【正文】 目 錄第1章 緒論 1 車間設(shè)計的一般概述 1 車間設(shè)計的目的與任務(wù) 1 車間設(shè)計的依據(jù) 1 設(shè)計工作的原則 1 可行性研究 2 背景 2 中國線材行業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)狀 2 設(shè)計任務(wù) 4 廠址選擇 4 區(qū)域優(yōu)勢 4 4 成本優(yōu)勢 5 5第2章 產(chǎn)品方案與計算產(chǎn)品的確定 6 產(chǎn)品方案的確定 6 計算產(chǎn)品的選擇 6 計算產(chǎn)品的技術(shù)標準 7第3章 生產(chǎn)工藝流程的制訂 9 制訂生產(chǎn)工藝流程 9 制訂生產(chǎn)工藝流程的依據(jù) 9 工藝流程簡介 9第4章 設(shè)備選擇 11 主要設(shè)備 11 加熱爐 11 軋機 12 控制冷卻線 14 水冷裝置 14 剪切裝置 14 吐絲機 14 斯太爾摩冷卻系統(tǒng) 14 15第5章 工藝計算 15 坯料選擇 16 坯料加熱制度確定 16 加熱溫度確定 16 加熱速度的確定 17 加熱時間的確定 17 計算產(chǎn)品的孔型設(shè)計 18 孔型設(shè)計的基本原則 18 選擇孔型系統(tǒng) 18 延伸系數(shù)校核 23 填充系數(shù)的校核 23 軋制速度的確定 24 軋制力的計算 25 主電機傳動軋輥所需力矩及功率 27 傳動力矩的組成 27 軋制力矩的確定 27 附加摩擦力矩的確定 28 空轉(zhuǎn)力矩的確定 28 編制生產(chǎn)工藝流程定額卡 29 編制金屬平衡表 30 燒損 30 幾何損失 30 工藝損失 30第6章 軋輥及電機校核 31 軋輥強度校核 31 輥身強度的校核 31 輥頸強度校核 32 棍頭校核 32 電機校核 33 等效力矩的計算 33 電機的過熱過載校核 34第7章 設(shè)備負荷計算 34 工作制度和年工作臺時的決定 34 工作制度 34 設(shè)備工作臺時的確定 35 設(shè)備負荷能力計算 35 35 年產(chǎn)量計算 35 設(shè)備完成年計劃產(chǎn)量所需臺時 36 設(shè)備完成年計劃產(chǎn)量所需臺數(shù) 36 設(shè)備負荷率的計算 36 軋鋼機工作圖表 37 軋制節(jié)奏 37 37 間隙時間 37 軋制總延續(xù)時間 37第8章 車間平面布置 38 車間平面布置的原則 38 車間整體平面設(shè)計內(nèi)容 39 金屬流程線的確定 39 設(shè)備間距的確定 39 車間內(nèi)倉庫設(shè)施的布置 39 車間廠房參數(shù) 40第9章 車間勞動組織與技術(shù)經(jīng)濟指標 40 車間勞動組織 40 勞動定額 40 車間勞動定員 40 投資概算 42 資金來源及投資預(yù)算 42 43 投資回收期估算 44 經(jīng)濟技術(shù)指標 45第10章 安全技術(shù)及環(huán)保 46 安全技術(shù) 46 46參考文獻 47致 謝 1第1章 緒論 車間設(shè)計的一般概述隨著全球經(jīng)濟形勢的持續(xù)回暖，全球經(jīng)濟逐步走出低谷，鋼鐵產(chǎn)品產(chǎn)能和需求都恢復(fù)增長態(tài)勢。其主要市場空間不僅來自發(fā)達國家，還來自于發(fā)展中國家的強勁需求。 車間設(shè)計的目的與任務(wù)車間設(shè)計的目的就是為了建設(shè)新的企業(yè)，擴建或改建老企業(yè)。設(shè)計的任務(wù)是對需要建設(shè)得企業(yè)做出技術(shù)和經(jīng)濟得詳細規(guī)劃，確定出企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)濟狀況，技術(shù)經(jīng)濟指標及施工的組織方法等。 車間設(shè)計的依據(jù)在進行車間設(shè)計之前，應(yīng)從技術(shù)經(jīng)濟部分取得設(shè)計任務(wù)，而設(shè)計任務(wù)是有關(guān)部門根據(jù)國家計劃經(jīng)過充分討論訂出指定的基本內(nèi)容：（1)車間的生產(chǎn)規(guī)模，生產(chǎn)品種；（2)車間的生產(chǎn)方案；（3)建廠地址，廠區(qū)范圍和資源情況，水文地質(zhì)，原材料、燃料、動力，供水以及供電等供應(yīng)情況，還有運輸情況等；（4)要求達到的經(jīng)濟效益和技術(shù)水平；（5)投資以及勞動定員的控制數(shù)字；（6)環(huán)保情況。設(shè)計任務(wù)書是進行車間設(shè)計的依據(jù)。 設(shè)計工作的原則設(shè)計工作原則有：（1）遵守國家的法律，法規(guī)，貫徹執(zhí)行國家的經(jīng)濟建設(shè)方針與改革，提高經(jīng)濟效益與社會效益，為社會主義現(xiàn)代化服務(wù)；（2) 從全局出發(fā)，服從國家或地區(qū)對產(chǎn)品的需要；（3) 從實際出發(fā)，服從國家或地區(qū)對產(chǎn)品的確定設(shè)計標準，對生產(chǎn)工藝，主要設(shè)備和主題工程設(shè)計要做到先進，合理，可靠。對非生產(chǎn)性的建設(shè)，應(yīng)堅持適用，經(jīng)濟，在可能的條件下注意主觀；（4) 注意綜合利用與環(huán)境保護，造福人民；（5) 節(jié)約能源；（6）合理使用勞動力；（7）節(jié)約建廠用地，應(yīng)盡量利用荒地，劣地，少占耕地?？偲矫鎴D的布置湊合理；（8）立足于自力更生。 可行性研究 背景目前,我國鋼鐵行業(yè)區(qū)域布局存在不合理現(xiàn)象,鋼鐵工業(yè)“北重南輕”的布局長期未能改善,環(huán)渤海地區(qū)鋼鐵產(chǎn)能近4億噸,50%以上產(chǎn)品外銷,從而增加了運輸成本,造成整個行業(yè)物流的成本非常高。2012年2月，國務(wù)院批復(fù)同意了《西部大開發(fā)“十二五”規(guī)劃》這是國務(wù)院批復(fù)的第三個西部大開發(fā)五年規(guī)劃。此次規(guī)劃首次提到產(chǎn)業(yè)布局要考慮“物流配套能力”。由于,鋼材具有典型的銷售半徑,產(chǎn)品一般只能覆蓋300~500公里的需求。假如布局不合理,產(chǎn)品遠途倒運必然增大物流成本。今年以來，西部地區(qū)，特別是四川、新疆等地螺紋鋼價格明顯高于上海地區(qū)300400元/噸。隨著《西部大開發(fā)“十二五”規(guī)劃》的正式批復(fù)，西部地區(qū)將迎來基礎(chǔ)建設(shè)高潮，也必將帶動大量鋼材需求。 中國線材行業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)狀1. 工裝現(xiàn)狀高速線材軋機誕生的40多年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，高速線材行業(yè)的工藝、技術(shù)、裝備的發(fā)展日新月異，軋機裝備水平迅速提高，軋制速度由最初的50米/秒提升至120米/秒。表11 摩根第Ⅰ代至第Ⅵ代線材精軋機的軋制速度代次ⅠⅡⅢⅣⅤ保證軋制速度，m/s4350617580最大輥徑時的軋制速度，m/s50607590100電機最大速度時的軋制速度，m/s607290112120目前中國約有140條線材生產(chǎn)線，60個高速線材生產(chǎn)廠共77條高速線材生產(chǎn)線在生產(chǎn)，高速比約為50%。 中國高速線材設(shè)備狀況設(shè)備來源數(shù)量設(shè)備投產(chǎn)數(shù)量引進新設(shè)備3220世紀80年代20引進二手設(shè)備1720世紀90年代36自制設(shè)備2821世紀21中國目前正在生產(chǎn)的77條高速線材生產(chǎn)線的裝備水平大致分為四個等級：（1） 具有世界領(lǐng)先水平的生產(chǎn)線。這類生產(chǎn)線主要特點是：單線軋制，盤重大，可進行熱機軋制，軋制保證速度達120米/秒，采用超重型精軋機組和減定徑機組，尺寸精度控制在177。，全線控軋控冷。（2） 具有世界二流水平的生產(chǎn)線。這類生產(chǎn)線主要特點是：單線軋制，盤重較大，軋制速度可達到90米/秒以上，尺寸精度可以控制在177。，采用延遲型風(fēng)冷線，能實現(xiàn)控溫軋制。（3） 一般水平的生產(chǎn)線。這類生產(chǎn)線的主要特點是：多線軋制，盤重較小，軋制速度一般在70米/秒以上，尺寸精度可以滿足B級要求，采用了延遲型或標準型風(fēng)冷段。（4） 較落后的生產(chǎn)線。這類生產(chǎn)線是對原有的復(fù)二重橫列式軋機改造而成，或是20世紀80年代末至90年代初建成，由于當(dāng)時的起點和市場定位就不高，所以裝備水平和技術(shù)水平都低。其主要特點是：盤重很?。ú怀^1噸），軋制速度一般在70米/秒以下，尺寸精度控制水平很低。這類生產(chǎn)線目前約占1/6左右，隨著產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐的加快和市場競爭壓力的增大，以及裝備精良的新生產(chǎn)線在近幾年將不斷地投人使用，這類落后的生產(chǎn)線退出舞臺將是必然的。2. 產(chǎn)量現(xiàn)狀中國是世界上線材產(chǎn)量最多的國家。2004年世界線材產(chǎn)量為11461萬噸，%。3. 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀中國線材在產(chǎn)量上是世界第一大國，也具有世界最先進的工裝設(shè)備，但是品種結(jié)構(gòu)上還不能與線材軋機設(shè)備相匹配，仍以一般碳結(jié)構(gòu)鋼為主。以2003年為例，%。中國的出口線材逐年增加，已經(jīng)大于進口量，出口量超過100萬噸，%為普碳鋼盤條。然而進口線材中不銹鋼、合金鋼、易切削鋼盤條占約30%的比例，對于專用深加工產(chǎn)品80%以上需要進口，%，國內(nèi)自產(chǎn)部分也僅僅是低級別簾線鋼。中國出口線材品種的質(zhì)量及價格也要遠低于進口線材產(chǎn)品。平均計算，出口產(chǎn)品比進口產(chǎn)品的噸鋼價格低將近200美元。以鋼簾線用盤條為例，目前中國能夠批量生產(chǎn)的只有寶鋼、武鋼、青鋼、鞍鋼和沙鋼，產(chǎn)品質(zhì)量與日本、歐洲同類產(chǎn)品有相當(dāng)大的差距，日本新日鐵生產(chǎn)產(chǎn)品售價平均高達 8400元/噸，而國內(nèi)售價在6000至7000元/噸。經(jīng)過近10年的發(fā)展，中國線材的深加工比在25%至30%，大大低于發(fā)達國家50%至70%的水平。4. 產(chǎn)品質(zhì)量現(xiàn)狀中國雖然是線材產(chǎn)量大國，但部分專用產(chǎn)品質(zhì)量還達不到國際標準。例如簾線鋼，國內(nèi)僅能生產(chǎn)得到貝卡爾特G09D認證的產(chǎn)品，而基本不能生產(chǎn)達到高級別簾線鋼V00D技術(shù)條件的產(chǎn)品。目前世界眾多線材生產(chǎn)大企業(yè)中，產(chǎn)品質(zhì)量較好的屬日本神戶和德國撒斯特，其次有日本新日鐵和住友及韓國浦項等。很多線材廠家不能生產(chǎn)高利潤專用產(chǎn)品，主要原因在于不能保證產(chǎn)品的質(zhì)量。5. 市場現(xiàn)狀隨著中國國民經(jīng)濟恢復(fù)到平穩(wěn)發(fā)展階段，線材行業(yè)也在迅速發(fā)展，目前，除個別品種外（鋼簾線用鋼、汽車彈簧鋼、高級冷鐓鋼、超低碳鋼等），基本都能滿足用戶需求，自給率不斷上升。但中國線材市場仍存在問題，2005年中國線材產(chǎn)能可以達到6500萬噸，而國內(nèi)需求僅為4300余萬噸，在此情況下，自給率也僅僅可達到93%左右，一些專用材仍需要進口。中國線材生產(chǎn)技術(shù)及裝備進步很快，從工裝狀況和產(chǎn)量上來看，已屬于線材大國，但在管理、生產(chǎn)技術(shù)方面與世界一流水平還有差距，不能稱為強國。因此在我國新建高速線材車間是很有必要且可行的。 設(shè)計任務(wù)車間設(shè)計的目的是為了建設(shè)新的企業(yè)、擴建或是改建老企業(yè)。企業(yè)在建設(shè)中能否加快速度、保證質(zhì)量和節(jié)約投資，在建成后能否達到最好的經(jīng)濟效果，設(shè)計工作是起決定性作用的。本次設(shè)計欲通過對國內(nèi)外形勢的調(diào)研，以國內(nèi)某鋼廠為背景，結(jié)合國內(nèi)外先進的技術(shù)以及實際情況。設(shè)計年產(chǎn)量50萬噸的高速線材車間，采用全線連續(xù)無扭軋制，主要生產(chǎn)碳素結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、鋼簾線、預(yù)應(yīng)力鋼絲鋼絞線、冷鐓鋼和焊條鋼等制品用線材，～Φ20mm。 廠址選擇廠址定于重慶市長壽宴家工業(yè)園區(qū)。 區(qū)域優(yōu)勢長壽區(qū)是重慶市地區(qū)性中心城市，地處重慶腹心地帶，是重慶“一小時經(jīng)濟圈”的重要組成部分；位于三峽庫區(qū)與沿江經(jīng)濟帶的交匯處，是重慶主城區(qū)通往華東、華中、湘西地區(qū)的必經(jīng)之路，水陸交通樞紐。是重慶經(jīng)濟社會資源向三峽庫區(qū)輻射的重要中繼站。長壽是區(qū)域性交通樞紐，公路、鐵路、航空、水路運輸發(fā)達。 晏家工業(yè)園區(qū)毗鄰長江黃金水道，是重慶主城區(qū)通往三峽庫區(qū)的水陸交通樞紐，也是通往華中、華東地區(qū)的必經(jīng)之路，具有明顯的區(qū)位和水陸交通優(yōu)勢，是少有的具備水路、公路、鐵路、航空近距離聯(lián)運的工業(yè)園區(qū)。既能參與主城產(chǎn)業(yè)分工協(xié)作和承接主城區(qū)“退二進三”的梯度轉(zhuǎn)移，融入重慶主城共同發(fā)展；又能影響和帶動三峽庫區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，輻射湖南、湖北、貴州、四川等省。 　　公路網(wǎng)絡(luò)發(fā)達。上海經(jīng)重慶至成都、福州經(jīng)重慶至成都兩條高速公路在園區(qū)交匯。園區(qū)江南鋼城可通過南岸—涪陵高等級公路和即將開建的沿江高速公路直達重慶城市二環(huán)，連同鄰水—南川高速公路構(gòu)成交通主骨架。 　　鐵路運輸便捷。建成的渝懷鐵路和建設(shè)中的渝懷鐵路復(fù)線、渝利鐵路、渝萬城際鐵路從長壽境內(nèi)穿過。渝懷鐵路在長壽晏家建有長壽客貨火車站，在長壽江南建有渝懷鐵路王家壩貨運編組站。渝利鐵路建成后可實現(xiàn)4小時通達武漢，8小時通達上海；渝萬城際鐵路建成后每天開行114對，時速達300公里，可以實現(xiàn)從重慶主城12分鐘到長壽區(qū)。 　　水運港口優(yōu)勢突出。重慶主城長壽港區(qū)分為長江以南和長江以北兩部分，共37個泊位，總通過能力將超過1億噸，萬噸級船隊可常年通航，可直抵武漢、南京、蘇州、上海等地，并通過江海聯(lián)運通達世界各地，水運交通相當(dāng)便利。 航空運輸快速高效。晏家工業(yè)園區(qū)距重慶江北國際機場僅50公里，經(jīng)渝長高速公路可直達機場，具有便捷的航空運輸優(yōu)勢。江北國際機場正在成為國際商業(yè)門戶樞紐機場，為園區(qū)的物流提供了良好的航空運輸條件。 成本優(yōu)勢　　由于長壽特殊的區(qū)位條件，晏家工業(yè)園區(qū)入駐企業(yè)的土地成本、基建成本、規(guī)費成本都大大低于東部沿海地區(qū)和重慶市主城區(qū)。勞動力成本至少比重慶主城地區(qū)低30%，比沿海地區(qū)低60%?！　≈貞c市是西部惟一的直轄市和國家重點關(guān)注的庫區(qū)，因此晏家工業(yè)園區(qū)集中了許多優(yōu)惠政策，可以享受直轄市、西部大開發(fā)、三峽庫區(qū)、特色工業(yè)園區(qū)的多項優(yōu)惠政策，形成了“政策洼地”效應(yīng)。一是重慶直轄后國家給予了一系列優(yōu)惠政策，以及由此帶來的直轄效應(yīng)。二是解決庫區(qū)產(chǎn)業(yè)空虛，確保移民穩(wěn)得住、逐步能致富的問題得到國家的高度重視，國家設(shè)立三峽庫區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金等一系列優(yōu)惠政策為庫區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來新的機遇。同時，重慶還具有西部大開發(fā)政策，老工業(yè)基地振興政策等。第2章 產(chǎn)品方案與計算產(chǎn)品的確定 產(chǎn)品方案的確定產(chǎn)品方案是指所設(shè)計的工廠或車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品名稱、品種、規(guī)格、狀態(tài)及年計劃產(chǎn)量。產(chǎn)品方案是進行車間設(shè)計的主要依據(jù)，根據(jù)產(chǎn)品方案可以選擇設(shè)備和確定生產(chǎn)工藝。編制產(chǎn)品方案應(yīng)考慮以下原則：1) 滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的要求；2) 產(chǎn)品的平衡；考慮全國各地生產(chǎn)的布局和配套加以平衡；3) 建廠地區(qū)的條件，生產(chǎn)資源、自然條件、投資等的可能性。進行產(chǎn)品方案編制時要以上述三點為依據(jù)，全面考慮，三者不可偏廢。產(chǎn)品方案是進行車間設(shè)計的主要依據(jù)，因為產(chǎn)品方案不但規(guī)定了車間的類型，同時也規(guī)定了車間生產(chǎn)品種的方向。根據(jù)產(chǎn)品方案可以選擇設(shè)備和確定生產(chǎn)工藝。根據(jù)以上原則，可以確定生產(chǎn)方案為：表21 生產(chǎn)方案序號產(chǎn)品分類代表鋼號產(chǎn)量萬噸比例%1碳結(jié)鋼402冷鐓鋼SCr440273彈簧鋼65Mn15304焊條鋼