友好企業(yè)”、“全國綠化模范單位”、“中國鋼鐵工業(yè)清潔生產(chǎn)環(huán)境友好企業(yè)”榮譽(yù)稱號(hào)。濟(jì)鋼股份公司獲得了中國藍(lán)籌公司百強(qiáng)、藍(lán)籌鋼鐵企業(yè)十強(qiáng)、中國上市公司金牛獎(jiǎng)百強(qiáng)稱號(hào)。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。以信息化加快企業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)程，建設(shè)了ERP、MES、SPC、OA、能源管控中心等管理信息系統(tǒng)。堅(jiān)持以市場為導(dǎo)向，不斷優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，開發(fā)滿足顧客個(gè)性化需求的新產(chǎn)品，高技術(shù)含量、高附加值的品種板比例超過了90%，鍋爐容器鋼板、高強(qiáng)度建筑結(jié)構(gòu)用中厚鋼板被評(píng)為中國名牌產(chǎn)品，造船用鋼板、碳結(jié)中板、鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋、鍋爐容器鋼板和球墨鑄鐵管等主導(dǎo)產(chǎn)品獲得冶金產(chǎn)品“金杯獎(jiǎng)”，差異化競爭優(yōu)勢明顯增強(qiáng)。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“以價(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”。充分開發(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)猓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，對濟(jì)南裕興化工廠鉻渣進(jìn)行無害化處理，對電解鋁廠赤泥進(jìn)行資源化開發(fā)，解決長期困擾社會(huì)的環(huán)保難題。濟(jì)鋼被確定為全國第一批循環(huán)經(jīng)濟(jì)試點(diǎn)單位和國家“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)。堅(jiān)持管理與國際接軌，引入卓越績效管理模式，2003年榮獲全國質(zhì)量管理獎(jiǎng)。先后通過了質(zhì)量、計(jì)量、安全、環(huán)境管理和營銷服務(wù)體系國際認(rèn)證。建成了國家級(jí)技術(shù)中心、國家級(jí)實(shí)驗(yàn)室和博士后科研工作站，技術(shù)中心獲得國家認(rèn)定企業(yè)技術(shù)中心成就獎(jiǎng)。造船板獲得中、英、法、日、德、美、挪、韓、意、荷10個(gè)國家船級(jí)社認(rèn)證。產(chǎn)品出口到50多個(gè)國家和地區(qū)。高度重視企業(yè)文化建設(shè)，經(jīng)過長期經(jīng)營實(shí)踐，以“三個(gè)代表”重要思想和科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，培育形成了以“可尊，可信，共創(chuàng)，共贏”為核心價(jià)值觀、突出“人和，物和，利和，心和”和諧主題的企業(yè)文化。深入實(shí)施顧客滿意工程、供應(yīng)商滿意工程、凝聚力工程，探索建設(shè)“都市型鋼廠”，不斷拓寬與所有相關(guān)方共創(chuàng)共贏的平臺(tái)。全公司上下同欲、政通人和，風(fēng)正、氣順、心齊、勁足，為濟(jì)鋼又好又快發(fā)展提供了強(qiáng)大合力。面對新形勢新任務(wù)，濟(jì)鋼將全力推進(jìn)精準(zhǔn)、高效、和諧發(fā)展戰(zhàn)略，努力建設(shè)決策更加科學(xué)，管理更加精準(zhǔn)，運(yùn)營更加高效，資源利用更加充分，內(nèi)外關(guān)系更加和諧，職工生活更加富足，發(fā)展后勁更加強(qiáng)大，中國一流、世界知名的現(xiàn)代化鋼鐵企業(yè)。日常生活中，人們印象中的鋼鐵生產(chǎn)通常是指得到以鋼為主要組成材質(zhì)的產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，這種認(rèn)識(shí)并沒用嚴(yán)重的錯(cuò)誤，但在實(shí)際生產(chǎn)中，鋼的生產(chǎn)卻是包括了很多較為復(fù)雜的工藝技術(shù)，通?？梢苑譃槲鍌€(gè)部分，用圖2.1.1進(jìn)行說明。圖2.1鋼鐵生產(chǎn)工藝流程圖說明：鋼鐵生產(chǎn)工藝包括多種工藝技術(shù)，燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、中厚板、熱連軋、能源管理等，各種技術(shù)都和產(chǎn)品的質(zhì)量有較大的關(guān)聯(lián)關(guān)系，各種技術(shù)相互依賴并相互影響，前一技術(shù)的處理結(jié)果作為后一技術(shù)的輸入作用對象，一般而言，各種按時(shí)間順序可以分為燒結(jié)—煉鐵—煉鋼—中厚板—軋制等，而能源管理則貫穿整個(gè)生產(chǎn)工藝，各種技術(shù)相輔相成，并不是說在某個(gè)過程只需要單獨(dú)特定的生產(chǎn)工藝技術(shù)，這種思想在實(shí)際生活的應(yīng)用中是比較普遍的。在煉鐵之前，有一系列的準(zhǔn)備工作需要完成，一般的鐵礦屬于貧鐵礦，不能直接放入高爐進(jìn)行煉鐵，需要進(jìn)行打磨成鐵礦粉，而后進(jìn)行燒結(jié)成團(tuán)，這就需要燒結(jié)生產(chǎn)工藝，為提高所用燃料的利用率，一般需要用到煉焦生產(chǎn)工藝，下面分別加以詳述?！盁Y(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?，F(xiàn)在，國外有了取消燒結(jié)工序的成功先例。但是結(jié)合國內(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)工藝在國內(nèi)外任何一個(gè)鋼鐵廠都是不可能的。而單純對于燒結(jié)工藝來說，還有許多的尖端技術(shù)需要進(jìn)一步開發(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)不到說完美的程度?？傊?，燒結(jié)及相應(yīng)工作，大有可為。圖2.2給出了典型的燒結(jié)作業(yè)流程圖。圖2.2燒結(jié)作業(yè)流程圖造塊與傳統(tǒng)鋼鐵生產(chǎn)：造塊是將粉狀物料聚結(jié)成塊狀,并實(shí)現(xiàn)其物理化學(xué)性能優(yōu)化的過程?，F(xiàn)代冶金造塊不僅為冶煉提供優(yōu)質(zhì)爐料，而且也逐漸成為由冶金原料及二次資源直接提取分離有價(jià)元素、制備新材料的過程，是實(shí)現(xiàn)高效優(yōu)質(zhì)低耗冶金生產(chǎn)與資源循環(huán)再生的重要途徑。此外，造塊技術(shù)在煤炭、化工、建材、醫(yī)藥等領(lǐng)域也獲得廣泛應(yīng)用。圖2.3給出了典型的造塊工藝流程。我國的鐵礦石大部分都是貧礦，貧礦直接入爐煉鐵是很不合算的，因此必須將貧礦進(jìn)行破碎、選出高品位的精礦后，再將精礦粉造塊成為人造富礦才能入高爐冶煉。所以，粉礦造塊是充分合理利用貧礦的不可缺少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。富礦的開采過程中要產(chǎn)生粉礦，為了滿足高爐的粒度要求，在整個(gè)過程中也會(huì)產(chǎn)生粉礦，粉礦直接入爐會(huì)引起高爐不順。惡化高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，因此粉礦也必須經(jīng)過造塊才能入爐。圖2.4給出了造塊工藝與鋼鐵生產(chǎn)工藝之間的包含關(guān)系。圖2.3造塊工藝流程粉礦造塊方法很多，主要是燒結(jié)礦和球團(tuán)礦。此外，還有壓制方團(tuán)礦、輥壓團(tuán)礦、蒸養(yǎng)球團(tuán)、碳酸化球團(tuán)，其成球方式和固結(jié)方法與球團(tuán)礦不同，還有小球燒結(jié)，國外稱為HPs球團(tuán)化燒結(jié)礦，介于球團(tuán)和燒結(jié)之間；還有鐵焦生產(chǎn)，是煉焦和粉礦造塊相結(jié)合。鐵礦石鐵礦石石灰粘結(jié)劑煤空氣造球/制粒煉焦熱空氣球團(tuán)/燒結(jié)空氣氧氣高爐煉鐵脫硫轉(zhuǎn)爐煉鋼鋼圖2.4造塊與傳統(tǒng)鋼鐵生產(chǎn)流程燒結(jié)方法主要有吹風(fēng)燒結(jié)法和抽風(fēng)燒結(jié)法兩大類。吹風(fēng)燒結(jié)有平地堆撓、撓結(jié)識(shí)、撓結(jié)盤，抽風(fēng)燒結(jié)有路式僥結(jié)、艱面步進(jìn)式燒結(jié)機(jī)、帶式燒結(jié)機(jī)、環(huán)形燒結(jié)機(jī)（即日本矢作式)。國內(nèi)外普遍采用的是常式抽風(fēng)燒結(jié)機(jī)，在我國地方小鐵礦還有相當(dāng)一部分用平地吹風(fēng)堆燒和箱式抽風(fēng)燒結(jié)。此外，還有回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)法、懸浮燒結(jié)法。煉焦工藝主要設(shè)備焦?fàn)t: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0.4～0.5m、長10～17m、高4～7.5m,頂部設(shè)有加煤孔和煤氣上升管(在機(jī)側(cè)或焦側(cè))，兩端用爐門封閉。燃燒室在炭化室兩側(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: 搗固焦泛指采用搗固煉焦技術(shù)在搗固焦專用爐型內(nèi)生產(chǎn)出的焦炭，這種專用爐型即搗固焦?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: 又稱干法熄焦裝置，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)上冷卻。配煤槽： 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?。粉碎機(jī): 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)。煉焦工藝現(xiàn)代焦炭生產(chǎn)過程分為洗煤、配煤、煉焦和產(chǎn)品處理等工序。圖2.5煉焦生產(chǎn)工藝流程洗煤:原煤在煉焦之前，先進(jìn)行洗選。目的是降低煤中所含的灰分和去除其他雜質(zhì)。配煤:將各種結(jié)焦性能不同的煤按一定比例配合煉焦。目的是在保證焦炭質(zhì)量的前提下，擴(kuò)大煉焦用煤的使用范圍，合理地利用國家資源，并盡可能地多得到一些化工產(chǎn)品。煉焦:將配合好的煤裝入煉焦?fàn)t的炭化室，在隔絕空氣的條件下通過兩側(cè)燃燒室加熱干餾，經(jīng)過一定時(shí)間，最后形成焦炭。圖2.6焦炭形成過程煉焦的產(chǎn)品處理: 將爐內(nèi)推出的紅熱焦炭送去熄焦塔熄火，然后進(jìn)行破碎、篩分、分級(jí)、獲得不同粒度的焦炭產(chǎn)品，分別送往高爐及燒結(jié)等用戶。熄焦方法有干法和濕法兩種。濕法熄焦是把紅熱焦炭運(yùn)至熄焦塔，用高壓水噴淋60～90s。干法熄焦是將紅熱的焦炭放入熄焦室內(nèi)，用惰性氣體循環(huán)回收焦炭的物理熱，時(shí)間為2～4h。在煉焦過程中還會(huì)產(chǎn)生煉焦煤氣及多種化學(xué)產(chǎn)品。焦?fàn)t煤氣是燒結(jié)、煉焦、煉鐵、煉鋼和軋鋼生產(chǎn)的主要燃料。煉鋼是一系列生產(chǎn)工藝流程的集合，包括煉鋼前的準(zhǔn)備、煉鋼的原材料和煉鋼生產(chǎn)工藝。煉鋼前的準(zhǔn)備工作包括燒結(jié)團(tuán)塊、煉焦，煉鋼的原料主要是鐵水，這又涉及到煉鐵生產(chǎn)工藝，然后才是隱含的煉鋼生產(chǎn)工藝。一系列的過程還是相互關(guān)聯(lián)的，其中必然涉及到兩者之間的技術(shù)和操作，例如，煉鐵的產(chǎn)物鐵水，需要經(jīng)過魚雷罐車運(yùn)送到轉(zhuǎn)爐進(jìn)行鋼材的冶煉，涉及到了兩種技術(shù)的過渡和轉(zhuǎn)換，利用最小的代價(jià)得到最好的產(chǎn)品。 圖2.7高爐煉鐵結(jié)構(gòu)圖高爐的基本結(jié)構(gòu)高爐:煉鐵一般是在高爐里連續(xù)進(jìn)行的。高爐又叫鼓風(fēng)爐，這是因?yàn)橐褵峥諝獯等霠t中使原料不斷加熱而得名的。這些原料是鐵礦石、石灰石及焦炭。因?yàn)樘急辱F的性質(zhì)活潑，所以它能從鐵礦石中把氧奪走，而把金屬鐵留下高爐爐殼：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)簡稱圓臺(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，并減小爐料下降阻力。爐身角的大小對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的比例關(guān)系，比值以取上限為宜。爐腰高度對高爐冶煉過程影響不很顯著，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，但不能過高或過低，一般為3．0～3．6m。爐腹角一般為79～82；過大，不利于煤氣流分布；過小，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1400～4600℃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，所以必需對爐底進(jìn)行冷卻。通常采用風(fēng)冷或水冷。目前，我國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10～18倍（噸）。爐基不許有不均勻的下沉，一般爐基的傾斜值不大于0.1％～0．5％。高爐爐基應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和耐熱能力，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口的匣子形狀；大高爐的爐喉護(hù)板則用100～150mm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的相關(guān)技術(shù)和常用的設(shè)備高爐解體: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，對從爐喉的爐料開始一直到爐底的積鐵所進(jìn)行的細(xì)致的解體調(diào)查，稱為高爐解體調(diào)查。它雖不能完全了解高爐生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)情況，但對了解高爐過程、強(qiáng)化高爐冶煉很有參考價(jià)值。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10～100kg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。高爐冷卻裝置：高爐爐襯內(nèi)部溫度高達(dá)1400℃高爐除塵器:用來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?；覊m（＞60～90um），可用重力除塵器、離心除塵器及旋風(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?，F(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2.1～2.5m3從高爐里放出來的鐵水可以直接用來煉鋼或鑄成鐵錠或鑄件。爐渣可以作為水泥、渣磚等的原料。從高爐頂放出的一氧化碳、二氧化碳和氮?dú)饣旌蠚怏w叫高爐煤氣。高爐煤氣里含有大量灰塵和有害氣體，必須經(jīng)過凈化處理，以防止污染環(huán)境。高爐冶煉原理及過程高爐冶煉目的：將礦石中的鐵元素提取出來，生產(chǎn)出來的主要產(chǎn)品為鐵水。副產(chǎn)品有水渣、礦渣棉和高爐煤氣等。高爐冶煉原理:高爐生產(chǎn)是連續(xù)進(jìn)行的。一代高爐（從開爐到大修停爐為一代）能連續(xù)生產(chǎn)幾年到十幾年。生產(chǎn)時(shí)，從爐頂（一般爐頂是由料種與料斗組成，現(xiàn)代化高爐是鐘閥爐頂和無料鐘爐頂）不斷地裝入鐵礦石、焦炭、熔劑，從高爐下部的風(fēng)口吹進(jìn)熱風(fēng)（1000～1300攝氏度），噴入油、煤或天然氣等燃料。裝入高爐中的鐵礦石，主要是鐵和氧的化合物。在高溫下，焦炭中和噴吹物中的碳及碳燃燒生成的一氧化碳將鐵礦石中的氧奪取出來，得到鐵，這個(gè)過程叫做還原。鐵礦石通過還原反應(yīng)煉出生鐵，鐵水從出鐵口放出。鐵礦石中的脈石、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)合生成爐渣，從出鐵口和出渣口分別排出。煤氣從爐頂導(dǎo)出，經(jīng)除塵后，作為工業(yè)用煤氣。現(xiàn)代化高爐還可以利用爐頂?shù)母邏?，用?dǎo)出的部分煤氣發(fā)電。高爐冶煉過程：如圖2.8所示。圖2.8高爐冶煉工藝流程簡圖高爐冶煉是把鐵礦石還原成生鐵的連續(xù)生產(chǎn)過程。鐵礦石、焦炭和熔劑等固體原料按規(guī)定配料比由爐頂裝料裝置分批送入高爐，并使?fàn)t喉料面保持一定的高度。焦炭和礦石在爐內(nèi)形成交替分層結(jié)構(gòu)。礦石料在下降過程中逐步被還原、熔化成鐵和渣，聚集在爐缸中，定期從鐵口、渣口放出。常見的高爐爐前操作：a、利用開口機(jī)、泥炮、堵渣機(jī)等專用設(shè)備和各種工具，按規(guī)定的時(shí)間分別打開渣、鐵口，放出渣、鐵，并經(jīng)渣鐵溝分別流人渣、鐵罐內(nèi)，渣鐵出完后封堵渣、鐵口，以保證高爐生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行。b.完成渣、鐵口和各種爐前專用設(shè)備的維護(hù)工作。c、制作和修補(bǔ)撇渣器、出鐵主溝及渣、鐵溝。d、更換風(fēng)、渣口等冷卻設(shè)備及清理渣鐵運(yùn)輸線等一系列與出渣出鐵相關(guān)的工作。(1)轉(zhuǎn)爐煉鋼主要工藝設(shè)備轉(zhuǎn)爐: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)冶煉過程中并不均衡，且成分也有變化，通常將轉(zhuǎn)爐多次冶煉過程回收的煤氣經(jīng)降溫、除塵，輸入儲(chǔ)氣柜，混勻后再輸送給用戶。煉鋼轉(zhuǎn)爐:早期的貝塞麥轉(zhuǎn)爐煉鋼法和托馬斯轉(zhuǎn)爐煉鋼法都用空氣通過底部風(fēng)嘴鼓入鋼水進(jìn)行吹煉。側(cè)吹轉(zhuǎn)爐容量一般較小，從爐墻側(cè)面吹入空氣。煉鋼轉(zhuǎn)爐按不同需要用酸性或堿性耐火材料作爐襯。直立式圓筒形的爐體，通過托圈、耳軸架置于支座軸承上，操作時(shí)用機(jī)械傾動(dòng)裝置使?fàn)t體圍繞橫軸轉(zhuǎn)動(dòng)（見圖2.9頂吹轉(zhuǎn)爐示意圖）。圖2.9頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼示意50年代發(fā)展起來的氧氣轉(zhuǎn)爐仍保持直立式圓筒形，隨著技術(shù)改進(jìn)，發(fā)展成頂吹噴氧槍供氧，因而得名氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐，即L-D轉(zhuǎn)爐（見氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼）;用帶吹冷卻劑的爐底噴嘴的，稱為氧氣底吹轉(zhuǎn)爐（見氧氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼）。在應(yīng)用氧氣煉鋼的初期還使用過卡爾多轉(zhuǎn)爐和羅托轉(zhuǎn)爐，通過爐體回轉(zhuǎn)改善爐內(nèi)反應(yīng)，但由于設(shè)備復(fù)雜，爐襯壽命短未能獲得推廣。煉銅轉(zhuǎn)爐:一般為臥式轉(zhuǎn)爐用于處理銅锍，通過鼓入空氣把冰銅氧化吹煉成粗銅，也用于吹煉冰鎳。AOD精煉爐:AOD即氬氧脫碳精煉爐，是一項(xiàng)用于不銹鋼冶煉的專有工藝。AOD爐型根據(jù)容量有3t、6t、8t、10t、18t、25t、30t等。裝備水平也由半自動(dòng)控制發(fā)展到智能計(jì)算機(jī)控制來冶煉不銹鋼。VOD精煉爐:VOD精煉爐（vacuumoxygendecarburization),是在真空狀態(tài)下進(jìn)行吹氧脫碳的爐外精煉爐，它以精煉鉻鎳不銹鋼、超低碳鋼、超純鐵素體不銹鋼及純鐵為主。將初煉鋼液裝入精煉包中放入密封的真空罐中進(jìn)行吹氧脫碳、脫硫、脫氣、溫度調(diào)整、化學(xué)元素調(diào)整。LF精煉爐:LF（ladlefurnace)爐是具有加熱和攪拌功能的鋼包精煉爐。加熱一般通過電極加熱，攪拌是通過底部透氣磚進(jìn)行的。氧槍:氧槍是轉(zhuǎn)爐供氧的主要設(shè)備，它是由噴頭、槍身和尾部結(jié)構(gòu)組成。噴頭是用導(dǎo)熱性良好的紫銅經(jīng)鍛造和切割加工而成，也有用壓力澆鑄而成的。噴頭的形狀有拉瓦爾型、直筒型和螺旋型等。目前應(yīng)用最多的是多孔的拉瓦爾型噴頭。拉瓦爾型噴頭是收縮—擴(kuò)張收縮型噴孔，當(dāng)出口氧壓與進(jìn)口氧壓之比p出/p0<0.528時(shí)形成超音速射流。轉(zhuǎn)爐傾爐系統(tǒng)傾爐系統(tǒng):變頻調(diào)速(變頻器+電機(jī)+減速機(jī)+大齒輪)傾爐機(jī)構(gòu)：傾爐機(jī)構(gòu)由軌道、傾爐油缸、搖架平臺(tái)、水平支撐機(jī)構(gòu)和支座等組成。(2)鐵水預(yù)處理鐵水在進(jìn)入煉鋼爐進(jìn)行冶煉前，為除去某種有害成分或回收某種有益成分的處理過程。最常用的鐵水預(yù)處理工藝為鐵水爐外脫硫。近年有利用預(yù)處理工藝進(jìn)行鐵水爐外脫磷和爐外脫硅的方法,以簡化煉鋼工藝過程,提高鋼的質(zhì)量。鐵水中含有釩、鈮等有用金屬元素，可運(yùn)用選擇性氧化的原理進(jìn)行預(yù)處理，把釩、鈮等金屬成分氧化進(jìn)入渣中予以富集，再把這些渣作為原料提煉出有用金屬。入爐鐵水硫的高低，是衡量煉鋼工序產(chǎn)品總體質(zhì)量水平的重要標(biāo)志之一，為了使入爐鐵水的硫控制在合理的較低的水平上，第三煉鋼廠配備了武漢科學(xué)院設(shè)計(jì)的3座KR鐵水預(yù)處理設(shè)備，開發(fā)了適合我們工藝條件的CaO基復(fù)合脫硫劑，掌握了一套KR脫硫的生產(chǎn)工藝。鐵水脫硫預(yù)處理的意義:1、滿足用戶對超低硫鋼的要求；2、減輕高爐脫硫的負(fù)擔(dān)，使堿度降低，爐況順行，產(chǎn)量提高；3、煉鋼采用低硫鐵水冶煉，可以獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益，石灰加入量減少，冶煉周期縮短，噴濺減少，金屬收得率提高，鑄坯質(zhì)量提高等。鐵水預(yù)處理流程如圖2.10所示：圖2.10鐵水預(yù)處理流程圖鐵水預(yù)處理的方法鐵水爐外脫硫通過近30年的迅速發(fā)展，現(xiàn)已有數(shù)十種處理方法，目前主要采用的方法有：鋪撒法、鐵水容器轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌法、吹氣攪拌法、噴吹法和機(jī)械攪拌法等。鋪撒法鋪撒法又稱投入法，是在高爐出鐵前或出鐵過程中往鐵水溝或鐵水罐內(nèi)投放蘇打粉進(jìn)行脫硫。這種脫硫方法，脫硫效率低，且不穩(wěn)定，脫硫反應(yīng)產(chǎn)生的煙塵大，脫硫渣對鐵水罐內(nèi)襯侵蝕嚴(yán)重。因此，現(xiàn)在，鋼廠一般不采用此方法。鐵水容器轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌脫硫法此方法有直筒形爐體繞水平軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓法和鐵水罐以一定的轉(zhuǎn)速作偏心圓角運(yùn)動(dòng)的搖包法。此方法雖然脫硫效率較高，但轉(zhuǎn)動(dòng)笨重，動(dòng)力消耗高，爐襯壽命低。故現(xiàn)在鋼廠也很少使用此方法。吹氣攪拌法吹氣攪拌法主要有頂吹法和底吹法。此方法是預(yù)先將脫硫劑加到鐵水表面，然后通過頂槍或罐底的透氣磚往鐵水中噴吹氣體進(jìn)行攪拌脫硫。此法具有設(shè)備費(fèi)用低，操作簡便的優(yōu)點(diǎn)，但脫硫效果不及機(jī)械攪拌法。噴吹法噴吹法是利用載氣將反應(yīng)物料的固體粉粒通過噴槍吹入熔池深處，既可加快物料的熔化和溶解，而且也大大加快了反應(yīng)界面，同時(shí)，還強(qiáng)烈攪拌熔池，從而加速了傳輸過程和反應(yīng)速率。此法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備投資小，脫硫效率較高，但脫硫劑的利用率低，噴吹工藝參數(shù)的選擇對噴吹效果影響較大，需要專門的設(shè)備和氣源。機(jī)械攪拌法此法有Y形空心攪拌器的DO法、有倒T形的RS法和十字形葉輪的KR法。此法是攪拌器在鐵水中旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生旋渦，將脫硫劑卷入鐵水內(nèi)部進(jìn)行脫硫。機(jī)械攪拌法脫硫效率高，但設(shè)備復(fù)雜，投資大，但運(yùn)行費(fèi)用較噴吹法低。鐵水脫硫站的主要設(shè)備脫硫過程中涉及得設(shè)備包括鐵水包車、渣罐車、扒渣機(jī)、軌道衡、除塵罩、攪拌器、升降小車、升降導(dǎo)軌及框架、定位夾緊裝置、升降小車卷揚(yáng)裝置、煙罩提升裝置、脫硫劑輸送裝置（包括旋轉(zhuǎn)給料器、電動(dòng)溜槽、錐形閥、給料泵）、液壓系統(tǒng)以及煙道翻板閥等。常見鐵水預(yù)處理設(shè)備介紹：脫硫鐵水罐車：脫硫鐵水罐車用于承載脫硫鐵水罐，實(shí)現(xiàn)脫硫鐵水在吊罐位和脫硫位之間的轉(zhuǎn)移。型式： 電動(dòng)自行式，車上帶鐵水罐液壓推桿傾翻裝置電動(dòng)渣罐車：電動(dòng)渣罐車用于承載脫硫渣，實(shí)現(xiàn)脫硫渣在轉(zhuǎn)爐渣跨和脫硫位之間的轉(zhuǎn)移。型式： 電動(dòng)自行式扒渣機(jī)：扒渣機(jī)用于把鐵水罐的初始渣和脫硫渣扒至渣盆中。其動(dòng)作有前進(jìn)、后退、左右擺動(dòng)、上升和下降。型式：氣動(dòng)走行式中國有豐富的多金屬共生礦資源，為提取鐵礦中的共生金屬發(fā)展了適用的工藝技術(shù)。內(nèi)蒙古產(chǎn)的含鈮和稀土金屬鐵礦，除先在選礦過程中提取稀土精礦并煉成稀土合金、氯化稀土等副產(chǎn)品外，含鈮鐵水預(yù)處理后得到鈮渣,再冶煉成鈮鐵。攀枝花等地的釩鈦磁鐵礦,在選取鈦精礦并進(jìn)一步加工成鈦合金或鈦白外，在高爐中成功地以高氧化鈦渣冶煉成含釩鐵水，然后用霧化法或轉(zhuǎn)爐法從鐵水中提取釩渣，再把釩渣冶煉成\o"釩鐵"釩鐵。這樣不但有效地提取多種共生金屬，而且還發(fā)展了具有中國特色的低合金鋼的特殊系列。(3)轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝流程轉(zhuǎn)爐冶煉目的：將生鐵里的碳及其它雜質(zhì)（如：硅、錳）等氧化，產(chǎn)出比鐵的物理、化學(xué)性能與力學(xué)性能更好的鋼。轉(zhuǎn)爐冶煉原理：這種煉鋼法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里吹爐內(nèi)，又叫做側(cè)吹轉(zhuǎn)爐。開始時(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。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碳的燃燒而出現(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)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)過程只需15分鐘左右。如果氧氣是從爐底吹入，那就是底吹轉(zhuǎn)爐；氧氣從頂部吹入，就是頂吹轉(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。轉(zhuǎn)爐煉鋼的基本冶煉過程:頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉一爐鋼的操作過程主要由以下六步組成。a.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；b.傾爐，加廢鋼、兌鐵水，搖正爐體（至垂直位置）；c.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；3～5min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）；d.3～5min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12min后火焰微弱，停吹）；e:倒?fàn)t，測溫、取樣，并確定補(bǔ)吹時(shí)間或出鋼；f: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。上爐鋼出完鋼后，倒凈爐渣，堵出鋼口，兌鐵水和加廢鋼，降槍供氧，開始吹煉。在送氧開吹的同時(shí)，加入第一批渣料，加入量相當(dāng)于全爐總渣量的三分之二，開吹3-5分鐘后，第一批渣料化好，再加入第二批渣料。如果爐內(nèi)化渣不好，則許加入第三批螢石渣料。圖2.10電爐、轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)煉鋼生產(chǎn)工藝流程鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)：設(shè)在連鑄機(jī)澆鑄位置上方用于運(yùn)載鋼包過跨和支承鋼包進(jìn)行澆鑄的設(shè)備。由底座、回轉(zhuǎn)臂、驅(qū)動(dòng)裝置、回轉(zhuǎn)支撐、事故驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和錨固件6部分組成。中間包：是短流程煉鋼中用到的一個(gè)耐火材料容器，首先接受從鋼包澆下來的鋼水，然后再由中間包水口分配到各個(gè)結(jié)晶器中去。結(jié)晶器：在連續(xù)鑄造、真空吸鑄、單向結(jié)晶等鑄造方法中，使鑄件成形并迅速凝固結(jié)晶的特種金屬鑄型。結(jié)晶器是連鑄機(jī)的核心設(shè)備之一，直接關(guān)系到連鑄坯的質(zhì)量。拉矯機(jī)：在連鑄工藝中，連鑄機(jī)拉坯輥速度控制是連鑄機(jī)的三大關(guān)鍵技術(shù)之一，拉坯速度控制水平直接影響連鑄坯的產(chǎn)量和質(zhì)量，而拉坯輥電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的性能又在其中發(fā)揮著重要作用。電磁攪拌器：（Electromagneticstirring:EMS）的實(shí)質(zhì)是借助在鑄坯液相穴中感生的電磁力，強(qiáng)化鋼水的運(yùn)動(dòng)。具體地說，攪拌器激發(fā)的交變磁場滲透到鑄坯的鋼水內(nèi)，就在其中感應(yīng)起電流，該感應(yīng)電流與當(dāng)?shù)卮艌鱿嗷プ饔卯a(chǎn)生電磁力，電磁力是體積力，作用在鋼水體積元上，從而能推動(dòng)鋼水運(yùn)動(dòng)。連鑄的目的:將鋼水鑄造成鋼坯。圖2.12連鑄工藝生產(chǎn)流程將裝有精煉好鋼水的鋼包運(yùn)至回轉(zhuǎn)臺(tái)，回轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)到澆注位置后，將鋼水注入中間包，中間包再由水口將鋼水分配到各個(gè)結(jié)晶器中去。結(jié)晶器是連鑄機(jī)的核心設(shè)備之一，它使鑄件成形并迅速凝固結(jié)晶。拉矯機(jī)與結(jié)晶振動(dòng)裝置共同作用，將結(jié)晶器內(nèi)的鑄件拉出，經(jīng)冷卻、電磁攪拌后，切割成一定長度的板坯。連鑄自動(dòng)化控制主要有連鑄機(jī)拉坯輥速度控制、結(jié)晶器振動(dòng)頻率的控制、定長切割控制等控制技術(shù)。因?yàn)樾阅軈?shù)相同的軋鋼機(jī)，采用不同的布置形式時(shí)，軋鋼車間產(chǎn)品產(chǎn)量和軋制工藝就不同，所以根據(jù)中厚板的生產(chǎn)特點(diǎn)，中厚板軋機(jī)的布置形式可分為：單機(jī)架式、雙機(jī)架式、半連續(xù)式及連續(xù)式。中厚板軋機(jī)的形式：從機(jī)架結(jié)構(gòu)上來看有2輥可逆式、3輥勞特式4輥可逆式、萬能式和復(fù)合式之分。半連續(xù)式中厚板軋機(jī)：指粗軋機(jī)組各機(jī)架主要或全部為可逆式軋制的軋機(jī)，而精軋機(jī)組為連續(xù)式。軋制中厚板的半連續(xù)式軋機(jī)的粗軋機(jī)組是由立式或水平式破鱗機(jī)、可逆式粗軋機(jī)座和一臺(tái)或兩臺(tái)普通粗軋機(jī)座組成。精軋機(jī)組是由一臺(tái)除鱗裝置和4～6架4輥機(jī)架組成。在這樣的軋機(jī)上大都裝有卷取機(jī)，可卷取厚度達(dá)20mm的帶鋼。半連續(xù)式軋機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：兼能生產(chǎn)中厚板和薄板，產(chǎn)品規(guī)格廣，對于鋼板用量不大但品種要求齊全的地區(qū)尤其有發(fā)展的必要。軋制中厚板常用的軋制方法包括：a.全縱軋法，指板坯的長度方向與軋制方向一致的軋制方法；b.全橫軋法，指板坯的長度方向與軋制方向相互垂直的軋制方法；c.橫軋—縱軋法，指坯料轉(zhuǎn)過90°，使坯料的長度方向與軋制方向垂直軋制若干道，然后再轉(zhuǎn)90°，使原坯料的長度方向再與軋制方向一致進(jìn)行軋制；d.角軋—縱軋法，指將坯料在被軋輥咬入時(shí)，坯料的長度軸線與軋輥軸線成一角度，而下一道次再軋制時(shí)則沿另一對角軋制，并使鋼板軋成矩形，軋制若干道次后，再采用縱軋法。中厚板的軋制過程中的幾個(gè)階段:

a.除鱗。坯料在加熱爐中加熱要形成氧化鐵皮，為保證鋼板的表面質(zhì)量，在軋制之前要將氧化鐵皮除掉，否則氧化鐵皮壓入鋼板表面，會(huì)形成麻點(diǎn)或凹坑。中厚板軋機(jī)目前廣泛采用的除鱗方法是高壓水除鱗。b.整形軋制。除鱗后的坯料進(jìn)入粗軋機(jī)，沿其縱向進(jìn)行1～4道次的整形軋制，其目的是消除坯料表面清理產(chǎn)生的凹坑以及剪切造成的頭部壓扁，使之規(guī)整及后部軋制時(shí)形狀正確。c.展寬軋制。展寬軋制是將整形后的坯料轉(zhuǎn)90°，使其縱向軸線與軋輥軸線平行軋制。由于坯料的寬度和成品的寬度相差較大，而且在軋制中厚板時(shí)一般展寬量很小，為了使一個(gè)寬度的坯料可以生產(chǎn)多種寬度的鋼板，通常都采用展寬軋制，其目的是得到所要求的板寬。d.伸長軋制。當(dāng)經(jīng)過展寬軋制后，將板坯再轉(zhuǎn)90°回到原來的位置，即坯料縱向軸線與軋輥軸線垂直，再進(jìn)行軋制。其主要目的是使板坯延伸，同時(shí)控制板形性能和尺寸精度，以便最終得到尺寸精度高、板形好、性能好的中厚板材。熱軋是相對于冷軋而言的，冷軋是在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的軋制，而熱軋就是在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的軋制。 優(yōu)點(diǎn):可以破壞鋼錠的鑄造組織，細(xì)化鋼材的晶粒，并消除顯微組織的缺陷，從而使鋼材組織密實(shí)，力學(xué)性能得到改善。這種改善主要體現(xiàn)在沿軋制方向上，從而使鋼材在一定程度上不再是各向同性體；澆注時(shí)形成的氣泡、裂紋和疏松，也可在高溫和壓力作用下被焊合。缺點(diǎn):1.經(jīng)過熱軋之后，鋼材內(nèi)部的非金屬夾雜物（主要是硫化物和氧化物，還有硅酸鹽）被壓成薄片，出現(xiàn)分層（夾層）現(xiàn)象。分層使鋼材沿厚度方向受拉的性能大大惡化，并且有可能在焊縫收縮時(shí)出現(xiàn)層間撕裂。焊縫收縮誘發(fā)的局部應(yīng)變時(shí)常達(dá)到屈服點(diǎn)應(yīng)變的數(shù)倍，比荷載引起的應(yīng)變大得多；2.不均勻冷卻造成的殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力是在沒有外力作用下內(nèi)部自相平衡的應(yīng)力，各種截面的熱軋型鋼都有這類殘余應(yīng)力，一般型鋼截面尺寸越大，殘余應(yīng)力也越大。殘余應(yīng)力雖然是自相平衡的，但對鋼構(gòu)件在外力作用下的性能還是有一定影響。如對變形、穩(wěn)定性、抗疲勞等方面都可能產(chǎn)生不利的作用。3.熱軋的鋼材產(chǎn)品，對于厚度和邊寬這方面不好控制。我們熟知熱脹冷縮，由于開始的時(shí)候熱軋出來即使是長度、厚度都達(dá)標(biāo)，最后冷卻后還是會(huì)出現(xiàn)一定的負(fù)差，這種負(fù)差邊寬越寬，厚度越厚表現(xiàn)的越明顯。所以對于大號(hào)的鋼材，對于鋼材的邊寬、厚度、長度，角度，以及邊線都沒法要求太精確。冷連軋是用熱軋鋼卷為原料，經(jīng)酸洗去除氧化皮。其成品為軋硬卷，由于連續(xù)冷變形的冷作硬化使軋硬卷的強(qiáng)度、硬度上升、韌塑指標(biāo)下降，因此沖壓性能將惡化，只能用于簡單變形的零件。軋硬卷可作為熱鍍鋅廠的原料，因?yàn)闊徨冧\機(jī)組均設(shè)置有退火線。一般冷連軋板、卷均應(yīng)經(jīng)過連續(xù)退火（CAPL機(jī)組）或罩式爐退火消除冷軋硬化及軋年應(yīng)力，達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的力學(xué)性能指標(biāo)。冷軋鋼板的表面質(zhì)量、外觀、尺寸精度均優(yōu)于熱軋板，且其產(chǎn)品厚度可薄至0.18MM左右。以軋鋼卷為基板進(jìn)行產(chǎn)品的深加工，成為高附加值產(chǎn)品。如電鍍鋅、熱鍍鋅、而指紋電鍍鋅、彩涂鋼板卷及減振復(fù)合鋼板、PVC復(fù)膜鋼等，使這些產(chǎn)品具有美觀、高抗腐蝕等優(yōu)良品質(zhì)。冷軋鋼卷經(jīng)退火后必須進(jìn)行精整，包括切頭、尾、切邊、矯平、平整、重卷或縱剪切板等。冷軋產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車制造、家電產(chǎn)品，儀表開關(guān)、建筑、辦公家具等行業(yè)。中厚板廠的生產(chǎn)工藝流程如圖2.13所示。流程步驟可列述為：原料→加熱→高壓水除鱗→機(jī)架輥除鱗→四輥粗軋機(jī)→四輥精軋機(jī)→矯直→2#冷床、3#冷床冷卻→翻板→上下表檢查→激光對線、劃線→1#橫剪切頭、切尾、定尺、取樣→雙邊滾切剪→2#橫剪切尾→成品檢查→噴號(hào)→打字→垛板入庫。說明：對于不同要求的產(chǎn)品而言，可能用到的設(shè)備的規(guī)格、種類和數(shù)量有所差別，但是總的流程和執(zhí)行相關(guān)功能的設(shè)備的順序是不變的，這說明了相同的工藝之間的共性和不同之間的區(qū)別。圖2.13中厚板廠生產(chǎn)工藝流程圖通過測厚儀或傳感器(如輥縫儀和壓頭等)對鋼坯實(shí)際軋出厚度連續(xù)地進(jìn)行測量，并根據(jù)實(shí)測值與給定值相比較后的偏差信號(hào)，借助于控制回路和裝置或計(jì)算機(jī)的功能程序，改變壓下位置、軋制力或軋制速度，把鋼板厚度控制在允許偏差范圍之內(nèi)。檢測裝置（測厚儀、測壓儀等）：用來檢測實(shí)際值并反饋到系統(tǒng)輸入端。控制器（調(diào)節(jié)器、放大器、校正器等）：根據(jù)實(shí)測值與給定值相比較計(jì)算被控量，并反饋到系統(tǒng)輸出端。執(zhí)行機(jī)構(gòu)（主電機(jī)、壓下裝置等）：接受控制器輸出的控制信號(hào)，及時(shí)把控制量調(diào)整到位。被控對象：指軋制變形區(qū)、生產(chǎn)設(shè)備等。反饋式厚度自動(dòng)控制控制原理：測厚儀安裝在軋機(jī)出口側(cè)，測量出實(shí)際軋出厚度，并與給定厚度值相比較，當(dāng)有厚度偏差時(shí)，便計(jì)算出所需的輥縫調(diào)節(jié)量ΔS，然后由執(zhí)行機(jī)構(gòu)（壓下螺絲）作相應(yīng)的調(diào)節(jié)，以消除厚度偏差。特點(diǎn)： 滯后的調(diào)節(jié)手段；調(diào)整的精確度高。前饋式厚度自動(dòng)控制控制原理：測厚儀安裝在軋機(jī)入口側(cè)，測量出其入口厚度H，并與給定厚度值H0相比較，當(dāng)有厚度偏差ΔH時(shí)，便預(yù)先估計(jì)出可能產(chǎn)生的軋出厚度偏差Δh，確定為消除此Δh值所需的輥縫調(diào)節(jié)量ΔS，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成調(diào)節(jié)時(shí)，檢測點(diǎn)正好到達(dá)輥縫處，厚差消失。特點(diǎn)： 超前的控制手段用來控制入口厚度波動(dòng)引起的軋出厚度波動(dòng)。（與反饋式配合使用）液壓式厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)控制原理：液壓AGC就是借助于軋機(jī)的液壓系統(tǒng)，通過液壓伺服閥（能根據(jù)位置檢測和壓力檢測所發(fā)出的微弱電信號(hào)，精確地控制流入油缸的流量）調(diào)節(jié)液壓缸的油量和壓力來控制軋輥的位置，對中厚板進(jìn)行厚度自動(dòng)控制的系統(tǒng)。AGC=EGC+HGCEGC是電動(dòng)壓下:精軋機(jī)（70裝置＋電機(jī)），位置行程采用編碼器；粗軋機(jī)（S120+電機(jī)）位移傳感器測量；HGC是液壓壓下：即液壓缸，行程采用位移傳感器測量。HGC反應(yīng)快容易補(bǔ)償和微調(diào)，電動(dòng)壓下誤差大不易微調(diào)。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)，編程工作由濟(jì)鋼自行完成。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，應(yīng)用效果顯著。燒結(jié)過程控制模型構(gòu)架：燒結(jié)過程控制模型由6個(gè)一級(jí)控制模型、5個(gè)二級(jí)控制模型。①一級(jí)控制模型包括：混合料總量控制模型、返礦比率控制模型、燃料比率控制模型、水分控制模型、布料控制模型、點(diǎn)火控模型、鐵料設(shè)定值、熔劑設(shè)定值。圖3.1系統(tǒng)圖三級(jí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成以太網(wǎng)（ＥＴＨＥＲＮＥＴ）：光纖為介質(zhì)，連接模塊１７５６－ＥＮＢＴ圖3.2以太網(wǎng)b.控制網(wǎng)（ＣＯＮＴＲＯＬＮＥＴ）：同軸電纜為介質(zhì)，連接模塊１７５６－ＣＮＢＴ圖3.3控制網(wǎng)c.設(shè)備網(wǎng)（ＤＥＶＩＣＥＮＥＴ）總線電纜為介質(zhì)，連接模塊１７５６－ＤＮＢ圖3.4設(shè)備網(wǎng)高壓配電室主抽風(fēng)高壓配電室A、電源進(jìn)線：I段5217II段5360B、用途：主抽系統(tǒng)（1#2#主抽風(fēng)機(jī)高壓柜等），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A、電源進(jìn)線：I段5145II段5234B、用途：簡單的說：除上述系統(tǒng)以外，所有用電設(shè)備具體的說：９臺(tái)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(tái)）SCB9-2000KVA/10KV／０.4KV型號(hào)說明：S-三相D-單相繞組外絕緣介質(zhì)：C-成型固體澆注式CR-成型固體包封式變壓器油不表示冷卻裝置種類：F-風(fēng)冷自然冷卻不表示調(diào)壓方式：Z-有載調(diào)壓無勵(lì)磁調(diào)壓不表示繞組導(dǎo)線材質(zhì)：銅不表示B-銅箔L-鋁LB-鋁箔性能水平代號(hào)（7、8、9、10）額定容量（KVA）高壓繞組電壓等級(jí)（KV）在焦化廠配煤煉焦生產(chǎn)工藝過程中，需要將各種不同的精煤如:肥煤、氣煤、瘦煤、焦煤、貧煤等以適當(dāng)比例配合成混合煤稱之為自動(dòng)配煤，它是整個(gè)焦化生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，對生產(chǎn)高質(zhì)量的焦炭、合理利用煤炭資源及生產(chǎn)成本控制具有重大意義。它可確保鋼廠生產(chǎn)所需優(yōu)質(zhì)鐵水對焦炭低硫高強(qiáng)度的要求，實(shí)現(xiàn)大型、高效、環(huán)保、節(jié)能的清潔生產(chǎn)目標(biāo)。每個(gè)儲(chǔ)煤槽中的單種煤通過圓盤給料機(jī)均勻地落到定量給料機(jī)皮帶上，稱量和速度信號(hào)分別進(jìn)人到控制系統(tǒng)，經(jīng)過乘積運(yùn)算處理計(jì)算出實(shí)際給料量，將實(shí)際給料量與設(shè)定的給料量不斷進(jìn)行比較輸出兩路PID控制信號(hào)，分別對圓盤給料機(jī)和定量給料皮帶機(jī)進(jìn)行雙變頻調(diào)速控制，使之精確地以恒定的期望給料速率出料，保持每臺(tái)CFW給料流量的恒定，以確保所設(shè)定總配比的要求。自動(dòng)配煤裝置實(shí)現(xiàn)24套圓盤給料機(jī)、定量給料機(jī)的順序起停、報(bào)警以及模擬量的輸人、輸出，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全自動(dòng)、半自動(dòng)及手動(dòng)的控制，完成不同原煤料混勻給料、煤比計(jì)算及配煤流量控制并實(shí)現(xiàn)配料系統(tǒng)與帶式輸送機(jī)的起停連鎖。圓盤及定量給料皮帶機(jī)原理如圖3.9所示。圖3.5圓盤及定且給料皮帶機(jī)原理圖控制系統(tǒng)構(gòu)成整個(gè)自動(dòng)配煤裝置為生產(chǎn)現(xiàn)場無人化管理，所有的操作和監(jiān)視均在中央控制室中進(jìn)行，系統(tǒng)采用分布式計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理方式，主要由兩套西門子S7-300PLC、兩套WINCCV6.0監(jiān)控軟件及工控機(jī)、48套SIMOVERTMASTERDRIVES6SE70工程型變頻器、24臺(tái)CFC一200回路調(diào)節(jié)控制器、3套OSM等控制單元構(gòu)成一個(gè)基于loom光纖工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的SCADA系統(tǒng)。各關(guān)鍵裝置如:PLC、變頻器、調(diào)節(jié)控制器、分布式I/O之間數(shù)據(jù)傳輸采用Profibus-DP協(xié)議通訊方式，以確保高實(shí)時(shí)性和高動(dòng)態(tài)響應(yīng)要求，Profibus是能夠以標(biāo)準(zhǔn)方式應(yīng)用于所有領(lǐng)域并貫穿整個(gè)過程鏈的現(xiàn)場總線。這種系統(tǒng)架構(gòu)充分利用發(fā)揮了西門子SIMATIC自動(dòng)化產(chǎn)品的資源，具有高可靠性，強(qiáng)抗干擾能力和靈活的可擴(kuò)充性，可獨(dú)立完成對設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，精度控制，監(jiān)控連鎖。上位機(jī)WINCCV6.0組態(tài)軟件作為HMI，通過操作畫面對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，報(bào)警，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝過程參數(shù)的實(shí)時(shí)曲線、歷史趨勢顯示、報(bào)警記錄、配方管理、產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)、各類數(shù)據(jù)歸檔和安全連鎖保護(hù)，同時(shí)通過VBA編程實(shí)現(xiàn)Excel報(bào)表輸出、打印及預(yù)覽等功能。系統(tǒng)需要監(jiān)測重量、速度、位置、缺料、堵料、皮帶打滑、電機(jī)啟停、電流、轉(zhuǎn)距和轉(zhuǎn)速等一千多個(gè)。模擬量I/O和數(shù)字量I/O控制點(diǎn)，具有48個(gè)PID閉環(huán)控制回路和2套遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)操作站。整套系統(tǒng)通過光纖交換機(jī)進(jìn)人Ethernet與焦業(yè)公司的其它焦化工藝段及廠級(jí)管理網(wǎng)進(jìn)行銜接，達(dá)到管控一體化水平。自動(dòng)配煤裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3.10所示。圖3.6自動(dòng)配煤裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)配置本系統(tǒng)24臺(tái)配煤秤分為兩個(gè)工藝段各為12臺(tái)，每個(gè)工藝段控制單元由1個(gè)S7一315一2DPCPU主站(含1個(gè)本地?cái)U(kuò)展主站)及2個(gè)ET200M從站、12個(gè)CFC一200及6SE70變頻器配帶CBP2從站所組成，兩個(gè)工藝段控制單元經(jīng)光纖工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行互連，兩臺(tái)帶有WinCC6.0的工控機(jī)組成配煤系統(tǒng)操作員站，其中一臺(tái)兼有工程師站功能。硬件配置組成(2套控制柜)控制系統(tǒng)主要采用西門子SIMATIC系列產(chǎn)品，其硬件主要配置如下:工控機(jī):ADVANTECHIPC一610,1-4/2.BGHz/80Gb/512Mb/CP1613網(wǎng)卡/19'LCD2套。電源:SITOP電源24VDC/l0A2個(gè)，PS30724VDC/5A電源模塊6套.UPS3KVA在線式2套。PLC:CPU315-2DP2套。SM321DI模板18塊.5M322DO模板8塊，SM331AI模板4塊。CP343一1以太網(wǎng)模板2塊.CP342一5DP模板2塊。ET200MIM153一1分布式接口模板4塊。焦?fàn)t是焦炭生產(chǎn)的心臟設(shè)備,負(fù)擔(dān)著從原煤到焦炭生產(chǎn)的重要功能,為了追求更高水平的焦炭質(zhì)量,必須要求在焦?fàn)t生產(chǎn)的過程中實(shí)施全過程的自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制,所以控制系統(tǒng)就是它的“靈魂”和“大腦”,因此要確?？刂葡到y(tǒng)的可靠性和先進(jìn)性。濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司焦化廠在焦?fàn)t生產(chǎn)過程中,采用了世界著名的自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)羅克韋爾自動(dòng)化公司的ControlLogixPLC控制系統(tǒng),并通過DeviceNet網(wǎng)絡(luò)連接現(xiàn)場I/O工作站,減少了開發(fā)、安裝的工作量,增加了系統(tǒng)的可靠性并提高了系統(tǒng)的整體性能。系統(tǒng)配置圖見圖3.12。圖3.7系統(tǒng)拓樸圖在本系統(tǒng)中,采用的是ControlLogix5500處理器,配有DeviceNet網(wǎng)絡(luò)接口模板,用于連接現(xiàn)場的I/O工作站,另外在裝煤車上選用一臺(tái)觸摸屏PanelView來進(jìn)行運(yùn)行過程的提示和操作,PanelView也通過DeviceNet與PLC連接。采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的DeviceNet現(xiàn)場總線在2002年已成為我國的國家標(biāo)準(zhǔn),它負(fù)責(zé)從低層設(shè)備采集數(shù)據(jù),有效地減少了電纜數(shù)量和敷設(shè)工作量,降低了成本和縮短了安裝周期,減少了起動(dòng)和維修時(shí)間。DeviceNet還增加了設(shè)備層診斷功能,可以用于趨勢分析和故障診斷。觸摸屏計(jì)算機(jī)用于裝煤車操作面板,它運(yùn)行當(dāng)今流行的WINDOWS操作系統(tǒng),裝煤機(jī)的控制軟件具有操作參數(shù)的修改、工作過程中的狀態(tài)監(jiān)視及故障診斷等功能。高爐槽下配料控制系統(tǒng)中，上位機(jī)監(jiān)控軟件中采用西門子的組態(tài)軟件WinCC來實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)并編程組態(tài)了如下界面：首頁封面、稱重界面、記錄界面、報(bào)警界面、實(shí)況模擬界面、高爐本體界面、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組態(tài)界面等?？删幊踢壿嬁刂破髟诂F(xiàn)場進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、處理和簡單的控制，同時(shí)和上位機(jī)進(jìn)行通訊以交換系統(tǒng)運(yùn)行中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。在上位機(jī)中，監(jiān)控系統(tǒng)主要完成的任務(wù)：現(xiàn)場各種礦石稱重的顯示、處理和設(shè)定；現(xiàn)場數(shù)據(jù)的記錄、保存和查詢；對現(xiàn)場重要數(shù)據(jù)的報(bào)警；生產(chǎn)現(xiàn)場的模擬運(yùn)行；裝料制度的設(shè)定以及高爐本體的模擬運(yùn)行。系統(tǒng)主要完成對槽下物料稱重、配料和上料環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集和控制，實(shí)現(xiàn)對物料稱重、配料和上料環(huán)節(jié)的監(jiān)控，使得物料粒度滿足高爐生產(chǎn)工藝的要求，配料精確和上料及時(shí)。槽下配料系統(tǒng)監(jiān)控界面設(shè)計(jì)和動(dòng)作組態(tài):槽下上料系統(tǒng)主界面,稱重界面,實(shí)況模擬界面,變量記錄界面,高爐本體界面,報(bào)警記錄界面,網(wǎng)絡(luò)組態(tài)界面。整個(gè)工程共包括原燃料、槽下配料、無鐘爐頂、熱風(fēng)爐、凈環(huán)、濁環(huán)、渣處理、出鐵場除塵以及高爐煤氣清洗和TRT子系統(tǒng)。主要設(shè)備為1750m3高爐一座、頂燃式熱風(fēng)爐三座、爐頂為串罐式無料鐘結(jié)構(gòu)。本工程的自動(dòng)化設(shè)計(jì)由濟(jì)南鋼鐵公司設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)完成，應(yīng)用兩級(jí)自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)高爐的自動(dòng)化控制。整個(gè)高爐基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)由電氣和儀表系統(tǒng)組成，主要功能完成對從原燃料上料、槽下配料、無鐘爐頂布料、煤粉制備噴吹以及爐體水冷和凈環(huán)、濁環(huán)系統(tǒng)等生產(chǎn)過程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、順序控制、連續(xù)控制、監(jiān)控操作、人機(jī)對話和數(shù)據(jù)通信（包括接受過程自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)定值和發(fā)送實(shí)際過程數(shù)據(jù)給過程自動(dòng)化系統(tǒng)）。采用電儀一體化（電氣、儀表共用）的PLC控制系統(tǒng)、HMI人機(jī)界面、控制軟件及相關(guān)的環(huán)型工業(yè)以太網(wǎng)組成。控制系統(tǒng)聯(lián)接網(wǎng)絡(luò)共有四層：1.設(shè)備網(wǎng)（DeviceNet）；2.控制網(wǎng)（冗余ControlNet）；3.工業(yè)以太網(wǎng)（EtherNet/IP）。整個(gè)高爐區(qū)域通過光纖連接成一個(gè)100MTCP/IP工業(yè)以太網(wǎng)，2#、3#高爐各子系統(tǒng)及公用部分的PLC、操作站、服務(wù)器之間采用工業(yè)以太網(wǎng)（EtherNet/IP）連為一體，實(shí)現(xiàn)PLC、操作站、服務(wù)器數(shù)據(jù)共享、實(shí)時(shí)交換。其中高爐的原燃料、槽下、無鐘爐頂、爐體水冷、高爐軟水密閉循環(huán)、熱風(fēng)爐等對于高爐連續(xù)生產(chǎn)相對比校重要的子系統(tǒng)鏈接成環(huán)形工業(yè)以太網(wǎng)，其他輔助系統(tǒng)如煤粉噴吹子系統(tǒng)，渣處理、高爐干法除塵等子系統(tǒng)子系統(tǒng)成樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接在環(huán)形以太網(wǎng)上。所有鏈接在網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器、操作站、PLC處理器都有相應(yīng)的地址規(guī)劃，并保留了一些地址用于以后的擴(kuò)建如圖3.13所示。圖3.8濟(jì)鋼2號(hào)、3號(hào)高爐光線網(wǎng)絡(luò)配置圖變頻器的主要任務(wù)就是把恒壓恒頻的交流電轉(zhuǎn)換為變壓變頻的交流電，以滿足交流電電機(jī)變頻調(diào)速的需要。交流電動(dòng)機(jī)采用變頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)代電動(dòng)機(jī)調(diào)速的潮流，它以體積小、重量輕、精度高、通用性強(qiáng)、工藝先進(jìn)、功能豐富、保護(hù)齊全、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)于以往的多種調(diào)速方式，如變極調(diào)速、調(diào)壓調(diào)速、滑差調(diào)速、串級(jí)調(diào)速、液力偶合器調(diào)速等，因此，變頻器的發(fā)展十分迅速，在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。（1）變頻器的分類從結(jié)構(gòu)上看，變頻器可分為直接變頻和間接變頻兩類。間接變頻器：先將工頻交流電源通過整流器變成直流，然后再經(jīng)過逆變器將直流變換為可控頻率的交流，因此又稱它為交－直－交變頻器。直接變頻器：將工頻交流一次變換為可控頻率交流，沒有中間直流環(huán)節(jié)，即所謂的交－交變頻器。（2）變頻器的控制方式及特點(diǎn)VVVF（變頻變壓控制）優(yōu)點(diǎn)： 控制電路結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，機(jī)械特性硬度也較好，能夠滿足一般傳動(dòng)的平滑調(diào)速要求，已在產(chǎn)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。缺點(diǎn)：a.在低頻時(shí)，由于輸出電壓較低，轉(zhuǎn)矩受定子電阻壓降的影響比較顯著，使輸出最大轉(zhuǎn)矩減小。b.動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還不好，控制曲線會(huì)隨負(fù)載的變化而變化；c.轉(zhuǎn)矩響應(yīng)慢（150ms）、電機(jī)轉(zhuǎn)矩利用率不高，低速時(shí)性能下降，穩(wěn)定性變差等。應(yīng)用場合：對調(diào)速要求不高的地方，輥道控制，風(fēng)機(jī)控制，換輥控制等FOC（矢量控制，也稱磁場定向控制）優(yōu)點(diǎn)：a.矢量控制方法的出現(xiàn)，使異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速在電動(dòng)機(jī)的調(diào)速領(lǐng)域里全方位的處于優(yōu)勢地位。b.矢量控制能把電機(jī)的電流值進(jìn)行分離，精確產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流和產(chǎn)生磁場的電流的數(shù)值。做到和直流電機(jī)相媲美的程度，平滑、調(diào)速范圍寬。c.通過矢量控制原理及優(yōu)化補(bǔ)償措施，做到兩種電流的單獨(dú)比較精確控制，允許電機(jī)產(chǎn)出大的轉(zhuǎn)矩，低速產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩能做到50HZ的輸出轉(zhuǎn)矩缺點(diǎn)：a.矢量控制技術(shù)需要對電動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行正確估算，特別是轉(zhuǎn)子參數(shù)，如何跟蹤參數(shù)的變化，提高控制的魯棒性，就成為眾多學(xué)者深入研究的課題。b.需要解耦，需要坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)變換，需要仿真直流電機(jī)，這就說明模型計(jì)算量大，對硬件要求較高。DTC（直接轉(zhuǎn)矩控制）和矢量控制不同，摒棄了解耦的思想，取消了旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，簡單的通過電機(jī)定子電壓和電流，借助瞬時(shí)空間矢量理論計(jì)算電機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，并根據(jù)與給定值比較所得差值，實(shí)現(xiàn)磁鏈和轉(zhuǎn)矩的直接控制。優(yōu)點(diǎn)：a.控制思想簡單b.控制系統(tǒng)簡潔明了，相對簡單c.動(dòng)態(tài)性能優(yōu)良動(dòng)態(tài)響應(yīng)快d.參數(shù)魯棒性好缺點(diǎn)：a.在低速區(qū)，由于定子電阻的變化帶來了一系列問題。主要是定子電流和磁鏈的畸變非常嚴(yán)重。b.低速時(shí)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、死區(qū)效應(yīng)、開關(guān)頻率問題也比較突出。直接轉(zhuǎn)矩控制與矢量控制之間的比較特點(diǎn)與性能直接轉(zhuǎn)矩控制DTC矢量控制FOC磁鏈控制定子磁鏈轉(zhuǎn)子磁鏈轉(zhuǎn)矩控制砰砰控制，脈動(dòng)連續(xù)控制，平滑坐標(biāo)變換靜止坐標(biāo),α-β變換旋轉(zhuǎn)坐標(biāo),d-q變換轉(zhuǎn)子參數(shù)變化影響高速時(shí)無影響，低速時(shí)有影響高低速均有影響響應(yīng)時(shí)間70%轉(zhuǎn)速時(shí)小于3ms,誤差0.2%閉環(huán)時(shí)10-20ms，誤差0.3%調(diào)速范圍不夠?qū)捿^寬表3.1DTC與FOC之間的比較變頻器具體應(yīng)用：a.轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)b.氧槍升降的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)c.變頻器在轉(zhuǎn)爐一次除塵系統(tǒng)中的應(yīng)用使用PC客戶機(jī)、PC服務(wù)器及小型服務(wù)器工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是一種采用總線結(jié)構(gòu)，對生產(chǎn)過程及其機(jī)電設(shè)備、工藝裝備進(jìn)行檢測與控制的工具總稱。它具有重要的計(jì)算機(jī)屬性和特征，如：具有計(jì)算機(jī)CPU、硬盤、內(nèi)存、外設(shè)及接口、并有實(shí)時(shí)的操作系統(tǒng)、控制網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議、計(jì)算能力，友好的人機(jī)界面等。目前工控機(jī)的主要類別有：IPC（PC總線工業(yè)電腦）、PLC（可編程控制系統(tǒng)）、DCS（分散型控制系統(tǒng)）、FCS（現(xiàn)場總線系統(tǒng)）及CNC（數(shù)控系統(tǒng)）五種。PC機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括硬件系統(tǒng)及軟件系統(tǒng)（1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是將分布在不同地理區(qū)域的具有獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、終端設(shè)備通過相應(yīng)的通信設(shè)備和傳輸介質(zhì)互聯(lián)起來，構(gòu)成彼此間可相互通信和協(xié)作的綜合信息處理系統(tǒng)。組建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)是：實(shí)現(xiàn)資源共享和信息傳輸。那么我們這里所指工控網(wǎng)絡(luò)則是用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)種類繁多，按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，有以下幾種分類：按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類，有環(huán)型網(wǎng)、星型網(wǎng)、總線型網(wǎng)、樹型網(wǎng)和混合型等。按通信介質(zhì)分類，有雙絞線網(wǎng)、同軸電纜網(wǎng)、光纖網(wǎng)和無線衛(wèi)星網(wǎng)等。按信號(hào)頻帶占用方式分類，有基帶網(wǎng)和寬帶網(wǎng)。按網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和覆蓋范圍分類，有局域網(wǎng)（LAN）、廣域網(wǎng)(WAN)和城域網(wǎng)(MAN).生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)分為4層L1級(jí)網(wǎng)絡(luò)：即基礎(chǔ)自動(dòng)化控制級(jí)。包括PLC、儀器儀表、變頻器、監(jiān)控計(jì)算機(jī)等。L2級(jí)網(wǎng)絡(luò)：即過程控制級(jí)。它主要體現(xiàn)為生產(chǎn)控制模型系統(tǒng)。MES網(wǎng)絡(luò)：主要用于生產(chǎn)管理、調(diào)度管理的信息傳輸、生產(chǎn)計(jì)劃的下達(dá)管理。ERP網(wǎng)絡(luò)：主要用于原材物料跟蹤，財(cái)務(wù)、物流、人力資源管理。（2）模型定義：模型是一個(gè)規(guī)范。我們這里所指的計(jì)算機(jī)模型實(shí)際上就是用計(jì)算機(jī)語言來實(shí)現(xiàn)的數(shù)學(xué)模型。L2級(jí)也是過程自動(dòng)化級(jí)，是利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)和模型計(jì)算，對我們生產(chǎn)過程進(jìn)行督導(dǎo)，它是一個(gè)交互的工作過程，根據(jù)實(shí)時(shí)檢測到的現(xiàn)場事件來運(yùn)行數(shù)學(xué)模型，根據(jù)模型計(jì)算和操作員指令向基礎(chǔ)自動(dòng)化發(fā)送設(shè)定值，指導(dǎo)冶煉、指導(dǎo)操作，從而避免經(jīng)驗(yàn)操作的精度不夠的缺陷來提高冶煉的精準(zhǔn)度，它是提高冶金產(chǎn)品質(zhì)量方面的重要手段轉(zhuǎn)爐SDM模型SDM模型是濟(jì)鋼第三煉鋼廠自動(dòng)化煉鋼先進(jìn)技術(shù)的體現(xiàn)，代表著國內(nèi)領(lǐng)先世界先進(jìn)的自動(dòng)化煉鋼技術(shù)，真正體現(xiàn)了現(xiàn)代自動(dòng)化煉鋼的技術(shù)水平。該模型分為靜態(tài)模型計(jì)算和動(dòng)態(tài)模型計(jì)算。在煉鋼過程中，首先進(jìn)行靜態(tài)模型的計(jì)算，然后根據(jù)煉鋼的工藝目標(biāo)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的計(jì)算，最終達(dá)到煉鋼的工藝目標(biāo)值，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化煉鋼。該模型包括7個(gè)模塊。連鑄二級(jí)模型連鑄L2級(jí)的系統(tǒng)用戶分為Administrator和Operator兩大類。作為管理員，有著超級(jí)權(quán)限，Administrator可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的要求或者是工藝操作人員的需要對控制模型進(jìn)行修改，使其更好地適應(yīng)生產(chǎn)的變化、滿足生產(chǎn)的需要?，F(xiàn)場生產(chǎn)計(jì)算機(jī)使用情況濟(jì)南鋼鐵工廠系統(tǒng)除了2、3#精煉爐沒有過程控制級(jí)，其他包括爐前、1號(hào)精煉爐、RH、4個(gè)鑄機(jī)都有以C/S為結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)模型控制系統(tǒng)。全廠有30多臺(tái)服務(wù)器，近200臺(tái)參與監(jiān)控的客戶端。其維護(hù)與檢修的工作非常重要，工作量也非常大，車間的主要點(diǎn)檢、維護(hù)單位是自動(dòng)化車間技術(shù)組。（1）連鑄機(jī)自動(dòng)化控制設(shè)備構(gòu)成按區(qū)域總體分成四大部分：公用系統(tǒng)、鑄流系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)、后部系統(tǒng)。公用系統(tǒng)主要包括：大包回轉(zhuǎn)臺(tái)、中包車、中包預(yù)熱站、主液壓站、滑動(dòng)水口液壓站、潤滑站等自動(dòng)控制系統(tǒng)等。鑄流系統(tǒng)主要包括：結(jié)晶器調(diào)寬、結(jié)晶器振動(dòng)、ASTC、拉矯驅(qū)動(dòng)、引錠收發(fā)控制、控制、蒸汽煙氣抽引控制等。儀表系統(tǒng)主要任務(wù)：完成連鑄機(jī)的設(shè)備冷卻、鑄坯二次冷卻、各氣體介質(zhì)測量檢測控制等功能。應(yīng)用類型：1）稱重系統(tǒng) 2）結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)3）配水系統(tǒng) 4）下渣檢測系統(tǒng)5）結(jié)晶器專家系統(tǒng) 6）輥縫儀后部系統(tǒng)主要完成：板坯輥道自動(dòng)輸送、一次切割車、二次切割車、去毛刺機(jī)、打號(hào)機(jī)、跺板臺(tái)卸板臺(tái)、過跨車控制等功能。（2）典型設(shè)備介紹結(jié)晶器振動(dòng)就是使結(jié)晶器以不同的頻率和振幅上下往復(fù)振動(dòng)，以防止鋼水粘連在結(jié)晶器的銅板上。振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)是由伺服閥控制的液壓缸來實(shí)現(xiàn)的，其實(shí)際位置是由液壓缸的位置傳感器進(jìn)行檢測的拉矯系統(tǒng)提供了彎曲段、矯直段、水平段內(nèi)的鑄坯的導(dǎo)向，保證了引錠桿的插入和澆注過程中熱坯的拉矯。拉矯電機(jī)均采用SIEMENS書本型變頻器（MASTERDRIVERSVC）的矢量控制系統(tǒng)，變頻器均帶有制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻，部分電機(jī)采用電磁抱閘制動(dòng)。變頻器與PLC-Drive采用PROFIBUS通訊，編碼器信號(hào)進(jìn)入變頻器作為反饋信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了矢量控制。橫移臺(tái)車是將CCM2的鑄坯通過5臺(tái)平移小車運(yùn)送到CCM3的輥道上，然后運(yùn)送到加熱爐的設(shè)備。橫移臺(tái)車設(shè)備包括升降橫梁，平移小車兩部分組成。升降橫梁通過裝在橫梁下部的2個(gè)液壓缸驅(qū)動(dòng)，平移小車是通過一臺(tái)75KW的SIEMENS變頻器控制的一臺(tái)45KW的帶抱閘和編碼器的SIEMENS電機(jī)驅(qū)動(dòng)。整個(gè)橫移臺(tái)車系統(tǒng)包括7個(gè)限位，分別為：升降橫梁的高位，升降橫梁的低位，2＃機(jī)極限位，3＃極限位，緩沖區(qū)A位，緩沖區(qū)B位，小車行走同步位。CCM軋機(jī)設(shè)備主要有：出入口鋼卷運(yùn)輸設(shè)備、軋機(jī)、開卷卷取設(shè)備和電氣測控設(shè)備，其布置如圖3.23所示。圖3.23CCM軋機(jī)區(qū)設(shè)備布置圖CCM軋機(jī)的質(zhì)量控制系統(tǒng):AGC液壓調(diào)節(jié)裝置工作輥彎輥(WRB)工作輥CVC橫移多區(qū)選擇冷卻裝置MCS在現(xiàn)代板帶軋制技術(shù)中，以液壓AGC為主的壓下控制系統(tǒng)是保證中厚板產(chǎn)品質(zhì)量、進(jìn)一步提高產(chǎn)量的新技術(shù)，在國內(nèi)絕大多數(shù)中厚板軋鋼廠家中都有不同效果的運(yùn)用。為進(jìn)一步提高中板廠經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，濟(jì)南鋼鐵股份有限公司中板廠（簡稱濟(jì)鋼中板廠）于2003年12月成功地投用了液壓AGC自動(dòng)厚度控制系統(tǒng)。改造前的操作狀況:原厚度控制調(diào)整系統(tǒng)為純?nèi)斯た刂品绞?，完全以?jīng)驗(yàn)為主。該方式存在厚度控制不穩(wěn)定、板形調(diào)整不靈活、設(shè)備負(fù)載無法監(jiān)控、人工經(jīng)驗(yàn)因素影響大、操作工勞動(dòng)強(qiáng)度高等多項(xiàng)缺點(diǎn)，致使軋機(jī)能力沒有得到充分發(fā)揮。另外，人工設(shè)定輥縫及進(jìn)行調(diào)零、軋機(jī)調(diào)整誤差大，造成鋼板同板差、異板差大、厚度命中率低。系統(tǒng)控制方案:濟(jì)鋼中板軋機(jī)壓下控制系統(tǒng)主要包括3部分：軋輥位置控制系統(tǒng)；板材厚度控制系統(tǒng)（控制同板差）；規(guī)程設(shè)定與調(diào)度系統(tǒng)（控制異板差，提高目標(biāo)厚度命中率）。因此，中板軋機(jī)壓下控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是控制軋輥位置，減少同板差和異板差，提高目標(biāo)厚度的命中率，有效改善板形?？刂扑悸?濟(jì)鋼中板是雙機(jī)架生產(chǎn)，四輥軋機(jī)僅作為精軋機(jī)使用，因此在來料厚度通常不大于50mm的情況下，適合采用全液壓壓下方式軋鋼，壓下油缸將采用大行程缸，同時(shí)保留電動(dòng)壓下方式作為備用。AGC有絕對值和相對值兩種控制方式。由于濟(jì)鋼中板廠沒有配備過程計(jì)算機(jī)，目前僅采用相對值A(chǔ)GC方式。濟(jì)鋼中板生產(chǎn)是典型的按訂單生產(chǎn)方式，多品種、小批量，一個(gè)班經(jīng)常軋制很多鋼種規(guī)格。規(guī)格的頻繁更換使操作工不可能臨時(shí)向系統(tǒng)輸入規(guī)程，否則將影響軋制節(jié)奏。因此濟(jì)鋼這套系統(tǒng)采用了電動(dòng)壓下+液壓AGC的軋制方式，并成為在沒有配備過程計(jì)算機(jī)條件下的一種主要工作方式。AGC系統(tǒng):AGC系統(tǒng)的作用是當(dāng)軋輥產(chǎn)生彎曲和有其它擾動(dòng)的情況下，保持輥縫值恒定。AGC系統(tǒng)的核心任務(wù)是通過補(bǔ)償軋機(jī)的彈跳和調(diào)整壓下系統(tǒng)的位置來保持帶載輥縫和軋件出口厚度恒定。(1)同步發(fā)電機(jī)的傳遞函數(shù),同步發(fā)電機(jī)的傳遞函數(shù)相當(dāng)復(fù)雜,這里只研究發(fā)電機(jī)空載起勵(lì)的過程,因此,可對發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)描述進(jìn)行簡化。在轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速時(shí),同步發(fā)電機(jī)的傳遞函數(shù)可以用一階滯后環(huán)節(jié)來表示。電壓最大值在額定電壓的附近,因此,可以在該過程中忽略飽和現(xiàn)象,故同步發(fā)電機(jī)的傳遞函數(shù)為式中表示其時(shí)間常數(shù),主要為勵(lì)磁繞組的時(shí)間常數(shù),其數(shù)值較小,取5s,為發(fā)電機(jī)的電壓放大系數(shù),當(dāng)忽略發(fā)電機(jī)的飽和影響時(shí),可用發(fā)電機(jī)的定子電壓和發(fā)電機(jī)空載額定轉(zhuǎn)子電壓之比表示。(2)電壓測量單元的傳遞函數(shù)電壓測量單元由測量變壓器、整流濾波電路等組成,作用是把發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓變成與之成正比的直流電壓,在正常情況下,和測量變壓器均不會(huì)飽和,可近似用一個(gè)一階滯后環(huán)節(jié)來描述式中，時(shí)間常數(shù)約為幾十毫秒,,為對應(yīng)時(shí)測量單元的輸出電壓。(3)功率放大單元的傳遞函數(shù)調(diào)節(jié)器中的功率放大單元是可控硅調(diào)節(jié)器,由于可控硅整流元件工作是斷續(xù)的,所以它的輸出與控制信號(hào)間存在著時(shí)滯。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)有式中為可控硅整流電路的輸出電壓,為可控硅整流電路輸出開路時(shí)的輸出電壓,為換相電抗形成的輸出電壓降,為可控硅整流元件的電壓降（每只可控硅的管壓降約為1V,在分析勵(lì)磁系統(tǒng)時(shí)一般情況下可忽略不計(jì)）。發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)一般都有非線性環(huán)節(jié),這就要進(jìn)行線性處理。線性處理時(shí),首先要確定在哪一點(diǎn)線性化,也就是首先要確定系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的定態(tài)工作點(diǎn),然后假定在整個(gè)運(yùn)行過程中各環(huán)節(jié)的輸入量和輸出量在定態(tài)工作點(diǎn)附近變化的絕對值一直保持很小。這樣就可以把本來是非線性的環(huán)節(jié)近似地當(dāng)成線性環(huán)節(jié)對待。分析發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng),一般假定發(fā)電機(jī)在空載額定狀態(tài)（即發(fā)電機(jī)空載額定轉(zhuǎn)速額定定子電壓）運(yùn)行時(shí)各環(huán)節(jié)對應(yīng)的輸入、輸出為定態(tài)工作點(diǎn),而且勵(lì)磁系統(tǒng)的輸人信號(hào)只有很小變化。同時(shí)考慮到發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)勵(lì)磁電流較小,可控硅整流電路的換相電抗壓降不大,也可忽略。因此功率放大單元的傳遞函數(shù)可以簡化為：（4）PID調(diào)速器的傳遞函數(shù)PID調(diào)速器的傳遞函數(shù)為：因此勵(lì)磁系統(tǒng)總的傳遞函數(shù)框圖如圖4.1所示。圖4.1發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)傳遞函數(shù)同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)指標(biāo)通常是采用機(jī)組，額定轉(zhuǎn)速下零起升壓的參數(shù)來衡量的