發(fā)布時(shí)間：2020-11-17 15:07

　　 連鑄機(jī)是一種使高溫鋼水直接澆注成鋼坯的鋼鐵生產(chǎn)設(shè)備,由于其生產(chǎn)效率和金屬收得率高、節(jié)約能源、鋼坯質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)得到了快速?gòu)V泛的應(yīng)用,連鑄機(jī)幾乎成為現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)的標(biāo)配,連鑄率也成為衡量一個(gè)鋼鐵企業(yè)先進(jìn)與否的重要標(biāo)準(zhǔn)。寶鋼作為國(guó)內(nèi)鋼鐵龍頭企業(yè),自1989年第一臺(tái)板坯連鑄機(jī)投產(chǎn)以來,經(jīng)過近30年的建設(shè),現(xiàn)共有各種規(guī)格板坯連鑄機(jī)6臺(tái)12流。這些連鑄機(jī)在不同時(shí)期分別投產(chǎn),新舊不一,有些還經(jīng)過了改造,狀態(tài)和工藝水平參差不齊。在生產(chǎn)中這些連鑄機(jī)分別暴露出一些大大小小的問題,其中很大部分是有共性的問題。針對(duì)普遍存在的人工操作耗費(fèi)人力、自動(dòng)流程需人工監(jiān)控、操作場(chǎng)所不夠集中、異常處理未流程化等問題,通過控制系統(tǒng)軟硬件改造實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的優(yōu)化和改進(jìn)是很有必要的。本研究總結(jié)作者十余年專注于連鑄機(jī)控制技術(shù)研發(fā)和近10個(gè)連鑄機(jī)改造項(xiàng)目實(shí)踐,提煉形成了連鑄生產(chǎn)流程優(yōu)化的一整套方法,包括:用最新的機(jī)電一體化設(shè)備、機(jī)器人等代替人工勞動(dòng)和手工操作;在自動(dòng)流程中使用專家系統(tǒng)來做監(jiān)控分析,用工藝模型的計(jì)算結(jié)果來優(yōu)化操作和設(shè)定;合并操作室,減少操作分散性;將異常的處理整理集成為標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)/半自動(dòng)流程。在此基礎(chǔ)上又給出了對(duì)于不同狀況連鑄機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行改造的三種不同方案:對(duì)于老化系統(tǒng)徹底更新?lián)Q代的整體更新方案;對(duì)于可部分保留系統(tǒng)升級(jí)重構(gòu)的局部更新方案;對(duì)于主流系統(tǒng)增加功能的系統(tǒng)擴(kuò)展方案。深入研究了連鑄流程優(yōu)化中的生產(chǎn)專家系統(tǒng)和工藝模型,并以漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)為例說明了生產(chǎn)專家系統(tǒng)和工藝模型的結(jié)構(gòu)、功能以及在流程優(yōu)化中的應(yīng)用方法。本文首先探討了國(guó)內(nèi)外連鑄生產(chǎn)發(fā)展的現(xiàn)狀,對(duì)寶鋼連鑄生產(chǎn)中存在的問題進(jìn)行了分析、歸納和總結(jié),提出了本文的技術(shù)路線。然后給出了連鑄生產(chǎn)流程優(yōu)化方法和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案。最后以連鑄流程優(yōu)化在寶鋼一煉鋼1930連鑄機(jī)提高勞動(dòng)效率項(xiàng)目中的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了應(yīng)用驗(yàn)證。
【學(xué)位單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TF341.6
【部分圖文】：

圖 2-1 連鑄過程Fig. 2-1 Continuous Casting process.1.2 國(guó)內(nèi)外連鑄生產(chǎn)的現(xiàn)狀日本的新日鐵、JFE 和韓國(guó)的浦項(xiàng)的結(jié)晶器側(cè)的自動(dòng)化生產(chǎn)已經(jīng)非常成熟，除準(zhǔn)作和常規(guī)的巡視外，該區(qū)域基本實(shí)現(xiàn)了無人化生產(chǎn)，其包含的主要技術(shù)有：自動(dòng)開澆動(dòng)加渣、自動(dòng)調(diào)寬、自動(dòng)升降速、自動(dòng)渣線調(diào)整、自動(dòng)終澆等等；同時(shí)由于這些企生產(chǎn)組織、工序控制等方面的穩(wěn)定性及深厚的基礎(chǔ)研究積累，其較高的澆注穩(wěn)定性自動(dòng)化澆注創(chuàng)造了條件[16]。其次是中控操作的自動(dòng)化，隨著澆注自動(dòng)化的逐步推進(jìn)，中控的確認(rèn)工作將變得越重要。同時(shí)，部分原本由澆鋼操作工完成的作業(yè)量逐步轉(zhuǎn)向有中控操作人員遠(yuǎn)程或自動(dòng)執(zhí)行，包括操作功能的集成、自動(dòng)判斷和執(zhí)行一些突發(fā)性異常的預(yù)防和臨時(shí)等技術(shù)正不斷得到開發(fā)和應(yīng)用。相對(duì)而言，大包操作因?yàn)樯婕暗街卮蟮陌踩珕栴}和的改造投入以及一些技術(shù)難點(diǎn)，即使是新日鐵等國(guó)外先進(jìn)企業(yè)至今都沒有完全做到

過程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(L2)基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)(L1)V-NET系統(tǒng)總線GATEWAY機(jī)電一體品現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、儀表、傳感器MES(L3)新增基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)(L1)其他L2V-NETCP-213/215系統(tǒng)總線以太網(wǎng)以太網(wǎng)V-NET系統(tǒng)總線IO/串行通訊其他L1以太網(wǎng)新增機(jī)電一體品以太網(wǎng)/Profibus-DP系統(tǒng)總線以太網(wǎng)OPC SERVER新增現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、儀表、傳感器圖 3-6 寶鋼 6 號(hào)連鑄改造后系統(tǒng)示意圖Fig. 3-6 Baosteel No.6 CCM system diagram after reconstruction通信接口如圖 3-7 所示。

圖 3-10 寶鋼 1 號(hào)連鑄改造后系統(tǒng)接口Fig. 3-10 Baosteel No.1 CCM system interface after reconstruction改造后的 1 號(hào)連鑄機(jī)基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)各操作站、控制站(或由基礎(chǔ)自動(dòng)化系的各工藝單元)之間通過控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)通訊總線進(jìn)行通訊，1 號(hào)連鑄機(jī)基礎(chǔ)自動(dòng)與下渣檢測(cè)裝置及其它機(jī)電一體品等之間的信號(hào)交接保留原PIO 方式，與 2 號(hào)連鑄機(jī)基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)采用 V-NET 總線直接通訊。具體接口為：1) 與 L2 系統(tǒng)的 VNET 網(wǎng)絡(luò)接口；2) 與電氣 PLC 及設(shè)備之間的接口；3) 與水處理等相關(guān)系統(tǒng)的接口；4) 與下渣檢測(cè)等儀表相關(guān)系統(tǒng)的接口。
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