轧钢方案.docx
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轧钢方案
中小型轧钢初步方案
工程编号：
WT-03
文件号：
WT-03-设
2009年6月20日
1.总论
2.轧钢工艺与机械设备
3.加热炉
4.电气与自动化
5.仪表检测与控制
6.电讯
7.给排水设施
8.热力设施
9.燃气设施
10.通风和空调
11.工业建筑与结构
12.总图运输
13.能源，环境保护，安全与工卫生，消防
14.投资估算
15.工程计划表
1.总论
1.1编制本文件的基本原则
（1）产品定位在中、小规格型钢和普通型钢，兼顾薄壁轻型中、小规格型钢，具备产品差别化竞争优势，产品执行IPE标准。
（2）采用先进实用的生产工艺和装备，体现先进、适用、成熟、可靠、经济、的原则，产品质量上均达到国际先进水平。
（3）合理安排建设顺序，精心组织设计，充分做好关键设备的选型工作，落实好建设队伍，力求时间尽可能短，保证公司的整体效益。
（4）轧制生产线及配套工艺设备、自动化控制系统等设施立足国内制造。
（5）充分利用部分现有公辅系统，优化、完善建设和生产体制，使资源得以优化配置、劳动生产率高、投资省、综合经济效益好。
1.2建设规模及产品方案
（1）产品及生产规模
产品规格：
槽钢：
6～14#
角钢：
4#-～10#
矿工钢：
10～12#
生产规模：
年设计生产能力30×104t
（2）坯料
钢种：
碳素结构钢、低合金结构钢、矿用钢、
坯料规格（连铸坯）：
方 坯：
（150×150）～（165×225）×（～3000）mm
年需要坯料重量：
30×104t
1.3.工艺技术方案
根据本次建设的需要和现有条件，最终确定为半连续生产工艺，即初轧开坯机组由1架三辊可逆轧机组成，精轧机组采用连轧生产工艺，由7架轧机组成，为减少配件并考虑设备互换性决定统一采用φ420短应力轧机7架.
1.4..生产线主要设备
生产线主要工艺设备包括推钢式加热炉、三辊可逆式粗轧机、中精轧机组、锯、步进式冷床、定节距辊式矫直机、收集台架、冷锯、堆垛机、打包机、成品收集台架等设备组成，生产线设备总重量约为1300ｔ。
1.5.高低压供电及电气控制
新建中小型型钢生产线用电设备总装机容量约为5600kW，其中轧线直流电机容量为3500KW（包括中轧主传动直流、精轧主传动直流及辅传动直流）；主厂房容量为1500kW。
本工程电负荷较大且属二类重要负荷，可采用1路可靠的10kV电源供电。
，同时，为保证安全生产及检修另外引一路10kV检修电源。
生产线中轧、精轧机的主传动均采用直流调速系统，轧制过程的自动控制由PLC和工业计算机组成自动化控制系统。
1.6.给排水设施
新建中小型型钢生产线设计总用水量720m3/h。
其中净环水300m3/h，浊环水360m3/h，循环水系统的补充工业净水35m3/h，事故水60m3/h。
生产水循环率为96.2%。
新建浊环水旋流沉淀池和水处理系统。
1.7.燃气与热力系统
加热炉燃气采用煤气，低发热值：
80004.18kJ/m3，,最大耗量为：
3000m3/h，压力≥6kPa。
新建车间需用压缩空气量为20m3/min。
1.8.轧辊加工设备（业主考虑）
轧辊加工设施配置卧式轧辊加工车床2台，等主要设备。
1.9.电讯（业主考虑）
根据新建车间生产需要，设置公司程控电话、调度电话
1.10.土建工程
新建厂房建筑面积约为9000m2，其中主厂房建筑面积约为8000m2全部采用钢结构。
1.11.厂址选择及总图运输
新建中小型型钢生产线项目区域为矩形状。
建设区域厂区留有主干道。
汽车运输基本顺畅。
该项目主要包括型钢生产车间及其配套设施。
占地面积约1.5万m²。
成品年运输量为30×104t，本方案运输设计主要考虑了汽车运输方式。
生产成品通过汽车运出厂外，具体物流如下：
连铸坯—辊道—轧机—成品跨—汽车外运。
整个物流短洁。
轧辊、耐火材料等零星货物配件及生产废品通过汽车倒运。
1.12.环保、安全卫生与消防（业主考虑）
设计遵守“三同时”的原则进行同步建设，对环境保护、安全卫生与消防系统的设施各专业在设计中根据中国有关规程、规范和标准进行充分的考虑编制。
如设置火灾自动报警、灭火配置，在主电室、操作室等处设置空调设备，提高厂房的采光和通风条件，改善工人的工作环境，确保生产的安全可靠运行。
1.13.项目建设进度
项目立项后立即与各设备厂家进行技术交流和技术谈判，签定合同生效后，详细设计在2月内完成，设备制造在5个月内完成，设备安装在3个月内完成，第8个月开始调试，到第9个月项目建成投产。
1.14.建设项目总投资
项目建设总投资估算万元；
1.15.结论
经测算，该项目经济效益较好，经济上可行。
因此应该尽快组织实施。
2轧钢工艺和机械设备
2.1生产规模及产品方案
2.1.1生产规模
拟建的中小型热轧型钢生产线年生产能力为30×104t。
2.1.2产品方案
（1）生产钢种：
生产的主要钢种为：
碳素结构钢、低合金结构钢、矿用钢等。
产品执行IPE标准。
（2）产品规格
槽钢：
6～14#
角钢：
4#-～10#
矿工钢：
10～12#
（3）产量分配方案
产量按品种规格分配方案详见下表2-1。
产品大纲表2-1
产品
产品规格mm
比重%
t/y
角钢
40*40
角钢
50*50
角钢
63*63
角钢
75*75
角钢
100*100
槽钢
6.3
槽钢
8
槽钢
10
槽钢
12
槽钢
14
矿工钢
11
矿工钢
12
合计
300000
（4）产品定尺
型钢的定尺长度6m～12m。
（5）产品的捆扎
产品堆垛后用钢线捆扎，每捆最大外型尺寸850（宽）×800（高）mm，每捆重量不超过6吨。
2.1.3产品执行标准
产品执行IPE标准。
2.2原料和金属平衡
2.2.1原料
所用原料为炼钢厂提供方形和矩形连铸坯。
（1）连铸坯规格
方 坯：
（150×150）～（225×165）×（～3000）mm
（2）钢种
碳素结构钢、低合金结构钢、矿用钢.
（3）年需要量
年需要方坯和矩形连铸坯30×104t。
2.2.2金属平衡
金属平衡详见下表2-3
金属平衡表 表2-2
原料
成品
金属损耗
成材率
烧损及氧化
轧废及切头
t/y
t/y
t/y
%
t/y
%
%
320000
300000
4500
1.5
10500
3.5
95.0
2.3生产工艺方案
2.3.1工艺方案的选择
从近期新建的中小型型钢生产线来看，工艺配置主要有以下三种方式：
方案一，连续生产工艺，即初轧开坯机组由5架轧机组成，平立交替布置，精轧机组由10架轧机组成。
方案二，半连续生产工艺，即初轧开坯机组由1架三辊可逆轧机组成，精轧机组采用连续式的生产工艺，一般由7～10架轧机组成。
方案三，可逆式生产工艺，即采用单机架开坯+可逆式精轧机组；生产线呈跟踪式布置。
初轧开坯机组由1架可逆轧机组成，精轧机组由3架可逆连轧机组成，布置形式为U+E+U。
这三种形式的工艺配置方案各有其优缺点：
1）方案一，连续式生产效率高、生产能力大、操作控制简单，但投资及生产备件量大，要求水、电等公辅配套能力大,并要求炼钢提供异形连铸坯为原料。
2）方案三，可逆式生产投资较及生产备件量较小、生产灵活，要求水、电等公辅配套能力也相对较小但设备投资庞大。
3）方案二，半连续生产则介于前后两者之间。
既可采用异形连铸坯为原料,又可采用矩形连铸坯为原料,比较灵活,适应市场。
根据本次建设的需要和现有条件，最终确定为方案二,即半连续生产工艺。
实现产品方案规定的产品所进行的轧钢生产，轧机选型和工艺设备配置选择生产能力适中、轧线设备布置比较紧凑、轧机离线换辊和机架快速更换、产品品种适应性较好的半连轧生产工艺。
轧制线工艺配置为：
一架三辊可逆式粗轧机和7机架连续式精轧机组成。
2.4生产工艺
其主要工序由上料、坯料加热、粗轧、切分、精轧、外形尺寸测量、冷床冷却、矫直、成排收集、定尺冷锯切、检查、堆垛、打捆、标记、入库等组成。
（1）工艺流程框图：
上料成排收集
↓↓
坯料加热定尺冷锯切
↓↓
↓检查
↓↓
往复轧制堆垛
↓↓
切分打捆
↓↓
连续精轧打捆挂牌
↓↓
外形测量入库
↓
↓
↓
冷床冷却（锯尾、取样）
↓
矫直
（2）生产工艺流程简述
上料
合格的连铸坯经切分后直接送到加热炉的输入辊道上。
由辊道送至加热炉后，由固定挡板定位，钢坯经推纲机推入炉内。
在入炉前辊道上进行称重、测长，重量或长度,不合格的坯料由剔除装置在入炉辊道上进行剔除。
加热
坯料的加热采用推纲式加热炉，单排加热。
坯料在炉内边加热边前进，当坯料加热至规定的温度（约1250℃）以后，根据要求每次只出一根钢坯到炉外至出炉辊道。
粗轧
坯料经输入辊道送往粗轧机进行往复式轧制。
粗轧机由一台1600kW交流电机传动。
根据不同产品品种、规格的不同，轧件在粗轧机上轧制6--8道次。
粗轧机前配有移钢装置，轧机的导卫梁安装在轧辊的轴承座上，换辊时导卫装置随轧辊同时更换。
切分
轧件在进入精轧机组前，根据冷床长度为了满足轧制长度，需切分轧件的，切分工作由一台锯片直径1000mm～1200mm的热锯机完成，输送辊道上的自动定位系统，按预先设定好的切头长度准确定位后切分轧件，该过程可由操作室中的操作人员通过工业电视屏进行监视，必要时可进行人工干预。
精轧
精轧机由7架轧机组成,采用φ420短应力型轧机，按排列进行连续轧制。
切分后的轧件通过辊道送入精轧机组进行最终成型轧制。
连轧机的轧制过程为自动进行，并实现微张力轧制。
轧件的轧制尺寸通过激光测量仪或人工取样获得，并通知主操作台，操作工根据轧件尺寸公差可以对一架或几架轧机的辊缝值进行微调，辊缝值调整以后，轧机的速度级补偿系统自动调整轧机的速度，实现微张力轧制。
精轧机水平辊压下是对称调整的，轧制中心高度不变，为了适应产品、规格的变化及保证轧件的中心位置。
精轧机换辊
精轧机为整机架更换。
新机架在换辊间完成组装，包括机架装配、轧辊位置调整、导卫安装及调整、零位压靠与辊缝值设定，辊缝值是按过程计算机给定的指令设定的。
这些工作完成以后，用换辊牵引车把新机架送至机架更换位置上等待更换。
生产线上旧机架更换前，松开机架锁紧装置，将机架用天车直接吊走，将调整好的机架就位，用横移调整缸调整轧制线，机架更换到此结束。
换下来的旧机架被送至换辊间进行解体，根据需要对轧机各部分（主要是轴承和轴承座）进行清洗，需加工的轧辊送往轧辊加工间，按生产计划重新安装新轧辊及导卫装置。
直至完成辊缝值设定，等待下次换机架。
机架更换时间不超过30分钟。
在线尺寸测量
在精轧机组后，配备了在线激光尺寸测量装置，对轧件进行实时在线尺寸测量，以便操作人员根据报警及时调整轧机，控制轧件的外形尺寸。
冷却
轧件被单根地送上冷床。
冷床为齿条步进与运输链组合式冷床，轧件高温段（850一600℃）在步进式冷床上冷却，推纲为齿条。
固定部分为齿板，可以保证轧件在高温段冷却，在步进过程中又起到一定的矫直作用，轧件温度大约降至500～600℃时进入链式冷却段。
冷床面积大约12×78米。
为了提高型钢的冷却速度和质量，在床面上设有强制冷却系统，在移动过程中可以根据需要对轧件进行强制冷：
轧件在冷床上冷却，出冷床温度低于70℃。
下冷床机构为链传动的升降小车式，将轧件单根地从冷床上平移至输出辊道上。
矫直
下冷床轧件由辊道送至在线矫直机上进行矫直。
矫直机采用550矫直机，矫直温度不高于80℃。
矫直机为悬臂辊式为了使轧件顺利进入矫直机，在矫直机入口和出口端设有辊面高度可调的水平导辊和开口度可调的立式导辊。
矫直辊为组合式。
具有快速换辊功能。
冷锯切
共设多台定尺冷锯，其中移动一台，在固定锯后设定尺挡板，锯切钢材定尺长度6～12米，头组轧件因在上冷床上切去头部，在冷锯上只进行定尺锯切，尾段轧件完成定尺锯切时，必须在固定锯上切除轧件尾部。
根据产品要求由计算机自动进行锯切设定，并自动完成锯切操作，即单根或成排地锯切成定尺，并运往堆垛台架。
冷锯机锯片直径1000～1200毫米，具有快速更换锯片功能，更换时间在15分钟以内。
成品检查、贴标
锯切以后的轧件用辊道送往成品检查后，1#和2#成品检查台宽度约12米，12米以下的轧件可在检查台上直接通过。
产品的形状与表面质量检查由人工进行，检查人员对有缺陷的产品进行明显的标记，以便将有缺陷产品通过台架中的剔废辊道托起后送往废品收集台。
合格产品则由台架端头的人工进行逐一贴标，并送往成品堆垛机前等待堆垛。
堆垛、打捆
堆垛和打捆采用人工进行。
入库
金属牌由人工挂在钢材捆上，再用天车吊走入库存放。
成品钢材的堆放与发货是根据生产计划、订货单管理。
2.5车间平面布置
2.5.1平面布置简述
平面布置详见平面图
新建的中小型型钢主厂房共三跨，分别为A-B跨、B-C跨，呈平行布置，在B-C跨一侧布置有主电室和水处理等辅助设施。
2.5.2主厂房各跨参数及吊车配置如下：
（1）A-B跨：
精整、成品跨，布置有推钢式加热炉炉尾上料机构、辊道等，还有堆垛检查台架、打包机、称重、标记、收集台等精整设备。
跨长180m，跨度21m，基本柱距为6m，建筑面积约4000m，吊车轨面标高H=8m；设置5t双梁桥式起重机1台，5t桥式起重机1台，用于原料吊运和成品堆垛、发货。
（2）B-C跨：
主轧跨，布置有推钢式加热炉、粗、精轧机组、锯机、冷床、矫直机、成品冷锯机等设备，跨长约180m，跨度24、18m，基本柱距为6m，建筑面积约4200m，吊车轨面标高H=9m；设置10t桥式起重机1台，5起重机1台，用于设备的安装与检修等。
西段长约72m，布置粗轧的电气室、水池等。
轧钢生产线共有主操作室2个，分布于各设备操作区。
2.6工作制度及年工作时间
生产线实行三班连续工作制，节假日及星期天不休息。
年工作时间见表2-4。
车间年工作时间分配表表2-4
序号
项目
公式
天数
小时数
备注
1
年日历时间
365
8760
2
计划检修
（2）=（3+4）÷2+（5）
1044
3
大修
35
840
两年一次，每次35天
4
中修
20
480
两年一次，每次20天
5
小修
384
每周一次，每次8小时
6
年工作时间
（6）＝
（1）-
（2）
7716
7
全年停机时间
（7）＝（8）＋（12）
2456
8
生产准备
（8）=（9）+（10）+（11）
1500
9
换轧辊和导卫
700
平均轧制850～900t换1次辊
10
调整换矫直辊和锯片
480
平均每班30分钟
11
交接班
320
平均每班20分钟
12
非计划停机
（12）＝（13）＋14）
956
13
电气及机械事故
640
平均每班40分钟
14
其他原因停机
316
15
全年计划轧制时间
（15）＝（6）-（7）
5260
16
日历作业率
（16）＝（15）÷
（1）
60%
全年计划轧制时间年÷日历时间
17
有效作业率
（17）＝（15）÷（6）
68.2%
全年计划轧制时间年÷年工作时间
2.7主要技术经济指标
主要技术经济指标详见下表2-7
表2-7主要技术经济指标表
序号
指标名称
单位
数量
备注
1
产品年产量
104t
30
规格：
角钢、槽钢、
2
钢坯年需要量
104t
31.5
成材率约95.0%95.49995.502%
方 坯：
（150×150）
矩形坯：
（225×165）
3
轧机数量
架
8
其中：
粗轧机
架
1
精轧机组
架
7
4
轧制线工艺设备总重
t
1300
以相关专业资料为准
其中：
起重运输设备
t
60
5
电气设备安装总容量
kW
5600
以相关专业资料为准
其
中
轧线设备电机容量
kW
5300
以相关专业资料为准
其中：
轧机主传动电机
kW
1600
起重运输设备电机容量
kW
约80
6
车间主厂房建筑面积
m2
9000
7
车间计划轧制时间
h
5260
8
轧机有效作业率
%
68.2%
9
每吨产品消耗指标：
（1）连铸坯
t
0.05
（2）燃料：
GJ
1.2
以相关专业资料为准
（3）电力（轧线传动电力）
kW·h
110
以相关专业资料为准
（4）水
m3
30
以相关专业资料为准
（5）轧辊
kg
1.0
（6）锯片
kg
0.03
（7）耐火材料
kg
0.37
以相关专业资料为准
（8）润滑材料
kg
0.18
以相关专业资料为准
（9）液压材料
kg
0.006
以相关专业资料为准
（10）压缩空气
m3
38
以相关专业资料为准
（11）氧气
m3
0.1
以相关专业资料为准
（12）乙炔
m3
0.02
以相关专业资料为准
（13）矫直辊
kg
0.005
（14）捆扎材料
kg
0.1
2.8车间人员编制
本次中小型热轧型钢生产线，本着管理现代化、精干和的原则，尽可能地减少管理人员及非生产人员，只需增设一个生产车间的机构。
该车间采用二班运转连续工作制度，星期天和节假日不休息。
全车间职工总人数约180人。
其中生产工人155人，公辅设施15人，管理、技术、服务人员10人。
人员编制详见表2-8
岗位定员表表2-8
序号号号
岗位人员名称
定员安排（人）
备注
一、生产岗位
1
原料
2×2班=4
原料管理、钢坯倒运；
2
加热工
2×2班=4
加热炉热工调整
3
加热炉操作
2×2班=4
加热炉操作（含装出料）
4
粗轧机区
3×2班=6
粗轧机前后设备（换辊）操作
5
精轧机区
4×2班=8
精轧机前后设备（换辊）操作，切头、锯片更换
6
冷床区
4×2班=8
分段、切尾、取样、尺寸检测、冷床区设备操作，锯片更换
7
矫直机区
3×2班=6
矫直机、横移台架操作，矫直辊更换
8
冷锯区
2×2班=4
冷锯操作，锯片更换
9
成品检查区
4×2班=8
检查台操作，成品检查
10
成品堆垛
3×2班=6
成品堆垛操作
11
成品捆扎
2×2班=4
设备操作
12
称重、贴标挂牌
2×2班=4
设备操作，贴标挂牌
13
成品（废品）收集
3×2班=6
成品收集台操作，废品收集打捆
14
成品库
2×2班=4
成品库管理、挂吊
15
机械维修
5×2班=10
设备维护，液压、润滑、高压水系统设备运转
16
电气维修
3×2班=6
电气设备的运行、维护，值班管理
17
轧辊加工
轧辊加工机床操作
18
锯片加工
锯片修磨、锯齿淬火
19
粗轧机换辊
3×2班=6
轧辊导卫准备、组装和更换，轴承清洗
20
精轧机换辊
5×2班=10
机架更换、拆洗、组装，导卫组装
21
起重机
5×2班=10
起重机操作
22
搬运勤杂
4×2班=8
切头、更换件、试样的厂内运送
23
统计员
1×2班=3
24
设备点检
1×2班=3
25
安全员
1×2班=3
26
工具、量具保管
1×2班=3
27
管、焊、铆、液压工
3×3班=9
28
1#主电室
2×2班=4
29
2#主电室
2×2班=4
小计
155
30
二、公辅设施
15
三、管理人员
31
技术与管理
10
32
总计
180
2.9主要机械设备
2.9.1上料
直接用天车将坯料吊到上料辊道上
2.9.2入炉前辊道（包括挡板）
功能：
该辊道是将异形坯及方坯输送至加热炉内。
结构：
辊道为皮带驱动，辊道末端设置1台固定挡板，辊道带有边导板及盖板。
框架:
焊接钢结构
驱动马达：
AC齿轮马达
主要技术参数：
辊道总长度：
～5.6m，
辊道运行速度：
～2.5m/s；
辊身长：
～620mm;辊子直径：
φ310mm;辊距：
800mm
电机参数:
辊道电机，4kW;
润滑形式:
干油润滑
重量：
10吨
2.9.3上料推钢机
功能：
将原料从炉内辊道退推至出炉辊道上。
型式:
液压式
最大推力:
110t
行程:
3000mm
推速:
前进V＝50mm/s,后退V＝100mm/s。
2.9.6粗轧机前工作辊道
功能：
该辊道是将出炉辊道运输过来的坯料输送至粗轧机，并进行轧制。
结构：
辊道为集中驱动，带有边导板及盖板。
框架:
焊接钢结构
驱动马达：
主要技术参数：
辊道总长度：
～30m，
辊道运行速度：
2.5m/s；
辊子参数：
辊身长：
1750mm;辊子直径：
φ310mm;辊距：
1000mm；
电机参数:
辊道电机，4kW;
润滑形式:
干油润滑
绳式移钢机
移钢长度：
4000mm
重量：
8T
2.9.9粗轧机
功能：
将加热好的钢坯轧制成精轧机组所需坯料。
1、开坯机Φ550×1700三辊轴承轧机1架
①主电机：
YR9006-12N=1250KWn=500r/min10KVAC1台
②FZD减速机：
A=1600mmi=5.6输入轴转速500r/min
箱体为焊接式齿轮轴20CrMnMo（渗碳、淬火、磨齿、精度等级6级）单重：
39T1台
③齿轮箱：
A=550mm齿轮轴材质：
35CrMo1台24T
④Φ550×1700三辊式轴承轧机1台
机架为ZG35#机架主柱截面尺寸260×480mm
窗口尺寸：
660×2230mm轧制力为：
3300KN
轧辊材质：
ZG70MnMo轧辊尺寸：
MaxΦ580/MinΦ530×1700mm
轴承瓦房店轧机专用轴承，轧机单重86T
⑤SWC490万向轴承托架1套（3根）3T
合计设备重量：
152T
2.9.10开坯机后升降台
L=9mA=750mmB=1750mm辊数：
11个V=2.5m/s
重量：
30T
2.9.10液压剪断机：
YJ-A-03
数量：
1台剪切断面：
≤2000m2
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