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      行業應用
      冶金行業
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      應對全球競爭和變化的解決方案
      如今鋼鐵行業經歷了巨大的變化,并且其未來可能會更有活力—因此需要您能夠高效地應對全球競爭和變化。同時原料和工藝過程的不斷演變也需要新的解決方法。我們專門的行業團隊會利用具體的應用和工藝經驗提出控制解決方案,實現實時控制并且能夠修改關鍵工藝參數,滿足不同客戶的要求。
      對于在主要或次要生產區域中的應用,這些解決方案可以幫助您生產具有同一金屬屬性的高質量產品,同時還能提高產量,減少能源消耗,降低每噸的生產成本。
      羅克韋爾自動化的 集成構架 — 唯一一個可以運行離散、運動、過程、設備和安全控制的集成控制和信息平臺,所以能夠使您在合適的地點實時獲得正確的信息,從而做出正確的生產決策


      行業市場方向
      鋼鐵行業兼并重組將大大提速
      節能減排力度的加強將帶來設備和技術升級的機會
      出口環境不容樂觀


      冶金行業工藝流程
      原料—— 燒結——焦化——高爐——轉爐——連鑄

      原料場:
      為了供給高爐、燒結(或球團)、焦爐和轉爐等冶煉設備所需原料并有一定儲備須設有原料場。 原料處理包括隨機由廠外運入的鐵礦石、煤等煉鐵原料,從碼頭卸車起直到穩定地供給高爐、燒結、焦化、電廠輸送所要求的原料,其過程中包括原料運輸、貯存、混勻、破碎、篩分等多種作業。 系統需要控制皮帶機、取料機、堆料機、卸礦車等多種設備

       
      燒結:
      鋼鐵工業需要大量的鐵礦石,經長期開采,天然富礦越來越少,高爐不得不使用大量貧礦,但貧礦富選后的精礦粉和富礦加工過程中產生的富礦粉都不能直接入爐冶煉,必須將其重新造塊,主要方法有燒結和球團,而燒結是最重要的方法。燒結生產過程是把由原料廠提供的粉狀鐵物料中加入一定比例的溶劑、燃料,經混合后,在燒結機上點火燃燒,在一定的溫度下燒結成燒結礦。
      主要原料:礦粉、精礦、石灰石、生石灰、焦末、無煙煤粉和返礦;
      主要工藝包括:上料、配料、混合、燒結、冷卻、整粒等過程。由于燒結過程是一個連續性的生產過程,環節多、控制對象較復雜、純滯后時間長、且受干擾因素多,所以必需對生產過程進行自動控制;
      燒結機:現在主要使用的燒結機為帶式抽風燒結機,即DL燒結機;
      分類:
      小型:18~75M2
      中型:75~130M2
      大型:>130M2

       
      焦化:
      1.原料:焦煤,主要產品:焦炭、焦油和煤氣,副產品:苯,氨,硫等;
      2.焦化的目的:煤含有20-40%的揮發物,在250-350°C即開始劇烈分解成碎塊和煤粉,破壞高爐料柱的透氣性,灰渣會填滿爐缸,使爐況不佳甚至出事故。焦化過程使煤(破碎成<3mm)在隔絕空氣的情況下,在900-1100°C下加熱14-18小時生成揮發性成分小于1.5-2%的塊狀焦炭。
      3.高溫煉焦:將煙煤隔絕空氣加熱到950-1050°C,經過干燥、熱解、熔融、粘結、固化、收縮等階段制成焦炭。
      4.焦炭的用途:可作為高爐冶煉(高爐焦)、鑄造(鑄造焦)、氣化(氣化焦)、化工的原料或燃料。
      5.焦炭在高爐中的作用:
      ①燃料供熱(隨噴煤量的增加,其作用逐漸減。
      ②還原劑
      ③滲透劑
      ④料柱骨干(對大型化高爐尤其重要)
      6.焦爐平均爐齡為20年
       


      高爐
      高爐煉鐵是用還原劑(焦炭、煤等)在高溫下將鐵礦石或含鐵原料還原成液態生鐵的過程。
      ? 三個基本過程:
      – 還原過程:( >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
      – 造渣過程:
      ? 石灰(CaO)與礦石中的SiO2和AI2O3生成爐渣。
      – 滲碳過程:
      ? 3Fe+C=Fe3C,使生鐵含碳量3%-4.5%。
       


      轉爐
      煉鋼的目的:四脫(脫硫、磷、硅、氣) +合金
      – 把金屬中的碳氧化到一定程度;
      – 除去金屬中的雜質(P,S);
      – 除去金屬中的有害氣體和非金屬雜質;
      – 調整金屬的成分;
      – 提高金屬到規定的溫度;

      ? 轉爐分類:氧氣頂吹、氧氣底吹、氧氣側吹、頂底復吹
      – 我國目前以氧氣頂吹(LD)和氧氣頂底復吹轉爐為主;
      ? 目前推廣的新技術有:
      – 高爐鐵水爐外脫硫、脫硅、脫磷;
      – 轉爐頂底復吹技術;
      – 轉爐擋渣出鋼技術;
      – 轉爐濺渣護爐技術;
      – 煙氣冷卻采用全汽化廢熱鍋爐技術,回收蒸氣;
      – 除塵煤氣回收;
      – 廠房二次除塵;
      – 轉爐鋼水爐外精煉技術;

      連鑄
      鋼包將鋼水運送到澆鑄位置,注入中間包,通過中間包連續不斷地澆到一個或幾個強制水冷并帶有”活底”(引錠頭)的銅模內(結晶器),鋼水很快與“活底”凝結在一起,待鋼水凝固成一定厚度的坯殼后,從銅模
      的下端拉出“活底”,這樣已凝固成一定厚度的鑄坯就會連續地從水冷結晶器內拉出來,在二次冷卻區繼續噴水冷卻。帶有液芯的鑄坯,邊走邊凝固,直到完全凝固。待鑄坯完全凝固后,用火焰切割機或剪
      切機把鑄坯切成一定尺寸的鋼坯。這種把高溫鋼水直接澆鑄成鋼坯的工藝,就叫連鑄。

                                                              方坯連鑄機流程示意圖

      系統結構及解決方案

                                                            燒結控制系統結構圖

                                                                  焦化控制系統結構圖
         

                                                        高爐控制系統結構圖

                                                             轉爐控制系統結構圖


      解決方案價值及特點
      1、 控制系統的高可靠性
      羅克韋爾自動化在冶金控制流程中主要采用ControlLogix系列產品, 保產品具備優越的平均無故障時間(MTBF),保障產品的安全可靠。
       

      2、 冗余控制系統的應用,高速的無擾動切換時間(30ms之內)
      數據服務器冗余 ,實現更可靠的數據
      HMI畫面服務器冗余 ,自動切換
      控制器冗余:
      a) 自動同步
      b) 透明切換
      c) 使用標準 ControlLogix 硬件
      d) 無需編程
      e) 無擾切換
      網絡冗余
      f) 內置標準 ControlNet
      g) EtherNet/IP網絡技術發布

      3、 靈活的網絡結構
      三層網絡EtherNet/IP、ControlNet、DeviceNet統一的通訊協議(CIP), 網絡間通訊無需編程,無縫路由 
       

      主要應用的I/O控制層網絡ControlNet特點
      – 網絡規劃(Network Schedule)確保信息實時性
      – 支持雙網冗余, 無需編程
      – 高速的通訊速率, 保障控制器之間的數據交換和連鎖更加可靠
      – 兩點間距離可達1公里直接采用同軸電纜,而無需采用光纖,節省成本和維護費用
      – 與其它現場總線相比,同軸電纜具有更好的抗干擾能力,避免數據丟失和設備誤動作
      – 接頭為工業型T頭, 連接更為牢固,避免松動造成的網絡故障


      行業應用業績
      Rockwell冶金行業應用業績一覽:

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