铸钢生产线技术改造工程项目可行性研究报告.docx

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铸钢生产线技术改造工程项目可行性研究报告

铸钢生产线技术改造工程项目

可行性研究报告

1、总论----------------------------------------------------------------------------------2

2、铸钢件及铸造工艺-------------------------------------------------------------13

3、铸钢车间---------------------------------------------------------------------------18

4、电气----------------------------------------------------------------------------------50

5、自动化仪表-----------------------------------------------------------------------58

6、给排水------------------------------------------------------------------------------60

7、介质供应及采暖通风---------------------------------------------------------63

8、土建---------------------------------------------------------------------------------64

9、电讯---------------------------------------------------------------------------------67

10、总图运输------------------------------------------------------------------------68

11、劳动定员------------------------------------------------------------------------71

12、能源评价------------------------------------------------------------------------72

13、环境保护------------------------------------------------------------------------73

14、安全与工业卫生-------------------------------------------------------------78

15、消防-------------------------------------------------------------------------------81

16、实施计划------------------------------------------------------------------------83

17、投资估算------------------------------------------------------------------------84

18、技术经济分析-----------------------------------------------------------------86

19、结论-------------------------------------------------------------------------------88

附图：

1）铸钢车间工艺平面布置图图号：

OHZZ-1

2）总平面布置图图号：

OHZZ-2

1、总论

1.1项目名称

项目名称：

铸钢生产线技术改造工程

1.2项目建设单位、住址、项目负责人

项目建设单位：

xxxx市xxxx特钢锻材有限公司

建设地点：

xxxx市望花区塔峪镇后二道村

项目负责人：

叶影雪

1.3编制依据

xxxxxxxx特钢锻材有限公司的关于编制<铸钢生产项目委托书>。

1.4企业现状

xxxxxxxx特钢锻材有限公司成立于2005年6月，地处xxxx市望花区朝阳路，

并在沈阳设立分公司，公司的主要经营范围为特殊钢、优质钢材的加工与销售。

现有厂区面积2000㎡，主要设备有钢材修磨机、、带锯床及车床等。

公司距沈抚高速公路5公里，地理位置优越，交通十分便利。

1.5市场预测

铸钢件是铸造成形工艺和钢材料冶金的结合，即可具有其他成形工艺难以得到的复杂形状，又能保持所有特有的各种性能，从而确立了铸钢件在工程结构材料中的重要地位。

铸钢工业的历史并不是很长，但其发展很快。

到二十世纪90年代（1991-2000），全世界铸钢件年产量稳定在600万吨左右，铸钢件占全部铸件产量的比例约为5%—10%。

1996年-2000年间，中国铸钢件年产量在130-150万吨之间，占铸件占铸件的比例较高，在12%-14%之间。

中国合金钢铸件占全部铸钢件的比例仅为30%，而工业发达国家已达到42%-50%。

1996年的统计表明，美国低合金钢、不锈钢、耐热钢和抗磨钢等合金钢铸件的比例已达到60%。

2006年我国铸钢件产量为381.1万吨，占铸件总量的13%，预计以后以年均3%的速度增长。

21世纪铸钢工业同样面临着技术、管理、经济和生态环境四方面的挑战，所以其发展的特征不再是产量和铸钢厂数量的增加，而是产量相对稳定或略呈微降趋势，但是铸钢件的质量、品种、性能以及合金钢、特殊钢的比例将不断增加;铸钢工业采用先进的管理技术，提高生产效率，降低成本和不断加强环境保护是必然的发展趋势。

发展中国家特别是中国，与工业发达国家面临的发展形势有所不同。

我国经济建设的持续发展和西部与产品的向外转移以及中国成为世贸组织成员等因素，都将促进我国基础工业，特别是铸钢工业的不断发展与进步。

铸钢的特点

1）铸钢件的灵活性，设计人员对铸件的形状和尺寸有最大的设计选择自由，特别是形状复杂和中空截面的零件，铸钢件可采用组芯这一独特的工艺来制造。

其成形和形状改变十分容易，从图样到成品的转化速度很快，有利于快速报价响应和缩短交货期。

形状和质量的完善设计、最小的应力集中系数以及整体结构性最强等特点，都体现出铸钢件设计的灵活性和工艺优势。

2）铸钢件冶金制造的适应性和可变性最强，可以选择不同的化学成分和组织控制，是一个于各种不同工程的要求。

可以通过不同的热处理工艺在较大的范围内选择力学性能和使用性能，并有良好的焊接性和加工性。

3）铸钢材料的各向同性和和铸钢件整体结构性强，因而提高了工程的可靠性。

再加上减轻重量的设计和交货期短等优点，在价格和经济性方面具有竞争优势。

4）铸钢件的重量可在很大的范围内变动。

小者可以是重量仅几十克的熔模精密铸件，而大型铸钢件的重量可达到数吨、数十吨、乃至数百吨。

由于铸钢件具有上述特点，几乎所有的工业部门都需要用铸钢件。

在交通运输、船舶和车辆、建筑机械、工程机械、电站设备、矿山机械及冶金设备、航空及航天设备、油井及化工设备等方面应用尤为广泛，至于铸钢件在各产业部门的分配，由于各国的具体条件不同，情况可能有较大的差异。

电站设备是高技术产品，其主要零件都在高负荷下长期连续地运转，火电厂和核电站设备中有很少零部件还需耐高温和高压蒸汽的腐蚀，因而对零部件的可靠性有很严格的要求铸钢件能最限度地满足这些要求，在电站设备中广为采用。

汽车轮外缸缸体、电站用的燃气轮机机缸体及压缩机排气缸、核电站用的铸钢阀体、水轮机的转轮等。

铁路机车及车辆的一些相关部件，如车轮、侧架、摇枕车钩柴油--电器机车的齿轮箱等，都是传统的铸钢件。

铁路转辙用的辙岔是承受强烈冲击和摩擦的部件，工况条件极为恶劣，形状有很复杂目前各工业国都用高锰钢铸造。

建筑机械和工程机械的工况条件都很差，大部分零件都是承受高的负荷或需耐冲击磨损，其中一大部分是铸钢件，如传动系统中的主动轴、承重轮、摇臂、履带板等。

挖掘机的挖斗和斗齿也是传统的高锰钢铸件。

一般汽车很少用铸钢件，但特种越野车和重型卡车的传动部分也用不少铸钢件，如重型卡车的铸钢后桥外壳。

履带式拖拉机和装甲车也大量采用铸钢件，如主动轮、承重轮、从动轮和履带板等。

为保证作业安全，矿井设备的一些关键部件均为铸钢件，如绞揽轮（天轮）和矿车的主要零件等。

处理矿石用的破碎机和球磨机，由于运行时由于各部件受很大的冲击负荷，颚板、锤头及衬板等耐受冲击磨损的零件均为高锰铸钢件，机架则多为碳钢或低合金钢铸件。

锻压机械的基座，十字架、横梁、机架和冶金设备的轧钢机机架、轴承座等重要零件历来都是铸钢件。

迄今为止，世界上最大的铸钢件是冷轧机机架，1985年由德国多特蒙德市Hoesch公司的铸钢厂制成，共制造两件。

我国制造的最大铸钢件是350mm中厚板轧机机架（材质为ZG270-500）铸件毛重达375吨，浇筑时用钢液530吨。

此外，轧钢机的轧辊也有相当一部分是铸钢件。

飞机制造使用铸钢件已有很久的历史，20世纪30年代即用铸钢件做起落架壳体及其他零件，现代的喷气式飞机也使用铸钢件，如发动机支架、制动器支撑板等。

研制导弹时，需用单轨作水平告诉滑行实验和头部冲击试验，实验时速度可以达48马赫。

水平滑行实验所用的滑块机制动器部件均为Mn-Mo-V低合金钢铸件。

石油天然气井口封隔用防喷器其核心部件均为低合金钢或马氏体不锈钢铸件，如壳体、顶盖等。

由于这些零件需承受高达140Mpa的压力，因此，铸造这些零件时，必须确保铸件的表面质量和内部质量。

大型船舶上很多重要部件也是铸钢件，如首柱、尾柱、锚链及导管、舵架、缆舵系桩等。

农用机具的使用条件是苛刻的，因此，农用机具上的一些重要的受力零件宜采用铸钢件，如犁托和犁柱、主动链轮、履带板、支重轮、引导轮、驱动轮等，目前各工业国在农用机具方面采用铸钢件日益增多。

中国将逐步成为世界的制造中心，我国电力、石化、冶金、船舶、汽车及铁路等行业的发展将对铸件产业发展起到巨大的拉动作用。

按照我国国民经济总体发展规划设想，国民生产总值将以8%--9%速度增长，经济建设规模会扩大，铸钢件需求量也会增加，预计我国铸钢件产量会继续增长。

汽车铸件上升幅度较大，由于建筑业的兴旺和国家大力发展水、油、气的管道输送，铸钢管的产量会以较快的速度增长，铁路机车、发电设备、冶金矿山和各种专业机械等由于国家投资向基础设施倾斜而有较大的增长，铸件产量也会有所增加。

农机内燃机铸件的产量仍会有稳定的增长，机床、阀门、液压铸件的产量仍会有稳定的增长，机床、阀门、液压铸件产量也会有一定的增长，由于树脂砂的应用，该类铸件出口量会有所增加。

机床铸件占全部铸件重量的比例有可能仍在7%左右。

我国发电设备、石化、冶金、船舶、汽车、建筑等行业年需铸件月400万吨。

随着各种经济救助行动的落实，年初以来一些铸钢件经济数据开始显露出企稳回升的迹象。

根据中国机械工业联合会的统计，2009年1—2月中国铸钢件、铸铁件和金属锻件产量如下：

由于新技术的不断的涌现和能源危机的波及，瞬息万变的市场竞争，自身的环境保护以及转嫁污染，大多数工业先进国家铸件产量正逐年下降，装箱发展中国家采购一般铸件但会向发展中国家出口高附加值、高技术含量的铸钢件。

造成不发达国家的铸钢件产量却在不断地增长，世界总需求在不断上升，我国的铸钢件出口量也将有所增加。

美国每年进口铸件在600万吨以上，其中汽车铸件来自墨西哥、巴西、德国;日本的工业铸件有半数来自中国，机床、注塑机等产业的机械铸件、大型铸件也大量来至中国；德国在2006年进口了100万吨铸件，主要是中国和东欧生产厂家提供的，所以，铸件国际市场看好。

同时，由于技术进步因素，如提高铸件尺寸精度，减薄铸件壁厚，增长自己使用寿命，对铸钢件业提出了更高的要求。

此外，大型铸件市场看好，在电力领域，根据我国核电中长期发展规划，到2020年核电装机容量将达到4000万千瓦。

如果一套百万千瓦压水堆核电机组核岛部分的组成件按3亿元计算，对大型铸锻件产品需求将达到80亿元左右。

未来几年我国电力火电装机按每年5000万千瓦计算，每台大型燃煤机组需要大型锻件200吨计算，预计每年火电锻件年均需求量2万吨左右。

按水电发展计划，如按每年平均新装机30台50万千瓦及以上大型水电机组，每台大型水电机组需要大型锻件200吨值240吨。

在石化装备领域，预计我国原油加工能力到2010年达到4亿吨，2020年达到5亿吨左右，将新建和改造20多个千万吨级大型炼油厂。

加上大型加氢反应器的需求量的增加，预计每年煅焊结构的厚壁重型容器30台左右。

煤化工装备方面，随着神华集团的我国第一座年产油品500万吨的煤液化工程建设，其他地区煤制油基地建设也将启动。

预计煅焊结构重型容器市场将有每年40台的需求。

在冶金设备领域，预计“十一五”期间，每台新建冷热连轧机所需锻钢支撑辊、中厚板轧机锻钢支撑辊、万吨级水压机上的大型轧辊等毛皮锻件接近10万吨。

在船舶装备领域，预计到2010年，国内每年将需要大型船用曲轴300根以上，平均每年生产万吨级水压机需要的毛坯锻件需求量超过2万吨。

从国际上看，大型铸锻件近期也明显供不应求，国外很多主机厂的生产进度都受到了大型铸锻件的影响的制约。

同时应看到，如何解决发达国家出口我国的高附加值、高技术含量的优质铸件的替代进口问题是一个重要课题，如大型水电铸钢件替代进口的锻件等。

此外还有铸钢轧辊市场前景看好，在轧钢工业初期，锻钢支承辊一直占有绝对优势，但其生产工艺复杂、成本高。

随着科学技术的不断进步，铸钢支承辊以其生产工艺简单、成本低、高价的性价比等特点，受到众多厂家的欢迎。

铸钢轧辊通常可用于冷轧和热轧的支承辊，可以整体铸造，还可以符合铸造。

支承辊的消耗量很大，估计国内每年需求量在30万吨左右。

国外发达国家在符合铸钢轧辊反方面的开发研究工作发展很快，针对不同性能要求已形成专用化系列，高使用寿命的符合铸钢轧辊在发达国家广泛使用。

综上所述，铸钢件使市场前景及为广阔，国内铸钢企业发展较快。

生产铸钢件的大型现代化企业《大连重工铸钢有限公司》前身就是大连工矿车辆厂的下属车间，当时只有年生产1.5万吨铸钢件的能力，可以生产各种碳素钢、低合金钢和特殊用途高合金钢铸件。

经过几年的发展，工艺技术上经历了粘土砂、水玻璃砂、树脂砂技术改造过程，现在成为大型现代化铸钢件企业公司，以呋喃树脂砂工艺生产铸钢件为主，具有粗精机加工能力。

年生产铸钢产品一万二千多吨，实现销售收入一亿元以上。

产品主要以电站、船用、重机配套为主，其中电站产品占生产总量的65%以上。

船用件服务国内90%以上的早场市场，还出口日本、韩国等国外等相关行业，随着企业一步步的发展壮大，服务领域也逐渐向石油开采、水电、风电等高新技术产业拓展。

其产品质量。

效益在全国同行业居领先地位，曾被国家机械部授予全国重机行业铸钢先进单位，给发展中的这个企业树立了榜样。

xxxxxxxx特钢煅材有限公司以市场为导向，落实科学发展观，以市场为导向，拟建设铸钢厂，应用最新生产工艺生产合金铸钢件，使之成为新的经济增长点，是一个很好的建设项目。

1.6项目建设的指导思想

1）抓住振兴东北老工业基地的发展机遇，认真贯彻落实科学发展观，和坚持走新型工业化道路，以市场为导向，依靠科技进步和创新，以优化工艺装备为基础，提高产品科技含量和附加值，创造企业合金钢铸件精品和名牌。

2）本工程的实施要严格遵守国家颁布的有关环境保护的法律法规，符合国家、行业、地方制定的有关环境保护的标准，要全面推行清洁生产工艺，对污染源和污染物进行股权过程的控制，要减少对资源的消耗，对生产工艺过程中产生的具有利用价值的再生资源，按清洁生产、生态工业和循环经济，采用有效地综合利用技术，消除对环境的污染，最大限度地提高资源和能源的利用率，出尽资源的循环利用，建设清洁工厂

1.7项目建设的有力条件

1）振兴东北老工业基地和加快发展现代化装备制造业，辽宁处于中心地位，为铸钢件的生产和经营提供较好的区位优势。

2）该工程建设得到xxxx市、区各级政府的大力支持，已划拨土地作为建厂用地，该厂之自然条件和电力资源优越，并具备进一步发展用地条件。

3）厂区所处地理位置交通便利，所需运进的各种原材料和运出的产成品都能得到保障。

4）xxxx市及周边地区有一定数量的钢铁资源，又有辽阳、锦州、吉林几家大的铁合金生产厂，熔炼所需要大量的铁合金材料可以得到保证。

5）厂区与xxxx特钢同处于xxxx市望花区，可方便的利用抚钢的技术人才优势，为企业提供知识和技术支持。

1.8项目建设内容

1）建设铸钢车间

铸钢车间采用消失模铸造生产工艺，年产3000吨铸钢件。

车间包括熔炼生产线、消失模铸钢生产线和机加工。

熔炼生产线工艺设备有十吨电弧炉一台、十吨LF精炼炉一台、十吨VOD精炼炉一台、一吨电渣炉一台。

消失模铸钢生产线有融化工部、制模工部、模型组合及涂层烘干工部、造型浇注工部和落砂清理工部组成。

机加工组要设备有数控加工中心、卧式车床、铣床、刨床、磨床等。

2）建设辅助设施

辅助设施有变电所、液氧气化站、煤气炉、循环水泵站、锅炉房、空压站、厂区管线、办公生活的设施、厂区道路、围墙及大门等。

1.9产品大纲

产品大纲见下表：

年产各种铸钢件3000吨。

1.10全厂生产工艺流程及金属平衡

全厂生产工艺流程及金属平衡如下

年产各种铸钢件3000吨，铸造金属收得率93%，电炸炉金属收得率95%，年需钢水约3225吨。

因有十吨大型铸件，所以选用10吨电弧炉，富裕的钢水生产能力为今后的发展预留条件。

1.11辅助设施

1）变电所

变电所为全厂供电，全厂计算负荷9042KVA,其中10KVA高压负荷5750KVA,低压负荷3292KVA。

由于厂区面积较小，所以全厂设一座变电所。

变电所设4台变压器，分别为3台1250KVA动力变压器，一台200KVA照明变压器。

变电所设9台高压开关柜和4组低压开关柜。

高压开关柜型号GG-1A型，抵押开关柜型号GGD型，变压器型号S11型。

2）制氧站

为节约工程投资，不建制氧站。

采用液氧罐供氧方式，选用两台直径2米液氧罐，配置汽化器和稳压阀组供气。

3）煤气站

（1）煤气主要用于钢包烘烤，设置两台烘烤器，每台煤气用气量为560m³/h，在场外设直径1.5米热煤气炉一台，额定产气量1300m³/h煤气用管道直送烤包器。

（2）铸造件热处理选用2台台式热处理炉，每台炉需用煤气2000m³/h，合计需用煤气4000m³/h。

选用直径2m热煤气炉2台，满足两台热处理炉使用要求，热煤气炉就近布置，煤气管线长度不要超过80米。

4）循环水系统

（1）净循环水系统

全厂净循环水量为615m³/h补充新水量24.6m³/h，循环率96%，建650m³/h经循环水泵站一座。

（2）浊循环水系统

浊循环水系统是VOD炉蒸汽喷射泵冷却用水，水量280m³/h，压力0.4Mpa，补充新水量11.2m³/h，循环率96%，建350m³/h浊循环水泵站一座。

5）锅炉房

蒸汽用户为VOD精炼炉蒸汽喷射泵、铸造造型、生活和采暖。

建设锅炉房一座，安装6t/h锅炉一台。

铸造造型、生活和采暖采取间断供气，利用VD精炼炉蒸汽喷射泵不工作时供气。

6）空压站

建设20m³/min空压站一座，满足全厂使用要求，选择LU110-8型螺杆式空气压缩机。

7）办公楼

办公楼建筑面积380.m2

1.12环保、安全与工业卫生、消防

（1）环保

本工程的实施要严格遵守国家颁布的有关环境保护的法律法规，符合国家、行业、地方制定的有关环境保护的标准，要全面推行清洁生产工艺，对污染源和污染物实行全过程控制，要减少资源的消耗，对工艺过程中产生的具有利用价值的再生资源，按照清洁生产、生态工业和循环经济要求，采用欧晓得综合利用技术，消除对环境的污染，最大限度的提高资源的循环利用。

严格按照国家有关环保设计规范和规定进行设计，炼钢设有完善的除尘系统，各种介质达标排放，并设有完善的防噪、降温等设施，固体废弃物按规定排放，并尽可能的综合利用。

规划有绿化用地，进行厂区绿化，栽种利于生长的树木和草坪，美化环境。

（2）安全与工业卫生

严格执行国家有关标准和规定，建设必要的防火、防爆、防雷、防静电、防设备事故、防噪声、防热辐射、防机械伤害、和防烟（粉尘）等劳动安全卫生措施。

在正常的操作情况下，可避免发生意外事故，保证安全生产和工人的身体健康。

（3）消防

严格执行《建筑设计防火规范》等有关规定，采取各种防火措施，在正常情况下，可以避免火灾发生，保证生产的安全。

1.13劳动定员

全厂职工总数328人，其中技术和管理人员25人，生产工人303人

1.14投资估算

本工程静态投资958万元，铺底流动资金30万元，工程总投资988万元。

资金来源：

全部企业自筹。

工程建设期：

半年

1.15主要技术经济指标

2、铸钢件及铸造工艺

2.1铸钢件

一般把适宜浇注成型的钢称为铸钢，得到的金属制品为铸钢件。

铸钢件的钢种有铸造碳钢、铸造低合金钢和铸造高合金钢。

1）铸造碳钢

铸造碳钢是铸钢材料的基础，碳钢铸件占铸钢件近70%。

铸造碳钢是以碳为主加合金元素的钢种，其含碳量为0.10%~0.60%，属于亚共析钢。

其中含碳量小于0.20%的属于低碳铸钢，含碳量在0.20%~0.50%的属于中碳铸钢，含碳量大于0.50%的属于高碳铸钢。

根据现行的铸造碳钢国家标准GB11352-89,铸造碳钢按其力学性能的不同要求规定出5种牌号，分别是ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570、ZG340-640。

ZG200-400有良好的塑性、韧性和焊接性，用于受力不大，要求韧性的各种机械零件，如机座、变速箱壳体。

ZG230-450有一定的强度和较好的塑性、韧性，良好的焊接性，被切削性尚好。

用于受力不大，要求韧性的各种机械零件，如砧座、轴承盖、外壳、梨柱、底板、阀体等。

ZG270-500有较好的塑性和强度，良好的铸造性能，焊接性能尚好。

应用广泛，用于轧钢机机架、轴承座、连杆、箱体、横梁、曲柺、缸体等。

ZG310-570强度和被切削性良好，用于制造负荷较高的耐磨零件，如辊子、缸体、制动轮、大齿轮等。

ZG340-640有较高强度、硬度和耐磨性，被切削性中等，焊接性较差，流动性较好，裂纹敏感性较差。

用作齿轮、棘轮、叉头等。

值得注意的是，铸造碳钢是在自然温度条件和不太高的加热温度条件下使用的钢种，其正常使用的温度范围在-40℃~400℃。

当环境温度低于-40℃时，钢的韧性大幅度降低，易使铸件产生裂纹；当环境温度超过400℃时，钢的强度会下降，即发生“软化”。

2）铸造低合金钢

铸造低合金钢是在铸造碳钢化学成分基础上加入少量的一种或几种合金元素所构成的钢种。

其合金元素的总含量不超过5%。

与铸造碳钢相比，铸造低合金钢具有较好的力学性能和使用性能，能减轻铸件的重量，提高铸件的使用寿命。

此外，低合金钢具有与碳钢钢号相近的铸造性能，比较适合铸造生产。

铸造低合金钢的主要类别：

（1）普通铸造低合金钢：

锰系铸造低合金钢、铬系铸造低合金钢和镍系铸造低合金钢。

（2）低合金高强度铸钢：

低合金高强度铸钢、低合金超高强度铸钢和微量合金化铸钢。

（3）特种铸造低合金钢：

高温用铸造低合金钢、低温用铸造低合金钢和抗磨用铸造低合金钢。

我国目前应用最广泛的当属其中的锰系和铬系铸造低合金钢。

3）铸造高合金钢

铸造高合金钢中加入的合金元素（一种或几种）总量均在