连铸机技术改造工程项目可行性研究报告.docx
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连铸机技术改造工程项目可行性研究报告
连铸机技术改造工程项目
可行性研究报告
目 录
1.项目名称、主办单位及负责人
1.1项目名称
某股份有限公司第三炼钢厂船板钢生产连铸机技术改造工程项目
1.2项目主办单位
主办单位：
某股份有限公司
2项目内容及建设必要性
2.1某股份有限公司简介
某股份有限公司（以下简称某）是1997年由某省韶关钢铁集团有限公司独家发起，采用募集方式设立的股份有限公司。
2005年，某成功进行股权分置改革，并荣登中国上市公司百强排行榜，通过十五技术改造，至2005年，某具备500万吨钢的生产能力，其产品主要有宽中厚板、线材、棒材三大系列，还有高强度凹型螺纹钢线、生铁、钢坯、气体、焦炭及其化工产品等，产品广泛应用于高层建筑、桥梁、船舶、隧道、地铁、公路等工程建设。
2.2项目内容
建设一台船板钢生产专用板坯连铸机，每年为轧钢提供120万t造船用钢坯。
主要设施：
1）生产设施：
包括在线设施、离线设施。
2）公用辅助设施：
包括总图运输设施、供排水及水处理设施、电信设施、仪表及过程自动化控制设施、采暖通风除尘设施、供配电设施等。
3）行政福利设施包括车间办公室等行政福利设施。
2.3项目建设的必要性
2.3.1调整产品结构
目前某已具备年产250万吨的板材生产能力，形成8个系列20多个品种，其中普通板材约120万吨，专用板材约130万吨。
随着市场竞争的加剧，普通板材（如Q235板）的利润空间被大大压缩，公司拟放弃该品种，同时寻求高附加值船板钢产品替代。
某的造船工业发达，在充分调研的基础上，公司拟深度开拓该市场，做强做大船板钢生产，在提高某产品附加值、提高某产品市场竞争力、提高某经济效益的同时，为某造船工业的发展提供保证。
2.3.2提高某产品质量
第三炼钢厂现有2座单吹颗粒镁铁水脱硫站、3座120t顶底复吹转炉、3套在线吹氩喂丝装置、2座LF精炼炉、1座RH钢水真空精炼装置、1台3250mm宽薄板连铸机、1台1600mm常规中板连铸机。
轧钢系统配置有一台2500中板轧机、3450宽厚板轧机、二台高速线材轧机。
在总产量不增加前提下，充分利用现有设施，可以做到铁水100%脱硫、钢水100%过精炼，通过建设一台船板钢生产专用连铸机，实现连铸生产的专业化分工，合理分配钢水，从而全面提升产品质量，提高产品的市场竞争力。
2.3.3贯彻节能、减排方针，提高轧钢成材率，降低能耗
提高轧钢成材率的关键在于提高原料坯的质量，通过建设高水平的船板钢生产专用连铸机，能较好地提高钢坯质量，给轧钢工序提供优质钢坯，从而提高轧钢成材率，降低产品能耗、节约资源。
2.4投资估算和效益分析
项目总投资为45143.42万元，固定资产静态投资为44353.58万元，其中工程直接费39105.61万元，其他工程费2737.39万元，预备费2510.58万元，铺底流动资金为95.26万元，建设期利息为694.58万元。
项目建成后，全部投资的内部收益率为14.74%，投资回收期为6.95年（含建设期1年），从经济评价指标来看：
内部收益率很高，投资回收期短，经济效益很好。
所以，该项目在经济上是可行的。
3建设规模及产品方案
3.1生产规模
年产120万吨合格造船用板坯。
3.2产品品种及生产比例
造船板（B、D、E、AH32、AH36、DH32、DH36、EH32、EH36）
3.2.1板坯规格
厚度：
250、270mm
宽度：
1500～2300mm
定尺长度：
4000～7500mm
3.2.2板坯生产钢种
板坯生产钢种及比例，见表3.2－1
表3.2－1板坯生产钢种及产量分配
序号
代表钢号
产量
（万吨）
1
B、D、E
20
2
AH32、AH36
30
3
DH32、DH36、
30
4
EH32、EH36
40
合计
120
3.3金属平衡
金属平衡图见图3.3—1：
从钢水到合格铸坯金属收得率为97.7%。
单位：
吨
图3.3—1板坯连铸机金属平衡图
4主体工艺及设施
4.1工艺条件
冶炼设备主要技术参数如下：
转炉公称容量120t
转炉出钢量120t
复吹转炉座数3座
转炉冶炼周期38min
钢包吹氩喂丝装置2套
LF精炼装置2座
LF精炼周期38min
RH真空精炼装置1座
RH平均精炼周期～34min
4.2工艺流程
图4.2—1板坯连铸生产流程框图
4.2.1工艺流程简述
1）连铸机浇注前的准备
──修砌好并干燥完毕的中间罐用吊车运至中间罐车上，再将中间罐烘烤到～1100℃，中间罐水口也用水口烘烤装置烘烤到～1100℃。
──接通结晶器冷却水、二冷水、压缩空气、设备冷却水、液压、润滑等系统，使其处于正常状态。
──引锭杆送至结晶器内合适位置，并将引锭头在结晶器内塞紧，并填好冷却用废钢屑。
──火焰切割机用燃气、氧气等能源介质系统处于正常状态。
──各操作台、控制箱显示电气系统正常。
2）浇注操作
处理后的钢水包用吊车吊上钢包回转台。
钢包由回转台转至中间罐上方，打开钢包滑动水口，钢水流入中间罐，当中间罐内钢水深度达到浇注要求高度后即可开始浇注。
──经由钢包进入中间罐的钢水，当其液面高度达到一定高度时，打开塞棒，此时钢水通过浸入式水口注入结晶器。
──当钢液在结晶器内上升到规定的拉坯位置时，启动“浇注”，扇形段驱动辊按预定的起步拉速开始拉坯。
与此同时，结晶器振动装置、二冷喷淋水、二冷室排蒸汽风机启动。
──结晶器内已凝固成坯壳带液芯的铸坯由引锭杆牵引离开结晶器下口，经足辊、弯曲段、弧形段往下移动，此时被压缩空气雾化的冷却水直接喷到铸坯上进行冷却。
──弧形的铸坯进入矫直段被矫直，然后进入水平段。
──铸坯出水平段后与引锭杆脱离，引锭杆快速送至引锭杆存放辊道处，由引锭杆存放装置回收引锭杆。
──与引锭杆分离后的连铸坯按拉坯速度进入火焰切割机，火切机切掉400～600mm左右长度的切头，掉入下部的切头收集箱内。
以后的铸坯按要求的定尺切割。
──铸坯通过去毛刺辊道时去除头、尾的毛刺。
──铸坯去毛刺后进入喷号辊道，铸坯进行在线喷号。
──喷号后的铸坯经铸坯旋转台辊道
──大部分铸坯通过旋转台辊道进入输出辊道，再进入轧钢车间板坯库，铸坯在下线辊道
（一）由宽厚板车间吊车吊运吊至宽厚板轧机入炉辊道或下线堆存。
──少量铸坯经过铸坯旋转台旋转90º，进入下线辊道
（二）在此由出坯跨吊车吊运，装车外运。
4.3连铸对钢水的要求
连铸机对钢水要求：
●按生产计划及时地向连铸机提供钢水；
●钢水成份应符合厂标规定的成份要求；
●钢水温度应满足所浇钢种的温度要求。
1）对钢水供应的要求
准确及时地向铸机提供合格钢水是保证多炉连浇、提高铸机作业率、满足产量要求的重要前提条件。
2）对钢水化学成分的要求
为保证铸坯的质量，除满足钢种对化学成份的要求外，对其他化学成份亦有严格的要求：
①除规定的化学成份应符合钢种要求之外，对钢中有害元素如P、S等含量应有严格控制。
硫对铸坯质量会产生相当大的影响，特别是容易形成内部裂纹和表面裂纹。
生产板坯推荐的硫含量见表4.3—1。
表4.3—1连铸对钢水硫含量的要求
钢种对裂纹的敏感性
推荐的最高硫含量
低敏感性
0.020%
中等敏感性
0.012%
高敏感性
0.008%
②金属伴生元素
金属伴生元素含量高将影响钢液温度及铸坯的进一步加工。
中间罐中钢水某些元素的含量应低于下列值（钢种要求的除外）：
Cu＜0.10%
Ni、Cr、Mo＜0.10%
Sn、As＜0.05%
Zn、Ti、Nb、V、W、Sb、Pb＜0.01%
③钢中气体含量
一般要求钢水中[H]≤4.5ppm，[N]≤80ppm。
对通过RH的钢水，[H]可降到≤2ppm。
钢水中大量的活性氧会产生铸坯的气孔；脱氧产物和二次氧化产物在铸坯内形成夹杂物；氧化物夹杂物可能堵塞浸入式水口，影响浇注正常进行。
原始钢水应有一个较低的含氧量，全程保护浇注极为重要的。
对于0.03%含铝量的镇静钢，钢包氧的总浓度不应当超过40ppm。
3）对钢水温度的要求
●随着浇注温度的升高，漏钢的危险明显地增加；
●高的浇注温度导致柱状晶区扩大促使裂纹产生。
严格控制中间罐内钢水过热度十分重要的，一般来讲中间罐内钢水过热度控制在20~25℃。
4.4机型及主要工艺参数的确定
4.4.1连铸机机型的选择
1）机型
板坯连铸技术发展至今，直弧型多点（连续）弯曲、多点（连续）矫直型连铸机是当今世界上采用最多的机型。
直弧型板坯连铸机有利于夹杂物上浮，解决铸坯夹杂和减少夹杂物向内弧侧富集较为有利，且结晶器铜板易于加工修复。
我国近几年投产的直弧形板坯连铸机，目前生产状况较好，生产的深冲薄板、石油管线钢等高品质的板坯均满足了热轧厂的供坯要求，铸坯的无清理率和硫印评级达到了较高的指标，可满足铸坯直接热装的要求。
本连铸机选用直弧型连铸机，采用连续弯曲、连续矫直及密排分节辊技术。
2）基本弧半径
在板坯厚度≤300mm厚的情况下，现代直弧形连铸机的弧型半径一般选在8～10m。
根据某生产铸坯厚度的需要，选用目前应用较多的直弧形板坯连铸机，采用连续弯曲连续矫直技术，连铸机基本弧半径R=10m，既能满足连铸机优质的要求，又能达到投资经济效益最大化的目的。
3）浇注速度、浇注周期与冶金长度
拉坯速度是连铸机的重要技术参数。
它不仅影响铸机的产量，而且直接关系到铸坯的质量。
确定连铸机拉速的几个原则是：
—为确保铸坯的质量，拉速必须在所浇钢种允许的拉速范围之内；
—在所浇钢种允许的拉速范围内，尽可能选择高拉速以增加铸机的产能；
—在满足上述两个原则的同时，还应当与冶炼设备的生产周期相匹配，以满足铸机的连续浇注。
对于本连铸机选择的最大拉速选择见：
表4.4—1
表4.4—1最大拉速
板坯厚度
mm
最大拉速m/min
低碳钢
中碳钢
高碳钢
250
1.25
1.2
1.1
270
1.05
1.05
1
连铸机的冶金长度是一个重要的参数，它取决于铸坯厚度及拉坯速度。
其中尤以铸坯厚度更为重要。
通过计算连铸机的浇注速度（配合拉速）、浇注周期与冶金长度的关系后可以得出：
250mm厚铸坯在拉速1.25m/min的情况下，铸坯的液芯凝固长度小于28.9m；270mm厚铸坯在拉速1.05m/min的情况下，铸坯的液芯凝固长度小于28.3m，考虑到铸机的能力和操作条件，本铸机选择的机长为～29.5m。
4）定尺切割计算
切割计算主要反映不同厚度、宽度规格铸坯在不同拉速下采用双枪进行切割操作所能达到的最小定尺长度及切割机所需的切割行程。
通过计算后可以得出：
所有厚度、宽度规格铸坯在最大拉速的情况下，火焰切割机可以完成6.6m以上长定尺的切割。
一次切割机不能完成4.5m以下短定尺的切割，在连铸机配合拉速条件下，4.5m以下短定尺坯需由轧钢下线后进行离线二次切割。
5）连铸产量计算
下面按照1台连铸机配合1座转炉生产进行板坯连铸机的产量核算。
●炼钢车间设备及冶炼参数
120t顶底复吹转炉1座
平均出钢量120t
平均冶炼周期～38分钟
铸机金属收得率97.7%
●连铸机作业率85%
●连浇炉数10炉
●年生产合格板坯量120万吨
4.4.2连铸机主要技术参数及特点
1）连铸机主要技术参数
主要技术参数见表4.4—2。
表4.4—2 连铸机主要技术参数
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