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1、6典型工艺流程钢铁行业的典型工艺流程调速电机减速箱原煤料仓下料闸门下料圆盘皮带变频器(VVVF)SFWZ控制器(PLC)上位机(IPC)副原料场外运矿槽取料机矿石场配料烧结取料机破碎机煤场配煤高炉料仓焦炉取料机铁前部分分割也减少了局部故障对全厂生产的影响；就地I/O站采用现场总线设备，防护等级可达IP67，有效的克服了现场环境(温度、粉尘)的影响。焦化焦炭生产工艺过程中,需要将气煤、肥煤、焦煤、瘦煤4种煤按一定比例配成混合煤，送入焦炉进行高温炼焦。配比的准确性以及配料系统的可靠性将直接影响焦炭产品的质量。焦化工艺简介焦化装置主要由备煤、炼焦、化产回收、动力机修四个车间组成。工艺流程：备煤采用先
2、配煤后粉碎，受配合一的工艺，电子自动 配煤称配煤、笼型粉碎机粉碎；原料场原料场主要承担全厂铁矿石、焦煤、动力煤等主副原料的输入、储存、破碎、混匀及供料。原料来源有水运和陆运,卸料机把原料卸到岸上或料槽。随后，堆料机把胶带运输机运来的原料堆积到矿场、煤场、辅助原料场，大块的矿石经破碎、筛分后到精矿场，不同牌号的精矿粉被均匀堆料机均匀并分层堆放，取料时由均匀堆取料机从侧面垂直取料，以保证得到均匀的原料。最后，胶带运输机将原料场的原料运送到相应的生产厂，同时还接受返原料和外运料。现代大型原料场是个规模庞大、设备众多和分散的系统,光胶带运输机就有数百条、连成复杂的网络，可组成数百个流程，进行多个目的地
3、输送，而且许多流程占有同一的运输机，因此，胶带运输机的控制不仅是简单的连锁和顺序控制，而且还要作业管理。控制功能 受料设备的控制 料场设备的控制混匀设备的控制 破碎筛分设备的控制取样设备的控制 供料设备的控制辅助设备的控制主PLC(PLC1)设置在主控楼的控制室内，主要功能是采集全厂的设备状态、流程的选择、自动运行控制和全厂生产状况。从PLC内执行设备单机控制程序，并且控制范围的7典型工艺流程车、焦罐及其运载车、提升机、装入装置、排出装置负责焦炉产出红焦的运输、装炉及冷却的红焦排出任务；干熄炉、鼓风装置、循环风机、废热锅炉作为系统的关键设备负责红焦的冷却及余热回收工作，从焦炉炭化室推出的950
4、1050的红焦，在干熄炉中与惰性气体直接进行热交换，冷却至250以下，从而完成干熄焦系统的核心生产任务；一次除尘器、二次除尘器将运焦及干熄焦产生的粉尘进行回收，达到环保的目的。烧结烧结生产是将精矿粉、溶剂、燃料和其它辅助剂按一定比例配料并加水在混料机混合，然后送烧结机烧结，利用燃烧高温作用产生一定的液相，冷却后与精矿粉相连,形成多孔的烧结矿，送高炉使用。工艺过程：由原料厂提供的炼铁原料经破碎和筛分，配料,一次混合，二次混合，加水等一系列工序后，送往烧结机台车点活燃烧为烧结矿，再经过造球工序成为烧结球团,送往高炉。系统控制范围包括以下几部分：制位、烧结冷烧系统配混，外配煤系统吊车装焦装置汽轮机锅
5、炉循环风机卸焦装置环境除尘设备及集尘管道冷却室冷水预热器二次除尘器循环气体吹风机给水泵灰尘排出装置一次除尘器炼焦采用双联火道，废气循环，下喷单热式，捣固 侧装煤型机械化焦炉，水封式桥管阀体，消烟除尘车消 除装煤烟尘，常规湿法熄焦工艺和先进的干法工艺；筛焦采用双层振动筛和单层振动筛将焦炭分为四级 外销；冷鼓电捕采用三段横管式初冷器冷却煤气，配有变频 调速装置、离心鼓风机煤气加压，恒流源电捕焦油器捕 集煤气中焦油雾滴，机械化氨水澄清槽分离焦油氨水。焦炉 检测点：温度总烟道废气温度、机侧烟道废气温度、焦 侧烟道,废气温度、集气管荒煤气温度、预热器前回炉 煤气温度、预热器后回炉煤气温度；压力煤气主管压
6、 力、总烟道吸力、压缩空气压力；流量低压氨水流量、回 炉煤气主管流量、蒸汽总管流量、压缩空气流量；控制 调节点气动长行程执行机构、阀门调节煤气主管尾部压 力、集气管煤气压力、机侧烟道吸力、焦侧烟道吸力等。鼓风机 检测点：温度入鼓风机煤气管温度、出鼓风机煤气管 温度、鼓风机轴承温度、鼓风机增速机轴承温度；压力 鼓风机润滑油压、风机入口总管压力、风机出口总管压力。干熄焦 干熄焦是目前国外广泛应用的一项节能技术，其英文名称为Coke Dry Quenching，简称CDQ。干熄焦工艺主要有3个优点:避免湿法熄焦对环境的污染,减少粉尘和CO2向大气的排放；提高焦炭的强度，降低高炉的焦比；回收红焦的显热
7、，其基本原理是利用冷的惰性气体(燃烧后的废气)在干熄焦炉中与赤热红焦换热从而冷却红焦。吸收了红焦热量的惰性气体将热量传给废热锅炉产生蒸汽,被冷却的惰性气体再由循环风机鼓入干熄炉冷却红焦。废热锅炉产生中压(或高压)蒸汽用于发电。干熄焦装置的主要设备包括：电机车、焦罐及其运载车、提升机、装入装置、排出装置、干熄炉、鼓风装置、循环风机、废热锅炉、一次除尘器、二次除尘器等。其中，电8典型工艺流程 经过喷火道喷入炉膛内焙烧生球。废气量和温度是影响 竖炉运行质量的重要参数，为了达到控制废气量与温度 的目的,必须在管道上加装电动调节阀来控制空、煤气的 流量与比率。上料系统 上料系统负责向配料系统的矿槽提供铁
8、料。配料系统 配料系统的主要任务是向造球系统提供混合料。主要控制内容为:系统物料总量实行大闭环跟踪控制;配料设备启停控制;自动换槽的切换启停控制;下料闭环调节控制;原料矿槽上/下料位控制。造球系统 造球系统实现了PLC自动判断造球机启动的台数，按工艺 顺序依次单台启动，避免了由于同时启动造球机对电网造 成的冲击。同时，在造球机油泵的管路上增加了8台压力 变送器，实现了造球机油泵的自动润滑控制。对摆动皮 带的摆动位置进行了检测，并控制摆动皮带在不同位置 的摆动速度，以实现均匀布料。焙烧机系统 焙烧机系统是整个工艺系统的核心，焙烧机分为鼓风干燥 段、抽风干燥段、预热段、焙烧段、均热段和冷却段。高炉
9、高炉要求精料，入炉品位每提高1%，产量可提高2.53%,焦比降低1.52%。但天然富矿越来越少，而贫矿直接入炉，既不经济也不利于高炉操作，故贫矿必须经富选，得到精矿粉，然后由烧结或球团造块成人造富矿再入炉。高炉是目前生铁制造的主要手段和设备，现代高炉车间主要包括高炉本体、贮矿槽、出铁场、除尘和热风炉等五大部分，另外还有煤气清洗、炉顶煤气余压发电、水冲渣等辅助车间。高炉生产对钢铁企业很关键，它要为后续工序炼钢及时提竖炉工艺模拟图火道导风墙人字烘床助燃风管网煤气管网排料电振炉膛冷却风管北燃烧室南燃烧室布料车料柱气流成品整粒系统主电除尘系统机尾、整粒电除尘系统主抽风机系统返矿系统铺底料系统 球团球团
10、生产是将精矿粉、溶剂、燃料和粘结剂按一定比例配料并加水在造球机混合和滚成直径1015mm的生球,然后送竖炉或回转窑或带式焙烧机，然后经冷却、筛分等,得到成品球团矿，送高炉使用。竖炉属于逆流热交换的竖式焙烧设备。如下图所示，炉料自上而下、气流自下而上运动。竖 炉两侧设有燃烧室,燃烧废气经火道喷入炉内，并向上 运行与下降的炉料进行热交换加热炉料。竖炉下侧设 有冷却风进口，冷风在炉内自下而上运动，将焙烧好的 球团矿冷却，与此同时冷风被加热，通过导风墙上升 到干燥床下部，穿过干燥床及床上的生球料层干燥生 球，完成一个生产循环。竖炉两侧分设两个燃烧室，煤气和助燃风(空气)分别经 管道进入燃烧室内混合燃烧
11、，产生大量的高温热废气,9典型工艺流程供高质量的铁水，它的能耗巨大，约占整个钢铁厂的60%,故它的稳定工作至关重要，近代高炉大型化，稍一不正常,损失就很大。高炉设备繁多、控制和连锁复杂，一些基本的控制要求，如配料、上料和装料、炉顶压力、热风温度等自动控制是必不可少的，特别是高炉是密闭的,只能靠检测仪表推断，2000 m3的高炉每昼夜要装入上万吨原料,而且要正确配料、及时装入，牵涉近百个阀门等顺序和连锁动作，故自动化是必不可少和至关重要的。整个控制系统由高炉上料及炉顶装料系统、炉顶压力系统、高炉热风炉系统、高炉本体控制系统、高炉水冲渣系统、高炉矿槽控制系统、出铁场及除尘系统、喷煤分配器系统、高炉
12、煤气清洗系统、制粉系统、煤粉喷吹系统、高炉水处理系统组成。过程控制级主要包括模型计算、过程数据处理、设备诊断、一代炉龄数据库、生产报表和工艺参数管理等。工艺简介高炉是钢铁企业的主要工艺设备之一，主要用于钢铁企业生产的最主要的初级产品铁水的生产。其基本原理就是将铁矿石和焦炭混合后在高炉内加热，发生还原反应,生成铁水、炉渣和高炉煤气。高炉生产能力的大小主要由高炉的容积决定，目前新建的高炉大都在1800m3以上。高炉项目是一个十分复杂的工艺系统，主要可以分为以下主要部分:原料准备系统通常称作槽上和槽下，槽上是指原料槽的 上游，负责将原料运输到原料槽内，主要的控制内容为 皮带运输机和受料小车的监控；槽
13、下是指原料槽的下 游到高炉炉顶，负责将原料槽内的原料按照高炉的要 求将正确的配料输送高炉炉顶，主要的控制内容为上 料皮带和料槽下料阀门的控制，保证高炉能够得到所 需求的正确配比了的原料和给料数量。高炉炉顶，主要负责将由槽下输送来的原料正确的布 置在高炉内，主要的控制内容为同过布料溜槽的旋转 和角度的控制实现要求的布料形态。保证高炉的正常 炉况和冶炼强度。高炉本体，是保证高炉冶炼的基础。主要的控制功能 为对高炉炉体的工况进行监视，大量的模拟量输入是 高炉的特点，特别是大量的RTD输入。鼓风机站是提供高炉冶炼所需大量热风的地方，目前 以电动机驱动鼓风机为主，主要的控制内容为电机和 风机的监控和送往
14、高炉的风量的调节，鼓风机控制系 统一般由风机厂家成套供货。热风炉，主要用于将鼓风机站送来的压缩空气加热到 1000左右，送往高炉，从高炉的底部将热风送入高 炉，热风在上升的过程中，与由炉顶向下运动的原料 相遇，加热后使原料发生还原反应，产生铁水、炉渣 和煤气。铁水和炉渣由炉底派出，而煤气则有高炉炉 顶经除尘后进入煤气管网。大型高炉一般有3-4座热风 炉，交叉循环工作，保证平稳向高炉送风。热风炉的 主要控制任务为保证正确的换炉顺序和稳定的送风温 度。煤气清洗主要将由高炉产生的煤气除尘，方便使用，主 要的控制内容为控制洗涤水的流量以保证最佳的洗涤 效果。TRT(Top pressure Recov
15、ery Turbine)炉顶煤气压力回收 透平。高炉炉内的煤气压力大约为0.2Mpa左右，虽然 压力不高，但流量加大，通过透平发电机回收能够达 到10000-30000kW的发电功率，主要的控制功能要求 为保持高炉炉顶煤气的稳定，保证透平发电机工作稳 定。渣处理系统，将由高炉派出的高温液态炉渣用工业循 环水冲洗后变成固态颗粒。除去水份后作为水泥生产 原料。主要的控制要求为保持冲洗水的合理流量，达 到最好的造渣效果。10典型工艺流程 转炉转炉自动化控制系统范围包括：转炉本体(包括转炉顶吹、转炉底吹、转炉倾动)、散状料及铁合金、汽化冷却和余热锅炉及公用设施、连铸系统、除尘系统、水系统、混铁炉、煤气
16、加压站等系统的检测以及控制。工艺及设备情况简介：转炉本体：在整个转炉吹炼过程中，由于冶炼操作需要，转炉需要 倾动到不同的角度，以便进行各项作业内容。转炉倾动回转角度：+/-0-360度 转炉倾动回转速度：高速1.0r/min/低速0.2r/min氧枪：转炉氧气炼钢法与其他炼钢法相比，一个重要的特点就 是氧气以高速射流形式穿入熔池金属液中，从而实现对 金属液的冶炼过程。吹炼 溅渣护炉 氧枪刮渣 换枪 氧枪紧急提升 液面高度设定 氧枪位置控制校准 氧枪升降速度设定炼钢和炼铁连铸酸洗线冷轧处理线热轧轧钢部分 连铸工艺分成两种工艺：1)板坯连铸机:板坯连铸是炼钢车间比较重要的工序，完成从钢水到板坯材的
17、制成工作。钢水罐及中间罐车 结晶器振动装置扇形段夹送辊(拉矫装置)切割前辊道 切割下辊道 喷印辊道 2)方坯连铸机:方坯连铸与板坯连铸类似，同样也是炼钢车间比较重要的工序，完成从钢水到方坯材的制成工作。钢水罐及中间罐车 结晶器振动装置 拉矫机装置 液压剪切装置或火焰切割机 后部输送辊道连铸自动控制系统 连铸自动控制系统根据需要可分为基础级和过程控制级两级。11典型工艺流程工艺要求(控制范围)热轧带钢厂按其工艺流程分为五大区域，即：板坯库、加 热炉、轧制线、精整线和钢卷库，此外还有与轧制直接 相关的水处理系统、液压润滑系统等辅助系统。因而一 个完整的自动化系统的控制范围应该包括上述各区域。主 轧
18、线以外各区域的过程控制可以不限于一种形式，也可 以直接设在三级计算机中。在最新的热轧技术中采用较多的是热装、热送或连铸连 轧，如ISP、CPR 等技术，中间取消了板坯库而加上了连 铸的控制，因而其自动化控制范围应该从连铸开始。热连轧带钢生产特点：速度快(最高达30m/s)、产量大和要求高质量。要达到这 些要求，自动化是最关键的，热连轧带钢生产的自动化也 是钢铁工业自动化技术最集中的表现。冷轧冷轧带钢是以热轧板卷为原料，在室温下轧制，冷轧机可以是单架的，也可是多架的。冷轧带钢是厚度较薄的产品，带材：0.24.0mm厚,6002500mm宽；箔材：0.0010.2mm厚，20600mm宽。冷轧带钢
19、表面质量好、光洁度高、尺寸精度高、深冲性能好等。冷轧带钢用途很广，汽车、电气产品、机车车辆、航空、仪表、食品罐头等行业都需要冷轧板带钢。连铸板坯步进式加热炉(3座)定宽压力机转鼓式切头飞剪F1F7精轧机地下卷取机(3台)供分卷机组用供冷轧厂用供横切机组用热轧商品卷冷轧板卷横切板带钢层流冷却系统R1粗轧机R2粗轧机中间罐车钢包结晶器扇形段出口连铸机主液压站的控制，塞棒液压站和钢包滑动水口液 压站的控制。钢包和中间罐的钢水称量及测温。大屏幕数字显示，介质能源管理。铸机输出区的横移台车控制。连铸机水处理系统，包括旋流井设备。扇段区拉矫机传动，输出辊道传动。各驱动压下辊的液压控制。穿引锭杆，脱引锭杆及
20、其接收装置的控制。结晶器冷却，设备冷却及二次冷却气雾控制。自动控制系统具有如下主要特点：基础自动化主要对大、中包、结晶器、拉矫机、切割 机、二冷水等设备进行检测和控制，并提供参数设定、故 障报警、过程监视、历史趋势曲线等多种人机对话操作。过程自动化主要进行模型计算、过程数据处理、生产报 表和工艺参数管理以及与炼钢、轧钢或钢坯库等处计算 机的通讯。热连轧热连轧带钢一般为13mm厚，6002000mm宽的成卷钢带，也可做成热轧钢板直接使用，也可供冷轧机轧制冷轧带钢。热轧带钢用途广、产量大，占钢材总产量50%以上。热连轧带钢生产工艺流程：连铸坯来料加热炉加热到轧制温度除鳞(喷高压水除 去加热后钢坯表
21、面的氧化铁皮)板坯在粗轧机开坯轧制 和减厚切头(把粗轧机轧制和减厚了的钢坯不规则的头 部切去)精轧(连续经57架精轧机轧制和减厚成13mm 厚热轧带钢)喷水冷却卷取机卷成钢卷卸卷冷 却取样检查入库。12典型工艺流程棒材生产的特点：棒材生产从来料开始直到入库，全线连动自动化进行。生产自动化包括基础自动化、过程自动化和管理自动化的3级控制系统。基础自动化包括加热炉控制、微张力控制、活套控制、各轧机速度控制及级联控制和动态速降补偿、飞剪控制、成品尺寸控制，辅助系统控制等。过程自动化包括轧件跟踪、各类参数设定、轧制规程存储、过程数据管理、监控、模拟轧钢等。管理自动化包括：合同管理、生产计划编制和管理、
22、调度、库存管理、与上下位机管理等。线材直径为59mm的热轧圆钢称为线材。线材断面小，长度大，一般将其盘成卷，故又称盘条。线材的断面有圆形、方形、半圆形等等。但是最常见和大量生产的是圆形。线材的用途广泛。一类是直接使用，主要用作钢筋混凝土的配筋，用于包装等等。另一类是作为拔丝的原料，制成各种钢丝，用于制网、钢丝绳、弹簧等。现代线材轧机都是连续式的，其工艺流程是：来料钢坯表面清理加热炉加热在轧机中轧制(经多架粗轧机轧制，剪切头尾，再经多架中轧机、予精轧机、精轧机轧制)散卷冷却卷取打捆冷却检查入库。线材生产的特点是高速(精轧机出口线速度已达100m/s以上)，所以要求控制系统响应快，系统稳定可靠。热
23、轧板冷连轧酸洗线镀锌板分卷线纵切线横切线镀锡板退火硅钢彩涂板冷连轧带钢生产工艺流程:热轧板卷来料酸洗除鳞(用硫酸或盐酸去除热轧板卷表面的氧化铁皮)冷轧机轧制脱脂(去除冷轧时留在带钢表面的油污，否则会在退火时在带钢表面形成污斑，影响表面质量及后面的镀层)退火(冷轧过程中产生加工硬化,要进行软化退火。退火可以在罩式退火炉或塔式连续退火机组中进行)-平整-精整(包括剪切、涂油防锈和包装)。冷连轧带钢生产特点:速度快，产量大和要求高质量。冷连轧带钢生产从来料开始直到入库，全线连动自动化进行。在高度自动化下，钢带高速、高质生产(同板厚度偏差小于5)。生产自动化包括基础自动化、过程自动化和管理自动化。基础自动化包括开卷酸洗除鳞穿带自动化、钢带厚度控制、各轧机速度控制、张力控制、板型控制、卷取控制，脱脂过程控制,退火机组控制，平整机控制等。过程自动化包括跟踪、各类设定、计划编制、监控、数据记录等。棒材棒材生产常见的小型钢材主要有：方钢、圆钢、扁钢、六角钢、螺纹钢筋等，它们一般是成根供货，故又称棒材。小型钢材产量很大，约占钢材总产量的20%以上，用途广泛。现代小型轧机都是连续式的，其工艺流程是：来料钢坯表面清理加热炉加热在轧机中轧制(经多架粗轧机轧制，剪切头尾，再经多架中轧机、精轧机轧制)剪切在冷床冷却矫直剪定尺检查打捆入库。