电渣重熔钢精铸件技改工程初步设计说明.doc
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1、XX钢铁有限责任公司电渣重熔钢精铸件技改工程初步设计(第一分册)工程编号:目 录1 总论11.1 概述11.2 设计依据11.3 设计原则和设计范围11.4 生产规模及主要设备11.5 公辅设施41.6 建筑结构51.7 总图运输61.8 能源61.9 环保、安全和工业卫生、消防61.10 概算71.11 技术经济分析82 工艺与设备92.1 概述92.2 设计原则和设计范围92.3 建设规模及产品大纲102.4 电渣重熔钢精铸件生产工艺流程及工艺布置112.5 抽锭式电渣重熔炉设备及性能152.6 电渣炉动力消耗302.7 车间劳动定员313 电力323.1 概述323.4 电压等级及计算负
2、荷323.5 供电电源333.6 供配电方式及设备选型333.7 电气传动及控制设备343.8 配电线路的选型及敷设方式343.9 电气防火措施343.10 防雷接地及电力变压器接线方式343.11 照明354 自动化及仪表354.1 概述364.2 自动化系统的构成364.3 控制室364.4 管线敷设374.5 接地375 通讯386 给排水396.1 设计依据396.2 设计范围396.3 给排水外部条件396.4 给排水系统407 暖通空调427.1 设计依据427.2 气象资料427.3 主要设计内容427.4 能源消耗437.5 除尘438 土建448.1 主要设计内容448.2
3、XX钢电渣重熔精铸件技改项目建筑结构简介449 总图运输469.1 概述469.2 平面布置469.3 竖向布置及场地排雨水469.4 运输479.5 厂区绿化与消防489.6 主要技术经济指标499.7 需说明的问题4910 环境保护5010.1 设计依据及采用标准5010.2 大气污染5010.3 工厂绿化5010.4 环境监测和环保管理机构5111 劳动安全卫生5211.1 设计依据5211.2 工程概述5211.3 生产过程中职业危险、危害因素的分析5211.4 劳动安全卫生设计中采用的主要防范措施5411.5 劳动安全卫生机构设置及人员配备情况5511.6 劳动安全卫生专用投资概算5
4、511.7 建设项目劳动安全卫生预评价的主要结论5512消防5612.1 编制依据及采用的标准5612.2 工程火灾危险性分析5612.3 工程防火措施5612.3.1 总图布置5612.4 消防通讯5912.5 消防管理5912.6 防火及消防措施效果预测与评价5913 能源评价6013.1 节能设计依据6013.2 工程概述6013.3 能源种类及供应6013.4 能源消耗6113.5 能源评价6214 投资概算6314.1 工程概况6314.2 投资构成6314.3 编制依据6314.4 其他需说明的问题6415 技术经济评价65 1 总论1.1 概述XX钢铁有限责任公司为了进一步生产一
5、些满足更高性能的特钢,提高企业对市场的竟争能力,实现经济和社会效益的同步增长。拟新建电渣重熔钢精铸件技改工程,该项目主要工艺配置有:一座电渣炉及其相应的公辅设施。新建电渣重熔钢精铸件技改工程年产特钢电渣锭能力4000t/a。1.2 设计依据1.2.1XX钢电渣重熔钢精铸件技改工程技术协议;1.2.2XX钢铁有限责任公司提供的原始资料;1.2.3国家、行业现行的标准、规程、规范与规定。1.3 设计原则和设计范围1.3.1 设计原则1)工艺设备选择力求技术先进适用、经济合理、生产可靠;2)在给定的范围内,精心规划、合理布置,并考虑为将来发展留有余地;3)严格执行合同,满足合同规定要求。1.3.2
6、设计范围与内容本项目非标设备设计设计由技术公司负责。工厂设计由XX有限公司负责。1.4 生产规模及主要设备1.4.1 生产规模按车间年工作天数300天,电渣锭13t/支,生产周期约24h计算,电渣重熔钢精铸件技改工程年产特钢电渣锭能力4000t/a。1.4.2 主要设备主体设备:电渣炉 1台型号:ESCC600辅助设备:1.4.2 .1、渣料烘烤炉 1台渣料烘烤采用电阻炉。一台烘烤炉的炉膛体积可以满足放置2只渣料槽的需要。要求渣料烘烤炉采用炉底开出式,即炉底与整个炉膛可以分离,炉底相当于一台小车,置于轨道上。装料和卸料时可以开出外面,方便吊运。渣料烘烤炉用耐火材料砌筑而成,电炉功率可按满足炉膛
7、最高温度950。炉膛尺寸: 1600(宽)2000(长)1000mm (高)1.4.2 .2、交流电焊机自耗电极与假电极(也叫辅助电极)之间的连接采用焊接方式。对于低碳钢可采用普通交流焊电焊机接。型号:BX-6301.4.2 .3、悬挂式砂轮机型号:50030mm1.4.2 .4、台称 1台型号:500kg1.4.2 .5、钢锭吊具型号:圆锭2个、方锭各1个1.4.2 .6、渣料槽型号:1000(宽)1500(长)400mm (高)的耐热不锈钢槽4只1.4.2 .7、气割工具型号:氧气瓶、乙炔瓶及气焊把1套1.4.2 .8、其它常用工器具型号:维修钳工工具、电工工具、管工工具等1.4.2 .9
8、、电极水平焊接机 型号:EW5003000 (非标)1.4.2 .10、钢锭翻转机型号:IGT6006000(非标)1.4.2 .11、脱氧剂加料器1.4.2 .12、除尘装置要求:烟气量为1000Nm3/h。初始烟气含尘量为5g/m3,烟气中灰尘的主要成分为Al2O3、CaF2、CaO、Fe2O3等颗粒。采用机械抽风排烟装置,将烟气经与除尘烟罩相连的管道输送至车间除尘系统,经除尘系统后烟气含尘量降为50mg/m3以下。1.5 公辅设施1.5.1 电气在车间内新建1座6kV高压配电室,为一台电渣炉冶炼变压器提供电源(预留一台电渣炉冶炼变压器高压柜、总进线柜、计量柜和高压开关柜位置)。在车间南侧
9、新建1座630kVA箱式变压器,为车间提供动力电源。为本工程提供的两路6kV电源由业主负责解决。在车间内建设一座低压电气室和控制室,为电渣炉传动设备供配电;另外预留一台电渣炉传动设备用配电柜和操作台位置。1)控制水平本工程中电渣炉传动设备中快速电机均采用变频调速,直流电机采用PLC控制。2)照明该厂房照明侧灯选用新型高效灯具,顶灯采用高频无极灯具。变配电室和控制室选用荧光灯具。3)要考虑系统接地、防火等。1.5.2 自动化电渣重熔过程自动化控制系统的核心是编程逻辑控制器(PLC)等。1.5.3 通信设施,设置行政调度电话系统、无线对讲系统。该部分内容由XX钢公司统一考虑。1.5.4 能源介质电
10、渣炉设施所需的水、氮气及煤气均接自XX钢公司指定相应系统接点。1)给排水一期工程在车间78轴处建一座板式换热器换热站机组,车间东侧新增一台开式冷却塔,提供一次冷却用水,循环水系统补水及设备事故冷却水引自2)氮气本工程所需低压氮气接自线材厂高线三车间北侧厂区综合管网低压氮气管道,接管设计压力:1.1MPa,接管管径DN50,经管架敷设至电揸炉厂房内,氮气管道在厂房入口处设阀门、放散管、流量计,及所需操作平台。经厂房内综合管网架空敷设至工艺用点3)煤气煤气管道引自车间厂区主煤气管网,在车间西侧入口处设置计量装置4)空调暖通控制室内设KER-61LW风冷冷暖柜式空调1台高压配电室需设置事故通风系统控
11、制室及低压配电室内设2台LF-14风冷单冷空调机1.6 建筑结构主要包括新建的电渣炉车间厂房、高压配电室、电气室、控制室和设备基础等。1)建、构筑物结构设计电渣炉车间厂房为钢结构门式刚架型式。高度约17.64m,跨度为27m,平面尺寸27m45m,该跨设一台32/5t桥式吊车,轨道为QU80,轨顶标高12.5m。主厂房采用钢结构门式刚架型式、钢屋面、墙体采用彩色压型钢板围护,地坪为混凝土地面。屋顶留设弧性形通风器(喉口宽度:6m,长度L=38.1m) 2)高压配电室、电气室、控制室均采用砖混结构。高压配电室平面尺寸为6m12m,层高4.5m;电气室、控制室平面尺寸为15m4.2m,层高3.5m
12、。1.7 总图运输根据工艺流程合理、运输顺畅、充分利用地形及最大限度减少拆迁等原则,结合XX钢厂区现有的总图布置现状,进行本工程总平面布置。新建电渣炉车间位于线材厂高线三车间的北侧,110KV站东侧,冷却塔西侧,线材厂更衣楼南侧。高压配电室布置在电渣炉车间西南角处,电渣炉与高压配电室贴临布置;电气室、控制室位于电渣炉车间北侧,与电渣炉相对位置。在电渣炉车间的东、西两侧开门处设置车间引道与厂区既有路相接,保证运输、消防通道畅通。1.8 能源电渣炉设施所需能源品种有:水、煤气及电。电渣炉设施及辅助生产设施在生产中消耗的水、煤气及电等耗能工质折标准煤为210.86kgce/t 。1.9 环保、安全和
13、工业卫生、消防本工程配套设置袋式除尘器一套,对点渣重熔生产过程中产生的烟气进行治理后达标排放。 根据爆炸和火灾危险场所的类别、等级、范围选择电气设备、安全距离以及防雷、防静电措施。金属设备做保护接地和保护接零。部分设备设集中和机旁两地操作。平台设有防护栏杆和梯子,可有效防止高空坠落事故。本工程增加消防设施,并由XX钢公司炼铁厂统一管理。接受当地政府消防部门的监督和指导。1.10 概算投资内容包括厂房、电渣炉主体、辅助设备以及与之配套的水、电、动力设施和总图等。1.10.1 投资构成工程或费用名称估 算 价 值 ( 万 元 )建筑费安装费设备费其它费合 计工程静态投资294.27 182.28
14、801.52 155.16 1433.23 工程费294.27 182.28 801.52 1278.07 工程建设其它费用86.91 86.91 基本预备费68.25 68.25 1.10.2 编制依据1)设备价格的确定主要依据询价,并考虑了市场因素做适当调整。设备运杂费按设备原价的4.5 %计取。2)建筑工程执行冶金工业概算定额(指标)编制,并调整到当地现行价格水平。建筑费包括建筑物、构筑物、基础、建筑钢结构、工艺钢结构、管道、混凝土道路等。3)安装工程执行冶金工业概算定额(指标)编制,并调整到当地现行价格水平。安装费包括所有设备的安装及单体调试。4)其他工程费按冶金工业建设初步设计概算编
15、制办法编制。1.11 技术经济分析经计算,项目全部投资所得税前财务内部收益率为33.02%,财务净现值(IC=12%)为2340.96万元,投资回收期为5.18年(动态)。项目全部投资所得税后内部收益率为25.52%,财务净现值(IC=12%)为1485.76万元,投资回收期为6.74年(动态)。本项目的各项评价指标均优于基准值,和同行业的平均水平。项目具有良好的财务盈利能力、清偿能力和较强的抗风险能力。因此本项目在财务上是可行的。2 工艺与设备2.1 概述本项目为XX钢铁有限责任公司新建电渣重熔钢精铸件技改工程,整个工程项目设计、建设分两期进行。一期计划建设1台电渣炉,具备年产4000吨电渣
16、钢的能力。根据场地情况规划二期总图布置。2.2 设计原则和设计范围2.2.1 设计原则(1)项目设计分两期进行,本设计合同范围仅为一期工程设计内容。(2)车间厂房及公辅设施按1台电渣炉设计。同时规划二期工艺及总图布置,形成完整的电渣生产车间。在工艺设备的选择上,力求技术先进适用、经济合理、生产可靠;在工艺布置上,力求在新建车间和业主给定的范围内精心规划、合理布置、并为日后的发展留有余地。2.2.2 工程设计范围本项目非标设备设计设计由技术公司负责。工厂设计由XX有限公司负责。设计范围包括该项目的车间厂房、起重机、电渣炉各系统设备、冷却循环水系统、配套设备(渣料烘烤炉、焊接设备、退火炉、吊具等)
17、、缓冷坑、除尘系统、原辅材料准备设施、介质供应系统(含管道外线)等全部内容的工艺、土建、电气仪表、给排水、总图等专业设计,高压电源至变压器(含变压器)的电缆和设备的设计,采暖通风、消防、安全、卫生、给排水及环境保护等。2.3 建设规模及产品大纲2.3.1 建设规模本项目规划新建电渣炉1台,主要用于生产特殊钢圆锭,最大锭重13吨,冷态钢锭断面尺寸为280325mm、400mm600mm,钢锭最大长度为6000mm。钢种主要以轴承钢、合金结构钢、不锈钢、冷轧辊用钢为主。新建电渣重熔钢精铸件车间,工程项目设计、建设分两期进行。一期计划建设1台电渣炉,具备年产4000吨电渣钢的能力。根据场地情况规划二
18、期总图布置。该工程项目位于XX责任有限公司厂区内,南临线材厂高线三车间,北临线材厂更衣楼,西临110KV变电1站,东临冷却塔。其南、北、东、西四周均有道路。2.3.2 产品大纲本电渣炉主要用于生产特殊钢圆锭或方锭,最大锭重13吨,冷态钢锭断面尺寸为400600mm、280325mm,钢锭最大长度为6000mm。采用连铸坯作为自耗电极,其尺寸规格为:2803253000mm、3203203000mm(4根1601603000mm拼焊),3003003000mm(4根1501503000mm拼焊)。生产钢种及代表牌号见表2.1。表2.1 生产钢种及代表牌号表序号钢种代表牌号1合金结构钢20MnV,
19、25CrNiMoV,30Mn2MoW,12CrMo,12CrNi4A等2合金工具钢9SiCr,5CrW2Si,Cr12Mo1V1,5Cr4W5Mo2V等3冷作模具钢Cr12MoV,9CrWMn,Cr5MoWVSi,4Cr5MoVSi,6Cr4W3Mo2VNb等4高速工具钢W18Cr4V,W18Cr4V2Co8,CW6Mo5Cr4V2,W6Mo5Cr4VCo5等5高碳铬滚珠轴承钢GCr9,GCr15,GCr15SiMn,GMnMoV等6渗碳轴承钢G20CrNi2MoA7弹簧钢60Si2MnA,50CrVA等8不锈钢和耐热钢Cr13,304L(0Cr18Ni9),316L(0Cr18Ni16Mo5
20、),420(1Cr15),1Cr18Ni9Ti,1Cr19Al3,25CrNi1MoV25Cr2Ni4MoV,34CrNi3Mo,34CrNi1Mo,30Cr2Ni4MoV9冷轧辊用钢9Cr2MoMC3AMC52.4 电渣重熔钢精铸件生产工艺流程及工艺布置2.4.1 工艺流程(1)工艺流程图转炉LF精炼RH精炼大方坯连铸电渣电渣锭外卖开坯轧制渣料烘烤连铸坯拼焊(自耗电极)与假电极焊接电渣重熔电渣锭修磨(2)基本工艺电渣重熔是利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼的方法。其目的主要是提纯金属,并获得结晶组织均匀致密的钢锭。经电渣重熔的钢,纯度高、含硫量低、非金属夹杂物少、钢锭表面光滑、结
21、晶均匀致密、金相组织和化学成分均匀。根据XX钢现有生产条件和产品要求,本项目1台电渣炉采用单相交流供电、液渣启动、双极串联、固定式T型结晶器、抽锭方式的电渣重熔工艺。(3)自耗电极准备自耗电极来源:采用连铸坯作为自耗电极,其尺寸规格为:2803253000mm、3203203000mm(4根1601603000mm拼焊)或3003003000mm(4根1501503000mm拼焊)。电极质量要求:A 化学成分化学成分要符合钢种规格成分要求,其中Si、Mn、V、Ti等易氧化元素控制在规格的中上限。B 气体含量按成品要求控制。由于电渣过程无法去氢,因此对氢含量严格的钢种,要考虑电渣过程可能增H0.
22、5ppm。 C 外观及内部质量电极外观平直,平直度1:100,尺寸符合要求。必要时,要对电极表面进行抛丸处理或手工清理。D 电极焊接自耗电极与假电极(也叫辅助电极)之间的连接采用焊接方式。对于容易开裂的钢种,焊接前要对电极预热至300以上以保证焊缝不开裂。电极预热可采用煤气烘烤方式。焊口预热一直保持到电极使用前。为了保证焊接强度和导电面积,焊缝厚度不小于25mm。焊后直线度1:100。(4)渣料准备与化渣A 造渣料种类和质量要求造渣用原料主要有萤石、工业氧化铝和石灰等,具体成分要求如下:(1)萤石:CaF295.0%,SiO22%,S、P0.05%,粒度510mm;(2)氧化铝:Al2O397
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