马钢合金钢高线与棒材工程项目可行性研究报告.docx
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马钢合金钢高线与棒材工程项目可行性研究报告
马钢合金钢高线/棒材工程
可行性研究报告
附图
1总论
1.1建设项目名称、性质
1.1.1项目名称
马钢合金钢高线/棒材工程。
1.1.2项目性质
该项目是马钢公司产品结构优化调整，提升公司产品档次和产品附加值的项目。
1.2编制依据
（1）马钢公司委托中冶华天工程技术有限公司编制可研的委托书。
（2）其他与本工程有关的文件。
1.3项目建设的背景和投资的必要性
马钢公司拟建的特种钢开坯及大棒生产线工程除供应高速车轮生产外，尚余部分轧坯，同时马钢目前的高线和棒材生产线大多采用的是连铸坯为原料，加上各生产线都有或多或少的局限性，尚不能生产高档优质钢材，因而产品的附加值较低，另外，市场对优质专用钢材的需求广阔，所以本项目建设就显得非常迫切，非常必要。
项目建成后，能改变马钢公司生产的产品结构，显著提升产品档次和产品附加值。
1.4可行性研究范围
年产60万吨合金钢高线/棒材生产线及配套辅助设施，包括主轧生产线、机修间、电气室、一沉池等设施。
1.5设计指导思想和原则
（1）根据生产规模及产品方案的原则要求，本着工艺先进、经济、适用、可靠的原则，确定高线和棒材生产线的机组选型。
（2）轧线大部分设备立足国产，选择技术先进、经济适用、生产可靠的国产设备。
国内达不到要求的选用进口设备，尽量降低投资。
（3）生产线的配置可以满足生产高质量产品的要求，生产的产品在较长时间内有较强的市场竞争力。
（4）以老厂为依托，充分利用公司现有的公用辅助设施和生活设施，如水、电、气（汽）及运输设施等，少拆迁、新建。
（5）严格执行国家有关环保、安全、工业卫生、消防、抗震等规范、规定。
1.6市场需求预测结果简述
（1）我国棒线材产品的产量中高附加值品种仍满足不了需要，依赖进口。
（2）随着我国汽车、农用机械、家电、小五金等行业的迅猛发展，零配件需求大增，作为其原料的优碳钢、弹簧钢、冷镦钢棒线材用量大增，市场非常活跃，其中还有相当份额从国外进口。
（3）环渤海地区及“长三角”经济开发区有众多标准件生产企业，需大量标准件用钢。
（4）马钢公司地处安徽，毗邻“长三角”等经济开发区，棒线材产品进入金属制品原料市场具有相对区位优势。
根据上述市场分析及需求预测，马钢公司建优质钢棒线生产线，其每年60万吨的设计规模不仅适应目前的市场需求，而且对将来的市场适应性更强，可进一步提高马钢公司的竞争力。
1.7生产规模
年生产能力：
60万吨
产品规格：
Ф5～Ф20mm的光面圆钢盘条。
及Φ20～Φ60mm优质光面圆钢
主要钢种有：
冷镦钢、结构钢、弹簧钢、钢绞线、钢帘线、轴承钢。
产品规格、钢种、年产量和比例见表1-1和表1-2。
表1-1 线材产品大纲
序号
钢种
代表钢号
年产量（t）
Ф5～6
（mm）
Ф6.5～12
（mm）
Ф12.5～20
（mm）
小计
钢种比例
（%）
1
冷镦
ML40Cr、SCM435、SCM440、ML20MnTiB
18800
10000
28800
8
2
结构钢
45#、50Mn、40Cr、42CrMo、15CrNi6、50CrMo、50SiMn、20CrMnMo、20CrMnTi
51200
50000
50000
151200
42
3
弹簧
65Mn、55CrSi、50CrV、60Si2Mn
3000
8000
7000
18000
5
4
钢绞线
YL72B、77B、82B
0
0
72000
72000
20
5
钢帘线
LX70、LX80
28800
0
0
28800
8
6
轴承
GCr15、GCr15SiMn
10000
36200
15000
61200
17
7
合计
（吨）
表1-2 棒材产品大钢
序号
钢种
代表钢号
年产量（t）
Φ20～25mm
Φ26～40mm
Φ42～60mm
小计
钢种比例
（%）
1
碳素结
构钢
Q215
Q235
30000
21000
9000
60000
25
2
优质碳素结构钢
20＃
45＃
55＃
42000
29400
12600
84000
35
3
合金结
构钢
40Cr
30CrMo
20CrMnTi
24000
16800
7200
48000
20
4
冷镦钢
ML10－45
6000
4200
1800
12000
5
5
弹簧钢
60Si2Mn
50CrV
12000
8400
3600
24000
10
6
轴承钢
GCr15
6000
4200
1800
12000
5
7
合计
（吨）
120000
84000
36000
240000
1.8原、燃料供应
1.8.1原料钢坯
原料由公司特种钢开坯/大棒生产线提供轧制坯。
本车间所用原料为经检验的合格轧制坯。
标准轧制坯尺寸：
150×150×12000mm
短尺钢坯长度≥9500mm，短尺钢坯小于总量的10％。
轧制坯单重：
～2100kg
边长公差：
mm
对角线长度偏差：
≤4.5mm
长度公差：
+50mm
弯曲度：
≯20mm/m，钢坯全长最大允许弯曲度70mm
不得有明显的扭转
1.8.2燃料
本项目以高焦炉混合煤气为燃料。
本项目直接从加热炉附近红线外1m处接管。
（1）燃料种类及热值：
高焦混合煤气，低发热值8000kJ/m3
最大煤气消耗量：
30000m3/h
接点压力：
8000Pa
（2）管道吹扫用氮气
纯度：
99.99%
流量：
800m3/次（平均），900m3/次（最大）
压力：
0.1MPa
吹扫时间：
每次15～30min，开炉、停炉时用。
1.9建设条件
1.9.1原料
本生产线年需150×150mm方坯约62.2万t，由本公司特种钢开坯/大棒生产线提供轧制坯。
1.9.2电源
本项目由公司提供两路10kV电源，其中任一路电源都可以满足车间所有用电设备的需要。
总的计算负荷为23969kW，补偿前功率因数为0.84，补偿后功率因数为0.92以上。
1.9.3水源
本项目所需补充生产新水由公司现有管网供给。
1.9.4燃料
本项目所需焦炉煤气（接点最大流量：
30000m3/h）由公司现有管网供给。
1.9.5压缩空气
本项目压缩空气来自厂区管网
1.9.6其它能源介质
本项目所需的氮气等由公司现有管网供给。
1.9.7总图运输
由马钢公司设计院统一考虑。
1.10本工程建设的主要内容
1.10.1本工程技术装备水平
（1）轧线工艺设备布置采用棒材生产线为直线、高线分叉转弯后布置在侧面的型式。
两条生产线共用部分采用粗轧机组（6）+中轧机组
（一）（6）+中轧机组
（二）
（2）的布置型式；高线单独部分由预精轧机组（4）+精轧机组（8）+减定径机组（4）组成；棒材生产线单独部分采用二辊或三辊减定径机组。
全线无扭轧制，粗、中轧机组全部为短应力线轧机。
（2）采用以高焦炉混合煤气为燃料的步进梁式加热炉。
（3）采用高压水除鳞。
（4）生产线采用控制轧制和控制冷却技术，水冷为闭环控制。
（5）设置在线测径仪适时监测产品尺寸精度。
（6）电气自动化控制采用2级计算机控制系统，一级基础自动化、二级过程控制，组成集散型控制系统。
1.10.2轧机选型及配置
本项目的两条生产线共用部分由粗轧机组、中轧机组
（一）和中轧机组
（二）分别由六架、六架和两架平立交替布置的短应力线轧机组成，均由交流变频电机单独传动。
线材预精轧机组由两部分组成，预精轧机组由两架平立交替的悬臂辊环式轧机和两架”V”型轧机组成的，前两架由交流变频电机单独传动，后两架由一台交流变频电机集体传动。
线材精轧机组由8机架超重负荷“V”型45 °无扭线材精轧机组和4机架“V”型45°线材减定径机组组成。
分别选用一台交流变频调速主电机传动。
棒材生产线的精轧机组采用减定径机组，目前有两种减定径机组在国内棒材厂使用，一种是二辊减定径机组，另一种是三辊减定径机组。
生产二辊减定径机的公司主要有摩根公司；生产三辊减定径机的公司主要是KOCKS公司。
从产品的精度上来说，二辊和三辊减定径机都能达到DIN标准允许偏差值的1/3，甚至更精确的精度。
轧机主要参数见表1-3。
表1-3 轧机主要性能表
机组
名称
机
架
号
轧机
型式
辊径（mm）
辊身
长度
（mm）
主电机
最大
辊径
最小
辊径
功率
（kW）
型式
数量
转速
（r/min）
粗
轧
机
组
01
H
610
520
760
550
AC
1
500/1100
02
V
610
520
760
550
AC
1
500/1100
03
H
610
520
760
800
AC
1
600/1300
04
V
610
520
760
800
AC
1
600/1300
05
H
610
520
760
800
AC
1
600/1300
06
V
610
520
760
800
AC
1
600/1300
中
轧
机
组
（一）
07
H
470
400
650
800
AC
1
600/1300
08
V
470
400
650
800
AC
1
600/1300
09
H
470
400
650
800
AC
1
600/1300
10
V
470
400
650
800
AC
1
600/1300
11
H
470
400
650
900
AC
1
600/1300
12
V
470
400
650
900
AC
1
600/1300
中轧机组
（二）
13
H
370
310
650
900
AC
1
600/1300
14
V
370
310
650
900
AC
1
600/1300
线材
预精轧
机组
15
H
285
255
95
700
AC
1
600/1300
16
V
285
255
95
700
AC
1
600/1300
17
45°
285
255
95
1100AC1600/1300
18
45°
285
255
95
线材
精轧
机组
19
45°
228
205
72
6800AC1800/1700
20
45°
228
205
72
21
45°
228
205
72
22
45°
228
205
72
23
45°
228
205
72
24
45°
228
205
72
25
45°
228
205
72
26
45°
228
205
72
线材减定径机组
27
45°
228
205
72
3600AC1850/1700
28
45°
228
205
57.3
29
45°
156
142
70
30
45°
156
142
57.3
棒材减定径机组
15
Φ380
Φ370
140
1000AC1600/1200
16
Φ380
Φ370
140
1000AC1600/1200
17
Φ380
Φ370
140
1000AC1600/1200
18
Φ380
Φ370
70
1000AC1600/1200
1.10.3钢坯加热炉
加热能力：
160t/h（冷坯）；
炉型：
燃混合煤气步进梁式加热炉
装出料辊道中心线距离：
27000mm
加热炉内宽：
12800mm
煤气消耗：
30000m3/h（最大产量时）
采用变频调速的单独传动悬臂辊道装出炉，侧进侧出。
加热炉仪控由PLC及现场仪表组成。
1.10.4电气和计算机自动控制系统
（1）供配电：
马钢高线/棒材生产线电气设备总装机容量约为42419kW。
其中交流主电机容量为27600kW；交直流辅助电机容量为10087kW；旋流池设施电气设备装机容量为750kW。
马钢高线/棒材生产线按高线容量考虑总的计算负荷为23969kW，补偿前功率因数为0.84，补偿后功率因数为0.92以上。
马钢高线/棒材生产线主电室内设有10kV高压配电室一座。
要求二路10kV电源进线，当一路电源故障时，另一路电源可带全部负荷。
主结线采用单母线分段运行。
高压开关柜选用中置式金属封闭开关柜，柜内高压开关采用真空断路器，弹簧操作，断路器断流容量为31.5KA。
采用微机综合保护。
（2）主传动：
本厂高线生产线共有轧机30架，粗轧到预精轧1～16机架分别采用交流变频电机单独传动，17、18机架由一台1100kW交流同步电机传动、19～26机架精轧机组由一台6300kW交流同步电机传动。
27～30机架减定径机组由由一台3600kW交流电机传动,本厂棒材生产线共有轧机18架,其中粗轧到预精轧1～14机架与高线生产线共用,15～18机架棒材减定径机,各采用一台1000kW的交流电机单独传动
（3）辅传动
直流辅传动（包括飞剪机、吐丝机、空冷运输机等）供电电压为440V；励磁方式：
他励；冷却方式：
自背风机；绝缘等级：
F级；保护等级：
IP44。
全厂直流辅传动电机总容量1650kW，分别选用国产ZFQZ或ZZJ系列电机。
电机额定电枢电压440V，额定励磁电压220V。
电枢铁芯迭片式结构，绝缘等级F级，防护等级IP44，带有补偿绕组。
高线/棒材生产线辅传动变频电机容量320Kw，电机由全数字式交—直—交变频装置供电，与直流辅传动共用整流变压器。
（4）计算机自动控制系统
高线/棒材生产线自动化系统的一级系统计算机拟选用研华工控机或采用高品质的名牌工控机；由五台PLC（包括加热炉燃烧控制PLC）组成，二级系统计算机选用高性能的专用服务器及PC机。
从而完成全线设备的自动控制。
1.10.5机修检验设施
轧辊机修承担以下任务：
粗、中轧机轧辊的新开孔型和修复加工；预精轧、精轧、减定径机辊环的磨削和修复；轧辊加工所需样板的制作及修复；轧辊、辊环的清洗和组装；轧辊轴承和导卫的清洗、组装和调整；导卫的加工和修复；精轧机架的清洗和辊环的安装；日常维修的零星简单备件加工及修复；生产设备的小修与日常维护。
按以上任务配置了相应设备。
检验中心由马钢公司设计院统一考虑。
1.10.6给排水
各给水系统用水量为：
设计总用水量：
3593m3/h，
其中：
净循环水用水量：
1184m3/h
浊循环水用水量：
2379m3/h
软水用水量：
15m3/h
生产水用水量：
10m3/h
生活水用水量：
5m3/h。
1.10.7热力设施
压缩空气消耗量
本工程所需压缩空气消耗量～130m3/min,使用压力为0.8MPa。
压缩空气来自厂区管网。
1.10.8燃气设施
氧气采用管道输送、乙炔采用瓶装供应，在各用户点设有氧气用点阀箱和乙炔用点阀箱。
煤气管道和氮气管道总管由公司送到本项目主厂房外1处，由工业炉专业直接接管。
1.10.9通风空调设施
（1）通风设施
对于一般水泵房等，采用装于外墙上的轴流风机排气、自然进气；对于电气室、油库等有防火要求的房间，则在进、出风口加装防火阀；对于油库、液压站等处，采用T35-11型轴流风机进行全面通风换气。
（2）空调措施
在主电室采用水冷空调，其它电气室、控制室、操作室内，设置风冷空调。
1.10.10电讯和自动火灾报警设施
根据工程建设规模及工艺生产操作对电信的要求，本工程设置下列电信设施：
行政管理电话；
生产调度电话系统；
对讲扩音通信系统；
无线通信系统；
工业电视系统；
火灾自动报警系统。
1.10.11自动化检测仪表
采用三电合一的计算机系统。
各系统生产工艺过程参数全部纳入三电合一的计算机系统，进行监视、控制与操作管理。
以优化控制，降低能耗，提高产品质量，降低劳动强度。
本工程涉及自动化仪表的项目有：
轧线轧件温度检测；
车间能源介质总测量；
水处理设施。
1.10.12土建工程
马钢合金钢高线/棒材工程与特种钢开坯及大棒为一整体厂房，由主轧跨、成品跨
（一）；成品跨
（二）及2#轧辊间组成。
本次设计内容包括:
主厂房、电气室、旋流沉淀池及浊水泵房以及主厂房内小型辅助建筑（各操作室、调度室、通讯机房、会议室、办公室、各工种操作间、润滑站、液压站、油库等）（露天栈桥）等。
新建合金钢高线/棒材主厂房（含电气室）建筑面积约39000m2；
1.10.13总图运输
总平面布置有工艺流程便捷、运输距离短，用地紧凑等优点。
本轧钢车间生产所用的原料坯，主要由该车间南部的炼钢车间供给。
本工程总运输量为：
628525t/a。
其中运入312940t/a，运出315585t/a。
1.10.14能源
根据标准《钢铁企业设计节能技术规定》（YB9051-98），连轧和半连轧机（高速无扭精轧机组）工序能耗为2697MJ/t材。
车间原料大于90mm×90mm方坯，乘系数1.1；穿水冷却，乘系数1.04；散卷控制冷却，乘系数1.04；生产硬线，乘系数1.3。
故实际能耗指标应为≤4171.4MJ/t材。
根据各能源介质吨材消耗量，经计算年度消耗能源介质总量166.11×104GJ，折合5.668×104吨标准煤，工序能耗2769MJ/t。
因此本项目工序能耗是比较先进的，符合有关节能规定。
1.10.15环保、安全卫生与消防
环境保护：
本项目主要污染源是加热炉产生的烟尘及少量二氧化硫，轧机等设备冷却产生的含油废水以及轧机、鼓风机等设备产生的噪音等，项目以高焦炉混合煤气为燃料、采用汽化冷却技术，本身就属于环保项目，且设计中对各类污染源均采取了相应治理措施，并做到符合国家和地方排放标准后排放或综合利用。
职业健康安全：
本项目存在的不安全因素和职业危害主要为生产过程中产生的机械伤害、电气事故、供水事故、噪音影响、高温辐射等。
依照有关国家标准、规范、规定，设计中采用了一系列安全防范措施，保证机电设备及人身安全。
消防：
本项目消防系统同时设计。
厂区设环形道路网作为运输兼作消防车道，沿道路一侧埋设消防给水管，并设消火栓。
建筑物均按防火等级设计。
电气室、液压润滑站等易燃部位设置火灾自动报警设施，并配备相应的消防设备（灭火器）。
1.11投资估算与资金筹措
1.11.1投资估算
本工程可研内容包括:
加热炉、轧钢主厂房、主电气室、水处理设施。
工程静态投资55240万元。
工程分项投资见表1-4。
表1-4静态投资估算表
工程费用名称
估算价值（万元）
占工程静态投资（%）
建筑工程
10149
18.3
设备及工器具
34829
63.1
安装工程
3258
5.9
其他费用
6984
12.7
合计
55220
100
1.12劳动定员及劳动生产率
1.12.1职工定员
本生产车间需要劳动定员315人，其中生产工人275人，技术管理人员和行政管理人员为40人。
1.12.2劳动生产率
建成达产后年产合格线材和棒材60万t，全员实物劳动生产率为190t/人·年，生产工人实物劳动生产率为218t/人·年。
1.13建设进度及达产计划
1.13.1建设进度安排
根据类似工程的经验及考虑建筑施工、设备安装、调试、投产前各项准备工作与试生产等实施工期，本项目计划建设周期为16个月。
1.13.2达产计划
项目投产后拟安排2年达到设计能力，第1年达到设计能力的90%，即年产钢材54万t，第2年达到设计能力，即年产钢材60万t。
1.14经济效果评价
马钢合金钢高线/棒材工程工艺装备水平高，产品质量好，产品可以在省内、外市场销售，解决地区对优质合金钢材的市场需求，该项目不但具有较好的企业经济效益，而且具有显著的社会效益，建议抓紧实施，使其达到预期的经济效益。
1.15可行性研究结论
在马钢建设一条具有国际先进水平的高线/棒材生产线，实现产品结构调整，既是贯彻落实国家钢铁产业发展政策的具体行动，又可进一步提高企业自身竞争力。
根据市场分析及需求预测，年产60万吨高线的生产能力不仅适应目前的市场需求，而且对将来的市场适应性更强，可进一步提高马钢公司的竞争力。
因此，该工程对马钢公司调整产品结构、提高竞争力具有重大的影响，具备良好的综合经济效益，在技术上是先进的、可行的；在市场上可以填补国内部分进口，生产的产品是市场急需的产品，也是必要的和是可行的，建议尽快立项建设。
2市场分析
2.1全国钢材市场分析
2003年我国钢产量达到2.2亿吨，成为世界上第一个年产钢超过2亿吨的国家，2005年再创新高，达到3.5亿吨。
这一成绩是我国钢铁工业在连续4年持续增长的基础上取得的，“九五”期间，我国钢产量由1995年的9536万吨增至2000年的12850万吨，平均每年增产钢662万吨，平均年增长率为6.15%。
“十五”期间我国钢产量平均年增长率为22.68%。
2007年、2008年钢材产量为5.62亿吨、5.82亿吨，分别增长16.5%和3.56%。
总之，在市场拉动下，尽管我国钢铁工业产品产量在结构优化的前提下实现了快速增长，反映了市场需求规律，但是从品种质量来讲，我国钢铁工业还不能满足国民经济发展的需求，特别是2005年钢材进口量2581万吨，约占当年钢材消费量的7%，达到进口钢材的历史高峰。
2008年仍进口1538万吨。
当前，支持我国钢材需求长期增长有两大动力∶
一是我国城市化进程加快和大量交通、能源、水利、电力等基础设施的建设。
我国要全面建设小康社会，到2020年左右，我国城镇居民所占的比重大幅度提高。
现在我们面临着城乡发展不平衡的矛盾、就业的矛盾、外来竞争的压力、可持续发展与环境之间的冲突等，这些问题迫使我们必须加快城市化进程。
只有加快城市化进程，城乡利益的矛盾才能得以缓解，才能趋于协调，实现全面、协调、可持续发展。
因此，城市化进程不减速，钢材的需求就不会减速。
二是我国制造业的快速发展。
我国现在是“世界制造中心”，一些大量消耗钢材的技术密集型产品，包括汽车、造船、电力设备、重型机械、精密机械等行业都会加大产量与出口量，这将进一步增加钢材需求量。
最近几年，制造业的快速发展已成为我国经济发展的新动力。
首先，我国汽车市场开始了大幅度的增长，2005年我国汽车产量556.38万辆，比2004年增长了10.33%。
居世界第四位；2006年我国汽车产量728万辆，比2005年增长了27.6%，居世界第三位。
2007年我国汽车产量888.24万辆，比2006年增长了22.02%。
2008年我国汽车产量935万辆，比2007年增长了5.21%，超越美国，位居世界第二位。
预计2015年我国的汽车产量和销量都将在超过1600万辆。
其次，大量消耗钢材的机电、造船等产业的快速发展，也必然刺
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