SKS是德国ThyssenKrupp公司与宝钢集团的子公司上海浦东钢铁有限公司共同成立的合资公司,ThyssenKrupp公司是世界上最大的不锈钢生产厂之一,在合资公司中占60%的股份,中方占40%。SKS旨在使公司在世界最竞争力的不锈钢市场上占领先地位。
SKS生产冷轧不锈钢产品,它的目标是面向中国市场中需求量最大的、用户需要的符合国际标准的顶级产品。因此,SKS在中国新建的钢厂起点高。整个轧钢厂采用了最先进的工艺和环保都符合当地和国际标准的要求,而且完全符合世界银行最严格的标准。
1 分步骤实施
即使在现代化的中国,建一个高科技工厂目前仍被认为是战略决策上的一次挑战。技术引进、工厂施工的问题,因此会拖延工期。为了避免这些问题,SKS将该项目分为三个阶段,加强项目管理,分期投产。该项目于1988年4月签署意向书,1999年8月签订正合同。ABB获得了新轧钢厂一期工程电气、传动和自动化系统全套设备的订单。ABB PIG金属部承担了全套电气设备供货的管理工作,主要负责与客户联系。ABB项目组由多国工作人员组成,德国和意大利的专家与他们的中国同事密切合作。由于ABB公司熟悉相关的技术,所以承担了方案设计和实施。
这种管理模式节省了投资和时间,2001年月11月一期工程完工并正式投产,德国总理施罗德出席了投产仪式。
投产后,轧机的年生产能力为7.2万t。一期工程主要生产薄规格光亮退火钢板和钢带,以含铬铁素铁不锈钢为主。带钢宽度800~1340mm,坯料的最大厚度mm,成品最薄0.2mm,钢种为AISI 304和403。今后产品的范围将扩大,增加传统的表面精整并生产一些较厚的产品,主要以铬镍合金的奥氏体不锈钢为主。
2 六条生产线由一家承包
一期工程新建的六条生产线是一台20辊冷轧机、一条光亮退火线、一台平整机、一条纵切线、一条修磨线和一条定尺剪切线。关系到正常生产和产品质量的系统全部采用ABB大功率IndustrlialIT产品的传动、电气和自动化设备,由于这些设备采用的是综合理念,所以可以根据工厂的要求进行优化。
冷轧机的速度为800m/min,最大卷重27t,两台可逆式卷取机由4MW AC电机驱动,转速为1320r/min。轧机的功率为4.17MW,最大转速1120r/min。开卷机的功率为700kW,速度446~1600r/min。主传动由ABB DriveIT ACS6000 SD中压变频器控制,该装置采用了IGCT半导体技术和获得专利的直接扭矩控制(DTC)模式。由于IGCT管容量大,传动系统可在较高的频率下运行,从而提高了电机的速度。这亲可以选用功率较小的电机,这是一个得要的节省投资的因素。变速辅传动采用的DriveIT ACS6000低压传动装置也有IGCT和DTC。DTC技术用于该设备的优点是速度控制精度高、力矩作用速度快,可减少对带钢张力的影响,提高带钢质量。
建立在ABB IndustrialIT平台上的自动化系统有ControlIT(控制级)和OperateIT(HIS-人机接口)两部分,可以控制所有的工艺参数,如:辊缝、带钢厚度、张力、平直度。该系统的重要特点是开环和闭环控制作用同样的控制器。自动生成的设备设定值由自学习(适应)数学归纳模型计算。
轧制和平整时,带钢的平直度由成熟的ABB Stressomer系统控制。除了各设备的生产计划和设定值不同外,整个过和控制系统MES可以打印详细的生产报告和质量报告。从报告中要吧看出每班、每天或每月的生产和质量情况。高分辨率的过程数据采集系统经过HIS的协调,可对控制过程进行前面、快速诊断,使生产损失到最低。
光亮退火线的速度为5~60m/min,带钢厚0.25~2.0mm.。经过光亮退火处理后的带钢在108台CONTROLLED AC电机(总功率750kW)的和68台UN-CONTROLLED AC电机(总功率700kW)的驱动下经过整个设备。如此多的传动装置全部由自动化系统Industrial IT协调和集中控制。由于退火线Con-trolIT传动装置的同步控制和DriveIT传动装置对扭矩的快速响应,带钢质量非常好。质量和生产数据的自动设定和记录体现了这套设备技术水平的某些特点。
平整机的IndustrialITT系统通过机架出口测得的带钢速度和平直度控制平整速度。与轧机设定值的设定方法相似,平整机的工艺参数是由平整数学模型自动设定。带钢质量报告是分段原。生产报表反映整个生产过程, 为质量检验提供了方便。ABB在卷取机和开卷机上各装了一台1540kW的电机,转速416~1500r/min。平整机用了一台770kW的电机,转速可达1500r/min。
修磨线有16台CONTROLLED AC 电机(总功率460Kw)和23台UNCONTROLLED AC 电机(总功率700kW),由ABB IndustrialIT控制。修磨带钢的宽度800~1500mm,卷重30t,速度5~30m/min。
纵切线有54台电机,剪切速度10~200m/min。定尺横切线有55个传动装置,主要是将速度控制在120m/min以内。控制这两条线的自动化系统和低压传动系统与轧机、平整机和光亮退火线的相同,方便了维护和操作。
3 由一家负责的国际项目管理方式
在浦东项目中,ABB不仅负责软件和硬件,还承担着项止管理、电气设备和控制系统的设计、安装监督和试运行。合同签订后,德国ABB的专家立即开始基本设计(for the centrlal project execution guidelines),确定设计和资料标准,而且还与SKS和机械商密切合作,确定了产品和系统配置,准备了整个项目的功能说明书和系统规范。在整个设计和项目执行阶段,ABB过程工业部是SKS、机械商和ABB内部各部门的联络中心和正式的联络渠道。
设计阶段包括制定信号、电缆和连接方案,编制L1和L2自动化系统软件及所有需要测试的软件的功能 说明书。与ABB过程控制系统相连接的分包商的产品都有进行了测试并进行了出厂检验,然后开始安装。安装期间ABB提供了现场监督服务,包括材料的吊运和安装。由德国项目管理部门对所有安装材料和电缆进行集中采购不失为一项节约措施。
设计组还负责最终调试,先进行冷试的信号测试,再进行热试的功能测试,最后对每个系统进行优化。2001年8月新建的浦东冷轧厂轧出第一卷钢。六条生产线的生产数据不仅达到而全部超过了双方共同规定的指标。
4 二期工程的后续定单
一期工程中与ABB的顺利合作和由此带来的经济优势,德国ABB2003年4月获得了二期工程的订单。2004年秋计划再建两台20辊不锈钢冷轧机和一条连续退火酸洗线。另外,可能还要增加一台冷轧机。二期工程式的计划已在实施中。
在二期工程式中,ABB还将提供全部的传动系统和全套电气自动化设备,包括项目管理、设计、安装、调试和投产。二期工程采用同样的技术和In-dustrialIT理念,用户有仅可以节省培训费,还可以减少备件库存量。
在新项目中,德国ABB将充分利用一期工程中建立的友好合作关系,确保双方从一开始就保持顺利、高效的合作。
5 专家们着眼全局解决问题
ABB在轧机和处理线的电气设备和自动化系统领域居世界领先地位,下面的产品和综合方案是ABB服务范围的一部分:
---低、中压传动系统
---过程自动化(从小方案到完整的系统)
---工艺控制和数学模型
---资产管理、诊断和模拟
---过程控制系统,制造执行系统(MES)
---测量系统和仪表
服务范围广泛—-从过程控制和电气系统的设计到全程服务----保证按用户要求制定的方案得到更好的落实。
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