包鋼薄板廠實習報告
班 級：機械
姓 名：
學 號：
指導老師：2003級3班 2003041342
目 錄
一、實習地點和實習時間
二、實習的目的和意義
三、實習企業的背景
四、實習內容
五、總結
畢業實習報告
一、實習地點和實習時間
於2015年3月8日在包鋼薄板廠參觀實習。
二、實習的目的和意義
此次實習實地考察了包鋼薄板廠連鑄機結晶器，瞭解工作原理為畢業設計蒐集資料。
三、實習企業的背景
包頭鋼鐵(集團)有限公司CSP生產線專案，是國家捆-綁引進的三套薄板坯連鑄連軋專案之一。其主要技術裝備由德國SMS、SIMENS、LOI等公司引進，部分裝備國內配套製造。包鋼薄板坯連鑄連軋工程是採用現代成熟CSP技術建設的二機二流薄板坯連鑄連軋生產線，設計上解決了原有CSP生產線軋機生產能力遠大於鑄機生產能力的問題，與之配套的二鍊鋼系統，設計年產鋼200萬t，CSP系統年產板坯198萬t，年產成品板卷94．51萬t。產品為厚度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、熱軋結構鋼和矽鋼等。
平面佈置、工藝流程
1 CSP生產線平面佈置
由於二鍊鋼系統與薄板坯連鑄連軋系統同期毗連建設，部分公輔設施一併考慮，CSP生產區域由精煉連鑄跨、均熱跨和軋製跨、精整跨組成。
2 工藝流程(圖)
圖 包鋼CSP生產線流程
主要裝置特點
1 冶煉部分
在轉爐鍊鋼車間內佈置一座210 t頂底復吹轉爐，在精煉連鑄跨內佈置一座鋼水扒渣站，一座200 t LF鋼包精練爐以及兩流薄板壞連鑄機，分別預留了2號轉爐和脫氣裝置的位置。轉爐採用首鋼1997年購買的美國加州鋼廠裝置，具有頂底復吹工藝，裝有副槍操作裝置，可實現氣動擋渣功能和濺渣護爐技術，冶煉過程可以實現動態計算機控制，抬煉和精煉部分配有專門的除塵裝置，以保護環境。
兩機兩流的立彎式薄板坯連鑄機由SMS公司提供，採用漏斗式結晶器，結晶器長度為1.1m；鑄機冶金長度為7．14m，彎曲半徑為3.25 m，採用了60t大容量雙流中間罐。結晶器可實現線上調寬和液麵自動控制，澆鑄過程還採用了保護澆鑄、自動稱量及液芯壓下技術，通過流芯壓下，可以把結晶器出口65 mm的鑄坯厚度壓至50 mm，以保證某些產品在質量方面的需求。
2 軋製部分
在串列布置的均熱、軋製兩個跨間內，主要裝備有2座直通輥底式均熱爐、1臺事故剪、1臺高壓水除鱗機、1臺立輥軋邊機、F1～F6高剛度熱帶鋼連軋機組、溫度厚度寬度自動檢測儀、2臺地下卷取機和層流冷卻裝置。其中輥底式均熱爐由德國LOI公司設計，國內製造完成，F1～F6高剛度熱帶鋼連軋機組由德國SMS公司設計，部分國內製造，主電機和傳動控制裝置全部由德國SIMENS公司引進。
經過剪下頭尾、定尺的薄板坯可直接進入直通的輥底式均熱爐內，爐子加熱能力為193 t／h，峰值為228 t／h 鑄坯在這裡通過加熱段、傳輸段、擺渡段和保溫段後即可進入軋製工序。經均熱爐加熱後的鑄坯，在長度和厚度方向的溫度差可達到±10℃的目標值，與傳統工藝相比鑄坯頭尾的溫度差極小。對應兩流鑄坯的直通輥底式均熱爐，通過對鑄坯的擺渡可達到把工藝線“合二為一”的功效。
在軋製部分，採用了約4O MPa的高壓水除鱗機，它能夠較好地清除鑄坯表面的氧化鐵皮，保證板材的表面質量。在F1機前設有立輥式軋邊機，它可以加工板坯邊部的鑄態組織，提高板材的邊部質量。F1～F6高剛度熱帶鋼連軋機中，F1～F4機架和F5～F6機架分別採用了不同的工作輥徑，其中F1～F4為Φ800／Φ72Omm，F5～F6為Φ600／Φ540mm。並預留了F7的位置，這些都為軋製薄規格產品提供了必不可少的裝置條件。為了保證帶鋼產品的尺寸精度和平直度，6架軋機均採用了高剛度機架，各機架均裝備有CVC工作輥橫移系統，WRB液壓彎輥系統，AGC厚度自動控制系統，HGC液壓輥縫控制系統，ALC自動活套控制及PCFC板形凸度和平直度測試控制系統。整條生產線採用全交流傳動系統，連軋機組各機架主電機全部採用AC電機，主傳動採用可控矽交交變頻調速系統，它具有電機單機容量大，控制性能好，效率高，維護簡便等優點。
成品鋼帶通過F6機後輸出輥道上的層流冷卻系統，實現不同鋼種帶鋼效能的控制。卷取機為地下式，採用全液壓控制，側導板、架送輥和助卷裝置採用液壓控制，使帶鋼在卷取過程中邊部整齊。
在原有的主軋跨內設計有薄、厚兩種規格的橫切機組，現改為異地建設，在平整跨內佈置有引進義大利MINO公司的平整機。
3 自動控制
為了對整條生產線實現高效控制，對自動化系統按分級別、分割槽域，統一的方式進行系統組態設計，特別系統其功能分為3級，即基礎自動化，過程自動化，生產管理自動化。控制系統分為6個區域，分別是精煉控制區，連鑄控制區，加熱控制區，連軋控制區，精整控制區，水處理控制區。
目前控制系統的最高級別僅達2．5級(簡稱PCQ，即生產控制和選題評估計算機系統)，它的主要功能包含生產計劃、產品質量控制、質量評估、合同的安排、生產過程的優化，並將分析資料通過網路傳到下級系統。
過程控制計算機系統主要功能是完成控制過程的模型計算、模型選擇、智慧化網路、優化處理、物流跟蹤、質量判斷，並向下一級別傳送設定值。
基礎自動化主要是負責傳動控制、儀表控制、工序控制和人機對話功能，各種引數的檢測功能及與上級計算機的通訊功能。
以上系統通過乙太網相聯，採用TCP／IP資料協議進行資料通訊，可實現全自動、半自動和手動對整條CSP生產線進行控制。
包鋼CSP生產線的特點
1 在國內首次採用二機二流的薄板坯連鑄機對應一套連軋機組的配置方式，從目前國內外投產和在建3O套CSP生產線的情況看，有7套是200萬t級的，有23套是100萬t級的。實踐和最新研究證明，200萬t級的CSP配套生產企業，其技術和經濟上最為合理，兩條鑄機作業線配置一套軋製作業線的生產能力強大，更易於發揮高剛度軋板機的作用和產能，執行成本更低，產品更具市場競爭力。
2 採用兩座直通輥底式均熱爐與兩臺連鑄機相配，兩流之間採用一個擺動旋轉渡口，把一座在爐內加熱好的鑄坯擺渡到另一座對應於軋線的均熱爐內，其擺動週期短，同步效能好，裝置執行可靠。通過計算機對鑄坯加熱、輸送方案的調配，實現由兩臺連鑄機不問斷地向連軋機組供坯。
3 為了能夠穩定地生產薄規格產品，在設計上，這套CSP生產線除了考慮軋機緊湊佈置和控制軋製過程中溫降外，還採取了兩項重要的措施；其一、預留了精軋機組F7機架的位置，以提高機組的.可能軋薄能力；其二，成品輸出輥道採用了多組不同的輥間距，以保證生產薄規格產品時帶鋼不上翹、不下扎，軋製過程穩定。
4 在52．8 m的層流冷卻段上，採用1個噴淋區，34個微調區，8個精調修正區的方法，試圖解決多數CSP產品屈強比偏高和部分產品效能超上限的問題。
四、實習內容
2015-3-08隨老師來到包鋼薄板廠，實地考察薄板廠連軋連鑄裝置和生產過程。老師帶我們參觀了迴轉臺、大胞、中胞、連鑄機結晶器振動臺，向我們講解連鑄機結晶器的工作原理和結構，得知該系統按正弦波運動並可以實現多種速度。最後我們看連鑄機結晶器液壓系統圖紙，明白了該系統如何振動，如何實現多種速度。通過網路蒐集有關資料並結合參觀中的到的資料，我對包鋼薄板廠連軋連鑄裝置的認識總結如下。
連鑄機分為方坯連鑄機及板坯連鑄機，包鋼薄板廠的是板坯連鑄機。連鑄機在正常澆鋼時，必須要保證結晶器能夠以一定的頻率及振幅進行振動。主要目的是為了使鋼水順利的在結晶器中凝結成具有一定坯殼厚度的帶有液芯的鋼坯，而不至於將鋼水凝結在結晶器銅板上，造成粘鋼，漏鋼等事故發生。而且結晶器的振動又可以加速鋼水中夾雜物的上浮，促使鋼水更加潔淨，提高鑄坯內部質量。同時，結晶器振動也可以在熔融的保護渣的配合作用下，增大結晶器銅板與凝固的坯殼間的負滑脫力，減少摩擦力，使鋼坯更利於下行，從而使整個澆鋼過程更加順滑、穩定。結晶器液壓振動較以往的振動方式具有很先進的特點，包括：頻率可調、振幅可調整、振動曲線可調整及高振頻低振幅等特點。這些特點就能夠充分滿足整個連鑄工藝對包括鋼坯振痕在內的表面質量及部分內部質量的要求。
結晶器（Mold）液壓振動控制系統見圖1。結晶器液壓振動主要是在結晶器兩側裝有兩個液壓缸，這兩個液壓缸分別有兩個液壓伺服機構（比例閥）來控制（如圖中HydraulicActuator），這樣就可以通過液壓缸的快速升降從而帶動整個結晶器也快速的上下振動。在每個液壓缸上裝有一個高精度的位置感測器（如圖中Cylinder pos feedback），用於檢測液壓缸中塞杆的移動位置，從而有效確定塞杆移動的長短，經過控制器的計算，得到振動的振幅。同時在液壓缸兩側裝有壓力感測器，主要用語測算結晶器與鑄坯之間的摩擦力。
位置控制是由控制器（如圖Simatic C7）對具有比例效應的液壓伺服機構的電磁閥的控制來實現的，控制器向電磁閥輸出不同等級的控制訊號（4-20mA），這個控制訊號通過液壓伺服機構（比例閥）就可控制液壓缸產生不同距離的位置移動；同時這種控制器還要對各振動液壓缸之間的機械同步進行有效監控，不至於產生兩個缸動作不一致或者動作幅度不統一的錯誤。這種監視主要來自於位置感測器的反饋訊號，通過反饋值與校正值的比較就可以得到有效的同步訊號值。每個液壓缸上位置感測器反饋的位置訊號通過放大器與振動控制器（如圖Simatic C7）連線，該放大器輸出為與控制器液壓缸行程成比例的4-20mA的訊號。控制器的輸出同樣為模擬訊號，控制液壓執行器（伺服比例閥）。
每個液壓缸活塞桿兩側的壓力感測器把實際測量的壓力轉換成電訊號，傳給振動控制器，控制器計算每一側的振動摩擦力，然後再將這個結果傳給計算機二級控制系統，計算機二級控制系統可以將此資料用作模型計算，從而有效的估計出保護渣的效能及粘結漏鋼等生產事故。
液壓振動控制器PLC為獨立專用模組式PLC（如圖Simatic C7）。採用這種獨立式控制器的主要優點為：具有快速的動態反應能力；高度的可靠性；易於與不同的控制系統進行模組式的組合，具有通用性特點。同時，因為採用這種獨立的控制器，使我們整個系統的啟動時間更短，維護更容易。
包鋼板式連軋兩鑄機為兩機兩流的立彎式薄板坯連鑄機由SMS公司提供，採用漏斗式結晶器，結晶器長度為1.1m；鑄機冶金長度為7．14m，彎曲半徑為3.25 m，採用了60t大容量雙流中間罐。結晶器可實現線上調寬和液麵自動控制，澆鑄過程還採用了保護澆鑄、自動稱量及液芯壓下技術，通過流芯壓下，可以把結晶器出口65 mm的鑄坯厚度壓至50 mm，以保證某些產品在質量方面的需求。連鑄機結晶器振動裝置為液壓振動系統，整套裝置由德國西馬克提供，由於該裝置產生的運動速度為正弦波型，所以，該振動裝置不會產生剛性衝擊及柔性衝擊。但當振動量超出允許範圍後，將使裝置零部件產生附加的動載荷，從而加速磨損，縮短零件的使用壽命。
包鋼引進德國西馬克的薄板坯連軋連鑄機，採用了PID和模糊邏輯控制方式，實現連鑄機結晶器鋼水自動檢測與控制。在該系統中，液麵檢測裝置採用Co-60檢測儀；鋼水液麵控制功能是通過程式設計在PLC軟體中完成的；從中間包注入結晶器的鋼水流量是由伺服控制的液壓缸驅動的中間包塞棒來調節和控制的。
五、總結
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。畢業實習是大學教育最後一個極為重要的實踐性環節。通過實習，使我們在社會實踐中接觸與本專業相關的實際工作，增強感性認識，培養和鍛鍊我們綜合運用所學的基礎理論、基本技能和專業知識，獨立分析和解決實際問題的能力，把理論和實踐結合起來，提高實踐動手能力，為我們日後畢業走上工作崗為打下一定基礎。此次實習實地考察了包鋼薄板廠連鑄機結晶器，瞭解工作原理及結構組成為本畢業設計蒐集資料。
