重钢大型设备产线及控制系统情况分析
2012-06-21 10:02:54
1、240万t炼焦系统
在重钢新区焦化240万t炼焦系统工程中，大力推进设备的国产化。新区配有三台煤气鼓风机，没有采用进口风机，而是采购于国内沈阳鼓风机厂的风机。规格为Q=1100m3/min，△H=30kPa，配900kW电机三台，采用液力偶合器调速，满负荷生产后，两开一备。
2、大型储煤仓自动配料控制系统
为降低煤料扬尘的环境污染，提高环保效果，重钢决定在焦化煤料储备中采用储煤仓工艺及自动配料控制系统。该系统由16个?1m的贮槽组成，双排布置，每排8个煤仓，每个贮量约11800t，总贮量约18.88万t，相当于1-4号焦炉15天的用煤量。每个煤仓下设6个双曲线斗嘴，分双排布置；每个斗嘴下设1台圆盘给料机，共96台；每排3台圆盘给料机对应1台称量带式输送机，共32台称量带式输送机。储煤仓设1套自动配煤装置，主要由圆盘给料机、称量带式输送机、自动控制系统等组成，生产时按照给定值自动控制各单种煤的流量，确保配煤比连续恒定。分组配合后的炼焦用煤，经带式输送机运至粉碎机室进行分组粉碎。
3、炼铁系统装备
重钢新区高炉及其配套系统的大部分设备都已实现国产化。 1、2、3号高炉系统分别于2009年12月、2010年11月、2011年9月投产，从生产运行情况看，设备总体运行稳定，可靠性好，各项技术经济指标均达到了国际先进水平。同时大型设备国产化具有价格相对较低及售后服务及时的优点。
以2500m3高炉炉顶装料设备为例：现1、2、3号高炉采用的是中钢集团西安重机有限公司的产品，与国外同类型规模的设备相比，其单套价格约节约200-400万元，但仍然能达到相应的技术运行指标。
又如磨煤机，重钢自2001年开始，就使用了上海重型机械厂的HPS系统磨煤机。该项技术是在美国CE公司的RP系列磨煤机的基础上，根据中国国情和实际情况发展而来，使其性能在原有基础上更适应碾磨国内煤质，而且性能更加可靠，检修更加方便，使用寿命进一步延长。
重钢新区电气装置大部分采用国产品牌，热风炉1250kW助燃风机采用10kV高压变频器拖动，生产厂家为北京利德华福，整机零件全部自主研发，主要采用交直交变频器原理，实现软启动，售后服务及时周到，更为重要的是节能效益明显，使用半年就收回了成本。
4、780mm热轧板带项目
重钢环保搬迁热轧板带项目选择了“以我为主，自主集成”的工程建设模式。该模式顺利实施的关键是标段设计。只有合理的标段设计才能确保通过招投标平台择优点菜，选择到最理想的合作方；只有合理的标段设计才能确保突出合作方的技术优势，减少界面，减少扯皮。热轧板带项目部在充分吸取国内同类项目建设经验教训的基础上，特别在标段的划分上进行了创新，属国内自主集成项目的首创，在标段划分中主要体现了三个原则：
◆强调以工艺为纲的原则；
◆以功能考核的完整性来明确界定各标段的责任；
◆把标段设计得极具吸引力，可以引起投标方的高度重视，既有利于合同谈判，也有利于合同执行。
1780mm热轧板带工程标段设计坚持围绕“工艺技术支撑”和“装备国产化”这两条主线展开。首先需要确定工艺技术总负责单位，作为项目运作和投产投运的技术支撑。同时考虑到热连轧生产线是全自动生产线，工艺和自动控制无法切割，为保证运行效果，重钢将工艺技术总负责和三电总承包组合成了一个标段，这是主要创新点。
公辅系统相对技术含量较低，采取设计、采购、建安分离的自主集成模式虽然管理精力投入较大，但是对于设备采购质量的控制，费用控制上均能取得好的结果。
把工艺技术总负责与三电自动化总承包作为了首先确定的标段，科学贴切地抓住了热连轧项目成败关键，同时弥补了重钢对项目不熟悉的弱点，为继续推进项目找到了支撑。而后再确定国内著名重型机械制造厂提供机械流体设备的设计和制造，选择有相关资质的工厂设计院，建设安装单位以及专业的炉窑总承包方。最后以这5个标段形成整个项目骨架，完成项目的预先目标，形成项目生产能力和技术无形资产。这种模式被业界称为“重钢模式”。
薄板生产是重钢的弱势领域，市场竞争又异常激烈，所以公司层面高度重视1780mm热轧板带项目的工艺技术决策，重钢在各方支持下做了大量的市场调研和技术论证工作，确定了工艺方案的设计思路为“区域市场优先，成本质量稳定，国产技术为主，装备水平均衡。”
4.1市场和产品的定位
重钢的市场定位是：“区域市场优先”的原则，即以重庆为中心，辐射西南地区，兼顾周边地区的原则。重钢的产品定位以生产薄规格高附加值商品卷为主，对应的行业主要是：建筑、机械加工、汽摩、家电、集装箱、石化、造船、管线等。但建筑结构用钢和冷轧基板等通用产品仍是重钢生产的基本产品，重钢不能放弃“红海”搏杀，但要立足市场必须发挥重钢“个性化服务”的市场营销特长，在品种板领域走出一条差异化的市场营销之路。
定位一——找准契入点：发挥重钢的技术优势和装备优势，做好以船板为主的“市场集群”的重要补充，在宽厚板以幅面和质量占领市场的同时，热轧板卷以成本、尺寸精度作为补充，实现“整船供货”的目标。同时搭建高起点的产品开发平台。
定位二——找准立足点：瞄准“以热代冷”市场，以生产3mm以下热轧薄板精品为主，厚度1.2-1.5mm的薄规格热轧卷达到相当比例。薄规格的热轧商品卷的需求主要来自集装箱、各种车厢等制造行业的直接需求和汽车摩托车制造业、机械制造业等行业对“以热代冷”板卷的需求。
定位三——找准增长点：重点开发以X80管线钢为代表的高强度品种钢。生产X80级以上管线钢占10％以上。支线输油、输气用管线钢是目标市场。
4.2规模和装备水平的定位
建设一条年产300万t的1780mm半连续热轧板带生产线。装备以国产化设备为主，打造国内一流的热轧板带精品生产线。工艺流程：3座步进式加热炉+除鳞箱+（预留二辊粗轧机R1）+立辊轧机E2+四辊可逆粗轧机R2+热卷箱+切头飞剪+立辊轧机F1E +精轧机F1-F7+层流冷却+3座卷取机+钢卷运输+平整分卷机组。
4.3
配置及参数的定位
以产品定位和规模为基本依据，以具备产品开发能力为目标，努力追求整条生产线的设备配置和能力参数的最佳匹配。
轧机能力的配置：为具备更大的产品开发能力，轧机能力当然越大越好。但一味地增大轧制力和主电机功率并不能实现良好的愿望，反而还会带来极大的浪费。根据有限元校核结果，制约轧机能力无限放大的薄弱环节在轧机的主传动系统，这和重钢的实践经验是吻合的。
轧辊磨床的选择：一台进口的轧辊磨床价格是国产磨床的3倍以上，维护检修的成本很高。重钢主要选择以国产磨床为主，一方面因为国产磨床技术发展很快，在磨削精度和磨削效率上已经很接近进口磨床水平；另一方面过分高的磨削精度并不适合规模化大生产，轧机的刚度、轧机的辊系装配精度、AGC的辊缝控制精度、产品的精度需求与它并不完全匹配，这就会造成浪费。
5、重钢中厚板厂4100mm生产线
中厚板厂4100mm生产线采用了大量的新设备、新工艺、新技术，整个工程设备安装量达到40000t以上，是我国第一条全面国产化集成的冶金轧钢生产线。
为保证4100mm生产线设备水平和自动化水平能够达到行业先进水平，在设备供应方法独创了点菜式总包的项目管理模式，确定了加热炉和热处理炉由北京赛能杰公司分包；粗、精轧机由中国二重集团分包；AGC控制系统由东北大学分包；分段剪、双边剪、定尺剪、圆盘剪由沈重集团分包。点菜式总包项目管理模式确保整个项目从自合同签订到试生产仅用了3年多时间，创造了同行业环保搬迁进度的奇迹。
4100mm生产线是我国第一条全面国产化集成的冶金轧钢生产线，整个生产线采用了大量的自主创新设备：
①加热炉采用先进的步进式蓄热型加入炉，并且整个加热炉汽化冷却系统产生的蒸汽全部接入新区余热发电系统内，使整个加热系统和余热发电系统形成了能源闭环系统,大大提高了能源利用率。
②加热炉控制系统由二级系统自动控制系统和一级自动执行控制系统构成，实现了加热炉区域自动跟踪、自动加热、自动进出钢以及整个烧嘴控制的全自动化，大大提高了加热炉系统的自动化水平。
③轧线自动化系统完成了与测宽仪、测厚仪、加热炉、ACC系统和L3级MES系统的自动通讯，实现了粗轧级压下电动APC、粗轧完成后自动测宽、精轧机自动AGC控制、AGC系统与测厚仪自动反馈系统、两机自动高压水功能、两机自动雪橇功能，轧制钢板自动化投运比在92%以上。
④4100mm生产线精整车间和热处理车间4台喷印设备可以实现三级MES系统计划数据自动下达，实现了自动喷印功能，从根本上实现了让设备执行了按炉送钢制度，减少了人为出错几率。
⑤全厂网络规划采用全新的三级网络构架，实现了一级、二级、三级网络的无缝链接。
6、重钢中厚板厂2700mm生产线
从工艺设计方面，中厚板厂2700mm新生产线较老区厂房整体提高了3m，新厂房更加明亮，更加大气；从板坯跨至成品收集跨，生产线长度由原来的600m扩展到现在的835m，整个生产线拉长了235m左右，厂房面积由原来的6.5万m2扩展到现在的8.56万m2，整个厂房工艺总图设计彻底改变了老产线有很多过渡弯道的不合理布局状况，使整个工厂布局更加合理、更加简洁和高效。
中厚板厂2700mm新生产线在原有利旧设备基础之上，使用了大量的利旧改造设备，在增加投资不多的情况下，有效提高了利旧设备的装备水平。
另外，中厚板厂2700mm新生产线为减少工人劳动强度，提高工作效率，增加了一些新装备，包括自动火切设备、板坯喷印机、冷热去毛刺机、定尺剪、抛丸机、3套成品喷打印机等。这些新装备的应用将大大提高作业线的工作效率。
7、控制系统
自动化控制系统按信息化建设的总体要求进行设计开发，采用 “三级控制系统”的总体设计方案，实现现场各种数据的采集、逻辑控制、模拟调节等控制功能；各种工艺参数的监视、设定、修改操作和报警；实时和历史数据记录存储、分析及再现，数据统计计算分析和工艺报表的打印等功能。
控制系统软件分为PLC控制程序和WINCC 监控程序，通过对工艺流程的深入了解和控制技术的消化吸收，独立自主开发控制系统程序。采用具有开放性、通用性、标准化的操作系统、开发工具、网络技术，完善了程序的结构、优化了控制功能，有效减少了因控制系统故障引起高炉休风时间，全面实现了控制系统的国产化，方便了生产维护，提高了企业的市场竞争力。
重钢环保搬迁项目中大量的大型装备、控制系统国产化在保证项目质量、产品性能的前提下，不但节约了项目投资，整合了国内优质资源，同时也大大降低了设备的使用成本。
