PC钢棒生产线建设项目可行性研究报告.doc

PC钢棒生产线建设项目

可
行
性
研
究
报
告

三河双轮化机有限公司沙洋分公司
2011年5月

1项目概况
1.1项目名称
PC钢棒生产线建设项目
1.2项目主办单位及负责人
主办单位：三河双轮化机有限公司沙洋分公司
项目负责人：郑融松
1.3建设地点
福建省三河市沙洋海西开发区开发区
1.4建设规模
年产PC钢棒6万吨
1.5项目背景
1.5.1产品简介
预应力混凝土用钢棒（Steel Bar for Prestressed Concrete ，简称PC钢棒）具有高强度、高韧性、低松弛、与混凝土握裹力强，良好的可焊接性、镦锻性等特点，节省材料（如Φ11mmPC钢棒可代替Φ20mm热轧钢筋）等特点，在国内外已被广泛应用于高强度预应力混凝土离心管桩、电杆、高架桥墩、铁路轨枕及高层建筑、基坑支护、大型预制板等预应力构件中，具有十分广阔的市场。
上世纪60年代，PC钢棒在日本问世。PC钢棒的原料为中低碳低合金钢热轧钢筋，通过感应淬火、回火获得高性能。PC钢棒具有节省合金资源、生产过程无污染、高性能、规格范围广、成本低等优势，用PC钢棒生产工艺生产的高强度系列钢筋、钢棒，广泛用于中高层建筑、路桥工程、高速铁路、涵洞等领域的预应力与非预应力结构中，其用途已超越了“PC”的含义。
在我国，以PC钢棒为主的《高强钢筋与高强高性能混凝土应用关键技术研究》被列为国家“十一五”支撑项目，由中国钢铁研究总院新冶高科技集团有限公司轧钢工程事业部作为一个课题进行攻关，目前产品性能及使用状况良好，并已形成国家标准（GB/T5223.3）。
PC钢棒产品包括公称直径6～16mm，表面形状分为光圆、螺旋槽、螺旋肋、带肋四种类型，1080MPa、1230MPa、1420MPa、1570MPa四个强度等级。其中，主要用作管桩用钢的螺旋槽钢棒分为公称直径7.1mm、9.0mm、10.7mm、12.6mm四种规格。
1.5.2市场需求
“十一五”期间，国内建筑市场对于管桩用PC钢棒每年的需求量大约为200万吨，随着国家大规模的基础设施建设，建筑市场对于PC钢棒的需求量越来越大。国际市场也在不断扩大，随着发展中国家的基础建设的力度越来越大，我国每年PC钢棒的出口量都在以20％的速度递增。据专家预测，随着国家“十一五”支撑项目《高强钢筋与高强高性能混凝土应用关键技术研究》的进展，高强钢筋将被广泛应用于高层建筑的箍筋和主筋当中，其市场需求量每年将猛增到500万吨以上。
据对福建省及周边市场需求的调研和了解，目前福建沿海市区均有管桩厂，每月用PC钢棒1万吨以上，除少数自产外，绝大部分来源自浙江、广东等周边省份的PC钢棒生产厂，市场需求量较大。随着海峡西岸经济区科学发展、跨越发展的快速纵深推进，PC钢棒的市场需求量也将不断增加。
通过实地调查了解，目前福建省内闽东、闽南大部分管桩厂需要的PC钢棒产品均由浙江华浙控股集团有限公司提供，其常用规格为Φ7.1mm、Φ9.0mm和Φ10.7mm，Φ12.6mm钢棒用量较少。以下是闽东、南各管桩厂PC钢棒的月需求量：
表1 闽东、南部分管桩厂PC钢棒的月需求量
序号
管桩生产厂
月需求量（t）
备注
1
福建省大地管桩有限公司（马尾）
1800

2
福建建华管桩有限公司（闽侯）
3000

3
漳州新三和管桩有限公司
2500
在闽清、省外有分厂
4
莆田市中富水泥制品有限公司
400

5
福清大业管桩有限公司
200

6
福建强力管桩有限公司（惠安）
350

7
福建宏远管桩有限公司（晋江）
300

8
福建省坚实水泥制品有限公司
2000
部分PC钢棒自产
9
漳州明欣管桩有限公司（长泰）
1000

合计

11500
闽东：6600t/月
闽南：4950t/月
1.5.3主办单位概况及项目建设的有利条件
三河双轮化机有限公司沙洋分公司系福建省三河双轮化机有限公司的全资子公司，成立于2003年。公司位于福建省三河市沙洋风景秀丽的沙溪河畔——沙洋海西开发区，占地167万平方米；区位优势好、交通发达，鹰厦铁路、向莆高铁连接线横贯园区，一座飞架沙溪河的明光大桥将园区与205国道和京福高速公路紧紧相连，300吨直通马尾海港的码头紧靠园区。
1.6厂址选择及建厂条件
本项目拟建于福建省三河市沙洋海西开发区，利用三河双轮化机有限公司沙洋分公司冷轧分公司C-D跨厂房，该厂房2005年竣工，为钢架结构，彩钢瓦屋面，建筑面积约4662平方米，轨面标高7.5米。
该厂房已具备供水、供电、供气和公路运输条件。
1.7项目投资估算
该项目总投资约2607.89万元，其中，静态固定资产投资1100万元，建设期利息7.89万元，铺底流动资金1500万元。工程投资包括生产线工艺设备及与之配套的水、电、气等设备及安装，不包括既有的厂房、行车等。
1.8项目主要技术经济指标
固定资产静态投资 1100万元
铺底流动资金 1500万元
建设期利息 7.89万元
年销售收入 28974万元（不含税）
年销售附加税 38.88万元
年总成本费用 28454.06万元
年销售利润 481.06万元
年所得税 120.26万元
年税后利润 360.8万元
全部投资内部收益率 19.25%
投资回收期 6.1年（含建设期）
1.9可研编制依据
《PC钢棒项目前期工作综述》
《PC钢棒产品市场调研报告》
1.10可行性研究结论
本项目采用国内成熟的工艺技术和设备，生产国标定型产品，在技术上是可行的。
该项目原材料可由三钢集团公司供给，所生产的产品在福建省内尚属新产品，原材料供应和产品销售市场优势明显。
该项目利用冷轧分公司现有闲置厂房且公辅设施基本具备，因此，项目投资少，建设期短，经济效益好。
PC钢棒产品具有节约合金资源、高性能低成本等优势，且生产过程无污染，符合国家清洁生产和节能降耗的产业政策。
综上所述，本项目的实施将实现三河双轮化机有限公司沙洋分公司新的经济增长点，延伸金属深加工产业链，发展壮大公司实力。本项目在技术上、经济上都是可行的。
2产品大纲
2.1生产规模：
年产PC钢棒6万吨
2.2产品执行标准：
GB/T5223.3-2005 《预应力混凝土用钢棒》
2.3品种规格及产量：
该生产线以生产公称直径7.1mm～12.6mm螺旋槽钢棒为主，各品种产量分配见表2
表2： 品种规格及产量
钢棒表面形状类型
公称直径（mm）
计划年产量（t）
螺旋槽
7.1
10000
9.0
30000
10.7
10000
12.6
10000
合计

60000

2.4原材料供应
生产PC钢棒主要原材料为预应力混凝土钢棒用热轧盘条（GB/T24587），按本项目年产6万吨的生产规模，成材率99.4%计算，原材料年需量约6.036万吨，主要原材料用量及来源见表3。
表3 主要原材料用量及来源
原料材质
30MnSi
原料规格（mm）
Φ8
Φ10
Φ12
Φ14
原料用量（t）
10060
30180
10060
10060
原料来源
三钢、沙钢、唐钢、天钢等

3生产工艺及设备
3.1机组工艺流程
热轧线材→放线架放线→理线架理线→机械去锈→钢丝刷清洁→拉丝机拉拔（或刻槽）成型→多辊矫直→前张力牵引→感应加热淬火→保温稳定化→喷水冷却、吹干→感应加热回火→保温稳定化→回火冷却、吹干→后张力牵引→剪切→经分线盒分别进1＃、2＃收线机收线→成品检验→包装入库。
生产工艺流程简述：进厂的原料由汽车直接拉到原料库内存放，经检验合格的原料用行车吊到放线架上，经机械去锈、砂磨和气吹后直接进入定径机上拉拔减径，按工艺要求，其压缩率小于15％。然后可根据用户要求，在钢筋表面刻三至六个螺纹状凹槽，采用卧式拉丝机拉拔成型。成型后首先进行多辊组矫直，然后进入热处理设备中进行中频感应预热、超音频感应加热淬火和中频感应回火，以提高钢筋强度和机械性能。根据用户要求，需成盘卷交货的，经剪切机剪切后由导向管引向两个卧式收集筐进行收集，然后通过打捆机架和打捆机进行打捆，最后经检验、秤重、标牌、包装，入库待发。
3.2主要工艺设备
生产线由放线架、理线架、拉丝（刻痕）机、多辊矫直机、机械除锈机、前牵引机、感应加热炉、淬火冷却装置、感应加热炉（回火）、回火冷却装置、后牵引机、分线器、收线机组成。工艺设备布置简图如下：

3.3生产线主要技术指标
材质：30MnSi
规格：Φ7.1～Φ12.6mm
淬火温度：930～960℃
回火温度：400～460℃
生产线最高运行线速：
Φ7.1mm：100m/min Φ9.0mm：90m/min
Φ10.7mm：60m/min Φ12.6mm：40m/min
电耗：400度/吨左右
工作方式：连续工作
生产线中心标高：1000mm
生产线进料方向：左（右）进料
生产线用冷却水要求（单线）：
（1）产品循环冷却水：
流量：100m3/h
压力：0.4MPa
水温：不高于33℃
水质：城市供水水质标准 CJ/T206-2005（建设部）
（2）感应加热炉用冷却水：
流量：100m3/h
压力：0.4MPa
水温：不高于33℃
水质：城市供水水质标准 CJ/T206-2005（建设部）
压缩空气要求（单线）：
用量：3m3/min
压力：0.6MPa
压缩空气质量：GB/T13277-91《一般用压缩空气质量等级》
连续工作制
电力要求：每条线总装机容量：1250kVA
年产量：60000吨/年
3.4车间平面布置
共4条生产线，车间平面布置见附图。
3.5生产线设备配置
3.5.1 设备配置描述
每条PC钢棒生产线由拉拔成型设备、牵引传动设备、全固态静止变频加热电源、感应加热炉、喷冷水槽、液压剪切换向设备、收线设备、交流电机变频控制系统、PLC控制系统、测温系统及中央集中控制单元等组成。每条生产线设备具体包括：
（一）机械部分： 一套
含：（1）放线架 1个
（2）理线架 1个
（3）机械去锈机 1台
（4）拉拔成型机 1台
（5）矫直机 1台
（6）清洁机 1台
（7）1#牵引机 1台
（8）淬火水槽 1个
（9）回火水槽 1个
（10）2#牵引机 1台
（11）液压剪切换向机 1套
（12）收线机 2台
（二）感应加热设备： 一套
含：（1）GZP－500kW/10kHz IGBT中频感应加热电源 1台
（2）GCYP－200kW/40kHz IGBT超音频感应加热电源 1台
（3）GCYP－200kW/50kHz IGBT超音频感应加热电源 1台
（4）GZP－250kW/8kHz IGBT中频感应加热电源 1台
（三）感应加热炉 六台
（四）变频调速柜： 一组
含：（1）90kW（拉丝机驱动） 1台
（2）5.5kW（刻痕机驱动） 1台
（3）11kW（牵引机驱动） 2台
（4）4kW（收线机驱动） 2台
（五）操作台及操作盒 6台
含：（1）主操作台 1台
（2）收线操作盒 2台
（3）点动操作盒（机械去锈、牵引机、拉拔机各1台） 3台
（六）测温仪（测温范围300～1000℃） 两台
（七）配电开关柜 三台
配电开关柜的控制分配对象：
1#配电开关柜：加热电源①配电及主电路开关
2#配电开关柜：加热电源②③及对焊机、电焊机、轧尖机
3#配电开关柜：加热电源④ 1#变频柜、空压机、操作台
3.5.2机械设备组成及技术性能
（1）放线架
双臂旋转结构，中心套通过轴承与固定立柱连接，中心套可轻便旋转并定位，盘条悬挂臂通过螺栓与中心套连接，在换盘时轻便旋转，放线时定位，盘条头尾对接便利。
（2）理线架
理线架为锥式结构，其目的使盘条环型变直线型，防止乱线。
（3）机械去锈机
机械去锈机由2套成90度的反复弯曲辊组成。通过电机-升降机-丝杠（或气动）传动，推动活动弯曲辊伸出或退回。钢筋与弯曲辊之间保证足够的弯起包角，最大限度剥离氧化铁皮。氧化皮剥落后掉到下面的收集槽内，便于清理。采用全密封结构，避免粉尘在车间逸散。
（4）拉拔成型机
PC钢棒凹螺纹成型采用拉拔速度与模具旋转速度匹配的方式，模具受力好，模具寿命高，并人为控制钢棒导程，保证产品外观质量。拉丝机的减速机采用中硬齿面减速机，罐体及皮带处均有防护装置。拉丝罐设有停机气动压紧辊，以防停机乱线。卷筒直径900mm,最大拉拔速度100m/min,拉丝机电机90kW ,旋转模电机为5.5kW。
（5）矫直机
矫直机为被动式，由2套互成90度的弯曲辊组成。其在牵引机的动力下，形成张力矫直，调直钢棒。
（6）清洗机
清洗机由2组钢丝轮组成，由电机驱动，去除钢棒表面杂物。
电机0.55kW ，减速机为无级变速器减速机。
（7）牵引机
牵引机共有二台。分别置于淬火加热炉前，回火冷却装置后，起全线拖动作用。牵引机由三对牵引辊组成，下辊主动，上辊被动。下辊装置在一个单轴输入，三个输出轴的非标传动箱的输出轴上，上辊装置在上滑动架的滑槽内，由气缸控制上下移动并与下辊对接，其压力可调整并保持，以保证钢棒的夹持力，保证钢棒平稳运行。两台牵引机采用微张力控制技术，可根据工艺需要，随时调整张力并保持，为两个牵引机间在自控下形成恒张力提供保证，以满足产品质量的需要。牵引辊由两道槽组成，牵引辊通过涨套装配在光轴上，便于牵引辊的更换。电机为11KW，减速机为行星摆线针轮减速机。
（8）淬、回火冷却装置
淬、回火冷却装置采用不锈钢板制作，冷却方式为穿水冷却，出线端带有气吹装置。淬火水槽长6米，回火水槽长5米。
（9）液压换向剪切机
依据生产线快速剪切的要求，保证同步剪切及换向，确保100%剪切换向，保证生产线连续运行。液压站电机2.2kW。
（10）收线机
依据钢棒放线要求而设计，收线盘旋转速度跟随钢棒运转速度呈现规律性变化，实现规则布线。电机4kW，减速机为蜗轮蜗杆减速机。
3.5.3电气设备及技术性能
PC钢棒生产线电气控制设备主要包括感应加热部分、传动部分和自控部分。其中感应加热设备由4台IGBT全固态感应加热电源、4台感应加热炉、感应器等组成；传动部分包括6台变频调速控制器（1台变频调速控制柜）；自控部分包括测温系统、主操作台、收线操作盒及操作控制盒等。
（一）电气设备技术说明
（1）IGBT感应加热电源整流侧控制技术特点
①整流侧控制电路采用以MCS-51系列的89C51单片机为控制核心，构成全数字触发器，充分利用单片机的智能化功能，构成功能齐全的保护措施，并且由于89C51单片机控制程序内置，抗干扰能力大大提高。
②全数字触发器确保脉冲等间距触发，最大限度地降低了非特征谐波，减少了电网污染。
③采用直流电压调节为外环，电流调节为内环的双闭环PI调节器，克服传统比例控制方式输出功率受电网电压波动及负载变化影响，保证恒功率输出。
④由于晶闸管属于相控技术，电网电压相序与触发脉冲之间的同步问题是至关重要的。采用单片机技术成功地解决了自动认相功能，即对三相电源输入线不需要任何调整，控制电路会自动认相，完成整流触发功能。
⑤采用大板结构，将控制电源和控制电路集中在一块板上，简化外部联线，减少故障点，极大地便于维护。并且整流侧与逆变侧不共地，提高了抗干扰能力。
⑥所有故障保护措施均有微机检测强制拉逆变控制和调节器封环拉逆变控制两种方式。确保所有故障现象均能得到有效快速处理，不会由于其中一种保护措施失效而导致设备损坏。
⑦微机完成的自检功能可以检测电路的异常现象并通过数码管显示，防止控制电路带病工作，导致保护电路动作不准确，同时能完成水压、他激/自激切换、自动/手动切换、加热启/停检测、主回路上电检测、快熔熔断检测、故障复位状态检测、过流保护、过压保护等。
⑧控制电路具有软启动、软停止功能，防止在启动/停止过程中电流电压上升率太大，引起过压和过流。
⑨调节器输出的控制信号经A/D转换器后，由中断信号完成读取启动转换过程，因此最大调节延时时间为A/D转换器的转换时间（约80μS），这种快速响应的能力与模拟调节的快速性非常接近。
⑩设备具有独特的过压保护功能。
（2）IGBT感应加热电源逆变侧控制技术特点
①充分发挥并联型逆变器的优点，具有优良的频率自动跟踪能力，逆变器效率高。
②传统的槽路电压、电流取交角电路都是采用两个电位器分别调节槽路电压和槽路电流变换幅角大小，从而控制逆变触发脉冲引前角大小，这种电路需要两个电位器配合调节，需要经验且调节十分繁琐，通过对该电路的深入分析和改进，大大简化负载更换后引前角调节工作，只需调节一个电位器就能决定引前角大小，并且调节是线性单调递增，极大地适应了现场调节。
③全固态中频电源逆变控制具有逆变器定角控制功能，在负载工况变化时能保持逆变器容性工作角度不变，具有非常宽的频率适用范围。
④采用大板结构，将控制电源和控制电路集中在一块板上，大大简化外部联线，减少故障点，极大地便于维护。并且整流侧与逆变侧不共地，大大提高了抗干扰能力。
⑤自激信号取样取消传统 的电压比较器LM339，用速度更快、更灵敏的高速电压比较器LM319代替，保证自激信号取样的可靠性。
⑥他激/自激切换由电子开关完成，即减小传统由外部开关控制导致弱电信号外引导致的干扰，又保证他激频率稳定和过压保护可靠动作。
⑦逆变控制电路采用以MCS-51系列的89C51单片机为控制核心，完成他激/自激转换、他激频率修正、频率显示等逆变控制功能。
⑧逆变控制具有他激频率自动跟踪能力，在加热过程中能控制他激频率跟踪自激频率的变化，保证在停机过程中不会进入感性工作状态，提高设备频繁起动性能和可靠性。
⑨具有他激频率和自激频率显示功能，频率显示精度为±50Hz，大大方便了调试和维修。
⑩IGBT驱动信号的重叠时间在每只IGBT的驱动板上调节，有效地克服了器件的离散性和驱动回路延时的分散性，最大限度地保证了驱动信号的一致性和对称性。
（3）感应加热炉
感应加热炉主要由加热用感应器、谐振电热电容器、汇流通水母排、水分配器、高、低水压保护等部分组成。其中感应器采用通水紫铜管绕制，内置耐高温瓷管，每台感应加热炉内由多段感应器串并联组成，每段感应器之间加装定位导向装置以保证PC钢棒运行稳定。感应器外加装保护屏罩，确保生产安全，并在第一台加热炉留有排烟口，以净化生产环境。
（二）传动与自控部分
由于PC钢棒生产线为连续化运行生产线，因此生产线传动与电源的自动控制显得尤为重要，并且将直接影响到产品的质量。电机传动控制采用SIMENS-MM440系列变频调速器控制生产线的运行速度及在线刻痕和拉丝设备。在主操作台上以人机界面设置和PLC控制为核心的自控系统可实现对生产线的自动化控制和管理。主要具有以下功能：
（1）生产线启动时，自控系统能自动完成传动控制及各电源的启动，并自动实现速度与功率上升的合理匹配。在生产线运行速度动态调整过程中，能自动调节加热电源功率，以减少淬火、回火出口温度波动。
（2）自控系统具有工艺参数设定、存储、调节、修改、等功能。
（3）由于加热电源具有电流、电压双闭环PI控制功能，在一定程度上实现了加热电源的恒功率控制，因此保证加热工艺参数的主要措施是生产线运行速度与加热功率大小和加热功率分配之间的协调控制，自控系统通过检测生产线运行线速度，确定加热设备功率大小和功率分配，从而保证生产线按最佳工艺参数运行，使产品质量不受人工及环境因素的影响。
（4）自控系统具有手动/自动剪切及换盘功能。自动时，将接头处自动剪切并依据设定长度进行自动剪切及换盘。
①淬火、回火温度（设定及实际值）
②线速度、长度（设定及实际值）、直径、重量
③电源输出功率
④故障信息显示，10组历史故障存储
⑤生产线工作状态信息显示
（5）自控部分简要说明
采用SIEMENS S7-300 PLC 可编程控制器，配以西门子新型人机界面TP-270-10 （10英寸彩显）进行面板操作，驱动部分采用SIEMENS 新型变频器MM440系列。
SIMATIC S7-300 是一种通用中型的PLC，能适用于自动化工程中的各种应用场合，尤其是在生产制造工程中的应用：循环周期短,处理速度高；模块化结构，适合密集安装；100%免维护；对环境要求不高。CPU 315-2DP 工作存储器 128K字节，21K 条指令在RAM 中，位操作0.3µs-0.6µs,字操作小于1µs，带MPI、DP 口。采用MIRCO 存储卡，不需后备电池。
TP-270-10 是SIEMENS 的人机界面的高端产品，STN液晶显示，256色，基于WINDOWS-CE，功能强大，具有很好的通用性，灵活性。
MM440 是SIEMENS采用最新的IGBT技术，用数字微处理器控制和高质量矢量控制系统实现的变频调速控制器，可用磁通电流控制改善动态响应，并且优化电机控制。力矩控制方式有：恒力矩和变力矩两种。对变频器的控制方式采用PROFIBUS-DP的现场总线，具有以下特点：
①少量数据的高速通信和高的系统可用性；
②传输速率最大12M bit/s,响应时间短；
③传输距离最大可达23.8km；
④接线简单。
（6）其控制过程分为：点动，手动，自动三种控制方式。能方便快捷的满足生产线的各种情况的不同要求。
①生产线启动时，能自动完成传动机构及各电源的起动，并按设定自动实现速度与功率的匹配。并依据工艺要求调整加热功率及线速度。
②人机界面中文图形文本（TP-270触摸屏）可设定及实时显示以下参数：线速度、电机电流、故障信息、显示生产线工作状态信息等。
a 淬火、回火温度
b 线速度
c 电源输出电压电流
d 故障信息显示
e 生产线工作状态信息显示
（三）技术数据
（1）感应加热电源主要技术指标
表4 感应加热电源主要技术指标
加热设备
500kW/10kHz
200kW/40kHz
200kW/50kHz
250kW/8kHz
供电电压
三相
380V/50Hz
三相
380V/50Hz
三相
380V/50Hz
三相
380V/50Hz
进线电流
816A
370A
370A
408A
进线铜缆
240mm2×2
185 mm2
185 mm2
240 mm2
额定直流电压
500V
450V
450V
500V
额定直流电流
1000A
450A
450A
500A
额定直流功率
500kW
200kW
200kW
250kW
频率范围
6~10kHz
35~40kHz
40~50kHz
5~8kHz
谐振形式
并联谐振
并联谐振
并联谐振
并联谐振
逆变器状态
<10°容性
<15°容性
<15°容性
<10°容性
最大槽路电压
570V
520V
520V
570V
设计Q值
3~5
12~15
16~20
3~5
整机效率
≥80%
≥70%
≥72%
≥80%
（2）GZP－500kW/10kHz IGBT中频感应加热电源
①预热电源：GZP-500kW/10kHz IGBT 中频感应加热电源，最大直流输出功率500kW，运行频率6～10kHz。
②运行参数
a 预热温度：700℃左右
b 感应加热输出功率：500kW（调节范围：10－100％）
c 感应加热频率：10kHz
d 电源电压：3相±10％ 50/60kHz
e 电源电流：820A
f 控制方式：恒压调节方式
（3）GCYP－200kW/40kHz IGBT超音频感应加热电源
①加热电源：GCYP-200kW/40kHz IGBT 超音频感应加热电源，最大直流输出功率200kW，运行频率35～40kHz。为钢棒的加温段，完成居里点后的提温，基本达到淬火温度。
②运行参数
a 加热温度：880℃左右
b 感应加热输出功率：200kW（调节范围：10-100％）
c 感应加热频率：40kHz
d 电源电压：3相±10％ 50/60kHz
e 电源电流：360A
f 控制方式：恒电压调节方式
（4）GCYP－200kW/50kHz IGBT超音频感应加热电源
①淬火电源：GCYP-200kW/50kHz IGBT 超音频感应加热电源，最大输出直流功率200kW，运行频率40～50kHz。本台设备配备两台加热炉，第一台为快速加热段，第二台为感应保温段。特点：可使钢棒的心表温度均匀一致，从而确保钢棒热处理后的质量。
②运行参数
a 加热温度：≤950℃左右
b 感应加热输出功率：200kW（调节范围：10－100％）
c 感应加热频率：50kHz
e 电源电压：3相±10％ 50/60kHz
f 电源电流：360A
g 控制方式：恒电压调节方式
（5）GZP－250kW/8kHz IGBT中频感应加热电源
①回火电源：GZP-250kW/8kHz IGBT 中频感应加热电源，最大直流输出功率250kW，运行频率5～8kHz。本台设备配备两台加热炉，第一台为回火加热段，第二台为感应保温段。目的：使钢棒心、表淬火组织得到充分回火。
②运行参数
a 加热温度： ≤450℃
b 感应加热输出功率：250kW（调节范围：10-100％）
c 感应加热频率：8kHz
d 电源电压：3相±10％ 50/60kHz
e 电源电流：410A
f控制方式：恒电压调节方式
（四）测温系统
采用测温仪，测温范围300～1000℃。
（五）供电电网要求
（1）供电电网电压应为正弦波，谐波失真不大于5%。
（2）电网输入为三相、线电压380V交流电压，频率为50Hz。
（3）电网电压持续波动范围不超过±10%，电网频率变化不超过±2%（即应在49～51Hz间），三相电压间不平衡度应小于±5%。
（4）供电电源容量不小于1250kVA。
4公用及辅助设施
4.1总平面布置
厂区总平面布置详见附图。
4.2运输
原材料进厂和产品出厂采用公路运输，总运输量121000吨/年，其中，运入量65000吨/年，运出量65000吨/年。运入和运出的货物主要有：热轧线材、打包材料、生产备件、设备备件、钢棒成品、切损轧废及废备件等。
厂内运输采用设在车间内的行车吊运。
4.3供配电
4.3.1电力负荷
总装机容量5000kW。
4.3.2供电电源
PC钢棒项目的供电来自园区35kV变电站，主变容量为16000kVA，园区已建工程用电为3500kVA。
车间供电电压为6.3kV，来自厂区总降压变电所I，Ⅱ段母线。高压供电系统采用单母线分段方式，两段母线之间设联络开关，在正常情况下联络开关打开，两段母线独立运行，当其中一路电源事故或检修时，联络开关合上，由另一路电源供电，以维持正常生产。
车间内设动力变压器向各种低压负荷供电。
4.3.3供配电系统设施
（一）防雷接地
车间防雷按第三类工业建筑标准设计。车间接地系统包括：
工作接地：低压供电系统工作接地类型为TN-C-S系统。
保护接地：在车间内设置网格式接地网。接地网由镀锌扁钢构成，并与厂房的柱基相连接，以降低接地电阻。对进入车间的所有金属管线实施总等电位连接。
防静电接地：对于易燃气体及流体流经的金属管道，每隔一定的距离及在管道的分支处进行接地。
防雷接地：厂房防雷保护可利用金属屋面或在厂房屋面设金属圆钢构成的网络，其引下线就近接到接地网上。
控制系统接地：对于所有无特殊要求的接地系统，可以采用统一的接地体，其接地电阻按各系统所需的最小接地电阻确定。对于有特殊接地要求的电气设备，则按设备要求单独进行接地设计。
对基础自动化控制系统接地及计算机系统接地，采用放射式连接。其它的系统接地，其接地线路可采用干线式连接。
车间内所有电气设备的金属外壳均应可靠接地。
（二）照明
车间设置照明配电屏，向全车间照明设备供电。照明配电屏采用两路进线、单母线方式运行，母线由不同电源变压器供电，车间内照明灯具采用交叉方式配电，当一路照明回路故障时，仍可维持车间照明。
车间的厂房采用节能型混光灯照明。各电气室，仪表室，计算机室及操作室采用荧光灯照明。工艺润滑设备坑内采用防水、防潮型白炽灯照明。
在拉丝机、淬火装置、回火装置、收线机等主要设备附近设置局部照明。车间出口，主要建筑物出口，主要行人通道灯处设置带后备电源的标志灯。主要操作点及高低压配电设备室灯处设置带后备电源的应急灯。沿主厂房外围及水处理区域道路设置采用节能型照明灯具的道路照明，其配线采用电缆直埋。
4.4给排水
4.4.1项目用水量
（1）产品循环冷却水流量100m3/h×4，压力0.4MPa。
水温：不高于33℃。
水质：城市供水水质标准 CJ/T206-2005（建设部）
（2）感应加热炉用冷却水流量100m3/h×4，压力0.4MPa。
水温：不高于33℃。
水质：城市供水水质标准 CJ/T206-2005（建设部）
4.4.2给排水系统
按工艺设备用水的要求，设有以下供排水系统。
（1） 净循环水系统
净循环水系统净环水量400m3/h，回水含有少量氧化铁皮，且水温升高。回水经氧化铁皮沉淀池沉淀，余压上冷却塔冷却降温后回到循环水泵房吸水井，再用加压泵送至车间循环使用。
净环水系统补充水量3m3/h，由生产新水和软水兑制而成。净环水系统排污水3m3/h，排入厂区排水管，净环水系统排污水符合国家排放标准。
（2） 感应加热炉用冷却水循环系统
感应加热炉用冷却水循环系统净环水量400m3/h，回水未受污染，仅水温升高。回水余压上冷却塔冷却降温后回到循环水泵房吸水井，再用加压泵送至车间循环使用。
感应加热炉用冷却水循环系统补充水量3m3/h，由自来水管道补充，排污水3m3/h，符合国家排放标准，排入厂区排水管。
（3） 生活给水系统
生活给水用量为5m3/日，主要供车间生活用水和化验室用水，由厂区生活给水管网接入。
（4） 排水系统
采用生产生活雨水排水系统分流制。
生产排水共6m3/h，经水循环系统处理达到国家排放标准后排入厂区生产排水管网，其余排水直接排到厂区生产排水管网。
生活排水3m3/h，其余生活污水经化粪池处理后外排至厂区生活排水管网，生活废水直接排至厂区生活排水管网。
5 环境保护、生产安全与工业卫生
5.1主要污染源、污染物及其控制方案
5.1.1废气
钢棒淬火、回火过程中产生的水雾，由抽烟罩吸附处理，低于《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）外排。
5.1.2废水
钢棒淬火、回火过程中产生的带氧化铁皮废水及冷却设备的废水，其中设备间接冷却水，使用后仅水温升高，水质无污染，经冷却塔冷却后循环使用；带氧化铁皮的废水，经沉淀池处理并冷却塔冷却后循环使用，少量排水直接排入厂区生产排水管网，排水水质可达到《钢铁工业水污染物排放标准》（GB13456-92）的要求。
5.1.3噪声
钢棒淬火、回火机组排烟系统排烟风机运转、钢棒拉拔刻痕过程及降温风机产生的噪声等，均低于《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-90）。
5.2生产安全与工业卫生
5.2.1有碍安全和卫生的危害因素分析
生产过程中主要危险、有害因素有：生产过程中的灰尘、物料运输与装卸伤害、机械伤害与人体坠落、电气设备的触电伤害、噪声造成的危害。
5.2.2安全技术措施
生产过程的扬尘点主要是：机械去锈机除锈过程产生的氧化铁皮粉尘，设备采用全密封结构，氧化皮剥落后掉到下面的收集槽内，便于清理，避免粉尘在车间逸散。
对连续运行的生产线设备工作区域设置安全防护栏，高空平台、走台等设计安全栏杆。
所有插座回路及移动用电设备回路均设漏电保护。电气设备置于柜内或专用房间内。
所用设备为低噪声设备，生产岗位噪声满足要求。
6 节能与合理利用能源
6.1节能遵循的主要标准、规范
《中华人民共和国节约能源法》1998-01-01
《中国节能技术政策大纲》1996-05-30
《钢铁企业设计节能技术规定》YBJ51
《电工行业节能设计技术规定》JBJ15
《工程设计节能技术暂行规定》GBJ6
《工业企业照明设计标准》GB50034
6.2本项目采用的主要节能措施
a、生产线工艺选用拉拔与热处理全连续式，与拉拔与热处理分线生产工艺相比，一是可降低牵引机功率从而减少机械能耗，二是可充分利用钢筋拉拔变径产生的机械热能，从而降低钢筋淬火加热电耗。
b、本生产线的主要耗能设备是中频炉，采用德国西门子公司的大功率IGBT晶体管组成并联型逆变电路，更加集成化小型化，有效功率输出达90%以上，较传统可控硅电路节能30%左右
c、在设备的选型上根据工艺需要，经精确计算选择合适的容量，避免大马拉小车的能源浪费。
d、生产线主要的驱动电机采用变频控制。
e、供电采用S11型节能变压器，并在各段380V母线上安装无功补偿设备，提高功率因数降低供电损耗。
6.3实施本项目将产生的节能效果
a、本项目因在工艺设计上采用节能措施（6.2），单位产品能耗可降低20kWh/t，按设计年产6万吨计算，年节约电耗1.2×106kWh。
b、 PC钢棒产品本身是一种节能材料，由于其高强度低松弛的性能