江苏联峰能源装备有限公司新增模铸工程初步设计.doc
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1、江苏联峰能源装备有限公司新增模铸工程初步设计(修改)设计经理部门项目主管专业负责人审核编制2012年12月 江苏联峰能源装备有限公司新增模铸工程初步设计目 录1 工程概述31.1 建设单位及项目名称31.2 设计依据31.3 设计内容与分工32 模铸工艺设施42.1 概述42.2 主要工艺参数计算92.2.1模铸线生产能力分析92.2.2辅助设备能力计算122.3 模铸系统152.3.1 设备选型及其功能152.3.2 原材料及动力介质要求152.3.3 工艺操作过程172.3.4 主要设备技术性能182.3.5 模铸主要技术经济指标232.3.6 模铸原材料及动力介质消耗指标232.4劳动定
2、员252.5 主要设备表252.6 电机表273 工程概算29附图目录附图1:模铸工艺布置平面图附图2:模铸工艺布置横断面图附图3:模铸工艺布置纵断面图(2)1 工程概述1.1 建设单位及项目名称建设单位:江苏联峰能源装备有限公司项目名称:新增模铸工程1.2 设计依据编制本初设的依据如下:双方共同签署的设计合同;双方共同签署的会议纪要。1.3 设计内容与分工(1)设计内容 模铸线主体工艺布置; 主要设备选型(订货技术要求);土建工程;能源介质需求;工程概算;(2)设计分工经双方商定,本项目设计的分工原则如下:京诚公司负责进行技术方案及工艺布置设计,提出成套设备订货技术要求(包括起重机、钢包浇铸
3、车、退火炉、钢锭过跨车),完成土建设计,提出能源介质需求及其TOP点。联峰能源装备有限公司负责钢锭模、中注管、底盘、耐材、工具等消耗件(品)和工具的成套采购;本项目所需的电、水、煤气、天然气、氧气、氩气等能源介质需要由联峰能源装备有限公司负责接至中冶京诚提供的TOP点。 34 江苏联峰能源装备有限公司新增模铸工程初步设计2 模铸工艺设施2.1 概述联峰能源装备有限公司拟在现有电炉炼钢车间内增建模铸线1条,以满足市场需要,改善产品结构,降本增效。模铸线为钢包浇铸车结合半坑式钢锭生产线。2.1.1 生产规模和产品方案1)生产规模模铸线年产钢锭12万t。其中10.5t锭10万吨,送棒材车间轧制;其他
4、锭2万吨,退火外卖。2)产品方案钢锭生产钢种主要有35#、45#、40Cr、35-42CrMo、GCr15、20-40CrNiMo等。主要锭型见表2-1。表2-1 模铸主要锭型表序号形状锭重尺寸上口(下口)总高度支/炉116角32-35t1380(1160)33503支/炉216角29-32t1370(1120)33003支/炉316角26-29t1320(1100)32003支/炉48或16角23-26t1260(1020)32004支/炉58角20-23t1200(1000)31005支/炉68角17-20t1170(980)28005支/炉78角14-17t1120(920)26006支
5、/炉88角11-14t1060(900)23507支/炉98角9-11t1000(790)220010支/炉104角10.5t800(600)260010支/炉2.1.2 基本工艺路线工艺路线为:110t电炉110tLF/VD钢锭浇铸缓冷罩/退火炉精整。2.1.3 基本工艺设施配置见表2-2。表2-2 模铸主要工艺设备配置表序号设施名称数量备注1220t钢包浇铸车1台钢水接受跨2120t钢锭退火炉4台电炉跨3钢锭缓冷罩6个4120t钢锭模过跨车1台钢水接受跨电炉跨550/10t吊钩桥式起重机1台电炉跨650/10t吊钩桥式起重机1台锻造车间钢锭处理跨,预留1台2.1.4工艺流程见图2-1。图2
6、-1 模铸工艺流程图2.1.5 金属平衡见图2-2。2.1%钢锭12钢水12.596%汤道残钢0.0875铸余0.10.8%0.7%氧化损失0.050.4%废品0.2625图2-2 模铸金属平衡由金属平衡可知,模铸线年产钢锭13万吨,需钢水13.54万吨。按年作业天数350天,平均日需钢水387t。2.1.6 采用的工艺技术及主要设备特点1)采用钢包浇铸车型的半坑式模铸工艺采用钢包浇铸车载运钢包进行钢水浇铸,不占用天车,降低天车作业率,生产组织灵活。钢包浇铸车采用变频调速,液压横移,保证钢包水口与中注管精确对中;配备车载称重系统,无线传输信号,可实时监测钢水重量和浇注速度;车载电控柜和液压站,
7、随车操作,方便维护与操作;2)采用台车式退火炉对钢锭进行去应力软化处理,为后续轧制创造良好条件,退火炉配备先进的燃烧系统和监控系统,可适应不同退火曲线的钢种的处理需求。2.1.7 车间组成及起重机配置模铸工艺布置由铸锭区、堆修模区和钢锭处理区组成。1)铸锭区铸锭区布置在钢水接受跨1113#柱间,主要完成整模、浇铸、脱模、钢锭转运等作业。布置有模铸坑、事故漏钢坑、钢包浇铸车、脱模砂坑、耐材干燥间等,此区域布置有双层天车运行,钢水吊运由现有的轨面标高为+33.5m的210/75/15t铸造吊完成,脱模、钢锭及钢锭模吊运等作业由现有的轨面标高为+17m的150/32t桥吊完成。模铸坑尺寸:1#模铸坑
8、:19200(长)5200(宽)1000(深),坑底可布置4个底盘,坑底及坑内壁砌筑耐火砖防护。2#模铸坑:14600(长)5200(宽)1000(深),坑底可布置4个底盘,坑底及坑内壁砌筑耐火砖防护。脱模砂坑尺寸:10000(长)5500(宽)600(深),坑内填充砂子,用于缓冲脱模的冲击力。耐材干燥间用于铸锭用砖、保护渣、保温剂、绝热板等材料的干燥存放,位于E列和F列1213线之间,采用蒸汽采暖方式,工作温度70-80。设有1台手推式平板车(台面2000X3000),用于人工转运耐材,同时设2t卸货叉车1台,用于耐材运输。2)堆修模区堆修模区位于电炉跨1213线之间区域,用于钢锭模、中注管
9、、小底盘等的堆放、修补等作业。设有120t过跨车往返与钢水接受跨铸锭区与电炉跨堆修模区之间,进行钢锭模、中注管、小底盘等的过跨运输。3)钢锭处理区钢锭处理区布置与新建锻造车间毗邻的钢锭处理跨(不在现有电炉车间内)。主要完成钢锭的退火、精整(修磨)、存放、运输装卸等作业,布置有120t钢锭退火炉4座、简易钢锭修模设施2套,设钢锭精整区、成品钢锭存放区等,设1台50/10t桥吊(预留1台),用于钢锭吊运作业,轨面标高+12m。4)钢锭过跨运输线在钢水接受跨铸锭区与新建的锻造车间钢锭处理跨之间布置有一条钢锭输线,配置有1台110t钢锭运输车,钢锭运输车为已有设备。4)起重机配置起重机配置见表2-3。
10、表2-3 模铸区起重机配置表序号跨间名称建筑参数车间吊车吨位数量备注长度(m)跨度(m)轨面标高(m)建筑面积(m2)1铸锭区(钢水接受跨)483033.5/171440210/75/15t1铸造起重机(现有)H=33.5150/32t1吊钩桥式起重机(现有)H=172堆修模区24302872050/10t1吊钩桥式起重机(新增)3钢锭处理区(锻造车间钢锭处理跨)1442412345650/10t1吊钩桥式起重机(新增)预留1台合计5616注:模铸工艺平面布置见附图。2.2 主要工艺参数计算2.2.1模铸线生产能力分析1)模铸作业周期模铸作业周期分解见表2-4。表2-4 典型钢锭模铸作业周期分
11、解表序号操作项目单位操作时间(1盘钢锭)单次操作时间(min)锭型t10.51417202326293235盘111111111支数支/盘(平均)53.565443331砌筑底盘min303030303030303030302摆小底盘min10712108866623摆模min10712108866624摆中注管min33333333335吹扫、等待min101010101010101010106浇铸车开至浇铸位min33333333337浇铸min1111222222222222228钢锭冷凝(至脱模时间)min3904504905405706307207507809脱模min1510.51
12、8151212999310脱中注管min333333333311脱小底盘min107121088666212清理底盘min30303030303030303030总计min525571.56456867077678488789082)模铸产能核算模铸线在现有车间内钢水接受跨东端布置,受车间面积限制,可布置能容纳4个底盘的模铸坑1个和容纳3个底盘的模铸坑1个,共2个模铸坑。受铸锭用起重机数量(1台)、操作人员等因素的限制,实际生产中整模、浇铸、脱模等作业只能是7个底盘依次先后作业,不能同时作业,因此以8个底盘总作业周期为产能核算基础。某一锭型的最大年产能为T冷凝冷凝时间(开脱时间),min,见表
13、2-4;T其他除冷凝时间外的其他时间,min。n可布置底盘总数,7个;G单一锭型的配锭钢水量,t; m一炉钢水可浇铸的底盘数;96%金属收得率;300年有效作业天数(与电炉相同),天。由此计算的各锭型年产能如表2-5。计算前提:(1)不考虑与连铸配合的影响(2)假设钢水按需供应表2-5 典型钢锭年产能项目单位锭型合计备注10.5t14t17t20t23t26t29t32t35t配锭钢水量t109.4102.1106.3104.295.8108.390.6100.0109.4底盘总数(n)个7777777771炉钢水可浇铸底盘数(m)个221111111除冷凝之外的其他时间(T其他) min14
14、5131.5165156147147138138138含10min吊包倒渣时间7个底盘总模铸周期min14051370.51645163215991659168617161746金属收得率96%96%96%96%96%96%96%96%96%单一锭型最大产能万吨/年11.3010.8118.7518.5317.4018.9615.6016.9218.19比例(假定)84.00%4.0%2.0%2.0%2.00%2.00%2.00%1.00%1.00%100.0%各锭型按比例产能万吨/年9.490.430.380.370.350.380.310.170.1812.06各锭型实际可完成产量万吨/年
15、10.080.480.240.240.240.240.240.120.1212日浇铸炉数炉3.533322222天数天272.715.27.67.611.411.411.45.75.7348.5上表可见,模铸线最大产能为12.06万吨/年,能够完成12万吨/年的目标产量。2.2.2 起重机作业率计算起重机主要核算钢水接受跨模铸区150/32t起重机作业率。150/32t桥式起重机位于钢水接受跨模铸区,主要用于整模、脱模、钢锭吊运等模铸相关作业。起重机作业率计算式为: 式中,K1起重机工作量系数,包括未预计到的工作量,一般1.11.2;取1.1。K2起重机有效作业系数,即扣除起重机实际工作中的等
16、待、干扰、日常维护等的影响,本工程150t起重机基本为模铸区专用,受其他干扰较少,此系数可取0.9;由此计算150/32t桥式起重机作业率见表2-6。表2-6 铸锭区150/32t桥式起重机作业时间及作业率序号项目单位作业时间分解(1炉钢水)备注10.5t14t17t20t23t26t29t32t35t盘数盘221111111总支数支10765443331摆小底盘min2014121088666每支2min2摆模min2014121088666每支2min3摆中注管min663333333每支3min4脱模min302118151212999每支3min5脱中注管min663333333每支3
17、min6脱小底盘min2014121088666每支2min7吊运钢锭min402824201616121212每支4min8吊运锭模(外运装车)min302118151212999每支3min9吊运小底盘(外运装车)min302118151212999每支3min10吊运中注管(外运装车)min663333333每支3min11其他辅助min303030303030303030合计min2381511231048585666666起重机作业率日浇铸炉数炉3.533322222总作业时间min833453369312170170132132132天车作业率70.70%38.45%31.32%2
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