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包鋼薄板廠實(shí)習(xí)小結(jié)
包鋼薄板廠實(shí)習(xí)報(bào)告
班 級(jí)：機(jī)械
姓 名：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)老師：2003級(jí)3班 2003041342
目 錄
一、實(shí)習(xí)地點(diǎn)和實(shí)習(xí)時(shí)間
二、實(shí)習(xí)的目的和意義
三、實(shí)習(xí)企業(yè)的背景
四、實(shí)習(xí)內(nèi)容
五、總結(jié)
畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告
一、實(shí)習(xí)地點(diǎn)和實(shí)習(xí)時(shí)間
于2015年3月8日在包鋼薄板廠參觀實(shí)習(xí)。
二、實(shí)習(xí)的目的和意義
此次實(shí)習(xí)實(shí)地考察了包鋼薄板廠連鑄機(jī)結(jié)晶器，了解工作原理為畢業(yè)設(shè)計(jì)搜集資料。
三、實(shí)習(xí)企業(yè)的背景
包頭鋼鐵(集團(tuán))有限公司CSP生產(chǎn)線項(xiàng)目，是國(guó)家捆-綁引進(jìn)的三套薄板坯連鑄連軋項(xiàng)目之一。其主要技術(shù)裝備由德國(guó)SMS、SIMENS、LOI等公司引進(jìn)，部分裝備國(guó)內(nèi)配套制造。包鋼薄板坯連鑄連軋工程是采用現(xiàn)代成熟CSP技術(shù)建設(shè)的二機(jī)二流薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線，設(shè)計(jì)上解決了原有CSP生產(chǎn)線軋機(jī)生產(chǎn)能力遠(yuǎn)大于鑄機(jī)生產(chǎn)能力的問(wèn)題，與之配套的二煉鋼系統(tǒng)，設(shè)計(jì)年產(chǎn)鋼200萬(wàn)t，CSP系統(tǒng)年產(chǎn)板坯198萬(wàn)t，年產(chǎn)成品板卷94．51萬(wàn)t。產(chǎn)品為厚度1．2～20mm、寬度98O～1 560mm的熱軋板卷，鋼種包括冷軋低碳鋼、管線鋼、熱軋結(jié)構(gòu)鋼和硅鋼等。
平面布置、工藝流程
1 CSP生產(chǎn)線平面布置
由于二煉鋼系統(tǒng)與薄板坯連鑄連軋系統(tǒng)同期毗連建設(shè)，部分公輔設(shè)施一并考慮，CSP生產(chǎn)區(qū)域由精煉連鑄跨、均熱跨和軋制跨、精整跨組成。
2 工藝流程(圖)
圖 包鋼CSP生產(chǎn)線流程
主要設(shè)備特點(diǎn)
1 冶煉部分
在轉(zhuǎn)爐煉鋼車間內(nèi)布置一座210 t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，在精煉連鑄跨內(nèi)布置一座鋼水扒渣站，一座200 t LF鋼包精練爐以及兩流薄板壞連鑄機(jī)，分別預(yù)留了2號(hào)轉(zhuǎn)爐和脫氣裝置的位置。轉(zhuǎn)爐采用首鋼1997年購(gòu)買的美國(guó)加州鋼廠設(shè)備，具有頂?shù)讖?fù)吹工藝，裝有副槍操作設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)擋渣功能和濺渣護(hù)爐技術(shù)，冶煉過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)計(jì)算機(jī)控制，抬煉和精煉部分配有專門(mén)的除塵裝置，以保護(hù)環(huán)境。
兩機(jī)兩流的立彎式薄板坯連鑄機(jī)由SMS公司提供，采用漏斗式結(jié)晶器，結(jié)晶器長(zhǎng)度為1.1m；鑄機(jī)冶金長(zhǎng)度為7．14m，彎曲半徑為3.25 m，采用了60t大容量雙流中間罐。結(jié)晶器可實(shí)現(xiàn)在線調(diào)寬和液面自動(dòng)控制，澆鑄過(guò)程還采用了保護(hù)澆鑄、自動(dòng)稱量及液芯壓下技術(shù)，通過(guò)流芯壓下，可以把結(jié)晶器出口65 mm的鑄坯厚度壓至50 mm，以保證某些產(chǎn)品在質(zhì)量方面的需求。
2 軋制部分
在串列布置的均熱、軋制兩個(gè)跨間內(nèi)，主要裝備有2座直通輥底式均熱爐、1臺(tái)事故剪、1臺(tái)高壓水除鱗機(jī)、1臺(tái)立輥軋邊機(jī)、F1～F6高剛度熱帶鋼連軋機(jī)組、溫度厚度寬度自動(dòng)檢測(cè)儀、2臺(tái)地下卷取機(jī)和層流冷卻裝置。其中輥底式均熱爐由德國(guó)LOI公司設(shè)計(jì)，國(guó)內(nèi)制造完成，F(xiàn)1～F6高剛度熱帶鋼連軋機(jī)組由德國(guó)SMS公司設(shè)計(jì)，部分國(guó)內(nèi)制造，主電機(jī)和傳動(dòng)控制裝置全部由德國(guó)SIMENS公司引進(jìn)。
經(jīng)過(guò)剪切頭尾、定尺的薄板坯可直接進(jìn)入直通的輥底式均熱爐內(nèi)，爐子加熱能力為193 t／h，峰值為228 t／h 鑄坯在這里通過(guò)加熱段、傳輸段、擺渡段和保溫段后即可進(jìn)入軋制工序。經(jīng)均熱爐加熱后的鑄坯，在長(zhǎng)度和厚度方向的溫度差可達(dá)到±10℃的目標(biāo)值，與傳統(tǒng)工藝相比鑄坯頭尾的溫度差極小。對(duì)應(yīng)兩流鑄坯的直通輥底式均熱爐，通過(guò)對(duì)鑄坯的擺渡可達(dá)到把工藝線“合二為一”的功效。
在軋制部分，采用了約4O MPa的高壓水除鱗機(jī)，它能夠較好地清除鑄坯表面的氧化鐵皮，保證板材的表面質(zhì)量。在F1機(jī)前設(shè)有立輥式軋邊機(jī)，它可以加工板坯邊部的鑄態(tài)組織，提高板材的邊部質(zhì)量。F1～F6高剛度熱帶鋼連軋機(jī)中，F(xiàn)1～F4機(jī)架和F5～F6機(jī)架分別采用了不同的工作輥徑，其中F1～F4為Φ800／Φ72Omm，F(xiàn)5～F6為Φ600／Φ540mm。并預(yù)留了F7的位置，這些都為軋制薄規(guī)格產(chǎn)品提供了必不可少的設(shè)備條件。為了保證帶鋼產(chǎn)品的尺寸精度和平直度，6架軋機(jī)均采用了高剛度機(jī)架，各機(jī)架均裝備有CVC工作輥橫移系統(tǒng)，WRB液壓彎輥系統(tǒng)，AGC厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)，HGC液壓輥縫控制系統(tǒng)，ALC自動(dòng)活套控制及PCFC板形凸度和平直度測(cè)試控制系統(tǒng)。整條生產(chǎn)線采用全交流傳動(dòng)系統(tǒng)，連軋機(jī)組各機(jī)架主電機(jī)全部采用AC電機(jī)，主傳動(dòng)采用可控硅交交變頻調(diào)速系統(tǒng)，它具有電機(jī)單機(jī)容量大，控制性能好，效率高，維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。
成品鋼帶通過(guò)F6機(jī)后輸出輥道上的層流冷卻系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)不同鋼種帶鋼性能的控制。卷取機(jī)為地下式，采用全液壓控制，側(cè)導(dǎo)板、架送輥和助卷裝置采用液壓控制，使帶鋼在卷取過(guò)程中邊部整齊。
在原有的主軋跨內(nèi)設(shè)計(jì)有薄、厚兩種規(guī)格的橫切機(jī)組，現(xiàn)改為異地建設(shè)，在平整跨內(nèi)布置有引進(jìn)意大利MINO公司的平整機(jī)。
3 自動(dòng)控制
為了對(duì)整條生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)高效控制，對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)按分級(jí)別、分區(qū)域，統(tǒng)一的方式進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)，特別系統(tǒng)其功能分為3級(jí)，即基礎(chǔ)自動(dòng)化，過(guò)程自動(dòng)化，生產(chǎn)管理自動(dòng)化。控制系統(tǒng)分為6個(gè)區(qū)域，分別是精煉控制區(qū)，連鑄控制區(qū)，加熱控制區(qū)，連軋控制區(qū)，精整控制區(qū)，水處理控制區(qū)。
目前控制系統(tǒng)的最高級(jí)別僅達(dá)2．5級(jí)(簡(jiǎn)稱PCQ，即生產(chǎn)控制和選題評(píng)估計(jì)算機(jī)系統(tǒng))，它的主要功能包含生產(chǎn)計(jì)劃、產(chǎn)品質(zhì)量控制、質(zhì)量評(píng)估、合同的安排、生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化，并將分析數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳到下級(jí)系統(tǒng)。
過(guò)程控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要功能是完成控制過(guò)程的模型計(jì)算、模型選擇、智能化網(wǎng)絡(luò)、優(yōu)化處理、物流跟蹤、質(zhì)量判斷，并向下一級(jí)別傳送設(shè)定值。
基礎(chǔ)自動(dòng)化主要是負(fù)責(zé)傳動(dòng)控制、儀表控制、工序控制和人機(jī)對(duì)話功能，各種參數(shù)的檢測(cè)功能及與上級(jí)計(jì)算機(jī)的通訊功能。
以上系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)相聯(lián)，采用TCP／IP數(shù)據(jù)協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)、半自動(dòng)和手動(dòng)對(duì)整條CSP生產(chǎn)線進(jìn)行控制。
包鋼CSP生產(chǎn)線的特點(diǎn)
1 在國(guó)內(nèi)首次采用二機(jī)二流的薄板坯連鑄機(jī)對(duì)應(yīng)一套連軋機(jī)組的配置方式，從目前國(guó)內(nèi)外投產(chǎn)和在建3O套CSP生產(chǎn)線的情況看，有7套是200萬(wàn)t級(jí)的，有23套是100萬(wàn)t級(jí)的。實(shí)踐和最新研究證明，200萬(wàn)t級(jí)的CSP配套生產(chǎn)企業(yè)，其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上最為合理，兩條鑄機(jī)作業(yè)線配置一套軋制作業(yè)線的生產(chǎn)能力強(qiáng)大，更易于發(fā)揮高剛度軋板機(jī)的作用和產(chǎn)能，運(yùn)行成本更低，產(chǎn)品更具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
2 采用兩座直通輥底式均熱爐與兩臺(tái)連鑄機(jī)相配，兩流之間采用一個(gè)擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)渡口，把一座在爐內(nèi)加熱好的鑄坯擺渡到另一座對(duì)應(yīng)于軋線的均熱爐內(nèi)，其擺動(dòng)周期短，同步性能好，設(shè)備運(yùn)行可靠。通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)鑄坯加熱、輸送方案的調(diào)配，實(shí)現(xiàn)由兩臺(tái)連鑄機(jī)不問(wèn)斷地向連軋機(jī)組供坯。
3 為了能夠穩(wěn)定地生產(chǎn)薄規(guī)格產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)上，這套CSP生產(chǎn)線除了考慮軋機(jī)緊湊布置和控制軋制過(guò)程中溫降外，還采取了兩項(xiàng)重要的措施；其一、預(yù)留了精軋機(jī)組F7機(jī)架的位置，以提高機(jī)組的可能軋薄能力；其二，成品輸出輥道采用了多組不同的輥間距，以保證生產(chǎn)薄規(guī)格產(chǎn)品時(shí)帶鋼不上翹、不下扎，軋制過(guò)程穩(wěn)定。
4 在52．8 m的層流冷卻段上，采用1個(gè)噴淋區(qū)，34個(gè)微調(diào)區(qū)，8個(gè)精調(diào)修正區(qū)的方法，試圖解決多數(shù)CSP產(chǎn)品屈強(qiáng)比偏高和部分產(chǎn)品性能超上限的問(wèn)題。
四、實(shí)習(xí)內(nèi)容
2015-3-08隨老師來(lái)到包鋼薄板廠，實(shí)地考察薄板廠連軋連鑄設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程。老師帶我們參觀了回轉(zhuǎn)臺(tái)、大胞、中胞、連鑄機(jī)結(jié)晶器振動(dòng)臺(tái)，向我們講解連鑄機(jī)結(jié)晶器的工作原理和結(jié)構(gòu)，得知該系統(tǒng)按正弦波運(yùn)動(dòng)并可以實(shí)現(xiàn)多種速度。最后我們看連鑄機(jī)結(jié)晶器液壓系統(tǒng)圖紙，明白了該系統(tǒng)如何振動(dòng)，如何實(shí)現(xiàn)多種速度。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜集有關(guān)資料并結(jié)合參觀中的到的資料，我對(duì)包鋼薄板廠連軋連鑄設(shè)備的認(rèn)識(shí)總結(jié)如下。
連鑄機(jī)分為方坯連鑄機(jī)及板坯連鑄機(jī)，包鋼薄板廠的是板坯連鑄機(jī)。連鑄機(jī)在正常澆鋼時(shí)，必須要保證結(jié)晶器能夠以一定的頻率及振幅進(jìn)行振動(dòng)。主要目的是為了使鋼水順利的在結(jié)晶器中凝結(jié)成具有一定坯殼厚度的帶有液芯的鋼坯，而不至于將鋼水凝結(jié)在結(jié)晶器銅板上，造成粘鋼，漏鋼等事故發(fā)生。而且結(jié)晶器的振動(dòng)又可以加速鋼水中夾雜物的上浮，促使鋼水更加潔凈，提高鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。同時(shí)，結(jié)晶器振動(dòng)也可以在熔融的保護(hù)渣的配合作用下，增大結(jié)晶器銅板與凝固的坯殼間的負(fù)滑脫力，減少摩擦力，使鋼坯更利于下行，從而使整個(gè)澆鋼過(guò)程更加順滑、穩(wěn)定。結(jié)晶器液壓振動(dòng)較以往的振動(dòng)方式具有很先進(jìn)的特點(diǎn)，包括：頻率可調(diào)、振幅可調(diào)整、振動(dòng)曲線可調(diào)整及高振頻低振幅等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)就能夠充分滿足整個(gè)連鑄工藝對(duì)包括鋼坯振痕在內(nèi)的表面質(zhì)量及部分內(nèi)部質(zhì)量的要求。
結(jié)晶器（Mold）液壓振動(dòng)控制系統(tǒng)見(jiàn)圖1。結(jié)晶器液壓振動(dòng)主要是在結(jié)晶器兩側(cè)裝有兩個(gè)液壓缸，這兩個(gè)液壓缸分別有兩個(gè)液壓伺服機(jī)構(gòu)（比例閥）來(lái)控制（如圖中HydraulicActuator），這樣就可以通過(guò)液壓缸的快速升降從而帶動(dòng)整個(gè)結(jié)晶器也快速的上下振動(dòng)。在每個(gè)液壓缸上裝有一個(gè)高精度的位置傳感器（如圖中Cylinder pos feedback），用于檢測(cè)液壓缸中塞桿的移動(dòng)位置，從而有效確定塞桿移動(dòng)的長(zhǎng)短，經(jīng)過(guò)控制器的計(jì)算，得到振動(dòng)的振幅。同時(shí)在液壓缸兩側(cè)裝有壓力傳感器，主要用語(yǔ)測(cè)算結(jié)晶器與鑄坯之間的摩擦力。
位置控制是由控制器（如圖Simatic C7）對(duì)具有比例效應(yīng)的液壓伺服機(jī)構(gòu)的電磁閥的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的，控制器向電磁閥輸出不同等級(jí)的控制信號(hào)（4-20mA），這個(gè)控制信號(hào)通過(guò)液壓伺服機(jī)構(gòu)（比例閥）就可控制液壓缸產(chǎn)生不同距離的位置移動(dòng)；同時(shí)這種控制器還要對(duì)各振動(dòng)液壓缸之間的機(jī)械同步進(jìn)行有效監(jiān)控，不至于產(chǎn)生兩個(gè)缸動(dòng)作不一致或者動(dòng)作幅度不統(tǒng)一的錯(cuò)誤。這種監(jiān)視主要來(lái)自于位置傳感器的反饋信號(hào)，通過(guò)反饋值與校正值的比較就可以得到有效的同步信號(hào)值。每個(gè)液壓缸上位置傳感器反饋的位置信號(hào)通過(guò)放大器與振動(dòng)控制器（如圖Simatic C7）連接，該放大器輸出為與控制器液壓缸行程成比例的4-20mA的信號(hào)�？刂破鞯妮敵鐾瑯訛槟M信號(hào)，控制液壓執(zhí)行器（伺服比例閥）。
每個(gè)液壓缸活塞桿兩側(cè)的壓力傳感器把實(shí)際測(cè)量的壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，傳給振動(dòng)控制器，控制器計(jì)算每一側(cè)的振動(dòng)摩擦力，然后再將這個(gè)結(jié)果傳給計(jì)算機(jī)二級(jí)控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)二級(jí)控制系統(tǒng)可以將此數(shù)據(jù)用作模型計(jì)算，從而有效的估計(jì)出保護(hù)渣的性能及粘結(jié)漏鋼等生產(chǎn)事故。
液壓振動(dòng)控制器PLC為獨(dú)立專用模塊式PLC（如圖Simatic C7）。采用這種獨(dú)立式控制器的主要優(yōu)點(diǎn)為：具有快速的動(dòng)態(tài)反應(yīng)能力；高度的可靠性；易于與不同的控制系統(tǒng)進(jìn)行模塊式的組合，具有通用性特點(diǎn)。同時(shí)，因?yàn)椴捎眠@種獨(dú)立的控制器，使我們整個(gè)系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間更短，維護(hù)更容易。
包鋼板式連軋兩鑄機(jī)為兩機(jī)兩流的立彎式薄板坯連鑄機(jī)由SMS公司提供，采用漏斗式結(jié)晶器，結(jié)晶器長(zhǎng)度為1.1m；鑄機(jī)冶金長(zhǎng)度為7．14m，彎曲半徑為3.25 m，采用了60t大容量雙流中間罐。結(jié)晶器可實(shí)現(xiàn)在線調(diào)寬和液面自動(dòng)控制，澆鑄過(guò)程還采用了保護(hù)澆鑄、自動(dòng)稱量及液芯壓下技術(shù)，通過(guò)流芯壓下，可以把結(jié)晶器出口65 mm的鑄坯厚度壓至50 mm，以保證某些產(chǎn)品在質(zhì)量方面的需求。連鑄機(jī)結(jié)晶器振動(dòng)裝置為液壓振動(dòng)系統(tǒng)，整套裝置由德國(guó)西馬克提供，由于該裝置產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)速度為正弦波型，所以，該振動(dòng)裝置不會(huì)產(chǎn)生剛性沖擊及柔性沖擊。但當(dāng)振動(dòng)量超出允許范圍后，將使裝置零部件產(chǎn)生附加的動(dòng)載荷，從而加速磨損，縮短零件的使用壽命。
包鋼引進(jìn)德國(guó)西馬克的薄板坯連軋連鑄機(jī)，采用了PID和模糊邏輯控制方式，實(shí)現(xiàn)連鑄機(jī)結(jié)晶器鋼水自動(dòng)檢測(cè)與控制。在該系統(tǒng)中，液面檢測(cè)裝置采用Co-60檢測(cè)儀；鋼水液面控制功能是通過(guò)編程在PLC軟件中完成的；從中間包注入結(jié)晶器的鋼水流量是由伺服控制的液壓缸驅(qū)動(dòng)的中間包塞棒來(lái)調(diào)節(jié)和控制的。
五、總結(jié)
首先感謝楊老師為我們安排此次參觀，也感謝包鋼薄板廠的接待。畢業(yè)實(shí)習(xí)是大學(xué)教育最后一個(gè)極為重要的實(shí)踐性環(huán)節(jié)。通過(guò)實(shí)習(xí)，使我們?cè)谏鐣?huì)實(shí)踐中接觸與本專業(yè)相關(guān)的實(shí)際工作，增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)和鍛煉我們綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識(shí)，獨(dú)立分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，把理論和實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，提高實(shí)踐動(dòng)手能力，為我們?nèi)蘸螽厴I(yè)走上工作崗為打下一定基礎(chǔ)。此次實(shí)習(xí)實(shí)地考察了包鋼薄板廠連鑄機(jī)結(jié)晶器，了解工作原理及結(jié)構(gòu)組成為本畢業(yè)設(shè)計(jì)搜集資料。
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