年产25万t冷轧薄板工程项目可行性研究报告年产25万t冷轧工程工艺设计优秀甲级资质可研报告118页.docx
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年产25万t冷轧薄板工程项目可行性研究报告年产25万t冷轧工程工艺设计优秀甲级资质可研报告118页.docx
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年产25万t冷轧薄板工程项目可行性研究报告年产25万t冷轧工程工艺设计优秀甲级资质可研报告118页
年产25万t冷轧薄板工程项目可行性研究报告
(年产25万t冷轧工程工艺设计)
附图
§1总论
§1.1概述
本工程为年产25万t冷轧薄板工程。
一期已建成1台4辊单机架可逆冷轧机、6座罩式炉、1条重卷机组,1台工作辊磨床及相应的厂房和相应的公辅设施,规模6万吨/年。
二期新建:
1条的推拉式酸洗机组(包括酸再生)、1台6辊单机架可逆冷轧机、1条电解脱脂机组、14炉台全氢罩式退火炉、1台四辊单机架平整机组、1条重卷拉矫机组、1台万能轧辊磨床。
总规模(含一期)达25万吨/年。
公辅设施一二期统一考虑。
§1.2设计依据
§1.3设计基础资料及外部条件
石油液化气—丙烷,200㎏/h,热值:
25848大卡/m3;二期燃料同一期。
新设液化石油气储备站,一、二期一起考虑。
4t锅炉一台,预留一台,用于冬季采暖,媒介为热水,一期机组加热采用电加热。
二期新建锅炉房。
汽车生活办公楼建筑面积:
拟建建筑面积4000m²的综合办公楼。
§1.4设计范围与内容
本设计范围为年产25万t冷轧薄板二期工程的主要工艺技术方案,总图布置及相关辅助设施等。
设计内容包括:
推拉式酸洗机组
1200单机架可逆冷轧机组
电解脱脂机组
罩式退火炉
单机架平整机组
重卷拉矫机组
上述设备相应的供配电,三电控制系统,电信,给排水,热力,采暖通风,燃气,检化验,总图运输,土建,能源,环保,安全与工业卫生,消防等。
各车间、设施和系统按专业分别叙述如后。
§1.5有关问题说明
(1)磨辊间布置在轧机跨,面积太小,同时影响酸洗后钢卷库大小。
建议资金允许的情况下,建独立的磨辊间。
(2)轧机跨和罩式炉跨新增吊车均大于原厂房设计时的吊车吨位,请一定校核原有设计。
(3)平整跨与原有罩式炉跨尽可能厂房共柱,可以节省柱子、墙皮,同时减少无效面积。
需要校核原有罩式炉厂房设计。
(4)罩式炉跨和平整跨钢卷存放面积紧张,生产时要合理组织。
§2轧钢工艺和设备
§2.1生产规模与产品方案
1)生产规模
本工程设计规模为年产25万t冷轧商品卷。
一期已建成1台4辊单机架可逆冷轧机、6座罩式炉、1条重卷机组,1台工作辊磨床及相应的厂房和相应的公辅设施,年产量可达6万吨。
二期新建:
1条的推拉式酸洗机组(包括酸再生)、1台6辊单机架可逆冷轧机、1条电解脱脂机组、14座全氢罩式退火炉、1台四辊单机架平整机组、1条重卷拉矫机组、1台万能轧辊磨床。
总规模(含一期)达25万吨/年。
2)产品方案
♦产品规格
厚度:
0.2~2.0mm
宽度:
660~1050(一期660~950mm)
钢卷内径:
一期508mm;二期508/610mm
钢卷外径:
一期最大1600mm;二期最大2000mm
卷重:
一期≤12t;二期≤20t
钢卷单重:
一期13kg/mm(max.);一期20kg/mm(max.)
本产品方案主要建材市场,产品全部以卷状态交货。
详细产品大纲见表2—1。
表2-1产品大纲
序号
宽度mm
厚度mm
660~930
>930~1050
合计
比例
%
1
0.2~0.5
40000
40000
16
2
>0.5~0.8
20000
50000
70000
28
3
>0.8~1.2
40000
40000
80000
32
4
>1.2~2.0
20000
40000
60000
24
5
合计
80000
170000
250000
6
比例%
32
68
100
3)钢种:
4)产品标准:
GB/T11253-1989碳素结构钢和低合金结构钢冷轧薄钢板和钢带
GB/T716-1991碳素结构钢冷轧钢带
GB/T5213-2001深冲压用冷轧薄钢板和钢带
GB/T3522-1983优质碳素结构钢冷轧钢带
GB/T1591-1994低合金高强度结构钢
GB/T708-1988冷轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差
JISG3141-1996冷轧钢板和钢带
§2.2原料及金属平衡
1)原料
冷轧所用原料全部由市场采购,年需热轧卷约27.67万t,
热轧原料卷规格如下:
带钢厚度:
1.8~4.0mm
带钢宽度:
670~1070mm
钢卷内径:
762、610mm
钢卷外径:
max.2000mm
钢卷单重:
max.20kg/mm
钢卷重量:
≤12t(一期);≤20t(二期)
原料钢种:
低碳软钢、低合金钢
2)金属平衡
各机组金属平衡详见表2-2。
表2-2金属平衡表
机组名称
处理量
(t/a)
产品
金属损耗
(t/a)
机组
成材率
钢卷
(t/a)
酸损
切损、废次品
合计
(%)
推拉式酸洗机组
276667
268367
860
4140
5000
97
单机架可逆冷轧机组
268367
263000
7000
1600
98
电解脱脂机组
153061
150000
2000
2000
98
罩式退火炉
262992
262992
0
0
100
平整机组
262992
257732
2000
2000
98
重卷机组
257732
250000
6000
6000
97
§2.3生产工艺流程
1)金属流程
辽阳薄板有限公司冷轧项目建设项目的金属流程如图2-1:
图2-1金属流程图
单位:
万吨/年
2)生产机组组成
本工程由下列工艺设备组成:
一期(已建):
1050单机架4辊可逆冷轧机1套
罩式退火炉6个炉台
重卷机组1套
工作辊磨床1台
二期:
推式酸洗机组1套
1200单机架6辊可逆冷轧机组1套
电解脱脂机组1套
全氢罩式退火炉14个炉台
单机架平整机组1套
重卷拉矫机组1套
万能磨床1套
3)生产工艺流程
♦生产工艺流程框图见图2—2。
♦冷轧商品卷生产工艺流程图
冷轧商品卷生产工艺描述
外购热轧钢卷由汽车运至本项目的原料钢卷库,用吊车卸下存放。
根据生产计划由吊车将钢卷吊至推拉式酸洗机组的上料鞍座上,钢卷经上料、拆除捆带、开卷、对中、矫头、切头、切角后,进入酸洗槽进行盐酸酸洗,去除带钢表面的氧化铁皮;再经冷、热水漂洗、干燥、切侧边、切尾,最后根据需要涂油、张力卷取、卸卷、捆扎、标志。
酸洗后的钢卷直接由吊车卸到轧机跨,存放在冷轧前钢卷库。
在吊车吊运过程中,通过天车秤完成对钢卷的秤量。
酸洗后的钢卷直接由吊车吊到单机架可逆冷轧机组上卷鞍座上,经上卷、拆卷、夹送矫头、穿带后,进行可逆冷轧,根据所轧产品厚度需要,轧制3~5个道次,即可轧成所需厚度。
之后卸卷、捆扎、标志,由吊车卸下存入中间钢卷库。
同样在吊车吊运过程中,通过天车秤完成对钢卷的秤量。
冷轧后的钢卷,根据需要,用吊车吊运至电解脱脂机组上卷鞍座上,经上卷、拆卷、切头尾、焊接,进入带钢清洗段,进行浸洗、刷洗、电解脱脂,再经漂洗、热风干燥、卷取、分卷、下卷,钢卷小车直接将钢卷运送到罩式炉跨进行捆扎、翻倒成立卷,最后由吊车卸下存放。
未经电解脱脂的钢卷由电平车运送到罩式炉跨。
在电平车上装有钢卷翻倒装置。
根据生产计划及产品性能要求,未经脱脂和脱脂后的冷硬卷装入罩式退火炉,按照规定的退火制度进行光亮退火,以消除冷轧加工硬化,获得所需要的机械性能。
退火后出炉的钢卷吊放到退火后钢卷库,等待平整。
吊车将钢卷吊放到平整机组进料段的翻卷机上,将立卷翻为卧卷,随后在准备站,拆捆带、矫头、切头、送到开卷机开卷、穿带、平整、卷取、除卷芯、卸卷、捆扎,再由吊车将钢卷卸下存入重卷拉矫前钢卷库堆存。
平整后的钢卷由吊车上料到重卷拉矫机组上卷鞍座上,由钢卷小车完成上卷,然后开卷、矫头、切头尾、焊接、切侧边、拉矫、检查、涂油、卷取、分卷/取样、卸卷、捆扎、标志,最后由吊车直接卸到成品跨,进行手工包装,再经吊车运入成品库存放,等待发货。
§2.4工艺设备选型
1)选型原则
辽阳薄板有限公司冷轧项目的工艺设备选型注重先进可靠、经济实用。
工艺设备立足国产化,选择先进的国产设备,做到经济实用。
2)主要工艺设备选型
♦酸洗机组的选型:
酸洗机组型式的选择要根据具体条件确定,主要有推拉式酸洗机组和连续酸洗机组。
当机组生产的带钢品种较多,而生产能力不太大(小于70万吨/年)时,选择推拉式酸洗机组。
当机组年产量超过100万吨时,最佳的选择是连续式酸洗机组。
根据本项目产品方案,辽阳薄板有限公司冷轧项目选择推拉式酸洗机组。
推拉式酸洗机组技术成熟,国内外应用普遍,其特点如下:
——采用推拉穿带,单卷不连续酸洗
——单体设备少,布置紧凑,占地面积少
——采用盐酸酸洗,酸洗质量好
——设备费用低、投资小
——操作简便,易掌握
♦冷轧机组的选型:
根据生产规模和生产品种的不同,目前冷轧机的配置主要有两种型式:
即连轧机组和可逆式冷轧机组。
可逆式冷轧机组又分为单机架可逆式冷轧机组和双机架可逆式冷轧机组。
各种配置在生产规模、产品质量、生产消耗、成材率和投资上都不尽相同。
连轧机组的生产规模一般在100万吨以上,其优点是生产效率高、工艺成熟、技术先进,是建设大型冷轧厂的主要选择。
单机架可逆式轧机的生产规模约10~50万吨,双机架可逆式轧机的生产规模约50~80万吨,可逆式轧机生产组织灵活,适应多品种生产,是中小企业建设冷轧机组的主要机型。
根据本项目的设计规模,在一期已选用1台单机架可逆冷轧机的基础上,二期再选用1台单机架可逆式轧机。
冷轧机是车间的核心设备,目前比较成熟可供选择的冷轧机机型有4辊冷轧机,6辊冷轧机。
6辊轧机的板形控制能力都较4辊轧机好,并且工作辊直径比4辊轧机工作辊直径小,这对减少轧制力,节能等均有好处。
我国已在10年前自主研制6辊轧机,到目前为止已有宽度不同的数十套单机架6辊可逆冷轧机组投产。
综上所述,根据本项目的产品方案,一期已选为4辊轧机,二期拟选用全国产化的6辊单机架可逆式轧机。
♦电解脱脂机组
由于本产品方案中薄规格产品占近50%比例,因此需选用较高浓度乳化液轧制,带钢经过电解脱脂,去除带钢表面轧制油及铁粉,并降低卷取张力,再装入罩式炉处理,以保证板面清洁度并有利于防止带钢粘结。
选用1套高电流密度的电解脱脂机组。
♦退火炉的选型:
冷轧带钢的退火工艺主要有连续退火和罩式退火。
连续退火生产线具有生产周期短、布置紧凑、便于生产管理、劳动生产率高、产品质量优良等优点;但连续退火炉技术复杂、一次投资较高。
全氢罩式退火炉可以获得良好的接近连续退火钢卷表面质量。
由于氢气的热传导性能好,还原性好、渗透性强,用100%的氢气作保护气体,可以大大缩短带钢的加热时间和冷却时间,从而缩短了热处理生产周期;加之采用了大功率、大直径叶轮的炉台循环风机,强化了炉内保护气体的对流传热,使钢卷的内外温差减少,可达到±10℃,不仅外部无过热,钢卷内部加热质量也均匀,而且生产薄规格(0.2mm)钢卷不会粘钢、折边,表面质量好、无碳粒沉积;使用氢气保护气体,配合强对流循环风机,可以达到气体燃料消耗低和节能的目的。
罩式退火炉比连续退火炉设备重量小、运行费用低、厂房占地面积小,因此投资省,并且工艺操作培训相对简单,维修方便。
根据投资限制,结合本项目的产品方案,建议选择全氢罩式退火炉。
♦平整机的选型:
平整机对退火后的带钢施以小于3%压下率。
带钢经过平整,可以消除钢材的屈服平台,改善钢板的性能、板形及表面质量。
平整有干平整和湿平整二种方式,本项目选用干/湿两种平整工艺。
♦重卷拉矫机组
机组头部设有切头剪及废料收集小车,还设有焊机、拉伸矫直机、以改善板形,此外还设有切边剪、静电涂油机、卷取机及卸卷小车。
♦包装机组
本项目不设自动、或半自动化包装机组,所有成品卷全部人工完成包装。
§2.5主要工艺设备的简要性能
1)连续式酸洗机组
♦机组生产能力:
26.67万吨♦机组主要工艺参数:
酸洗介质:
盐酸;
酸液温度:
65~85℃
穿带速度:
35~45mpm
工艺段处理速度:
60m/min
酸槽长度:
12.75m×3
漂洗段长度:
3m×3
♦入口钢卷规格:
厚度:
1.8~4.0mm
宽度:
670~1070mm
钢卷内径:
762mm,610mm
钢卷外径:
max.2000mm
钢卷单重:
max.20kg/mm
钢卷最大重量:
20t
♦出口钢卷规格:
厚度:
1.8~4.0mm
宽度:
650~1070mm
钢卷内径:
508,610mm
钢卷最大外径:
max.2000mm
最大钢卷重量:
20t
♦机组主要装备水平及特点:
采用浅槽、紊流式盐酸酸洗工艺;
配置三段酸洗,三级漂洗;
机组传动采用交流变频调速方式;
设置圆盘剪进行切边,配备废边卷取机;
尾部设有铡刀剪用于分卷;
出口段预留静电涂油机位置;
圆盘剪前配有CPC系统,卷取机配有EPC系统。
♦机组主要设备组成:
上卷小车、开卷机、夹送辊、9辊矫直机、切头剪、切角剪、酸洗槽、漂洗槽、热风干燥机、夹送辊、活套、切边剪、三辊张力机、出口剪、静电涂油机(预留)、出口转向辊、卷取机、卸卷小车、酸循环系统、漂洗循环系统、液压系统等。
2)1050单机架4辊可逆式冷轧机组(一期)
♦机组生产能力:
6.12万吨♦机组主要参数:
轧制速度:
240m/min(max)
穿带速度:
15m/min
开卷速度:
100m/min(max)
工作辊:
φ250×1050mm
支撑辊:
φ750×980mm
开卷张力:
30KN(max)
卷取张力:
90KN(max)
最大轧制力:
800~1000t
最大轧制力矩:
7.2kN.m
主电机:
轧机:
977KW×1
卷取机:
390KW×1×2
开卷机:
144KW×1
♦入口钢卷规格:
厚度:
1.8~4.0mm
宽度:
670~930mm
钢卷内径:
508mm
钢卷最大外径:
~1600mm
最大钢卷重量:
12t
材料强度:
(20#)σs=360N/mm2
♦出口钢卷规格:
厚度:
0.5~2.0mm
宽度:
650~930mm
钢卷内径:
508mm
钢卷最大外径:
~1600mm
最大钢卷重量:
12t
♦机组主要装备水平及特点:
全液压压下,液压AGC自动控制;
机组PLC自动控制,并采用现场总线构成全机组网络系统。
主操作台设有人-机界面,AGC轧钢工艺参数设定,轧制工艺参数设定,故障报警;
机组全数字直流传动;
两个工作辊单独传动;工作辊快速换辊;
工作辊弯辊控制(手动可调);轧辊分段冷却控制,流量控制(手动);
机组速度、张力自动调整(手动,数显式);
采用张力计测量带钢张力;采用“光阳”光电编码器,1000点测量带钢速度;
断带保护,事故报警,工作辊准停。
♦主要设备组成:
开卷机、7辊矫直机、主轧机、左右卷取机、出口剪、钢卷小车、机前装置、机后装置、换辊装置、排烟系统、乳化液系统、液压润滑系统等。
3)1200单机架6辊可逆式冷轧机组
♦机组生产能力:
20.71万吨♦机组主要参数:
轧制速度:
0~486~1000m/min
穿带速度:
18m/min
工作辊:
φ330/300×1200mm
中间辊:
φ370/340×1200mm
支撑辊:
φ1050/1000×1150mm
开卷张力:
6~60KN
卷取张力:
14~140KN(V<640m/min)
7.5~75KN(V≥640m/min)
最大轧制力:
12000t
最大轧制力矩:
80kN.m
工作辊最大开口度:
20mm
弯辊力:
工作辊:
+350KN,-210KN
中间辊:
+350KN
中间辊横移力:
550/350KN
中间辊横移量:
200mm
工艺润滑流量:
6000l/min
主电机:
轧机:
1000KW×4
卷取机:
800KW×2×2
开卷机:
383KW×1
♦入口钢卷规格:
厚度:
1.8~4.0mm
宽度:
650~1070mm
钢卷内径:
610mm
钢卷外径:
max.2000mm
钢卷重量:
max.20t
♦出口钢卷规格:
厚度:
0.2~2.0mm
宽度:
650~1070mm
钢卷内径:
508mm
钢卷最大外径:
~2000mm
最大钢卷重量:
20t
♦机组主要装备水平及特点:
采用6辊轧机,工作辊直径小,利于大压下和薄规格轧制;
轧机具有压下调偏、工作辊正负弯辊、中间辊正弯辊、中间辊横移预设定、轧辊分区冷却功能,板形控制手段丰富;
机组采用ABB全数字直流调速,可控硅供电(混装结构);机组PLC控制,实现生产过程自动化;。
全液压压下,计算机厚度自动控制(AGC),AGC系统采用两级计算机控制,具有恒辊缝、恒轧制力、厚度监控功能;
轧机入口和出口均设有卸卷装置,轧制道次可以灵活排布;
机组具有工艺过程参数的预设定,工艺过程参数和设备关键参数的检测、显示和报警系统;
开卷机具有CPC自动对中功能;
工作辊、中间辊快速换辊;轧线标高快速调整;
设有真空除油系统和压缩空气喷嘴,有效清除带钢表面乳化液;
轧机速度控制,开卷、卷取速度/张力控制(数字显示);
轧机电气系统具有过载保护、断带保护和紧急停车等安全保护系统;主机和卷取机具有带尾自动减速、准确停车国内;卷取机具有圈数记忆功能;
轧机轴承采用油气润滑。
♦主要设备组成:
开卷机、轧机、卷取机、出口剪、上卷小车、卸卷小车、机前装置、机后装置、换辊装置、排烟系统、乳化液系统、液压润滑系统、真空除油系统。
4)电解脱脂机组
♦机组生产能力:
15.31万吨♦机组主要工艺参数:
穿带速度:
30mpm
工艺段处理速度:
180mpm
♦入口钢卷规格:
厚度:
0.2~2.0mm
宽度:
650~1070mm
钢卷内径:
508mm
钢卷最大外径:
~2000mm
钢卷最大重量:
20t
♦出口钢卷规格:
厚度:
0.2~2.0mm
宽度:
650~1070mm
钢卷内径:
508mm
钢卷最大外径:
~2000mm
最大钢卷重量:
20t
♦机组主要装备水平及特点:
采用窄搭接焊机。
采用碱洗、电解清洗、热水漂洗工艺;
尾部设有铡刀剪用于分卷;
机组出口过跨卸卷,减少钢卷中间吊车倒运;
机组出口鞍座设有翻卷机,避免离线翻转,减少钢卷损坏。
♦机组主要设备组成:
上卷小车、开卷机、夹送辊、切头/尾剪、焊机、清洗槽、烘干机、出口剪、卷取机、卸卷小车、循环系统、排雾系统、液压系统等。
5)氮氢保护气罩式退火炉(一期)
♦主要技术参数
年处理能力:
6万吨
最大装炉量:
48t
炉台数量:
6个
堆垛高度:
max.4000mm
加热罩炉温:
≤850℃
内罩内温度:
≤700±5℃
钢卷出炉温度:
160℃
燃料:
液化石油气
保护气:
氮、氢混合气(氨分解)
冷却方式:
风冷、水冷
强对流风机:
47/12KW,4/8极
空气预热温度:
250~350℃
加热罩自重:
<12t
♦处理钢规格:
厚度:
0.5~2.0mm
宽度:
650~930mm
钢卷内径:
508mm
钢卷最大外径:
1600mm
最大钢卷重量:
12t
♦主要设备特点
炉台配备强对流双速全水冷高速循环风机,风量大(>25000m3/h),风压高(>1500Pa),实现罩内温度±5℃要求,保证退火后带钢硬度均匀;
炉台与内罩之间采用o型硅橡胶密封圈密封,并用水圈冷却,密封性好;
内罩罩体成波纹状,增加受热面积;
有确保安全生产的自动程控系统;
循环风机自动切换高低速,且系统有延时保护;
系统可实现自动点火,自动温控,自动关火;
温控仪表可存储8组8段曲线以供选用。
温控仪表可同时显示适时理论温度和实际温度,便于温度微调;
无纸记录查询曲线和多种历史数据;
采用德国技术专用烧嘴,采用连续调节燃烧技术,采用德国霍科德燃烧及控制设备,能将主燃烧阀开启和助燃风阀开启有机联合起来,实现液化气和助燃风的比例调节,达到最佳空燃比,实现炉温自动控制;
系统具有超温、水温、液化气高或低等多种安全连锁保护。
♦主要设备组成:
炉台:
6个
加热罩:
3个
冷却罩:
3个
内罩:
6个
氨分解系统:
1套(40m3/h,2m3储气罐)
6)全氢罩式退火炉
♦主要技术参数
年处理能力:
20.3万吨
最大装炉量:
80t
炉台数量:
14个
堆垛高度:
4500mm
加热罩炉温:
约850℃
钢卷退火温度:
约750℃
钢卷出炉温度:
160℃
燃料:
液化石油气
保护气:
氢气
♦处理钢规格:
厚度:
0.2~2.0mm
宽度:
650~1070mm
钢卷内径:
508mm
钢卷最大外径:
~2000mm
最大钢卷重量:
20t
♦主要设备特点
——炉台配备高性能循环风机,风量大,功率大,提高了对流传热效率。
而且以纯氢作保护气体,氢的比重小,而导热系数大(约是氮的7倍之多),能缩短退火周期,提高产量。
——氢气有很高的还原能力,退火带钢表面残碳量也较少,不易产生氧化色。
——加热罩内衬采用陶瓷纤维,重量轻,绝热性能好。
——有确保安全生产的自动程控系统。
♦主要设备组成:
炉台14个
加热罩7个
冷却罩7个
内罩14个
冷却台7个
7)平整机组
平整机对冷轧后经过退火的带钢施以小于3%的压下率,带钢经过平整,可以消除钢材的屈服平台,改善钢板的性能及带钢平直度。
机组生产能力:
26.3万吨/年
机组型式:
单机架4辊平整机
工作辊:
φ380/430×1200mm
支撑辊:
φ890/950×1150mm
张力辊:
φ610×1200mm
机组速度:
500m/min
穿带速度:
18~36m/min
平整工艺:
干/湿两种工艺
延伸率:
干平整:
0~3%
湿平整:
0~5%
延伸率控制精度:
<5%
平整后带钢平直度:
<20I
最大平整力:
6000KN
最大平整力矩:
15KN.m
工作辊弯辊力:
350KN
开卷张力:
3~35KN
入口平整张力:
6~60KN
出口平整张力:
7~70KN
卷取张力:
5.5~45KN
工作辊开口度:
~40mm
♦处理钢卷规格:
厚度:
0.2~2.0mm
宽度:
650~1070mm
钢卷内径:
508mm
钢卷最大外径:
~2000mm
最大卷重:
20t
♦机组主要装备水平:
机组入口设有钢卷翻倒机,以适应退火后的钢卷状态;
选用四辊平整机;
采用干/湿两种平整工艺。
机组采用西门子全数字直流调速(混装),可控硅供电;
全液压压上、计算机自动控制。
控制功能包括恒轧制力控制、轧辊恒位置控制、带材恒延伸率控制和恒张力控
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- 年产 25 冷轧 薄板 工程项目 可行性研究 报告 工程 工艺 设计 优秀 甲级 资质 118
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