包頭生產(chǎn)實習報告

1、西 南 交 通 大 學生產(chǎn)實習報告院 （系）：材料科學與工程學院年 級： 2011級 指導教師： 姓 名： 學 號： 成 績： 二零一四年七月一、實習目的1、 了解材料各種成形方法及各種熱處理工藝；2、 了解我國大型企業(yè)的實際生產(chǎn)現(xiàn)狀，豐富學生的實踐知識；3、 培養(yǎng)利用理論知識解決實際問題的能力，以提高認知能力和動手能力，同時也為后續(xù)專業(yè)課程學習創(chuàng)造條件。二、實習內容2.1 煉鋼一、介紹煉鋼分廠現(xiàn)狀1954年建廠，最初由前蘇聯(lián)引進專家和技術，有三座平爐和三座轉爐。2000年底，該廠停止了最后一臺平爐煉鋼，并于3年前拆除了所有的平爐，全部使用轉爐煉鋼。現(xiàn)共有7座轉爐。5臺連鑄機?，F(xiàn)主要鋼產(chǎn)品為：

2、重軌用鋼、石油套管用鋼等。主要鑄鋼坯有：大方坯、大圓坯、小方坯、小圓坯、鋼水澆注方式除連鑄外，還根據(jù)客戶或實際需要采用部分型鑄。砂型鑄造是在砂型中生產(chǎn)鑄件的鑄造方法。鋼、鐵和大多數(shù)有色合金鑄件都可用砂型鑄造方法獲得。由于砂型鑄造所用的造型材料價廉易得，鑄型制造簡便，對鑄件的單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)均能適應，長期以來，一直是鑄造生產(chǎn)中的基本工藝。連鑄就是將精煉后的鋼水連續(xù)鑄造成鋼坯的生產(chǎn)工序，主要設備包括回轉臺、中間包，結晶器、拉矯機等。將裝有精煉好鋼水的鋼包運至回轉臺，回轉臺轉動到澆注位置后，將鋼水注入中間包，中間包再由水口將鋼水分配到各個結晶器中去。結晶器是連鑄機的核心設備之一，它使鑄件

3、成形并迅速凝固結晶。拉矯機與結晶振動裝置共同作用，將結晶器內的鑄件拉出，經(jīng)冷卻、電磁攪拌后，切割成一定長度的板坯。連鑄與砂型鑄造比較，在技術上與經(jīng)濟上有以下優(yōu)點： 1、連鑄生產(chǎn)的鑄件，其機械性能比砂型鑄件高。同樣合金，抗拉強度、屈服強度、抗蝕性能和硬度亦顯著提高； 2、鑄件的精度和表面光潔度比砂型鑄件高，而且質量和尺寸穩(wěn)定； 3、鑄件上沒有澆注系統(tǒng)的冒口，故連續(xù)鑄錠在軋制時不用切頭去尾，節(jié)約了金屬，提高了收得率； 4、不用砂或者少用砂，一般可節(jié)約造型材料80100； 5、生產(chǎn)工序簡單，易實現(xiàn)機械化和自動化，鑄錠時還能實現(xiàn)連鑄連軋，大大提高了生產(chǎn)效率。 連鑄雖有很多優(yōu)點，但也有不足之處： 1、制

4、造成本高； 2、不透氣，而且無退讓性，易造成鑄件洗不足、開裂或鑄鐵件白日等缺陷；3、連鑄時，鑄型的工作溫度、合金的澆注溫度和澆注速度，鑄件在鑄型中停留的時間，以及所用的涂料等，對鑄件的質量的影響甚為敏感，需要嚴格控制。 因此，在決定采用金屬型鑄造時，必須綜合考慮下列各因素：鑄件形狀和重量大小必須合適；要有足夠的批量；完成生產(chǎn)任務的期限許可。二、煉鋼原理介紹：1、反應原理在高溫條件下，用氧氣或鐵的氧化物把生鐵中所含的過量的碳和其它雜質轉為氣體或爐渣而除去。2、目的：降碳、調硅錳、去硫磷。3主要反應（分三個階段）：（1）氧化造渣2FeO22FeO2FeOSiSiO22FeFeOMnFeMnOFeO

5、CCOFe生成的二氧化硅、氧化錳與造渣材料生石灰相互作用成為爐渣。（2）去硫、磷FeS+CaOFeO+CaS2P+5FeO+3CaO5Fe+Ca3(PO4)2（3）脫氧用硅鐵、錳鐵或金屬鋁來還原鋼水中含有的少量FeO2FeO+SiSiO2+2Fe3FeO+2Al3Fe+Al2O3FeO+MnFe+MnO生成的二氧化硅等大部分形成爐渣而除去，部分的硅、錳等留在鋼里以調整鋼的成分。鋼水合格后，可以澆成鋼的鑄件或鋼錠，鋼錠可以再軋成各種鋼材。三、煉鋼工藝 前期：鐵礦石礦石煉鐵鐵水 煉鋼：鐵水鋼廠熔煉鋼水澆注鋼坯鐵水倒入轉爐 廢鋼鐵倒入轉爐四、分析討論1.鐵水到鋼水如何保證鐵水不凝固？ 答：保證溫度在

6、奧氏體溫度以上。高溫的鐵水倒入轉爐內進行轉爐煉鋼，在轉爐煉鋼環(huán)節(jié)中不需要另外使用燃料。這是由于轉爐煉鋼法使用的氧化劑是氧氣。把空氣鼓入熔融的生鐵里，使雜質硅、錳等氧化。在氧化的過程中放出大量的熱量（含1%的硅可使生鐵的溫度升高200攝氏度），可使爐內達到足夠高的溫度。從而保證鐵水不凝固。2.煉鋼過程中加入的廢鋼與鐵水比例（1：4）？答：首先用廢鋼可節(jié)約資源減少能源的浪費、保護環(huán)境，從而促進可持續(xù)發(fā)展；然而鐵水是轉爐煉鋼的主要原材料，一般占裝入量的70%-100%。是轉爐煉鋼的答：首先用廢鋼可節(jié)約資源減少能源的浪費、保護環(huán)境，從而促進可持續(xù)發(fā)展；然而鐵水是轉爐煉鋼的主要原材料，一般占裝入量的70

7、%-100%。是轉爐煉鋼的主要熱源。轉爐和電爐煉鋼均使用廢鋼，氧氣頂吹轉爐用廢鋼量一般是總裝入量的10%-30%。3.連鑄生產(chǎn)原理？答：連鑄生產(chǎn)原理是將熔融的金屬，不斷澆入一種叫做結晶器的特殊金屬型中，凝固（結殼）了的鑄件，連續(xù)不斷地從結晶器的另一端拉出，它可獲得任意長或特定的長度的鑄件。即：合格鋼水-鋼包回轉臺(鋼包加蓋，鋼包稱重)中間罐（鋼包保護套管，氬氣密封）中間罐稱量浸入式水口結晶器液面檢測系統(tǒng)結 晶 器電磁攪拌結晶器振動二冷自動控制氣水霧化二次冷卻拉 矯 機引錠桿及存放裝置切 前 輥 道火 焰 切 割 機運輸、出坯輥道雙向移鋼機翻轉冷床及熱送輥道熱送、堆垛、緩冷 2.2軌梁廠一、介紹

8、軌梁廠現(xiàn)狀包鋼軋梁生產(chǎn)廠是包鋼主要的鋼材生產(chǎn)廠家,1969年5月23日建廠,生產(chǎn)鋼軌、型鋼、方鋼等20多個品種的鋼材,共有3條生產(chǎn)線,主要生產(chǎn)重軌和型鋼。生產(chǎn)型鋼110萬噸以上，重軌143萬噸。包鋼重軌精品線是全國三大鋼軌生產(chǎn)基地之一?？缮a(chǎn)鐵路用各種鋼軌、起重機鋼軌、軌枕、工槽鋼、方鋼產(chǎn)品系列，以及 310乙字鋼等20多個品種、100多個規(guī)格。具備60萬噸/年的鋼軌生產(chǎn)能力。萬能軋機高速鋼軌生產(chǎn)線年生產(chǎn)能力為90萬噸，可生產(chǎn)43-75Kg/m系列鋼軌，AT50、AT60道岔軌以及QU70-QU120吊車軌、H150-H450H型鋼、L型鋼、310乙字鋼、角鋼、工字鋼和槽鋼等型鋼產(chǎn)品。二、生產(chǎn)

9、工藝流程連鑄坯上料步進爐加熱高壓水一次除鱗BD1開坯BD2開坯熱鋸切頭高壓水二次除鱗CCS萬能軋制熱打印熱鋸切頭預彎步進冷床冷卻矯直編組鋸切碼垛打捆收集入庫長尺矯直檢測中心鋸鉆聯(lián)合機床長尺加工外形質檢表面質檢剖分鋸入庫外發(fā)三、分析討論1.重軌生產(chǎn)中,為何要去頭,去尾？答：由于鋼軌兩頭當中存在如下幾點缺陷： 淬火硬度分布不均勻淬火度偏高(HRC 高達40 以上) ,而且在左右圓角處的硬度遠高于踏面處的硬度；淬火帽形的形狀不佳,踏面中心處的硬度比左右圓角及下顎處的硬度小,不成為帽形；通過金相組織檢驗,部分淬火樣有淬火馬氏體組織存在。從縱向樣看出:在距軌端100130mm 處有上翹現(xiàn)象。同時又要求鋼

10、軌具有高純凈度、高平直度、高精度、高強度以及良好的焊接性能。所以為了確保鋼軌的質量及滿足各項指標的要求，所以要去頭去尾。2.淬火方式是什么,要用何種冷卻介質,最終得到的組織是什么,為什么?答：淬火方式采用噴風淬火,風水冷卻，最終得到回火馬氏體組織。因為鋼淬火的目的就是為了使它的組織全部或大部轉變?yōu)轳R氏體，獲得高硬度，然后在適當溫度下回火，使工件具有預期的機能。2.3高速線材生產(chǎn)一、介紹線材廠現(xiàn)狀高速分廠1994年建廠，設計年產(chǎn)量38萬噸,實際年產(chǎn)量70萬噸。產(chǎn)品有：5.5-20光面線材、6-16帶肋螺紋鋼，還有低、中、高碳鋼、低合金鋼、焊條鋼、冷敦鋼、彈簧鋼等。產(chǎn)品基本包含了市場上所有線材，設

11、備主要為美國摩根第五代軋機。二、 生產(chǎn)工藝流程原料<軋梁鋼>的150方坯，150×150×12m，坯料總重約2.5個來料上臺架檢查稱重入爐加熱(步進式加熱爐，優(yōu)點：加熱均勻、節(jié)能) 軋制(初、中軋區(qū)，10m/s速度，采用微張力軋制) 預精軋，采用wc滾環(huán)，（優(yōu)點：耐磨、能保證精度）精軋，6300kw電機帶動，速度130m/s 到要求尺寸在線測定儀<自動控制幾何尺寸>夾送軋吐絲機滾道(標準型,延遲型) 急卷精整(包裝、修剪、性能測試) 入庫三、 分析討論1. 步進式加熱爐的加熱方式有何優(yōu)點？答：針對常規(guī)交叉限幅控制方法負荷跟蹤速度低的缺點，采用了具有快

12、速補償響應功能和抗積分飽和功能的改進交叉限幅燃燒控制方法；針對爐溫過程具有時變非線性的特性，應用了自整定PID控制算法；針對加熱爐下加熱段與上加熱段爐溫對象耦合干擾嚴重的現(xiàn)象，應用了智能解耦控制方法。實際應用結果表明，該方法可提高加熱爐各段爐溫的控制精度，獲得滿足開軋所要求的鋼坯溫度，并能保證經(jīng)濟燃燒和安全運行。2. 在線測定儀的作用是什么？其簡單工作原理答：射線檢測工作，自動控制幾何尺寸。3. 夾送軋,吐絲機的作用是什么？答：由于高速線材軋機的高速軋制，普遍采用了設計有一定傾斜度（其軸線與水平夾角為10°20°）的臥式吐絲機，為了防止氧化鐵皮停留在吐絲管內，以及形成吐絲管

13、內壁的“刻痕”。在吐絲管的入口端裝有高壓空氣吹掃噴嘴，依靠它對吐絲管進行吹掃。有利于減緩吐絲管的磨損，并加強吐絲管的散熱性能，延長吐絲管的使用壽命。空氣的供給，可以在線材尾部離開精軋機或減徑定機前被釋放，或由操作人員確定吹掃時間，或連續(xù)吹掃。2.4無縫鋼管生產(chǎn)一、介紹無縫鋼管廠現(xiàn)狀無縫鋼管生產(chǎn)是包鋼集團的一重要組成部分。其主要生產(chǎn)設備400軋管機組和180作業(yè)區(qū)。400軋管機組可軋制219-426mm無縫鋼管，其中小機組扎制鋼管的最小直徑為60.3mm，大機組扎制鋼管壁厚可小達6-4.5mm。常用壁厚尺寸有8，9，10，11，12mm。而180作業(yè)區(qū)主要是石油套管的生產(chǎn)。包括車軋，接箍等工作。

14、二、400軋管機組工作原理及工藝流程：原料（坯料采用煉鋼廠連鑄原料，經(jīng)軋鋼廠扎制成符合尺寸要求的坯料，經(jīng)驗收后，按長度要求切斷）環(huán)形加熱爐加熱（3個小時）軋制車間（穿孔機組軋制，坯料在2穿孔機初軋、長度增加）77穿孔機軋制使管壁厚度均勻（同時長度增加）再次加熱軋管機組扎制（使管壁厚度更加均勻，進一步讓管壁變薄到達符合要求尺寸）均整機組（有，號均整機組，使壁厚更加均勻）步進式加熱爐加熱二輥定徑機（由7架軋機組成能定位軋制219-426圓管）三輥定徑機（十二架軋機組成，由Crarta系統(tǒng)控制，根據(jù)不同的外徑選擇不同的軋制架數(shù)，直徑為177.8mm-426mm鋼管，第十一，第十二號軋機可軋制出方矩管

15、）冷床冷卻鋼管矯直（直度達到要求）無損檢測（水壓,超聲波探傷，檢測直通、結疤、螺旋等缺陷）切管機去頭尾（頭尾應力分布不均、形狀不佳、硬度不符合要求）檢查（確定質量等級）水壓包裝入庫（直光管可出廠發(fā)貨）,如是否油套管還需進行以下流程:復檢通徑檢查（內徑是否符合要求）車絲擰接水壓噴印API標識（出口用）包裝入庫2.5鎳氫動力電池生產(chǎn)線一、介紹內蒙古稀奧科貯氫有限公司現(xiàn)狀內蒙古稀奧科貯氫有限公司是由內蒙古包鋼稀土高科股份有限公司（RIHT）與美國能源轉換器公司（ECO）歐文民汽電池公司（OBC）及美國和光交易公司共同投資建設的。公司引進美國全套生產(chǎn)和檢測設備，集科研、生產(chǎn)、開發(fā)、銷售于一體。設計能力

16、年產(chǎn)1500噸混合稀土系貯氫合金粉。二、主要設備及工藝流程（1）貯氫合金生產(chǎn)主要設備：真空熔煉爐、400Hz 中頻感應熔煉爐、真空退火爐、破碎機、旋轉沖擊磨機合格不合格（返回旋轉沖擊磨）工藝流程：AB5系輕稀土金屬按配比混合后自動稱重真空熔煉（后澆鑄）真空退火破碎旋轉沖擊磨過篩 合格真空包裝混合稀土系成為貯氫合金粉三、分析討論1.為什么許多工序都在真空下進行？答：金屬貯氫的原理在于金屬(M)與氫生成金屬氫化物(MHx) ：M + xH2 MHx + H（生成熱）金屬與氫的反應，是一個可逆過程。真空下生產(chǎn)是防止金屬在高溫下被氧氣氧化，不但抑制了金屬對氫的吸收，還影響了成品的純度與質量。2.真空退

17、火的主要目的是什么？答：消除內應力，減少晶格畸變減少偏析，增加循環(huán)壽命； 改善組織均勻性，使組織更致密，提高吸氫量。3.貯氫合金粉成產(chǎn)品應達到什么要求？（成分均勻，結構合格，粒度符合要求）答：具有實用價值的吸氫合金，一般應具備下列條件：1）易活化，吸氫量大；2）用于儲氫時生成熱盡量小，而用于蓄熱時生成熱盡量大；3）在一個很寬的組成范圍內應具有穩(wěn)定的合適平衡分解壓（室溫儲氫的分解壓約23個大氣壓為宜）；4）氫吸收和分解過程中的平衡壓差(即滯后)??；5）氫的俘獲和釋放速度快；6）金屬氫化物的有效熱導率大；7）在反復吸放氫的循環(huán)過程中，合金的粉化小，性能穩(wěn)定性好；8）經(jīng)濟性  &

18、#160;      （2）鎳氫動力電池生產(chǎn)1、主要設備：混料機（混合正、負極粉料）、 壓力成型設備 連續(xù)涂漿泥烘干機 卷結機 焊機 注液機2、工藝流程：球形氫氧化鎳（正極，填充在泡沫網(wǎng)上）正極混粉貯氫合金粉（負極）負極混粉  連續(xù)涂漿泥烘干機（消除水分）預壓、分切（將固體粉末粘合壓制到一起成為電極板）自然卷結焊接集流片（使活性物質與網(wǎng)柵及集流片接觸緊密，減小電子的移動距離，降低極片的厚度）滾槽注液封口（使電池在使用過程中電解液不能泄漏和揮發(fā)減少，保證電池的容量）電池分選電池組產(chǎn)品有：1# 2# 電池 產(chǎn)品特點：是動力電池，貯能大2.

19、6包鋼稀土展覽館在工作人員的講解下我們了解了稀土元素的種類，發(fā)展史（始于北歐）、豐度與礦物（總豐度153ppm）、選礦與冶金提取等，還有稀土元素的各種作用和應用領域。鑭（La）、鈰（Ce）、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、镥(Lu) 、鈧（Sc）和釔（Y）共17種元素，稱為稀土元素（Rare Earth）。根據(jù)稀土元素原子電子層結構和物理化學性質，以及它們在礦物中共生情況和不同的離子半徑可產(chǎn)生不同性質的特征，十七種稀土元素通常分為二組。 輕稀土（又稱鈰組）包括：鑭

20、、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓。  重稀土（又稱釔組）包括：鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、鈧、釔。我國是稀土資源最豐富的國家，稀土儲量和產(chǎn)量均居世界首位，在19個省市自治區(qū)都發(fā)現(xiàn)有稀土礦藏，而且礦物品種齊全。除在內蒙古包頭市的白云鄂博礦外，在四川涼山州和山東微山地區(qū)蘊藏著優(yōu)質氟碳鈰鑭型輕稀土礦。廣東和臺灣沿海有豐富的獨居石型稀土礦。特別令世人矚目的是在我國南嶺地區(qū)，包括江西、廣東、福建、湖南、廣西等省(自治區(qū))蘊藏著我國所特有而又極為豐富的離子型稀土礦，它們所富含的釔、鋱等中重稀土儲量占世界一半以上。1927年7月3日，中瑞(典)西北科學考察團中的中國地質工作者丁道衡在途徑內蒙古烏蘭察布

21、草原陰山北麓、包頭北約150公里處時，首次發(fā)現(xiàn)了白云鄂博礦鐵礦。1935年，前中央研究院地質研究所研究員何作霖在北平對丁道衡采回的白云鄂博礦石進行研究，發(fā)現(xiàn)該礦含有兩種稀土礦物，將其分別命名為“白云礦”和“鄂博礦”。后經(jīng)驗證，這兩種礦物即是氟碳鈰礦和獨居石。1961年，包鋼稀土的前身，即8861稀土實驗廠開工建設。8861實驗廠隸屬于當時的包頭冶金研究所（即現(xiàn)在的包頭稀土研究院）。從理論到實踐，從失敗到成功，第一代包鋼稀土人以刀耕火種般的辛勤勞動，一步步探索，一點點求證，終于實現(xiàn)了最初的夢想。至1970年，試驗廠已具備選礦、前處理、提取、分離等4個基本工藝流程。上世紀7080年代，北京大學教授

22、、中國科學院院士徐光憲先生多次親赴稀土三廠，結合生產(chǎn)實踐創(chuàng)建了稀土串級萃取理論及工藝，令高純度稀土產(chǎn)品的生產(chǎn)成本下降了3/4，使我國稀土萃取技術達到了世界先進水平，徐光憲由此被稱作“稀土界的袁隆平”。2010年，包頭市稀寶博為醫(yī)療系統(tǒng)有限公司注冊于包頭稀土高新技術產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)。稀寶博為專業(yè)生產(chǎn)高端醫(yī)療影像診斷設備永磁磁共振成像儀（MRI）。公司圍繞“以技術提高性能，以技術降低成本”的總體思路持續(xù)開展技術研發(fā)，在永磁磁共振各關鍵技術環(huán)節(jié)均掌握完善的自主知識產(chǎn)權，具有多項世界領先的核心技術。包鋼稀土為社會創(chuàng)造了無數(shù)的財富，也為自己贏得了社會的認同。包鋼稀土，歷經(jīng)半個多世紀的滄桑巨變，儼然成為中國西部