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应对全球竞争和变化的解决方案
如今钢铁行业经历了巨大的变化,并且其未来可能会更有活力—因此需要您能够高效地应对全球竞争和变化。同时原料和工艺过程的不断演变也需要新的解决方法。我们专门的行业团队会利用具体的应用和工艺经验提出控制解决方案,实现实时控制并且能够修改关键工艺参数,满足不同客户的要求。
对于在主要或次要生产区域中的应用,这些解决方案可以帮助您生产具有同一金属属性的高质量产品,同时还能提高产量,减少能源消耗,降低每吨的生产成本。
罗克韦尔自动化的 集成构架 — 唯一一个可以运行离散、运动、过程、设备和安全控制的集成控制和信息平台,所以能够使您在合适的地点实时获得正确的信息,从而做出正确的生产决策


行业市场方向
钢铁行业兼并重组将大大提速
节能减排力度的加强将带来设备和技术升级的机会
出口环境不容乐观


冶金行业工艺流程
原料—— 烧结——焦化——高炉——转炉——连铸

原料场:
为了供给高炉、烧结(或球团)、焦炉和转炉等冶炼设备所需原料并有一定储备须设有原料场。 原料处理包括随机由厂外运入的铁矿石、煤等炼铁原料,从码头卸车起直到稳定地供给高炉、烧结、焦化、电厂输送所要求的原料,其过程中包括原料运输、贮存、混匀、破碎、筛分等多种作业。 系统需要控制皮带机、取料机、堆料机、卸矿车等多种设备

 
烧结:
钢铁工业需要大量的铁矿石,经长期开采,天然富矿越来越少,高炉不得不使用大量贫矿,但贫矿富选后的精矿粉和富矿加工过程中产生的富矿粉都不能直接入炉冶炼,必须将其重新造块,主要方法有烧结和球团,而烧结是最重要的方法。烧结生产过程是把由原料厂提供的粉状铁物料中加入一定比例的溶剂、燃料,经混合后,在烧结机上点火燃烧,在一定的温度下烧结成烧结矿。
主要原料:矿粉、精矿、石灰石、生石灰、焦末、无烟煤粉和返矿;
主要工艺包括:上料、配料、混合、烧结、冷却、整粒等过程。由于烧结过程是一个连续性的生产过程,环节多、控制对象较复杂、纯滞后时间长、且受干扰因素多,所以必需对生产过程进行自动控制;
烧结机:现在主要使用的烧结机为带式抽风烧结机,即DL烧结机;
分类:
小型:18~75M2
中型:75~130M2
大型:>130M2

 
焦化:
1.原料:焦煤,主要产品:焦炭、焦油和煤气,副产品:苯,氨,硫等;
2.焦化的目的:煤含有20-40%的挥发物,在250-350°C即开始剧烈分解成碎块和煤粉,破坏高炉料柱的透气性,灰渣会填满炉缸,使炉况不佳甚至出事故。焦化过程使煤(破碎成<3mm)在隔绝空气的情况下,在900-1100°C下加热14-18小时生成挥发性成分小于1.5-2%的块状焦炭。
3.高温炼焦:将烟煤隔绝空气加热到950-1050°C,经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段制成焦炭。
4.焦炭的用途:可作为高炉冶炼(高炉焦)、铸造(铸造焦)、气化(气化焦)、化工的原料或燃料。
5.焦炭在高炉中的作用:
①燃料供热(随喷煤量的增加,其作用逐渐减小)
②还原剂
③渗透剂
④料柱骨干(对大型化高炉尤其重要)
6.焦炉平均炉龄为20年
 


高炉
高炉炼铁是用还原剂(焦炭、煤等)在高温下将铁矿石或含铁原料还原成液态生铁的过程。
? 三个基本过程:
– 还原过程:( >570°C )
? 3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2 (450 °C )
? Fe3O4+CO=3FeO+CO2 (600°C )
? FeO+CO=Fe+CO2 (700°C )或FeO+C=Fe+CO
– 造渣过程:
? 石灰(CaO)与矿石中的SiO2和AI2O3生成炉渣。
– 渗碳过程:
? 3Fe+C=Fe3C,使生铁含碳量3%-4.5%。
 


转炉
炼钢的目的:四脱(脱硫、磷、硅、气) +合金
– 把金属中的碳氧化到一定程度;
– 除去金属中的杂质(P,S);
– 除去金属中的有害气体和非金属杂质;
– 调整金属的成分;
– 提高金属到规定的温度;

? 转炉分类:氧气顶吹、氧气底吹、氧气侧吹、顶底复吹
– 我国目前以氧气顶吹(LD)和氧气顶底复吹转炉为主;
? 目前推广的新技术有:
– 高炉铁水炉外脱硫、脱硅、脱磷;
– 转炉顶底复吹技术;
– 转炉挡渣出钢技术;
– 转炉溅渣护炉技术;
– 烟气冷却采用全汽化废热锅炉技术,回收蒸气;
– 除尘煤气回收;
– 厂房二次除尘;
– 转炉钢水炉外精炼技术;

连铸
钢包将钢水运送到浇铸位置,注入中间包,通过中间包连续不断地浇到一个或几个强制水冷并带有”活底”(引锭头)的铜模内(结晶器),钢水很快与“活底”凝结在一起,待钢水凝固成一定厚度的坯壳后,从铜模
的下端拉出“活底”,这样已凝固成一定厚度的铸坯就会连续地从水冷结晶器内拉出来,在二次冷却区继续喷水冷却。带有液芯的铸坯,边走边凝固,直到完全凝固。待铸坯完全凝固后,用火焰切割机或剪
切机把铸坯切成一定尺寸的钢坯。这种把高温钢水直接浇铸成钢坯的工艺,就叫连铸。

                                                        方坯连铸机流程示意图

系统结构及解决方案

                                                      烧结控制系统结构图

                                                            焦化控制系统结构图
   

                                                  高炉控制系统结构图

                                                       转炉控制系统结构图


解决方案价值及特点
1、 控制系统的高可靠性
罗克韦尔自动化在冶金控制流程中主要采用ControlLogix系列产品, 保产品具备优越的平均无故障时间(MTBF),保障产品的安全可靠。
 

2、 冗余控制系统的应用,高速的无扰动切换时间(30ms之内)
数据服务器冗余 ,实现更可靠的数据
HMI画面服务器冗余 ,自动切换
控制器冗余:
a) 自动同步
b) 透明切换
c) 使用标准 ControlLogix 硬件
d) 无需编程
e) 无扰切换
网络冗余
f) 内置标准 ControlNet
g) EtherNet/IP网络技术发布

3、 灵活的网络结构
三层网络EtherNet/IP、ControlNet、DeviceNet统一的通讯协议(CIP), 网络间通讯无需编程,无缝路由 
 

主要应用的I/O控制层网络ControlNet特点
– 网络规划(Network Schedule)确保信息实时性
– 支持双网冗余, 无需编程
– 高速的通讯速率, 保障控制器之间的数据交换和连锁更加可靠
– 两点间距离可达1公里直接采用同轴电缆,而无需采用光纤,节省成本和维护费用
– 与其它现场总线相比,同轴电缆具有更好的抗干扰能力,避免数据丢失和设备误动作
– 接头为工业型T头, 连接更为牢固,避免松动造成的网络故障


行业应用业绩
Rockwell冶金行业应用业绩一览:

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