年产7万吨无缝钢管高新技术产品项目可行性研究报告(优秀甲级资质可研报告)

年产7万吨无缝钢管高新技术产品工程可行性研究报告二〇一〇年六月目录TOC\o"1-2"\h\z\t"B1,1,B2,2"第一章总论 31.1设计依据 31.2工程建设单位概况 31.3无缝钢管产品生产现状 41.4工程建设的必要性 61.5工程建设的优势 81.6工程设计指导思想和主要原那么 91.7工程建设的根本思路 10第二章市场分析 122.1市场概况 122.2无缝钢管产能建设 142.3无缝钢管进出口 15第三章产品大纲及金属平衡 203.1产品大纲 203.2产品主要技术标准 213.3管坯、毛管及金属平衡 22第四章工程主要建设内容及生产工艺 244.1工程主要建设内容 244.2生产工艺 254.3生产能力计算 32第五章主要设备选型及技术性能 365.1主要设备选型的根本设想 365.2主要设备选型及技术参数 37第六章辅助设施 416.1电气设施 416.2热力设施 436.3燃气设施 436.4给排水设施 446.5检化验设施 456.6土建工程 45第七章建设场地选择与建设条件 477.1建设场地位置 477.2交通运输条件 477.3气象、水文、地质条件 487.4建设条件 49第八章土地利用及总图运输 508.1土地利用 508.2本工程节约土地措施 508.3总图运输 51第九章环境保护和综合利用 529.1概述 529.2设计依据 529.3主要污染源〔物〕及治理措施 529.4综合利用 57第十章消防 5910.1火灾危险因素分析 5910.2消防措施 5910.3消防管理机构 61第十一章节能 6211.1能耗指标 6211.2节能措施 62第十二章劳动平安卫生 6412.1设计依据 6412.2自然危害因素及预防 6412.3平安生产危害因素及预防 6512.4职业卫生危害因素及预防 6712.5劳动平安卫生机构和人员配置 69第十三章车间工作制度及劳动定员 7013.1车间工作制度 7013.2劳动定员 70第十四章工程建设进度 72第十五章投资估算 73第十六章财务评价 7516.1评价原那么 7516.2财务评价根本参数 7516.3财务评价 7616.4敏感性分析 7616.5盈亏平衡分析 7716.6结论 77附表 79第一章总论1.1设计依据**钢厂〔以下简称“洪钢〞〕被列入江西省产业经济“十百千亿〞工程，本工程可行性研究报告按照省委、省政府和江西冶金集团公司的规划要求，依据企业自身开展需要而编制的。1.2工程建设单位概况洪钢创立于1958年，是直属于**公司的国家大型企业，江西省重点骨干企业。企业钢材年综合生产能力65万吨，企业现有职工近3000人，各类专业技术、管理人员400余人，主要产品为无缝钢管、焊接钢管、热轧窄带钢和冷轧窄带钢。企业拥有国内先进的无缝钢管、焊接钢管、热轧窄带钢和冷轧窄带钢生产线，是国内生产冷拔无缝钢管和中、小口径焊接钢管最大的专业化企业之一和江西省热轧窄带钢生产基地，生产技术指标在国内同类机组中处于领先水平，产品在市场上具有优良信誉。“洪〞字牌无缝钢管、焊接钢管、热轧窄带钢和冷轧窄带钢历年均为部优、省优产品，高压锅炉用无缝钢管获中国钢铁工业协会授予的“冶金产品实物质量金杯奖〞，是国内各主要锅炉厂家指定采购的免检产品。质量体系和产品获得ISO9000体系认证和质量认证；计量体系获得国家级认证。企业多年荣获江西省优秀企业、省级文明单位和国家环境优美工厂称号。2006年，企业实现销售收入180056万元，实现利润较历史最好水平增长276%，2007年，洪钢在焊接钢管、热轧窄带钢和冷轧窄带钢三大产品全面搬迁，直接影响生产的形势下，仍实现了销售收入比2006年有所增加。企业保持了连续30年盈利，名列全省企业第19名，荣获南昌市销售收入、纳税20强单位等称号，再次列入南昌市重点企业行列。为实现企业做优、做强、做大的目标，洪钢于2003年始实施退城进郊、二次创业、跨越开展的战略规划，在国家级南昌经济技术开发区白水湖环保工业园购地2000余亩，对无缝钢管、焊接钢管、热轧窄带钢、冷轧窄带钢四大产品实施改造性搬迁，形成年产65万吨钢材产能，其中无缝钢管年产30万吨、焊接钢管年产12万吨，热轧窄带钢年产20万吨、冷轧窄带钢年产3万吨。无缝钢管改造性搬迁工程于2006年3月全面竣工投产，焊接钢管、热轧窄带钢、冷轧窄带钢产品改造性搬迁工程于2007年9月全面竣工投产，并逐步实现达产达标。1.3无缝钢管产品生产现状无缝钢管是洪钢的主导产品之一，1959年9月，洪钢生产出江西省第一支无缝钢管，填补了省内空白。经过近50年的建设开展，尤其是在2003年，洪钢按照省委、省政府江西在中部崛起，南昌市打造现代制造业基地的总体战略要求，抓住机遇，退城进郊，在国家级的南昌经济技术开发区建设新区，采用国内先进技术，实施无缝钢管技术改造I、Ⅱ期工程，开发生产高性能、高精度、高钢级、专用型无缝钢管高新产品。现已构建了从管坯至热轧无缝钢管、冷拔、冷轧无缝钢管的完整生产体系，配置有Φ140、Φ100、Φ90、Φ76四套热轧钢管机组以及冷拔、冷轧、热处理、精整、检测等工艺设备，可生产合金结构钢、优质碳素结构钢的高压锅炉用无缝钢管、油井管、低中压锅炉用无缝钢管、化肥设备用无缝钢管、输送流体用和结构用无缝钢管等品种，产品规格范围为φ6-φ168×1-20㎜，年产量30万吨，其中冷拔冷轧无缝钢管10万吨、冷拔冷轧无缝钢管产量在国内位居前列。企业已成为国内高压炉管等主要无缝钢管高新品种的重要生产基地。洪钢无缝钢管生产管理科学、选料精良、工艺先进、检测严格、产品质量稳定，长期供不应求，尤其是高压炉管等主要无缝钢管品种在国内最大的电站锅炉企业哈尔滨锅炉厂、上海锅炉厂、东方锅炉厂等得到广泛使用，受到一致好评，成为其电站锅炉钢管的主要供给方。洪钢无缝钢管技术改造I、Ⅱ期工程完成之后，形成了30万吨无缝钢管的生产能力，其中冷拔冷轧无缝钢管10万吨，即由热轧轧制毛管，经冷拔冷轧、精整后出成品无缝钢管。热轧无缝钢管20万吨，即由热轧轧制、精整后出成品无缝钢管。洪钢无缝钢管的主要优势表达在冷拔冷轧无缝钢管，而因工艺装备的制约，热轧无缝钢管只能生产普通的结构用和输送流体用无缝钢管，热轧无缝钢管档次较低，市场竞争力较弱。尽快调整热轧无缝钢管的产品结构，将其转化为高性能、高精度、高钢级的合金钢、不锈钢高温高压无缝钢管，是洪钢继续做优、做强、做大无缝钢管产品，进一步得以开展的切实可行的重要措施。1.4工程建设的必要性无缝钢管中附加值高、技术含量高、生产难度大的高新品种主要有两个，一是电站锅炉用的高压炉管，另一个是油井管。洪钢冷拔冷轧无缝钢管的主导品种是高性能、高精度、高钢级的高压炉管，2005至2007年三年间,其产量占冷拔冷轧无缝钢管总产量的82.61%，占国内总产量的8.64%。该产品具有较好的经济效益，也充分表达了洪钢的管理、技术优势和企业的核心竞争力。洪钢近三年冷拔冷轧高压炉管的相关数据见表1.4-1。表1.4-1洪钢近三年冷拔冷轧高压炉管相关数据年份冷拔冷轧无缝钢管总产量〔t〕其中冷拔冷轧高压炉管产量〔t〕高压炉管产量%国内高压炉管产量(万吨)占国内高压炉管产量%2005782866323680.7861.2910.322006846826932381.8780.398.622007858887302685.0296.187.60合计24885620558582.61237.868.64随着我国国民经济持续、稳定、高速开展，对电力能源需求迫切，促进了我国火力发电核心设备——电站锅炉制造业迅猛开展，表达电站锅炉技术经济水平的温度、压力等运行参数也从亚临界向超临界和超超临界快速开展。超临界机组主蒸汽压力≥24Mpa，主蒸汽和再热蒸汽温度540-560℃，其比亚临界机组提高效率2%。超超临界机组主蒸汽压力≥28Mpa，主蒸汽和再热蒸汽温度≥580℃，其比亚临界机组提高效率4%。电站锅炉制造技术的进步，对其使用的主要材料之一的高压炉管提出了更高的技术要求。主要变化有两点：一是合金钢管、不锈钢管的用量和比例进一步提高，包括采用美国ASME标准的T系列合金钢管。30万亚临界电站锅炉合金钢管比例约40%，而超临界、超超临界电站锅炉合金钢管比例达55～60%。30万亚临界电站锅炉每台不锈钢管用量30～60吨不等，而60万超临界电站锅炉每台不锈钢管用量约400～550吨，100万超超临界电站锅炉不锈钢管用量约600吨，且所用不锈钢管的等级亦在不断提高。二是钢管规格趋向小口径、大壁厚，采用常规的热轧工艺难以生产。电站锅炉用钢结构和规格的变化，给洪钢冷拔冷轧无缝钢管提供了难得的开展契机。国家2005年本的?产业结构调整指导目录?将“石油开采用油井管、电站用高压锅炉管及油、气等长距离输送用钢管生产〞列为鼓励类(七钢铁、14)，重点给予支持。最近下发的国家2007年本的?产业结构调整指导目录?征求意见稿中将“专用特种钢管生产：石油开采用油井钢管、高压锅炉钢管、油、气等长距离输送用钢管，核电、海底输送、石化用大口径、高性能〔耐高温、耐低温、耐高压、耐腐蚀〕特种不锈钢、合金钢钢管〞列为鼓励类产品(钢铁、6)，重点给予支持。市场的强劲、持续需求，国家产业结构调整政策的鼓励和支持，洪钢在企业管理、工艺技术、产品品牌、市场开拓、销售网络等方面所具有的优势，尤其是洪钢对工艺技术复杂、生产管理难度大的高性能、高精度、高钢级、专用型冷拔冷轧无缝钢管的生产有独到的技术及管理优势，洪钢无缝钢管下步开展将以合金钢冷拔冷轧高温高压管、不锈钢钢管等产品为主导产品，采用国内一流的工艺技术和装备，建设冷轧冷拔无缝钢管生产线，加快产品结构调整力度，打造国内具有特色的高性能、高精度、高钢级、专用型冷拔冷轧高温高压管、不锈钢钢管等无缝钢管高新产品的主要生产基地。1.5工程建设的优势1.5.1洪钢是国内大型锅炉、石油化工、汽车船舶、机械制造等企业用管的主要供给厂家，冷拔无缝钢管产销量居国内同行业前列，产品畅销全国各省、市、自治区，具有优良的市场信誉。1.5.2洪钢管理理念科学、管理根底扎实、管理体系健全、管理制度完善、管理标准严格，主要生产经济技术指标在同行业中处于领先水平。1.5.3洪钢具有新产品开发的核心技术，近几年来，产品不断升级换代，新的品种、规格已经根本替代了原有的品种、规格。开发生产的T系列合金钢高压炉管、超长高压炉管、内螺纹高压炉管等一系列新产品，在全国同行业新品开发和应用中发挥了领航作用。由于不断开发新的产品，使得洪钢在调坯轧材的条件下、于强手如林的剧烈竞争中立于不败之地。1.5.4新建生产线热轧拟采用锥形辊穿孔—减径工艺和热挤压工艺生产毛管，并采用冷轧为主、冷拔为辅的轧拔结合工艺生产成品钢管，这是目前生产小口径高合金钢无缝钢管、不锈钢无缝钢管的最先进生产工艺和生产装备。1.5.5洪钢无缝钢管生产管理科学、选料精良、工艺先进、检测严格，产品质量稳定。尤其是高压炉管等主要无缝钢管品种在国内哈尔滨锅炉厂、上海锅炉厂、东方锅炉厂等所有电站锅炉企业得到广泛使用，行业认同度高。1998年洪钢质量管理体系和高压炉管、低中压炉管等主要产品通过ISO9002体系认证和产品质量认证，2004年、2007年再次通过ISO9001：2000版标准换版认证和复审认证。计量体系获得国家级确认。“洪〞字牌无缝钢管是国内的著名品牌产品，2001年12月，高压锅炉用无缝钢管被中国钢铁工业协会授予“冶金产品实物质量金杯奖〞。洪钢建立了遍布全国的完善的销售网络，以用户为中心的优良效劳。过硬的产品质量、优良的用户效劳，使洪钢在市场具有优良信誉，拥有稳定的市场份额和用户群体。1.5.6洪钢已经形成的多品种、快交货的经营方式，为用户提供了最大的便利，能够满足用户的急迫需要以及品种众多的需要，具有一般无缝钢管生产企业难以替代的优势。1.6工程设计指导思想和主要原那么工程设计的指导思想“先进、适用、可靠、经济、节能、环保〞，贯彻执行国家有关经济建设的方针、政策，执行国家和地方的有关标准、标准和规定。采用先进工艺技术和现代化企业管理模式，建成具有国内先进水平的现代化生产线。主要原那么包括：1〕产品大纲和品种满足国家产业开展规划。产品规模满足市场需求。2〕工艺设备和装备采用当今国内最先进的技术，同时要求节省建设投资。充分合理地利用现有的资源及生产辅助设施，尽最大的可能减少工程投资和防止工程的重复建设。3〕认真贯彻执行国家和地方的有关环境保护、平安消防、工业卫生等有关规定、标准和法规；美化环境，重视三废处理，建成一个能表达现代化工厂水平的文明、清洁工厂。4〕认真执行国家规定的能源政策，节约能源，提高效益，尽可能降低各种原料和动力消耗。1.7工程建设的根本思路密切关注无缝钢管的市场变化，尤其是高压锅炉用无缝钢管用钢钢种和钢管规格的变化，在已建成的无缝钢管技术改造I、Ⅱ期工程的根底之上，在不新增无缝钢管产能的前提下，调整无缝钢管产品结构，将现较低档次的热轧成品无缝钢管调整生产合金钢、不锈钢高压锅炉用无缝钢管，年产量7万吨，其中合金钢高温高压无缝钢管4万吨，不锈钢无缝钢管3万吨。采用国内领先的小口径合金钢、不锈钢无缝钢管生产工艺和设备，热轧采用热挤压和锥形辊穿孔—减径工艺生产毛管，冷加工采用冷轧为主、冷拔为辅的轧拔结合工艺生产成品钢管。充分利用现有的销售平台以及洪钢高压炉管在电站锅炉企业的品牌优势，将高压炉管产品延伸到电站锅炉的不锈钢管领域，做大做强超临界、超超临界电站锅炉用合金钢、不锈钢无缝钢管，进而做好核电用不锈钢管，从而使我厂无缝钢管始终走在电站锅炉企业用钢的最前沿，打造国内具有特色的高性能、高精度、高钢级、专用型冷拔冷轧高温高压管、不锈钢钢管等无缝钢管高新产品的主要生产基地。工程主要技术经济指标：无缝钢管年产量7万吨，其中合金钢高温高压无缝钢管4万吨，规格范围为Φ19～Φ159×2-18mm。不锈钢无缝钢管3万吨。规格范围为Φ32～Φ90×3-12mm。年管坯需求量9.2万吨。其中合金钢管坯规格范围为Ф75-Ф150mm，年需求量5.2万吨。不锈钢管坯规格范围为Ф75-Ф120mm，年需求量4万吨。工程电气装机总容量35000kW，其中：直流容量20000kW。工程新建工业主厂房面积80400m2。工程劳动定员772人。工程工程总投资91,840万元，其中建设投资75,040万元，建设期利息3,419万元，铺底流动资金13,381万元。工程年均销售收入180,083万元。工程年均利税35,171万元，其中净利润26,378万元。工程投资回收期5.21年。工程全部投资内部收益率28.66%。第二章市场分析2.1市场概况近二十年来，我国国民经济快速、稳定开展，钢材消费量和无缝钢管消费量都随之快速增长，1990-2000年11年间，无缝钢管表观消费量由290万吨增加到418万吨，年均增长4.01%；而2001-2006年，无缝钢管消费量由518.1万吨增加到1303.03万吨，年均增长率达30.0%，无缝钢管消费量较1990～2000年间，年增长率提高了7.48倍。同期，无缝钢管产量分别由265.2万吨增长到415.76万吨和500.4万吨到1484.17万吨，年均增长分别为5.16%和39.36%，2001～2006年无缝钢管产量增长较1990-2000年间，年均增长率提高了7.62倍，2007年国内无缝钢管消费量将到达约1546.47万吨，产量将到达1880万吨，比上年增长26.67%；出口约387.30万吨、进口约54.20万吨，净出口约333.13万吨，产销根本平衡。预计2021年产量将到达2050万吨、国内消费量达1650万吨，分别比上年增长9.04%和6.72%，出口约400万吨、进口约45万吨、净出口约355万吨，产量大于需求量约45万吨，总体供大于求。但产品结构性短缺依然存在，比方大口径高压炉管，超临界、超超临界锅炉用合金钢、不锈钢无缝钢管，核电用不锈钢管，耐高压高温、抗腐蚀用油井管等仍需大量进口,预计进口量将超过40万吨。表2.1-1显示了2001年至2007年我国钢材和无缝钢管生产与消费量统计数据以及2021年预测数据。表2.1-1国内钢材和无缝钢管生产与消费量一览表从表2.1-1可以看出1〕国内无缝钢管市场供求根本平衡，但生产量比表观消费量逐年增加，从2004年起，每年均通过增加出口来平衡国内市场供求。2〕从2003年开始，我国成为无缝钢管净出口国，自给率超过100%。3〕无缝钢管表观消费量占钢材消费量的比例，根本保持在2.9%-3.0%左右。4〕无缝钢管生产量占钢材生产量的比例，根本保持在3.1%左右。2007年略有增加。5〕无缝钢管的国内市场占有率已达96%以上。我国“十一五〞规划明确指出，“十一五〞期内，国民经济仍将保持持续稳定较快开展，2021年要实现人均国内生产总值比2000年翻一番。在我国，工业化进程处于中期阶段，即重化工业时代，GDP越高，对钢材需求量越大。同时，在未来五年，我国第二产业仍有较大开展，全国农村的城镇化建设仍如火如荼,制造业在国际上的地位不断加强，这些都将会促进钢材消费增加。纵观兴旺国家工业化进程中钢材生产和消费的状况，可以得出以下结论：钢材消费量到达峰值往往伴随以下三个条件：1〕根本实现工业化和城镇化；2〕人均GDP到达3500-6000美元；3〕产业结构发生根本变化，第三产业到达50%以上。我国目前仍处在工业化的中期，城镇化建设正在进行远未完成，人均GDP1700美元，第三产业占31.7%。因此，我国钢材生产和消费量距离峰值还有很长一段道路。2.2无缝钢管产能建设经过近几年的高速开展，截止到2006年，我国有无缝钢管厂148家〔不含无热轧穿孔机组的厂家〕，320台套机组，总产能已达1729万吨，其中能生产热轧成品钢管且工艺技术装备较完整的有近38家，生产总量超过900万吨。2005-2006年度投产机组31台套，新增产能260万吨，2007年投产的机组8台套，增加产能约80万吨，到2007年底全国总产能已达1900万吨。截止2007年底，在建机组还有13台套，有10台套将在2021年内形成能力，预计2021年新增产能将达200万吨，总产能将到达2100万吨，而总需求量只有1650万吨，产能多出450万吨，总体严重供大于求。2.3无缝钢管进出口经过近几年的飞速开展，到2007年底，我国先进的无缝钢管连轧机组已达13台套，无论是机型和数量均已成为世界第一，其实际产能已突破600万吨，占总产能的31.57%，是我国钢管出口的主力军。从2003年起，我国已从无缝钢管净进口国转变为净出口国，2006～2007年继续扩大了这种成果〔详情见表2.3-1〕。预计2021年无缝钢管出口将达400万吨，进口约45万吨，净出口355万吨〔详情见表2.3-2〕。2.4高压炉管目标市场分析1〕2007年我国锅炉企业投入生产的电站锅炉共9800万千瓦，全国高压炉管的用量到达100万吨〔其中:Ф≤159mm小口径管需求70万吨，进口量18.01万吨〕，高压炉管用量到达有史以来最顶峰。2021年预计电站锅炉企业以及石油石化企业、电力修造企业的需求仍将保持上述态势，依据全国九大电站锅炉企业的排产方案，2021年全国投入生产的电站锅炉将到达11000万千瓦以上，加上石油石化等行业的需求，预计2021～2021年高压炉管的需求量仍将到达每年100万吨，保持旺盛的需求态势。2〕2007年，在100万吨高压炉管的总需求量中，进口18.01万吨，进口的高压炉管主要集中在两局部：一是T91的小口径管〔Ф≤76mm〕以及super304、HR3C不锈钢管,进口量达3.0万吨，其中super304、HR3C等不锈钢管进口1.22万吨。二是大口径管〔457mm<Ф≤1100mm〕进口量高达15.01万吨。随着国内产能的扩大，2021年国内高压炉管的产能投放将超过100万吨，需要通过增加出口来平衡国内产能。3〕2021年，我国T91产能根本可满足需求，但因受不锈钢super304、HR3C的捆绑销售影响，2021年我国仍需进口T91约2.0万吨。由于天管、衡管、攀钢成无的Ф460mm、Ф340mm、Ф508mm机组已投入生产，加上471厂、中原制管、北方重工、江苏诚德的扩产，国内大口径〔325mm<Ф≤1100mm〕高压炉管产能将到达19.0万吨左右，大口径管进口将减至11.0万吨左右。加上进口因素，国内高压炉管产能超出需求约15.0万吨左右，能力已严重过剩，价格竞争剧烈。但结构性短缺矛盾仍然很大，主要有两大块：一是大口径管〔材质P91、P92、外径Φ≥508mm、厚壁≥50mm〕仍主要依赖进口；二是超临界、超超临界电站锅炉用小口径厚壁合金钢水冷壁管、合金钢内螺纹管、高钢级不锈钢管仍供不应求，比方super304、HR3C等完全依赖进口。4〕2007年洪钢高压炉管合同量7.3万吨，占全国市场需求量的7.3%，占洪钢可生产组距需求总量的10.42%，列全国第三；在同组距、同钢种中的市场占有率为11.77%，列全国第二。预计2021年仍将保持上述业绩，市场占有率及品牌优势较明显。5〕2021年，电站锅炉企业投放产能11000万千瓦以上，其中超超临界29台、2288万千瓦，占总投放量的20.8%，超临界42台，2550万千瓦,占总投放量的23.18%，随之用钢结构进一步发生变化。主要变化有两点：一是合金钢管、不锈钢管的比例进一步提高，30万亚临界锅炉合金钢管比例约40%，而超临界、超超临界的合金钢管比例达55～60%。30万亚临界锅炉每台不锈钢管用量约30～60吨不等，而60万超临界锅炉每台不锈钢管用量约350～500吨，100万超超临界锅炉不锈钢管用量约450～600吨，且不锈钢的等级亦在不断提高。二是钢管规格趋向小口径、大壁厚，采用常规的热轧工艺难以生产。当前，我国超超临界锅炉用super304、HR3C等不锈钢管完全依赖进口，全部受制于日本和欧洲，目前，国外super304、HR3C2021年资源已订完。远远不能满足国内市场需求;如东锅按合同2007年应交付8台超超临界锅炉，但受super304、HR3C供给缺乏的影响，2007年只能投放3台，2021年应交付13台，因资源缺乏只能投放8台。在供不应求的形势下，其价格节节攀升。目前，日本产super304价格已突破20万元/吨，HR3C突破25万元/吨，并且依此对我国的其它高压管(如T91等)订货进行要挟〔搭配销售〕。而国内厂家均没有开发出实用产品，只有以宝钢、太钢原料制作的试验性产品仍然处于评定测试阶段。6〕目前，国内不锈钢无缝钢管供需结构性矛盾突出，2007年国内不锈钢无缝钢管产量52万吨，需求量45万吨，总体供大于求。但产能过剩的集中在201、202等低钢级的不锈钢无缝钢管，其主要用于民用装饰，2007年预计过剩6万吨左右。而用于工业的TP304、TP309等钢号不锈钢无缝钢管供求根本平衡，更高钢级的316、TP347H、super304、HR3C等钢号不锈钢无缝钢管产能缺乏，其中超超临界锅炉用super304、HR3C等那么完全依赖进口，2021年预计进口13000吨。7〕当前,国内准备建设的不锈钢无缝钢管工程主要有：太钢公司已经启动5万吨高端不锈钢管工程，其产品规格范围为Φ76-Φ325×4-50mm，并可扩至最大外径610mm，预计在2021年年底投产，该工程产品定位主要以石油石化大口径管为主。宝钢特殊钢分公司即原上钢五厂正在筹划5万吨不锈钢无缝钢管工程，一期规划2-3万吨，产品定位主要为电站锅炉用不锈钢无缝钢管、石油、石化用不锈钢无缝钢管，目前，工程处于前期准备阶段。宝钢与宜兴精密钢管厂合资建设宝银特种钢管，生产核电蒸汽发生器用管等电站锅炉用、石油、石化用不锈钢无缝钢管，热轧毛管由宝钢提供，轧制等工序由宝银完成，设计年产量2-3万吨，该工程于2011年5月28日奠基，预计2021年7月投产。由于我国正处于重化工业时代的上升期,不锈钢无缝钢管市场具有较大的开展空间。电站锅炉用不锈钢无缝钢管作为洪钢现生产的高压炉管的升级产品，洪钢具有较好的品牌优势和市场根底。基于上述分析，进一步扩大洪钢高合金钢无缝钢管规模，并开发生产电站锅炉用不锈钢管，特别是超级304、HR3C，将扩大洪钢产品品种，使洪钢始终处于高压炉管生产技术的前沿，处于国内领先的地位。第三章产品大纲及金属平衡3.1产品大纲基于上述对市场的分析，为抢占市场先机，满足用户需要，必须加紧实施年产7万吨无缝钢管高新技术产品工程，加快产品结构调整，尽可能将现有热轧无缝钢管的产能，通过结构调整技术改造转换为高附加值的冷轧冷拔无缝钢管。改造工程设计新增高附加值的冷轧、冷拔无缝钢管年产量7万吨，其中优质碳素钢、合金钢高温高压管、内螺纹高温高压管、超长高温高压管等专用型无缝钢管年产量4万吨，规格范围为Φ19～Φ159×2-18mm；不锈钢无缝钢管年产量3万吨，规格范围为Φ32～Φ90×3-12mm，具体钢号、规格详见表3.1-1、表3.1-2。3.2产品主要技术标准为使产品能够为国内外用户所信赖，并方便国内用户制造的电站锅炉产品出口，设计采用相应的国家标准和国际先进标准作为产品质量检验标准，如中国GB标准、美国ASME、ASTM标准、德国DIN标准以及相应的技术标准等。3.3管坯、毛管及金属平衡管坯工程设计年产7万吨冷轧冷拔无缝钢管。合金钢高温高压无缝钢管4万吨，设计钢耗系数为：管坯→毛管为1.03，毛管→成品为1.262；管坯→成品为1.3。那么年需Ф75-Ф150mm合金钢管坯约5.2万吨。我国近年来优特钢的生产得到了较大的开展，尤其是生产高等级无缝钢管所需管坯钢的冶炼、轧制水平和生产能力都得到了全面提升，江苏省已经形成优特钢产业群，管坯用钢可从市场采购得到满足。管坯供给的厂家主要有：兴澄特钢、宝钢特钢、南京钢厂、淮阴钢厂、大冶特钢、抚钢、包钢等。借助洪钢与兴澄特钢等主要供坯厂家建有的长期战略合作关系，可以保证管坯的及时供给。不锈钢管3万吨，设计钢耗系数为：管坯→毛管为1.023，毛管→成品为1.3；管坯→成品为1.33。那么年需Ф75-Ф120mm管坯约4万吨。太原钢铁公司不锈钢工程采用当今世界最先进的工艺和技术装备，可实现年产300万吨不锈钢的生产能力。是当今全球规模最大、装备最先进的不锈钢生产企业。其圆坯的主要规格为Φ80-Φ350mm，可供电站和核电站所需高压锅炉用管等奥氏体不锈钢管坯，如30万KW电站锅炉用主要材料TP304、60万KW电站锅炉用主要材料TP347已经通过锅炉制造厂〔哈锅、东锅〕材料研究所的评定，100万KW电站锅炉用主要材料TP304H〔超级304〕、HR3C等正在进行持久试验。目前太钢已成为国内不锈钢钢管生产厂家的主要供给商，为宜兴精密、常州武进、湖洲久立、常熟华新等国内主要不锈钢钢管生产厂家提供坯料。太钢正在建设的大口径不锈钢无缝钢管工程产品定位与洪钢不锈钢无缝钢管工程产品定位没有重叠,在市场经济条件下，采购太钢的不锈钢管坯是可行的。另外,其它特钢企业如宝钢特钢(原上钢五厂)、长城钢厂等也可作为不锈钢管坯的补充供给渠道。洪钢正在与太钢等主要供坯厂家进行供坯的技术交流和商务洽谈，可以保证管坯的供给。毛管年产规格范围为Φ19～Φ159×2-18mm的4万吨冷轧冷拔高温高压无缝钢管，需要毛管5.05万吨。其中外经Φ159mm成品管有7000吨，需大于Φ170mm的毛管8835吨，由现无缝分厂Φ140机组提供〔这样，相应减少Φ140热轧钢管生产能力13640吨〕。其它规格需毛管41665吨，需现Φ76、Φ90、Φ100机组提供毛管，由于合金钢毛管规格小，生产难度大，Φ76、Φ90、Φ100机组生产合金钢毛管与生产热轧成品无缝钢管能力差异大，经计算，其比值在1.4-1.7：1之间，即生产1.4-1.7吨热轧成品无缝钢管的生产能力只能生产1吨合金钢毛管。为不使总产能下降，保证合金钢毛管质量，需新建一套Φ100热穿孔机组，由该机组补充供料。年产规格范围为Φ32～Φ90×3-12mm的3万吨冷轧冷拔高温高压不锈钢无缝钢管，需要毛管3.9万吨。其中有1.5万吨不锈钢管为超超临界锅炉或核电所用，对产品的精度和外表质量等都有极高要求，其所需较高精度的毛管1.9万吨，需新建一套3150吨热挤压机组穿孔来提供。其余由新建的Φ100热穿孔机组和现Φ76、Φ90、Φ100机组来补充提供。第四章工程主要建设内容及生产工艺4.1工程主要建设内容年产7万吨无缝钢管高新技术产品工程的主要建设内容有：在现无缝分厂西北区域建设一条完整的年产7万吨冷轧冷拔合金钢、不锈钢无缝钢管生产线。工程主要包括：管坯准备、采用穿孔—减径工艺的φ100mm热轧机组、热挤压穿孔机组、冷轧冷拔机组和辅助、公用设施。工程将统一设计、分步实施。第一步——在区域内的东面靠近现无缝分厂冷拔生产区，建设冷轧管机、冷拔管机、钢管热处理炉、钢管矫直机、切管机、钢管无损检测设备等工艺设备，建设单机设备到位即能进行生产作业的冷轧冷拔结合的无缝钢管生产线，在建设初期，管坯酸洗、剪切和热轧穿孔等工序以及局部燃料、能源动力的提供，尽量利用无缝分厂的现有能力，以尽快形成年产30000t、平均月产2500t合金钢高压炉管的产能。第二步——在建成区的西面，继续建设冷轧冷拔无缝钢管生产线。在建成区的北面，建设热轧φ100mm机组及对应的管坯处理设施，形成热轧毛管生产能力和扩大冷轧冷拔能力，形成年产40000t合金钢高压炉管，12000t不锈钢无缝钢管的产能。第三步——在建成区的西面，继续扩充冷轧冷拔不锈钢无缝钢管的生产能力。在建成区的北面，建设不锈钢热挤压穿孔机组及对应的管坯处理设施，主要有管坯剥皮、锯切、环形加热炉、热挤压穿孔机组等工艺设备，以最终形成年产40000t合金钢高压炉管，30000t不锈钢无缝钢管的产能。4.2生产工艺生产工艺确实定钢管热加工采用热挤压和热轧穿孔—减径两种生产工艺，分别对应不同的生产品种。采用挤压法生产不锈钢钢管，是目前国内外不锈钢管生产广泛采用的先进、可靠的生产工艺。由于挤压金属处于三向压应力状态，也是目前合金元素种类多、含量高、塑性温度区间窄、产品精度和外表质量要求高，规格变换频繁的不锈钢无缝钢管较为理想的生产方式，并为后步生产热挤压成品钢管留有空间。但热挤压工艺节奏慢、效率较低。采用热轧穿孔—减径工艺生产合金钢和局部不锈钢毛管，由于合金钢、不锈钢合金元素含量高，变形抗力大，且成品钢管壁厚偏厚，一般不再设轧管机。钢管冷加工采用冷轧冷拔结合工艺，以冷轧为主，充分利用冷轧道次变形量大和冷拔更换规格简单、易于减径的特点，以实现最正确的轧、拔结合工艺。钢管冷轧相对于冷拔工艺，具有金属应力状态好，道次减壁量大，钢管尺寸精度高，金属消耗低的特点，冷拔那么可较好地控制钢管外径精度，采用冷轧、辅之冷拔的生产工艺，是小口径、大壁厚、超长等特殊要求的高温高压合金钢无缝钢管和小口径不锈钢无缝钢管生产的最正确工艺。生产工艺过程端面加工冷定心锯切剥皮不锈钢管坯端面加工冷定心锯切剥皮不锈钢管坯合金钢管坯酸洗检验磨修复检锯切合金钢管坯酸洗检验磨修复检锯切冷却或固溶处理热轧、挤压穿孔热定心心心打头加热定减径冷却或固溶处理热轧、挤压穿孔热定心心心打头加热定减径酸洗毛管磨修酸洗检查清洗清洗酸洗毛管磨修酸洗检查清洗清洗毛管热处理毛管热处理冷拔皂化清洗磷化冷拔皂化清洗磷化中间矫直打头中间锯断中间热处理中间矫直打头中间锯断中间热处理润滑冷轧脱脂润滑冷轧脱脂抛光抛光探伤切管检验矫直成品管热处理探伤切管检验矫直成品管热处理矫直白化回火矫直白化回火司磅入库包装喷字司磅入库包装喷字注：对于不锈钢钢管，所有的热处理均为固溶处理。生产工艺流程描述1〕合金钢无缝钢管将Ф75-Φ150mm圆管坯运送到原料库存放。投料时，进行管坯酸洗、检验、磨修，合格后按指定长度要求锯切下料。下料后的管坯吊至环形炉上料台架，由进料机逐支夹送环形炉内加热，直至到达工艺要求设定的温度，再由出料机逐支夹出环形炉，进入轧钢辊道，在线进行热定心、热穿孔、局部品种再经减径、打头、然后冷却、收集，完成毛管作业，转送冷加工车间。直接冷轧的毛管，冷加工车间对毛管酸洗、清洗、检验、磨修，去除缺陷后送冷轧机轧制。轧制后，通过装置在热处理炉旁的脱脂装置予以脱脂。对于经一次冷轧即至成品的钢管，脱脂后，直接进入烟气保护炉或氮气保护炉进行成品热处理，再经矫直、表检、切管、测壁、探伤、喷标、包装、入库；对于尚需再通过冷拔减径的钢管，脱脂后，进中间热处理炉进行处理，出炉后，再经酸洗、清洗、检验、磨修，去除缺陷后，冷拔拔至成品。对需要冷拔二道以上才能到成品规格的钢管，那么再重复上述上述脱脂后的工艺。2〕不锈钢无缝钢管将Φ75mm-Φ120mm的圆管坯，运送到原料库存放。投料时，管坯按指定长度要求锯切下料。而后经机械剥皮、冷定心、倒棱、检验。检验合格的管坯吊运至环形炉上料台架，由进料机逐支夹送环形炉加热，直至到达工艺要求设定的温度，再由出料机逐支夹出环形炉，进入轧钢辊道，送热挤压穿孔〔不须挤压穿孔的毛管，其热加工工艺同合金钢管〕、余热固溶处理，完成毛管作业，转送冷加工车间。直接投冷轧的毛管，冷加工车间对毛管采用氢氟酸酸洗、清洗、检验、磨修，去除缺陷后，送冷轧机轧制。轧制后，通过装置在热处理炉旁的脱脂装置予以脱脂。脱脂后，对管子内外表进行枯燥处理〔外外表自然枯燥〕。对于经一次冷轧即至成品的钢管，脱脂、枯燥后直接进入带水冷或具有到达水冷强度装置的烟气保护热处理炉或光亮热处理炉进行固溶处理，而后进行矫直、表检、切管、酸洗、白化、测壁、探伤、喷标、包装、入库；对于经光亮热处理炉处理的钢管，那么可省略前述工艺的酸洗和白化处理。对于成品外表要求抛光的钢管，那么在前述工艺的矫直、切管、测壁后，在抛光机组进行外表抛光、脱脂及枯燥处理。钢管经过抛光后，经超声波、涡流探伤、喷标、包装、入库。对于冷轧后尚需通过冷拔减径的钢管，脱脂、枯燥后，再进烟气保护热处理炉进行固溶处理，出炉后，氢氟酸酸洗、清洗、检验、磨修，去除缺陷后，用牛油石灰润滑，经烘干后送冷拔。对需要冷拔二道以上才能到成品规格的钢管，那么在投入冷拔前，重复上述工艺。冷拔后即至成品的钢管后步处理，那么重复上述冷轧后的相应工艺。技术装备的特点1〕环形加热炉由于本工程产品根本为合金钢、高合金钢、不锈钢，对热工参数敏感，加热要求高，机组加热炉选择环形加热炉。其主要有以下特点:A炉体密封性能好，容易控制炉内气氛，温度均匀；可采用微正压操作。特别适合于合金钢或高合金钢管坯加热，并可减少管坯的氧化和金属烧损。B装出料操作机械化程度高，不需要人工拨钢，可减少定员，减轻工人劳动强度，提高劳动生产率。2〕热轧穿孔设备洪钢无缝钢管技术改造I、Ⅱ期工程建设热轧机组穿孔设备均选择了锥辊式穿孔机，根据钢管穿孔变形机理及实际使用效果，其相对于辊式穿孔机，穿出钢管的壁厚精度，外表质量都有明显的改良，因此，热穿孔机组仍选择Φ100锥辊式穿孔机，局部高要求的合金钢管和不锈钢管选用3150吨挤压机穿孔。考虑到热加工工序的主要功能是为冷加工工序提供壁厚较厚、尺寸精度较高的毛管，因此，Φ100热轧穿孔机组在保证锥辊穿孔机根本功能能够实现的前提下，对设备结构适当简化，不配轧管机，只配9机架减径机。不锈钢加热温度范围窄，变形过程中的温升大，保证不锈钢毛管的质量一直是热加工过程控制难点。因此，对一些重要用途的不锈钢管，如电站锅炉过热器或核电站用蒸发器管等，用户都指定必须用挤压工艺生产毛管供料。热挤压工艺也是世界当前热加工不锈钢无缝钢管的主流生产工艺。挤压与轧制(纵轧、斜轧)生产方法相比，挤压法的特点是金属变形过程中承受三向压应力。在这种最正确应力状态下，对于加热温度范围窄、变形抗力大的不锈钢管可以获得较好的内外外表质量和金相组织。随着挤压工艺设备的改良，可使挤压后的毛管壁厚偏差到达5％～7％的精度。挤压机工模具易于制造和更换，适合生产小批量、多规格不锈钢管。采用挤压法生产不锈钢管的突出优点是原料规格范围宽，产品质量稳定，更换品种灵活。3〕冷轧冷拔设备无缝钢管冷加工工艺根本有三种，即冷拔工艺、冷轧工艺、冷轧一冷拔联合工艺。高温高压合金钢管和不锈钢管的冷加工大多数采用冷轧一冷拔联合工艺，并以冷轧为主、冷拔为辅。现代冷轧管机可实现大减径量和大减壁量轧制，钢管冷加工变形量的80％在冷轧机上完成。采用冷轧定壁、辅以冷拔改变规格和控制外径，满足不同品种和规格的要求。冷轧一冷拔联合工艺生产的优点是：钢管质量好，冷轧钢管壁厚精度和外表质量高，冷轧确保钢管壁厚精度，冷拔确保钢管外径精度；冷加工周期短，减少中间脱脂、热处理、打头、矫直等工序，节省能源，减少金属消耗；可采用大规格毛管生产小直径的钢管，简化原料规格种类。目前，冷轧冷拔工艺技术和装备水平均有了很大的开展。本工程全线采用以冷轧为主、冷拔为辅的加工方法，这也是本工程的根本特点。4〕脱脂装置由于本工程产品以冷轧为主，去除冷轧、冷拔润滑时残存在钢管外表的油污，以提高热处理钢管质量并防止渗碳，是保证产品质量的重要手段之一。采用有机溶剂脱脂技术，脱脂效果好，自动化程度高。常用的有机溶剂有三氯乙烯、四氯乙烯、三氯乙烷、氯化甲烷，使用较多的是三氯乙烯。此种溶剂使用效果好，易回收，毒性低。三氯乙烯脱脂剂可再生和反复使用。5〕热处理炉A烟气保护冷却连续辊底炉高温高压合金钢无缝钢管的热处理温度大多高于或接近于1000℃，采用普通敞焰热处理炉加热会导致钢管外表严重氧化，在后续的矫直等操作中，将使钢管外表产生用户不能接受的凹坑和麻面。因此，本工程产品选用烟气保护冷却连续辊底炉进行热处理。其利用炉内燃烧产生的烟气〔含氧量≤5%〕对钢管喷冷，喷冷速度可调节，即钢管冷却速度在0～150℃/min范围内可以调节，钢管出炉时外表温度小于500℃，钢管外表微〔少〕氧化，可以满足产品标准和用户的要求。B保护气体〔光亮〕辊底式连续热处理炉这种炉型适用于不同规格、外表要求严格的钢管热处理，可使用的保护气体为高纯度氢气、分解氨及其他保护气体。可以配备对流冷却系统，以便较快地冷却钢管，如不锈钢管的固溶处理。不锈钢管的热处理，国内外普遍采用带保护气体的连续热处理炉，进行中间热处理和最终的成品热处理。由于可以获得无氧化的光亮外表，从而取消了传统的酸洗工序。这一热处理工艺的采用，既改善了钢管的质量，又减少了酸洗对环境的污染。6〕精整、探伤设备配备现代化的精整设备，加强质量控制是现今合金钢管和不锈钢管生产的重要环节。无损探伤工序是必不可少的钢管质量检验手段。为了克服探伤固有的盲区和一般的超声波探伤装置无法满足径壁比≤5的厚壁钢管〔而本工程径壁比≤5的厚壁钢管估计到达40%〕的探伤，因此，拟引进一套超声波相控阵装置，从根本上保证钢管无缺陷交货。不锈钢管采用高精度矫直机矫直。矫直机矫直辊分3对安装，垂直排列，每个辊子可以进行垂直和水平调节，所有辊子都配有角度调节装置，以便于获得线性接触。在矫直过程中给管子一个支撑力，矫直精度高，管子外表无压痕，而且使矫直变形平稳，矫直机操作所引起的屈服强度增加小，低于80MPa。多头(6～8头)抛光机，这种抛光机工作时，砂带和管子外表是弹性接触，不会导致钢管外表烧伤，而且有导轮，线速度不变，因此抛光时磨削很均匀。4.3生产能力计算热轧毛管根据金属平衡计算，7万吨高温高压冷轧冷拔合金钢和不锈钢钢管需毛管8.95万吨。其中，合金钢毛管5.05万吨，不锈钢毛管3.9万吨。分机组提供的毛管数量见表4.3-1。表4.3-1分机组提供的毛管数量单位：万吨机组Φ140调剂Φ100新建3150t挤压机Φ76-Φ100调剂合计毛管数量或生产能力0.883.62.02.478.95注：由于毛管为合金钢和局部不锈钢，其难度系数取1.55，折合占用Φ140机组热管能力为1.36万吨；占用其他热轧机组能力为3.83万吨。共计占用5.19万吨。冷轧冷拔成品钢管依据年产7万吨成品钢管的产品大纲，其中经一个道次冷轧即可出成品的数量为32000吨；需冷轧、冷拔各一道次出成品的数量为32000吨；一次冷轧、二次冷拔出成品的数量为6000吨。折合计算，完成7万吨成品钢管需：冷轧能力32000+32000+6000=70000吨，冷轧成材系数取0.85，冷轧实际能力要到达：70000/0.85=77700吨。冷拔能力32000+6000×2=44000吨，考虑到冷拔切损大，成材率取0.80，冷拔实际能力要到达：44000/0.8=55000吨。需配置的冷轧、冷拔总能力77700+55000=132700吨本生产线以长行程冷轧管机为配置根底，辅之以冷拔，因此生产线的生产能力可简化为对冷轧管机、冷拔机、热处理能力的计算，其它设备的生产能力按照较冷轧管机高10%配置。由于成品规格外径从Ф19mm至Ф159mm，壁厚从2mm至18mm，范围大、规格多，为简化计算，取典型规格Ф51×5mm、单重5.67kg/m，典型钢种取介于合金钢与不锈钢之间的T23，那么：1〕冷轧A设定速度65次/分，送进量6mm/次，那么每小时产量为：6×65×60×5.67=132.68kgB轧管机年有效工作时间按6068小时，那么平均每台轧机的年生产能力为：6068×132.68=805.1吨/台·年C需冷轧机台数77700/805.1=96.5台。2〕冷拔A速度12m/min，间隙时间占10%，那么每小时产量为：60×12×0.9×5.67=3.67吨B冷拔管机年有效工作时间按6068小时，那么平均每台冷拔机的年生产能力为：6068×3.67=22269吨/台·年C