重鋼大型設(shè)備產(chǎn)線及控制系統(tǒng)情況分析
2012-06-21 10:02:54
1、240萬t煉焦系統(tǒng)
在重鋼新區(qū)焦化240萬t煉焦系統(tǒng)工程中，大力推進(jìn)設(shè)備的國產(chǎn)化。新區(qū)配有三臺(tái)煤氣鼓風(fēng)機(jī)，沒有采用進(jìn)口風(fēng)機(jī)，而是采購于國內(nèi)沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠的風(fēng)機(jī)。規(guī)格為Q=1100m3/min，△H=30kPa，配900kW電機(jī)三臺(tái)，采用液力偶合器調(diào)速，滿負(fù)荷生產(chǎn)后，兩開一備。
2、大型儲(chǔ)煤倉自動(dòng)配料控制系統(tǒng)
為降低煤料揚(yáng)塵的環(huán)境污染，提高環(huán)保效果，重鋼決定在焦化煤料儲(chǔ)備中采用儲(chǔ)煤倉工藝及自動(dòng)配料控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由16個(gè)?1m的貯槽組成，雙排布置，每排8個(gè)煤倉，每個(gè)貯量約11800t，總貯量約18.88萬t，相當(dāng)于1-4號(hào)焦?fàn)t15天的用煤量。每個(gè)煤倉下設(shè)6個(gè)雙曲線斗嘴，分雙排布置；每個(gè)斗嘴下設(shè)1臺(tái)圓盤給料機(jī)，共96臺(tái)；每排3臺(tái)圓盤給料機(jī)對(duì)應(yīng)1臺(tái)稱量帶式輸送機(jī)，共32臺(tái)稱量帶式輸送機(jī)。儲(chǔ)煤倉設(shè)1套自動(dòng)配煤裝置，主要由圓盤給料機(jī)、稱量帶式輸送機(jī)、自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成，生產(chǎn)時(shí)按照給定值自動(dòng)控制各單種煤的流量，確保配煤比連續(xù)恒定。分組配合后的煉焦用煤，經(jīng)帶式輸送機(jī)運(yùn)至粉碎機(jī)室進(jìn)行分組粉碎。
3、煉鐵系統(tǒng)裝備
重鋼新區(qū)高爐及其配套系統(tǒng)的大部分設(shè)備都已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。 1、2、3號(hào)高爐系統(tǒng)分別于2009年12月、2010年11月、2011年9月投產(chǎn)，從生產(chǎn)運(yùn)行情況看，設(shè)備總體運(yùn)行穩(wěn)定，可靠性好，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均達(dá)到了國際先進(jìn)水平。同時(shí)大型設(shè)備國產(chǎn)化具有價(jià)格相對(duì)較低及售后服務(wù)及時(shí)的優(yōu)點(diǎn)。
以2500m3高爐爐頂裝料設(shè)備為例：現(xiàn)1、2、3號(hào)高爐采用的是中鋼集團(tuán)西安重機(jī)有限公司的產(chǎn)品，與國外同類型規(guī)模的設(shè)備相比，其單套價(jià)格約節(jié)約200-400萬元，但仍然能達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)運(yùn)行指標(biāo)。
又如磨煤機(jī)，重鋼自2001年開始，就使用了上海重型機(jī)械廠的HPS系統(tǒng)磨煤機(jī)。該項(xiàng)技術(shù)是在美國CE公司的RP系列磨煤機(jī)的基礎(chǔ)上，根據(jù)中國國情和實(shí)際情況發(fā)展而來，使其性能在原有基礎(chǔ)上更適應(yīng)碾磨國內(nèi)煤質(zhì)，而且性能更加可靠，檢修更加方便，使用壽命進(jìn)一步延長。
重鋼新區(qū)電氣裝置大部分采用國產(chǎn)品牌，熱風(fēng)爐1250kW助燃風(fēng)機(jī)采用10kV高壓變頻器拖動(dòng)，生產(chǎn)廠家為北京利德華福，整機(jī)零件全部自主研發(fā)，主要采用交直交變頻器原理，實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，售后服務(wù)及時(shí)周到，更為重要的是節(jié)能效益明顯，使用半年就收回了成本。
4、780mm熱軋板帶項(xiàng)目
重鋼環(huán)保搬遷熱軋板帶項(xiàng)目選擇了“以我為主，自主集成”的工程建設(shè)模式。該模式順利實(shí)施的關(guān)鍵是標(biāo)段設(shè)計(jì)。只有合理的標(biāo)段設(shè)計(jì)才能確保通過招投標(biāo)平臺(tái)擇優(yōu)點(diǎn)菜，選擇到最理想的合作方；只有合理的標(biāo)段設(shè)計(jì)才能確保突出合作方的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，減少界面，減少扯皮。熱軋板帶項(xiàng)目部在充分吸取國內(nèi)同類項(xiàng)目建設(shè)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，特別在標(biāo)段的劃分上進(jìn)行了創(chuàng)新，屬國內(nèi)自主集成項(xiàng)目的首創(chuàng)，在標(biāo)段劃分中主要體現(xiàn)了三個(gè)原則：
◆強(qiáng)調(diào)以工藝為綱的原則；
◆以功能考核的完整性來明確界定各標(biāo)段的責(zé)任；
◆把標(biāo)段設(shè)計(jì)得極具吸引力，可以引起投標(biāo)方的高度重視，既有利于合同談判，也有利于合同執(zhí)行。
1780mm熱軋板帶工程標(biāo)段設(shè)計(jì)堅(jiān)持圍繞“工藝技術(shù)支撐”和“裝備國產(chǎn)化”這兩條主線展開。首先需要確定工藝技術(shù)總負(fù)責(zé)單位，作為項(xiàng)目運(yùn)作和投產(chǎn)投運(yùn)的技術(shù)支撐。同時(shí)考慮到熱連軋生產(chǎn)線是全自動(dòng)生產(chǎn)線，工藝和自動(dòng)控制無法切割，為保證運(yùn)行效果，重鋼將工藝技術(shù)總負(fù)責(zé)和三電總承包組合成了一個(gè)標(biāo)段，這是主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)。
公輔系統(tǒng)相對(duì)技術(shù)含量較低，采取設(shè)計(jì)、采購、建安分離的自主集成模式雖然管理精力投入較大，但是對(duì)于設(shè)備采購質(zhì)量的控制，費(fèi)用控制上均能取得好的結(jié)果。
把工藝技術(shù)總負(fù)責(zé)與三電自動(dòng)化總承包作為了首先確定的標(biāo)段，科學(xué)貼切地抓住了熱連軋項(xiàng)目成敗關(guān)鍵，同時(shí)彌補(bǔ)了重鋼對(duì)項(xiàng)目不熟悉的弱點(diǎn)，為繼續(xù)推進(jìn)項(xiàng)目找到了支撐。而后再確定國內(nèi)著名重型機(jī)械制造廠提供機(jī)械流體設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造，選擇有相關(guān)資質(zhì)的工廠設(shè)計(jì)院，建設(shè)安裝單位以及專業(yè)的爐窯總承包方。最后以這5個(gè)標(biāo)段形成整個(gè)項(xiàng)目骨架，完成項(xiàng)目的預(yù)先目標(biāo)，形成項(xiàng)目生產(chǎn)能力和技術(shù)無形資產(chǎn)。這種模式被業(yè)界稱為“重鋼模式”。
薄板生產(chǎn)是重鋼的弱勢(shì)領(lǐng)域，市場(chǎng)競爭又異常激烈，所以公司層面高度重視1780mm熱軋板帶項(xiàng)目的工藝技術(shù)決策，重鋼在各方支持下做了大量的市場(chǎng)調(diào)研和技術(shù)論證工作，確定了工藝方案的設(shè)計(jì)思路為“區(qū)域市場(chǎng)優(yōu)先，成本質(zhì)量穩(wěn)定，國產(chǎn)技術(shù)為主，裝備水平均衡。”
4.1市場(chǎng)和產(chǎn)品的定位
重鋼的市場(chǎng)定位是：“區(qū)域市場(chǎng)優(yōu)先”的原則，即以重慶為中心，輻射西南地區(qū)，兼顧周邊地區(qū)的原則。重鋼的產(chǎn)品定位以生產(chǎn)薄規(guī)格高附加值商品卷為主，對(duì)應(yīng)的行業(yè)主要是：建筑、機(jī)械加工、汽摩、家電、集裝箱、石化、造船、管線等。但建筑結(jié)構(gòu)用鋼和冷軋基板等通用產(chǎn)品仍是重鋼生產(chǎn)的基本產(chǎn)品，重鋼不能放棄“紅海”搏殺，但要立足市場(chǎng)必須發(fā)揮重鋼“個(gè)性化服務(wù)”的市場(chǎng)營銷特長，在品種板領(lǐng)域走出一條差異化的市場(chǎng)營銷之路。
定位一——找準(zhǔn)契入點(diǎn)：發(fā)揮重鋼的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和裝備優(yōu)勢(shì)，做好以船板為主的“市場(chǎng)集群”的重要補(bǔ)充，在寬厚板以幅面和質(zhì)量占領(lǐng)市場(chǎng)的同時(shí)，熱軋板卷以成本、尺寸精度作為補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)“整船供貨”的目標(biāo)。同時(shí)搭建高起點(diǎn)的產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)。
定位二——找準(zhǔn)立足點(diǎn)：瞄準(zhǔn)“以熱代冷”市場(chǎng)，以生產(chǎn)3mm以下熱軋薄板精品為主，厚度1.2-1.5mm的薄規(guī)格熱軋卷達(dá)到相當(dāng)比例。薄規(guī)格的熱軋商品卷的需求主要來自集裝箱、各種車廂等制造行業(yè)的直接需求和汽車摩托車制造業(yè)、機(jī)械制造業(yè)等行業(yè)對(duì)“以熱代冷”板卷的需求。
定位三——找準(zhǔn)增長點(diǎn)：重點(diǎn)開發(fā)以X80管線鋼為代表的高強(qiáng)度品種鋼。生產(chǎn)X80級(jí)以上管線鋼占10％以上。支線輸油、輸氣用管線鋼是目標(biāo)市場(chǎng)。
4.2規(guī)模和裝備水平的定位
建設(shè)一條年產(chǎn)300萬t的1780mm半連續(xù)熱軋板帶生產(chǎn)線。裝備以國產(chǎn)化設(shè)備為主，打造國內(nèi)一流的熱軋板帶精品生產(chǎn)線。工藝流程：3座步進(jìn)式加熱爐+除鱗箱+（預(yù)留二輥粗軋機(jī)R1）+立輥軋機(jī)E2+四輥可逆粗軋機(jī)R2+熱卷箱+切頭飛剪+立輥軋機(jī)F1E +精軋機(jī)F1-F7+層流冷卻+3座卷取機(jī)+鋼卷運(yùn)輸+平整分卷機(jī)組。
4.3
配置及參數(shù)的定位
以產(chǎn)品定位和規(guī)模為基本依據(jù)，以具備產(chǎn)品開發(fā)能力為目標(biāo)，努力追求整條生產(chǎn)線的設(shè)備配置和能力參數(shù)的最佳匹配。
軋機(jī)能力的配置：為具備更大的產(chǎn)品開發(fā)能力，軋機(jī)能力當(dāng)然越大越好。但一味地增大軋制力和主電機(jī)功率并不能實(shí)現(xiàn)良好的愿望，反而還會(huì)帶來極大的浪費(fèi)。根據(jù)有限元校核結(jié)果，制約軋機(jī)能力無限放大的薄弱環(huán)節(jié)在軋機(jī)的主傳動(dòng)系統(tǒng)，這和重鋼的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)是吻合的。
軋輥磨床的選擇：一臺(tái)進(jìn)口的軋輥磨床價(jià)格是國產(chǎn)磨床的3倍以上，維護(hù)檢修的成本很高。重鋼主要選擇以國產(chǎn)磨床為主，一方面因?yàn)閲a(chǎn)磨床技術(shù)發(fā)展很快，在磨削精度和磨削效率上已經(jīng)很接近進(jìn)口磨床水平；另一方面過分高的磨削精度并不適合規(guī)�；笊a(chǎn)，軋機(jī)的剛度、軋機(jī)的輥系裝配精度、AGC的輥縫控制精度、產(chǎn)品的精度需求與它并不完全匹配，這就會(huì)造成浪費(fèi)。
5、重鋼中厚板廠4100mm生產(chǎn)線
中厚板廠4100mm生產(chǎn)線采用了大量的新設(shè)備、新工藝、新技術(shù)，整個(gè)工程設(shè)備安裝量達(dá)到40000t以上，是我國第一條全面國產(chǎn)化集成的冶金軋鋼生產(chǎn)線。
為保證4100mm生產(chǎn)線設(shè)備水平和自動(dòng)化水平能夠達(dá)到行業(yè)先進(jìn)水平，在設(shè)備供應(yīng)方法獨(dú)創(chuàng)了點(diǎn)菜式總包的項(xiàng)目管理模式，確定了加熱爐和熱處理爐由北京賽能杰公司分包；粗、精軋機(jī)由中國二重集團(tuán)分包；AGC控制系統(tǒng)由東北大學(xué)分包；分段剪、雙邊剪、定尺剪、圓盤剪由沈重集團(tuán)分包。點(diǎn)菜式總包項(xiàng)目管理模式確保整個(gè)項(xiàng)目從自合同簽訂到試生產(chǎn)僅用了3年多時(shí)間，創(chuàng)造了同行業(yè)環(huán)保搬遷進(jìn)度的奇跡。
4100mm生產(chǎn)線是我國第一條全面國產(chǎn)化集成的冶金軋鋼生產(chǎn)線，整個(gè)生產(chǎn)線采用了大量的自主創(chuàng)新設(shè)備：
①加熱爐采用先進(jìn)的步進(jìn)式蓄熱型加入爐，并且整個(gè)加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸汽全部接入新區(qū)余熱發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)，使整個(gè)加熱系統(tǒng)和余熱發(fā)電系統(tǒng)形成了能源閉環(huán)系統(tǒng),大大提高了能源利用率。
②加熱爐控制系統(tǒng)由二級(jí)系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)和一級(jí)自動(dòng)執(zhí)行控制系統(tǒng)構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)了加熱爐區(qū)域自動(dòng)跟蹤、自動(dòng)加熱、自動(dòng)進(jìn)出鋼以及整個(gè)燒嘴控制的全自動(dòng)化，大大提高了加熱爐系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。
③軋線自動(dòng)化系統(tǒng)完成了與測(cè)寬儀、測(cè)厚儀、加熱爐、ACC系統(tǒng)和L3級(jí)MES系統(tǒng)的自動(dòng)通訊，實(shí)現(xiàn)了粗軋級(jí)壓下電動(dòng)APC、粗軋完成后自動(dòng)測(cè)寬、精軋機(jī)自動(dòng)AGC控制、AGC系統(tǒng)與測(cè)厚儀自動(dòng)反饋系統(tǒng)、兩機(jī)自動(dòng)高壓水功能、兩機(jī)自動(dòng)雪橇功能，軋制鋼板自動(dòng)化投運(yùn)比在92%以上。
④4100mm生產(chǎn)線精整車間和熱處理車間4臺(tái)噴印設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)三級(jí)MES系統(tǒng)計(jì)劃數(shù)據(jù)自動(dòng)下達(dá)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)噴印功能，從根本上實(shí)現(xiàn)了讓設(shè)備執(zhí)行了按爐送鋼制度，減少了人為出錯(cuò)幾率。
⑤全廠網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃采用全新的三級(jí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，實(shí)現(xiàn)了一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)網(wǎng)絡(luò)的無縫鏈接。
6、重鋼中厚板廠2700mm生產(chǎn)線
從工藝設(shè)計(jì)方面，中厚板廠2700mm新生產(chǎn)線較老區(qū)廠房整體提高了3m，新廠房更加明亮，更加大氣；從板坯跨至成品收集跨，生產(chǎn)線長度由原來的600m擴(kuò)展到現(xiàn)在的835m，整個(gè)生產(chǎn)線拉長了235m左右，廠房面積由原來的6.5萬m2擴(kuò)展到現(xiàn)在的8.56萬m2，整個(gè)廠房工藝總圖設(shè)計(jì)徹底改變了老產(chǎn)線有很多過渡彎道的不合理布局狀況，使整個(gè)工廠布局更加合理、更加簡潔和高效。
中厚板廠2700mm新生產(chǎn)線在原有利舊設(shè)備基礎(chǔ)之上，使用了大量的利舊改造設(shè)備，在增加投資不多的情況下，有效提高了利舊設(shè)備的裝備水平。
另外，中厚板廠2700mm新生產(chǎn)線為減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，增加了一些新裝備，包括自動(dòng)火切設(shè)備、板坯噴印機(jī)、冷熱去毛刺機(jī)、定尺剪、拋丸機(jī)、3套成品噴打印機(jī)等。這些新裝備的應(yīng)用將大大提高作業(yè)線的工作效率。
7、控制系統(tǒng)
自動(dòng)化控制系統(tǒng)按信息化建設(shè)的總體要求進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)，采用 “三級(jí)控制系統(tǒng)”的總體設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)各種數(shù)據(jù)的采集、邏輯控制、模擬調(diào)節(jié)等控制功能；各種工藝參數(shù)的監(jiān)視、設(shè)定、修改操作和報(bào)警；實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)、分析及再現(xiàn)，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算分析和工藝報(bào)表的打印等功能。
控制系統(tǒng)軟件分為PLC控制程序和WINCC 監(jiān)控程序，通過對(duì)工藝流程的深入了解和控制技術(shù)的消化吸收，獨(dú)立自主開發(fā)控制系統(tǒng)程序。采用具有開放性、通用性、標(biāo)準(zhǔn)化的操作系統(tǒng)、開發(fā)工具、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，完善了程序的結(jié)構(gòu)、優(yōu)化了控制功能，有效減少了因控制系統(tǒng)故障引起高爐休風(fēng)時(shí)間，全面實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)的國產(chǎn)化，方便了生產(chǎn)維護(hù)，提高了企業(yè)的市場(chǎng)競爭力。
重鋼環(huán)保搬遷項(xiàng)目中大量的大型裝備、控制系統(tǒng)國產(chǎn)化在保證項(xiàng)目質(zhì)量、產(chǎn)品性能的前提下，不但節(jié)約了項(xiàng)目投資，整合了國內(nèi)優(yōu)質(zhì)資源，同時(shí)也大大降低了設(shè)備的使用成本。
