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4.7 金属压力加工


4.7.1 轧钢应大力开发采用节能型机组。热轧车间节能应以节约燃料为重点;冷轧车间应以节约电、燃料、保护气体和蒸汽为重点;应重视节水和废水处理。
4.7.2 金属压力加工应开发和采用节能型的新工艺、新技术,宜采用切分轧制、倍尺轧制、低温轧制、控制轧制、控制冷却、长尺冷却、长尺矫直、在线热处理、在线检测和计算机过程控制。
4.7.3 轧钢车间设计应采用新装置和新设备,宜采用蓄热式加热炉、保温辊道、热卷箱、液体油膜轴承、油一气润滑滚动轴承等。
4.7.4 轧钢车间设计应推广连铸与轧钢紧密衔接的新工艺,宜采用连铸连轧或无头轧制;宜采用直装、热送热装工艺。冷轧带钢车间宜采用酸洗一轧机联合机组、连续退火机组。
4.7.5 轧钢车间加热炉、热处理炉设计应符合本标准第4.7节的有关规定。
4.7.6 轧钢生产应合理选用大坯重、近终型的坯料,宜采用一火加热轧制成材;冷加工应减少轧制道次。
4.7.7 轧钢车间设计产量应达到经济生产规模,应合理确定轧机生产线的年工作时间和轧机负荷率。
4.7.8 热轧开轧温度、终轧温度、终冷温度和冷却速率应根据工艺要求与设备能力制定,宜降低加热温度。
4.7.9 热轧工序能耗计算范围应包括预处理、加热、轧制、精整及热处理等工艺设备的直接能源消耗量,以及为本车间生产配套的辅助设备能源消耗量,并应扣除回收利用的能源量。冷轧工序能耗应包括酸洗、轧制、退火、涂镀层处理、平整、精整等工艺设施的直接能源消耗量,以及为本车间生产配套的辅助设备能源消耗量,并应扣除回收利用的能源量。
Ⅰ 大、中型及轨梁轧钢
4.7.10 大、中型轧钢及H型钢轧钢应以热送连铸坯为原料,一火加热轧制成材,并应选择经济合理的连铸坯断面尺寸。生产钢板桩、H型钢、工字钢大型型钢产品时,宜选用具有足够压缩比的近终型断面的连铸坯;对于生产特殊品种的大型棒材、中型棒材轧机,可采用钢锭、轧坯或锻坯等原料,并应优化轧制工艺流程或操作规程。
4.7.11 采用连铸坯为原料的热轧工艺应采用连铸坯热送热装,对于以生产普通质量合金钢和普通质量低合金钢为主的轧机,连铸坯热装炉温度不应小于600℃,热装率不应低于80%。对于生产特殊品种的大型棒材轧机、中型棒材轧机可采用轧制坯为原料。
4.7.12 轧机、矫直机、冷热锯机宜采用快速更换装置。
4.7.13 新建大型型钢轧机宜采用在线轧后控制冷却工艺;钢轨生产线应设置在线全长轨头淬火生产线,应采用轧后余热淬火工艺;大型轨梁型钢、大型棒材轧机宜采用半连轧生产工艺,中型型钢宜采用半连轧生产工艺,也可采用脱头全连轧的生产工艺,中型棒材宜采用脱头全连轧的生产工艺;大型H型钢宜采用三机架可逆轧制;H型钢轧机的开坯轧机应采用二辊可逆式轧机。
4.7.14 当采用连铸坯生产时,大、中型轧钢车间成材率不应低于95%。
4.7.15 大、中型轧钢工序能耗设计指标不应大于表4.7.15的规定。
表4.7.15 大、中型轧钢工序能耗设计指标
注:1 燃料消耗按热装温度为600℃,热装率为80%计算。
       2 表中工序能耗指标包含汽化冷却回收蒸汽热量。
       3 生产钢板桩、Z型钢等异型材时,其工序能耗可乘以系数1.3。
       4 生产合金产品的大、中型轧钢车间,工序能耗应根据钢种比例的多少乘以系数1.3~1.6。有高合金钢产品和热处理工序车间,修正系数取上限值。
Ⅱ 小型、线材轧钢
4.7.16 新建小型、线材轧机应以连铸坯为原料,一火加热轧制成材。对于生产优质质量合金钢、特殊质量合金钢的小型棒材、线材轧机,也可采用轧制坯、锻造坯为原料。
4.7.17 对于新建的以生产普通质量非合金钢和普通质量低合金钢且品种单一为主的生产系统,应采用连铸坯热装热送工艺或直接轧制工艺,热装温度不应低于700℃,热装率不应小于85%。
4.7.18 生产小规格钢筋宜采用切分轧制技术和控温轧制技术;应对不同钢种的轧件按产品用途采用不同的控制冷却工艺。
4.7.19 生产普通钢和低合金钢的线材轧机的终轧速度不宜低于90m/s,盘卷重量不应小于2000kg。
4.7.20 新建和改造小型及线材轧钢车间宜采用连续式轧机,应选择合适轧机主电机容量,等效负荷不应小于主电机额定负荷的75%。
4.7.21 以普通钢和低合金钢为主的小型轧钢成材率不应低于97%。以合金钢或型材为主的小型轧钢车间成材率不应低于95%,以小规格产品为主的成材率不应低于96%。
4.7.22 线材轧机成材率不应低于97%;以合金钢为主的线材轧钢车间成材率可适当调整,但不应低于93.5%。
4.7.23 小型、线材轧钢工序能耗设计指标不应大于表4.7.23的规定。
表4.7.23 小型、线材轧钢工序能耗设计指标

注:1 燃料消耗是按热装温度为700℃,热装率为85%计算。
        2 表中工序能耗指标包含汽化冷却回收蒸汽热量。
        3 离线热处理能耗不包括在表中的工序能耗中。
        4 线材工序能耗指标适用于半连续和连续式轧机车间,车间工序能耗指标均以原料为150mm×150mm方坯碳素结构钢制定。
        5 生产合金钢产品的小型轧钢车间,工序能耗应根据钢种比例的多少乘以系数1.3~1.6。有高合金钢产品和热处理工序车间,修正系数可取上限值。
        6 线材工序能耗调整系数,当车间原料小于150mm×150mm方坯,能耗调整系数应为0.95~0.85;当车间原料采用大于150mm×150mm方坯,能耗调整系数应为1.05~1.2.当生产硬线时,能耗调整系数应为1.3;当生产合金钢时,能耗调整系数应为1.5,当生产高合金钢时,能耗调整系数应为2.0。
Ⅲ 热轧带钢及中厚板
4.7.24 除特殊品种中厚钢板产品可采用钢锭外,其余热轧板带产品应采用热送连铸坯为原料。
4.7.25 连铸车间宜靠近轧钢车间紧凑布置。当采用热送热装工艺时,宜在板坯的运输、堆垛过程中,采取相应的保温措施。
4.7.26 热轧板带坯料应提高热装率和热装温度。热轧带钢坯料热装温度不应低于500℃,热装率不应低于60%。当生产较大比例不锈钢、高级冷轧板、高级管线钢等产品时,可适当降低热装比例。
4.7.27 中厚板坯料热装温度不应低于400℃,热装率不应低于30%。对于特殊品种的坯料,入炉温度可降低到250℃。
4.7.28 薄规格带钢轧机宜采用润滑轧制。
4.7.29 热轧板带轧钢工艺设计应制定合理的压下规程,并应合理选择中间带坯厚度,合理选择轧机主电机容量。电机应采用交流调速。
4.7.30 中间带坯应采用保温罩或热卷箱保温;带钢冷却宜采用节能型在线冷却装置。
4.7.31 热轧带钢轧钢应采用自动宽度控制(AWC)、自动厚度控制(AGC)、板形控制、切头最佳化控制等新技术。常规热连轧工艺生产碳钢成材率不应小于97.5%,炉卷轧机工艺生产碳钢卷材成材率不应小于95%。
4.7.32 热轧板带工艺设计应采用控制轧制、控制冷却技术代替部分热处理,控制轧制、控制冷却的产量应大于30%。有条件时宜开发和推广在线热处理技术。
4.7.33 中厚板轧机应采用自动厚度控制(AGC)、弯辊板形控制技术、在线强力冷却和高强钢低温矫直等技术,并宜采用自动宽度控制(AWC)技术、平面形状控制技术、窜辊板形控制技术。
4.7.34 中厚板轧机应配备包括基础自动化(L1级)和过程控制级(L2级)在内的一体化在线电气控制技术,宜配备生产控制级(L3级)自动化系统。
4.7.35 连铸连轧工艺,钢包回转台上应设置钢包加盖装置。
4.7.36 连铸连轧工艺,在保证充分冷却以使钢坯不致拉漏的前提下,应合理控制钢流速度和冷却制度,保留更多的冶金潜热和凝固潜热,并应保证足够高的轧制温度。
4.7.37 连铸连轧工艺应采用两级计算机控制,应根据钢种性能要求在线计算轧制规程;宜采用自动宽度控制(AWC)、自动厚度控制(AGC)、板形控制、铁素体轧制、半无头轧制、无头轧制等新技术、新工艺。薄板坯连铸连轧车间的成材率不应小于96%。
4.7.38 热轧带钢及中厚板轧钢工序能耗设计指标不应大于表4.7.38的规定。
表4.7.38 热轧带钢及中厚板轧钢工序能耗设计指标

注:1 代表产品钢种为碳素结构钢、优质碳素钢和低合金钢。
       2 常规热连轧燃料消耗量按热装温度为500℃,热装率60%计算,中厚板燃料消耗量按热装温度为400℃,热装率为30%计算。
       3 工艺耗电指标不包括循环水,压缩空气的耗电。
       4 其他项中已包含汽化冷却回收蒸汽量。
       5 中厚板工序能耗不包括热处理能耗。其工序能耗调整系数,当生产合金钢时,按合金钢比例不同,能耗调整系数应为1.1~1.3;当原料为钢锭时,燃料消耗调整系数应为1.5;当控轧控冷比例大于30%时,电耗调整系数应为1.1~1.2。
       6 热轧带钢工序能耗调整系数,当为炉卷轧机工艺时,能耗调整系数应为1.1;当生产合金钢、取向硅钢和不锈钢时,按钢种比例不同,能耗调整系数应为1.3~1.5。能耗不包括精整机组,当产品经过一条精整机组加工时,电力消耗指标相应增加10kW·h~13kW·h。当产品品种规格不同时,能耗调整系数应为0.9~1.3。
       7 连铸连轧能耗指标包括连铸指标,不包括精整机组。当产品经过一条精整机组加工时,则电力消耗指标相应增加10kW·h~13kW·h。
4.7.39 中厚钢板轧钢应根据产品要求确定热处理工艺,中厚板热处理能耗设计指标不应大于表4.7.39的规定。
表4.7.39 热处理工序能耗设计指标
Ⅳ 冷轧板带轧钢
4.7.40 冷轧工艺设计应根据产品方案选取合理的热轧原料带钢规格,并应制定合理的降低能耗的压下制度。
4.7.41 新建冷轧宽带钢车间酸洗机组应采用浅槽紊流酸洗及多级溢流漂洗工艺。
4.7.42 新建冷轧宽带钢车间宜采用酸洗一轧机联合机组工艺。新建轧机负荷率不应小于85%。
4.7.43 新建冷轧宽带钢车间冷轧机组应有厚度、张力、速度、板形等自动化和计算机过程控制;连续处理机组在满足产品大纲要求的前提下,应合理选择机组的工艺参数,并应优化机组的最大处理能力、合理选择活套储量。
4.7.44 冷轧宽带钢按照产品用途和生产规模可采用连续退火工艺,也可采用全氢罩式炉生产工艺。连续退火炉宜配置废气预热及余热回收与再利用系统。
4.7.45 冷轧带钢车间不得新建单机不可逆冷轧机组。
4.7.46 新建冷轧不锈钢车间宜采用高速可逆多辊轧机或连轧机。冷轧不锈钢成材率不应小于88%。
4.7.47 冷轧电工钢应采用冶炼高纯度钢质、连铸电磁搅拌技术。高磁感取向电工钢宜采用板坯低温加热工艺、高温时效轧制、电磁感应加热炉、新型退火炉、激光刻痕等技术;无取向电工钢应采用一次冷轧工艺、高速连续退火炉。
4.7.48 冷轧无取向电工钢成材率不应小于85%,冷轧取向电工钢成材率不应小于75%。
4.7.49 冷轧高牌号电工钢宜采用高速可逆多辊轧机或连轧机;冷轧无取向中、低牌号电工钢宜在连轧机上轧制。
4.7.50 冷轧取向电工钢宜采用高温环形退火炉或高温隧道退火炉。
4.7.51 酸洗处理机组应配置废酸再生系统。
4.7.52 冷轧机组和其他处理机组的带钢清洗液、酸液、酸雾洗涤液应采用循环或再生使用系统。
4.7.53 各不同生产工艺的冷轧产品工序能耗设计指标不应大于表4.7.53的规定。
表4.7,53 冷轧产品工序能耗设计指标

续表 4.7.53

注:1 酸轧产品指采用酸洗一轧机联合机组生产的产品。
       2 连退产品指采用酸洗一轧机联合机组和连续退火机组生产的产品。
       3 罩式炉产品指采用酸洗一轧机联合机组和罩式炉、平整机生产的产品。
       4 冷轧宽带产品工序能耗调整系数,当成品规格较厚时,能耗调整系数应为1.0~0.85(较厚成品取下限);当成品规格较薄时,能耗调整系数应为1.0~1.5(较薄成品取上限);当高强钢化学成分的差异较大、合金钢合金比的差异较大时,能耗调整系数可根据具体情况选定。
       5 冷轧不锈钢采用黑卷原料,且消耗中不含光亮产品。双相不锈钢电耗限额增加235kW·h/t。
Ⅴ 涂、镀层
4.7.54 涂镀层产品应采用酸洗一轧机联合机组生产。现有的常规连轧机宜改造为酸洗一轧机联合机组或全连续轧制新工艺。
4.7.55 热镀锌机组宜采用立式炉工艺,电镀锌和电镀锡产品宜采用连续退火生产工艺。新建车间不宜单独建设涂镀层机组。
4.7.56 新建车间主、辅机组,应有张力、速度、活套位置、工艺模型等基础自动化和计算机过程控制。
4.7.57 各涂镀层连续处理机组应合理选择主传动电机容量。
4.7.58 各涂镀层连续处理机组,在满足产品大纲要求的前提下,应合理选择各工艺段的参数,优化机组的最大处理能力、最大速度、活套储量的选择。
4.7.59 热镀锌机组连续退火炉应配置废气预热及余热回收与再利用系统。
4.7.60 各不同生产工艺的涂镀层产品能耗设计指标,不应大于表4.7.60规定的指标。
表4.7.60 涂镀层产品能耗设计指标
注:1 热镀锌产品指采用酸洗一轧机联合机组和连续热镀锌机组生产的产品。
       2 电镀锌产品指采用酸洗一轧机联合机组和连续退火机组、连续电镀锌机组生产的产品。
       3 彩涂产品指采用酸洗一轧机联合机组和连续热镀锌机组、彩涂机组生产的产品。
       4 电镀锡产品指采用酸洗一轧机联合机组和连续退火机组、连续电镀锡机组生产的产品。
       5 工序能耗调整系数,当成品规格较厚或镀层较薄时,能耗调整系数应为1.0~0.85(较厚成品取下限);当成品规格较薄或镀层较厚时,能耗调整系数应为1.0~1.5(较薄成品取上限);当生产高强钢时,应根据产品化学成分差异情况选定。
Ⅵ 焊管
4.7.61 高频直缝焊管和螺旋焊管宜采用卷重大的带钢做原料。焊管机组设计的金属消耗应符合现行国家标准《焊管工艺设计规范》GB50468的有关规定。
4.7.62 焊管工艺设计应提高车间机械化、自动化水平。应合理分工各套焊管机组生产的品种规格,并应实行专业化生产。
4.7.63 高频直缝焊管机组应采用先进的成型工艺和高频发生装置、焊接参数自动控制、焊缝在线热处理、焊缝在线探伤等工艺技术;螺旋焊管机组应用自动调节式成型、多丝埋弧焊等工艺技术,有条件的情况下宜采用预精焊。
4.7.64 焊管机组年工作时间和机组负荷率应符合现行国家标准《焊管工艺设计规范》GB50468的有关规定。
4.7.65 焊管工序能耗设计指标应符合表4.7.65的规定。
表4.7.65 焊管工序能耗设计指标
注:1 高频直缝焊管产品是指采用高频感应焊生产的一般焊管,且不经焊缝热处理的产品。
       2 高频直缝焊管产品工序能耗调整系数,按产品规格,能耗调整系数应为1.0~1.3(小规格产品取上限);按产品品种,能耗调整系数应为1.0~1.5(生产难度大的专用管取上限);按有否焊缝热处理,能耗调整系数应为1.1~1.3;按焊接方式,能耗调整系数应为0.8~1.0(高频接触焊取下限)。
       3 螺旋埋弧焊管产品工序能耗调整系数,按产品规格,能耗调整系数应为1.0~1.3(小直径管取上限,厚壁管取上限);按产品品种,能耗调整系数应为1.0~1.3(合金钢取上限)。
       4 直缝埋弧焊管产品工序能耗调整系数,按产品规格,能耗调整系数应为1.0~1.3(厚壁管取上限);按产品品种,能耗调整系数应为1.0~1.3(合金钢取上限)。
Ⅶ 无缝钢管
4.7.66 热轧无缝钢管生产宜选用连铸圆管坯作原料。当生产特殊钢种或采用特殊生产工艺时,可采用其他供坯方式。
4.7.67 热轧无缝钢管机组的类型和规格应根据产品方案、原料供应及综合建厂条件合理选择。
4.7,68 热轧无缝钢管机组设计应积极倡导、开发和应用连铸坯热装热送工艺,宜采用在线热处理工艺。
4.7.69 无缝钢管生产应采用连续工作制度,主要机组负荷率不应低于75%。
4.7.70 加热炉和热处理炉的炉型应根据产品大纲合理选择;淬火处理应选用高效的钢管淬火装置和冷却用水量;加热炉和热处理炉设计应符合本标准第4.7节的有关规定。
4.7.71 管加工线应采用高效节能的铣头倒棱机、车丝机和水压试验机等加工设备。
4.7.72 冷轧冷拔钢管原料宜选用热轧无缝钢管机组或焊管机组生产的合格管料。管料规格应接近冷轧、冷拔成品钢管尺寸。
4.7.73 冷加工生产以碳素钢、低合金钢和合金钢钢管为主时,宜选择冷拔管机组;生产以高合金和不锈钢管、薄管壁、精密和高性能钢管为主时,宜选择冷轧和冷拔联合机组。
4.7.74 根据生产钢种和规格的不同,热挤压钢管机组可采用锻坯、轧坯和离心浇铸空心坯。
4.7.75 热挤压钢管机组的类型和规格应根据产品方案、原料供应及综合建厂条件合理选择。挤压温度应根据不同的钢种设定,挤压温度宜为900℃~1280℃。挤压奥氏体不锈钢管时,应采用余热固溶热处理工艺。
4.7.76 热轧无缝钢管工序能耗计算范围应包括坯料定尺切断、加热、穿孔、轧管、定径到切成定尺/倍尺成品钢管。挤压钢管的工序能耗计算范围应包括坯料准备、加热、扩孔(穿孔)、挤压钢管、冷却收集。
4.7.77 无缝钢管工序能耗设计指标不应大于表4.7.77的规定。
表4.7.77 无缝钢管工序能耗设计指标
注:1 热轧无缝钢管工序能耗调整系数,按生产钢种的合金含量、钢级或专用管比例,能耗调整系数应为1.1~2.0;按有否在线热处理,能耗调整系数应为1.1;按含否预精整线,能耗调整系数应为1.05;按含否精整线,能耗调整系数应为1.1。
       2 热处理/管加工车间是按照热处理线、油套管加工线、套管加工线、接箍管加工线各一条设计。热处理车间的燃料消耗按步进热处理炉,热处理制度为淬火+回火、正火+回火、正火综合:热处理的主要品种为:油井管、管线管、液压支架管等。油井管管端加厚为感应加。热处理/管加工能耗调整系数,当油井管加工为高强度油井管时,能耗调整系数应为1.3;当油套管加工线为光管(管线管、锅炉管、液化支架管、结构用管等)线时,能耗调整系数应为0.9.当套管加工线为光管线时,能耗调整系数应为0.9;当钢管外径大于177.8mm时,能耗调整系数应为1.1~1.5。
       3 挤压钢管工序能耗调整系数,当原料为钢锭时,能耗调整系数应为1.0~1.3;产品以双相不锈钢、镍基合金、钛合金为主,其他产品按合金比例,能耗调整系数应为0.7~1.1;按是否有热处理,能耗调整系数应为1.2;按是否含精整线,能耗调整系数应为1.3;按是否立式热挤压钢管机组,能耗调整系数为2.5。
      4 CPE顶管机组的能耗系数调整原则可见注2。
4.7.78 冷轧冷拔钢管工序能耗调整系数应按表4.7.78的选定。
表4.7.78 冷轧冷拔钢管工序能耗调整系数

Ⅷ 锻钢
4.7.79 冶金锻钢车间应主要生产单件、小批量、特殊钢锻材、工模具钢模块、挤压管坯、高合金钢坯、阶梯轴、饼环及异型锻件。
4.7.80 金属原材料可依锻造产品要求采用连铸坯、电炉钢锭、电渣锭或真空自耗锭。
4.7.81 锻压机组应根据产品方案、原料供应条件合理选择。宜选择快锻机组和精锻机组。应逐步淘汰自由锻锤或锻造水压机。
4.7.82 锻造车间设计节能应以节约燃料和电力为重点。
4.7.83 锻造加热炉应采用先进节能的燃烧系统。加热炉设计的节能措施应符合本标准第4.7节的有关规定。
4.7.84 锻造工艺设计应提高钢锭的热送温度和热送率。
4.7.85 锻造工艺设计应提高锻造产品锻后退火的热装炉率。
4.7.86 锻造工序能耗计算范围,应包括原料准备、加热、锻造、退火、剥皮或抛丸、点磨及粗加工过程的能耗,以及原料加热能耗,锻造动力能耗和锻造车间的辅助能耗。不应包括锻造产品二次热处理、精加工等延伸加工的能源消耗。
4.7.87 锻造工序能耗设计指标不应大于表4.7.87规定的指标。
表4.7.87 锻造工序能耗设计指标

续表 4.7.87
注: 能耗指标按合金比75%、高合金比10%确定,当合金比及高合金比增加时,能耗调整系数应为1.2~1.5.当采用调质热处理工艺时,应按照1.2GJ/t增加燃料消耗。
Ⅸ 金属制品
4.7.88 钢丝绳、预应力钢丝和钢铰线、钢帘线和二氧化碳气保焊丝等可批量生产的产品,宜建设专业化生产的工厂或车间。
4.7.89 金属制品生产宜采用“机械除鳞→酸洗→拉拔,热处理→酸洗→涂层,热处理→酸洗→镀层”等多工序组合式连续生产线。
4.7.90 金属制品工艺设计应选用控轧控冷、金相组织及线径符合生产过程要求的大盘重线材为原料,应采用大盘重周转生产方式。
4.7.91 金属制品工艺设计应根据进线钢丝直径、强度、拉拔工艺和速度要求,合理选用拉拔设备,宜选用变频调速拉拔设备,应逐步淘汰不可调速拉拔设备。
4.7.92 钢丝绳车间设计应采用双捻机、轴承式管式捻股机、跳绳式捻股机或成绳机等类型设备。除生产粗钢丝绳和特殊钢绳外,不得采用筐篮式捻股机,应逐步缩小筐篮式成绳机的应用范围,不得采用工字轮直径500mm以下的筐篮式成绳机。
4.7.93 车间各种设备能力应匹配,辅机应保证主机的能力得到充分发挥,主要设备平均负荷率不应低于70%。
4.7.94 钢丝展开式加热的热处理炉,宜采用以可燃气体为燃料、炉内气氛可控的明火加热炉,钢丝直接导电加热炉,以及感应加热炉等高热效率加热炉。
4.7.95 钢丝成盘加热的热处理炉,宜采用气氛可控的周期炉。
4.7.96 热处理炉废气,除用于自身预热外,应考虑余热的回收利用。
4.7.97 钢丝热镀锌宜选用内加热或上加热式的耐火材料锌锅,排出的废气可用于镀前的钢丝烘干。
4.7.98 拉丝机冷却水或其他生产设备的冷却水,经冷却和过滤后应循环使用。各类金属制品厂生产用水的循环率不应低于85%。
4.7.99 “热处理→酸洗→涂层,热处理→酸洗→镀层”等连续生产线宜减少酸和含铜、锌等重金属离子溶液的带出量,宜采用减少水耗量的负压吸附或逆流漂洗方法。
4.7.100 金属制品生产过程中的酸、碱、涂镀、淬回火槽等设施,应采取有效的覆盖或屏蔽措施。
4.7.101 金属制品能耗指标为“吨产品综合能耗”时,其能耗计算范围应包括从原料进厂、机械除鳞、酸洗、金属拉拔、捻股成绳、热处理、镀层、产品包装出厂全过程的能耗,以及为生产配套的辅助设施的能耗,并应扣除可回收利用的能源后实际消耗的各种能源折合标准煤量。金属制品综合能耗设计指标应符合表4.7.101的规定。
表4.7.101 金属制品综合能耗指标
续表 4.7.101

Ⅹ 轧钢加热及热处理炉窑
4.7.102 轧钢加热及热处理炉设计应提高整体加热效率、提高坯料加热质量、提高炉体严密性,并应能有效控制炉膛压力、强化余热余能回收,运行顺畅可靠、环境洁净有序。
4.7.103 加热炉设计应减少或避免采用炉内水冷构件,需要采用水冷构件的地方,应减少暴露于高温的冷却面积,炉内水冷构件表面应采取隔热措施。
4.7.104 工艺和布置上要求热装的加热炉,在炉型结构与供热配置上应为提高热装率和热装温度提供条件。在热装率和燃烧温度较高的情况下,宜采用蓄热式燃烧系统,高温取向硅钢加热炉除外。
4.7.105 加热炉设计应根据炉型特点、加热工艺及环保要求,选择合适的燃烧设备。
4.7,106 加热炉的燃料选择应充分利用钢铁厂副产煤气,并应按副产煤气的结构配置,采用避免多种煤气混烧的高质低用模式;无副产煤气或副产煤气供应不足时,可选用其他燃料,但不得选用原油、原煤及煤粉作为加热炉燃料。
4.7.107 加热炉设计应充分利用企业富余的高炉煤气,应积极采用蓄热式燃烧技术,并应提倡采用燃烧高炉煤气的蓄热式加热炉。
4.7.108 加热炉烟气余热应首先得到自身充分回收和利用。
4.7.109 加热炉设计应充分利用前部工序的工件余热对工件进行加热或热处理。
4.7.110 对于非蓄热式加热炉,在工艺布置许可的条件下应合理延长炉长、配置不供热的预热段。
4.7.111 连续生产的加热炉应装设烟气余热回收装置,应最大限度地回收烟气带出的热量。
4.7.112 周期性生产的炉窑及低温热处理炉应根据具体情况采用合理的热交换设备;应充分回收和利用烟气余热;应采用轻质保温炉衬,并应减小蓄热损失。
4.7.113 大、中型加热炉水梁应采用汽化冷却,宜提高蒸汽压力,并宜纳入蒸汽动力管网。
4.7.114 炉体各部位的砌体,应采取隔热保温措施,应按不同接触面温度使用不同材料的复合砌体。隔热后的炉体外表面温度应符合表4.7.114的规定。
表4.7.114 炉窑体外表面最高温度

注:1 表中值系在环境温度为20℃时,正常工作的炉子外表面平均温度(不包括炉子的特殊部分)。
       2 本表不适用于下列炉窑:额定热负荷低于0.8×106kJ/h;炉壁强制冷却;回转窑。
4.7.115 周期性升温降温的炉窑及中低温炉窑,应采用体积密度小、导热系数小、热惰性小的轻质筑炉材料作为砌体的工作层。
4.7.116 热介质管道及加热设备应采取隔热措施。
4.7.117 炉窑设计应采取节能措施,新设计的轧钢加热炉的热效率应达到60%以上。
4.7.118 轧钢加热炉冷装的额定燃料消耗设计指标应符合表4.7.118的规定。
表4.7.118 轧钢加热炉冷装的额定燃料消耗设计指标
注:1 表中额定燃料单耗指加热冷装(20℃)碳素结构钢、标准坯、炉内水梁或炉底水管100%绝热,达到设计额定产量、连续生产的单位燃料消耗。
       2 表中燃料单耗系按低位发热值为8373kJ/Nm³混合煤气确定。
4.7.119 轧钢加热炉热装的额定燃料消耗设计指标应符合表4.7.119的规定。
表4.7.119 轧钢加热炉热装的额定燃料消耗设计指标

续表 4.7.119

注:1 额定燃料单耗为加热碳素结构钢、标准坯,炉底水梁或炉底水管100%绝热,达到设计额定产量、100%热装,连续生产的燃料消耗。
       2 热装温度系按本标准金属加工的有关规定确定。

条文说明
4.7.2 新工艺、新技术如切分轧制、低温轧制、控制轧制、工艺润滑轧制、控制冷却、长尺冷却、长尺矫直、在线热处理、在线检测和计算机控制等;如高刚度、高精度轧机,高精度和优化剪切的飞剪机,保温装置,热卷箱等。
4.7.9 本条规定尽量降低钢坯加热温度,减少金属消耗和能源消耗。
Ⅰ 大、中型及轨梁轧钢
4.7.10 大、中型轧钢按照其轧机特点和所生产的产品规格以及现行国家标准《型钢轧钢工程设计规范》GB50410中的规定可分为,大型轨梁型钢轧机(H型钢轧机另成章节)、钢轨在线全长淬火生产线、大型棒材轧机、中型型钢轧机(H型钢轧机另成章节)、中型棒材轧机。各种型式的大、中型钢轧机的经济规模、代表产品大纲、所用坯料符合表5中的规定。
表5 大、中型轧钢产品规格

续表 5
4.7.12 为实现连铸坯热装热送工艺,在考虑总图布置时炼钢连铸车间应与轧钢车间装炉辊道之间布置成短流程工艺型式。对于改造工程,受总图限制无法实现短流程工艺布置型式时,需创造条件采用保温车运输等方式实现热装热送工艺。对于生产优质质量合金钢、特殊质量合金钢以及不锈钢的大型棒材轧机、中型棒材轧机应考虑两火成材工艺,并在总图布置时要加以考虑。
4.7.14 快速更换轧机装置,可减少换辊及更换锯片时间,提高作业率。
Ⅱ 小型、线材轧钢
4.7.18 小型、线材轧钢按照其轧机特点和所生产的产品规格以及现行国家标准《型钢轧钢工程设计规范》GB50410、《线材轧钢工程设计规范》GB/T50436中的规定可分为,小型型钢轧机、线材轧机。小型型钢轧机、线材轧机的经济规模、代表产品大纲、所用坯料符合表6中的规定。
表6 小型、线材轧钢产品规格

续表 6
4.7.20 节能型轧机设备系指粗轧机采用连轧机组,线材精轧机组为采用集中传动的高速无扭精轧机组。若投资允许可在高速无扭精轧机组后设置定涨力减径机组,以进一步提高产品的断面尺寸精度并提高轧机的作业率。
Ⅲ 热轧带钢及中厚板
4.7.24 采用连铸坯不能满足产品性能和尺寸规格要求的特厚板等特殊品种可采用钢锭生产。
4.7.32 采用控温轧制及轧后控制冷却工艺的目的是控制产品金相组织和提高产品的机械性能,减少金属氧化损失,对某些品种可代替轧后热处理。
4.7.35 连铸连轧工艺,钢包回转台上应设置钢包加盖装置,减少钢水温降,保证浇铸温度稳定。
4.7.37 连铸连轧金属成材率为从钢水到热轧卷的综合成材率,其中从大包钢水到合格铸坯的成材率大于或等于97.5%,从合格铸坯到热轧卷金属成材率大于或等于98.5%。
Ⅳ 冷轧板带轧钢
4.7.48 无取向电工钢指采用常化酸洗机组、轧机、(中间退火机组)、(二次冷轧)、焊接机组、退火机组、剪切机组和包装机组生产的产品,若高牌号无取向电工钢需要经过中间退火和二次冷轧,则各能耗约为表中所列值的1.1倍;取向电工钢指采用常化酸洗机组、轧机、(二次常化酸洗)、(二次冷轧)、焊接机组、退火机组、高温环形炉、热拉伸平整机组、剪切机组和包装机组生产的产品。
Ⅴ 涂、镀层
4.7.55 产品质量控制及成材率考虑,新建车间不提倡单独建设涂镀层机组。
Ⅶ 无缝钢管
4.7.66 用轧坯时钢水至坯的金属成材率为84%~86%;用连铸圆管坯时钢水至坯的成材率为96%~98%,比轧坯成材率高10%~14%。管坯在成本中约占60%,连铸圆管坯比轧坯成本低20%。
    连铸圆管坯与轧坯相比的优点:节省能源30%~40%;金属成材率高10%~14%;管坯成本低20%。
    对生产批量小、钢种多、高合金钢和要求的压缩比时,采用钢锭或锻坯。
4.7.70 我国某厂φ250mm连轧管机组采用在线常化热处理工艺,大批量生产N80套管,X42~X52管线管和20G高压锅炉管。
Ⅷ 锻钢
4.7.79 机械行业以锻件生产为主的锻造车间与冶金系统特殊钢企业以锻材为主的锻钢车间能源消耗差异很大,需要明确本标准仅适用于冶金特殊钢企业锻钢车间。
4.7.80 国内仍有1/3的特殊钢企业锻钢生产保留着电液锤。因其合金比和高合金比较低,锻件比例很小,炉型小,能耗相对偏低。
4.7.86 目前,国内冶金锻造产品多数按粗加工状态交货,本标准的锻造工序能耗为粗加工能耗,不包括锻造产品的延伸加工(调质、精加工、表面淬火等)能耗。
4.7.87 本标准工序能耗指标是区分快锻机组、精锻机组和电液锤提出的,因这三种锻造设备产品结构及其能耗结构差异较大,很难给出综合能耗指标。
Ⅹ 轧钢加热及热处理炉窑
4.7.102 工业炉在满足工艺要求、保证产品质量的前提下,应坚持以节能为中心的原则进行设计,以实用节能技术为主,大力推广新的节能技术。工业炉在钢铁企业是耗能大户之一,因此节能便成为工业炉设计的重要环节。我国近几年来工业炉技术发展很快,新的节能技术也很多,在工业炉设计中要积极稳妥地应用新技术。有效控制炉膛压力和保持炉体严密性可有效减少热损失。
4.7.103 炉内水冷构件吸收大量的热能,不仅增加燃料消耗,同时还消耗了大量的水。炉内水冷构件隔热包扎和不包扎的吸热量相差十几倍,因此必须采取行之有效的隔热包扎措施。
4.7.104 热装是实现节能和优化工艺的重大措施,热装率和热装温度不同,炉型结构与供热方式也有所不同。随着生产条件和技术的不断成熟,热装率和热装温度要求越来越高,因此在炉型结构与供热方式上应为提高热装率和热装温度创造条件。
4.7.106 气体燃料燃烧易于控制、加热设备简单、操作维护方便。利用钢铁厂副产煤气既节约成本,又减少环境污染,是工业炉的理想燃料。
    原油是重要的化工原料,工业炉中应禁止使用。用原煤及煤粉做工业炉燃料既难于满足加热质量要求,也难于达到环保要求,因此不建议采用。
    有很多企业煤气不够用,需补充其他燃料,这时工业炉设计应满足多种燃料燃烧要求,原则是尽量将副产煤气先用完。
4.7.108 工业炉烟气余热首先用来预热助燃空气和煤气,把余热回收到炉内去,有效提高炉子热效率。
4.7.110 工业炉配置不供热的预热段是回收烟气余热的最好方法。合理延长炉长、配置不供热的预热段,可充分利用高温烟气预热入炉的冷料,降低排烟温度。
4.7.111 烟气余热回收率按下列公式计算:
    式中:
    Rc——烟气余热回收率;
    Qh——预热助燃空气(和煤气)所回收的物理热(kJ/h);
    Qy——出炉烟气物理热(kJ/h)。
4.7.112 周期性生产的工业炉及低温热处理炉种类繁多,要求也各不相同,只能根据具体情况采用不同的热回收方式,如采用自身预热式烧嘴、蓄热式烧嘴等。
4.7.113 加热炉水梁采用汽化冷却有节约用水、降低能耗、回收能源和减少钢坯黑印等多方面好处。步进梁式加热炉的汽化冷却技术已经成熟,当企业有蒸汽需求时,应积极采用。推钢式加热炉应采用低汽包、自启动、自然循环的汽化冷却系统。
4.7.114 加强炉体隔热,降低炉体外表面温度,可有效减少炉体散热损失和改善周围环境温度。
4.7.116 隔热后的热空气管道温降小于或等于0.5℃/m。
4.7.117 工业炉设计采取节能措施,可提高炉子热效率,降低燃料消耗。工业炉热效率是衡量炉子设计和使用是否节能的重要指标之一,炉子热效率按下列公式计算:

    式中:
    ηt——炉子热效率;
    Qw——出炉物料吸收的物理热(kJ/h);
    Qrh——燃料燃烧化学热(kJ/h)。
4.7.118、4.7.119 工业炉设计的一个重要节能指标是额定燃料单耗,额定燃料单耗是投入的燃料燃烧化学热Qrh与小时产量D的比值。表中列出的轧钢加热炉的额定燃料单耗指标是提据出钢温度和炉子热效率来确定的。

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