技术论证方案

--1通钢集团磐石无缝钢管有限责任公司φ250mm新型狄塞尔热轧无缝钢管机组技术方案1、技术方案概况φ250mm热轧无缝钢管机组，设计年产25万t热轧无缝钢管，直径φ177-φ273mm，壁厚6-30mm。主要品种有：石油套管管体、石油套管接箍料、管线管、液压支架管、汽车半轴套管、高压锅炉管、低中压锅炉管、气瓶管、流体管、结构管等。主要原材料为碳素结构钢和合金结构钢管坯，年产25万t热轧无缝钢管工程建成后年需无缝钢管圆管坯27.82万t，金属收得率89.87％2、产品方案及金属平衡2.1产品方案新建φ250mm热轧无缝钢管机组工程，主轧机机型为新型狄塞尔轧管机，设计计划年产φ177-273mm、壁厚6.0-30mm的热轧无缝钢管25万t。主要品种有：石油套管管体、石油套管接箍料、管线管、液压支架管、汽车半轴套管、高压锅炉管、低中压锅炉管、高压气瓶管管体、流体输送管、结构管等。车间产品方案见表2－1。2.1.1产品品种、标准和钢级（钢号）2.1.1.1石油套管管体及接箍料标准：APISPEC5CT-2002钢级：J55、K55、N80、L80、C75、C90、C95、P110、Q1252.1.1.2管线管--2标准：APISPEC5L-2002A25级Ⅰ类，A25级Ⅱ类，A，B，X42，X46，X52，X56，X60，X65，X70，X80；2.1.1.3液压支架管标准：GB/T17396－1998钢号：30#、45#、40Cr、27SiMn2.1.1.4汽车半轴套管标准：YB/T5035－1996钢号：20、45、45Mn22.1.1.5高压锅炉管标准：GB5310－1995钢号：20G、12Cr1MoVG、T912.1.1.6低中压锅炉管标准：GB3087-1999钢级：10、202.1.1.7高压气瓶管管体标准：GB18248-2000钢号：34Mn2V、30CrMo、35CrMo2.1.1.8输送流体管标准：GB/T8163-1999钢级：10、20、Q295、Q3452.1.1.9结构管标准：GB/T8162-1999钢级：10、20、45、16Mn、30CrMnSiA、45Mn2、35CrMo；--3表2-1Φ250mm新型狄塞尔轧管机组产品方案序号品种标准代表钢号代表规格(直径×壁厚×长度)年产量（t）1石油套管管体及接箍料API5CTJ55、N80、P110Φ177－273.1×6.2—22.23×4880-146301500002管线管API5LA、B、X42-X70Φ177－273.1×6.2—22.23×6000、12000、1500050003液压支架管GB/T17396－199830#、45#、40Cr、27SiMnΦ177-273×7—30×6000-1200050004汽车半轴套管YB/T5035－199620、45、45Mn2Φ177-219×6—30×7000-12000*20005高压锅炉管GB5310－199520G、12Cr1MoVG、T91Φ177－273×6－30×3000－1200050006中低压锅炉管GB3087-199910、20Φ177－273×6－30×3000－1200060007高压气瓶管管体GB18248-200034Mn2V、30CrMo、35CrMoΦ177－273×6－30×3000－1200020008结构管GB/T8162-199920、45、16Mn、45Mn2、35CrMoΦ177－273×6－30×3000－12000500009输送流体管GB/T8163-199910、20Φ177－273×6－30×3000－1200025000小计2500002.2管坯料供应及金属平衡车间采用连铸圆管坯代表钢种（钢级）：J55、K55、N80、L80、C75、C90、C95、P110、Q125、10、20、45、16Mn、40Cr、27SiMn、20G、12Cr1MoVG、T91、45Mn2、35CrMo、34Mn2V、30CrMo、35CrMo、Q295、Q345、A25级Ⅰ类，A25级Ⅱ类，A，B，X42，X46，X52，X56，X60，X65，X70，X80等。--4管坯规格：直径：Φ220、280mm，长度：4000～10000mm管坯年需要量：27.82万吨金属消耗系数：1.1133轧钢工艺及设备3.1轧钢生产工艺3.1.1轧钢生产工艺流程简述按照生产计划，用行车将库房中的管坯吊到锯机前的上料台上，按工艺条件锯切到要求的坯料长度，然后输入锯机锯切。锯切后的坯料再用行车吊到环形加热炉前入炉台架上。暂时不入炉加热的管坯，行车吊到堆料场定置堆放；行车吊到环形加热炉前台架上逐支入炉加热，当管坯加热温度达1230℃-1270℃时,用出钢机从炉子中夹出加热后的坯料放在斜台上，坯料靠自重滚到出炉辊道上；出炉辊道把热坯料输送到穿孔机前台受料槽中,推钢机把圆管坯推入旋转的轧辊孔型中穿孔轧制。圆管坯被轧辊咬入时，推钢机回退的到原始位置。圆管坯在轧辊和顶头的作用下,穿孔成规定几何尺寸的空心毛管；穿孔完毕，毛管从后台输出；穿孔毛管由运输装置运送至轧管机前芯棒预装台，向毛管内插入被润滑的芯棒。机械手将插入芯棒的毛管运送至轧管机前台，启动送料小车将毛管推入孔型中限动轧制。毛管在轧辊、导盘和芯棒组成的孔型的作用下，减径减壁轧制成荒管；轧制完毕后的荒管从轧管机的后台输出；需要常化处理的荒管在再加热炉前的冷床上冷却到后入再加热炉内加--5热；加热后的荒管输送到定径机前高压水除鳞，再运送到14机架三辊定径机定径；不需要再加热的荒管直接输送到定径机前高压水除鳞，再运送到14机架三辊定径机定径；定径后的钢管即为符合产品标准直径和壁厚的热态无缝钢管；钢管定径后再输入冷床上冷却至温度≤150℃；冷床上冷却后的钢管输送到矫直机矫直；矫直后的钢管再经排管锯锯头尾、定尺分断锯切；钢管再经铣头倒棱、吸灰、无损探伤、检查、标记、包装入库堆放。钢管表面有轻微缺陷的钢管进行修磨后再检查、标记和包装入库。表面需要涂防锈漆的钢管，涂漆干燥后包装入库；3.1.2生产工艺流程框图生产工艺流程框图见图3.1--6图3.1轧钢工艺流程框--73.1.3轧机工作制度和年工作小时车间轧机三班连续工作制度，年工作时间见表3-1。表3-1轧机年工作时间表日历天数非工作日规定工作时间工作制度其它停工时间年工作小时节假日大修中修小修交接班合计各种事故%换辊及其它%合计dh%h365101271620653007200三班制97.6716.6712006000全年可工作周数：[365-（10+12+7）]÷7=48周每周减去小修后生产班数：3×7-1=20班小修为每周一班，全年折合天数（48×8）÷24=16天交接班每班为0.5小时全年折合天数为（0.5×20×48）÷24=20天其它停工时间：各种事故电气事故3%机械事故3%操作事故3%换辊和其它换辊2.5%换规格2.5%其它小停2.67%--83.1.4生产能力负荷计算汇总见表3—2表3—2负荷计算汇总本工程设计的年生产能力见表3—3表3—3生产能力加热炉能力（t/h）坯料规格（mm）工作小时（h）年产量（t/y）1204954278180220280重量损失：坯料加热重量损失系数：2.5%切头及废品:7.63%机组极限:加热炉能力:120t/h最大坯料长度:4500mm穿孔机后最大空心毛管长度:10000mm轧管机后最大钢管长度：19000mm定径机后最大钢管长度：23600mm项目单位数量备注年规定工作小时h7200年有效工作时间h6000机组作业率%75机组纯工作时间h4954机组小时产量t/h54.865平均--93.1.5车间产品质量车间产品质量指标见表3-4表3-4产品质量指标序号项目质量指标备注1外径精度±0.5%D名义直径，定径机轧辊为新辊2壁厚精度壁厚平均值,按照通常的2б统计方法6＜S＜7.5mm±8.5%7.5≤S＜10.0mm±7.5%10.0≤S＜13.0mm±6.5%S＞13mm±5.5%3内外表面光洁光滑4定尺或范围定尺率（%）80按照工艺计划投料3.1.6主要技术经济指标车间主要技术经济指标见表3-5表3-5车间主要技术经济指标序号项目单位数量备注1年产量t2500002年需管坯量t2787583设备重量t5604.93其中：工艺操作设备重量t4954.06起重运输设备t650.874电气设备总装机容量kw21898其中：直流容量kw126005主厂房车间建筑面积M2461166年工作时间h60007职工人数人400其中：生产工人人3748货物运输量万t56.3733--10其中：运入万t28.1933运出万t28.189每吨钢管消耗指标管坯T1.113燃料GJ3.1电kwh135水M328高压水M31压缩空气NM326氧气NM30.07氮气NM31.6轧辊、工具kg4.5液压润滑油kg1.5耐火材料kg23.1.8轧钢工艺平面布置轧钢工艺平面布置见附图1。φ250mm新型狄塞尔轧管机组主要生产工艺设备布置在四个相邻的跨间内，主厂房AB、BC、和DE跨为30m，CD跨为36m。AB、BC、和DE跨起重吊车轨面标高为+9m，CD主轧跨起重吊车轨面标高为+10m。在轧钢工艺平面布置方案中：DE跨布置的设备有：管坯库、带锯机、环形加热炉的一部分、热定心机；CD跨布置的设备有：环形加热炉的一部分、穿孔机、新型狄塞尔轧管机、再加热炉、定径机、冷床、矫直机、排管锯断机等主要设备。BC跨布置的设备有：铣头倒棱机、切管机、吹吸灰装置、无损探伤机、钢管表面和几何尺寸检查台、测长称重标记装置等设备。离线布置的设备有钢管表面缺陷修磨台、改尺切管机等。--11成品库房设计在AB跨。在AB跨预留有：钢管水压试验机、钢管表面涂漆机的布置位置。主厂房内设计有机组操作室、电磁站、仪表室等。在主厂房C柱列的侧面设计有高压室、主电室、空气压缩机站和再加热炉烟囱；在主厂房E柱列的侧面设计有环形加热炉烟囱、铁皮沉淀池（旋流池）、水处理等构筑物。车间主电室设计在C柱列的侧面，靠近主要用电机组，缩短供电线路，降低工程投资，减少输电损失。3.2轧钢主要设备选型及性能3.2.1工艺方案确定及特点生产直径177～273.1mm的石油套管管体、石油套管接箍料、管线管、液压支架管、汽车半轴套管、高压锅炉管、低中压锅炉管、高压气瓶管管体、流体输送管、结构管等。国内外已经广泛地采用自动轧管机组和限动芯棒连轧管机组，在我国还采用Accu—Roll轧管机组和改进型狄塞尔轧管机组生产。投产的实践证明了生产石油套管管体、石油套管接箍料、管线管、液压支架管、汽车半轴套管、高压锅炉管、低中压锅炉管、高压气瓶管管体、不锈钢管等高端产品的质量优、几何尺寸精度高、机械性能好等特点。Accu—Roll轧管机组亦可称为新型狄塞尔轧管机组。由于新型狄塞尔轧管机组产品质量优、几何尺寸精度高、机械性能好、品种适应性强、生产的钢种范围广、小批量生产灵活、基本建设投资小、建设速度快、年产量适中等优势，目前已经被建设业主首选。本设计根据产品方案、工程投资和25万t年产量及API和其他专用管质量标准选择下面生产工艺和设备：管坯带锯机锯断+环形炉加热+锥形辊穿孔机穿孔毛管+新型狄塞尔轧管机轧制荒管+（再加热加热）+14机架三辊微张力定径机定径+步进式冷床--12冷却+高精度的矫直机矫直+排管锯锯断+铣头倒棱机铣头倒棱+无损探伤检查的生产工序。本工艺热金属的主要变形轧机是锥形辊穿孔机、新型狄塞尔轧管机和三辊微张力定径机。传统的狄塞尔轧管机有两个桶形轧辊和两个主动导盘。这样的轧机在世界上有四台运行，一是西德科克斯公司设计制造，分别安装于英国英吉利无缝钢管公司、美国普雷茅斯钢管公司和意大利法耳克公司的三台轧机；二是我国鞍山钢铁公司自己设计制造投产于1970年的狄塞尔轧管机。普雷茅斯和法耳克的两台轧机采用了限动芯棒轧制。狄塞尔轧机虽然能轧制壁厚精度高的钢管，但延伸值在1.3～1.5左右，轧制速度0.4～0.5m/s，曼式辊型附加变形