東北大學(xué)自動化鞍鋼實習(xí)報告

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1、東北大學(xué)自動化鞍鋼實習(xí)報告 目 錄 第一章 引 言 . - 1 -1.1實習(xí)的目的、任務(wù)、冷軋廠生產(chǎn)控制系統(tǒng) . - 7 -3.1 冷軋廠工藝流程及目前設(shè)備介紹 . - 7 -3.2 2#線酸洗機(jī)組控制系統(tǒng) . - 11 -3.3 冷軋板厚度自動控制系統(tǒng) . - 15 -第四章 用萬能軋機(jī)軋制鋼軌生產(chǎn)工藝及特點 . - 18 -4.1生產(chǎn)工藝簡介 . - 18 -4.2 孔型系統(tǒng) . - 19 -4.3 鋼軌的萬能軋制原理 . - 21 -4.4 CS箱形緊湊萬能機(jī)架 . - 22 -第五章 鞍鋼計量廠 . - 23 -5.1工廠簡介 . - 23 -5.2生產(chǎn)設(shè)備及工藝流程 . - 24 -

2、第六章 實習(xí)總結(jié) . - 25 -6.1心得體會 . - 25 -6.2建議和意見 . - 26 - 參考文獻(xiàn) . - 26 - 第一章 引 言1.1實習(xí)的目的、任務(wù)、內(nèi)容及要求1.1.1 實習(xí)目的生產(chǎn)實習(xí)是自動化專業(yè)教學(xué)計劃中重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。學(xué)生在較系統(tǒng)地完成了公共基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課和部分專業(yè)課的學(xué)習(xí)后，通過生產(chǎn)實習(xí)，使學(xué)生進(jìn)一步鞏固和深化學(xué)過的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識理論。學(xué)會運用所學(xué)知識分析現(xiàn)場實際問題，培養(yǎng)積極探索和不斷進(jìn)取的創(chuàng)新精神，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計打下堅實的基礎(chǔ)。學(xué)生通過生產(chǎn)實習(xí)，可以進(jìn)一步接觸和認(rèn)識社會，提高社交能力，樹立勞動觀念、集體觀念、紀(jì)律觀念和創(chuàng)業(yè)精神。1.1.

3、2實習(xí)任務(wù)本次實習(xí)安排在鞍山鋼鐵集團(tuán)股份有限公司進(jìn)行，主要包括：煉鐵總廠、冷軋廠、大型廠、無縫鋼管廠、計量廠等。（1）通過現(xiàn)場參觀，熟悉冶金工業(yè)自動化生產(chǎn)工藝流程和典型控制系統(tǒng)的構(gòu)成、功能及特點；了解冶金工業(yè)企業(yè)的基礎(chǔ)自動化、過程自動化、管理自動化系統(tǒng)和生產(chǎn)組織管理系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、典型設(shè)備。（2）通過聽取相關(guān)工程技術(shù)人員和企業(yè)管理者的報告，了解現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)的各種管理、工藝、控制現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢。1.1.3 實習(xí)內(nèi)容（1） 企業(yè)安全教育（2） 現(xiàn)場專家和工程技術(shù)人員講課（3） 參觀考察生產(chǎn)流程（4） 現(xiàn)場實習(xí)通過實習(xí)，要達(dá)到以下目的：（1） 了解企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)過程的基本特點了解企業(yè)的產(chǎn)品

4、結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品特點、產(chǎn)品銷路和生產(chǎn)成本。了解企業(yè)生產(chǎn)過程的組織、計劃、供能、物料配送的特點。了解企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營發(fā)展歷史、現(xiàn)狀、地位及遠(yuǎn)景規(guī)劃。（2） 了解企業(yè)生產(chǎn)過程的基本原理、方法、原則- 1 - 熟悉典型企業(yè)生產(chǎn)工藝流程、主要工藝指標(biāo)。熟悉各種傳動設(shè)備、控制設(shè)備和輔助設(shè)備的技術(shù)數(shù)據(jù)、應(yīng)用場合及使用特點。了解并熟悉各種實際控制系統(tǒng)和控制方法。分析圖紙和技術(shù)文件。（3） 如有必要，可以應(yīng)企業(yè)要求，完成一些技術(shù)服務(wù)工作，或提出建議和意見。1.1.4 實習(xí)要求（1） 實習(xí)紀(jì)律實習(xí)為集體活動，在實習(xí)期間實行統(tǒng)一行動、統(tǒng)一指揮。在場內(nèi)實習(xí)時，不得擅自行動，按要求穿著實習(xí)服裝（安全帽、工作服、防護(hù)鞋等）。在實

5、習(xí)過程中服從指揮，遵守作息時間，實行早中晚點名制度，不得單獨行動。 在實習(xí)期間，要講文明、禮貌，不得打架、喝酒，未經(jīng)指導(dǎo)教師允許，不得外出。（2） 實習(xí)安全在實習(xí)全過程的每個階段時刻注意自身和他人的安全，遵守實習(xí)要求中的安全內(nèi)容的實習(xí)單位的安全制度。遇到突發(fā)事件時不慌不亂、服從指揮。（3） 實習(xí)筆記每人都需帶筆記本和筆，在講課過程中記筆記，在回住宿地之后整理筆記。指導(dǎo)老師不定期檢查實習(xí)筆記，實習(xí)結(jié)束后，需上交實習(xí)筆記。（4） 乘車由于實習(xí)地點在外地，路程較遠(yuǎn)，需要乘坐汽車，往返廠內(nèi)實習(xí)時也統(tǒng)一乘車往返，因此要求必須聽從指揮，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)紀(jì)律和指令。乘車前按照分組整隊，經(jīng)指導(dǎo)教師點名后，等候指令

6、。上下車時做到有秩序，服從安排，注意謙讓，互相幫助，保持車內(nèi)衛(wèi)生。（5） 住宿參加實習(xí)的所有人員在實習(xí)期間都必須在住宿地住宿，不允許擅自離開，絕對不允許夜不歸宿。保管好自己隨身攜帶的物品，特別是貴重物品要妥善保管。（6） 就餐實習(xí)隊負(fù)責(zé)聯(lián)系辦理就餐卡（每卡預(yù)存50元，由各寢室長負(fù)責(zé)收取，在領(lǐng)取多 - 2 - 功能卡、房間鑰匙時一起繳納；按照鞍鋼實業(yè)集團(tuán)有限公司生活服務(wù)分公司的要求，食堂收取實際發(fā)生的就餐費用15%的管理費，該費用由就餐人員自己承擔(dān)；自己準(zhǔn)備餐具。）（7） 衛(wèi)生為保持、維護(hù)東北大學(xué)形象，要求全體同學(xué)保持環(huán)境衛(wèi)生，包括汽車、駐地和實習(xí)工廠。在車內(nèi)、寢室內(nèi)和工廠內(nèi)禁止吸煙，要注意個人

7、形象、個人衛(wèi)生和寢室衛(wèi)生。個人要注意飲食、飲用水的衛(wèi)生，不得食用（飲用）來路不明、變質(zhì)的食品、飲料，防止腹瀉、急性腸炎、肝炎等突發(fā)疾病。汽車內(nèi)和實習(xí)工廠的衛(wèi)生由全體同學(xué)自行負(fù)責(zé)。駐地的寢室衛(wèi)生，由各寢室同學(xué)負(fù)責(zé)打掃。 1.2實習(xí)單位概況1.2.1 鞍山鋼鐵集團(tuán)公司簡介鞍山鋼鐵集團(tuán)公司總部坐落在遼寧省鞍山市，鞍山地區(qū)鐵礦石資源豐富，已探明的鐵礦石儲量約占全國儲量的四分之一。周圍還蘊藏著豐富的菱鎂石礦、石灰石礦、粘土礦、錳礦等，為黑色冶金提供了難得的輔助原料。中長鐵路和沈大高速鐵路穿過市區(qū)，大連港、營口港、鲅魚圈港與海內(nèi)外相通，交通運輸條件便利。 鞍鋼始建于1916年，前身是日偽時期的鞍山制鐵所和

8、昭和制鋼所。1948年鞍鋼成立，是新中國第一個恢復(fù)建設(shè)的大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)和最早建成的鋼鐵生產(chǎn)基地，被譽為“中國鋼鐵工業(yè)的搖籃”、“共和國鋼鐵工業(yè)的長子”。60年來，鞍鋼為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出了巨大貢獻(xiàn)，累計生產(chǎn)鋼3.81億噸、鐵3.75億噸、鋼材2.77億噸；上繳利稅1245億元，相當(dāng)于國家對鞍鋼投入的23倍。鞍鋼累計向祖國各地輸送了近6萬名優(yōu)秀干部、工程技術(shù)人員和技術(shù)工人，為各地培養(yǎng)了11萬余名各類人才。經(jīng)過六十年的建設(shè)和發(fā)展，目前鋼鐵主業(yè)已形成鞍山、鲅魚圈、朝陽三大生產(chǎn)基地的發(fā)展格局，具有鋼、鐵、鋼材2500萬噸的綜合生產(chǎn)能力，成為以汽車板、家電板、集裝箱板、船板、重軌、石油管、管線鋼、容器板

9、、冷軋硅鋼等為主導(dǎo)產(chǎn)品的精品鋼材生產(chǎn)基地。能夠生產(chǎn)16大類鋼材品種，120個產(chǎn)品細(xì)類，600個鋼牌號，42000個規(guī)格的鋼材產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域。鞍鋼全面通過ISO9002質(zhì)量體系認(rèn)證，船用鋼通過9國船級社認(rèn)證，石油管通過 - 3 - API認(rèn)證，建筑材料通過英國勞氏公司CE標(biāo)志認(rèn)證書，鋼鐵主體通過ISO14000環(huán)境管理體系認(rèn)證和OSHMS職業(yè)安全健康管理體系認(rèn)證。鋼材產(chǎn)品按國際先進(jìn)水平標(biāo)準(zhǔn)組織生產(chǎn)有了可靠保證。鞍鋼將認(rèn)真落實科學(xué)發(fā)展觀，加快推進(jìn)“四個轉(zhuǎn)變”，即在長大方式上，從投資新建為主向投資新建與兼并重組并重轉(zhuǎn)變；在產(chǎn)業(yè)布局上，從內(nèi)陸發(fā)展向沿海發(fā)展和國際化經(jīng)營轉(zhuǎn)變；在自主創(chuàng)新上

10、，從核心技術(shù)的“追隨者”向“領(lǐng)跑者”轉(zhuǎn)變；在對外輸出上，從單一的產(chǎn)品輸出向技術(shù)輸出和管理輸出轉(zhuǎn)變。到2015，實現(xiàn)“全面騰飛”奮斗目標(biāo)，即：年產(chǎn)鋼進(jìn)入世界鋼鐵行業(yè)前10位，成為鋼鐵業(yè)特強、多角化產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展，具有國際競爭力，能夠引領(lǐng)世界鋼鐵工業(yè)發(fā)展的特大型跨國集團(tuán)。 1.2.2 鞍鋼股份有限公司簡介鞍鋼股份有限公司成立于 1997 年 5 月 8 日，注冊資本為 72.34 億元。2008 年度，鞍鋼股份生產(chǎn)鐵 1607.82 萬噸，生產(chǎn)鋼 1599.69 萬噸，生產(chǎn)鋼材1498.49萬噸。按中國企業(yè)會計準(zhǔn)則，鞍鋼股份截至 2008 年 12 月 31 日止年度，營業(yè)收入為79.616 百萬元

11、，利潤總額為 3,842 百萬元，凈利潤為2,989 百萬元，基本每股收益為0.413元，全面攤薄凈資產(chǎn)收益率為 5.63% 。截至 2008 年末，鞍鋼股份總資產(chǎn)為 92,179百萬元，股東權(quán)益為 53,103 百萬元，每股凈資產(chǎn)為 7.34 元。鞍鋼股份擁有鞍鋼集團(tuán)全部焦化、燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、軋鋼等整套現(xiàn)代化鋼鐵生產(chǎn)工藝流程及相關(guān)配套設(shè)施，并擁有了與之配套的能源動力系統(tǒng) ，實現(xiàn)了鋼鐵生產(chǎn)工藝流程的完整性、系統(tǒng)性。鞍鋼股份是國內(nèi)大型鋼材生產(chǎn)企業(yè)，主要業(yè)務(wù)為生產(chǎn)及銷售熱軋板、冷軋板、鍍鋅板、彩涂板、硅鋼、中厚板、線材、大型材、無縫鋼管等產(chǎn)品。目前，鞍鋼股份有限公司的成員單位有：煉鐵總廠、化工總

12、廠、第一煉鋼廠、第二煉鋼廠、第三煉鋼連軋廠、鋼材加工中心、熱軋帶鋼廠、中厚板廠、無縫鋼管廠、冷軋硅鋼廠、大型廠、冷軋廠、線材廠、第一發(fā)電廠、供電廠、給水廠、燃?xì)鈴S、氧氣廠、計量廠、設(shè)備處、冶金運輸廠、原燃料儲運分公司、材料儲運分公司、質(zhì)量檢驗中心、技術(shù)中心。 - 4 - 第二章 燒結(jié)分廠原料系統(tǒng)2.1 工藝概述由于我國的鐵礦多為貧礦，為了使鐵礦中鐵含量增加，便于冶煉，所以在我國大多數(shù)冶煉廠都有燒結(jié)廠或者燒結(jié)車間。燒結(jié)是把鐵礦粉燒結(jié)成塊礦，作為煉鐵原料。燒結(jié)廠是煉鐵原料準(zhǔn)備的中間工廠。燒結(jié)的過程是根據(jù)煉鐵的要求，將細(xì)粒的含鐵原料、熔劑、燃料進(jìn)行配料、混合造球、鋪料點火、抽風(fēng)燒結(jié)，而后再降溫固結(jié)，

13、經(jīng)破碎、篩分、冷卻、整粒后把成品運往煉鐵廠。返礦重新參加配料、鋪底和燒結(jié)。燒結(jié)過程的基本原理就是把準(zhǔn)備好的混合料在燒結(jié)機(jī)上進(jìn)行點火并通過抽風(fēng)的作用，使混合料中的固定碳燃燒，產(chǎn)生高溫，混合物局部軟化或者熔化，發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，生成一定數(shù)量的液相，隨后由于溫度降低，液相冷卻而凝固成塊。2.2 自動控制系統(tǒng)的構(gòu)成鞍鋼西區(qū)燒結(jié)計算機(jī)控制系統(tǒng)采用三電一體化控制系統(tǒng)，按工藝流程共設(shè)有 14 個 PLC控制站（不包括余熱回收等隨工藝設(shè)備本體帶來的控制站），如圖 1 所示，系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)雙網(wǎng)冗余的設(shè)計方案完成兩臺燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)的生產(chǎn)與控制，所有控制站、操作站、工程師站之間通過冗余以太網(wǎng)連接；各變電所及控制

14、室之間的以太網(wǎng)通過光纖連接。配料秤、計量秤與相應(yīng)的 PLC 控制站之間的數(shù)據(jù)交換通過 Profibus-DP 通信網(wǎng)絡(luò)完成；變頻器與相應(yīng)的 PLC 控制站之間的數(shù)據(jù)交換通過 MB+通信網(wǎng)絡(luò)完成。整個控制系統(tǒng)分別完成燒結(jié)機(jī)及環(huán)冷機(jī)系統(tǒng)控制，含鐵原料接受系統(tǒng)控制，配料系統(tǒng)控制，制粒與成品篩分控制，除塵卸灰控制，主抽風(fēng)機(jī)控制等。各 PLC 控制站分別放置在主電氣樓配電室，原料庫配電室，配料配電室，成品配電室及燃料配電室。硬件配置主要有主機(jī)架、擴(kuò)展機(jī)架、電源、CPU 模塊、接口模塊、以太網(wǎng)通信模塊以及數(shù)字量和模擬量輸入/輸出模塊等。軟件設(shè)計主要分為電控和儀控兩大部分，電控部分完成系統(tǒng)有關(guān)數(shù)字量的聯(lián)鎖與

15、控制，儀控部分完成相關(guān)模擬量的轉(zhuǎn)換，計算和 PID 控制，如圖2-1所示。 - 5 - 圖2-1鞍鋼燒結(jié)2328平方米工程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置示意圖 2.3 自動控制系統(tǒng)主要實現(xiàn)的功能2.3.1配料系統(tǒng)的自動控制將燒結(jié)用的新原料，混勻礦、熔劑、生石灰。燃料等與冷返礦按要求的配比進(jìn)行自動給料的過程稱為配料系統(tǒng)的自動控制。排料量設(shè)定值的確定所謂干配比是指按照燒結(jié)礦的化學(xué)成分以及高爐對燒結(jié)礦的要求，經(jīng)計算求出的各種原料之間配合比例（干量）。濕配比是指各原料的濕料量與總配料量（濕量）的比例。根據(jù)干配比和水分率經(jīng)計算求出各種原料的濕配比，再根據(jù)制粒混合料槽料位之需要，確定的總配料量可求出每臺配料秤排料量的設(shè)

16、定值。WSj WTS2 HKj （2.1） 式2.1中：WSj 為第 j 個貯礦槽排料量設(shè)定值；WTS2 為總配料量；HKj 為第 j 個貯礦槽濕配比；j 為貯礦槽編號。其中總配料量 WTS2 是根據(jù)制粒室混合料槽料位控制計算得到或由操作工根據(jù)實際生產(chǎn)情況人工設(shè)定的。2.3.2 配料系統(tǒng)的控制方式配料系統(tǒng)具有如下幾種控制方式：1）由 PLC 進(jìn)行設(shè)定值控制PLC 完成濕配比及排料量設(shè)定值的計算后，將此信號送給配料二次表作為設(shè)定信號，由配料二次表完成閉環(huán)控制。PLC 輸出的料量設(shè)定值信號，既可以經(jīng)過自動- 6 - 運算得到，也可以在操作站上進(jìn)行手動設(shè)定。配料二次儀表根據(jù)排料量設(shè)定值和測量值進(jìn)行

17、PI 控制運算，由 PLC 輸出控制信號給變頻器完成配料系統(tǒng)的自動控制。2）配料儀表單機(jī)閉環(huán)控制單機(jī)閉環(huán)自動控制是在配料秤二次表面板上直接設(shè)定排料量設(shè)定值，由配料二次儀表完成單機(jī)自動配料。3）直接由 P 比進(jìn)行速度控制在操作站上手動設(shè)定變頻器的速度值，由 PLC 直接輸出此速度設(shè)定信號給變頻器，完成手動給料控制。第三章： 冷軋廠生產(chǎn)控制系統(tǒng)3.1 冷軋廠工藝流程及目前設(shè)備介紹3.1.1工藝流程介紹由現(xiàn)場技術(shù)人員介紹的冷軋2#線的工藝流程如下圖所示，擁有150萬噸的生產(chǎn)能力，原料厚度3.0mm的鋼板，通過扎制后的成品在0.4mm左右。在工序上，通過酸洗除去原料表面的雜質(zhì)；通過平整機(jī)組使得鋼板表面

18、獲得良好的平面面貌；通過重卷機(jī)組將大卷分為若干小卷，滿足客戶需要。整個生產(chǎn)流程均擁有較高的自動化水平，特別提到激光焊機(jī)，全自動無人，是保證整個扎制過程不間斷進(jìn)行提供了重要的工序。圖 3-1 冷軋廠工藝流程圖 - 7 - 3.1.2冷軋廠現(xiàn)有控制設(shè)備介紹由于設(shè)備引進(jìn)和改造的時期不同, 彼此自動化水平相差很大，且控制設(shè)備不統(tǒng)一，具體情況如下。硬件設(shè)備（1） 鹽酸再生 3臺SIEMENS S5-115U PLC，兩臺pc32-T,操作系統(tǒng)為Windows For Workgroup，使用Wonderware公司的Intouch軟件包開發(fā)監(jiān)控應(yīng)用程序。（2） 鹽酸洗 3臺瑞典Sattcon31 PLC

19、，分別負(fù)責(zé)頭、中、尾部全線控制，鹽酸拉矯機(jī)采用GETexas PC，LYNXOS2.1.0操作系統(tǒng)，鹽酸焊機(jī)使用1臺SIEMENS S5-135U PLC。（3） 連軋機(jī) 14臺連軋機(jī)14臺SIEMENS MMC216多微機(jī)，BD216 操作系統(tǒng),用PL/M286語言編程。（4） 罩式退火爐 4座EBNER爐采用3臺SIEMENS S52115U PLC。老24座N2爐 1臺IPC610,CPU80386,MS DOS 6.0 操作系統(tǒng), 用GW BASIC編程,并通過3964R軟件包與1臺SIEMENS S52135U PLC相連組成控制系統(tǒng)。新36座LOI爐 1臺PC322R,CPU804

20、86,DRDOS系統(tǒng),用Turbo Pascal編程,通過ARC-NET網(wǎng)與18臺SIEMENS S5-115U PLC相連構(gòu)成系統(tǒng)。較新36座LOI爐 1臺PC32-20，CPU 80386 ,ConCurrent Dos操作系統(tǒng),用Turbo Pascal編程, 通過3964R軟件包與BCU(DDC控制器)通信。(5) 平整機(jī) 5臺SIEMENS MMC286多微機(jī),BD286操作系統(tǒng),用PL/ M286語言編程。(6) 剪切線 1#剪切線由3臺S5-135U PLC和1臺SIEMENS SIMADYND組成，1 #剪包裝線由1臺S5-115U PLC完成自動包裝；2#剪切線采用1臺S5-

21、135U PLC 控制；3#剪切線用1臺S52155U PLC控制；縱向剪切線采用美國GETexas PC 機(jī)，LYNXOS操作系統(tǒng)，用3COM網(wǎng)卡，采用TCP/IP協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)通信如上所述，鹽酸洗、鹽酸焊機(jī)、EBNER罩式爐、連軋機(jī)、平整機(jī)、1#剪切線(含包裝線)、2#剪切線、3#剪切線均無上位機(jī)，給系統(tǒng)連網(wǎng)帶來了困難，遵循可靠、實用、節(jié)約的原則，在CIMS系統(tǒng)和底層工控機(jī)或PLC間，配置若干臺PC機(jī)。這些PC機(jī)的主要功能是從下面采集實時數(shù)據(jù),處理后打包送到CIMS系統(tǒng)的ORACLE數(shù)據(jù)庫 - 8 - 中, CIMS系統(tǒng)收到這些數(shù)據(jù)后，再作相應(yīng)的功能處理。這些新增的PC機(jī)，我們稱為LEVEL-

22、2系統(tǒng)，它起到1個Gateway (網(wǎng)關(guān))的作用，即把應(yīng)用不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)，通過Gateway的翻譯連起來, LEVEL-2通過HUB連到IBM RS26000上，構(gòu)成Client/Server結(jié)構(gòu)。LEVEL-2 與底層通信通過RS232口，采用點到點的通信方式，協(xié)議為RS232。圖3-2 冷軋廠系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖控制系統(tǒng)軟、硬件LZ-CIMS底層控制系統(tǒng)在實現(xiàn)生產(chǎn)自動控制的前提下,完成數(shù)據(jù)的采集、處理和傳輸。底層數(shù)據(jù)是CIMS的基礎(chǔ)，底層通信設(shè)計的好壞決定了CIMS的成敗。在軟、硬件總體構(gòu)想上，力求簡練、開放、通用，盡量減少今后應(yīng)用系統(tǒng)的維護(hù)量，延長應(yīng)用系統(tǒng)的生命周期。(1) 鹽酸再生和鹽酸洗1

23、) 鹽酸再生為了不影響再生機(jī)組現(xiàn)有的PC32-T安全性能，新增PC Server機(jī)直接與3 臺S5-135U通過點到點通信來交換信息，它與原PC32-T在功能上互不干擾,增強了系統(tǒng)的可行性和安全性。- 9 - 2) 鹽酸洗因為鹽酸再生的現(xiàn)有上位機(jī)PC32-T使用Intouch軟件包，通過串行口已能與鹽酸中部Sattcon31交換數(shù)據(jù)，所以鹽酸洗新增PC Server也用Intouch 軟件包與3臺Sattcon31分別采用點到點的通信方式來采集數(shù)據(jù)。同樣，焊機(jī)通過RS232口用Intouch采集數(shù)據(jù)。根據(jù)拉矯機(jī)PC機(jī)的特點，可直接掛到HUB1上，通過在新增的PC機(jī)(PC Server)上的OD

24、BC for Informix與之構(gòu)成C/S結(jié)構(gòu)，使拉矯機(jī)上的數(shù)據(jù)先送到PC Server上，處理后再送到RS26000上。在鹽酸洗生產(chǎn)線上還開發(fā)了PC MMI，填補了無監(jiān)視跟蹤畫面的空白。硬件上，PC Server通過以太網(wǎng)，接兩臺PC MMI；軟件上，PC Server利用Intouch軟件包與PC MMI實時交換數(shù)據(jù)。(2) 罩式爐爐區(qū)分兩個控制室, EBNER爐和較新LOI爐控制系統(tǒng)在北區(qū)，新LOI爐和N2 爐在南區(qū)。這樣，南、北兩區(qū)各增加1臺PC Server，EBNER爐沒有上位機(jī),在其Master S5-115U PLC上插入1塊CP524通信板，與PC Server相連，較新L

25、OI爐上位機(jī)PC32-20和新LOI爐上位機(jī)PC32-R通過修改和增加程序，用來負(fù)責(zé)向RS-232口寫所交換的數(shù)據(jù)。N2爐的上位機(jī)通過3964R通信軟件包, 新增MOXA C104A多用戶卡與PC Server進(jìn)行點到點通信。(3) 連軋機(jī)和平整機(jī)連軋機(jī)所用的MMC216是介于S5 PLC和微機(jī)間的一種過渡產(chǎn)品，沒有通用性和開放性，是系統(tǒng)開發(fā)的難點，經(jīng)過反復(fù)研究和試驗，依據(jù)LoaderDebuger特性，模仿指令，開發(fā)出專用通信軟件包。MMC216的MADI Comp uter(人機(jī)接口計算機(jī))與PC Server相連。平整機(jī)使用的MMC286是MMC216 的升級產(chǎn)品, 兩者特性基本一樣,

26、新增PC Server與MMC286的SOVE Comp uter(設(shè)定值處理計算機(jī))相連,實現(xiàn)信息交換。(4) 剪切線1 # 、2 # 和3 # 剪切線都采用SIEMENSS5-135U 或S5-155U PLC ，3 條剪切線控制系統(tǒng)相通相容，為此，建立共用的SINEC L2網(wǎng)，S5增加CP5431 通信板與PC Server共同掛網(wǎng)。冷縱剪所用的GE Texas PC直接掛到HUB7上, 具體情況和鹽酸拉矯機(jī)一樣。LEVEL-2 PC的應(yīng)用軟件結(jié)構(gòu)見圖3.3，共有5個進(jìn)程組成，輔助若干個初始表單，其中P0是整個應(yīng)用系統(tǒng)的主控進(jìn)程，它負(fù)責(zé)調(diào)度和監(jiān)視P1P4 進(jìn)程活動。 - 10 - P1主

27、要用于同原始數(shù)據(jù)打交道的1個進(jìn)程，該進(jìn)程將根據(jù)信息源表的說明負(fù)責(zé)從原始數(shù)據(jù)源處取數(shù)據(jù)，并把所取數(shù)據(jù)送到緩沖區(qū)或建立中間結(jié)果值表。P2主要處理P1采集來的數(shù)據(jù)并整理后準(zhǔn)備往ORACLE表發(fā)送。P3進(jìn)程負(fù)責(zé)操作ORACLE表，并把實時數(shù)據(jù)存入ORA2CLE表里。P4進(jìn)程處理應(yīng)用系統(tǒng)出現(xiàn)的錯誤信息，并把相應(yīng)信息傳送到屏幕進(jìn)行報警和提示。1數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)源圖3-3 應(yīng)用軟件結(jié)構(gòu)圖 3.2 2#線酸洗機(jī)組控制系統(tǒng)3.2.1 酸洗機(jī)組介紹酸洗機(jī)組是保證冷軋成品質(zhì)量的關(guān)鍵設(shè)備之一。它的主要作用是借助于機(jī)械和化學(xué)的作用，把從熱連軋廠來的帶鋼鋼卷表面氧化鐵皮及污垢去掉，得到表面清潔的帶鋼，避免軋制時產(chǎn)生缺陷和損壞軋

28、輥。另外，對在酸洗后要進(jìn)行全連續(xù)軋制的帶鋼進(jìn)行烘干，防止已經(jīng)酸洗好的帶鋼表面重新氧化。鞍鋼新軋冷軋2# 生產(chǎn)線連續(xù)酸洗機(jī)組由入口段、酸洗工藝段、出口段三部分組成。 入口段主要由步進(jìn)梁、開卷機(jī)、矯直機(jī)、切頭剪、焊機(jī)、入口活套、拉矯機(jī)等設(shè)備組成，主要進(jìn)行帶鋼開卷、切去不合格頭尾、焊接、拉矯等處理。- 11 - 出口段主要由出口活套、圓盤剪、碎邊剪等設(shè)備組成，主要進(jìn)行帶鋼切邊等處理。 酸洗工藝段主要由酸洗段、漂洗段、帶鋼干燥器、排酸霧系統(tǒng)等設(shè)備組成，主要進(jìn)行帶鋼酸洗、漂洗、烘干等處理。 3.2.2酸洗機(jī)組控制系統(tǒng)生產(chǎn)要求（1）酸液溫度控制根據(jù)所生產(chǎn)的帶鋼厚度、寬度和鋼種的不同，對酸液的溫度要求也不同

29、。對氧化鐵皮難以洗掉以及較厚的帶鋼，溫度不能太低。因此，酸液由石墨熱交換器通過蒸汽加熱，并設(shè)置相應(yīng)的酸液溫度控制系統(tǒng)，以滿足生產(chǎn)的溫度要求。(2)加熱/操作循環(huán)轉(zhuǎn)換閥控制在加熱循環(huán)操作方式下，加熱循環(huán)閥開啟而操作循環(huán)閥關(guān)閉，循環(huán)泵將酸液從循環(huán)罐抽出通過熱交換器加熱后送回到循環(huán)罐中，保持酸液溫度到所要求的操作溫度。在操作循環(huán)方式下，操作循環(huán)閥開啟而加熱循環(huán)閥關(guān)閉，循環(huán)泵將酸液從循環(huán)罐抽出通過熱交換器加熱后送到酸洗槽，酸洗帶鋼。加熱8 操作循環(huán)方式是通過相應(yīng)的加熱8 操作循環(huán)轉(zhuǎn)換閥的切換進(jìn)行轉(zhuǎn)換的。(3)酸循環(huán)量根據(jù)機(jī)組運行速度變化在酸洗生產(chǎn)時，循環(huán)泵不斷地將酸液從循環(huán)罐抽出通過熱交換器加熱后送到

30、酸洗槽，對帶鋼進(jìn)行酸洗。為了達(dá)到較好的酸洗效果，同時降低生產(chǎn)成本，在控制系統(tǒng)中設(shè)計了根據(jù)機(jī)組運行速度變化確定酸循環(huán)供酸量的控制策略。酸循環(huán)供酸量與機(jī)組運行速度之間有函數(shù)關(guān)系：Y=F(x)：F(x)=110 (x80) （3.1） F(x)=110+(80-x)0.84 ( 80x230) （3.2） 上式中，Y為供酸量,m3/h；x 為機(jī)組速度，m/min。 3.2.3 2#線連續(xù)酸洗機(jī)組控制系統(tǒng)組成鞍鋼新軋冷軋2# 生產(chǎn)線連續(xù)酸洗機(jī)組自動控制系統(tǒng)，采用了先進(jìn)的“基礎(chǔ)自動化, 二級過程控制計算機(jī)+三級生產(chǎn)管理計算機(jī)”的ELC一體化結(jié)構(gòu)，構(gòu)成了一套功能完備的綜合控制系統(tǒng)。基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)采用電氣-

31、 儀表一體化設(shè)計，主要由監(jiān)控操作站、過程控制PLC以及通信總線等組成。- 12 - 操作站采用工業(yè)控制計算機(jī)，用于實現(xiàn)生產(chǎn)過程的監(jiān)視、操作、報警、趨勢記錄、報表打印等。采用SIEMENS 公司W(wǎng)INCC 監(jiān)控組態(tài)軟件，進(jìn)行操作站監(jiān)控操作畫面的組態(tài)編程。過程控制PLC采用SIEMENS公司S7-400 PLC，用于生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)采集、回路控制、順序控制以及連鎖等。通過編程器，采用STEP 7語言程序，對PLC進(jìn)行系統(tǒng)邏輯控制編程。采用工業(yè)以太網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，進(jìn)行控制系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信。整個基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)共設(shè)有四套PLC，即入口鋼卷運輸PLC1、入口段PLC2、出口段PLC3、以及工藝段PLC

32、4。酸洗工藝段PLC4 的系統(tǒng)配置，如圖所示，其主要設(shè)備包括：S7-400主機(jī)架；CPU416-2DP 模塊；電源模塊；以太網(wǎng)通信模塊；DP接口通信模塊；ET200M I/O站（包括(IM153-1接口模塊、I/O模塊等）；ET200B 32DI( 輸入模塊；ET200B 16DO輸出模塊。由于酸洗機(jī)組工藝線布置非常長，使得各個設(shè)備的檢測和控制點位置距離控制室非常遠(yuǎn)，因此，PLC 系統(tǒng)主要采用了ET200系列遠(yuǎn)程I/O 站，通過Profibus 現(xiàn)場總線與控制室S7-400 PLC相連的結(jié)構(gòu)形式，以利于管線敷設(shè)施工，節(jié)省大量電纜材料，也方便系統(tǒng)調(diào)試。工藝段酸循環(huán)泵變頻控制器，也通過Profib

33、us現(xiàn)場總線與控制室S7-400 PLC相連。工藝段現(xiàn)ET200M I/O站設(shè)置位置如下：ET1 1#酸洗槽；ET2 2#酸洗槽；ET3 3#酸洗槽；ET4漂洗槽；ET5 1#酸循環(huán)罐；ET6 2#酸循環(huán)罐；ET7排酸霧系統(tǒng)；ET8 3# 酸循環(huán)罐；ET9冷凝水罐；ET10脫鹽水罐；MCC2工藝段馬達(dá)控制中心。工藝段現(xiàn)場操作箱ET200B I/O站設(shè)置位置如下：P41 1# 酸洗槽；P42 2# 酸洗槽；P43 3# 酸洗槽；P44漂洗槽；P45漂洗槽。- 13 - 圖3-4 酸洗工藝段PLC4系統(tǒng)配置3.2.3 2#線連續(xù)酸洗機(jī)組控制系統(tǒng)主要功能酸洗工藝段的主要儀表檢測和控制以及電氣邏輯連鎖

34、控制功能有：1#3#酸洗槽循環(huán)泵控制；廢酸泵控制；酸液濃度控制泵控制；1#3#酸循環(huán)罐液位檢測；1#3#酸洗槽熱交換器溫度控制；1#循環(huán)罐Fe+HCL離子濃度檢測；加熱/操作循環(huán)轉(zhuǎn)換閥控制；冷凝水回收電導(dǎo)率檢測；酸循環(huán)流量檢測與控制；漂洗循環(huán)泵、脫鹽水泵、冷凝水泵和漂洗水泵控制；漂洗槽第1段液位和第4段PH值檢測；漂洗槽第5段電導(dǎo)率控制；冷凝水罐、脫鹽水罐和漂洗水罐液位檢測；冷凝水/脫鹽水溫度檢測與控制；帶鋼干燥器風(fēng)機(jī)和熱交換器溫度控制；排酸霧風(fēng)機(jī)和洗滌水泵控制，電導(dǎo)率和液位檢測，預(yù)分離器和凈化塔壓力差監(jiān)視，洗滌水流量檢測；污水坑液位檢測及污水泵控制；能源介質(zhì)（脫鹽水、冷凝水、生活水、蒸汽、廢

35、酸、再生酸）消耗檢測；1#3# 酸洗槽、漂洗槽槽蓋控制；酸洗段、漂洗段擠干輥控制。在酸洗機(jī)組生產(chǎn)過程中，通過基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)監(jiān)控操作站CRT畫面，操作人員可以隨時監(jiān)控、了解整個機(jī)組的過程狀態(tài)，以及各種工藝數(shù)據(jù)、能源介質(zhì)供應(yīng)和設(shè)備運行情況等，以便通過鍵盤或鼠標(biāo)進(jìn)行各種相關(guān)操作，完成對整個酸洗機(jī)組生產(chǎn)過程的監(jiān)控和操作。操作站提供了下列主要監(jiān)控操作功能：屏幕菜單顯示；工藝流程圖畫面顯示；過程狀態(tài)顯示；設(shè)備操作方式顯示及選擇；控制回路顯示及選擇；設(shè)定值顯示及給定；過程值顯示；趨勢記錄；報警；報表打印。為便于操作，操作站提供了必要的監(jiān)控操作畫面，其中，酸洗工藝段主要監(jiān)控操作- 14 - 畫面有：總貌；1#

36、 酸洗槽；2# 酸洗槽；3# 酸洗槽；漂洗槽；帶鋼干燥器；排酸霧系統(tǒng)；酸再生系統(tǒng)（與酸洗機(jī)組生產(chǎn)有關(guān)部分）。3.3 冷軋板厚度自動控制系統(tǒng)3.3.1 厚度偏差形成的原因冷軋過程中的帶鋼厚度偏差主要由熱軋原料的厚度偏差以及冷軋過程中產(chǎn)生的厚度偏差構(gòu)成。（1）來料在熱軋過程中產(chǎn)生厚度偏差的原因有：1）軋輥偏心；2）帶鋼頭尾部張力的消失；3）帶頭和帶尾的溫度差；4）冷卻系統(tǒng)造成的溫度不均；5）與運輸輥道以及冷卻輥組接觸產(chǎn)生的局部溫度偏差；（2）帶鋼在冷軋過程中產(chǎn)生厚度偏差的主要原因有：1）支撐輥軸承油膜漂移引起的輥縫變化；2）軋輥熱變形引起的輥縫偏差；3）軋機(jī)機(jī)架彈性變形引起的輥縫偏差；3）軋輥偏心

37、；5）帶鋼張力波動所引起的軋制力變化；3.3.2 厚度控制原理（1） 厚度偏差的檢測目的是掌握軋制過程中每時每刻帶鋼厚度偏差的大小。（2） 厚度偏差的消除根據(jù)厚度偏差大小，計算出調(diào)節(jié)量，輸出控制信號，然后根據(jù)控制信號，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動作，完成調(diào)節(jié)過程。 - 15 - 圖3-5 厚度控制系統(tǒng)3.3.3 厚度自動控制系統(tǒng)組成 冷軋機(jī)厚度自動控制系統(tǒng)由反饋控制回路、前饋控制回路、物流控制以及各種補償功能構(gòu)成。自動厚度控制系統(tǒng)的檢測儀表由各機(jī)架入口、出口張力輥，0#機(jī)架前后X射線測厚儀，1#機(jī)架后和4#機(jī)架后各一臺射線測厚儀以及0#機(jī)架前后、4#機(jī)架后各一臺激光測速儀組成。冷連軋機(jī)組及檢測儀表組成如下圖：

38、圖3-63.3.4 控制系統(tǒng)說明（1）前饋控制利用入口測厚儀，以設(shè)定值為標(biāo)準(zhǔn)，檢測到未軋制帶鋼的不規(guī)則厚度偏差，將厚度偏差的平均值存入位移寄存器中，并通過該寄存器將這一平均值同步地傳遞給輥縫。對執(zhí)行元件進(jìn)行相應(yīng)的修正，通過調(diào)整張力來消除來料的厚度偏差。（2）反饋控制利用出口測厚儀檢測出口帶鋼的厚度偏差，并取規(guī)定長度上厚度偏差的平均值，把這一平均值轉(zhuǎn)換成執(zhí)行機(jī)構(gòu)的修正值，通過調(diào)整張力，把修正值作用于軋制輥縫，以消除軋制厚度偏差。（1） 物流控制所謂物流控制就是依據(jù)金屬秒流量相等的原理，利用各機(jī)架的速度變化來消除厚度偏差。- 16 - 1） 常規(guī)物流控制V1H1=v2H2=vxHx （3.3） 式

39、中 v-帶鋼速度 H-帶鋼厚度 X-機(jī)架號上式表明，各機(jī)架的壓下量只隨速度變化而變化。嚴(yán)格遵守物流定律，對于來料厚度控制極為重要。對1#機(jī)架后厚度偏差的進(jìn)一步控制，也是對1#機(jī)架速度的反饋控制。該控制環(huán)路記錄1#機(jī)架后所保持的厚度偏差，并跟蹤到2#機(jī)架，同時對1#機(jī)架進(jìn)行速度修正。通過2#機(jī)架輥縫變化對速度修正所引起的張力變化進(jìn)行控制，從而補償1#機(jī)架所遺留的厚度偏差。速度的反饋控制同樣應(yīng)用于2#機(jī)架以及后面的其它機(jī)架，這就是所謂的機(jī)架間常規(guī)物流控制。 2） 擴(kuò)展物流控制將物流恒定方程進(jìn)一步擴(kuò)展到1#機(jī)架前張力輥組，把軋機(jī)入口段作為無壓下0#機(jī)架，即有下式：v0H0=v1H1=vxHx （3.

40、4） 如果設(shè)定來料厚度為H0,其厚度偏差為H0,相應(yīng)入口速度的補償值為v0則形成新的物流相等方程式如下:(v0+v0) (H0+H0)=v1H1 （3.5） 已知入口厚度為H0,1#機(jī)架出口厚度為H1,來料厚度存在偏差H0,為了保證1#機(jī)架出口厚度符合要求，必須對入口速度進(jìn)行修正。這樣入口張力輥就在速度控制下傳動，同時在入口張力輥組和1#機(jī)架之間進(jìn)行張力控制，將速度變化引起的入口張力波動轉(zhuǎn)換成1#機(jī)架輥縫的變化，這樣就能保證入口機(jī)架有恒定的帶鋼張力。 （2） 補償功能 1）軋制效率補償補償軋機(jī)在加減速期間，由于軋制速度變化而影響軋制力變化所產(chǎn)生的厚差，其實質(zhì)是由于軋制速度的變化而影響軋輥摩擦。

41、 2）卷取機(jī)附加加速度補償- 17 - 在厚度自控中，厚度偏差的修正導(dǎo)致帶鋼最終出口速度的變化。為了保持軋機(jī)和卷取機(jī)之間的張力恒定，卷取機(jī)應(yīng)根據(jù)軋機(jī)的情況進(jìn)行加速或減速，補償因速度變化而造成的張力波動。3）油膜補償支持輥采用油膜軸承，油膜的厚度取決于軋制速度和軋制力，這些因素的補償采用特性曲線進(jìn)行。4）軋輥偏心補償主要是減少由于軋輥偏心而引起的周期性厚度偏差，這些厚度偏差是由于支持輥磨削或裝配時軋輥同心度存在差異以及軋輥本身的橢圓度所引起的。它是通過檢測實際帶鋼出口厚度和負(fù)載軋制力，對軋制力進(jìn)行修正的一種反饋控制。 第四章 用萬能軋機(jī)軋制鋼軌生產(chǎn)工藝及特點 4.1生產(chǎn)工藝簡介隨著各國鐵路部門采

42、取高速重載運輸方案，對鋼軌的要求越來越嚴(yán)格。為滿足鐵路部門高精度的要求，各國鋼軌生產(chǎn)廠家對鋼軌生產(chǎn)工藝生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)(2002年12月19日鞍鋼萬能軋制生產(chǎn)線在試車成功）。使得生產(chǎn)出的鋼軌在性能、斷面尺寸、表面質(zhì)量上均有了較大提高。4.1.1傳統(tǒng)的和先進(jìn)的鋼軌生產(chǎn)工序比較傳統(tǒng)鋼軌的生產(chǎn)工藝為：平爐（轉(zhuǎn)爐）DH真空裝置澆鑄鋼錠均熱爐加熱初軋機(jī)開坯冷卻上料加熱爐二次加熱開坯機(jī)開坯粗軋精軋打印機(jī)緩冷冷卻矯直探傷補矯鋸頭鉆孔質(zhì)量檢查發(fā)貨。 先進(jìn)鋼軌生產(chǎn)工藝為：電爐或轉(zhuǎn)爐LF爐VD爐連鑄緩冷加熱高壓水除鱗一次開坯二次開坯萬能粗軋萬能中軋二次高壓水除鱗萬能精軋打印機(jī)冷卻矯直檢測中心（表面檢查、

43、平直度測量、超聲波探傷）補矯鋸頭鉆孔質(zhì)量檢查發(fā)貨。 - 18 - 4.1.2傳統(tǒng)與先進(jìn)的鋼軌生產(chǎn)的產(chǎn)品對比兩種不同工藝的對比：傳統(tǒng)鋼軌生產(chǎn)工藝不能生產(chǎn)50m以上長尺鋼軌，先進(jìn)的鋼軌生產(chǎn)工藝能生產(chǎn)100m以上長鋼軌；傳統(tǒng)鋼軌生產(chǎn)工藝沒有除鱗設(shè)備，不能很好保證鋼軌表面質(zhì)量，而先進(jìn)的鋼軌生產(chǎn)工藝二次除鱗可保證鋼軌的表面質(zhì)量；傳統(tǒng)鋼軌生產(chǎn)工藝改造前鋼軌矯直存在矯直盲區(qū)，端頭平直度、端頭扭轉(zhuǎn)較難控制，端頭扭轉(zhuǎn)要靠軋制工序進(jìn)行控制。先進(jìn)的鋼軌生產(chǎn)工藝實現(xiàn)了長尺矯直和長尺探傷，可減少矯直盲區(qū)和探傷盲區(qū)；傳統(tǒng)鋼軌生產(chǎn)工藝加熱爐加熱的鋼坯溫度不均,造成一支鋼軌斷面尺寸的波動；成品斷面的對稱性不理想,軌高、底寬、

44、腹高等尺寸控制精度不高；鋼軌腿端加工不好。先進(jìn)的鋼軌生產(chǎn)工藝用萬能軋機(jī)生產(chǎn)鋼軌，可保證鋼軌的尺寸精度；先進(jìn)的鋼軌生產(chǎn)的特點：先進(jìn)的鋼軌生產(chǎn)工藝用萬能軋機(jī)生產(chǎn)鋼軌，表面質(zhì)量好；先進(jìn)的鋼軌生產(chǎn)工藝在冷床可實現(xiàn)鋼軌的預(yù)彎，減少矯后鋼軌的殘余應(yīng)力；先進(jìn)的鋼軌生產(chǎn)工藝可以長尺交貨，從而可減少鐵路部門焊縫數(shù)量，增加行車安全感。4.2 孔型系統(tǒng)4.2.1傳統(tǒng)的孔型系統(tǒng)傳統(tǒng)的孔型系統(tǒng)一般是由一個梯形孔、三個帽形孔和五個軌形孔組成,為提高鋼軌的質(zhì)量,改用了六個軌形孔,使實物質(zhì)量得到改善，但仍不能滿足用戶需要。我國的鋼軌生產(chǎn)在2004年以前均采用上述二輥孔型軋制系統(tǒng)，但用該孔型軋制存在如下問題：軌頭踏面形狀難以保

45、證。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定軌頭踏面形狀是由兩個或三個圓弧形成的,其圓弧半徑是定值,但在二輥的成品孔中,軌頭踏面處于成品孔的開口處,因此成品重軌的軌頭踏面是由自然展寬或有限的限制展寬而形成的，其形狀在溫度高時是平直的，在溫度低時呈曲率半徑較小的凸形。用新、舊孔型時踏面形狀也不同，一根鋼軌的高度不均時，其形狀也不同，總之用二輥孔型難以精確地保證鋼軌軌頭踏面形狀。斷面形狀不對稱。用二輥孔型軋制重軌，從第一個軌形孔開始到最后一個成品孔， - 19 - 軋件都是在上下左右完全不對稱的變形條件下進(jìn)行軋制的。特別是在成品孔中不對稱的變形條件，常使成品重軌的斷面形狀不對稱，為使軋出的重軌斷面形狀對稱，在成品孔中采用下壓軋制

46、，或在車軋輥時使成品孔的上下腹高不同，或在設(shè)計孔型時使成品孔的軌底與腰部中切線不等于90，上邊與腰部小于90，下邊與腰部大于90，以使出成品孔的軋件上下邊與腰部成90的夾角，以便軋出較為對稱的鋼軌。但仍然有時由于某種原因使對稱程度超差。軌高和軌底的精度較差。軌高尺寸取決于軌頭的局部自然展寬，而自然展寬量取決于溫度、成品孔的壓下量、軋輥表面狀態(tài)。軌底尺寸不僅取決于成品孔的腰部壓下量，還取決于成品前孔軌底部分的開口邊和閉口邊的厚度，在軋制過程中，上述因素是變化的，為保證尺寸精度要靠正確的調(diào)整，稍有不慎，就會有超差出現(xiàn)。軌頭和軌底的加工量小，尺寸精度差。進(jìn)第一個軌形孔的軋件寬度小于成品孔的寬度，軋件

47、的軌底與軌頭部分、特別是軌底面與軌頭踏面直接的壓下量很小，正因為這樣，凡使用二輥孔型軋重軌的廠家都一樣，軌腰的質(zhì)量遠(yuǎn)高于軌頭和軌底，軌腰的機(jī)械性能也優(yōu)于軌頭和軌底。重軌的平直度較差。因為成品孔是在軌頭處開口，軌頭踏面處于自然展寬，而影響展寬的諸因素中沿重軌長度方向有差異，結(jié)果導(dǎo)致在重軌長度方向的軌高也有差異，這種差異使重軌踏面平直度較差。總之，用二輥孔型軋重軌，由于其軋制條件和變形條件在客觀上的限制，必然出現(xiàn)上述問題，雖然可以通過各種方法與措施減輕，但不能完全消除，有的問題甚至無法減輕，這不僅影響鋼軌的生產(chǎn)，更影響鋼軌的使用。4.2.2先進(jìn)鋼軌生產(chǎn)工藝的孔型系統(tǒng)首先將矩形坯或方坯軋成近似鋼軌外

48、形的帽形，一般在軋成帽形的過程中變形是不均勻的，金屬在軋輥的切楔作用下被強迫寬展形成寬而厚的腿部。為盡量減少不均勻變形，通常采用35個帽形孔，帽形孔配置在二輥可逆開坯機(jī)上。粗軋軌形孔也多配置在二輥可逆軋機(jī)上，軋件在粗軋軌形孔中變形，并逐漸接近成品鋼軌斷面尺寸。初具軌形的軋件在萬能孔中其腰部承受萬能軋機(jī)上下水平輥的切楔作用，其頭部和腿部的外側(cè)承受萬能軋機(jī)立輥側(cè)壓垂直作用。為確保鋼軌頭和底的寬度和側(cè)面形狀，還要在軋邊機(jī)的立軋孔內(nèi)，對其軌頭和軌底側(cè)面進(jìn)行立軋加工。這樣的孔型系統(tǒng)可以保證鋼軌從粗軋孔到成品孔軋件的變形是均勻的、對稱的，各部分金屬的延伸也接近相同，這就大大提高了鋼軌斷面尺寸的精度和外形的

49、規(guī)范。- 20 - 目前常用的萬能軋機(jī)有兩種布置形式，一種為：一架開坯機(jī)價、一架中間機(jī)架（均為二輥式）、一架萬能可逆機(jī)架（U1）、一架可逆軋邊機(jī)架(E1側(cè)移形)、一架萬能可逆機(jī)架(U2)、一架軋邊機(jī)架（E2）、一架萬能成品機(jī)架(UF)；另一種為：一架開坯機(jī)架、一架中間機(jī)架（均為二輥式）、一架萬能可逆機(jī)架（UR）、一架可逆軋邊機(jī)架(側(cè)移形E)、一架萬能成品機(jī)架（UF與UR相同）。第一種布置形式鋼軌的軋制道次程序包括：在二輥機(jī)架的軋機(jī)上軋制十個道次（第一機(jī)架，五個孔型，七個道次；第二機(jī)架，三個孔型，三個道次），隨后在U1-E1機(jī)架上的三個可逆道次，軋制過程中軋邊機(jī)架E1進(jìn)行側(cè)移，在U2-E2機(jī)組上

50、軋一個道次，在UF機(jī)架上為半萬能成品道次。萬能軋機(jī)的總延伸系數(shù)為2.5。第二種布置形式鋼軌的軋制道次程序包括：在二輥機(jī)架的軋機(jī)上軋制十二道次（第一機(jī)架，五個孔型，七個道次；第二機(jī)架，四個孔型，五個道次），在U-E機(jī)架上軋制三個可逆道次，軋邊機(jī)E作側(cè)移，在U-E-UF軋制一個半萬能道次。萬能軋機(jī)的總延伸系數(shù)為2.0。4.2.3萬能軋制法有下列優(yōu)點：軋輥消耗低：軋鋼時的軋輥消耗為1kg/t鋼軌，軋輥磨損慢，允許軋制的作業(yè)時間長；少換輥；在水平輥上可以使用能更換的熱裝輥環(huán)；磨損的軋輥易車修，可將寬孔型車成窄孔型，減少軋輥的儲備量。導(dǎo)衛(wèi)裝置設(shè)計簡單，易于安裝。軋輥孔型設(shè)計簡單，只要稍微調(diào)整一下軋輥的位

51、置就可以利用同一孔型軋制不同規(guī)格的鋼軌。生產(chǎn)率高：由于斷面尺寸穩(wěn)定，通過調(diào)整軋輥位置就可以補償軋輥的磨損，可以單獨調(diào)整軋輥的位置來調(diào)整軋件尺寸，如軌高、軌底寬度和厚度、軌腰厚度、軌頭厚度。表面質(zhì)量好：由于軋件四面均有壓力，整個斷面都受直接壓下，特別是在精軋階段，鋼軌表面質(zhì)量好。由于軋輥和軋件之間的摩擦損失比傳統(tǒng)孔型的摩擦損失低，并有可能進(jìn)行孔型潤滑，故所需軋制動力較低。投資少，生產(chǎn)費用低，既能軋制鋼軌，又能軋制型鋼。4.3 鋼軌的萬能軋制原理- 21 - 在萬能軋制工藝開發(fā)之前，所有的鋼軌都是在傳統(tǒng)的二或三輥式軋機(jī)上軋制的。具有一對立輥和一對水平輥的萬能軋機(jī)只用來軋制工字鋼。用萬能軋機(jī)軋輥和軋

52、邊機(jī)軋輥在鋼軌整個斷面上所施加的鍛壓作用要比老式的、傳統(tǒng)工藝軋制鋼軌時所得到的鍛壓作用好。在傳統(tǒng)軋制工藝中，典型的單向壓力不是直接施加在軌頭或軌底。相反，在萬能軋制中，壓力是直接而且主要是壓縮軌頭和軌底，同時整個斷面的壓力處于良好的平衡狀態(tài)。萬能軋制包含在萬能軋機(jī)和與之毗連的軋邊機(jī)中交替地加工成型金屬。在萬能軋機(jī)中，在控制軌腰、軌底和軌頭厚度的同時，在四個垂直方向上給軋件施加了大的壓下量。延伸系數(shù)相當(dāng)大，每道次在1.251.4之間變化。軋邊機(jī)主要是用來控制軌底的整個寬度和軌頭側(cè)面及魚尾板腹部的形狀。在一架半萬能軋機(jī)上得到最后的鋼軌形狀，此半萬能軋機(jī)在軌底一側(cè)有一個立輥，而兩個水平軋輥只在軌腰和

53、軌頭側(cè)面上施加一輕微的直接壓力。 4.4 CS箱形緊湊萬能機(jī)架 4.4.1 CS緊湊式萬能機(jī)架的特點為：1) 具有自動精確調(diào)整軋輥功能；2) 成品的尺寸公差波動??；3) 在軋制過程可以改變機(jī)架的位置；4) 裝輥可自動找零位；5) 軋輥輥縫精確的預(yù)設(shè)定；6) 有過載保護(hù)裝置；7) 軋輥輥縫能自動控制；8) 壓下系統(tǒng)比電動機(jī)械壓下系統(tǒng)更有效；9) 低的維修費用；10)換輥時間短，只用25分鐘。 4.4.2使用這種軋機(jī)可帶來的經(jīng)濟(jì)優(yōu)點為：1) 適合于大型廠；- 22 - 2) 可增加年產(chǎn)量；3) 生產(chǎn)計劃可靈活多樣；4) 適合于小批量生產(chǎn)；5) 可改善產(chǎn)品質(zhì)量；6) 較小的投資費用；7) 可減少軋輥

54、投資。用萬能孔型系統(tǒng)生產(chǎn)出的鋼軌無論從幾何尺寸、表面質(zhì)量均比二輥孔型系統(tǒng)生產(chǎn)出的鋼軌質(zhì)量要好，特別是幾何尺寸（對稱性、軌頭踏面形狀）。鋼軌生產(chǎn)廠家要根據(jù)具體情況選擇不同的軋機(jī)布置形式。萬能軋機(jī)的第一種布置形式（七機(jī)架）與第二種布置形式（五機(jī)架）相比，生產(chǎn)出的鋼軌幾何尺寸、表面質(zhì)量要好；但從經(jīng)濟(jì)的角度看，第一種布置形式需用的資金較第二種布置形式要多，而且第一種布置形式需要的場地要大。合理的工藝，先進(jìn)的設(shè)備，合理的孔型系統(tǒng)，能生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。目前我國的鋼軌生產(chǎn)廠家相繼對鋼軌生產(chǎn)線進(jìn)行了改造并生產(chǎn)出了質(zhì)量高的長尺鋼軌，使我國鋼軌生產(chǎn)趕上了世界先進(jìn)水平，為我國鐵路運輸事業(yè)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。 第五章

55、 鞍鋼計量廠5.1工廠簡介鞍鋼股份有限公司計量廠（簡稱計量廠）始建于 1953 年。計量廠是鞍鋼的計量專業(yè)廠。主要從事儀表、衡器、計算機(jī)等計控設(shè)備的安裝、調(diào)試、維護(hù)、檢修、檢定等工作。計量廠是鞍鋼的量值傳遞中心，擁有一批國家授權(quán)的檢定人員和 62 項企業(yè)最高計量標(biāo)準(zhǔn)，可開展 長度、力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、流量、化學(xué)、無線電、時間頻率、安全環(huán)保等 9 個專業(yè)的計量檢定 / 校準(zhǔn)業(yè)務(wù) 。擁有實驗室面積近 1000 ，包括 400 恒溫恒濕室，東北地區(qū)最大的水流量檢定裝置，6kN 、60kN 和 1000kN 二等標(biāo)準(zhǔn)測力機(jī) 3 臺， 共有最高標(biāo)準(zhǔn)器具 100 余臺（套）。計量廠負(fù)責(zé)鞍鋼衡器制造及物資計量

56、工作，具有由省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)的衡器制造許可證，鞍鋼使用動態(tài)軌道衡、靜態(tài)軌道衡、汽車衡多是計量廠制造，為鞍鋼生產(chǎn)提供計量保證。計量廠負(fù)責(zé)鞍鋼儀表、衡器、計算機(jī)等計控設(shè)備的點檢維護(hù)和保產(chǎn)搶修工作， - 23 - 為鞍鋼生產(chǎn)穩(wěn)定運行提供保障。計量廠負(fù)責(zé)鞍鋼高壓電氣設(shè)備絕緣試驗、絕緣工具接地試驗和電氣控制系統(tǒng)安裝調(diào)試工作。計量廠在 2001 年完成了鞍鋼計量信息系統(tǒng)建設(shè)， 2002 年 1 月 1 日投入運行。計量信息系統(tǒng)的建成，使鞍鋼計量設(shè)備應(yīng)用和計量技術(shù)改造實現(xiàn)了跨越式發(fā)展， 促進(jìn)了鋼鐵生產(chǎn)， 為建設(shè)“數(shù)字鞍鋼” 提供全面、及時、準(zhǔn)確的計量數(shù)據(jù)。計量廠 正向“檢測準(zhǔn)確齊全，控制先進(jìn)可靠，高質(zhì)量

57、長壽命，低成本網(wǎng)絡(luò)化”的計量工作目標(biāo)邁進(jìn)，為鞍鋼實現(xiàn)“建精品基地，創(chuàng)世界品牌”的奮斗目標(biāo)做出新的更大的貢獻(xiàn)！5.2生產(chǎn)設(shè)備及工藝流程 5.2.1主要生產(chǎn)設(shè)備電磁流量計：流量計測量原理為基于法拉第電磁感應(yīng)定律。流量計的測量管是一內(nèi)襯絕緣材料的非導(dǎo)磁合金短管。兩只電極沿管徑方向穿通管壁固定在測量管上。線圈勵磁時，將在與測量管軸線垂直的方向上產(chǎn)生一磁通量密度為 B 的工作磁場。此時，如果具有一定電導(dǎo)率的流體流經(jīng)測量管，將切割磁力線感應(yīng)出電動勢 E。電動勢 E 正比于磁通量密度 B，測量管內(nèi)徑 d 與平均流速 v 的乘積，電動勢 E（流量信號）由電極檢出并通過電纜送至轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器將流量信號放大處理后

58、，可顯示流體流量，并能輸出脈沖，模擬電流等信號，用于流量的控制和調(diào)節(jié)。此外還有氣動調(diào)節(jié)閥，可伸縮夾表器，超聲波流量計，多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表等。5.2.2工藝流程現(xiàn)代計量包括科學(xué)計量、法制計量、工程計量三方面的任務(wù)?？茖W(xué)計量的任務(wù)是研制和建立計量基標(biāo)準(zhǔn)裝置，保證量值傳遞和溯源，為法制計量和工程計量提供基本保障。法制計量的任務(wù)是對關(guān)系國計民生的重要計量器具和商品量計量行為由政府計量行政主管部門依法進(jìn)行監(jiān)管，確保相關(guān)量值準(zhǔn)確。工程計量的任務(wù)是為全社會的其他測量活動進(jìn)行量值溯源提供計量校準(zhǔn)、檢測服務(wù)。 - 24 - 第六章：實習(xí)總結(jié)6.1心得體會在整個生產(chǎn)實習(xí)過程中，我深深體會到鞍鋼工人們的辛苦和為國家

59、建設(shè)的付出，體會到了腳踏實地的去做好工作的必要性，這幾天給我的收獲是永遠(yuǎn)難以忘懷的，是我終生受用的財富。生產(chǎn)實習(xí)期間，我們一共參觀了鞍鋼股份公司的燒結(jié)分廠、冷軋廠、大型廠、無縫鋼管廠、計量廠，分別對其生產(chǎn)工藝，控制流程進(jìn)行了學(xué)習(xí)和了解。實習(xí)中有有關(guān)的技術(shù)人員對我們進(jìn)行講解，分析其工作原理，并帶我們到現(xiàn)場進(jìn)行參觀，切實感受到了現(xiàn)實的工作環(huán)境。最重要的一點就是明白了自動化存在的意義，那就是為工藝服務(wù)，一旦脫離了工藝，自動化就失去了實際價值。而看到一個偌大的廠區(qū)里，幾乎看不到操作工人，見識了現(xiàn)代工業(yè)的高效率的一面。特別是看軋制重軌時，就像一條火龍在那里奔跑，而這些傾注了一代代的鞍鋼人和無數(shù)的科學(xué)技術(shù)人的心血。也激發(fā)了自己將來投身工業(yè)的熱情，那生產(chǎn)過程，帶來了一種說不清的美麗。在實習(xí)中，發(fā)現(xiàn)了我們現(xiàn)在學(xué)習(xí)的知識已經(jīng)運用到工廠里很多年了，基礎(chǔ)的自動化已經(jīng)深入了各行各業(yè)中，感受到自動化的發(fā)展的迅猛。當(dāng)現(xiàn)場的師傅介紹他們使用的電氣設(shè)備和自動化設(shè)備時，幾乎都是國外的設(shè)備，特別是西門子最多。說德國的設(shè)備穩(wěn)定耐用。每每聽到這里時，心里總有一點難過。很多時候，我們總覺得中國已經(jīng)很好了，但一看到我們的高級設(shè)備還幾乎都是國外的，那種落差讓人難受。當(dāng)問到為什么使用國外設(shè)備而不用國內(nèi)的時候，得到的回答是有這有那的毛病。這些問題以前也想過，但沒這