某钢厂棒线材品种生产线升级改造项目可行性研究报告

棒线材品种生产线升级改造项目可行性研究报告2012年12月目录1总论12市场分析与预测133轧钢工艺及设备04加热炉175辅助设施3951供配电系统3952传动与基础自动化5653仪表与检测系统6354电信设施6655热力设施7356燃气设施7857给排水设施7958通风空调除尘设施8759土建工程896能源利用与节能措施977环境保护与综合利用1008劳动安全卫生1069投资概算11410技术经济分析1171总论11概述本工程拟在线棒材厂一线车间位置进行改造，该线厂房始建于1988年，厂房总长390M，东西走向，跨度为24M21M，基本柱距为6M，行车轨面标高为8M，行车起重能力为15/3T，结构形式为钢筋混凝土排架结构。该车间东侧场地可用于扩建厂房，西端同一炼钢厂2方坯连铸机相接，方坯为6根一组输送。铁道由厂房东端南侧接入厂房。产线设计思路要充分吸收当前钢铁行业棒材生产先进工艺技术，确保产线起点高、竞争力强、有后发优势。项目建成后，要快速实现达产达标，使产线早日建成受益。一罐制炼钢即从高炉运来的铁水，采用高炉铁水罐直接向转炉兑铁水，减少了铁水倒包或进混铁炉工序。采用一罐制炼钢工艺，减少了铁水倒包工序，可以提高铁水入炉温度3050，可以充分利用铁水物理热，有利于转炉初渣的形成，缩短转炉吹氧时间，有利转炉多吃含铁矿石或废钢；采用一罐制炼钢工艺，减少了混铁炉工序，节省了混铁炉的运行、维护费用，可以降低炼钢成本；采用一罐制炼钢工艺，提高了铁水罐装入量，减少了铁水罐的使用数量，也省去了炼钢厂铁水包，可以减少耐材的使用量、可以减少铁罐、铁包的沾铁损失；采用一罐制炼钢工艺，减少了铁水倒包和取消了混铁炉，没有了铁水倒包产生的烟尘和混铁炉运行产生的烟尘，可以改善车间作业环境。一罐制炼钢工艺有良好的经济效益和环境效益，值得研究和推广。12工程名称XX棒线材品种生产线升级改造项目13设计依据新余钢铁股份有限公司（简称XX公司）与中冶京诚工程技术有限公司、北京京诚瑞信长材工程技术有限公司（简称京诚公司）签订的新余钢铁股份有限公司长材节能增效改造一期工程棒材轧制生产线项目设计合同技术附件。XX公司向京诚公司签发的设计委托书。XX公司向京诚公司提供的设计基础资料。国家现行有效的有关技术标准和规范。14设计指导思想和主要原则141指导思想本设计的主要指导思想是在国家发展钢铁工业的各项具体方针政策的指导下，把本工程建设成为一个工程质量优、技术水平高、经济效益好的先进工程。使得XX公司在自身发展壮大的过程中，不断地提高产品质量，提高经济效益，提高综合竞争的能力。142主要原则（1）采用先进、成熟、可靠、适用、有明显效益的工艺技术，优化总图布置，做到工序顺畅，配置合理，布置紧凑、节省占地。（2）设备选型能力合理，避免功能过剩；在寿命满足要求前提下，尽可能国产化。（3）备用设施结合现有设施统一考虑，减少不必要重复投资。（4）加强安全、卫生、环境的综合治理，使之符合国家和企业所在地安全、卫生、环保标准，三废按照循环经济的设计原则，综合利用。（5）采用节能、环保技术，合理利用能源。改善劳动条件，提高生产率。15设计的内容和范围可行性研究的设计内容包括一罐到底系统、棒材生产线轧制工艺、操作设备、高低压供配电及轧线传动、PLC系统，土建设施以及相应的为生产线服务的辅助和公用设施的设计，即给排水、热力、燃气、通风空调、通信系统、仪表系统、节能环保及安全、工程概算和技术经济分析等。16建设条件161场地条件本工程拟在线棒材厂一线车间位置进行改造，该线厂房始建于1988年，厂房总长390M，东西走向，跨度为24M21M，基本柱距为6M，行车轨面标高为8M，行车起重能力为15/3T，结构形式为钢筋混凝土排架结构。该车间东侧场地可用于扩建厂房，西端同一炼钢厂2方坯连铸机相接，方坯为6根一组输送。铁道由厂房东端南侧接入厂房。本工程建设场地良好，各种介质供应方便，运输条件顺畅。162设计条件（1）气象条件XX省新余市属第建筑气侯的B区，该区夏季温度高、湿度大，闷热天气多；冬季湿冷，气温日差较小；年降水量大；日照偏少。1大气温度年平均温度178极端最高气温40极端最低气温7夏季7月平均气温2942风速、风向最多风向及其频率C24；NE17。风速M/S全年平均为20冬季平均为18夏季平均为2230年一遇最大为2353降雨量年平均降雨量15685MM日最大降雨量1543MM5分钟暴雨强度P1年重现期93L/S100M24大气压力冬季10162KPA夏季9969KPA主要计算数据基本风压030KN/M2基本雪压040KN/M2冬季采暖室外计算温度0夏季通风室外计算温度33尘荷载03KPA土壤冻结深度最大02M（2）场地地震级别根据中国地震烈度区划图，该场地位抗震设防烈度6度。（3）供电条件本工程高压供电电压为35KV，由XX公司上一级变电所提供两路电源。（4）供水条件车间外的生活给水、生产消防给水及加热炉安全供水均由XX公司提供，并负责供至设计交接点；车间生产、生活排水排至车间外厂区排水管道。（5）供气条件燃料和吹扫用氮气由厂区管网直接供给加热炉公司。压缩空气由厂区压缩空气管网提供。氧气和丙烷气事故切割用气，氧气由XX公司管网提供至设计交接点，丙烷气由瓶装运到车间。（6）运输条件原料连铸坯。热坯由热送辊道运至本车间，实现热送热装；冷坯由过跨平车运到本车间。成品发货采用铁路、公路运输方式。轧辊、备件、耐火材料、废品垃圾等采用汽车运输。17设计方案171建筑规模、产品方案本车间为全连续式高等级热轧钢筋生产线车间，建设规模为年产100万吨合格热轧钢筋，最大实际生产能力为年产120万吨。（1）生产钢种普通热轧钢筋、细晶粒热轧钢筋和预应力混凝土热轧钢筋。（2）产品规格带肋钢筋1040MM；圆钢棒材1850MM。172主要设备全线设1座冷装180T/H（热装220T/H）的步进梁式加热炉、全连续式棒材轧机，主轧机共18架，平立交替布置，分3组，最高终轧速度为18M/S。与上述轧机相配套的飞剪、夹送辊、冷床、冷剪、收集设备等。18辅助设施181供配电系统本工程电气设备总装机容量约为33370KW,棒材车间118轧机主传动采用直流调速传动系统，装机容量约为18000KW，交流调速辅传动电动机容量约为4282KW，（用于12飞剪、输送辊道电机等），直流调速辅传动电动机容量约为400KW，（用于3飞剪），加热炉装机容量约为1327KW，车间恒速辅传动用电设备约为3431KW。本工程最大总计算负荷约为S3022899KVA,自然功率因数约为079。其中，水处理设施最大计算负荷约为S301863KVA,自然功率因数约为086。总计年耗电量约为66X107KWH。根据生产工艺设备用电负荷分布情况，本工程需设置3个电气室，各电气室内安装各区域供配电设备、电气传动设备、自动化控制设备具体名称如下加热炉区电气室（ER1）、主电室（ER2）、冷床收集区电气室（ER3）。根据工艺要求，整个生产线设1个主操作室，5个区域操作室。183仪表与检测系统仪控设计内容主要有轧线钢材温度检测、车间能源介质总测量、旋流沉淀池设施。轧线钢材温度检测仪表拟选用红外测温仪，输出420MA标准信号，进轧线PLC系统，在轧线主操作室内的HMI上显示。车间能源介质总测量采用现场仪表对氧气、压缩空气进行就地流量显示和累计。旋流沉淀池设施的控制系统采用电控和仪控合一的PLC控制系统，对于参数相对集中又隔开一段距离的机组设远程I/O站。采取中央控制室集中监控的方案。184电信设施本工程电信设施包括行政管理电话、调度电话系统、扩音通信系统、火灾自动报警系统、工业电视系统。（1）行政管理电话本工程设置电话机16台。（2）调度电话系统本工程设置调度电话分机20台。（3）扩音通信系统车间内设置指令对讲端站29台。（4）火灾自动报警系统当有火灾发生时，本系统经火灾报警控制模块实现与风机、防火阀等通风消防设备的连锁控制，并接收其反馈信号，以便及时发现火情，迅速处理。（5）工业电视系统工业电视主机柜设置在车间调度室内，设置风冷工业电视摄像机15套，彩色监视器（21”液晶）12台。185热力设施本项目净化压缩空气综合平均消耗量为4759NM3/MIN。净化压缩空气由区域外线管网接入，接点在车间5M平台外1米处，接点压力08MPA，管径2737。186燃气设施本车间事故及临时切割用氧气采用一路供应，总管选用DN25，车间接点压力2224MPA。用户点共13个，每个用户点处设有切断装置及氧气安全接头箱。车间依据工艺要求采用干粉（磷酸铵盐）手提式或推车式灭火器设施进行灭火。187给排水设施本设计仅包括拟建棒材车间区域内给排水设施，生活水、生产消防水均由建设单位提供，排水排入厂区排水管道由建设单位汇总。设计需要的给排水量生产总用水量2741M3/H、循环水量2733M3/H、生产新水量65M3/H、消防水量共35L/S、生活用水量5M3/H、生产排水量约为15M3/H、生活污水排水量平均为4M3/H。本工程设计了以下的给排水系统（1）净循环水系统净环水系统主要供加热炉、轧机液压润滑、轧机电机等用户冷却用水，循环水量为1024M3/H。本系统主要供给加热炉、轧机润滑系统、液压系统、等设备电机冷却用水；上述用户均为间接用水，经设备使用后的水仅水温升高，水质未受污染，带余压的回水可直接送至冷却塔冷却，所有冷却后回水进入净环冷水井，之后由泵组分别供用户循环使用。由于净循环水在冷却塔中受到大气粉尘等的污染，为满足工艺的水质要求，系统设有旁滤系统对净环水进行过滤处理。同时为满足工艺对循环水中悬浮物粒径的要求，在各泵组出水管道上均设有自清洗管道过滤器。为了保证循环水水质的稳定需投加水质稳定药剂并进行连续排污，排污水作为浊环系统的补充水，排污水量Q3M3/H。净循环水系统的补充水为生产新水与软水，生产新水来自厂区生产、消防给水管网，系统补充水量为Q7M3/H，软水补充水量为Q9M3/H。（2）浊循环水系统浊循环水系统冷却水量Q1950M3/H，其中冲渣水量Q250M3/H。浊环系统包括轧机低压浊环水系统和穿水冷却循环水系统。（3）生产、生活及消防给水系统本系统主要供循环水系统的补充水、车间洒水等生产用水户以及消防用水；生产新水用水量80M3/H；厂区消防采用低压消火栓消防系统，消防总水量为30L/S。（4）生产、雨水排水系统生产排水量约为8M3/H，排水水质符合国家排放标准。排水经汇总后排入区域外现有排水干管（渠）。雨水经汇总后排入现有雨水沟。（5）生活污水排水系统生活污水排水量平均为3M3/H，经过化粪池处理后，排入厂区排水管道。188通风空调除尘设施（1）主车间热操作区通风在车间热操作区上设置岗位通风装置。（2）车间小房子（操作室、办公室等）空调采用风冷柜式空调或风冷壁挂型空调机夏季除热降温。（3）电气室通风、空调电气室、传动配电室等房间采用风冷柜式空调，电气室电缆夹层采用风机送、排风的通风方式。（4）水处理设施通风、空调水处理设施采用轴流风机机械通风的方式进行通风散热，控制室采用风冷柜式空调进行散热降温。189土建工程本工程主厂房由原料跨、轧辊间、主轧跨、上料跨、成品跨组成，主厂房建筑物轴线总面积19413M2。本工程辅助设施主要由旋流井、电气室等建筑组成，辅助生产建筑物轴线总面积2836M2。主要建筑材料量砼20000M3、水泥8000T、钢材5480T、成材400M3。19环境保护及劳动安全卫生本工程主要污染源、污染物有废气、废水、固体废物及噪声。设计中严格执行国家有关环境保护的规定和标准，并对可能产生污染的部位采取了有效的控制措施，对环境的影响降低到最低程度。本设计对生产过程中可能发生的火灾、爆炸、设备事故、机械伤害等职业危险因素均采取了有效的控制和防范措施，对于生产岗位的烟（粉）尘、有害气体、噪声、热辐射等职业危害因素也采取了相应的控制和防护措施，在严格执行操作规程和各种规章制度、正常操作情况下，可以保证安全正常生产和工人的身体健康。110投资概算本工程投资估算包括主车间、电气室、水处理设施、软件编制、工器具及生产家具购置费、工程建设其他费及预备费等。静态投资为29331万元。111技术经济分析本项目建设投资为29331万元，流动资金为352022万元，建设期利息为5227万元。项目建成投产后年产棒材100万吨，项目年营业收入3146320万元，还款后正常年净利润6307万元。项目投资财务内部收益率（税后）为142。综上所述，本项目经济效益较好，财务上是可行的。2市场分析与预测21概述2010年是我国实施“十一五”规划的最后一年，更是衔接“十二五”规划的承前启后的关键一年。2010全年我国粗钢产量6267亿吨，同比增长93。据国家权威部门预测，2011年我国的GDP将增长90。四万亿投资计划，放宽中小城市和城镇户籍限制、推进城镇化建设，拓宽投资领域、扩大民间投资，扶持中小企业发展，这一系列举措将使得今年我国的投资依然保持高增长；发展低碳经济，推进石化、装备制造等十大产业振兴计划、新能源发展规划的实施，将为我国钢材消费提供广阔的空间，促使钢材需求将继续保持高增长态势。尽管2010年国内钢材市场走势总体将好于2009年，但同时也要看到，由于国际国内政治经济环境错综复杂，影响钢铁行业发展的不确定因素很多。另外，钢铁落后产能的淘汰不可能一蹴而就，同质化竞争也将继续困扰行业，并影响其利润水平在低位徘徊。分品种看，供求关系各不相同，普通材比特殊钢材供大于求严重，高附加值、高技术含量的钢材国内生产量仍然不足，品种结构仍然不合理。解决供给过剩的出路是一方面扩大需求，另一主要方面是要加大产业结构调整力度，更快淘汰高耗能、高污染和技术落后的生产能力。随着钢铁市场的竞争的不断激烈。资源控制力强，原料、能源采购成本低，工艺结构优化，产品附加值高的企业，具备较强市场竞争力。22长材市场221我国长材生产及消费现状长材一直是我国钢材生产中的主要品种，其产量在我国钢材总产量中的比重相当大接近50。这与许多发达国家钢材生产结构有很大不同。我国的这种钢材生产结构主要是由我国钢材的消费结构所决定的。我国作为一个快速发展的发展中国家，每年需要进行大量的交通、水利等基础设施和居民住宅建设，并且我国这些设施相当大部分采用钢筋混凝土结构，这也就需要消耗大量棒线材，因而在我国的钢材消费结构中，棒线材消费量一直较大，占钢材消费比例高。特别是近几年，我国经济发展势头良好，基础建设规模扩大，棒线材消费量也不断攀升。（1）我国螺纹钢生产及消费情况随着我国钢铁工业的迅猛发展，螺纹钢的产量的增长极为迅速。2000年螺纹钢的年生产量为2844万吨；至2010年产量已达到最高的13096万T，为当年生产量最高的品种。见下图。02000400060008000100001200014000万吨2001200220032004200520062007200820092010年份我国20012010年螺纹钢生产量图21我国螺纹钢消费量一直较大，占钢材的消费比例较高，这是由我国的国情决定的。2000年我国螺纹钢消费量为2815万吨，2010年为13079万T。见下图。02000400060008000100001200014000万T/年20002001200220032004200520062007200820092010年份我国2000年2010年螺纹钢消费量图22近年来，我国螺纹钢产品出现了净出口。2008年螺纹钢进口25万吨，出口1168万吨，净出口1118万吨。2009年螺纹钢进口56万吨，出口305万吨，净出口249万吨。2010年螺纹钢进口56万吨，出口225万吨，净出口169万吨。（2）我国棒材生产及消费情况随着我国钢铁工业的迅猛发展，棒材产量的增长极为迅速。2003年棒材年生产量为1867万吨；至2010年产量已达到最高的6893万T，创年生产量最高。见下图。01000200030004000500060007000万T/年20032004200520062007200820092010年份我国2003年2010年棒材生产量图23我国棒材消费量一直较大，占钢材的消费比例较高，这是由我国的国情决定的。2003年我国棒材消费量为1836万吨，2010年为6662万T。见下图。01000200030004000500060007000万T/年20032004200520062007200820092010年份我国20032010年棒材消费量图24近年来，我国棒材产品出现了净出口。2008年棒材进口241万吨，出口6398万吨，净出口6157万吨；2009年棒材进口299万吨，出口1081万吨，净出口782万吨；2010年棒材进口299万吨，出口2612万吨，净出口2313万吨。222螺纹钢棒材的用户钢铁工业是国民经济的重要的基础产业，是国家经济和社会的综合实力和发展水平的重要标志。螺纹钢棒材作为主要原材料，在民用住宅建筑、铁路、公路、水利、电力等基础设施的建设当中起着举足轻重的作用。特别是建筑业是螺纹钢棒材的主要用户，随着我国基础设施的建设及房地产的投资的拉动，螺纹钢棒材的需求仍将非常巨大。223区域市场分析从我国生产布局来看，螺纹钢、棒材生产主要集中在河北、江苏、山东几省。我国螺纹钢生产主要集中在河北、江苏、山东三省，并且产量均超过1200万吨。2010年江苏省生产螺纹钢18703万吨，河北省生产螺纹钢1460万吨，山东省生产螺纹钢12032万吨。我国螺纹钢生产区域分布见下图。2010年钢筋生产量分地区分布图万T华北东北华东中南西南西北图25我国从生产布局来看，棒材生产主要集中在江苏、山东、河北几省。并且产量均超过800万吨。2010年江苏省生产棒材11054万吨，河北省生产棒材8234万吨，山东省生产棒材8766万吨。我国棒材生产区域分布见下图。2010年棒材生产量分地区分布图万T华北东北华东中南西南西北图26224XX及周边地区棒材市场情况XX钢材消费主要集中在建筑、水电站建设、公路建设、机电设备制造、汽车及零部件等行业，交通运输行业的车辆制造和桥涵施工也消费大量钢材。目前XX钢铁产品结构调整已经全面实施，就大的品种方面而言，板带材结构比例已经没有大的调整余地。国内主要钢材品种总量满足需求，少数细分品种略有不足。23分析结论长材品种中的棒线材品种供需基本平衡，但房地产行业的发展是钢材消费增长的亮点。同样，个别高强度、高纯净度、特殊用途的优质棒线材仍然需要进一步提高开发力度和扩大产能。3轧钢工艺及设备31生产规模及产品方案与金属平衡311生产规模及产品方案本车间为全连续式高等级热轧钢筋生产线车间，建设规模为年产100万吨合格热轧钢筋，最大实际生产能力为年产120万吨。（1）生产钢种普通热轧钢筋、细晶粒热轧钢筋和预应力混凝土热轧钢筋。（2）产品规格带肋钢筋1040MM；圆钢棒材1850MM。按产品规格和钢种分类的产品大纲如表111。表311产品大纲单位万吨/年产品规格（MM）及计划年产量T合计比例品种牌号代表钢号101618252840T/A普通热轧钢筋HRB335HRB500HRB335EHRB500E20MNSI20MNSIV20MNSINB252385656细晶粒热轧钢筋HRBF335HRBF500HRBF335EHRBF500E20MNSI20MNSIV20MNSINB7551717预应力混凝土用螺纹钢筋PSB500PSB785PSB830PSB93020MNSIV40SI2MNV/4377PSB1080圆钢45、40CR/11920合计（T/A）324325100比例（）324325100注10MM、12MM采用五切分法生产，14MM采用四切分生产，16MM采用三切分生产，18MM、20MM采用二切分法生产。（2）交货状态直条成捆交货；定尺长度6M15M；捆径150300MM；捆重235T。（3）产品质量及标准GB149912008钢筋混凝土用钢第1部分热轧光圆钢筋GB149922007钢筋混凝土用钢第2部分热轧带肋钢筋GB/T200652006预应力混凝土用螺纹钢筋带肋钢筋产品应符合GB149912008和GB149922007中规定的尺寸精度。312原料车间使用的原料为由炼钢车间提供的合格连铸坯，坯料分热坯和冷坯，热坯由热送辊道直接送至加热炉内，冷坯由电动平车由连铸出坯跨运至原料跨。连铸坯规格160（170）MM160（170）MM12800MM；其中短尺料10000MM，总数不超过10；连铸坯单重2507（2830）KG。本车间年需坯料量1031万吨。坯料技术条件要满足连铸坯国家标准YB/T20112004连续铸钢方坯和矩形坯；YB/T0011991初轧坯尺寸、外形、重量及允许偏差。连铸坯尺寸应符合YB/T20112004连续铸钢方坯和矩形坯规定，边长偏差5MM，弯曲度10MM/M，全长总弯曲度80MM/M。313金属平衡车间金属平衡见表312。表312金属平衡单位吨/年钢坯量成品量烧损和氧化切头、轧废数量数量数量数量1030927810010000009710309278120618557232工作制度及年工作时间本车间采用四班三运转连续作业工作制度，每班工作8小时，节假日和公休日不休息。额定年工作时间为6800H。车间年工作时间见表321。表321车间年工作时间单位H/A年日历大、中修小修每计划工停工时间额定年时间每年一次每次20天周一次每次一班作时间交接班换辊、孔型、导卫事故及其它工作时间87604804007880365400315680033生产工艺331主要生产工艺特点（1）以连铸坯为原料，轧线采用连续、高速、无扭轧制，粗中、精轧机均为平立交替布置，最大轧制速度可达18M/S。（2）加热炉采用步进梁式，侧进侧出料方式，加热质量好，操作灵活，加热效率高，为生产优质产品提供了保证，根据产量要求确定加热炉能力为180T/H（冷坯）。（3）粗轧机组、中轧机组采用微张力轧制，精轧机组间采用活套，实现无张力轧制。（4）轧机选用短应力线轧机，其刚性大、轧辊轴承寿命长、辊缝可对称调节、可整机架更换，换辊时间短。（5）16和18轧机平立可转换，1020MM小规格带肋钢筋产品采用切分轧制工艺生产，可用较低的轧制速度获得较高的产量。（6）轧线粗、中、精轧机组后均设有飞剪。粗、中轧机组后的飞剪对轧件进行切头切尾，事故时还可对轧件进行碎断处理，保护轧机和方便处理事故。精轧机组后的3飞剪可对轧件进行倍尺优化分段剪切，以减少非定尺长度和提高冷床的利用率。各飞剪均采用启停工作制，其剪切精度高、事故率低、维护量少。（7）细晶粒螺纹钢筋控轧控冷。为了实现细晶粒螺纹钢筋的生产，全线实行控轧控冷，1040MM所有成品规格均从精轧机组轧出。在中轧机组后设有预水冷装置，用于控制轧件进入精轧机组的温度，实现控温轧制。在精轧机组后设有穿水冷却装置，用于控制轧件轧后的冷却速度，使之快速冷却到相变区域，防止奥氏体晶粒快速长大。从而使出精轧机组的产品获得细小的晶粒组织，提高钢材的最终强度，改善最终产品的力学性能，并能使出精轧机的轧件具有良好的表面质量。（8）轧后棒材在步进齿条式冷床上进行冷却，棒材冷却均匀，平直度好；冷床卸料装置具有排钢装置，可将下冷床的轧件等间距排列整齐，便于后部精整处理。（9）车间采用高架式布置，加热炉和轧线大部分设备布置在车间内标高为500M的混凝土平台上。采用高架布置可减小地下土建施工量和施工难度，一些较深的设备基础基本上在地坪面以上。采用高架布置可使车间液压、润滑站及复杂的管网和电缆等布置在平台下，不仅便于施工安装，也便于今后的检修和维护。332生产工艺流程车间简要生产工艺流程如图331所示。辊道测长加热炉加热高压水除鳞粗轧切头（尾）中轧切头（尾）预精轧水冷切头（尾）减定径水冷测径切头/分段冷床冷却切定尺台架横移收集打捆称重挂牌入库发货热坯冷坯辊道热送吊运、上料热坯横移提升反向剔出短尺收集图331车间生产工艺流程图34孔型系统本工艺方案在单线轧制时基本采用“箱椭圆圆”延伸孔型系统。采用该系统可以在一定程度上提高轧槽寿命和轧件的表面质量。对于1020MM的小规格带肋钢筋采用切分孔型轧制，以减少轧制道次、提高轧机生产率、节约能源。轧制孔型系统如图341所示。图341孔型系统图35生产线设备组成及技术性能351加热炉主要技术性能要求本车间设步进梁式加热炉1座，平均小时加热能力180T/H（冷坯），主要工艺技术要求如下坯料160（170）MM160（170）MM12800MM，短尺10000MM；燃烧方式甲方待定炉型步进梁式加热炉，辊道侧进料侧出；炉底支撑梁冷却方式汽化冷却；布料方式单排布料；出炉坯料断面温差30C，沿坯料长度方向温差30C；金属烧损率07；在加热过程中，钢坯表面不能产生擦伤、划痕；352轧机组成及主要技术性能本套轧机为全连续式棒材轧机，最高终轧速度为18M/S。主轧机共18架，平立交替布置，分3组，粗轧机组设有6架轧机，中轧机组设有6架轧机，精轧机组设有6架轧机。连续式棒材轧机适合坯料单一、单重大、高速度、大产量的车间。平立布置的轧机可以更好地保证产品的质量，而且为了小规格产品的切分轧制在精轧机组布置了平立可转换轧机。本设计全线均采用无牌坊短应力线式轧机，其主要特点是轧机应力线短，刚性好；轴承座采用浮动机构，承载均匀，寿命长；机座结构紧凑、坚固、轧机横向刚度好；采用四列短圆柱轴承，承载能力高；设有止推轴承承受轴向力，并设有螺纹间隙消除机构，可进行轴向精密调整；轴承座采用弹性胶体平衡，消除间隙；水平和立式轧机可以互换，减少备件；轧辊辊缝为对称调节，轧制线固定，操作方便；立式轧机采用上传动，避免冷却水和氧化铁皮进入传动系统；更换机架、调整孔型方便；水平轧机采用液压缸，立式机架使用升降机构，安全可靠；机架采用整体更换，减少换辊时间；拆辊采用专用工具在轧辊间进行，操作简单方便。表351轧机主要技术性能轧辊尺寸MM机组名称机架号轧机规格机架型式轧辊直径辊身长度主电机功率KWDC主电机转速R/MIN1H550H短应力线5506508006000/650/15002V550V短应力线5506508006000/650/15003H550H短应力线5506508009000/750/15004V550V短应力线5506508009000/750/15005H550H短应力线5506508009000/750/1500粗轧机组6V450V短应力线4105007009000/750/15007H450H短应力线4105007009000/750/15008V450V短应力线4105007009000/750/15009H450H短应力线4105007009000/750/150010V450V短应力线4105007009000/750/150011H450H短应力线4105007009000/750/1500中轧机组12V450V短应力线4105007009000/750/150013H450H短应力线41050070012000/650/130014V450V短应力线41050070012000/650/130015H350H短应力线32039065012000/650/130016C350C短应力线32039065012000/650/130017H350H短应力线32039065015000/650/1300精轧机组18C350C短应力线32039065015000/650/1300合计18000注表中H、V、C分别代表水平轧机、立式轧机、平立可转换轧机。353轧线其它设备及技术性能轧线主要机械设备包括炉前区上料设备、切头及事故飞剪、预水冷装置、穿水冷却装置、组合式倍尺飞剪、步进齿条式冷床、停剪（或冷飞剪）、横移过跨台架、自动打捆装置、称量系统、收集系统，液压润滑系统等。36设备生产能力361轧机生产能力计算计算条件1）主轧机最大小时产量为180T/H，加热炉最大小时产量为180T/H（冷坯）。2）成材率097，轧机利用系数095。根据上述计算条件的不同规格的轧机生产能力及负荷见表361。表361轧机生产能力及负荷轧制时间轧机产量品种产品规格线数产品单重轧件长度轧制速度纯轧时间间隔时间轧制节奏理论实际成材率年产量轧制时间MMNKG/MMM/SSSST/HT/HT/AH/A105061781261362515675133712979780000616812508885646123145875509177317297800004651螺纹钢14412085188113459155091773172978000046511631578529511544588550917731729780000465118219986273136745895509177317297800004651202246650831107459255091773172978000046512212984840116225179556815891541978000051912513853650614184588550917731729780000465128148345186113458955091773172974000023263216313397186545915509177317297400002326361799313768445865509177317297400002326筋4019865254155445875509177317297400002326小计800000485691811998124641869245742120811729725000213320124661009918561156111467142397250001757221298483461622514555651587153997250001624251385364631419455555051775172297350002033281483451521131455555061772171997300001745321631339458664555550617721719972000011633617993117684455755061772171997200001163圆钢40198652524554455655061772171997200001163小计20000012781合计10000006135由计算表可知，年生产100万吨产品需轧制时间为6135H，轧机负荷率为6135/6800100902。37车间平面布置及起重运输371车间平面布置车间厂房由原料跨、主轧跨、成品跨组成。其中原料跨和主轧跨布置在同一跨中，且与原料跨平行布置。车间总长486M，最大宽度为45M；车间总的建筑面积（以柱列线计）为19413M2。车间布置采用高架式布置。加热炉和轧线大部分设备布置在车间内标高为500M的混凝土平台上，轧制中心线标高为580M。平台下布置有铁皮沟、设备基础、液压站、润滑站、电缆桥架、各种管线、切头收集装置及各种辅助建筑设施等。其中液压站和润滑站采用开放式布置。车间生产用坯料由热送辊道和汽车运至原料跨，成品由火车或汽车运出，油品、轧辊、导卫、备件等均为汽车运输。厂房的相关位置留有通道和大门。车间组成及厂房参数见表371。表371车间组成及厂房参数跨度长度吊车轨面序号名称MM厂房面积M2标高M备注1原料跨247217281452上料跨219620161453主轧跨2441499361454轧辊间214810081455成品跨212254725145合计19413372车间起重运输设备在原料跨设有1台16T16T的可旋转电磁挂梁桥式起重机，用于坯料堆存、码垛。上料跨设有1台32T的电动单钩夹钳起重机和1台10T吊钩桥式起重机，用于正常生产的上料、卸料、堆垛、上料设备维修等作业。在主轧跨设有1台20/5T吊钩桥式起重机、2台15/3T吊钩桥式起重机和1台10T吊钩桥式起重机，用于轧线设备安装维护、生产中的事故处理、换辊等作业。在成品跨设有3台125T125T的可旋转电磁挂梁桥式起重机，用于成品棒材吊运、码垛、装车发货等作业。在轧辊间设有1台20/5T吊钩桥式起重机和1台10T吊钩桥式起重机，用于轧线设备安装维护、生产中的事故处理、换辊等作业。车间设有3台过跨电动平车，用于物料的过跨运输。车间起重运输设备见表372。表372车间起重运输设备序号吊车名称数量单位跨间技术参数备注116T16T电磁挂梁桥式起重机1台原料跨LK225M，A7上旋转232/5T电动单钩夹钳式起重机1台上料跨LK195M，A7310T吊钩桥式起重机1台上料跨LK195M，A7利旧420/5T吊钩桥式起重机1台主轧跨LK225M，A5515/3T吊钩桥式起重机2台主轧跨LK225M，A5利旧610T吊钩桥式起重机1台主轧跨LK225M，A5利旧7125T125T电磁挂梁桥式起重机3台成品跨LK195M，A7下旋转820/5T吊钩桥式起重机1台轧辊间LK195M，A6利旧910T吊钩桥式起重机1台轧辊间LK195M，A6利旧1050T电动平车2台原料跨上料跨连铸原料跨1120T电动平车1台主轧跨轧辊间123T电动检修葫芦10台各跨1310T抓斗起重机1台旋流池38轧辊间轧辊间布置在成品跨的西侧，轧辊间厂房跨度21M，长度为48M，轨面标高为145M。轧辊间主要承担下列生产任务（1）轧辊孔型螺纹槽的加工和轧辊孔型的刻字工作；（2）机架及轧辊的拆装、轴承清洗；（3）导卫板清洗、拆装及预调整；（4）车间机械设备维修和检查时部份零星急件及返修件的加工；（5）备品备件及生产消耗件的存放。轧辊间主要设备见表381。表381轧辊间主要设备表序号设备名称单位数量功能1550短应力线轧机拆辊装置台12450短应力线轧机拆辊装置台13350短应力线轧机拆辊装置台14CA8480B轧辊车床台1用于550轧机轧辊及450和350轧机轧辊表面粗、精车削及孔型车削5CA8450B轧辊车床台1用于部分450和350轧机轧辊表面粗、精车削及孔型车削6DK7725数控线切割机床台1用于孔型样板的加工7多功能数控轧辊月牙槽铣床台3用于短应力线550、450和350轧机螺纹孔槽的加工8砂轮修磨机台1用于工具、刃具的修磨9轴承清洗机台1用于轧辊轴承清洗，采用油质清洗介质10感应加热器台2用于连轧机密封圈拆装时加热11轧辊存放架套1用于用于550轧机轧辊及450和350轧机轧辊的存放12轴承、导卫存放架套1用于连轧机轴承及导卫存放13装配平台台114钳工台台139车间主要技术经济指标车间主要技术经济指标见表391。表391车间主要技术经济序号指标名称单位数量备注一、车间产品1车间年产量T1000000带肋钢筋1040MM圆钢1840MM二、主要基础资料2轧机型式及主要规格18架单线全连续棒材轧机3车间设备总重量T3300其中工艺设备T2500起重运输设备T650轧辊间T1204车间电气总容量KW31000未计其他专业容量序号指标名称单位数量备注其中主传动KW173005车间占地面积M219584未包括主电室、水处理6车间货物周转量运入T1032228运出T1036152三、设备负荷及工作小时7轧机额定年工作小时H6800轧机负荷率902四、每吨产品单位消耗8钢坯T10319燃料GJ11部分热装10电力KWH82511水M3204新水0712压缩空气NM32813轧辊KG03214耐火材料KG0315液压润滑材料KG0216氧气NM300117液化石油气NM3000118导卫、备件及消耗件KG03五、职工人数19职工人数人2184加热炉41概况XX金属制品有限公司拟建设一条棒材轧制生产线，产品规格2590MM，年产量100万吨，需配置冷装170T/H，热装220T/H步进梁式加热炉一座，用于钢坯轧前加热，使之开轧温度满足工艺要求。42工艺要求和设计条件加热能力170T/H（冷装），220T/H（热装，600）坯料规格1600MM1600MM12800MM；170MM170MM12800MM。断面尺寸定尺长度短尺长度边长偏差对角线长度差全长弯曲度MMMMMMMMMM160160128957100170170128969100车间所用坯料为炼钢车间提供的连铸坯，连铸坯执行YB/T20112004标准。加热钢种优质碳素结构钢、合金结构钢、冷镦钢、弹簧钢、易切钢坯料入炉温度冷装常温；热装600坯料加热温度10801200加热能力要求详见下表。序号钢种代表钢号成品产量成材率年加热量加热制度T/AT/A1优碳钢20、45249652487108011202合结钢40CR、20CRMNTI40964167108011203冷镦钢ML1535896833108011204弹簧钢50CRVA3296333100010505易切钢Y204895550311501200合计80968323在满足产量的要求下，同时还要满足如下加热质量要求（1）出炉坯料断面温差20C，沿坯料长度方向温差15C；（2）加热钢坯表面脱碳层深度08；（3）金属烧损率1；（4）在加热过程中，钢坯表面不能产生擦伤、划痕。燃料种类及热值高炉煤气，780418KJ/M3；煤气接点压力要求68KPA，压力波动范围控制在5之内步进梁、固定梁及立柱冷却方式汽化冷却炉型空煤气双蓄热步进梁式加热炉，辊道侧进侧出，单排布料；出炉辊道面标高确定为5695M；车间采用四班三运转连续工作制，节假日及公休日不休息，额定年工作时间为6800小时。43加热工艺过程简述炉前上料辊道上超长或弯曲过大的钢坯由人工剔除，合格钢坯准备入炉。加热炉PLC根据预定的布料图，将该坯料在炉内定位。坯料定位由进料侧单独传动、变频调速的炉内悬臂辊道完成。进料方向相对侧设有炉内缓冲器，当悬臂辊定位失效时防止坯料冲撞炉墙。坯料在进料悬臂辊道上定位后，炉尾推钢机将坯料推到固定梁上，并通过步进梁的步进动作实现坯料在炉内的运送。步进机构除了可以步进外，还具备反向步进、抬平和踏步功能，以满足返料和待轧的要求。步进机构由液压系统驱动，具有轻抬轻放功能。当坯料到达出料区时，步进梁将坯料送到出料悬臂辊道上，由出料悬臂辊将坯料送出至轧线。坯料在炉内经过预热段、加热段、均热段，达到轧钢工艺所要求加热温度和温差出炉，提供轧线加热合格的钢坯。采用蓄热式热回收和换向燃烧技术，供热方式为两侧交替供热，蓄热式烧嘴全部布置在炉墙侧部，运行时一侧供热另一侧蓄热（排烟）。排烟方式为机械排烟。炉内烟气经炉两侧空煤气蓄热室、换向阀、烟管、调节阀、引风机进入钢板管烟囱，排入大气。44加热炉主要尺寸及技术性能加热炉有效长度21100MM（装出料辊道中心线）砌体长度22450MM加热炉内宽12200MM砌体宽度13200MM上加热炉膛高度1500MM下炉膛高度2000MM定梁滑道面5695MM加热炉技术性能表序号项目单位数值1用途钢坯轧制前加热2加热钢种优质碳素结构钢、合金结构钢、冷镦钢、弹簧钢、易切钢3钢坯尺寸MM标准坯尺寸170212800；1602128004钢坯装炉温度冷装常温热装6005钢坯加热温度108012006炉子产量T/H额定170（冷装），热装2207有效钢压炉底强度KG/M2H额定5358燃料种类高炉煤气9燃料低发热值KJ/M378041810单位热耗GJ/T坯125411额定煤气消耗量M3/H5000012额定空气消耗量M3/H3750013额定烟气量M3/H8000014供热方式及燃烧器两侧交替供热,蓄热式烧嘴序号项目单位数值15蓄热体形式蜂窝体16换向阀形式二位三通换向阀17蓄热室换向周期SEC509018煤气预热温度100019空气预热温度100020步进梁冷却方式汽化冷却21冷却水消耗量M3/H净环水100，浊环水30，事故水50，软水2022步进机械驱动方式液压步距320可调，最大36023步进参数MM提升10010024步进周期SEC32步进周期可调45炉子及其附属设备的工艺性能及结构451加热炉砌体炉体砌筑用耐火材料和隔热材料应根据炉子不同部位的不同工作温度，选用合适的耐火材料组成复合炉衬。整个炉衬具有良好的整体性和隔热性。选用合理的耐火材料组合，保证各砌体外表面的最高温度满足国标要求。加热炉炉墙、炉顶采用整体浇注的复合砌体结构。炉底采用复合砌筑结构，步进梁孔洞为整体浇注成型。炉内水梁及立柱采用双层绝热包扎结构，该结构及选材是经过多年来在实际使用经验的基础上开发出来的，它具有耐冲刷，使用寿命长的特点。452燃烧系统燃烧系统及主要设备本设计采用蓄热式高温燃烧技术。燃烧系统主要包括空煤气蓄热式烧嘴换向阀及控制系统煤气供给系统空气供给系统排烟系统放散系统烘炉点火系统空气蓄热烧嘴和煤气蓄热烧嘴左、右相邻配置，高温空、煤气流左右斜交混合。烧嘴设有装蓄热体的门，装、卸蓄热体十分方便；烧嘴结构充分考虑了密封性，防止墙体冒火。空煤气分段管上均设有调节阀和流量孔板，实现空煤气自动比例调节，每个烧嘴的空、煤气量可手动调节。采用两位三通换向阀分段分侧集中控制。换向阀可采用定时换向、定温换向和超温强制换向，设阀位开闭检测信号。453炉子钢结构、操作平台等炉子钢结构是由上部炉体钢结构、下部炉底钢结构组成一个箱形框架结构，用以保护炉衬、安装烧嘴、固定水梁立柱及各种炉体附件。主要由型钢和钢板组成。为了日常操作和设备检修，保障操作人员安全、改善操作条件，需要配备与加热炉本体有关的操作平台、走廊、爬梯和栏杆。454炉门及炉门驱动设备和窥视孔加热炉设有装料炉门、出料炉门、观察炉门、检修炉门、窥视孔等。455水梁水梁和立柱是炉内主要承重件，由20钢的厚壁钢管制成。加热炉纵水梁设有5根固定梁；4根步进梁，可以满足950012000MM坯料装炉要求。水梁进入均热段后错位布置。采用汽化冷却。加热炉水梁采用两段式热滑道技术，根据不同加热段炉温和坯料温度，两段滑道采用不同材质、高度不一的合金垫块。456水封及排渣系统加热炉步进梁立管与炉底间设置裙形水封，裙形水封浸在炉长方向的长条水封槽中，防止冷空气吸入。在步进梁上升和前进过程中，通过水封刀及刮渣板将少量通过开孔落入水封槽内的氧化铁皮，刮向装料端，并落入炉尾的排渣槽内。457供排水系统及安全用水炉子的供排水系统包括有管道和相应的阀件。加热炉出料炉门框、进出料端炉内悬臂辊、摄像头、液压站等通水冷却设备采用净环水。该系统采用闭路循环，有压排水，在每个环路中设置有温度检测。水封及排渣系统采用浊环水系统。为了保证炉子水冷部件的用水安全，车间应设置安全供水系统，使供水不会中断，确保炉子安全生产。458压缩空气管道系统压缩空气为换向阀和仪表操作提供动力源。它是由管道、阀门、储气罐等部件组成。为安全起见，在接点后的管道上安设有逆止阀，以防止压缩空气总管压力降低时对加热炉用压缩空气的影响。储气罐的作用是保证炉子事故状态下储备1分钟内提供20M3/MIN的气量，供煤气切断阀关闭之用。46汽化冷却系统炉内步进梁推荐采用汽化冷却，它与水冷却相比有下列优点