高速线材生产线技术规格书.docx
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高速线材生产线技术规格书
山西美锦钢铁有限公司
高速线材生产线工程
技术规格书
工程号：
0739
唐山钢铁设计研究院有限公司
2007年3月
山西美锦钢铁有限公司
高速线材生产线工程
技术规格书
工程号：
0739
院长：
武学泽
主管院长：
王永江
总设计师：
李金奎
唐山钢铁设计研究院有限公司
2007年3月
1总论----------------------------------------------------------------------3
2轧钢工艺、设备-------------------------------------------------------5
3加热炉------------------------------------------------------------------30
4电力、自动仪表及电讯---------------------------------------------36
5给排水------------------------------------------------------------------45
6热力与燃气------------------------------------------------------------48
7采暖通风及空调------------------------------------------------------50
8土建---------------------------------------------------------------------53
9总图运输---------------------------------------------------------------55
10投资估算-------------------------------------------------------------58
附图：
山西美锦钢铁有限公司高速线材生产线工程工艺平面布置图
1总论
1.1概述
山西美锦钢铁有限公司建设高速线材生产线工程，主要内容有：
新建热轧高速线材生产线一条及相应的供配电、给排水、动力等相关配套的公辅设施。
1.2设计原则及设计技术要求
1.21统一考虑炼钢到轧钢连铸坯的热送热装；
1.2.2主轧线为高架结构布置，采用全连续轧制工艺，轧线主要工艺设备技术装备要达到国内先进水平；轧线配置具有温控轧制功能；年生产能力为45万吨；
1.2.3车间工艺技术方案的确定、设备选型、车间的技术装备水平以确保产品质量为前提；
1.2.4工业炉燃料为高炉煤气，炉型为双蓄热步进梁式加热炉；
1.2.5尽量做到实用、可靠，在工艺的先进性和合理性的前提下，最大可能地降低本工程的投资规模。
1.3生产规模及产品方案
设计生产规模为年产45万吨，Φ5.5~16mm高速无扭热轧盘条。
主要钢种：
普碳钢、优质碳素结构钢、冷墩钢、弹簧钢和焊条钢。
1.4设计范围
本次设计的范围主要包括：
高速线材工程工厂设计及生产线的工艺设计、供配电设计、厂房和和设备基础的土建设计、净环水和浊环水系统的设计、液压润滑系统的设计、压缩空气系统的设计、采暖通风设计、加热炉设计及其它的相关辅助系统的设计等。
1.5投资估算
山西美锦钢铁有限公司高速线材工程静态投资估算为18361万元。
2轧钢工艺、设备
2.1产品大纲及金属平衡
2.1.1产品大纲
本车间设计年生产量为45万吨。
主要产品规格为：
圆钢：
Φ5.5—Φ16mm光面线材
螺纹钢：
Φ6.0—Φ14mm螺纹钢筋
生产钢种为：
普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、冷镦钢、弹簧钢、焊条钢，合金结构钢等。
按品种规格和钢种分类的产品大纲见表2—1。
2.1.2产品质量及标准
（1）尺寸公差
—断面尺寸公差：
圆钢直径公差：
规格范围：
Φ5.5—Φ10mm直径公差：
±0.20mm
规格范围：
Φ10.5—Φ16mm直径公差：
±0.25mm
产品大纲表2—1
序号
钢种
代表钢号
产品规格范围
年产量（t）
比例（%）
ф5.5
ф6.0—ф6.5
ф7.0—ф13
ф13—ф16
1
普通碳素结构钢
Q235
10800
11700
12600
9900
45000
10
2
优质碳素结构钢
45#80#
15750
72450
52200
63000
45.2
3
焊条钢
11250
30600
10700
30600
93150
20.7
4
弹簧钢
60Mn60Si2Mn
4950
4950
5400
3150
18450
4.1
5
合金结构钢
40Gr
31500
15750
18900
5850
72000
16.0
6
冷镦优质钢
ML25—ML45
4500
4500
4500
4500
4.0
7
合计（t）
78750
100
8
比例（%）
17.5
31.1
25.4
26
100
（2）产品交货状态：
均以盘卷状态交货
（3）产品执行标准
—GB702-86热轧圆钢和方钢尺寸、外形、重量及允许偏差
—GB700-88碳素结构钢
—GB/T699-1999优质碳素结构钢技术条件
—GB6478-86冷镦钢技术条件
—GB/T3077-1999合金结构钢技术条件
—GB1222-84弹簧钢
2.1.3原料
车间所用原料为连铸坯，全部由公司炼钢供给，钢坯规格尺寸为：
160×160×12000mm,净重为2360kg，最小坯料长度为8000mm。
连铸坯须满足下列条件：
—坯料公差：
边长公差：
±5mm
对角线公差：
<7mm
长度公差：
0—+80mm
平直度：
每米弯曲度不超过20mm/m，总长弯曲度不超过240mm
扭曲：
坯料不能有明显扭曲
切斜：
剪切面坡度不超过20mm，变形宽展不超过边长的10%
短坯比例：
不能超过10%
—对连铸坯要求：
坯料应满足国家标准YB2011—83中规定和YB/T004—91中规定的内容。
服从深冷加工的圆钢和满足质量要求的圆钢产品，其缺陷不能超过这些标准中规定值的50%；坯料内部不能有裂纹、气孔、缩孔，夹杂物等缺陷，硫和碳的偏析要分布均匀。
连铸坯年需要量为46.875万吨。
2.1.4金属平衡
车间原料用量为46.755万吨，成品量为45万吨，成材率为96%,金属平衡见表2—2。
车间金属平衡表表2-2
原料量（t）
产品
炉内烧损及二次氧化
切损及轧废
数量
（t）
所占
比例
（%）
数量
（t）
所占
比例
（%）
数量
（t）
所占
比例
（%）
96
7031
1.5
11718
2.5
2.2生产工艺流程
2.2.1生产工艺流程简图
生产工艺流程简图
2.2.2生产工艺流程简述
连铸坯供料分为热坯和冷坯两种供料方式。
冷热坯供料时，坯料由吊车从存放处吊起成排地放到上料台架上，再由上料台架上的移钢装置将其逐根送到加热炉入炉辊道上，经测长、称重后装炉加热。
钢坯在加热炉内加热至950℃—1150℃后，由炉内输出辊道送出炉外。
出炉后的钢坯由保温辊道送入轧机进行全连续轧制。
本线轧机全部呈平—立交替布置，共有２8机架，分为粗、中、预精轧、精轧四个机组，１＃－１８＃轧机为平立交替布置，精轧机各机架轧辊轴线与水平面称４５°倾角，相邻两机架间轧辊轴线９０°交替布置。
各架轧机均由直流电机单独传动，轧件在第1到第1２机架之间采用微张力轧制；从１２号机架至精轧机前设置量２个侧活套，4个立活套，采用无张力轧制。
。
在精轧机前后设有穿水冷却装置，精轧机前水冷线长～3０米
1个水箱，精轧后冷线长～６１米，4个水箱通过控制水压、水量、水箱数及每个水箱的冷却喷嘴数来控制精轧入口处轧件温度及线材吐丝温度。
在水冷装置后预留定减径机位置。
轧件经夹送辊和吐丝机形成螺旋状线圈，并落在风冷辊道上，根据处理的钢种和规格，可以调节辊道速度、风量等，以控制线材冷却速度。
线材在运输机尾部落入集卷筒，然后由收集装置收集成卷。
当一卷线材收集完了后，收集装置芯棒旋转，盘卷运输小车接受盘卷。
然后小车移出，将盘卷送到处于等待状态的P&F线的钩子上。
盘卷挂好后，运输小车返回，载有盘卷的钩子则由运输机带动沿轨道向前运行，继续进行冷却。
经压紧打捆、称重、挂标、进入卸卷站卸卷，最后由电磁吊车运到成品库堆存。
轧制过程中产生的废料被收集在废料筐内先由叉车运至成品库，再被汽运到炼钢的废钢场。
2.3车间年工作制度和年工作时间
车间采用四班三运转连续工作制，节假日及公休日不休息，年有效工作时间为6500小时。
车间年工作时间见表2—3。
车间年工作时间表2—3
工作制度
日历时数（h）
计划停工时间（h）
规定工作时间（h）
停工时间（h）
年有效工作小时（h）
大、中修（h）
小修（h）
生产准备
事故及工序配合
外部影响
三班连续
8760
360
400
8000
610
350
240
6800
说明：
（1）大修每两年一次，每次20天；中修每年一次，每次10天，有大修年份不考虑中修。
（2）小修每周一次，每次8小时。
（3）生产准备包括换辊、换孔，交接班等。
2.4轧机生产能力
根据产品方案中规定的生产规模，末架精轧机设计轧制速度为９０m/s，完成45万吨的年产量所需要的时间为5875小时。
轧机负荷率为5875/6800×100%＝86.4%。
轧机生产能力计算见表2—4。
轧机生产能力计算表表2—4
序号
代表规格（mm）
年计划产量（t）
终轧速度（m/s）
轧制周期（s）
理论小时产量（t/h）
年轧制时间（h）
备注
纯轧时间
间隙时间
轧制周期
1
Φ5.5
78750
90
101
6.0
107
60
1312.5
2
Φ6.0
55000
90
85
6.0
91
70.8
777
3
Φ6.5
84950
90
72.6
6.0
78.6
81.9
1037
4
Φ7
16020
80.5
70
6.0
76
84.7
189
5
Φ8
16020
51.5
70
6.0
76
84.7
189
6
Φ9
16020
48.7
70
6.0
76
84.7
189
7
Φ10
16020
39.4
70
6.0
76
84.7
189
8
Φ11
16020
32.6
70
6.0
76
84.7
189
9
Φ12
34200
26
73.6
6.1
79.7
80.8
423
10
Φ13～16
2.3.4
70
6.2
76.2
84.7
1381
合计
5875
2.5轧线组成及型式
2.5.1概述
本套生产线主要设备有：
上料系统、蓄热式加热炉、高压水除磷系统（预留）、轧机、切头及事故飞剪、水冷装置、控制冷却线、盘卷处理系统，液压润滑等。
2.5.2主要设备性能
（1）加热炉
蓄热式加热炉一座，额定小时加热能力150t/h，进出料方式为侧进侧出式，燃料是高炉煤气。
详细技术性能见工业炉章节。
（2）高压水除磷装置（预留）
（3）轧机
根据钢坯规格及产品方案，全线选用28轧机。
其中粗轧机组6架，轧机为Φ550×6mm；中轧机组6架，轧机为Φ400×6mm；预精轧机组6架，轧机为Φ350×2+Φ285×4。
所有在线轧机均平—立交替布置，由直流电机单独传动，。
前1#至14#架轧机全部为二辊短应力线轧机，轧辊多孔槽，四列短圆柱轴承，上下辊由液压马达经压下系统对称调整辊缝，有轴向调整系统，机架用弹簧压紧，液压松开，轧辊和导卫调整均在轧辊间内预完成。
预精轧机组中15#轧机到18#轧机为悬臂辊环式轧机。
精轧机为45°摩根第五代轧机。
轧机主要性能参数见表2—7。
（4）飞剪
轧线上设有3台切头和事故卡断剪、1台碎断剪，
精轧机前卡断剪，其性能见表2—8。
轧机主要性能参数表2—7
名称
序号
轧机规格
数量
轧辊尺寸（mm）
电机参数
最大直径/最小直径
辊身长度
型式
功率（kw）
数（r/min）
粗轧机组
1
水平二辊轧机Φ550
1
Φ610/520
760
直流
500
500/1000
2
立式二辊轧机Φ550
1
Φ610/520
760
直流
500
500/1000
3
水平二辊轧机Φ550
1
Φ610/520
760
直流
600
600/1300
4
立式二辊轧机Φ550
1
Φ610/520
760
直流
550
600/1300
5
水平二辊轧机Φ550
1
Φ610/520
760
直流
550
600/1300
6
立式二辊轧机Φ550
1
Φ610/520
760
直流
550
600/1300
中轧机组
7
水平二辊轧机Φ400
1
Φ430/370
650
直流
600
600/1300
8
立式二辊轧机Φ400
1
Φ430/370
650
直流
550
600/1300
9
水平二辊轧机Φ400
1
Φ430/370
650
直流
600
600/1300
10
立式二辊轧机Φ400
1
Φ430/370
650
直流
550
600/1300
11
水平二辊轧机Φ400
1
Φ430/370
650
直流
600
600/1300
12
立式二辊轧机Φ400
1
Φ430/370
650
直流
550
600/1300
预
精轧机组
13
水平二辊轧机Φ350
1
Φ430/370
600
直流
600
600/1300
14
立式二辊轧机Φ350
1
Φ350/295
550
直流
550
600/1300
15
水平二辊轧机
1
Φ285/255
95/70
直流
600
600/1300
16
立式二辊轧机
1
Φ285/255
95/70
直流
550
600/1300
17
水平二辊轧机
1
Φ285/255
95/70
直流
600
600/1300
18
立式二辊轧机
1
Φ285/255
95/70
直流
550
600/1300
精
轧
机
组
19～23
45°摩根型轧机
5
Φ228.5/205
72
交流
5500
1000/1500
24～28
5
Φ170.66/153
70
飞剪技术性能表2—8
序号
名称
型号
安置位置
用途
最大剪切力KN
轧件速度范围m/s
最低剪切温度℃
最大剪切尺寸mm
电机
型式
1
曲柄启停式飞剪
CSI80
中轧机组前
切头尾及事故碎断
800
1～1.6
900
ф80
直流
2
回转启停式飞剪
CSI50
预精轧机组前
切头尾及事故碎断
280
4～6
900
ф40
直流
3
回转启停式飞剪
精轧前
切头
120
7～18
850
ф30
直流
4
碎断剪
精轧前
事故碎断
75
18
850
ф28
直流
6
1#卡断剪
预精轧机前
100
900
ф31
气动
7
2#卡断剪
精轧前
事故卡断
85
850
ф28
气动
（5）水冷装置
在精轧机前后设有穿水冷却装置，精轧机前水冷线长～30米
1个水箱，每个水箱长度约6m,水冷前钢筋温度950℃～1150℃,水冷后最低温度850℃.精轧后冷线长～６１米，4个水箱,每个水箱长度约6m水冷线上装有水冷喷嘴和压缩空气喷嘴，冷却水最大耗量为750m3/h，水压为2.4Mpa，压缩空气耗量为540Nm3/h，压力0.4～0.5Mpa。
每个水箱长度约6m,通过控制水压、水量、水箱数及每个水箱的冷却喷嘴数来控制精轧入口处轧件温度及线材吐丝温度。
冷却水箱选用摩根型对开卡紧式导板（双面槽）。
（6）吐丝机
其性能见表2—9
吐丝机主要性能表2—9
项目
单位
技术性能机参数
型式
卧式
线圈直径
mm
～1050
倾角
（°）
15
最大吐线速度
m/s
100
电机功率
kw
160
电机转数
Rpm
1000/1800
（7）风冷段
风冷段主要性能表2—10
项目
单位
技术性能机参数
型式
带有佳灵系统的斯太尔摩标准型，手动
总长度
m
～92
冷却段数
段
14
冷却速度
°C
0.3～17°C
各段间台阶高度
mm
～45
冷却段传动方式
分段集体传动
风机型式
离心式
风机数量
台
14
风机风量
M3/h
跌落段
分四段控制
（8）集卷筒
集卷筒主要性能表2—11
项目
单位
技术性能机参数
型式
双芯棒
集卷筒内径
mm
1200
定位锥竖直行程
mm
250
传动方式
电动
形成盘卷（外径/内径）
mm
1250/850
（9）打捆机
打捆机引进瑞典森德斯公司打捆机（一台），预留一台。
型号：
PCH-4KNA/4600
（10）P&F线
运输系统设备主要性能表2—12
项目
单位
技术性能机参数
型式
积放悬挂式
运输线全长
m
420
钩子总数
个
60
小车运输速度
0.25
（11）卸卷站
卸卷装置主要性能表2—13
项目
单位
技术性能机参数
储卷能力
t
6（卸2卷）
卸卷时间
S/卷
40
2.6主要辅助设备
（1）入炉辊道
作用将热坯送入热坯上料台架。
辊径310mm，辊子个数～13个，两辊中心距1500mm，输送速度1m/s。
该处设一台电子秤，对坯料进行测长测重。
（2）上料台架
上料台架的作用是将接收到的钢坯移送到加热炉入炉辊道上。
型式为液压步进式，台面为12m×5.0m，接收坯料长度为8000～12000m。
传动方式为液压传动。
（3）出炉辊道
作用将热坯送入热坯上料台架。
辊道辊径310mm，辊子个数～20个，两辊中心距1500mm，输送速度0.12～1.3m/s。
（3）活套装置
本套轧线从第12机架到第19架轧机共设有6个活套装置，作用是使轧件形成活套实现无张力轧制。
气动操作，起套高度为0～400mm。
2.7平面布置及起重运输
2.7.1平面布置
车间厂房由原料跨、加热炉跨、主轧跨、成品跨及轧辊机修间等跨间组成。
车间总长度468m，主轧跨跨度24m。
其布局详见车间工艺平面布置图。
成品跨、原料跨与主轧跨、轧辊机修间、主电室成丁字形布置。
厂区铁路直接通到成品跨内运输成品，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2—14。
车间组成及厂房参数表2—14
序号
跨间名称
跨度（m）
长度（m）
厂房占地面积（m2）
吊车轨面标高（m）
1
原料跨
30
105
3150
9.0
加热炉跨
24
105
2520
13.6
2
主轧跨
24
378
9072
13.6
3
轧辊机修间
18
120
2160
8
4
成品跨
36
135
4860
12.0
合计
21762
2.7.2起重运输设备
（1）车间内钢坯、成品和其它物品的运输以及设备的检修吊运，由吊车、电平车、汽车承担，切头、尾和轧废料用叉车运往指定地点，主轧跨与轧辊机修间之间设有电动平板车，用于机架以及其它物品的运输。
车间起重运输设备见表2—15。
车间起重运输设备表2—15
序号
跨间名称
吊车名称
数量（台）
起重量（t）
跨度（m）
工作制度
备注
1
原料跨
双梁桥式挂梁吊车
1
10+10t
28.5
A6
2
加热炉跨
吊钩单梁吊车
1
10
22.5
A5
2
主轧跨
双梁桥式起重机
1
20/5
22.5
A5
吊钩双梁桥式起重机
2
10
22.5
A5
3
成品跨
电磁挂梁吊车
2
7.5+7.5
34
A6
4
轧辊机修间
吊钩双梁桥式起重机
1
16/3.2
16.5
A6
吊钩单梁吊车
1
10
16.5
A5
手动
5
轧辊机修间到主轧跨
电动平车
1
20
6
主轧跨
电动葫芦
3
3
22.5
7
成品跨
电动葫芦
2
5
34
8
轧辊机修间
电动葫芦
1
3
16.5
（2）有关计算
a.成品跨吊车
按7.5t+7.5t电磁挂梁吊车考虑，起升速度10.2m/min，小车运行速度42.4m/min，大车运行速度86.3m/min，每班吊运重量400t。
吊车工作周期时间计算见表2—16。
吊车每班所需吊运时间计算见表2—17。
吊车工作周期时间计算表表2—16
序号
吊车各工序名称
成品入库
成品装车
距离（m）
时间（min）
距离（m）
时间（min）
1
吸料
0.5
0.5
2
重载升降
16
1.57
16
1.57
3
卸料
0.25
0.25
4
小车往返
27
0.64
27
0.64
5
大车往返
120
1.39
120
1.39
6
往返周期
4.35
4.35
吊车每班所需吊运时间计算表表2—17
序号
工作名称
每班吊运重量（t）
每吊平均重量（t）
每班吊运次数
吊运一次时间（s）
每班工作时间（s）
吊车操作周期
计入吊运系数1.25
1
成品入库
400
6
62.5
4.35
5.44
362
2
成品装车
400
6
62.5
4.35
5.44
3
升级会员 