锻压分公司锻件生产线技术改造项目.doc

1、XX铁路车辆有限责任公司锻压分公司锻件生产线技术改造项目可行性研究报告1、项目概况1. 1项目名称、承办单位、项目负责人 项目名称 铁路车辆锻件生产线技术改造 项目承办单位 XX铁路车辆有限责任公司 项目负责人 法定代表人 （董事长） 项目负责人 （车辆公司 总经理）（车辆公司锻压分公司 经理） 技术负责人 （集团公司民品部 副主任） （车辆公司锻压分公司 副经理） 经济负责人 （车辆公司 财务总监）1. 2项目提出的背景及改造的必要性中国铁路跨越式发展使铁路车辆的更新换代加速、相关零配件需求增长，为铁路车辆制造企业带来了前所未有的发展机遇。集团公司坚持落实科学发展观，抓住这一重要的战略机遇期

2、，提出了把铁路产品作为公司的主导民品，坚持做强做大铁路产品，在“十一五”末铁路车辆争取达到年产3000辆并尽快打开国际市场实现铁路车辆出口的战略目标。为了实现这一目标，公司决定在2007年启动车辆再改造项目，通过新一轮的技术改造，全面提升车辆制造工艺技术水平，进一步落实铁道部提出的“以技术装备保生产工艺，以生产工艺保产品质量，以产品质量保产品安全”车辆生产的“三保”要求。推进产品结构调整和升级，提高产能，巩固地位，提升公司的市场竞争力。锻压分公司是XX铁路车辆有限责任公司（以下简称车辆公司）下属的一个主要从事铁路车辆零部件生产的单位。分公司自八十年代中期XX集团实施“军转民”以来，由过去主要生

3、产军品锻件、军品工装锻件为主，转为以铁路车辆锻件、零部件为主，同时承担集团公司部分军品和军民品工装锻件生产任务及市场开发的民品锻件。目前承担的各型货车零部件有90多个品种分公司目前所使用的锻压设备大部分为上世纪五、六十年代的产品，在锻压设备的构成上主要以自由锻锤为主，模锻、冲压设备吨位小、数量少。车辆零部件生产基本上是沿用车辆生产早期的传统工艺空气锤、胎模锻、手工操作，生产效率低、工人劳动强度高、产品质量、进度难以保证。锻压生产的工艺技术水平明显低于公司的整体水平和同行业的水平。这种状况难以适应铁路车辆重载、高速、新车型、多品种对零部件生产的要求；难以适应集团公司作强做大铁路产品发展战略的要求

4、，难以适应集团公司军品科研生产对锻件的需求，也难以适应激烈竞争的锻件市场。我公司是一个大型机械制造企业，锻压专业作为一个机械加工传统基础专业是公司的一个重要组成部分。车辆公司对锻压分公司进行技术改造的目的，就是采用先进实用技术改造提升传统产业，使之获得新的发展动力和市场空间，创造新的竞争优势，进入新的发展阶段。1. 3 可行性研究报告编制依据、研究范围和基本原则1. 3. 1 编制依据本可行性研究报告的编制依据是： （1）XX集团公司“十一五”发展规划。（2）锻压分公司提供的有关资料。1. 3. 2 研究范围根据XX集团公司有关建设项目可行性研究报告编制内容及要求，本报告主要针对锻压分公司新增

5、2500t摩擦压力机模锻机组、新增100t摩擦压力机小锻压件生产机组和蒸空锻锤电液锤改造项目的必要性，以及工艺方案设计、设备选择、投资规模和经济效益等相关内容进行分析论证，并对项目在技术和经济上的可行性作出结论，为项目的科学决策与实施提供可靠的依据。1. 3. 3 基本原则本可行性研究报告的编制遵循以下几项基本原则：（1）以满足铁道部铁路车辆锻压件、零部件生产的有关技术标准为主要目的，改造后使新增设备与原有的设备配套组合，提升锻压件生产能力，具备多品种、系列化锻压产品的生产条件。（2）蒸空锻锤电液锤改造要达到节能环保、能量提高、运行可靠的目的。（3）在满足公司铁路车辆锻件生产需求的同时，保证公

6、司军民品科研生产所用锻件的需求，做到军民两用。（4）充分利用锻压分公司现有的工房、设备、动力系统和消防安全等设施，以减少项目投资。（5）本项目改造后将锻压分公司现有车辆产品的生产能力由现在的1500辆提高到3000辆的水平，并在此基础上开发生产新品种，提高公司车辆产品的创新能力和车辆零部件的自制配套率，提高车辆零部件和民品锻件的外销量，进一步提升公司的市场竞争能力。2. 产品特点及用途分公司生产的车辆零部件主要用于公司开发生产的C62系列、C64系列、C70系列各型敞车、漏斗车及各型罐车。产品的类型主要有模锻件、胎膜锻件、镦锻件、冲压件、弯曲件、和焊接件。生产的零部件用于车辆车体、转向架、制动

7、系统和车钩装置等部位。在满足公司配套的同时，部分零部件外销到铁路系统。近几年来随着铁路车辆的重载高速，许多关键部位的铸钢件改为锻钢件，目前生产的“铸改锻”零件有挡键、锁杆头等8种模锻件，像C70的前盖、后挡、中拉杆等产品因无大型模锻设备，暂时还不具备生产能力。 军品锻件主要用各型火箭弹，主要有122系列火箭弹的喷管座、底、堵盖体和大口径火箭弹的顶盖本体等。同时承揽公司内外的其他模锻件、自由锻件。3. 承办单位。3. 1基本情况与数据本项目承办单位是XX车辆有限责任公司及锻压分公司。锻压分公司2003年12月车辆公司组建时从集团公司分离归属车辆公司。主营业务是：自由锻件、模锻件、冲压件和焊接件。

8、主要产品是：铁路车辆锻件、零部件、军品锻件、军民品工装锻件和其他民品锻件。分公司在册职工100人；生产工房面积为 3800；主要生产设备59台，其中超龄设备29台（设备状况见下表）。主要生产设备状况表设备类别数量（台）超龄设备（台）设备类别数量（台）超龄设备（台）一、机械设备4728二、动力设备1011、金切15111、动力机械82、锻压16132、电气设备213、专用74三、仪器仪表24、其他9总 计5929说明锻压设备中自由锻锤7台、模锻锤1台、摩擦压力机3台3. 2 生产经营状况从1988年开始铁路车辆零部件逐步成为分公司主要生产任务。零部件生产是利用原有的自由锻锤、模锻锤、摩擦压力机和

9、自制的成型胎具进行生产，作业方式以手工操作为主。分公司承担得零部件有90多种，到2006年底已生产13000余辆各型货车的零部件，并有部分零部件外销到铁路系统。在完成铁路车辆任务的同时完成了集团公司各种军品锻件的试制生产任务和工装锻件及外揽锻件的生产任务。在公司的正确领导下，在各部门的大力支持下，分公司组织员工立足现有设备积极开展技术革新和工艺改进。先后完成了“挂环”手工热弯曲，改为在摩擦压力机上冷弯成型；“拉杆头”铣削头部半圆、手工弯曲成型，改为在摩擦压力机冷切头部半圆、油压机弯曲成型；各种“链蹄环”由空气锤胎模锻造、手工弯曲成型，改为摩擦压力机整体模锻、冲压弯曲成型，等等。在链条生产方面公

10、司先后购置了油压机和链环闪光对焊机使链条生产的工艺水平显著提高。这些改进在一定程度上提高了产品质量和工作效率，减轻了工人的劳动强度，但总体来讲锻压件生产的工艺技术仍比较原始落后，与公司、同行业车辆制造整体的技术水平有相当的差距。以“中拉杆”为例，目前采用的生产工艺班产只能达到10件，如果在2500t摩擦压力机上整体模锻成型班产可达到100件。4. 产品市场分析中国铁路在“十一五”期间将实现跨越式发展，铁道部每年新增货车三万辆左右，修理改造旧车数万辆，对车辆配件的需求量也大量增加。公司在与众多的铁路车辆生产厂家的激烈竞争中，通过不懈地努力使敞车的中标率和市场占有率逐年上升，预计每年可保持在56%

11、的水平上。在“十一五”末铁路车辆争取达到年产3000辆并尽快打开国际市场实现铁路车辆出口。 从公司军品科研生产来看，近几年加快了军品科研定型的步伐，不断推出新的弹种，特别是大威力、大口径火箭弹的研制生产，对锻件的形状、内在质量要求越来越高。象207产品顶盖本体之类的锻件如采用闭式模锻工艺生产可以减小余量提高精度，提高锻件的内、外质量，进而提高零部件的可靠性。从国内外锻件市场看，自由锻件和一般小模锻件的能力过剩，中、大模锻件市场看好。模锻正在成为锻造的主概念，锻件生产己朝着模锻化，精密化和复杂化的方向转变。国内锻造业占设备总数20的模锻设备生产的模锻件占到锻件总量的60以上。国内外制造业对锻件的

12、外观、内在质量的要求越来越高，对模锻件需求量越来越大。近几年来国内民营锻造企业大型模锻设备快速增加，模锻能力的强弱己成为衡量一个锻造企业市场竞争能力的重要标致。围绕公司铁路车辆发展战略目标、公司军民品科研生产、国内外制造业对锻件的需求以及提高分公司市场竞争力和可持续发展能力，尽快对锻压生产线进行以能力建设为主的技术改造是十分必要的。5. 工艺技术方案及设备选择与论证5. 1 制定技术改造方案的原则对锻压的技术改造我们将根据牛总经理关于公司传统专业民品发展“跨行业不跨专业”的思路，本着立足当前，着眼长远；以锻为本，重在模锻；以车为主，军民兼顾，新旧结合，先进实用；提高能力，提升技术的原则进行，并

13、以此制定技术改造方案。技改方案主要有三个部分组成。5. 2关于模锻线的改造方案模锻线改造的主要目的是扩大模锻件生产能力，新增大型模锻设备与原有的设备配套组合，形成大批量生产中型模锻件的能力。5.2.1模锻线的设备配置及锻件生产工艺流程新建模锻生产线布置在锻压分公司8工房南侧。改造建立模锻线需购置2500t双盘摩擦压力机、500t切边压力机和1t装出料机各一台，将现有2t蒸空自由锻锤在电液锤改造时更新为2000空气锤。这些设备与8工房现有的3t自由锻锤，23煤气加热炉、1t锻造操作机组合（生产线布置见附图 ），加热、制坯、预锻、终锻、整形，组成一条柔性的中型模锻件生产线，以模锻件为主，同时兼顾自

14、由锻件生产。锻件生产工艺流程简述：带锯床下料煤气加热炉坯料加热1t 轮式装出料机出料2000空气锤制坯（预锻）2500t摩擦压力机模锻500t单点闭式压力机切边（整形）。锻件生产工艺流程及新旧工艺对比以“中拉杆”为例，见下表。中拉杆锻造工艺流程及新旧工艺对比自由锻制坯、2500t整体模锻成型（新）自由锻制坯、400t局部模锻成型（旧）下料尺寸：1104702下料重量：35 下料方式：带锯床下料尺寸：1106022下料重量：45.5 下料方式：带锯床锻造工步：（共需2火锻成。）1、制坯 坯料加热后在2000空气锤拔长、压台、摔杆预锻；2、模锻 将预锻件加热后在2500t摩擦压力机整体模锻，一次成

15、型；3、切边、整形 模锻后在500t闭式压力机切边、整形，一次完成。锻造工步：（共需5火锻成；）1、制坯 坯料加热后在750空气锤将两端头部预锻；2、闷头 将预锻后的两端头部加热后在400t摩擦压力机模锻成形（两端要分两次进行）；3、切边 将模锻后的头部在160t摩擦压力机切边（两端要分两次进行）；4、摔杆 两端成型后整体加热，中间杆部在750空气锤用型摔拔长；5、整形 加热后人工整形，保证头部与杆部的同轴度。班产：100件150件班产：10件整体模锻与局部模锻成型工艺相比其主要优点如下：1、下料重量由45.5降为35，减少10.5公斤，节省原材料26% ；2、加热次数由5次减到2次，节省动能

16、费60%；3、锻件的内在质量和外观质量提高，返修率可有50% 降到5%以下；4、工人劳动强度降低，生产效率提高，单班生产月产就可达到1000件以上；5、余量减少、精度提高，可使机加的工作量减少50%左右，使中拉杆整体的生产效率提高。5.2.2模锻线设备的选型（1）模锻设备选择JA-2500A型2500t双盘摩擦压力机，这是模锻线的核心设备。适合于我们的设备主要有模锻锤、热模锻压力机和螺旋压力机。但从产品的特点、对现有设备设施厂房的利用、对周边精密机加设备的影响及节能环保等因素综合考虑，选用双盘摩擦压力机较为适宜。双盘摩擦压力机具有锻锤和锻压机的双重工作特性，工作台面大，通用性比较强，工艺用途较

17、广，超载性能好（可以超额定负荷60），可以进行模锻、精锻、镦锻、挤压，精压、切边、冲孔和冷热校正，是仅次于模锻锤应用广泛的锻压设备之一，在中小批量生产条件下，其优越性更为突出。在2500t双盘摩擦压力机上可锻造350左右的闭式模锻件、500左右的开式模锻件；可整体模锻像中拉杆之类的长杆类锻件；可利用其顶出装置进行轴类锻件的头部镦锻；还可进行齿轮类零件的精密锻造。另外，与同等能量的模锻锤相比，生产每吨锻件的动能费用可降低5060，其震动和工作噪音也较小，符合建立资源节约型，环境友好性企业的要求。（2）制坯（预锻）设备选择C41-2000 2000空气锤。因为摩擦压力机模锻大一些的锻件，只能进行单

18、模膛锻造，必须配备制坯（预锻）设备。空气锤可以进行拔长、镦粗、冲孔、弯曲等工序，使用灵活，操作方便，占地面积小，且不需外部气源。（3）切边设备选择JD31-500型500t闭式单点机械压力机。这是一条完善的模锻生产线必备的设备之一。在模锻件中适合于无飞边闭式模锻的锻件有一定范围，多数模锻件是开式模锻后进行切边。该机还可以完成冲裁、浅拉伸、校正等冲压工序。（4）装出料机选择WZQLC-1型1t轮式锻造装出料机。这是中大型模锻(自由锻)生产的一种重要的辅助设备，即可将坯料装炉出炉，又可将坯料迅速的送到锻压设备上，缩短工作时间，保持坯料温度，减轻工人劳动强度，提高劳动生产率。根据分公司现有设备布局，

19、加热炉距离锻造设备较远，用行车、料叉出料，速度慢、料温下降，增加坯料变形抗力不利于锻件成型，对设备、模具也有不利的影响。选用无轨式装出料机占地空间少，可以一机多用，制坯、模锻、自由锻都可使用。（5）加热设备利用现有的23煤气加热炉。新增设备的费用：2500t双盘摩擦压力机一台，购置费约350万元；500t单点闭式切边压力机一台，购置费约120万元；1t装出料机一台，购置费约23万元，共计费用493万元。（新增设备明细表见附件 ）新的模锻线建成后与原有的2t模锻机组结合可以形成较强的中、小模锻件生产能力，中型模锻件的年生产能力可达到单班生产1000t，两班生产1800t的水平，可以改变目前军民品

20、模锻件只能干小不能干大，只能干粗不能干精的局面，可大大提高公司车辆锻件、军民品锻件的生产能力。5.3关于车辆小型锻压件生产线改造方案改造的目的是提高车辆钉销类、弯曲类锻件机械化生产水平和生产能力。5.3.1目前的生产工艺现状目前车辆圆销、铆钉类锻件生产采用的工艺基本上是锯床、车床或砂轮切割机下料，空气锤上胎膜锻成型。锻造时坯料在煤气炉中整体加热后，杆部先浸在水中冷却，然后放入胎膜在400空气锤将头部镦锻成型。下料方式效率低、成本高；成型工艺落后，锻件余量大、精度低；加热炉和空气锤大马拉小车，杆部烧红再浸黑，严重浪费能源；锤上镦锻模具受力大，寿命短；锻工翻动模具劳动强度大，危险性高。这种落后的工

21、艺方法效率低、成本高且锻件质量不稳定。5.3.2小型锻压件生产线设备配置及工艺流程小型锻压件生产线布置在8工房北侧西北角。剪料、加热、锻造（冲压）形成一个柔性的多品种、中小批量的小锻压件生产区。具体讲就是新增一台100t可倾式压力机, 主要用于圆销、铆钉、链环的下料、拉杆头的头部冲裁、挂环的弯曲成型等产品。一台100t双盘摩擦压力机, 主要用于圆销、铆钉的镦锻、模锻件的切边等。一台90kw中频端部加热炉，主要用于圆销、铆钉头部加热等。（生产线布置见附图 ）小型锻压件生产的工艺流程。镦锻类锻件：100t可倾式压力机剪料90kw中频端部加热炉加热100t摩擦压力机锻造成形。弯曲类冲压件：100t可

22、倾式压力机剪料100t摩擦压力机或100t可倾式压力机冲压成型。另外，100t摩擦压力机还可作为400t摩擦压力机的切边设备。5.3.3 设备的选型（1）可倾式压力机选择J23-100型100t可倾式压力机。该设备应用于直径32以下圆棒料剪切、10mm左右板料冲裁以及杆类、板类弯曲件的冲压成型。（2）摩擦压力机选择J53-100型100t双盘摩擦压力机。该设备应用于直径50mm左右钉销类热镦锻、板类、杆类小件的冷、热冲压成型、直径200mm左右模锻件热切边。（3）加热设备选择SPZ-90型90kw中频端部加热炉。该设备应用于直径1550圆棒料端部加热，占地面积1左右，安装操作都比较方便。这些设

23、备适合于车辆生产多品种、中小批量的特点。工艺改进后在提高产品质量，减少原材料消耗的同时，下料、锻造的效率可成倍提高；在能源使用方面中频加热与煤气加热相比，可降低加热成本50%，摩擦压力机与空气锤相比可节电75%（10kw/45 kw）；模具寿命可提高12倍。新增设备的费用：J23-100型100t可倾式压力机一台，报价4.5万元； J53型-100型100t双盘摩擦压力机一台，报价8万元；SPZ-90，90kw中频端部加热炉一台，报价6万元；合计18.5万元。5. 4关于蒸空锻锤电液锤改造的方案按照科学发展观的要求，建立资源节约型企业，节能降耗，节能增效，既是国家发展战略对企业的要求，也是企业

24、自身发展的需要。在日趋紧张的电力、能源供求形势下企业对高耗能、高污染设备进行节能技术改造，节省能源，降低成本、增加效益，己势在必行。锻压分公司现有的四台蒸空锻锤都属于高耗能、高污染的设备，对它们进行电液锤(换头)改造确属必要。5.4.1电液锤改造的具体方案及费用根据4台锻锤的状况，我们建议对1t、3t自由锻锤和2t模锻锤进行换头改造，改造的费用分别为29.3万元、56万元和40.5万元。将2t自由锻锤更新为2000空气锤，原因是该锤砧座现已损坏需更换，费用约32万元；其基础需更换枕木等，价格约10万元；锤身恢复精度修理约需10万元；改造换头费用需43万元，共需95万元，通过改造与新购设备的综合

25、比较，建议此锤放弃改造将其更新为一台2000空气锤，新锤购置费用约80余万元。该锤即可作为2500t摩擦压力机的制坯设备，也可单独作为自由锻锤使用。改造与更新共需205.8万元（改造费用是参考安阳锻压机床厂报价）。5.4.3 电液动力头的选型目前国内电液锤改造技术已比较成熟，锻造行业原有的蒸空锻锤已有95%以上进行了换头改造。通过对国内各电液锤技术版本和锻压机床生产厂家的综合对比，选择安阳锻压机械工业有限公司的电液锤产品较为适宜。1t自由锻锤选择Dy1Z型电液动力头；3t自由锻锤选择Dy3Z型电液动力头；2t模锻锤选择Dy1M型电液动力头。5.4.4改造前后能源消耗量的对比直接消耗比较：蒸空锻

26、锤1t、3t自由锻锤和2t模锻锤三台锤每小时用空气4700立方米，空压机耗电约470 kw.h。电液锻锤1t、3t自由锻锤和2t模锻锤三台锤每小时用电约300 kw.h。间接消耗比较：蒸空锻锤由空压站集中供气，在锻件中间加热、模具调整和设备检修时空压机继续工作，大量空气排空，每班约23个小时，还有长距离管道输送造成的压力损失。电液锤由各自的液压站供油，在锻锤不工作时油泵随时停机，工作时压力充足，还可根据所需打击能量调整开泵台数。综合比较：按照锻锤每班工作六小时计算3台蒸空锻锤耗电2820 kw.h，3台电液锻锤耗电1050 kw.h，电液锻锤比蒸空锻锤节能62.8%。如果将2t自由锻锤更新为2

27、000空气锤，该锤电机功率为132kw,按照75%的工作系数计算每小时耗电99 kw.h,比蒸空锻锤158kw.h,（压缩空气折合的电量）节电38%。综合比较每班次节能63.5%。 蒸空锻锤电液锤改造后可以消除锻锤开动时对整个空气系统的压力波动，保障其他设备的正常运行。还有一个显著的优点就是锻锤的打击能量可提高20%左右，锤杆的使用寿命可延长一倍。5.5 其他设备LD-3型3t电动单梁起重机，3.5万元。该设备用于8-工房中跨，原有的3t桥式起重机使用年旧，已属报废设备，急需更新。6. 总体改造方案6. 1 项目范围（1）2500t摩擦压力机模锻生产线；（2）100t摩擦压力机小锻压件生产线；

28、（3）蒸空锻锤电液锤换头改造；（4）8-工房中跨3t行车更新；（5）对原有的部分设备重新布局。6.1.2 总平面布置图 见附图 6.1.3 工程管线的布置（1）压缩空气管道。保留8-工房主管道，拆除通往2t、3t自由锻锤的和2t模锻锤的管道；通往2500t摩擦压力机和500t闭式单点压力机的管道全部进入进入地下管线沟。（2）电线电缆。通往各设备的线缆均进入管线沟，不明设。（3）自来水管道、煤气管道基本不动6. 2 配套基础（公用）设施方案本次改造的重点在8-工房，新增或改造设备都是采用电力拖动，设备本身带有电动机，电能是主要能源。动能使用的特点是压缩空气用量大幅降低，用电量大幅提升。因此，电力

29、增容是基础设施建设的重点。分公司现在使用的电源都来自16开闭所，该所变压器容量有限无法满足需求。因此，须为8-工房引入新的供电线路。 8-工房现有的自来水系统、压缩空气系统和煤气系统均能满足改造后的需求。6.3 土建工程方案本次改造的土建工程主要是新增设备基础和电液锤液压站基础及管道沟。主要土建工程项目详见表 主要土建工程项目表序号设备名称项目内容设备位置费用估算（万元）12500t摩擦压力机修建设备基础8-工房南侧2500t闭式压力机修建设备基础8-工房南侧32000空气锤修建设备基础8-工房南侧43t电液自由锤修建液压站基础8-工房东南侧52t电液模锻锤修建液压站基础8-工房中北侧61t电

30、液自由锻锤修建液压站基础8-工房中跨7100t摩擦压力机修建设备基础8-工房东北侧8100t可倾式压力机修建设备基础8-工房东北侧7.环保、消防、职业安全卫生措施7.1 环境保护大型锻压设备对环境的影响主要是噪声和震动，因此，要求生产厂家提供的锻压设备都必须符合国家机械行业标准有关锻压设备的噪声限制规定值。2500t摩擦压力机和500t闭式压力机离合器、制动器需要少量压缩空气，排放在工房内，不会造成污染。蒸空锻锤更换电液动力头后，不再向外部排放废气，其液压部分产生轻微滴漏，设置集油槽（池）后不会对外部造成污染。生产过程不产生废水。固体废物主要是金属氧化皮，年产量约10t，采用集中回收处理。为了

31、减少震动对其他设备的影响，设备基础设隔震沟。7.2 消防安全电液锤液压站油箱蓄油量较大，其管路和锻锤油气缸密封装置磨损后易产生泄漏，在高温条件下易着火。因此，每部电液锤前应配备5具干粉灭火器，每个液压站附近应设有消防栓。7.3 职业安全卫生防护措施（1）要求生产厂家提供的锻压设备和安装单位安装设备都必须符合GB 17120-1997锻压机械 安全技术条件和国家机械行业标准有关锻压设备的安全技术条件以及锻压设备噪声限值规定的要求。（2）设备基坑的盖板要选用防滑钢板，周围作业区铺盖防滑铸铁板。（3）技改项目完成后，锻压生产的机械化水平提高，作业条件得到了改善，但必须加强生产、维修人员的设备、安全操作规程和检修规程的培训与考核，做到定人定机，持证上岗，适应新设备的操作要求。8. 总投资