1、三十万吨连铸连轧型钢生产线三十万吨连铸连轧型钢生产线可行性研究报告可行性研究报告二一二年五月11 项目提出枣庄市恒力机械制造有限公司坐落在煤城枣庄孟庄工业园区，注册资金 2500 万元，现有员工 200 余人，主要从事生铁、钢坯的生产销售经营活动， 现年产各种材质的优质连铸钢坯 50 余万吨。多年来一直遵循“质量第一，顾客至上”的原则，让每位客户希望而来，满意而归。因公司没有轧钢生产线，为适应市场需求，解决社会就业问题，同时也为企业创造更多的经济效益，公司领导班子与工程技术人员经过对市场的全方位调查研究，我公司欲投资 3000 余万元，新上一条30 万吨连铸连轧型钢生产线，连铸连轧生产工艺是综
2、合近年来炼钢、连铸和轧钢的最新技术成果而发展起来的一项新的钢铁生产方式，由于省却了钢坯二次加热环节，吨钢可以节约标煤 90 余公斤,大大节约了能源消耗。由于在线不用加热，省去了热脏煤气炉和加热炉，减少了环境污染，降低了生产成本。由于无二次加热氧化，金属收得率也显著提高，具有较高的经济效益。测算年利税 2000 万元以上，利润可达 1 亿元（见附表），项目完全符合国家节能减排的需要。2 设计原则2.1 贯彻执行国家有关方针、政策、建设规范、标准等，达到质量、环保、安全三体系标准要求。2.2 优化设计，立足于国产化，采用先进、经济、适用、成熟可靠的工艺设备，实现生产线工艺技术装备水平的提升。2.3
3、 对工艺线进行优化布置,实现连铸连轧的要求，提高生产线的产量、质量，添补区域内产品空白。2.4 在工艺设备能力允许的前提下，尽量利用现有人力、物力，自制辊道、收集平台等设备，以节约投资。2.5 总体考虑、统一规划、分期分步实施，工艺设备配置、产品定位上2做到当前与长远相结合，最大限度减小对生产的影响。3 产品大纲3.1 年产角钢、槽钢、 圆钢、 矿用轻轨等 30 万吨。 产品大纲见表 1表 1 产品大纲序号 名称 钢种 规格 产 量 (万吨 /年)1 角钢 Q235 、Q345 6.3#16# 102 槽钢 Q235、Q345 8#20# 103 圆钢20#、45#、Q235 、Q345501
4、00 54 矿用轻轨等 Q345/16Mn 1830kg 54 原料4.1 炼钢原料：社会优质废钢4.2 连铸坯材质： Q235; Q345; 20#；45#等；4.3 规格：100150 方坯6000；4.4 执行标准：YB/T001-91; YB/T 154-1999,YB2011-83; YB /T5137-93,YB/T5221-93;YB/T5222-93;GB702-86;GB707-88;GB9787-88; YB/T 211-2004。5 工艺流程连铸连轧工艺流程6 工艺方法废钢 电炉炼钢 中间包 连铸 冷却切割 输送辊道 5501 连轧机7 连轧冷床 输送辊道 矫直 分段锯切
5、 检验包装称重 入库成品36.1 炼钢主要原料为各种工业、民用及军用废钢，根据资源情况可配入生铁，同时寻求铁水或还原铁等其它资源。按作业计划书出库的废钢，倒运到 4*20 吨中频（电弧）炉前原料跨内，检查后入车间库,登记入帐。6.2 按作业计划书将废钢加入电炉内，接通电源进行冶炼，由人工热电偶测温，人工取样送化验室分析成份。6.3 当冶炼的钢水符合初炼要求时，按规定温度及时间将炼好后的钢水用行车吊至连铸机后铸成坯。6.4 根据生产的品种规格，将连铸坯切割成不同倍尺，经辊道、机前辊道送至 5501轧机开坯。然后进入 4004+3503 连轧机组精轧成型。6.5 成品轧件经辊道送入冷床冷却。6.6
6、 冷却后的型材进入 550 矫直机进行矫直。6.7 矫直后的型钢由 10 台冷据分段倍尺，进入检验台架，剔出不合格品。6.8 检验后的成品自然落入收集槽，达到一定的数量后打捆。6.9 打捆好的钢材称重后由行车将钢材吊到成品垛位，挂牌标识。6.10 经检验合格后办理入库手续。7 轧制钢的轧制是整个工艺过程的核心，从工艺设计角度来说，它包括几个方面的内容：制定变形规程、速度规程和温度规程。7.1 变形规程在既定的轧制条件下（工艺、设备条件），完成由坯料到成品的变形过程谓之变形规程。变形规程的主要内容时确定总的变形量和道次变形量。变形量的分配是个重要参数，它是选择轧机之设备、进行工具设计（孔型设计、
7、辊型设计）的重要依据，对轧机产量、产品质量起着决定性作用。确定变形量的大小和分配要进行综合的分析和比较。根据金属的加工性能，电机能力、设备强度、要入条件以及工具形状等许多影响4因素，一般都是在保证产品质量和机械安全的前提下，尽可能的选用较大变形量，以缩短轧制过程，提高轧机产量。为此根据产品品种和综合效益评定，我把轧机选型为一架 550 三辊开坯轧机轧制 5-7 道次，连轧组 7 架，轧制 5-7 道次，就能很好的满足了 产品大纲的需要。7.2 速度规程选择轧制速度或确定各道次的轧制速度时速度制度的主要内容。提高轧制速度时现代轧机提高生产率的主要途径之一。沿道次实线轧制速度的变化是一些轧机（如初
8、轧机、连轧机）速度规程的主要内容，这些轧机每道次速度的变化是通过传动轧机的主电机的速度变化而实现的，目前从技术上实现轧机主传动调速有三种方法：A、直流驱动：采用直流电机，以发电机组或大功率可控硅装置供 电。B、串 级调速：主 传动不用直流 电机而采用可控硅逆变技术来改变交流电机的转速。C、差 动调速：将主 传动 是做是一个机电系统的集体、机法与电法并用的调速方法。型材轧机车间内的轧机都采用直流单独传动。我们的速度规程主要是在满足产量要求的基础上，最大的考虑到成本投资。 为我们在开坯机组采用定速轧制，用在线道次保证连轧机组的供给要求。而在连轧机组我们用直流调速技术，做到闭环级联调的轧制速度调解，
9、以满足不同规格产品的轧制速度规程的要求，连轧成品速度为 5-9 米/S 。7.3 温度规程温度规程规定了轧制时的温度区间，及主要决定轧制时轧件的开轧温度和终轧温度。一般确定钢加工时的温度规程要根据钢种特性及其相图来确定。通常在设计和生产过程中，开轧温根据钢料的出炉温度以保证必须的终轧温度为依据；而终轧温度主要考虑保证产品的组织与性能，保证产品的质量，主要与钢种有关。总起来看在确定温度制度时要考虑下面几点：5A、根据钢的化学成分和特性，选择在某一温度下金属具有最好的塑性条件；B、在某温度下加工，金属具有最小的变形抗力，以减少轧制时的能量消耗；C、考 虑轧 件能顺利的咬入轧辊，考虑轧辊有较少的磨损
10、；D、获得轧后成品有细小的晶粒，使成品具有理想的 组织和良好的机械性能；E、考虑在此温度范围加工，钢的内部组织情况，不允许钢中碳化物成粗大的网状分布，也不允许铁素体与珠光体成粗大的带状分布；F、考虑到加工的温度范 围对轧件头部和尾部温度差的影响，要保证轧件的头部和尾部尺寸都在允许的公差范围之内。综上所述，拟制定钢坯温度如下表 2表 2 钢坯控制温度（ ）钢号 钢坯加热温度 钢坯温差Q215345 1100-1150 5045# 10501100 507.4 轧制过程注意事项1）按照轧制规程表给定的成品轧辊辊径配套准备及使用轧辊。2）按照轧辊孔槽使用吨位定额表，及时更换轧辊和轧槽。 3）不得使用
11、验收不合格、磨损严重、掉肉、麻坑等缺陷的轧辊。4）未达到使用额度，因更换品种而换下的轧辊、轧槽，应登记后重新使用。但轧制总量不得超过额定轧制量。5）轧辊应进行均匀冷却，不得将冷却水直接喷射到轧件上，冷却水温不大于 40，非紧急停车时，停车前使轧机空转 35 分钟，以使轧辊均匀冷却。6）各道次、各规格应使用规定的导卫件，做到对中、牢固，导卫中心线对正工作。7）轧制调整和成品检查，正常生产中，注意料形变化，根据现场情况及时修正。8 钢材的冷却与精整8.1 钢材的冷却。6a.经热轧成形的 钢材，仍处在一个较高的温度范围， 须经冷却使钢材温度降至常温。由于钢在热轧后冷却，在应力作用下可能出现外部或内部
12、裂纹，就必须全部或部分地消除冷却时钢中所产生的各种应力，入采取缓冷等措施。另外，也可利用轧件轧后的余热，进行控制冷却，从而获得所需要的金相组织和力学性能，这就是钢材的冷却制度。冷却过程对产品最终性能有很重要的影响，因此冷却制度的确定是控制产品实物质量的不可缺少的重要环节。b. 冷却方法分为自然冷却和控制冷却。自然冷却是指轧后的钢材在冷床上自然冷却。凡是在空气中冷却不会有云诶应列入产生裂纹，对钢材的组织及性能又无特殊要求时，都可采用这种冷却方式。c.控制冷却时指轧后的 轧件冷却过程进行有目的人为控制，以达到预期的产品内部组织和力学性能。通常是利用轧件轧后的余热在线处理，用一定的方式控制其冷却速度
13、来实现的。8.2 钢材的切断。将钢 材切断成定尺长度，其目的是便于钢材的运输和用户的使用。切断可用锯机或剪切机来完成，时轧件的断面形状而定，本案采用锯机方式。8.3 其它精整工序。除上述各工序外，精整内容还包括成品的热处理、表面精加工和各种涂层及成品检验等，主要视产品的技术要求而定。成品的质量检验内容包括化学成分分析、机械性能检验、工艺试验、低倍组织及显微组织等。9 收集、打捆9.1 定尺材、短尺材分别收集打捆。9.2 定尺材按 GB/T21011989 标准码垛打捆。9.3 顾客要求定支交货时，按合同支数打捆。9.4 挂牌、成品收集码垛9.5 成捆钢材必须挂上标牌，每捆两个。标牌按有关标准标
14、识出炉( 批)号、钢号、规格、重量等。9.6 同一炉批号的钢材应集中连续码垛， 码垛要整齐，码垛高度不得超过 2.5 米。79.7 不合格品在成品垛中暂时存留时，必 须有明显的警示标识。倒垛或发货时，及时从垛中分离出来，并单独堆垛或按有关规定处理。9.8 不合格品必须作出明显的区分标识。10 主要设备选型10.1 炼钢部分采用现有设备。10.2 连轧机组：主要设备为 5501、4004、3503 连轧机组。5501 开坯机组主要技术参数(参考)序号 设备名称 设备说明 数量1 粗轧区（开坯）1.1 输送叉辊道 连接连铸切割（245500） 1 组1.2 输送圆弧辊道 连接轧机输入（245500
15、） 1 组1.3 机前辊道 连接轧机（3001200） 1 组1.4 550 开坯机组 550*1500 三辊轧机（轴承式）550 三辊联合550 减速机1 套1.5 机后升降台 气动升降式 1 组1.6 翻钢板 1 组1.7 机后延伸辊道 连接升降台（2451000） 1 组1.8 悬臂辊道 550 轧机至中轧机组（245400） 1 组1.9 主电机 YZR1600-10 1 台1.10 配电控制系统1.11 浊环水系统1.12 基建2 中精轧区2.1 输送辊道 连接轧机及悬臂辊道（200400） 1 组2.2 切头剪（分段） 液压式 1 台机架号 K7 K6 K5 K4 K3 K2 K1
16、轧机规格(mm) 400 400 400 400 350 350 350新辊直径(mm) 420 420 420 420 370 370 370可利用最小辊径(mm) 380 380 380 390 330 330 330辊身长度(mm) 650 650 650 650 650 650 650主电机DC/AC DC DC DC DC DC DC DC8中、精轧机组主要技术数据( 参考)10.3 轧制描述：该生 产线采用 120150 连铸坯一次成材，精轧机采用 7 架高精度轴承轧机。线速达 68 米/秒，直流调速，电脑控制，精整工段采用步进式冷床，平托移钢。5501 开坯轧机由 1 台 160
17、0KW交流电机拖动。轧机前有翻钢板,机后后设升降台.钢坯在第一架轧机往复轧制 5 或 7 个道次后经机后辊道送入精轧机组进行轧制。精轧机组为 4004+3503 连续式轧机,全水平布置,直流电机单拖动,电机功率各为 800KW.在 7 架精轧机之间分别设置立式活套装置用于轧制角钢,实现无张力轧制,进一步保证轧件尺寸精度。轧制槽钢及矿工字钢时,活套装置沿其轨道推出轧线,轧件沿机架间导槽进入下游机架,实现无张力轧制。11 飞剪位置：飞剪位于冷床与精轧机组之间，正常生产时，仅对轧件进行倍尺分段，当出现轧制事故时，对轧件进行碎断。 型式；回转式 工作制：启/停工作制 最大剪切断面：1100mm 2 最
18、低剪切温度：850 最大剪切力：380kN 轧件理论运行速度：68.5m/s 切头切尾长度：100mm （可调） 切头、切尾公差：20mm12 型式：步进齿条式冷床宽：60 米10 米功率(kW) 400 400 400 400 450 450 560基速（r/min） 400 400 400 400 400 400 700最高速（r/min） 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000减速比 3.3 3.0 2.7 2.2 1.65 1.25 19输入与输出辊道的中心间距：10 米下卸钢辊道宽度：1000mm 。13 精整收集台架型式：链式移钢机型式，入口设托钢机构
19、。长度：约 7 米宽度：约 14 米。共 4 台。14 电气传动及基础自动化、计算机系统14.1 电气传动（1）直流主传动。7 架轧机、1 台飞剪电气主传动的工艺驱动装置均采用直流传动方式，设置整流变压器 1 台。（2）交流辅传动的起动。根据工艺设备传动要求的不同，交流辅传动电机采用不同的起动和调速方式，以满足工艺设备的需要。交流电气传动设备的起动用降压软起动。（3）交流辅传动设备的传动控制。交流辅传动设备控制系统采用两种控制方式进行控制：常规接触器控制系统控制和变频调速装置调速控制。14.2 自动化。本系 统 由多台 PLC 与 HMI 组成。主要完成数据采集、数据处理、资料显示、超限报警、
20、 实时趋势、 历史曲线、报表及生产过程中的顺序控制、逻辑控制、模拟量控制等功能。本设计考虑设置三种控制模式：现场手动控制、半自动控制和全自动控制。14.3 自动化仪表。为便于管理与维护， 电气和仪表按三电一体化（EIC）结构设置，统一由 PLC 完成相应控制功能。原则上不再设置现场仪表盘，各个相关控制室均设置 HMI 操作站。所有工艺参数的显示、控制等均通过计算机系统实现。个别重要参数及厂间能源介质的计量设置二次仪表。水处理系统不设 PLC，采用常 规的二次仪表。15 给排水设施15.1 设计有下列给排水系统：（1）工业水直流供水系统。根据水量平衡，生产新水用量为106.2m3/h(采用步进式加热炉时) ，92.2 m3/h(采用推刚式加热炉时) ，作为循环 水系统的补充水。
