50万吨棒材方案
50万吨全连轧棒材工程
设计方案
2017.10.18
1. 概述
1.1设计依据
本方案是根据甲方的基本要求设计的。甲方技术要求细化后方案将做进一步调整和完善。
1.2主要设计决定
（1）车间设计生产能力为50万t/年。
（2）主要产品为螺纹钢筋和圆钢棒材，其中螺纹钢筋生产规格为10～28mm，圆钢生产规格为16～60.0mm，钢种为普碳钢、优质钢和低合金钢\铝及铝合金1xxx~7xxx系列等。
（3）采用150×150×9000mm连铸坯作为原料。
（4）精轧机采用短应力线高刚度轧机，轧制速度18m/s。
（5）棒材生产线生产工艺分为原料准备、加热、轧制、控制冷却及成品精整等工序，整个轧制工艺采用连续化自动控制。
1.3 主要设计特点及装备水平
（1）坯料全部为连铸坯，一火成材。
（2）全线轧机采用平立交替布置，实现了连续无扭轧制，避免了轧件在轧制过程中的扭转，可有效地减少成品轧件的表面缺陷。
（3）轧线采用微张力和无张力活套轧制，保证产品尺寸精度。
（4）采用控制冷却工艺，可节约能源,改善产品的金相组织，提高产品质量。
（5）采用切分轧制工艺，平衡小规格产品产量。
（6）孔型系统设计采用椭圆-圆孔型系统，轧机导卫系统采用了滚动导卫，可确保轧件的稳定轧制，并可减少轧件的划伤。
（7）轧机主传动采用直流传动系统，技术成熟，运行稳定。
（8）车间采用基础自动化及过程控制两级自动化控制系统。
2 轧钢工艺
2.1 产品大纲及金属平衡
2.1.1 产品大纲
该棒材车间设计规模为年产50万t。
产品品种：圆钢棒材、螺纹钢筋、产品规格：10～60.0mm
其中：圆钢棒材16～60.0mm
螺纹钢筋10～28mm
10～16mm螺纹钢采用切分轧制工艺。
主要钢种：普碳钢、优质碳素钢、低合金钢等、
铝及铝合金1xxx~7xxx系列
交货状态：成捆交货
捆径～300mm
定尺长度 6.0～12.0m
捆重2000～3000kg
执行标准：圆钢GB702-86
螺纹钢GB1499-98
产品方案见表2-1。
序号
品
种
代
表
钢
号
各规格产量（t）
合计％
10
～14
15
～18
19
～25
26
～60
1
螺
纹钢
20
MnSi
130
000
130
000
110
000
300
00
4100
00
80
2
圆
钢
Q2
35
300
00
200
00
100
00
6000
12
3
圆
钢
25
200
00
100
00
100
00
4000
8
4
合
计
130
000
180
000
140
000
500
00
5000
00
100
26362810100
2.1.2 原料
坯料种类：连铸坯
规格：1501509000mm
单重：1550kg
年需要量：520830t
执行标准YB2011-83
2.1.3 金属平衡
车间原料年需要量为520830t，成品产量为500000t，综合成材率为96.0%。金属平衡见表2-2。
金属平衡表表2-2
原料量成品量切头及轧废烧损
t%t%t%t%
5208
30
100500
000
96130
30
2.57800 1.5
2.2 生产工艺流程简图（见下图）
2.3 车间工作制度及年工作小时
本车间采用四班三运转连续工作制，节假日不休息。年有效工作时间为6500h。年工作时间见表2-3。
年工作时间表表2-3
工作日
历计划停工时
间
规定停工时间（h)年有效
工
制度时
数
（
h)
大、
中修
（h）
小
修
（
h）
工作
时间
（h）
生产
准备
事故
及工序配
合
外
部影响
作时间
（h）
三班连续
8
760
36040
80005005005006500连铸坯
制动上冷
床
加热
粗轧机组轧制
飞剪切头(碎
断)
中轧机组轧
制
（穿水冷
却）
精轧机组轧
制
上料
飞剪切头(碎
断)
冷床冷却
冷剪切定
尺
收集下冷
床
横移检查
人工打捆
收集
吊运入库
2.4 轧机生产能力计算
根据产品大纲中规定的产品规格及生产规模，精轧机最高轧制速度按18m/s计算，完成50万t的年产量所需要的时间为5781h。
轧机负荷率为：
5781/6500×100%=88.9%。
轧机生产能力计算见表2-4。
轧机生产能力计算表表2-4
代
表
规格
（mm）
计划
产量
（t/a
）
单重
(kg/
m)
轧件
长度
（m
）
轧
制
速
度
（
m/s）
轧
制
周
期
（s
）
小
时
产
量
（t
/h）
轧
制
时
间
（h
）
备
注
10200000.617 1256 16
83.
5
64.
1
312
二
切分
12500000.888 873 14
67.
3
79.
5
629
二
切分
1460000 1.210 640 12
58.
4
91.
8
654
二
切分
1680000 1.580 491 9
59.
5
90.
889
二
切分
1620000 1.580 981 18
59.
5
90.
222
单
线
1880000 2.000 775 14
60.
4
88.
8
901
单
线
2080000 2.470 628 11
62.
86.
3
927
单
线
2560000 3.850 403 7
62.
5
85.
7
700
单
线
3230000 6.310 246 4.5
59.
6
89.
9
334
单
线
40200009.870 157 3
57.
3
93.
4
214
单
线
50000 0
578 1
根据钢坯规格及产品方案，全线选用18架轧机。其中粗轧机组为6架，
轧机为φ550mm×3+φ450mm×3；中轧机组6架，轧机为φ380mm×6，粗
中轧机均为闭口式二辊轧机，呈平-立交替布置，直流电机单独传动。精轧机
6架，轧机规格为φ320mm×6，轧机型式为高刚度短应力线轧机，呈平-立交替布置，其中16#、18#为平立可转换轧机。直流电机单独传动。
轧机主要性能参数见表2-5。
水平二辊550轧机600/520
立式二辊550轧机600/520
水平二辊550轧机600/520
立式二辊450轧机480/420
水平二辊450轧机480/420
立式二辊450轧机480/420
水平二辊380轧机420/380
立式二辊380轧机420/380
水平二辊380轧机420/380
420/380
水平二辊380轧机
420/380
立式二辊380轧机
420/380
水平二辊380轧机
350/300
立式二辊320轧机
350/300
水平二辊320轧机
350/300
立式二辊320轧机
页脚内容16
350/300
水平二辊320轧机
350/300
立式二辊320轧机
350/300
水平二辊320轧机
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各组轧机选型：
（1）粗中轧机组
粗中轧机选用二辊闭口式轧机。机列设备组成主要包括：轧机工作机座、轧机底座、压下装置、横移装置（立式轧机为提升装置）、传动接轴、接轴托架、联合减速箱、主电机、联轴器、电机底座等。
轧机主要结构为：机架采用钢板焊接式牌坊；上辊采用液压马达快速压下、手动微调弹性阻尼体平衡；轧辊轴承采用四列圆柱轴承及四点角接触轴承；由螺杆机构进行轧辊轴向调整和固定；液压小车换辊及更换轧槽；机架固定型式为液压锁紧；采用大伸缩量十字万向接轴；平辊轧机接轴托架为气动调节；轧机主传动为联合减速机型式。立式轧机为上传动。
（2）精轧机组
精轧机选用高刚度短应力线轧机。机列设备组成主要包括：轧机工作机座、轧机底座、横移装置（立式轧机为提升装置）、轧机锁紧装置、传动接轴、接轴托架、联合减速箱、主电机、联轴器、电机底座等。
轧机工作机座结构特点：短应力线轧机，刚度高，精度好，承载能力大，调整换辊方便，设备结构紧凑，设备重量轻。
轧机主要结构为：轧辊轴承采用四列短圆柱轴承及推力轴承；轧辊平衡采用液压缸；轴向调整采用螺旋丝杠，轴向游隙小；轧辊压下调整采用低速液压马达驱动一手动复合调整方式；轧辊开口度对称调整，轧机调整时轧制中心线始终不变；整机换辊，当轧机移出轧线后，采用专用换辊车。立式轧机为上传动。
轧机横移装置采用液压缸进行轧机工作机座的横移更换孔槽及换辊。当需要进行换辊操作时，先将轧机横移至传动侧极限位置，将接轴托架与轧机脱开，然后再将轧机横移至操作侧极限位置，用天车将整架轧机工作机座吊走。
轧机工作机座锁紧采用弹簧锁紧、液压回松方式。
平立转换轧机平立转换机构的结构特点：采用液压缸驱动方式，轧机由水平位置和垂直位置分别进行转换时，由两个液压缸驱动轧机的转换机构，以保证轧机进行位置的转换，位置由接近开关控制。
轧机其它部分主要结构型式同平辊精轧机列。
2.6 主要辅助设备
（1）炉区设备
包括上料台架、入炉辊道、推入机、推钢机、加热炉、出钢机、拉出机、出炉辊道等。
上料台架为液压推钢式，规格8×6.5m，可预留；推钢机为液压推钢式，推力185t；推入机、出钢机和拉出机均为电动，入炉辊道和出炉辊道均为交流电机单独传动。
（2）轧区辅助设备
包括卡断剪、1#飞剪、2#飞剪、立式活套、精轧后辊道、3#飞剪等。
卡断剪为气动，附在1#轧机牌坊上；1#飞剪为曲柄式，直流电机传动；2#飞剪为回转式，直流电机传动；3#飞剪为曲柄－回转组合式，直流电机传动；精轧后辊道为交流变频电机单独传动。
（3）冷床区设备
包括冷床上料辊道、制动裙板、冷床、齐头辊、冷床下料辊道、冷床下料装置等。
冷床上料辊道规格为Φ190×200mm，长度186m，交流变频电机单独传动；制动裙板为液压升降；冷床规格为96×10m，两台直流电机传动；齐头辊道为交流变频电机单独传动；冷床下料装置为电动升降，液压行走；冷床下料辊道规格为Φ230×1000mm，长度100m，交流电机单独传动。
（4）精整区设备
包括定尺冷剪、剪后辊道、定尺挡板、横移台架、打捆收集辊道、人工打捆装置、称重装置、成品收集装置、短尺剔除装置等。
其中定尺冷剪为固定式剪，剪切力650t，交流电机驱动；定尺挡板为气动推拉挡板，共3套，分别用于剪切6m、9m、12m定尺；剪后辊道规格为Φ230×1000mm，长度28m，为交流电机单独传动；横移台架为三段链，交流电机传动，上钢装置为电动，集料钩为液压驱动；打捆收集辊道规格为Φ230×500mm，长度66m，交流电机单独传动，带有气动抱紧装置；人工打捆装置为人工气动打捆；成品收集装置为U型收集槽；短尺剔除装置为磁力拉钢机。
（5）液压润滑设备
液压设备包括炉区液压站、轧区液压站、冷床液压站和精整液压站；
润滑设备包括粗中轧稀油润滑站、精轧稀油润滑站、冷床干油润滑站（两套）、油气润滑站等。
2.7 车间平面布置
车间主厂房由原料跨、主轧跨及成品跨组成；辅助间由主电室、轧辊机修间及水处理设施等组成。
主电室、轧辊机修间与主轧跨靠近布置。
2.8 车间主要技术经济指标
车间主要技术经济指标见表2-6。
2.9.1 坯料全部采用连铸坯，一火成材。
2.9.2 采用侧进侧出推钢式加热炉，具有操作可靠、节约投资等优点。
2.9.3轧机全部采用平-立交替布置，全轧线实现连续无扭轧制，避免了轧件在轧制过程中的扭转，可有效地减少成品线材的表面缺陷。
2.9.4 全线共设6个自动活套，并在粗轧机组和中轧机组上实现微张力轧制，有效保证产品的尺寸精度。
2.9.5 精轧机采用高刚度短应力线轧机。该轧机轧件尺寸精度高、重量轻，轧制速度可达到18m/s。
2.9.6 预留采用穿水冷却装置位置，为以后生产III螺纹钢筋创造条件。
2.9.7 采用步进齿条式冷床，轧件冷却均匀，平直度好。
2.9.8 轧机主传动采用全数字控制的直流电机，速度控制准确，运行可靠。
2.9.10 电气设备车间采用两级自动化控制系统，一级为基础自动化，二级为过程控制级。
4．投资估算
报价说明：
（1）报价不包括天车和其它运输车辆设备费、不含轧辊加工设备费、不含检验设备费等；
（2）报价不包括加土建设施费用，不包括机械设备和电气设备工程费和材料费、管道安装工程费和材料费等；
（3）报价不包括地基处理费、勘察费、监理费、排污费、电力增容费、一次装油费、试车费和总图运输设施等费用；
（4）报价包括随机提供一套轧辊（光辊）费用，包括一种规格产品（18）导卫费用。
投资估算表单位：万
序号专业设备
费
备注
1轧钢设备含主电机、液压润滑设备2加热炉
3电气设备
4自动化设备
5水处理设备
6电信设备
7热力设备
8通风设备
合计