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1、1、总论1.1概述1.1.1项目名称、承办单位 项目名称：年产50万吨管材生产线建设工程承办单位：XXXX钢铁有限公司企业法人代表：项目建设地址：XX县生态工业园区1.1.2设计单位XX省冶金设计院1.2设计范围年产50万吨管材生产线包括4个管材生产车间，共计10条高频焊管生产线。设计范围包括：管材生产线工艺、建筑结构、供配电、供排水及配套公辅设施。 1.3建设规模及建设内容1.3.1建设规模根据委托书要求，并考虑厂址环境、供水、供电、资金来源及运输等综合条件，确定建设年产50万吨管材生产线，设计年产直缝焊管50万吨。1.3.2建设内容主要建设内容包括：原料储存、管材生产主车间、变电站、循环水
2、系统、机修车间和成品堆放场地。主要生产设备包括：上料设备、成型设备、高频焊接设备、定径设备、定尺设备、矫直设备和打捆包装设备等。1.4建设条件1.4.1地理位置XXXX钢铁有限公司位于XX县工业园区，距XX县城8km，侯马市9km，大运公路5km，晋侯高速3km，与侯月铁路和郭义公路相邻，地理条件优越，交通四通八达，十分便利。1.4.2供电条件工程新增用电负荷不大，生产用电可由公司110kV变电站供应。1.4.3供水条件本工程新增生产用水和生活用水可由厂区生产、生活用水系统供应，完全满足用水需求。1.5高频焊管特点高频焊管是通过高频焊接机组，将一定规格的长条形钢带卷成圆管状并将直缝焊接而成钢管
3、。钢管的形状可以是圆形的，也可以是方形或异形的，它取决于焊后的定径轧制。焊接钢管的材料主要是：低碳钢及s300N/mm2、s500N/mm2的低合金钢或其他钢材。 高频钢管具有工艺相对简单，快速连续生产的特点，在民用建筑、石化、轻工等部门有广泛用途。多用于输送低压流体或做成各种工程构件及轻工产品。1.6车间构成根据XX钢铁公司实际情况，年产50万吨管材生产线由4个管材生产车间组成，分别为一车间、二车间、三车间和四车间；4个车间共布置10条管材生产线，其中一车间、二车间、三车间分别布置2条生产线，各车间年生产能力为10万吨；四车间布置4条生产线，年生产能力为20万吨。4个车间总生产能力为50万吨
4、。1.7生产工艺1.7.1工艺原理： 高频钢管是根据电磁感应原理和交流电荷在导体中的趋肤效应、邻近效应和涡流热效应，使焊缝边缘的钢材局部加热到熔融状态，经滚轮的挤压，使对接焊缝实现晶间接合，从而达到焊缝焊接的目的。高频钢管焊接正是利用交流电的趋肤效应和邻近效应，钢材经滚压成型后，形成一个截面断开的圆形管坯，在管坯内靠近感应线圈中心附近旋转一个或一组阻抗器，阻抗器与管坯开口处形成一个电磁感应回路，在趋肤效应和邻近效应的作用下，管坯开口处边缘产生强大而集中的热效应，使焊缝边缘迅速加热到焊接所需温度经压辊挤压后，熔融状态的金属实现晶间接合，冷却后形成一条牢固的对接焊缝。 1.7.2工艺特点高频钢管是
5、一种感应焊，它无需焊缝填充料，无焊接飞溅，焊接热影响区窄，焊接成型美观，焊接机械性能良好等优点，因此在钢管的生产中受到广泛的应用。 1.7.3工艺流程简述原料钢卷由卡车运至设在管材主厂房的原料跨，用叉车堆放在上料平台上。根据生产安排，首先用天车将原料钢卷吊到准备机组的开卷机上，原料钢卷在此机组上完成切头尾、表面检查等准备工序；由人工将切头切尾后的钢卷焊接在一起，然后再用天车将钢卷装入料仓待用。生产时由夹送设备将钢卷头部送入由6架成型机组成的成型机组，让钢带由平板型逐渐变为圆形，通过高频焊接机组进行焊接，再经喷水冷却将管材降至常温，经刮疤机刮去焊接时产生的疤瘤后，送入定径设备进行定径。定径后的管
6、材经定尺、在飞锯上按定尺裁断后，经辊道输送至平台，再送矫直机进行矫直，经矫直后检验合格的管材经辊道输送到打包架进行打捆。用天车或叉车运送到成品跨内进行最终包装，打包完毕后的成品卷按照要求存放在成品跨内，等待交货，并根据用户要求进行取样检验。1.7.4工艺流程工艺流程如下：上料开卷直头矫平剪切对焊储料矫平粗成型精成型焊接去除内外毛刺水冷定径矫直锯切矫直平头输送标记涂油打包入库1.8主要技术经济指标技术经济指标表序号指标名称单 位数量备注一产品规模1管材年产量万t/a50二规格直径 mmmm48壁厚mm2.2、2.5、2.75、3、3.25、3.5定尺m2、2.5、3、4、5、6、7、8三原材料消
7、耗量1带钢 B151mm万t/a50.52焊条万t/a0.5四动力消耗1新鲜水m3/h1.7补充水2年耗电量103kWh/a15120五定员人150六占地面积公顷8.41七建筑面积m227860八总投资万元12546.761.9投资概算固定资产投资总额12546.76万元 占100其中：建筑工程费3562.03 万元 占28.39安装费1312.39万元 占10.46设备费6056.32万元 占48.27其它费796.72万元 占6.35预备费819.30万元 占6.532、原料供应2.1概述生产不同用途的高频焊管，对其原料有不同的要求。各种要求在相应的技术标准中，一般都有明确规定。原料的质量
8、不仅影响成品管母体金属的性能，而且对管坯成型和焊接以及焊缝和焊缝附近区域的金属性能也有重要影响。此外，原料质量也会影响整个焊管机组的设备利用率、产品合格率、金属消耗以及机组的使用寿命。因此，原料与成品质量和机组的技术经济指标是密切相关的。XXXX钢铁有限公司位于XX县生态工业园区，地理位置较为优越，临汾市钢铁冶金工业的发展已有一定的规模，境内有多家企业生产焊接钢管用带钢，主要生产宽度78184mm、厚度2.53.5mm各种规格的带钢，总生产能力约160万吨，完全可满足XX钢铁公司管材生产线的原料供应。2.2带钢质量要求：2.2.1一般要求高频焊管大多采用热轧带钢卷作原料。热轧带钢表面一般都有一
9、层氧化铁皮。高频焊接时，氧化铁皮并不影响焊接，但氧化铁皮进入带钢边缘之间的焊缝区将会导致焊接缺陷。因此，带钢表面不允许存在粗糙的氧化铁皮。此外，带钢表面的氧化铁皮进入成型机会使成型辊的磨损加快。所以，氧化铁皮严重的热轧带钢应当经过除鳞处理。焊管原料的机械性能应当均匀，波动小，没有内应力和轧制缺陷。例如，带钢应当严格控制夹层，甚至不允许夹层存在。因为夹层对成型、焊接以及焊管质量都有不利影响。高频焊接时，焊缝在挤压力的作用下，使熔化金属向管壁内外流动形成内外毛刺。如果带钢中有夹层，当其清除内外毛刺而使夹层暴露在外时，就会形成裂纹缺陷。当管壁受应力作用时，该处产生应力集中而首先开始破坏。同时，暴露在
10、外的夹层会大大降低管子的抗腐蚀性能。研究表明，夹层在钢管进一步冷拔时，特别是使用这种管子作机器零件，如汽车的万向接轴时，是很不适宜的。夹层的不利影响在带钢进行切边或纵剪时，将更为加重。夹层缺陷可以在带钢生产过程中用超声波探伤进行检验。带钢应严格限制条状氧化物、脆性和塑性硅酸盐、硫化物等非金属杂质的含量，提高金属的纯度。提高金属纯度有利于提高焊缝和成品管的质量。带钢的金相组织对成品管质量具有特殊意义。研究表明，金相组织会严重影响焊接和焊缝质量。如在粗晶铁素体达到7级情况下，焊缝不能保证承受标准所规定的气密性和扩口试验。游离渗碳体和屈氏马氏体组织对焊缝质量和焊管质量的进一步提高也是不利的，因为，这
11、种组织在管子焊接时会形成马氏体，从而使焊缝变脆，并影响钢管的矫直和工艺试验。还应当指出，带钢中氮、氢、氧等气体含量对电焊管质量也有很大影响。研究表明，气体含量中N20.006%、H20.0006%、O20.01%时，将会导致焊缝中心变脆，降低钢管的工艺性能。为了保证带钢成型和焊接的工艺性能以及成品钢管的几何尺寸精度，对于带钢的宽度和厚度公差以及带钢的形状误差，如月牙弯、钢卷塔形高度、翘曲度和瓢形等都有相应的规定。实际值不应超过有关规定的最大允许值。对带钢的某些质量要求中，应当规定上下限，而不能只规定上限或下限。如对强度的要求，规定其下限以保证焊管的一定强度要求，同时必须规定适当的上限，以保证电
12、焊管生产时所必需的工艺性能，如成型时的极限稳定性，成品管中的残余应力不致过大等。铁素体不允许过大，也不允许过小。否则，由于晶间距离加长，增加了焊缝中心区域边界析出（碳化物、金属互化物、气体）的可能性，从而使焊缝变脆，在随后的热处理中导致焊缝区铁素体晶粒长大和管子横截面的组织不均，降低了管子的疲劳强度。应当指出，国外在提高高频直缝焊管质量，扩大其使用范围方面，首先注意了原料质量的提高。2.2.2原料宽度的选择正确地选择带钢宽度对成品管的尺寸精度和焊缝质量有极其重要的意义。高频焊接的原料宽度受各种因素的影响，如材质、焊接电流频率、带钢边部状态、焊接余量、定径余量等。一般可根据下列经验公式进行计算：
13、公式1 式中：B原料宽度，毫米；D成品管外径，毫米；t成品管壁厚，毫米；1成型余量，毫米；2焊接余量，毫米；3定径余量，毫米。1、2、3的值按表2-1到表2-3选取。公式2 式中：Dr定径机最后一架孔型直径，毫米。可取Dr=D-（0.20.3） Dk定径余量，毫米。 k考虑焊接余量的系数。表2-1 成型余量1，毫米D/t101515252540406011/2t2/3t3/4tt表2-2 焊接余量2，毫米t1.01.04.04.06.01t2/3t1/2t表2-3 定径余量3，毫米D223535484870709531.01.31.52.0Dk决定于成品管直径和定径机结构。对于直径63 毫米以
14、下的悬臂式结构的定径机，Dk可取0.250.50毫米。系数k决定于管子壁厚，但与材质及管子直径也有一定关系。壁厚愈小，直径愈大，钢中含碳量愈小，则k值愈大。根据国外某些厂的生产经验，k值一般取0.52.75，具体数值可参考表2-4选取。表2-4 系数k值钢管直径，mm壁厚，mmk380.61.60.91.016501.01.522.75600.52.00.812763.50.672.5890.83.20.75本工程使用热轧带钢直接生产，考虑圆边、氧化铁皮等因素，3最小尺寸应再增大0.5毫米。公式3 毫米公式4 毫米或 毫米公式5 毫米式中z为系数，可按表2-5选取表2-5 系数z值钢管直径1818.12525.1404150z0.4（1.26）0.48（1.51）0.56（1.76）0.6（1.8
