济钢实习报告及高炉上料控制系统设计.docx

1、北京 科 技 大 学本 科 生 生 产 实 习 报 告实习 场 所 ： _北 京 科 技 大 学 _学 院 ： _自 动 化 学 院 _专 业 ： _自 动 化 _姓 名 ： _ _学 号 ： _指 导 教 师 ： _2012 年 7 月 17 日目 录引 言 .31 济 南 钢 铁 集 团 介 绍 .31.1 济 钢 概 况 .错 误 ！ 未 定 义 书 签 。2 钢 铁 生 产 工 艺 流 程 .32.1 钢 铁 生 产 工 艺 流 程 介 绍 .32.2 铁 前 主 要 生 产 工 艺 .42.2.1 采 矿 、 选 矿 .42.2.2 烧 结 、 团 矿 .52.2.3 炼 焦 .72

2、.2.4 高 炉 炼 铁 .82.3 炼 钢 及 主 要 产 品 的 生 产 工 艺 .122.3.1 转 炉 炼 钢 .132.3.2 连 铸 .162.3.3 轧 钢 .173 各 生 产 工 艺 流 程 中 电 气 设 备 和 控 制 系 统 的 使 用 情 况 .183.1 电 气 设 备 的 使 用 情 况 .183.1.1 在 炼 焦 设 备 中 的 使 用 .183.1.2 在 高 炉 设 备 中 的 使 用 .183.1.3 在 转 炉 炼 钢 设 备 中 的 使 用 .193.1.4 在 连 铸 设 备 中 的 使 用 .203.2 控 制 系 统 的 使 用 情 况 .21

3、3.2.1 烧 结 控 制 系 统 .213.2.2 炼 焦 工 艺 中 的 控 制 系 统 .223.2.3 高 炉 炼 铁 工 艺 中 的 控 制 系 统 .233.2.4 连 铸 工 艺 中 的 控 制 系 统 .243.2.5 轧 钢 工 艺 中 的 控 制 系 统 .2 错 误 ！ 未 定 义 书 签 。4 典 型 对 象 控 制 系 统 设 计 .234.1 高 炉 上 料 控 制 系 统 概 述 .234.2高 炉 上 料 控 制 系 统 设 计 方 案 .234.3可 编 程 逻 辑 控 制 器 （ PLC） 的 应 用 .344.4高 炉 卷 扬 部 分 电 器 配 置 .4

4、44.5软 硬 件 系 统 详 细 设 计 .47参 考 文 献 .35指 导 教 师 意 见 .361引 言在 进 行 3 年 的 理 论 知 识 积 累 之 后 ， 要 有 一 个 踏 入 社 会 进 行 实 践 的 过 程 ， 也 就是 理 论 与 实 践 的 结 合 ， 特 别 是 对 与 自 动 化 这 种 实 践 性 能 非 常 强 的 一 门 学 科 更 要 强调 实 际 操 作 技 能 的 培 养 。 而 且 这 门 学 科 在 很 大 程 度 上 与 书 本 有 一 定 程 度 的 差 异 ，在 这 次 实 习 中 能 使 我 们 所 掌 握 的 理 论 知 识 得 以 升

5、华 ， 把 理 论 与 实 践 找 到 一 个 最 好的 切 入 点 ， 为 我 所 用 。 所 以 就 要 有 一 个 将 理 论 与 实 践 相 融 合 的 机 会 。 在 实 习 中可 以 得 到 一 些 只 有 实 践 中 才 能 得 到 的 技 术 ， 为 我 们 以 后 参 加 工 作 打 好 基 础 ， 这 就是 这 次 实 习 的 目 的 所 在 。在 2011 至 2012 学 年 第 二 学 期 末 ， 自 2012 年 6 月 25 日 起 ， 我 们 自 动 化 学 院09 级 电 气 自 动 化 专 业 进 行 了 为 期 28 天 的 生 产 实 习 。 这 次 实

6、 习 的 内 容 是 对 自 动 化 知 识 有 理 论 到 实 践 的 过 程 ， 实 习 的 要 求 是 让 每 个同 学 都 对 钢 铁 企 业 的 设 备 ， 工 艺 及 先 进 技 术 达 到 基 本 了 解 和 掌 握 的 程 度 。 这 次 实习 与 以 前 的 课 堂 实 习 相 比 ， 时 间 更 加 集 中 、 内 容 更 加 广 泛 、 程 序 更 加 系 统 ， 完 全从 自 动 化 控 制 生 产 实 际 出 发 ， 加 深 对 书 本 知 识 的 进 一 步 理 解 、 掌 握 与 综 合 应 用 ，是 培 养 我 们 理 论 联 系 实 际 、 独 立 工 作 能

7、 力 、 综 合 分 析 问 题 和 解 决 问 题 的 能 力 、 组织 管 理 能 力 等 方 面 素 质 。 也 是 一 次 具 体 的 、 生 动 的 、 全 面 的 技 术 实 践 活 动 。在 实 习 的 第 一 天 ， 由 徐 正 光 ， 孙 昌 国 ， 杨 旭 等 老 师 给 我 们 做 了 实 习 的 动 员 。在 动 员 会 上 ， 老 师 强 调 了 本 次 实 习 的 重 要 性 ， 并 鼓 励 同 学 们 努 力 克 服 困 难 ， 努 力完 成 本 次 实 习 。 还 讲 解 了 人 身 安 全 、 实 习 纪 律 等 注 意 事 项 。根 据 学 校 安 排 我

8、于 2012 年 7 月 8 日 到 济 南 钢 铁 集 团 进 行 生 产 实 习 ， 这 是 一 个让 我 们 了 解 自 动 化 在 钢 铁 行 业 中 的 应 用 的 机 会 ， 也 是 让 我 们 走 到 生 产 现 场 ， 直 观 、具 体 的 认 识 自 动 化 控 制 系 统 的 机 会 ， 让 我 更 深 一 步 的 了 解 理 论 与 实 际 还 存 在 着 很 大的 差 别 。21 济 南 钢 铁 集 团 介 绍1.1 济 钢 概 况济 钢 始 建 于 1958 年 。 职 工 3.8 万 人 。 资 产 总 额 500 亿 元 。 产 品 以 中 板 、 中 厚板 、

9、热 轧 薄 板 、 冷 轧 薄 板 为 主 。 2008 年 ， 生 产 钢 1121 万 吨 、 钢 材 1085 万 吨 ； 出口 钢 铁 产 品 116 万 吨 ， 创 汇 11.3 亿 美 元 ， 进 出 口 贸 易 总 额 24.6 亿 美 元 。 获 得 了“国 家 环 境 友 好 企 业 ”、 “全 国 绿 化 模 范 单 位 ”、 “中 国 钢 铁 工 业 清 洁 生 产 环 境友 好 企 业 ”荣 誉 称 号 。 济 钢 股 份 公 司 获 得 了 中 国 蓝 筹 公 司 百 强 、 蓝 筹 钢 铁 企 业 十强 、 中 国 上 市 公 司 金 牛 奖 百 强 称 号 。济

10、钢 认 真 落 实 科 学 发 展 观 ， 坚 持 走 新 型 工 业 化 道 路 ， 以 结 构 调 整 为 主 线 ， 积极 推 进 工 艺 装 备 的 大 型 化 、 紧 凑 化 、 现 代 化 ， 形 成 了 中 板 、 中 厚 板 、 热 轧 薄 板 、冷 轧 薄 板 、 镀 锌 板 、 彩 涂 板 等 现 代 化 生 产 线 ， 为 顾 客 和 社 会 创 造 价 值 的 能 力 明 显提 升 。 以 信 息 化 加 快 企 业 现 代 化 的 进 程 ， 建 设 了 ERP、 MES、 SPC、 OA、 能 源 管控 中 心 等 管 理 信 息 系 统 。 坚 持 以 市 场 为

11、 导 向 ， 不 断 优 化 产 品 结 构 ， 开 发 满 足 顾 客个 性 化 需 求 的 新 产 品 ， 高 技 术 含 量 、 高 附 加 值 的 品 种 板 比 例 超 过 了 90%， 锅 炉 容器 钢 板 、 高 强 度 建 筑 结 构 用 中 厚 钢 板 被 评 为 中 国 名 牌 产 品 ， 造 船 用 钢 板 、 碳 结 中板 、 钢 筋 混 凝 土 用 热 轧 带 肋 钢 筋 、 锅 炉 容 器 钢 板 和 球 墨 铸 铁 管 等 主 导 产 品 获 得 冶金 产 品 “金 杯 奖 ”， 差 异 化 竞 争 优 势 明 显 增 强 。大 力 发 展 循 环 经 济 ， 积

12、 极 推 进 节 能 减 排 ， 探 索 形 成 了 以 “以 价 值 创 新 为 核 心 ，以 观 念 创 新 为 先 导 、 技 术 创 新 为 支 撑 、 管 理 创 新 为 保 证 ， 实 施 资 源 化 治 理 、 分 布式 治 理 、 系 统 化 治 理 ， 实 现 资 源 高 效 利 用 、 能 源 高 效 转 化 、 代 谢 物 高 效 再 生 ， 追求 企 业 效 益 、 环 境 效 益 、 社 会 效 益 和 谐 统 一 ， 建 设 资 源 节 约 型 、 环 境 友 好 型 企 业 ”的 钢 铁 企 业 发 展 循 环 经 济 模 式 ， 努 力 构 建 与 城 市 和

13、谐 共 生 、 友 好 共 赢 的 “都 市 型 钢厂 ”。 充 分 开 发 利 用 工 艺 中 的 余 热 余 能 ， 先 后 建 成 了 干 法 熄 焦 发 电 、 燃 气 蒸 汽联 合 循 环 发 电 、 高 炉 TRT 发 电 、 炼 钢 蒸 汽 余 热 发 电 、 烧 结 机 余 热 发 电 等 项 目 ， 初步 形 成 了 分 布 式 发 电 的 格 局 。 积 极 承 担 社 会 责 任 ， 向 社 会 延 伸 循 环 经 济 链 条 ， 对3济 南 裕 兴 化 工 厂 铬 渣 进 行 无 害 化 处 理 ， 对 电 解 铝 厂 赤 泥 进 行 资 源 化 开 发 ， 解 决 长

14、 期困 扰 社 会 的 环 保 难 题 。 济 钢 被 确 定 为 全 国 第 一 批 循 环 经 济 试 点 单 位 和 国 家 “十 一 五 ”规 划 重 点 建 设 的 循 环 经 济 示 范 企 业 。坚 持 管 理 与 国 际 接 轨 ， 引 入 卓 越 绩 效 管 理 模 式 ， 2003 年 荣 获 全 国 质 量 管 理 奖 。先 后 通 过 了 质 量 、 计 量 、 安 全 、 环 境 管 理 和 营 销 服 务 体 系 国 际 认 证 。 建 成 了 国 家级 技 术 中 心 、 国 家 级 实 验 室 和 博 士 后 科 研 工 作 站 ， 技 术 中 心 获 得 国

15、家 认 定 企 业 技术 中 心 成 就 奖 。 造 船 板 获 得 中 、 英 、 法 、 日 、 德 、 美 、 挪 、 韩 、 意 、 荷 10 个 国 家船 级 社 认 证 。 产 品 出 口 到 50 多 个 国 家 和 地 区 。高 度 重 视 企 业 文 化 建 设 ， 经 过 长 期 经 营 实 践 ， 以 “三 个 代 表 ”重 要 思 想 和 科学 发 展 观 为 指 导 ， 培 育 形 成 了 以 “可 尊 ， 可 信 ， 共 创 ， 共 赢 ”为 核 心 价 值 观 、 突 出“人 和 ， 物 和 ， 利 和 ， 心 和 ”和 谐 主 题 的 企 业 文 化 。 深 入

16、 实 施 顾 客 满 意 工 程 、 供应 商 满 意 工 程 、 凝 聚 力 工 程 ， 探 索 建 设 “都 市 型 钢 厂 ”， 不 断 拓 宽 与 所 有 相 关 方共 创 共 赢 的 平 台 。 全 公 司 上 下 同 欲 、 政 通 人 和 ， 风 正 、 气 顺 、 心 齐 、 劲 足 ， 为 济钢 又 好 又 快 发 展 提 供 了 强 大 合 力 。面 对 新 形 势 新 任 务 ， 济 钢 将 全 力 推 进 精 准 、 高 效 、 和 谐 发 展 战 略 ， 努 力 建 设决 策 更 加 科 学 ， 管 理 更 加 精 准 ， 运 营 更 加 高 效 ， 资 源 利 用

17、更 加 充 分 ， 内 外 关 系 更加 和 谐 ， 职 工 生 活 更 加 富 足 ， 发 展 后 劲 更 加 强 大 ， 中 国 一 流 、 世 界 知 名 的 现 代 化钢 铁 企 业 。2 钢 铁 生 产 工 艺 流 程2.1 钢 铁 生 产 工 艺 流 程 介 绍钢 铁 生 产 工 艺 主 要 包 括 ： 炼 铁 、 炼 钢 、 连 铸 、 轧 钢 等 流 程 。 炼 铁 ， 就 是 在 经过 采 矿 、 选 矿 、 烧 结 、 炼 焦 等 铁 前 工 艺 后 ， 把 烧 结 矿 和 块 矿 中 的 铁 还 原 出 来 的 过程 。 焦 炭 、 烧 结 矿 、 块 矿 连 同 少 量

18、 的 石 灰 石 一 起 送 入 高 炉 中 冶 炼 成 液 态 生 铁 （ 铁水 ） ， 然 后 送 往 炼 钢 厂 作 为 炼 钢 的 原 料 。 炼 钢 ， 是 把 原 料 （ 铁 水 和 废 钢 等 ） 里 过4多 的 碳 及 硫 、 磷 等 杂 质 去 掉 并 加 入 适 量 的 合 金 成 分 。 连 铸 ， 将 钢 水 经 中 间 罐 连 续 注入 用 水 冷 却 的 结 晶 器 里 ， 凝 成 坯 壳 后 ， 从 结 晶 器 以 稳 定 的 速 度 拉 出 ， 再 经 喷 水 冷 却 ，待 全 部 凝 固 后 ， 切 成 指 定 长 度 的 连 铸 坯 。 轧 钢 ， 连 铸

19、出 来 的 钢 锭 和 连 铸 坯 以 热 轧方 式 在 不 同 的 轧 钢 机 轧 制 成 各 类 钢 材 ， 形 成 产 品 。 如 图 1 所 示 ：图 1 钢 铁 生 产 流 程 图2.2 铁 前 主 要 生 产 工 艺2.2.1 采 矿 、 选 矿采 矿 工 业 是 一 种 重 要 的 原 料 采 掘 工 业 ， 在 已 基 本 达 到 的 高 度 机 械 化 基 础 上 ，矿 井 在 提 升 、 运 输 、 排 水 、 通 风 、 瓦 斯 监 控 等 许 多 环 节 将 实 现 自 动 化 和 遥 控 。 地下 和 露 天 矿 都 将 实 现 计 算 机 集 中 自 动 管 理 监

20、 控 。 采 矿 方 法 可 大 致 分 为 露 天 开 采 、地 下 开 采 和 液 体 开 采 3 种 基 本 采 矿 方 法 。 露 天 开 采 ， 即 在 露 天 条 件 下 ， 将 埋 藏 较 浅的 矿 石 ， 从 矿 坑 露 天 矿 、 山 坡 露 天 矿 或 剥 离 露 天 矿 进 行 开 采 ， 包 括 挖 掘 一 系 列 顺序 的 沟 槽 。 采 砂 船 采 矿 也 属 剥 离 露 天 矿 的 一 种 ， 它 从 平 底 船 上 进 行 挖 掘 。 地 下 开 采 ，是 将 埋 藏 较 深 的 矿 石 ， 在 地 下 采 用 自 然 支 护 、 人 工 支 护 及 崩 落 采

21、 矿 方 法 将 矿 石 开采 出 来 。 液 体 开 采 ， 又 称 特 殊 采 矿 法 ， 是 从 天 然 卤 水 里 、 湖 里 、 海 洋 里 或 地 下 水中 提 取 有 用 的 物 质 ； 将 有 用 矿 物 加 以 溶 解 （ 或 热 水 融 化 ） ， 再 将 溶 液 抽 至 地 面 后5进 行 提 取 ； 用 热 水 驱 、 气 驱 或 燃 烧 ， 把 矿 物 质 从 一 个 井 孔 驱 至 另 一 井 孔 中 采 出 。 大多 数 液 体 采 矿 是 用 钻 井 法 进 行 的 。选 矿 是 根 据 矿 石 中 不 同 矿 物 的 物 理 、 化 学 性 质 ， 把 矿 石

22、 破 碎 磨 细 以 后 ， 采 用重 选 法 、 浮 选 法 、 磁 选 法 、 电 选 法 等 ， 将 有 用 矿 物 与 脉 石 矿 物 分 开 ， 并 使 各 种 共生 的 有 用 矿 物 尽 可 能 相 互 分 离 ， 除 去 或 降 低 有 害 杂 质 ， 以 获 得 冶 炼 或 其 他 工 业 所需 原 料 的 过 程 。 选 矿 过 程 及 分 选 方 法 ： 破 碎 ， 方 式 有 压 碎 、 击 碎 、 劈 碎 等 ， 一 般按 粗 碎 、 中 碎 、 细 碎 三 段 进 行 ；磨 碎 ， 以 研 磨 和 冲 击 为 主 ； 筛 分 和 分 级 ， 筛 分 和 分 级 是

23、在 粉 碎 过 程 中 分 出 合 适 粒度 的 物 料 ， 或 把 物 料 分 成 不 同 粒 度 级 别 分 别 入 选 ； 洗 矿 ， 为 避 免 含 泥 矿 物 原 料 中的 泥 质 物 堵 塞 粉 碎 、 筛 分 设 备 ， 需 进 行 洗 矿 ， 可 在 擦 洗 机 中 进 行 ， 也 可 在 筛 分 和分 级 设 备 中 进 行 ； 重 选 ， 在 介 质 (主 要 是 水 )流 中 利 用 矿 物 原 料 颗 粒 比 重 的 不 同 进行 选 别 ， 有 跳 汰 选 、 摇 床 选 、 溜 槽 选 等 ； 浮 选 ， 利 用 各 种 矿 物 原 料 颗 粒 表 面 对 水的 润

24、 湿 性 (疏 水 性 或 亲 水 性 ） 的 差 异 进 行 选 别 ， 通 常 指 泡 沫 浮 选 ； 磁 选 ， 利 用 矿 物颗 粒 磁 性 的 不 同 ， 在 不 均 匀 磁 场 中 进 行 选 别 。2.2.2 烧 结 、 团 矿烧 结 是 钢 铁 生 产 工 艺 中 的 一 个 重 要 环 节 ， 它 是 将 铁 矿 粉 、 粉 （ 无 烟 煤 ） 和 石灰 、 高 炉 炉 尘 、 轧 钢 皮 、 钢 渣 按 一 定 配 比 混 匀 。 经 烧 结 而 成 的 有 足 够 强 度 和 粒 度的 烧 结 矿 可 作 为 炼 铁 的 熟 料 。抽风 烧 结 工 艺 流 程 ： 烧 结

25、 原 料 的 准 备 ， 一 般 要 求 含 铁 原 料 品 位 高 ， 成 分 稳 定 ， 杂 质少 ； 熔 剂 要 求 熔 剂 中 有 效 CaO 含 量 高 ， 杂 质 少 ， 成 分 稳 定 ， 含 水 3 左 右 ， 粒 度 小于 3mm 的 占 90 以 上 ， 在 烧 结 料 中 加 入 一 定 量 的 白 云 石 ， 使 烧 结 矿 含 有 适 当 的MgO， 对 烧 结 过 程 有 良 好 的 作 用 ， 可 以 提 高 烧 结 矿 的 质 量 ； 燃 料 主 要 为 焦 粉 和 无 烟煤 。配料 与 混 合 配 料 ： 配 料 目 的 是 获 得 化 学 成 分 和 物 理

26、 性 质 稳 定 的 烧 结 矿 ， 满 足 高 炉 冶6炼 的 要 求 。 常 用 的 配 料 方 法 有 容 积 配 料 法 和 质 量 配 料 法 。 容 积 配 料 法 是 基 于 物 料 堆积 密 度 不 变 ， 原 料 的 质 量 与 体 积 成 比 例 这 一 条 件 进 行 的 ， 准 确 性 较 差 。 质 量 配 料 法是 按 原 料 的 质 量 配 料 。 比 容 积 法 准 确 ， 便 于 实 现 自 动 化 。 混 合 混 合 目 的 是 使 烧 结 料的 成 分 均 匀 ， 水 分 合 适 ， 易 于 造 球 ， 从 而 获 得 粒 度 组 成 良 好 的 烧 结

27、混 合 料 ， 以 保证 烧 结 矿 的 质 量 和 提 高 产 量 。 混 合 作 业 ： 加 水 润 湿 、 混 匀 和 造 球 。 根 据 原 料 性 质不 同 ， 可 采 用 一 次 混 合 或 二 次 混 合 两 种 流 程 。 一 次 混 合 的 目 的 是 润 湿 与 混 匀 ， 当加 热 返 矿 时 还 可 使 物 料 预 热 。 二 次 混 合 的 目 的 是 继 续 混 匀 ， 造 球 ， 以 改 善 烧 结 料层 透 气 性 。 用 粒 度 10 Omm 的 富 矿 粉 烧 结 时 ， 因 其 粒 度 已 经 达 到 造 球 需 要 ， 采 用一 次 混 合 ， 混 合

28、时 间 约 50s。 使 用 细 磨 精 矿 粉 烧 结 时 ， 因 粒 度 过 细 ， 料 层 透 气 性差 ， 为 改 善 透 气 性 ， 必 须 在 混 合 过 程 中 造 球 ， 所 以 采 用 二 次 混 合 ， 混 合 时 间 一 般不 少 于 2 5 3min。 我 国 烧 结 厂 大 多 采 用 二 次 混 合 。烧结 生 产 ： 烧 结 作 业 是 烧 结 生 产 的 中 心 环 节 ， 它 包 括 布 料 、 点 火 、 烧 结 等 主 要 工 序 。布 料 ， 将 铺 底 料 、 混 合 料 铺 在 烧 结 机 台 车 上 的 作 业 。 当 采 用 铺 底 料 工 艺

29、时 ， 在 布混 合 料 之 前 ， 先 铺 一 层 粒 度 为 10 25mm， 厚 度 为 20 25mm 的 小 块 烧 结 矿 作 为 铺 底料 ， 其 目 的 是 保 护 炉 箅 ， 降 低 除 尘 负 荷 ， 延 长 风 机 转 子 寿 命 ， 减 少 或 消 除 炉 箅 粘料 。 铺 完 底 料 后 ， 随 之 进 行 布 料 。 布 料 时 要 求 混 合 料 的 粒 度 和 化 学 成 分 等 沿 台 车纵 横 方 向 均 匀 分 布 ， 并 且 有 一 定 的 松 散 性 ， 表 面 平 整 。 目 前 采 用 较 多 的 是 圆 辊 布料 机 布 料 。 点 火 ， 点

30、火 操 作 是 对 台 车 上 的 料 层 表 面 进 行 点 燃 ， 并 使 之 燃 烧 。 点 火要 求 有 足 够 的 点 火 温 度 ， 适 宜 的 高 温 保 持 时 间 ， 沿 台 车 宽 度 点 火 均 匀 。 点 火 温 度取 决 于 烧 结 生 成 物 的 熔 化 温 度 。 烧 结 ， 准 确 控 制 烧 结 的 风 量 、 真 空 度 、 料 层 厚 度 、机 速 和 烧 结 终 点 。与 烧 结 相 比 ， 团 矿 适 合 于 处 理 更 细 的 精 矿 粉 ， 把 细 磨 铁 精 矿 粉 或 其 他 含 铁 粉料 添 加 少 量 添 加 剂 混 合 后 ， 在 加 水

31、 润 湿 的 条 件 下 ， 通 过 造 球 机 滚 动 成 球 ， 再 经 过干 燥 焙 烧 ， 固 结 成 为 具 有 一 定 强 度 和 冶 金 性 能 的 球 型 含 铁 原 料 。 球 团 矿 生 产 迅 速发 展 的 原 因 ： 天 然 富 矿 日 趋 减 少 ， 大 量 贫 矿 被 采 用 。 铁 矿 石 经 细 磨 、 选 矿 后 的 精矿 粉 ， 品 位 易 于 提 高 。 过 细 精 矿 粉 用 于 烧 结 生 产 会 影 响 透 气 性 ， 降 低 产 量 和 质 量 。细 磨 精 矿 粉 易 于 造 球 ， 粒 度 越 细 ， 成 球 率 越 高 ， 球 团 矿 强 度 也 越 高 。 球 团 法 生 产