冷轧生产线（精选十篇）
冷轧生产线 篇1
1 事故分析
CAPL机组生产线总长375 m,年设计产能37万t,主要生产200、300、400系不锈钢冷轧卷,带钢规格为(0.5~5)mm×(900~1 600)mm,机组于2009年7月15日热负荷试车并投产[1,2,3]。2014年9月火灾事故的主要原因是:带钢和电极板阴阳极相撞,瞬间短路拉弧,槽内氢气遇到电弧火星产生爆燃,引燃中性盐电解槽PP材料[4]。电解槽材料PP属于结晶型聚合物,不到一定温度其颗粒不会熔融。一旦达到某一温度,PP颗粒迅速融化,在几度范围内就可全部转化为熔融状态。PP的熔体黏度比较低,因此流动性良好,当熔体流动速率较高时黏度更小。因此火灾时,温度升高,PP的熔体流动速率加大,加速了燃烧,使得火灾急剧变大。另外,CA-PL机组电解段平台设备高度接近20 m,火情发生时,机组人员不能及时发现,当火势蔓延,企业消防队赶到时已无法控制,造成过火面积大。因此,研发酸洗生产线消防灭火控制系统十分必要。
2 系统组成及实现
由于目前国标规范中没有针对酸洗槽为保护对象的条文规定,也没有对应的设计标准,同时考虑该区域要尽量减少水渍及参考国内钢铁厂类似工程经验,故采用固定水喷雾灭火系统,对酸洗槽进行冷却防护,兼顾灭火。在酸洗槽水喷雾灭火系统启动时,需要考虑将附近酸罐以及天然气管道水喷雾灭火系统同时投入。为保证及时报警和反馈,还需要增加自动探测报警系统,同时设置安全监控系统摄像头,以便及时发现火灾,自动或手动启动水喷雾冷却系统。
根据以上需求,按照“早发现、早处置”原则,通过以下手段构建CAPL机组火灾预防和处置控制体系:(1)发现控制手段。构建光纤光栅测温系统、火灾自动报警系统,运用技防措施,增设感温电缆和消防监控报警装置,第1时间发现和确认险情。(2)确认控制手段。构建视频监控系统,采用技防措施,增设现场监控摄像机,建立多层次的人员监控体系,第1时间发现险情。(3)火灾处置手段。构建水喷雾系统,在生产现场增设消防喷淋装置,快速扑灭初期火灾。(4)日常处置手段。构建室内消火栓系统,在生产现场增设消火栓,用于日常检维修动火作业的火灾处置。
2.1 光纤光栅测温系统
在硫酸钠电解酸洗槽、硝酸电解酸洗槽的铜排上等距分布设置光纤光栅测温设施,光纤光栅测温主机设置在CAPL出口操作室。CAPL出口操作室内设置1台测温监控系统服务器,集中监控并处理光纤光栅测温系统的数据及报警信号。报警分区要求为:每个槽盖为1个报警分区。光栅光纤设施配置如表1所示。
光纤光栅温度传感器采用阻燃、低烟、无卤且防腐蚀护套材料,具备导热快、绝缘电阻高、耐磨、耐化学腐蚀、不亲水、不亲油等特性,不含有任何金属元器件。每个酸洗槽盖区域内任意一个光纤光栅测温信号都送到监测主站(即光纤光栅测温主机),从而对酸洗槽该区域进行连续测温和监视。
监测主站带有RS232、RS485通信口或百兆以太网口,光纤光栅测温主机监测的光纤光栅点数为320个并可扩展。光纤光栅测温系统能正确反映铜排的发热点,其软件服务系统具有历史数据查询、实施数据曲线、数据分析等功能,最终实现多级定温报警、差温报警、过温位置精确定位、报表自动生成。
2.2 火灾自动报警系统
如图1所示,光栅光纤测温系统一旦检测到超温、高过温度设定值信号,就发出无源节点报警信号,经硬接线方式送到CAPL出口操作室原有火灾自动报警区域控制器,从而将每个酸洗槽盖区域内的报警信号以及测温系统运行故障信号上传火灾自动报警系统[4],作为一次报警信号。在酸洗段二层、三层平台的两侧出入口及中间位置设置防雨型手动报警按钮及声光报警器,相应信号也接入原有火灾自动报警区域控制器。
图1光纤光栅测温及报警系统Fig.1 Diagram of optical fiber grating temperature measurement and alarm system
火灾报警系统接收到一次报警信号后产生声光报警,发出24 V联动信号关闭1号、2号风机房新增的防火阀,相关人员现场确认火灾后手动切断酸洗槽二层、三层区域非消防电源,手动启动相关区域的火灾报警按钮,发出二次报警信号到水喷雾系统。
2.3 视频监控系统
在CAPL机组酸洗区域设置工业用摄像机,用于快速直观地观察该区域的生产安全情况[5]。视频监控系统配置如表2所示。
摄像机均采用室外全天候型防护罩,摄像机画面通过综合电缆或视频电缆就近接入现场光纤接线箱,从现场光纤接线箱敷设单模光缆至CAPL出口操作室内新增工业电视测温柜,实现视频信号的集中传输。
摄像机画面在操作室及调度室液晶监视器上同步显示,同时利用硬盘录像机对摄像机画面进行存储及回放。新增设备由新增工业电视测温柜内电源开关集中供电。视频监控系统如图2所示。
图2视频监控系统Fig.2 Diagram of video monitoring system
2.4 水喷雾系统
CAPL机组三层平台上中性盐酸洗槽、二层平台上硝酸酸洗槽和混酸酸洗槽区域增设安全喷淋系统。火灾发生并且二次报警信号产生时,通过水喷雾系统进行灭火[6]。
三层平台中性盐酸洗槽区域分3段,每段4个槽子;二层平台硝酸酸洗槽区域有1段,4个槽子;二层平台混酸酸洗槽区域分2段,每段3个槽子。三层平台中性盐酸洗槽区域和二层平台硝酸酸洗槽区域,水喷雾系统以单个槽子为1个防护区,共16个防护区;二层平台混酸酸洗槽区域,水喷雾系统划分为2个防护区。水喷雾系统合计18个防护区。消防灭火时,三层平台中性盐酸洗槽区域和二层平台硝酸酸洗槽区域考虑起火段和前后2个防护区同时喷水灭火;二层平台混酸酸洗槽区域则按照2个防护区同时喷水灭火考虑。
每个防护区的水喷雾系统均设有独立的隔膜式雨淋阀和若干个喷头,可以借进水压力自动复位。雨淋阀设置于二层平台上,其后管道接至各防护区。水喷雾系统水源接自电缆隧道水喷雾给水系统,供水压力0.7 MPa。当火灾报警系统探测到火灾后,立即启动现有电缆隧道水喷雾消防给水泵。
水喷雾系统控制采用“自动+延时”和手动两种模式:当收到二次报警信号后,火灾报警控制器延时30 s启动水喷雾系统自动灭火;现场人员巡检时,若发现火情,按下相应区域的雨淋阀控制箱的手动按钮灭火。水喷雾系统如图3所示,在雨淋阀组前/后信号蝶阀(手动阀门,信号反馈至雨淋就地盘)打开且压力开关检测到水压信号后,才能“自动+延时”或手动打开电动蝶阀进行水喷淋。
2.5 室内消火栓系统
冷轧厂CAPL机组二、三层平台及罐区钢结构平台上增设室内消火栓并配灭火器[7]。火灾发生初期,采用室内消火栓人工直接就近灭火。消火栓采用单栓消火栓,其布置确保有2支水枪的充实水柱能同时到达任何部位,消火栓最大用水量为15 L/s,最大同时使用数量为3套。消火栓系统给水接自现有A列架空消火栓给水管道,供水压力约为0.35 MPa。本次新建二、三层平台消防水管道与架空水管道连接处设手动闸阀和手动球阀。消防水主管道为DN100,接消火栓支管为DN65。三层平台下设置消防水主环管,分别向二层平台和三层平台上消火栓供水。二、三层平台上消火栓布置如图4所示。
图3水喷雾系统Fig.3 Diagram of water spray system
3 应用效果
2014年10月31日,在CAPL机组恢复生产时投用了新增消防灭火系统,在其保护下,机组安全平稳运行至今,效果良好。火灾做到了可控、可防,各项指标均已达标。目前国内按照此工艺运行的酸洗生产线还有很多,本消防灭火控制系统可复制利用,使安全隐患降到最低,将火灾控制在萌芽状态,具有很强的推广性。
参考文献
[1]张兵.特殊不锈钢热带退火酸洗工艺特点[J].轧钢,2011,28(4):31.
[2]何建平,卢淑琴,李维君,等.不锈钢退火酸洗处理线自动控制系统[J].冶金自动化,2000,24(2):19.
[3]潘韶慧,梁振威,王海燕,等.酸洗-酸再生工序工艺协调控制优化[J].轧钢,2010,27(3):41.
[4]辜蕾钢,王业科,徐文章.热轧酸洗板生产机组的选择与建设[J].轧钢,2012,29(3):30.
[5]陈延镖,陆乃城,王敏杰,等.钢铁企业电力设计手册[M].北京:冶金工业出版社,1996.
[6]中国工程建设标准化协会化工分会.GB50050—2007工业循环冷却水处理设计规范[S].北京:中国计划出版社,2007.
冷轧带钢生产技术问答 篇2
1．什么叫冷轧，冷轧带钢有哪些优点? 金属在再结晶温度以下进行轧制变形叫做冷轧，一般指带钢不经加热而在室温直接进行轧制加工，冷轧后的带钢可能烫手，但还是叫冷轧。 冷轧生产可提供大量高精确度和性能优良的钢板和带材，其最主要的特点是加工温度低，同热轧生产相比，它有以下优点： (1)冷轧带钢产品尺寸精确，厚度均匀，带钢厚度差一般不超过O.01-0.03mm或更小，完全可以符合高精度公差的要求。 (2)可获得热轧无法生产的极薄带材(最薄可达0.001mm以下)。 (3)冷轧产品表面质量优越，不存在热轧带钢常常出现的麻点、压入氧化铁皮等缺陷，并且可根据用户的要求，生产出不同表面粗糙度的带钢(光泽面或麻糙面等)，以利于下道工序的加工。 (4)冷轧带钢具有很好的力学性能和工艺性能(如较高的强度、较低的屈服极限、良好的深冲性能等)。 (5)可实现高速轧制和全连续轧制，具有很高的生产率。 2．冷轧生产方法有哪几种? 冷轧板带钢生产方法分为单片轧制和成卷轧制两种方法。 (1)单片轧制。单片轧制最早采用二辊式轧机，目前多用四辊式冷轧机。四辊冷轧机按其轧辊运转方向可分为可逆式和不可逆式。 采用不可逆式四辊轧机进行单片生产时，轧制操作是由人工逐张将钢板喂入轧机，全垛钢板轧完一道次后，用吊车将板垛吊送到轧机前，进行下一道次的轧制，如此循环进行，直到轧成规定的成品尺寸时为止。 采用可逆式轧机时，则轧制操作有两种，一种是每一张钢板在轧机上往返轧制，直到轧制成最终的成品尺寸，然后再进行第二张钢板的轧制。这种操作方法虽然压下调整操作频繁，但产品表面不易划伤，故实际生产中应用较多，特别是轧制单重和尺寸较大的钢板，均采用此法。另一种是每张钢板逐张送入轧机，待全垛钢板轧完一道次后，再逐张返回轧制第二道次。此种操作方法使轧制产品尺寸较均一，而且省去了轧辊反转和压下的调整时间，从而冷轧机产量较高，但板面之间有时可能造成划伤。单张轧制方法由于不能采用张力，故每道次的压下率一般不超过14％，轧制道次增多，钢板加工硬化程度增大。因此，单张轧制不能生产厚度很薄的冷轧产品。 (2)成卷轧制。目前，冷轧生产大多是采用成卷轧制，其基本形式分为单机成卷轧制和多机架连续式成卷轧制两种。成卷轧制采用二辊轧机、四辊轧机、偏八辊轧机、十二辊轧机、二十辊轧机等不可逆式和可逆式的冷轧机。 单饥不可逆式冷轧机主要有二辊轧机和四辊轧机两种(图1-1)，这种轧机在我国有数百台之多，其辊身长度在100-600mm之间，辊径在100-300mm之间。在这些轧机中，大部分设有开卷机和卷取机。这些轧机主要用来生产600mm以下的窄带钢或平整成卷的窄带钢，轧制速度在1.2-2.Om／s范围内。1．什么叫冷轧，冷轧带钢有哪些优点? 金属在再结晶温度以下进行轧制变形叫做冷轧，一般指带钢不经加热而在室温直接进行轧制加工。冷轧后的带钢可能烫手，但还是叫冷轧。 冷轧生产可提供大量高精确度和性能优良的钢板和带材，其最主要的特点是加工温度低，同热轧生产相比，它有以下优点： (1)冷轧带钢产品尺寸精确，厚度均匀，带钢厚度差一般不超过O.01-0.03mm或更小，完全可以符合高精度公差的要求。 (2)可获得热轧无法生产的极薄带材(最薄可达0.001mm以下)。 (3)冷轧产品表面质量优越，不存在热轧带钢常常出现的麻点、压入氧化铁皮等缺陷，并且可根据用户的要求，生产出不同表面粗糙度的带钢(光泽面或麻糙面等)，以利于下道工序的加工。 (4)冷轧带钢具有很好的力学性能和工艺性能(如较高的强度、较低的屈服极限、良好的深冲性能等)。 (5)可实现高速轧制和全连续轧制，具有很高的生产率，
2．冷轧生产方法有哪几种? 冷轧板带钢生产方法分为单片轧制和成卷轧制两种方法。 (1)单片轧制。单片轧制最早采用二辊式轧机，目前多用四辊式冷轧机。四辊冷轧机按其轧辊运转方向可分为可逆式和不可逆式。 采用不可逆式四辊轧机进行单片生产时，轧制操作是由人工逐张将钢板喂入轧机，全垛钢板轧完一道次后，用吊车将板垛吊送到轧机前，进行下一道次的轧制，如此循环进行，直到轧成规定的成品尺寸时为止。 采用可逆式轧机时，则轧制操作有两种，一种是每一张钢板在轧机上往返轧制，直到轧制成最终的成品尺寸，然后再进行第二张钢板的轧制。这种操作方法虽然压下调整操作频繁，但产品表面不易划伤，故实际生产中应用较多，特别是轧制单重和尺寸较大的钢板，均采用此法。另一种是每张钢板逐张送入轧机，待全垛钢板轧完一道次后，再逐张返回轧制第二道次。此种操作方法使轧制产品尺寸较均一，而且省去了轧辊反转和压下的调整时间，从而冷轧机产量较高，但板面之间有时可能造成划伤。单张轧制方法由于不能采用张力，故每道次的压下率一般不超过14％，轧制道次增多，钢板加工硬化程度增大。因此，单张轧制不能生产厚度很薄的冷轧产品。 (2)成卷轧制。目前，冷轧生产大多是采用成卷轧制，其基本形式分为单机成卷轧制和多机架连续式成卷轧制两种。成卷轧制采用二辊轧机、四辊轧机、偏八辊轧机、十二辊轧机、二十辊轧机等不可逆式和可逆式的冷轧机。 单饥不可逆式冷轧机主要有二辊轧机和四辊轧机两种(图1-1)，这种轧机在我国有数百台之多，其辊身长度在100-600mm之间，辊径在100-300mm之间。在这些轧机中，大部分设有开卷机和卷取机。这些轧机主要用来生产600mm以下的窄带钢或平整成卷的窄带钢，轧制速度在1.2-2.Om／s范围内。4．冷轧薄带钢生产的发展概况怎样? 薄板、带钢的生产技术是钢铁工业发展水平的一个重要标志。薄钢板除了供汽车、农机、化工、食品罐头、建筑、电器等工业使用外，还与日常生活有直接关系，如家用电冰箱、洗衣机、电视机等都需要薄钢板。因而在一些工业发达的国家中，薄钢板占钢材的比例逐年增加，在薄板、带钢中，冷轧产品占很大部分。 冷轧生产最初是在二辊轧机、四辊轧机上进行的。随着科学技术和工业的发展，需要更薄、质量要求更高的带材，尤其是仪表、电子、通讯设备上需要极薄带材。四辊轧机往往不能满足这一要求，这样便出现了新型结构的轧机，如六辊轧机、十二辊轧机、二十辊轧机、偏八辊轧机和其他复合式多辊冷轧机，如图1-3所示。8．热镀锌板的生产过程是怎样的? 热镀锌板生产方法是由热镀锡生产方法发展而来的，大致可归纳为下列几种：12．酸洗一冷连轧联合机组的特点是什么? 酸洗一冷连轧联合机组是在全连续式(无头轧制)冷轧机的基础上发展起来的。前者的优点也基本上包含了后者所有的优点并有所发展。 酸洗一冷连轧联合机组的优点是： (1)设备减少，与传统的常规轧机相比，省掉了酸洗机组的尾部和连轧机组头部的机电设备。 (2)减少主厂房建筑面积，省掉了酸洗与轧机之间的中间钢卷存放库并缩短了生产周期。 (3)跟无头轧制一样，免除了穿带、甩尾等容易造成事故的作业，操作比较平稳，提高了轧机的作业率和金属收得率，产品质量得到了提高。 (4)跟无头轧制一样，可以不停机来变换产品规格，生产灵活，计划安排比较方便。 (5)由于轧制速度比常规轧制低，主电机容量相应可以减少1/4-1/3，电气设备容量和能耗可以减少。 (6)由于工序和设备减少，自动化程度提高，操作人员可大大减少。 酸洗一冷连轧联合机组的几个关键设备为(见图l-10)：
冷轧生产设备如何科学实施润滑管理 篇3
[关键字]冷轧生产；设备；润滑管理
中图分类号：TG333文献标识码：A文章编号：1674-098X(2011)03(c)-0000-00
1、实施冷轧生产设备润滑管理的科学重要性
科学实施冷轧生产设备润滑管理是充分契合节能、环保策略的有效措施，在美国其每年由润滑管理获取的间接或直接经济效益就高达六百亿美元，而英国获取的利益则是五亿英镑，由此可见润滑管理对机械工业生产的重要性。依据实践经验不难看出，百分之七十以上的失效液压件问题均由油品的污染影响造成，倘若我们能够将包含于润滑脂内的微粒有效控制于二至五缪米以内便可令机械设备的轴承使用寿命合理延长十至五十倍，而如果将其控制在低于一缪米，则轴承使用寿命还会无限延长。依据相关科学测算统计，世界范围内能源总量消耗的三分之一用于设备部件的磨损与摩擦，同时出厂设备服务运转寿命较大程度上受制于润滑条件影响，而零件百分之八十的损坏则与异常磨损有关，设备百分之六十的故障现象则由润滑不良导致。机械工业中相关于润滑管理的维修设备费用占到费用总量的百分之三十，而百分之五十以上的轴承工作失效问题则与不良润滑密切相关。综上所述不难看出不良润滑故障在损坏机械冷轧设备自身的基础上还会导致整体生产线的不良停产并引发较大的经济损失。同时由于冷轧生产设备润滑管理产生的间接或直接效益较难实施成本核算，从属于无形效益，因而容易被人们忽视。我们只有科学明晰其管理重要性，正确实施管理措施，降低冷轧设备停机故障时间、配件更换频率，才能有效提升冷轧产品质量水平、延长冷轧设备应用服务寿命，令冷轧设备稳定运行性、技术性能水平与生产线创设经济效益实现稳步增长。
2、冷轧生产设备常见的润滑故障与成因分析
冷轧生产设备润滑故障一方面由于自身制造设计层面存在不良问题，体现在设计润滑系统无法充分符合润滑条件，例如润滑管径不达标，引发内部堵塞结块现象，进而令其润滑效果不明显。同时监控冷轧生产设备实时润滑状态的装置配设不完善同样会引起润滑故障。一般来讲简单设备我们只要定量、定时的加油润滑即可，而对于冷轧连续运行设备，我们应科学安装油窗进而便于监测来油状况，分析判断冷轧设备实时润滑状态。倘若设备运行阶段润滑管理不当引发断裂、令齿轮箱中的润滑油不良泄漏，而监控润滑液位的系统却没有报警，则势必会导致设备故障的产生。制造设备质量有限及调试安装不当、加工零件油槽准确性不高、箱盖与箱体不严密、输油管道油口偏离、装配油封不当、油孔设置位置有误、密封圈不符合标准等均会令润滑管理系统呈现故障并导致生产设备失灵。在设计环节中倘若对冷轧生产设备工况与维护管理考虑不周，会令暴漏于外界污染环境中的丝杠、导轨遭到污染影响，令油箱防漏性降低、进油口高于回油口，加油孔开设有失合理性进而令设备产生较为严重的磨损破坏。另外在保养管理设备层面同样存在不利影响因素，而这些因素只要通过健全企业管理体制、提升设备维修人员综合素质与技术水平，便可有效抑制防护。该层面体现的不良现象在于企业没有经常调整检查润滑系统服务状态，无法及时发掘密封失效、老化与松动问题，令设备存在较多安全隐患；保养清洁润滑系统不到位、不对损坏元件进行及时更换则容易引发堵塞油路问题。同时盲目的依靠自动润滑监控装置、不注重对其进行有效的保养调整，制定有效的监控失灵应急预案便会引发较大的设备损伤。
3、冷轧生产设备如何科学实施润滑管理
3、1领导阶层应充分重视并控制润滑管理
基于对冷轧生产设备实施润滑管理形成的效益不能进行直接成本核算，因而是无形效益，往往被领导阶层不良忽视。因此企业领导人员应充分重视控制润滑管理，创设完善的规章管理体制与奖惩机制获取物力、人力、财力的广泛支持，联合各部门协同配合、充分重视，进而令企业生产效益实现显著提升。
3、2强化素质培养，提升员工润滑管理技能水平
冷轧生产设备的润滑管理由维修工作人员统一实施，其总体润滑质量水平较大程度受到维修管理人员责任心与技能的全面影响，基于大部分维修管理人员文化程度水平普遍偏低，欠缺基本的管理知识与科学润滑意识现状，我们应组织维修管理人员走出企业到行业先进企业汲取丰富经验掌握相关润滑知识，强化工作积极性与责任感，有效提升润滑管理技能水平，对负责的冷轧设备常见润滑故障全面熟悉了解进而快速及时的排除故障，确保冷轧生产设备的持续、正常运行。
3、3健全冷轧设备润滑管理体制，提升润滑管理水平
为有效提升润滑管理水平我们应成立专职专项润滑冷轧设备管理队伍，倘若欠缺专职人员，对于同一台冷轧设备其每一阶段的加油无法确保由同一名工作人员完成维护，则加油润滑的质量便无从保障。因此我们应提升维护人员责任心，对于酸扎生产线，设立两名专项人员进行设备润滑，负责各个冷轧设备润滑管理台账的综合管控，确保个工作人员在检修期间对设备进行专职加油。同时我们应在企业内部建立定期按质加油制度，该项工作需要较强的技术工作水平，只有设立专人负责管理，才能确保设备的及时用油维护。专项工作人员应对冷轧生产的每台设备综合状态展开细化分析、全面统计与总结，进而创设切实可行的加油周期计划，真正确保设备高效、稳定且持续的服务运行。再者我们应创建润滑设备故障管理体制、润滑管理设备台账、润滑故障控制管理制度与并总结故障润滑设备案例，进一步规范健全专职润滑设备人员职责，依据发生润滑设备故障规律，明晰故障形成的原因，令该故障得到有效及时的全面控制，并制定合理措施进一步避免设备润滑故障的进一步扩大。对冷轧设备维护管理润滑油的储存我们应建立相应的库存管理制度，专门设立润滑油仓库，对不同品种、型号的润滑油进行分开存放，并应用相应牌号进行明显的区分标识，应合理减少润滑油数量品种，令其运输、储藏、分配、发放与供油环节实现合理化与简化操作。同时对于采购润滑油与进厂环节我们应实施必要的油品质量检验，明确其各项主要的理化标准，并进行全面详尽的记录，确保油桶盖密封严紧，严格预防灰尘、水分与他类杂质不良侵入油中。在发放与收集润滑油阶段，我们应确保加注工具或容器的干净与清洁。对于废弃润滑油我们应建立回收管理规章制度，冷轧设备更换检修剩下的润滑油倘若直接丢弃，则会引发不必要的损失浪费，同时对生态环境造成不良污染。因此我们应建立回收管理润滑油制度，将废弃润滑油按照牌号、品种进行分类分项的收集与贮存。
4、结语
总之，基于冷轧生产设备润滑管理的科学重要性，我们只有对其常见润滑故障展开成因分析，创设科学的润滑管理策略，才能通过健全规章制度、强化素质建设有效提升润滑管理技能水平、完善润滑效果，令冷轧设备真正发挥优势生产价值并提升企业综合效益。
[参考文献]
[1]张路平.油雾润滑技术在650mm冷轧机上的应用[J].中小企业管理与科技，2009(25).
[2]袁明奇,.轧钢生产设备操作与自动化控制技术手册,2008.
冷轧连退生产工艺概述 篇4
一、钢材冷轧及罩式退火的介绍
1. 冷轧生产的工序。冷轧是用热轧卷板为生产原料, 经过对热轧钢卷的冷轧制, 使其发生冷变形的工艺过程。
冷轧生产的一般工序包括原材料的准备、酸洗除锈、轧制、脱脂、退火、精整等几个部分。原料的准备和酸洗主要是对原材料进行除磷、除锈, 进行表面的清洁, 以保证冷轧产品的质量。轧制则是通过轧钢机使材料发生形变的过程。脱脂是对轧材表面上附着的油脂、污垢等进行清洗和处理的工序, 以保证退火时钢材表面的洁净无杂质。退火工序主要是对轧材进行加热, 然后冷却处理的过程, 退火可以使轧材通过再结晶来消除材料冷轧变形后轧材的硬化, 改变冷轧后轧材难以再加工的缺点, 恢复了材料的机械性和可塑性。精整是指对轧材进行检查、平整、分类包装的过程, 保证产品的合格, 满足对冷轧产品较高的包装要求, 防止产品运输过程中的损伤。
2. 罩式退火工艺介绍。
退火是钢材轧制过程中一道重要的工序, 是对金属的热处理, 是指将金属缓慢加热到要求的温度, 并保持一定的时间, 然后再冷却的过程。通过退火可以降低金属的硬度, 加强其可塑性, 恢复金属的机械性能;消除金属内部残余应力, 增强金属内部结构的稳定性;对晶粒进行细化, 调整金属内部组织, 减少产品缺陷。
罩式退火是把冷轧板卷板以堆垛的形式堆置在一起, 在罩式退火炉内对其进行加热的退火方式。加热方式分为直接火焰加热和辐射管加热;冷却方式分为分流冷却和全流冷却的内冷方式和冷却罩外冷方式。其工艺制度主要根据钢材的化学成分和尺寸大小、产品质量标准来确定, 生产工艺上具有很大的局限性。
罩式退火时, 钢材以成卷的方式堆垛在一起进行加热, 带钢卷有一定的厚度, 且带钢卷层之间有一定的间隙, 导致径向热传递的阻力较大, 消耗的热能较多;带钢边缘和表面因反复卷取, 容易造成钢卷表面的划伤、钢卷的粘贴和折边等现象, 影响了钢卷的质量;罩式退火炉退火时间长, 加热和冷却的效率低, 且罩体容量有限, 影响生产进度。为了满足生产要求, 常常需要布置很多的罩式退火炉, 不仅占用面积, 而且生产费用大。
二、冷轧连续退火工艺的简介及其优缺点
随着钢铁行业的发展, 出现了很多新的生产工艺和技术。冷轧连续退火工艺作为一种先进的生产技术, 以其明显的技术优势和效益优势, 逐渐得到轧钢行业的广泛应用。
1. 连续退火生产工艺的发展历程。
20世纪30年代日本开始对带钢的连续退火工艺进行研究。50年代连续热处理工艺开始广泛应用于镀锡原板的生产。随后日本对高温轧制、高温卷取和退火工序进行了合并, 并取得成功。1972年开始在日本建成了连续退火生产线并投入使用。80年代以后连续退火工艺在世界范围内得到了广泛应用和迅速发展。至2010年, 我国已拥有22套冷轧带钢退火机组。
2. 冷轧连退生产工艺的优势。
冷轧连退工艺是相对罩式退火工艺而言的, 是将冷轧生产工艺中酸洗、轧制、脱脂、退火、精整等一系列工艺流程集中在一条机组生产线中进行的连续化生产的生产方式, 生产不间断, 连续性好, 产能高, 占地面积小, 是一种比较先进的生产工艺。冷轧连退工艺主要有以下几种优势:
生产效率高:连续退火加热和冷却的时间较短, 大大缩短了加热和冷却周期。冷轧的各种生产工序集中在一条生产线上连续完成, 把一系列复杂繁琐的工艺流程进行了集中和简化, 且生产连续性好, 不容易中断, 有效地提高了生产效率。
产品成品率高。由于生产工艺的连续和紧凑, 连续退火的工艺方式避免了罩式退火工艺中, 卷钢因多次搬运造成的划伤、粘贴、折边等缺陷, 提高了产品成品率。
节省资金、人力和占地面积。由于对各生产工序进行了合并, 减少了操作人员的数量;冷轧连退生产工艺自动化程度高, 降低了工人的劳动强度, 避免了材料的多次搬运, 降低了人工成本和生产成本, 节省了资金;各个工序及一系列的生产设备布置集中而且紧凑, 占地面积较小。
生产的产品种类多, 质量好。连续退火工艺不仅可以生产深冲等级的钢板, 而且还可以生产多种强度级别的高强钢。其产品拥有较好的强度和精细的表面质量, 满足了金属表面喷漆的要求, 广泛应用于汽车、家电等行业, 满足了其对冷轧板较高的要求。
3. 连续退火工艺的缺点。
工艺技术繁琐、复杂, 操作难度较大, 对操作人员的综合素质有比较高的要求;产量变化的灵活性较差, 连续退火机组最小的生产能力为30万t/a, 因此, 该工艺比较适用于高产能的生产;生产产品的规格不宜太多, 连续退火机组可以对许多参数进行严格的控制来满足各种产品的规格要求, 但如果一条生产线上生产的产品规格太多的话, 将增加对其参数进行控制的难度。
三、结语
冷轧生产线 篇5
申报材料
泓域咨询/ / 规划设计/ / 投资分析
摘要
不锈钢板因为其具备出色的耐腐蚀性、成形性、相溶性及其在很宽温度范围内的强延展性等系列产品特性，因此在石油化工设备、核能、轻工业、纺织品、食品类、家庭装器材等层面获得普遍地运用。而不锈钢板冷轧板带商品继承了不锈钢板优质的耐腐蚀性和工艺性能，根据冷扎不一样的生产加工方式及冷扎后的表层再生产加工，能够使不锈钢板表层具备不一样级别的表层光滑度、纹理和色调，变成不锈钢板中被普遍采用的构造种类。
近年来，受益于电子信息、环保能源、汽车配件等下游行业的持续发展，国内精密冷轧不锈钢板带需求量不断上升。
该不锈钢冷轧板项目计划总投资 23313.80 万元，其中：固定资产投资 16690.01 万元，占项目总投资的 71.59%；流动资金 6623.79 万元，占项目总投资的 28.41%。
本期项目达产年营业收入 44263.00 万元，总成本费用 33465.11万元，税金及附加 413.67 万元，利润总额 10797.89 万元，利税总额12700.92 万元，税后净利润 8098.42 万元，达产年纳税总额 4602.50万元；达产年投资利润率 46.32%，投资利税率 54.48%，投资回报率34.74%，全部投资回收期 4.38 年，提供就业职位 835 个。
不锈钢冷轧板生产加工项目申报材料目录
第一章
项目基本信息
一、项目名称及建设性质
二、项目承办单位
三、战略合作单位
四、项目提出的理由
五、项目选址及用地综述
六、土建工程建设指标
七、设备购置
八、产品规划方案
九、原材料供应
十、项目能耗分析
十一、环境保护
十二、项目建设符合性
十三、项目进度规划
十四、投资估算及经济效益分析
十五、报告说明
十六、项目评价
十七、主要经济指标
第二章
建设背景
一、项目承办单位背景分析
二、产业政策及发展规划
三、鼓励中小企业发展
四、宏观经济形势分析
五、区域经济发展概况
六、项目必要性分析
第三章
市场研究分析
第四章
建设规划
一、产品规划
二、建设规模
第五章
项目选址可行性分析
一、项目选址原则
二、项目选址
三、建设条件分析
四、用地控制指标
五、用地总体要求
六、节约用地措施
七、总图布置方案
八、运输组成
九、选址综合评价
第六章
项目土建工程
一、建筑工程设计原则
二、项目工程建设标准规范
三、项目总平面设计要求
四、建筑设计规范和标准
五、土建工程设计年限及安全等级
六、建筑工程设计总体要求
七、土建工程建设指标
第七章
项目工艺原则
一、项目建设期原辅材料供应情况
二、项目运营期原辅材料采购及管理
二、技术管理特点
三、项目工艺技术设计方案
四、设备选型方案
第八章
项目环保研究
一、建设区域环境质量现状
二、建设期环境保护
三、运营期环境保护
四、项目建设对区域经济的影响
五、废弃物处理
六、特殊环境影响分析
七、清洁生产
八、项目建设对区域经济的影响
九、环境保护综合评价
第九章
安全生产经营
一、消防安全
二、防火防爆总图布置措施
三、自然灾害防范措施
四、安全色及安全标志使用要求
五、电气安全保障措施
六、防尘防毒措施
七、防静电、触电防护及防雷措施
八、机械设备安全保障措施
九、劳动安全保障措施
十、劳动安全卫生机构设置及教育制度
十一、劳动安全预期效果评价
第十章
项目风险性分析
一、政策风险分析
二、社会风险分析
三、市场风险分析
四、资金风险分析
五、技术风险分析
六、财务风险分析
七、管理风险分析
八、其它风险分析
九、社会影响评估
第十一章
项目节能分析
一、节能概述
二、节能法规及标准
三、项目所在地能源消费及能源供应条件
四、能源消费种类和数量分析
二、项目预期节能综合评价
三、项目节能设计
四、节能措施
第十二章
实施计划
一、建设周期
二、建设进度
三、进度安排注意事项
四、人力资源配置
五、员工培训
六、项目实施保障
第十三章
项目投资估算
一、项目估算说明
二、项目总投资估算
三、资金筹措
第十四章
项目经济评价分析
一、经济评价综述
二、经济评价财务测算
二、项目盈利能力分析
第十五章
项目招投标方案
一、招标依据和范围
二、招标组织方式
三、招标委员会的组织设立
四、项目招投标要求
五、项目招标方式和招标程序
六、招标费用及信息发布
第十六章
项目总结、建议
附表 1：主要经济指标一览表
附表 2：土建工程投资一览表
附表 3：节能分析一览表
附表 4：项目建设进度一览表
附表 5：人力资源配置一览表
附表 6：固定资产投资估算表
附表 7：流动资金投资估算表
附表 8：总投资构成估算表
附表 9：营业收入税金及附加和增值税估算表
附表 10：折旧及摊销一览表
附表 11：总成本费用估算一览表
附表 12：利润及利润分配表
附表 13：盈利能力分析一览表
第一章
项目基本信息
一、项目名称及建设性质
（一）项目名称
不锈钢冷轧板生产加工项目
（二）项目建设性质
该项目属于新建项目，依托 xx 保税区良好的产业基础和创新氛围，充分发挥区位优势，全力打造以不锈钢冷轧板为核心的综合性产业基地，年产值可达 44000.00 万元。
二、项目承办单位
xxx 科技公司
三、战略合作单位
xxx（集团）有限公司
四、项目提出的理由
冷轧薄板是普通碳素结构钢热轧钢带经过冷轧制成的钢板，又被称为冷轧板，其性能通常优于热轧薄板，因此被广泛应用于汽车制造、电器产品、机车车辆、航空、精密仪表、食品罐头等领域。
冷轧不锈钢板带因其具有高强度、耐腐蚀性、良好的加工性和耐磨性以及外观精美等特点，已被广泛应用于国民经济各个部门。随着我国产业
结构的转型升级，高端不锈钢应用领域不断扩展，根据已经公布的《钢铁工业调整升级规划（2016-2020 年）》，国家将重点支持高技术船舶、海洋工程装备、核电、先进轨道交通、电力、航空航天、机械等领域重大技术装备所需高端钢材品种的研发和产业化，持续增加有效供给。因此，冷轧不锈钢行业将会朝着更加高端化、定制化的方向发展。
五、项目选址及用地综述
（一）项目选址方案
项目选址位于 xx 保税区,地理位置优越，交通便利，规划电力、给排水、通讯等公用设施条件完备，建设条件良好。
（二）项目用地规模
项目总用地面积 58736.02平方米（折合约 88.06 亩），土地综合利用率 100.00%；项目建设遵循“合理和集约用地”的原则，按照不锈钢冷轧板行业生产规范和要求进行科学设计、合理布局，符合规划建设要求。
六、土建工程建设指标
项目净用地面积 58736.02平方米，建筑物基底占地面积 43423.54平方米，总建筑面积 98676.51平方米，其中：规划建设主体工程61436.63平方米，项目规划绿化面积 6321.28平方米。
七、设备购置
项目计划购置设备共计 155 台（套），主要包括：xxx 生产线、xx设备、xx 机、xx 机、xxx 仪等，设备购置费 5437.54 万元。
八、产品规划方案
根据项目建设规划，达产年产品规划设计方案为：不锈钢冷轧板xxx 单位/年。综合考 xxx 科技公司企业发展战略、产品市场定位、资金筹措能力、产能发展需要、技术条件、销售渠道和策略、管理经验以及相应配套设备、人员素质以及项目所在地建设条件与运输条件、xxx 科技公司的投资能力和原辅材料的供应保障能力等诸多因素，项目按照规模化、流水线生产方式布局，本着“循序渐进、量入而出”原则提出产能发展目标。
九、原材料供应
项目所需的主要原材料及辅助材料有：xxx、xxx、xx、xxx、xx 等，xxx 科技公司所选择的供货单位完全能够稳定供应上述所需原料，供货商可以完全保障项目正常经营所需要的原辅材料供应，同时能够满足xxx 科技公司今后进一步扩大生产规模的预期要求。
十、项目能耗分析
1、项目年用电量 1201938.55 千瓦时，折合 147.72 吨标准煤，满足不锈钢冷轧板生产加工项目项目生产、办公和公用设施等用电需要
2、项目年总用水量 38593.18 立方米，折合 3.30 吨标准煤,主要是生产补给水和办公及生活用水。项目用水由 xx 保税区市政管网供给。
3、不锈钢冷轧板生产加工项目项目年用电量 1201938.55 千瓦时，年总用水量 38593.18 立方米，项目年综合总耗能量（当量值）151.02吨标准煤/年。达产年综合节能量 40.14 吨标准煤/年，项目总节能率20.39%，能源利用效果良好。
十一、环境保护
项目符合 xx 保税区发展规划，符合 xx 保税区产业结构调整规划和国家的产业发展政策；对产生的各类污染物都采取了切实可行的治理措施，严格控制在国家规定的排放标准内，项目建设不会对区域生态环境产生明显的影响。
项目设计中采用了清洁生产工艺，应用清洁原材料，生产清洁产品，同时采取完善和有效的清洁生产措施，能够切实起到消除和减少污染的作用。项目建成投产后，各项环境指标均符合国家和地方清洁生产的标准要求。
十二、项目建设符合性
（一）产业发展政策符合性
由 xxx 科技公司承办的“不锈钢冷轧板生产加工项目”主要从事不锈钢冷轧板项目投资经营，其不属于国家发展改革委《产业结构调整指导目录（2011 年本）》（2013 年修正）有关条款限制类及淘汰类项目。
（二）项目选址与用地规划相容性
不锈钢冷轧板生产加工项目选址于 xx 保税区，项目所占用地为规划工业用地，符合用地规划要求，此外，项目建设前后，未改变项目建设区域环境功能区划；在落实该项目提出的各项污染防治措施后，可确保污染物达标排放，满足 xx 保税区环境保护规划要求。因此，建设项目符合项目建设区域用地规划、产业规划、环境保护规划等规划要求。
（三）
“ 三线一单 ” 符合性
1、生态保护红线：不锈钢冷轧板生产加工项目用地性质为建设用地，不在主导生态功能区范围内，且不在当地饮用水水源区、风景区、自然保护区等生态保护区内，符合生态保护红线要求。
2、环境质量底线：该项目建设区域环境质量不低于项目所在地环境功能区划要求，有一定的环境容量，符合环境质量底线要求。
3、资源利用上线：项目营运过程消耗一定的电能、水，资源消耗量相对于区域资源利用总量较少，符合资源利用上线要求。
4、环境准入负面清单：该项目所在地无环境准入负面清单，项目采取环境保护措施后，废气、废水、噪声均可达标排放，固体废物能够得到合理处置，不会产生二次污染。
十三、项目进度规划
本期工程项目建设期限规划 12 个月。实行动态计划管理，加强施工进度的统计和分析工作，根据实际施工进度，及时调整施工进度计划，随时掌握关键线路的变化状况。
十四、投资估算及经济效益分析
（一）项目总投资及资金构成
项目预计总投资 23313.80 万元，其中：固定资产投资 16690.01万元，占项目总投资的 71.59%；流动资金 6623.79 万元，占项目总投资的 28.41%。
（二）资金筹措
该项目现阶段投资均由企业自筹。
（三）项目预期经济效益规划目标
项目预期达产年营业收入 44263.00 万元，总成本费用 33465.11万元，税金及附加 413.67 万元，利润总额 10797.89 万元，利税总额12700.92 万元，税后净利润 8098.42 万元，达产年纳税总额 4602.50万元；达产年投资利润率 46.32%，投资利税率 54.48%，投资回报率34.74%，全部投资回收期 4.38 年，提供就业职位 835 个。
十五、报告说明
该项目报告对项目所涉及的主要问题，例如：项目资源条件、项目原辅材料、项目燃料和动力的供应、项目交通运输条件、项目建设规模、项目投资规模、项目产工艺和设备选型、项目产品类别、项目节能技术和措施、环境影响评价和劳动卫生保障等，从技术、经济和环境保护等多个方面进行较为详细的调查研究。通过分析比较方案，并对项目建成后可能取得的技术经济效果进行预测，从而为投资决策提供可靠的依据，作为该项目进行下一步环境评价及工程设计的基础文件。
报告通过对项目的市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、资金筹措、盈利能力等方面的研究调查，在行业专家研究经验的基础上对项目经济效益及社会效益进行科学预测，从而为客户提供全面的、客观的、可靠的项目投资价值评估及项目建设进程等咨询意见。提供包括政策指引、产业分析、市场供需分析与
预测、行业现有工艺技术水平、项目产品竞争优势、营销方案、原料资源条件评价、原料保障措施、工艺流程、能耗分析、节能方案、财务测算、风险防范等内容。
十六、项目评价
1、本期工程项目符合国家产业发展政策和规划要求，符合 xx 保税区及 xx 保税区不锈钢冷轧板行业布局和结构调整政策；项目的建设对促进 xx 保税区不锈钢冷轧板产业结构、技术结构、组织结构、产品结构的调整优化有着积极的推动意义。
2、xxx（集团）有限公司为适应国内外市场需求，拟建“不锈钢冷轧板生产加工项目”，本期工程项目的建设能够有力促进 xx 保税区经济发展，为社会提供就业职位 835 个，达产年纳税总额 4602.50 万元，可以促进 xx 保税区区域经济的繁荣发展和社会稳定，为地方财政收入做出积极的贡献。
3、项目达产年投资利润率 46.32%，投资利税率 54.48%，全部投资回报率 34.74%，全部投资回收期 4.38 年，固定资产投资回收期4.38 年（含建设期），项目具有较强的盈利能力和抗风险能力。
4、改革开放以来，我国非公有制经济发展迅速，在支撑增长、促进就业、扩大创新、增加税收，推动社会主义市场经济制度完善等方
面发挥了重要作用，已成为我国经济社会发展的重要基础。但部分民营企业经营管理方式和发展模式粗放，管理方式、管理理念落后，风险防范机制不健全，先进管理模式和管理手段应用不够广泛，企业文化和社会责任缺乏，难以适应我国经济社会发展的新常态和新要求。公有制为主体、多种所有制经济共同发展,是我国的基本经济制度；毫不动摇巩固和发展公有制经济，毫不动摇鼓励、支持和引导非公有制经济发展，是党和国家的大政方针。今天，我们对民营经济的包容与支持始终如一，人们在市场经济中创造未来的激情也澎湃如昨。
综上所述，项目的建设和实施无论是经济效益、社会效益还是环境保护、清洁生产都是积极可行的。
十七、主要经济指标
主要经济指标一览表
序号 项目 单位 指标 备注 1
占地面积
平方米
58736.02
88.06 亩
1.1
容积率
1.68
1.2
建筑系数
73.93%
1.3
投资强度
万元/亩
189.53
1.4
基底面积
平方米
43423.54
1.5
总建筑面积
平方米
98676.51
1.6
绿化面积
平方米
6321.28
绿化率 6.41%
总投资
万元
23313.80
2.1
固定资产投资
万元
16690.01
2.1.1
土建工程投资
万元
7964.54
2.1.1.1
土建工程投资占比
万元
34.16%
2.1.2
设备投资
万元
5437.54
2.1.2.1
设备投资占比
23.32%
2.1.3
其它投资
万元
3287.93
2.1.3.1
其它投资占比
14.10%
2.1.4
固定资产投资占比
71.59%
2.2
流动资金
万元
6623.79
2.2.1
流动资金占比
28.41%
收入
万元
44263.00
总成本
万元
33465.11
利润总额
万元
10797.89
净利润
万元
8098.42
所得税
万元
1.68
增值税
万元
1489.36
税金及附加
万元
413.67
纳税总额
万元
4602.50
利税总额
万元
12700.92
投资利润率
46.32%
投资利税率
54.48%
投资回报率
34.74%
回收期
年
4.38
设备数量
台（套）
155
年用电量
千瓦时
1201938.55
年用水量
立方米
38593.18
总能耗
吨标准煤
151.02
节能率
20.39%
节能量
吨标准煤
40.14
员工数量
人
835
第二章
建设背景
一、项目承办单位背景分析
（一）公司概况
本公司秉承“以人为本、品质为本”的发展理念，倡导“诚信尊重”的企业情怀；坚持“品质营造未来，细节决定成败”为质量方针；以“真诚服务赢得市场，以优质品质谋求发展”的营销思路；以科学发展观纵观全局，争取实现行业领军、技术领先、产品领跑的发展目标。
公司是按照现代企业制度建立的有限责任公司，公司最高机构为股东大会，日常经营管理为总经理负责制，企业设有技术、质量、采购、销售、客户服务、生产、综合管理、后勤及财务等部门，公司致力于为市场提供品质优良的项目产品，凭借强大的技术支持和全新服务理念，不断为顾客提供系统的解决方案、优质的产品和贴心的服务。公司是按照现代企业制度建立的有限责任公司，公司最高机构为股东大会，日常经营管理为总经理负责制，企业设有技术、质量、采购、销售、客户服务、生产、综合管理、后勤及财务等部门，公司致力于为市场提供品质优良的项目产品，凭借强大的技术支持和全新服务理念，不断为顾客提供系统的解决方案、优质的产品和贴心的服务。
公司一直注重科研投入，具有较强的自主研发能力，经过多年的产品研发、技术积累和创新，逐步建立了一套高效的研发体系，掌握了一系列相关产品的核心技术。公司核心技术均为自主研发取得，支撑公司取得了多项专利和著作权。贯彻落实创新驱动发展战略，坚持问题导向，面向未来发展，服务公司战略，制定科技创新规划及实施计划，进行核心工艺和关键技术攻关，建立了包括项目立项审批、实施监督、效果评价、成果奖励等方面的技术创新管理机制。
（二）公司经济效益分析
上一，xxx（集团）有限公司实现营业收入 24532.58 万元，同比增长 16.23%（3426.22 万元）。其中，主营业业务不锈钢冷轧板生产及销售收入为 23241.45 万元，占营业总收入的 94.74%。
上主要经济指标
序号 项目 第一季度 第二季度 第三季度 第四季度 合计 1
营业收入
5151.84
6869.12
6378.47
6133.15
24532.58
主营业务收入
4880.70
6507.61
6042.78
5810.36
23241.45
2.1
不锈钢冷轧板(A)
1610.63
2147.51
1994.12
1917.42
7669.68
2.2
不锈钢冷轧板(B)
1122.56
1496.75
1389.84
1336.38
5345.53
2.3
不锈钢冷轧板(C)
829.72
1106.29
1027.27
987.76
3951.05
2.4
不锈钢冷轧板(D)
585.68
780.91
725.13
697.24
2788.97
2.5
不锈钢冷轧板(E)
390.46
520.61
483.42
464.83
1859.32
2.6
不锈钢冷轧板(F)
244.04
325.38
302.14
290.52
1162.07
2.7
不锈钢冷轧板(...)
97.61
130.15
120.86
116.21
464.83
其他业务收入
271.14
361.52
335.69
322.78
1291.13
根据初步统计测算，公司实现利润总额 6037.91 万元，较去年同期相比增长 1047.80 万元，增长率 21.00%；实现净利润 4528.43 万元，较去年同期相比增长 490.63 万元，增长率 12.15%。
上主要经济指标
项目 单位 指标 完成营业收入
万元
24532.58
完成主营业务收入
万元
23241.45
主营业务收入占比
94.74%
营业收入增长率（同比）
16.23%
营业收入增长量（同比）
万元
3426.22
利润总额
万元
6037.91
利润总额增长率
21.00%
利润总额增长量
万元
1047.80
净利润
万元
4528.43
净利润增长率
12.15%
净利润增长量
万元
490.63
投资利润率
50.95%
投资回报率
38.21%
财务内部收益率
22.07%
企业总资产
万元
57825.22
流动资产总额占比
万元
39.79%
流动资产总额
万元
23011.22
资产负债率
38.82%
二、不锈钢冷轧板项目背景分析
不锈钢板因为其具备出色的耐腐蚀性、成形性、相溶性及其在很宽温度范围内的强延展性等系列产品特性，因此在石油化工设备、核能、轻工业、纺织品、食品类、家庭装器材等层面获得普遍地运用。而不锈钢板冷轧板带商品继承了不锈钢板优质的耐腐蚀性和工艺性能，根据冷扎不一样的生产加工方式及冷扎后的表层再生产加工，能够使不锈钢板表层具备不一样级别的表层光滑度、纹理和色调，变成不锈钢板中被普遍采用的构造种类。
典型性的不锈钢板冷扎生产制造生产流程如图所示 1 所显示，不锈钢板热扎黑传动带钢历经罩式炉（BAF）、热卷淬火酸洗钝化发电机组（HAPL）、多辊可逆性挤压机（CRM）或冷连挤压机（TCM）、精磨发电机组（CGL）、冷卷淬火酸洗钝化发电机组（CAPL）或明亮淬火发电机组（BAL）、碾磨发电机组（CGL）、平整机（SPM）或拉矫发电机组（TLL）和纵剖（STL）或重卷（RCL）或横切面（CTL）等好几个系统化发电机组进行所有步骤。
不锈钢板以其优质的耐蚀性能、优良的物理性能和生产加工特性变成被普遍采用的金属复合材料。根据冷扎不一样的生产加工方式及
冷扎后的表层再生产加工，能够使不锈钢板表层具备不一样级别的表层光滑度、纹理和色调。不锈钢板冷轧板的表层生产加工有 3D、2B、No.3、No.4、240、320、No.7、No.8、HL、BA、TR 硬态、压纹等表层级别。在冷扎表层基本上可进一步执行电镀工艺、化学抛光、无方位发纹、蚀刻工艺、抛丸、上色、镀层以及组成等多种多样生产加工表层。再加热扎酸洗钝化后的表层和网纹板，不锈钢板表层达到 20 多种。
这般类型丰富多彩的表层大大的改进了不锈钢板的外型，使之做到艺术美学实际效果，提升了对顾客的诱惑力，给大家以美丽的享有。不锈钢板不一样的表层生产加工扩宽了不锈钢板应用的内函，进而拓展了不锈钢板的应用范畴。据不锈钢板技术专业网站流量统计，2013年中国不锈钢冷轧板带占不锈钢板总产值的 70%,除开不锈钢板钢材牌号本身的特性特性外，主要是不锈钢冷轧板带的各种各样表层种类在应用中的独特影响力引发。
不锈钢板冷轧板带商品以其优质的耐蚀性能，优良的物理性能、生产加工特性及类型丰富多彩的表层，变成被普遍采用的金属复合材料，广泛运用于包含建筑装饰设计、产品、家用电器、路轨道路运输、轿车、电梯轿厢、海运集装箱、太阳能发电、高精密电子器件等各种民用型制造行业和工业生产行业。
不锈钢板冷轧板带的表层生产加工按不一样加工工艺方式，分成不一样的表层生产加工种类。世界各国的规范对不锈钢板冷轧板的表层生产加工都作了相对的要求。
三、不锈钢冷轧板项目建设必要性分析
近年来，受益于电子信息、环保能源、汽车配件等下游行业的持续发展，国内精密冷轧不锈钢板带需求量不断上升。
2013 年之前，我国对精密冷轧不锈钢板带的表观消费量一直大于生产量，随着行业内企业技术水平和产品质量的提高，国内精密冷轧不锈钢板带的生产量逐年增长，目前已基本能够满足国内的市场需求。但厚度在 0.2mm 以下的超薄、超平、超硬精密冷轧不锈钢板带，国内仅有上海实达、甬金科技、宁波奇亿等少数企业能够生产，尚不能满足国内日益增长的高端产业需求。2010-2018 年中国精密冷轧不锈钢板带产量和表观消费量如下图所示：
随着国民经济的发展、人民生活水平的提高以及近些年下游行业应用领域的不断拓展，国内对宽幅冷轧不锈钢板带的表观消费量逐年上升。与此同时，我国宽幅冷轧不锈钢板带的生产量也出现较快的增长，且近些年一直高于表观消费量。
我国精密冷轧不锈钢板带行业发展历史较短，成立于 1998 年的上海实达是我国第一家精密冷轧不锈钢板带生产企业。2004 年之前，我国精密冷轧不锈钢板带主要依赖进口，但经过近20 年的发展，我国精密冷轧不锈钢板带的生产能力大大提高，尤其在技术水平方面实现了跨越式提升。
由于精密冷轧不锈钢板带属于冷轧不锈钢行业的高端产品，有着技术水平高、附加值高、定制化程度高等特点，国内能够进入此领域的生产厂家数量不多，尤其在 0.2mm 以下的高品质精密冷轧不锈钢板带领域，能够较大批量生产的厂家更少。
近年来，我国精密冷轧不锈钢板带领域较大规模企业数量基本稳定在 20 家左右，主要包括上海实达、甬金科技、宁波奇亿、太钢精密、呈飞精密、无锡华生、上海业展等企业。
国内最早进入宽幅冷轧不锈钢板带生产领域的企业是太钢集团，后成立太钢不锈从事宽幅冷轧不锈钢板带的生产和销售。随着中国不锈钢市场的迅速发展，外资不锈钢企业也不断进入中国市场，如浦项制铁公司先后设立张家港浦项和青岛浦项，德国蒂森克虏伯投资设立上海克虏伯。虽然民营不锈钢企业进入该行业较晚，但以其高效的决
策机制和相对较低的管理及制造成本，在市场竞争中崭露头角，逐渐成为该市场领域中成长最快的企业。
我国冷轧不锈钢行业虽然发展时间较短，但是近十几年来发展迅速。随着市场对高端冷轧产品需求的不断上升，众多传统落后的四辊、六辊、八辊等轧机设备和工艺逐步被淘汰。在近些年我国不锈钢生产企业新增的冷轧产能中，众多高端机组设备如二十辊单体轧机或连轧机组的引进和投产，整体上提升了我国冷轧不锈钢行业的技术和装备水平。
近些年来，随着全球不锈钢产业格局的不断调整，全球冷轧不锈钢板带新增产能主要集中在中国。整体来说，我国在冷轧不锈钢行业的技术和装备已处于世界先进水平。
第三章
市场研究分析
一、不锈钢冷轧板行业分析
冷轧薄板是普通碳素结构钢热轧钢带经过冷轧制成的钢板，又被称为冷轧板，其性能通常优于热轧薄板，因此被广泛应用于汽车制造、电器产品、机车车辆、航空、精密仪表、食品罐头等领域。
近年来，国家出台了一些列有益于该行业发展的政策。《中国制造 2025》明确提出支持重点行业、高端产品、关键环节进行技术改造，引导企业采用先进适用技术，优化产品结构，全面提升设计、制造、工艺、管理水平，促进钢铁、石化、工程机械、轻工、纺织等产业向价值链高端发展。2017 年工业转型升级（中国制造 2025）资金（国家工业和信息化部）重点任务包括重点新材料产业链技术能力提升项目——重点支持高性能结构钢，超薄精密不锈钢带（钢管）等产业链技术能力提升。提升超薄精密不锈钢带（钢管）共性技术和产业化水平，带动不锈钢行业产品升级和技术进步。
2018 年 12 月份我国冷轧薄板产量 262.1 万吨，同比增长 9.3%；1-12 月我国冷轧薄板产量 3003.4 万吨，同比增长 7.5%。2019 年 1-11月，我国冷轧薄板累计产量达 3013.6 万吨。
从进出口数据可知，近年来，我国逐渐从冷轧不锈钢板材的净进口国，转为冷轧不锈钢板材的净出口国。
随着下游制造业的需求缩紧和国家环保政策的严化，2017 年以来，我国的冷轧薄板的需求量出现了明显的下滑趋势。相关数据显示，2018 年我国汽车产量为 2780.9 万辆，同比下降 4.2%。与此同时，2018 年，我国冷轧薄板的需求量为 2898.57 万吨，也出现了下滑，同比降幅达 8.91%。
目前，冷轧板主要分为两大细分领域，一为精密冷轧不锈钢板，一为宽幅冷轧不锈钢板，两个行业近年来涌现出了一些优质企业。
当前冷轧板行业面临着巨大的压力，一是自主研发并切实掌握关键技术的巨大压力，二是清洁生产即绿色化政策规范实现超低排放的压力。
二、不锈钢冷轧板市场分析预 测
冷轧不锈钢板带因其具有高强度、耐腐蚀性、良好的加工性和耐磨性以及外观精美等特点，已被广泛应用于国民经济各个部门。随着我国产业结构的转型升级，高端不锈钢应用领域不断扩展，根据已经公布的《钢铁工业调整升级规划（2016-2020 年）》，国家将重点支持高技术船舶、海洋工程装备、核电、先进轨道交通、电力、航空航天、机械等领域重大技术装备所需高端钢材品种的研发和产业化，持续增加有效供给。因此，冷轧不锈钢行业将会朝着更加高端化、定制化的方向发展。
由于冷轧不锈钢板带具有良好的耐腐蚀性、耐久性和高强度，在建筑装饰行业得到广泛的应用，常被用作建筑内外装饰板和焊管、耐腐蚀屋顶、钢结构、绝大多数标牌等材料。
冷轧不锈钢板带由于其良好的耐热、耐腐蚀和易清洁等特性而常被作为抽油烟机外壳、燃气灶面板、洗碗机、消毒柜、配管及储水箱、橱柜产品、净水机、不锈钢厨具等产品的材料。
由于冷轧不锈钢板带具有良好的耐腐蚀性、耐久性和高强度，在建筑装饰行业得到广泛的应用，常被用作建筑内外装饰板和焊管、耐腐蚀屋顶、钢结构、绝大多数标牌等的材料。
化工工业使用冷轧不锈钢板带的范围非常广，如塔、罐、容器衬里、内构件、换热器、管件等，由于石油化工行业特殊的使用环境，对冷轧不锈钢板带的耐热性和耐腐蚀性尤其是耐晶间腐蚀性要求较高。
在汽车制造方面，冷轧不锈钢板带被广泛应用在汽车排气系统、燃油箱、发动机紧固件、油冷器、汽车灯座和灯头、消音器、水箱、中冷器、节温器、隔热罩、汽缸垫等汽车配件中。此外，冷轧不锈钢
板带也常作为汽车内外装饰用材料，如汽车嵌条、车轮盖、扶手、安全栏杆等。
冷轧不锈钢板带由于具有良好的耐腐蚀性，被广泛用作洗衣机水桶、洗涤干燥机、电热水器等常与水接触的家电的材料。另外，由于冷轧不锈钢板带具有优异的表面和加工性能，被广泛用于微波炉前板和炉腔、电冰箱的门板和内衬、冷柜的衬板和箱体、电饭煲外壳等家用电器产品。
环保方面，由于冷轧不锈钢板带具有优异的耐蚀性，在用于抑制二恶英发生的高温垃圾焚烧装置、污水处理、海水淡化以及火电厂烟气脱硫脱硝设备等环保设备方面得到广泛应用。
冷轧不锈钢板带作为电子信息产品精密结构件（包括内构件和外观件）材料被越来越多的应用于平板电脑、笔记本电脑、数码相机、移动电源、智能穿戴设备等消费电子产品中，另外，由于其良好的电磁波屏蔽性，在中高端智能手机及其他通讯设备上也得到越来越多地应用。
目前，冷轧不锈钢板带被广泛应用于轨道交通领域，如车辆的车体和内部组件，包括车辆内部的扶手杆、门口扶手、扶手杆座、电热器及罩板轨等。同时，冷轧不锈钢板带在城市轨道交通建设工程方面
也有着广泛应用，比如地铁车站的自动电梯和车站通道的护栏杆、座椅、广告牌、管道等。
第四章
建设规划
一、产品规划
（一）产品放方案
项目产品主要从国家及地方产业发展政策、市场需求状况、资源供应情况、企业资金筹措能力、生产工艺技术水平的先进程度、项目经济效益及投资风险性等方面综合考虑确定。该项目主要产品为不锈钢冷轧板，具体品种将根据市场需求状况进行必要的调整，各年生产纲领是根据人员及装备生产能力水平，并参考市场需求预测情况确定，同时，把产量和销量视为一致，本报告将按照初步产品方案进行测算，根据确定的产品方案和建设规模及预测的不锈钢冷轧板产品价格根据市场情况，确定年产量为 xxx，预计年产值 44263.00 万元。
（二）营销策略
项目承办单位计划在项目建设地建设项目，具有得天独厚的地理条件，与 xx 省同行业其他企业相比，拥有“立地条件好、经营成本低、投资效益高、比较竞争力强”的优势，因此，发展相关产业前景广阔。
产品方案一览表
序号 产品名称 单位 年产量 年产值
不锈钢冷轧板 A
单位
xx
19918.35
不锈钢冷轧板 B
单位
xx
11065.75
不锈钢冷轧板 C
单位
xx
6639.45
不锈钢冷轧板 D
单位
xx
3541.04
不锈钢冷轧板 E
单位
xx
2213.15
不锈钢冷轧板 F
单位
xx
885.26
合计
单位
xxx
44263.00
二、建设规模
（一）用地规模
该项目总征地面积 58736.02平方米（折合约 88.06 亩），其中：净用地面积 58736.02平方米（红线范围折合约 88.06 亩）。项目规划总建筑面积 98676.51平方米，其中：规划建设主体工程 61436.63平方米，计容建筑面积 98676.51平方米；预计建筑工程投资 7964.54 万元。
（二）设备购置
项目计划购置设备共计 155 台（套），设备购置费 5437.54 万元。
（三）产能规模
项目计划总投资 23313.80 万元；预计年实现营业收入 44263.00万元。
第五章
项目选址可行性分析
一、项目选址原则
对各种设施用地进行统筹安排，提高土地综合利用效率，同时，采用先进的工艺技术和设备，达到“节约能源、节约土地资源”的目的。undefined
二、项目选址
该项目选址位于 xx 保税区。
“十三五”时期，要紧紧围绕全面建成小康社会，加快建设经济强市、创新强市、文化强市、生态强市，努力实现更高质量、更有效率、更加公平、更可持续的发展。经济强市目标。经济保持健康发展，到 2020 年，财政收入突破 400 亿元，固定资产投资累计突破 1 万亿元。工业强市地位基本确立，二、三产业所占比重力争达到 90%以上，规模以上工业企业力争达到 3000 家，全市工业化率达到 52%。城区经济总量占全市比重达到 40%以上，力争 2-3 个县进入全省同类县先进行列。战略性新兴产业比重、经济外向度显著提升。园区为当地四大经济园区之一，2006 年经国家发改委批准为省级经济园区。园区核准面积 60
平方公里，概念规划面积 40平方公里，截止 2016 年 12 月，园区投产、在建及合同的工业项目达 167 个，总投资 60 亿元，已投资 30 亿元。
三、建设条件分析
项目承办单位现有资产运营优良，财务管理制度健全且完善，企业的资金雄厚，凭借优异的产品质量、严谨科学的管理和灵活通畅的销售网络，连年实现盈利，能够为项目建设提供充足的计划自筹资金。项目建设得到了当地人民政府和主管部门的高度重视，土地管理部门、规划管理部门、建设管理部门等提出了具体的实施方案与保障措施，并给予充分的肯定；其二，项目建设区域水、电、气等资源供给充足，可满足项目实施后正常生产之要求；其三，投资项目可依托项目建设地成熟的公用工程、辅助工程、储运设施等富余资源及丰富的劳动力资源、完善的社会化服务体系，从而加快项目建设进度，降低建设成本，节约项目投资，提高项目承办单位综合经济效益。
四、用地控制指标
投资项目办公及生活用地所占比重符合国土资源部发布的《工业项目建设用地控制指标》（国土资发【2008】24 号）中规定的产品制造行业办公及生活用地所占比重≤7.00%的规定；同时，满足项目建设地确定的“办公及生活用地所占比重≤7.00%”的具体要求。该项目均
按照项目建设地建设用地规划许可证及建设用地规划设计要求进行设计，同时，严格按照项目建设地建设规划部门与国土资源管理部门提供的界址点坐标及用地方案图布置场区总平面图。投资项目土地综合利用率 100.00%，完全符合国土资源部发布的《工业项目建设用地控制指标》（国土资发【2008】24 号）中规定的产品制造行业土地综合利用率≥90.00%的规定；同时，满足项目建设地确定的“土地综合利用率≥95.00%”的具体要求。
五、用地总体要求
本期工程项目建设规划建筑系数 73.93%，建筑容积率 1.68，建设区域绿化覆盖率 6.41%，固定资产投资强度 189.53 万元/亩。
土建工程投资一览表
序号 项目 占地面积（㎡）
基底面积（㎡）
建筑面积（㎡）
计容面积（㎡）
投资（万元）
主体生产工程
30700.44
30700.44
61436.63
61436.63
5454.65
1.1
主要生产车间
18420.26
18420.26
36861.98
36861.98
3381.88
1.2
辅助生产车间
9824.14
9824.14
19659.72
19659.72
1745.49
1.3
其他生产车间
2456.04
2456.04
3563.32
3563.32
327.28
仓储工程
6513.53
6513.53
24205.92
24205.92
1563.00
2.1
成品贮存
1628.38
1628.38
6051.48
6051.48
390.75
2.2
原料仓储
3387.04
3387.04
12587.08
12587.08
812.76
2.3
辅助材料仓库
1498.11
1498.11
5567.36
5567.36
359.49
供配电工程
347.39
347.39
347.39
347.39
25.24
3.1
供配电室
347.39
347.39
347.39
347.39
25.24
给排水工程
399.50
399.50
399.50
399.50
22.57
4.1
给排水
399.50
399.50
399.50
399.50
22.57
服务性工程
4125.24
4125.24
4125.24
4125.24
266.37
5.1
办公用房
1844.00
1844.00
1844.00
1844.00
152.18
5.2
生活服务
2281.24
2281.24
2281.24
2281.24
109.40
消防及环保工程
1163.75
1163.75
1163.75
1163.75
84.54
6.1
消防环保工程
1163.75
1163.75
1163.75
1163.75
84.54
项目总图工程
173.69
173.69
173.69
173.69
405.46
7.1
场地及道路硬化
11286.23
2311.77
2311.77
7.2
场区围墙
2311.77
11286.23
11286.23
7.3
安全保卫室
173.69
173.69
173.69
173.69
绿化工程
4077.37
142.71
合计
43423.54
98676.51
98676.51
7964.54
六、节约用地措施
七、总图布置方案
（一）平面布置总体设计原则
达到工艺流程（经营程序）顺畅、原材料与各种物料的输送线路最短、货物人流分道、生产调度方便的标准要求。
（二）主要工程布置设计要求
车间布置方案需要达到“物料流向最经济、操作控制最有利、检测维修最方便”的要求。场区道路布置满足安装、检修、运输和消防的要求，使货物运输顺畅，合理分散物流和人流，尽量避免或减少交叉，使主要人流、物流路线短捷、运输安全。
（三）绿化设计
场区绿化设计要达到“营造严谨开放的交流环境，催人奋进的工作环境，舒适宜人的休闲环境，和谐统一的生态环境”之目的。
（四）辅助工程设计
1、
2、投资项目水源来自场界外的项目建设地市政供水管网，项目建设区现有给、排水系统设施完备可以满足投资项目使用要求。投资项目水源来自场界外的项目建设地市政供水管网，项目建设区现有给、排水系统设施完备可以满足投资项目使用要求。
3、变压器低压总出线设有功计量和无功计量，照明用电和动力用电分开计量，动力用电每个配出回路根据需要装设有功电度表。用电设备单台电机容量在 75.00KW 及以上，电热设备单台容量 50.00KW 及以上的设备均应单独装设电度表。
4、主体工程采用机械通风方式进行通风换气；送风系统利用空气处理机组，空气处理机组置于车间平台上，室外空气经初、中效过滤后经风机及通风管道送至车间各生产区，排风系统可采用屋顶风机和局部机械排风系统，车间换气次数为 5.00 次/小时。冬季室内采暖要求计算温度：各主体工程 14.50℃-16.50℃，需采暖的库房 5.50℃-8.50℃，公用站房 14.50℃，办公室、生活间 18.50℃，卫生间15.50℃；采暖热媒为 95.50℃-75.00℃采暖热水，由市政外网集中供应，供水压力为 0.40Mpa。项目承办单位设计提供监控系统的基本要求和配置；选用系统设备时，各配套设备的性能及技术要求应协调一致，系统配置的详细清单及安装、辅助材料待确定系统成套供货商后，按技术要求由成套厂商提供；系统应由资信地位可靠、具有相关资质、有一定业绩、服务良好、具有现场安装调试、开车运行经验、能做到“交钥匙”工程的成套厂商配套供货，并应对项目承办单位操作人员进行相关的技术培训。
八、运输组成
（一）运输组成总体设计
1、项目建设规划区内部和外部运输做到物料流向合理，场内部和外部运输、接卸、贮存形成完整的、连续的工作系统，尽量使场内、外的运输与车间内部运输密切结合统一考虑。
2、外部运输和内部运输可采用送货制；采用合适的运输方式和运输路线，使企业的物流组成达到合理优化；把企业的组成内部从原材料输入、产品外运以及车间与车间、车间与仓库、车间内部各工序之间的物料流动都作为整体系统进行物流系统设计，使全场物料运输形成有机的整体。
（二）场内运输
1、场内运输系统的设计要注意物料支撑状态的选择，尽量做到物料不落地，使之有利于搬运；运输线路的布置，应尽量减少货流与人流相交叉，以保证运输的安全。
2、场内运输主要为原材料的卸车进库；生产过程中原材料、半成品和成品的转运，以及成品的装车外运；场内运输由装载机、叉车及胶轮车承担，其费用记入主车间设备配套费中，本期工程项目资源配置可满足场内运输的需求。
（三）场外运输
1、场外运输主要为原材料的供给以及产品的外运；产品的远距离运输由汽车或铁路运输解决，区域内社会运输力量充足，可满足本期工程项目场外远距离运输的需求。
2、短距离的运输任务将利用社会运力解决，基本可以满足各类运输需求，因此，本期工程项目不考虑增加汽车运输设备。
3、外部运输应尽量依托社会运输力量，从而减少固定资产投资；主要产成品、大宗原材料的运输，应避免多次倒运，从而降低运输成本且提高运输效率。
4、该项目所涉及的原辅材料的运入，成品的运出所需运输车辆，全部依托社会运输能力解决。
（四）运输方式
由于需要考虑不锈钢冷轧板产品所涉及的原辅材料和成品的运输，运输需求量较大，初步考虑铁路运输与公路运输方式相结合的运输方式。
九、选址综合评价
建设项目平面布置符合产品制造行业、重点产品的厂房建设和单位面积产能设计规定标准，达到《工业项目建设用地控制指标》（国土资发【2008】24 号）文件规定的具体要求。该项目均按照项目建设
地部门审批的建设用地规划许可证及建设用地规划设计要求进行设计，同时，严格按照项目建设地建设规划部门与国土资源管理部门提供的界址点坐标及用地方案图布置场区总平面图。综上所述，项目选址位在项目建设地工业项目占地规划区，该区域地势平坦开阔，四周无污染源、自然景观及保护文物；供电、供水可靠，给、排水方便，而且，交通便利、通讯便捷、远离居民区；所以，从场址周围环境概况、资源和能源的利用情况以及对周围环境的影响分析，拟建工程的场址选择是科学合理的。
第六章
项目土建工程
一、建筑工程设计原则
二、项目工程建设标准规范
1、《无障碍设计规范》
2、《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》
3、《民用建筑设计通则》
4、《屋面工程技术规范》
5、《建筑工程抗震设防分类标准》
6、《地下工程防水技术规范》
7、《自动喷水灭火系统设计规范》
8、《建筑结构可靠度设计统一标准》
9、《汽车库、修车库、停车库设计防火规范》
10、《工业建筑防腐设计规范》
11、《动力机器基础设计规范》
12、《钢结构设计规范》
三、项目总平面设计要求
本次设计融入了全新的设计理念，以建设和谐企业为前提条件，以建筑“功能、美观、经济”三要素前提为出发点，全盘考虑场区可持续发展、建筑节能等各方面要素，极力打造一个功能先进、生产高效的现代化企业。本次设计充分考虑现有设施布局及周边现状，力求设施联系密切浑然一体，总体上达到功能分区明确、布局合理、联系方便、互不干扰的效果。
四、建筑设计规范和标准
1、《砌体结构设计规范》
2、《建筑地基基础设计规范》
3、《建筑结构荷载规范》
4、《混凝土结构设计规范》
5、《建筑抗震设计规范》
6、《钢结构设计规范》
五、土建 工程设计年限及安全等级
砌体结构应按规范设置地圈梁及构造柱，建筑物耐火等级为Ⅱ级。
六、建筑工程设计总体要求
该项目建筑设计及结构设计在满足生产工艺要求的前提下，尽量贯彻工业厂房联合化、露天化、结构轻型化原则，并注意因地制宜。
冷轧生产线 篇6
1对象与方法
1.1对象
某冷轧薄板生产线建设项目, 包括酸洗轧机联合机组、连续退火机组、热镀锌机组以及辅助生产设备
1.2方法
对该建设项目进行工程分析、职业卫生调查、工作岗位工作日写实, 划分评价单元, 确定职业病危害因素及其分布;依据职业卫生相关标准, 对该项目存在的职业病危害因素的浓度和强度进行检测;对调查和检测结果进行分析, 确定职业病危害因素的危害程度及职业病危害的关键控制部位。
2结果
2.1职业卫生调查结果
2.1.1生产工艺
将热轧原料钢卷经酸洗轧机联合机组开卷※激光焊接※盐酸酸洗※漂洗※烘干※主机架轧机轧制※卷取※后, 一部分经连续退火机组开卷※焊接※碱液清洗※烘干※连续退火※平整※切边※静电涂油※卷取后制成普通冷轧板卷产品, 另一部经热镀锌机组开卷※焊接※碱液清洗※烘干※连续退火※热镀锌※光整※拉伸矫直※静电涂油※卷取后制成热镀锌卷产品。
2.1.2职业病危害因素的识别
该项目评价单元的划分及生产工艺过程中的职业病危害因素的识别结果见表1。
2.2职业卫生检测结果
2.2.1粉尘
对酸轧作业区的酸洗出口操作工、机械点检工、电气点检工、电焊工等4个岗位总粉尘时间加权平均接触浓度和酸轧入口活套头部与尾部、酸再生系统氧化铁粉仓旁及其包装处、电焊作业点等工作场所总粉尘短时间接触浓度进行了检测, 结果表明上述岗位总粉尘时间加权平均接触浓度和超限倍数均符合职业接触限值的要求。
2.2.2化学物质
对盐酸、臭氧、氢氧化钠、硫化氢的最高接触浓度, 铅烟、一氧化氮、锰及其化合物的时间加权平均接触浓度和超限倍数, 氨、镉及其化合物、二氧化氮、一氧化碳、三氧化铬的短时间接触浓度和时间加权平均接触浓度进行了检测和计算。结果表明, 除酸再生系统氨罐旁和锅炉房加药间的氨的短时间接触浓度超过职业接触限值 (分别为279.50和39.45mg/m 3) 外, 其余职业病危害因素的检测结果均符合职业接触限值的要求。本项目共对16个工作岗位的化学物质时间加权平均接触浓度进行了检测, 结果均符合职业接触限值的要求 (表2) 。
注:*表示最低检出浓度。
2.2.3物理危害因素
对本项目4个评价单元205个检测点的工作场所噪声进行了检测, 有52个检测点超标, 超标率为25.4% (表3) 。其中, 噪声高的工作场所主要分布于酸轧作业区的开卷机、分切剪机、烘干机、打捆机、泵机、除尘风机以及酸再生系统的空气鼓风机等处, 连退作业区的平整机及其风机、入口液压站主泵和废气排放系统风机等处, 镀锌作业区的镀锌锅、光整机以及SPM后干燥风机等处, 辅助生产区的制冷机组、换热机组、循环水泵、鼓风机、空压机和干燥器等处。
对13个工作岗位的8小时等效声级 (LAeq, 8h) 进行了检测, 其中8个岗位的检测结果超过了职业接触限值的要求, 超标率为61.5% (表4) 。
此外, 对工作场所的WBGT指数、工频电场强度、电焊弧光和X射线的暴露强度进行了检测, 结合劳动者接触各种职业病危害因素的时间进行综合判定, 结果均符合职业接触限值的要求。
3讨论
通过对工程分析、职业卫生调查和职业病危害因素检测结果的分析, 发现该建设项目不同程度地存在氨、铅烟、镉及其化合物、盐酸、氢氧化钠、硫化氢、一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、三氧化铬、臭氧、粉尘等化学有害因素和噪声、高温、工频电场、电焊弧光、X射线等物理有害因素。
酸轧作业区存在的主要职业病危害因素有噪声、氨、盐酸等。其中, 噪声强度较高, 巡检工、高噪设备的操作工均暴露于高噪声环境中;噪声是冶金行业的主要危害因素之一, 它不仅能引起噪声性耳聋, 还有研究表明噪声会导致其暴露人员的高血压高发以及心电异常表现[3];因此需要加强和改进高噪声源的隔声降噪措施, 并通过给工人配备耳罩和耳塞以及减少暴露时间来降低其对噪声的暴露强度;该作业区噪声的关键控制部位为开卷机、分切剪机、烘干机、打捆机、泵机、除尘风机以及酸再生系统的空气鼓风机等处。该作业区的氨存在于酸再生系统的氨罐旁, 短时间接触浓度高达279.50mg/m 3;主要是由于通风排毒措施不到位, 应进行整改;此外还应给酸再生运行工配备防毒面罩及其他相应的防护用品。该建设项目盐酸的年用量为4800t, 其中大部分在本作业区酸洗段使用, 用量较大, 且盐酸会导致化学性眼部灼伤和皮肤灼伤、牙酸蚀病等职业病;应根据作业人员数量在酸洗段设置足够的喷淋洗眼装置, 并给工人配备面部和全身的防酸用品;该作业区盐酸的关键控制部位为酸洗段各巡检和操作处。
连退作业区存在的主要职业病危害因素有噪声, 关键控制部位为平整机及其风机、入口液压站主泵和废气排放系统风机等处。
镀锌作业区存在的主要职业病危害因素有噪声。该作业区噪声的关键控制部位有镀锌锅、光整机以及SPM后干燥风机等处。有研究发现该作业区还存在一氧化碳、高温、X射线等主要职业病危害因素[1]。本建设项目采用了全套德国进口设备, 技术先进, 设备密封良好, 工人体力劳动强度分级为1级, 因此大部分化学毒物的浓度、WBGT指数和X射线的检测结果均符合职业接触限值的要求。
辅助生产区存在的主要职业病危害因素有噪声、氨等。该作业区噪声的关键控制部位有制冷机组、换热机组、循环水泵、鼓风机、空压机和干燥器等处。该作业区的氨的检测结果超标, 存在于锅炉房加药间, 工人主要是在加药操作时暴露;应在此加药间设置通风排毒设施, 并给锅炉运行工在加药时配备防毒面罩。
综上所述, 该建设项目存在的主要职业病危害因素有噪声、氨、盐酸等。企业应进一步改进噪声、氨、盐酸等职业病防护设施和措施, 依法开展职业病危害因素监测和职业健康监护, 加强工人职业卫生安全知识培训, 以全面防治职业病, 确保劳动者的职业健康。
参考文献
[1]于冬雪, 于会明, 付伟.等.冷轧板热镀锌生产线职业病危害因素识别与关键部位控制分析.工业卫生与职业病, 2007, 33 (4) :93-96.
[2]柴栋良, 吕旌乔, 曾琳.等.冷轧厂工人个体噪声暴露测量的初步分析.中华预防医学杂志, 2006, 40 (2) :93-96.
冷轧生产线 篇7
SINAMICS是西门子公司新一代的驱动产品, 它将逐步取代现有的MASTERDRIVES及SIMODRIVE系列的驱动系统。2005年前, SINAMICS已在国外开始使用, 但在国内使用仍在2008年之后, 而且主要应用在西门子所承揽的新建和改造工程项目中。
2 SINAMICS传动系统的主要特点
应用广泛的SINAMICS S120具有如下特点:
(1) SINAMICS系列中的SINAMICS S120是集V/F控制、矢量控制、伺服控制为一体的多轴驱动系统, 具有模块化的设计;
(2) 各模块间 (包括控制单元模块、整流/回馈模块、电机模块、端子扩展模块、传感器模块和电机编码器等) 通过高速驱动接口DRIVE-CLi Q相互连接;
(3) 各轴之间能快速进行数据交换;
(4) 集成的Profibus-DP接口, 容易和上位机连接;
(5) 能控制普通的三相异步机、同步机、扭矩电机及直线电机;
(6) 友好的配置软件Sizer, 由Sizer直接能输出SAP订单;
(7) 图形化的调试软件Starter, 能实时监控各过程变量及动态测试系统的特性;
(8) 简单定位:功能相当于Masterdrives MC的简单定位和Simodrive 611U单轴定位;
(9) 自由功能块, 能实现逻辑功能、运算功能及相关的工艺功能, 用CFC语言进行编程。
3 冷轧传动设备的主要特点
冷轧生产线主要有酸轧生产线和连退、镀层、涂层、重卷等处理线, 冷轧生产线在钢铁行业中也是真正的全连续生产线。为确保主要工艺段不停机全连续生产, 在冷轧生产线中必须配置激光焊机或窄搭接焊机和活套, 从而确保焊接、换辊、更换刀片、检查等短时局部停机时不影响生产线主要工艺段的运行。在一条冷轧生产线中有多个工艺段, 不同工艺段有不同的张力要求, 所以在生产线上配置一定数量的张力辊组, 对不同工艺段的张力进行分割和调节, 同时在生产线上还配置了一定数量的转向辊和纠偏辊。不同规格和钢种钢带有不同的张力和速度等工艺参数。
冷轧生产线的这些特点体现在电机传动上, 非主要工艺段、活套等电机常处在变速运行状态;变规格时全线主要电机的速度和张力动态调节, 也即所谓的动态变规格。因此, 对传动装置的速度、张力控制精度要求高, 对传动装置的动态响应精度要求高, 尤其是酸轧线的轧机段, 机架的速度、机架间张力、钢带厚度的调节是相互偶合的, 且轧机处在高速轧制, 其速度、张力控制影响全线稳定轧制和钢带厚度控制, 因而对传动装置的控制精度和动态响应要求更高。
张力辊组由2个以上的传动辊组成, 大部分活套卷扬机也由2~3个传动辊组成, 为均衡负载和确保全线稳定运行, 张力辊组或活套卷扬机传动辊间需进行负荷平衡控制, 全线转向辊也需采用负荷平衡控制。
4 SINAMICS在冷轧生产线的应用
4.1 酸轧生产线主传动
在以往的热轧和冷轧主传动中, 西门子更多的采用Cyclo converter System交交变频传动, 因交交变频传动的先天不足, 目前西门子在冷轧主电机传动上主推SINAMICS SM150中压交直交变频传动, 每台电机采用独立的一套传动装置, SINAMICS SM150具有如下优点:
(1) 整流进线单元功率因数可达到1, 无需配置SVC等无功补偿装置, 可减少整流变压器的容量及上一级供配电设备的投资;
(2) 对电网造成的谐波失真小, 通常情况下不需要安装谐波滤波装置;
(3) 由于采用交直交变换, 抗电网电压波动能力强, 从而进一步提高装置的稳定性和可靠性;
(4) 电机电压可达3000V, 减少了电机电流和线损, 减少了电缆的投资;
(5) 功率单元采用水冷, 降低了装置噪音;
(6) 电机可以在25HZ以上频率运行, 提高了传动效率, 由于冷连轧机后机架速度较高, Cyclo converter System需要使用增速机, 采用SINAMICS SM150后所有机架均可使用减速机;
(7) 动态性能更优, 尤其适合高速运行的冷轧生产线。
4.2 酸轧生产线辅传动
除轧机主传动外, 冷轧酸轧生产线的开卷机、卷取机、张力辊组、活套卷扬机、破鳞机、飞剪、转向辊等都属于辅传动, 是低压传动。由于开卷机、部分张力辊组电机等正常连续生产时运行在发电状态, 而卷取机、部分张力辊组、活套卷扬电机等运行在电动状态, 所以采用集中整流和回馈的公共直流供电能起到更大的节能, 并能显著的降低设备投资。
根据电机电压等级 (380V或690V等) 不同和尽量节能 (电动状态与发电状态电机良好的搭配等) 的原则对传动装置进行分组, 每组成套装置主要由主电源进线柜、电源模块柜、电机模块柜、辅助电源柜、控制单元柜等组成。
SINAMICS S120的核心控制单元CU320最多能控制4个矢量电机, 这样同一张力辊组的多台电机或同一活套卷扬机的多台电机可以由同一块CU320控制单元控制, 无需通过网络或硬连线, 在CU320内部即可完成多电机的负荷平衡控制, 所以SINAMICS S120应用在冷轧生产线上比老一代的Master Driver系统更方便, 性能更优越。
对于卷取机、飞剪等要求复杂的运动控制任务, 使用功能强大的SIMOTION D控制系统模块来代替CU320控制单元。作为运动控制系统, SIMOTION将逻辑控制、运动控制 (定位、同步等) 以及工艺控制 (压力、温度控制等) 集中在同一个系统中。SIMOTION D是基于SINAMICS S120驱动平台的驱动系统, 从而使其成为一个极其紧凑同时具有强大控制功能驱动控制系统。
变频电机冷却风机控制、电机制动器控制、电机温度等信号接收、编码器信号的接收均由CU320控制单元通过扩展端子板 (TM31) 及专用信号模块 (如编码器接口模块SMC30) 完成。
4.3 处理线传动
处理线电机数量多尤其是炉内转向辊电机, 但转向辊电机功率均不大。处理线线传动电机功率范围一般为几千瓦到几百千瓦, 虽然平整机、卷取机等少数电机功率略大, 但为了更好的利用公共直流母线实现节能, 仍将其列入低压传动范围, 与酸轧生产线辅传动一样, 处理线全线均采用SINAMICS S120传动系统, 其控制方法也与酸轧线辅传动基本相同。
处理线炉子段的部分线传动电机如炉子入口密封辊、炉子稳定辊等需采用应急柴油发电机供电, 为减小柴油发电机的容量 (给集中整流装置供电需要更大的容量) , 不在公共直流电源母线上配置这些电机的逆变装置, 而为每台电机配置了独立的SINAMICS S120变频装置 (集成了电源模块和电机模块) 。
4.4 调速风机、泵类传动
冷轧生产线上的部分泵类 (如酸轧生产线乳化液泵、酸洗段循环泵等) 和风机类 (处理线炉子段N2/H2循环风机、排烟风机、助燃风机, 处理线清洗段循环泵等) 电机, 不是全线速度和张力控制的线传动电机, 对调速性能要求不高, 可采用价格更低的SINAMICS G系列 (G150等) 通用变频器, 并可使用简单的V/F控制方式。
5 结束语
SINAMICS传动系统近年来在国内冷轧生产线的成功应用, 说明SINAMICS传动系统已经逐步成熟可靠, 可完全取代老一代的Master Driver系统, SINAMICS传动系统与老一代的传动相比具有更高的性价比, 是新建和改造传动项目理想的选择之一。
摘要：介绍了SINAMICS传动系统的主要特点, 冷轧生产线传动设备的特点, 及SINAMICS在冷轧生产线上的应用。
冷轧高精度薄带钢生产工艺探析 篇8
一、冷轧技术简介
所谓的冷轧就是以热轧板卷为主要的原料, 然后在常温下进行各种型材轧制, 它的冷轧过程需要经过酸化洗去表面的氧化皮再进行冷连轧, 但是由于钢板的连续冷变形引起的冷作硬化使轧硬卷的强度和硬度都上升了, 但是同时韧塑指标却下降了, 它的冲压性能也遭到了很大程度上的恶化, 所以只能用于简单的变形零件。
在工业的生产过程中, 冷轧通常都是采用纵轧的方式。它的生产工序一般包括原材料的准备、酸洗、轧制、脱脂、热处理和精整等。原材料要选用热轧产品, 为了保障冷轧过程的质量要求, 要将原材料上的氧化部分进行酸洗, 首先要去除掉原料中的磷, 从而保障冷轧产品的表面清洁, 防止对钢材表面的污染。酸洗之后就可以开始原材料的轧制了。在进行轧制的过程中要严格按照工艺要求进行操作, 以免影响钢材的质量, 进一步对企业的生产资源造成浪费, 甚至影响工业生产的进度。轧制好的产品要去除掉表面附着的润滑油脂, 也就是脱脂过程, 这样做是为了防止在进行退火的时候污染钢材表面, 然后再进行热处理过程。这一复杂的工序完成之后还要对产品进行必不可少的检查、剪切、平整和分类包装等等, 从而更好地确保冷轧产品的质量。除此之外, 对于一些特殊的薄带钢产品, 冷轧过程还有着不同的特殊工序。随着各行各业对板形要求的逐渐增高, 冷轧薄带钢生产工艺也会有更多的改进, 从而更好地适应市场的需求。
二、冷轧薄带钢技术存在的一些缺陷
随着社会技术的不断进步和发展, 人们对冷轧薄带钢技术有了更高的要求, 尤其是对尺寸精度的要求。由于薄带钢精度关乎着原材料的消耗和产品的质量, 因此在冷轧薄带钢生产工艺过程中要特别注意对精度的控制。但是就目前的工艺生产水平来说, 我国的冷轧薄带钢技术还存在着一些缺陷, 其中主要包括以下几个方面:
1. 原材料的板形。
所谓的原材料的板形主要是指薄带钢横断面的形状和平直度, 它直接影响着冷轧薄带钢的生产质量。但是在实际的工业生产过程中, 由于不能够很好地控制薄带钢在炉中的位置, 经常会出现走偏的现象, 这样也就直接导致了板形表面的不平直度, 也影响了薄带钢的横断面形状, 甚至严重影响到生产过程的顺利进行。
2. 来料缺陷。
在冷轧过程中, 来料的缺陷主要包括原材料的孔洞、夹杂、氧化铁皮压入、存在斑迹等等。其中孔洞缺陷是一种最为常见的缺陷。一般的孔洞用肉眼就能够观察出来, 然而对于一些较为复杂的冷轧工艺的孔洞缺陷则需要精密的仪器才能检测出来, 但是由于生产水平的限制, 我国的一般企业对这些先进设备的引进还不够充足, 因此也就不能很好地应对这些问题。
3. 冷轧加工变形缺陷。
它主要是由于机械设备的故障和工艺操作流程不完善造成的。一般的企业都是采用一些老旧的机器设备, 尤其是一些小的企业, 根本没有足够的流动资金来引进先进的设备。再有就是在进行工艺操作的时候, 经常会出现不按照正常的流程进行工艺设计的情况, 往往为了加快工作的进度就会缩短工艺步骤和工艺强度, 这就直接造成了冷轧加工变形缺陷的产生。另外还有机械类损伤缺陷和腐蚀类缺陷等等, 这些缺陷的存在直接影响着我国的冷轧生产工艺, 也进一步影响着薄带钢的精度。
三、冷轧高精度薄带钢工艺的生产发展
要想尽可能地提高冷轧高精度薄带钢的性能, 就必须要改进生产工艺, 要积极地促进生产工艺的优化发展。生产工艺的发展可以从以下几个方面着手进行。
1. 提高产品的厚度精度。
为了能更好地提高冷轧薄带钢的厚度和精度, 可以在冷轧机上运用一些比较先进的装置, 例如可以采用全液压压下装置, 这种装置能够很好提高轧机压下装置的反应速度, 再加上全自动装置的应用能够很好地控制整个装置, 提高冷轧薄带钢技术的产量和工作效率。另外就是计算机系统的加入, 提高了产品的厚度精度, 实现了自动化的控制方式。
2. 改进生产工艺。
在时代不断发展的当今社会, 企业要想取得更好更快的发展, 就必须要不断地引进一些先进的技术设备和生产工艺, 对一些比较老旧的机器就要进行淘汰。先进设备的引用不仅能够提高产品的生产质量, 缩短工艺流程, 甚至还可以将一些简单的流程进行合并, 但是却不影响冷轧高精度薄带钢工艺的操作过程。冷轧工艺的简化全面地提高了冷轧薄带钢的精度, 并且还为企业节省了很多的优质资源, 避免了浪费, 在一定程度上还为企业节约了成本。
3. 改进和优化轧机的结构。
现在企业当中应用最多的就是全连续式冷轧机, 它最大的特点就是一次引料之后就可以自动地实现连续轧制, 但是在此后的发展过程中, 由于对钢精度的要求逐渐增高, 人们也不断地改进了这种装置, 尤其是在科技飞速发展的今天, 人们经过不断的技术革新和实验, 出现了全连续式冷连轧机, 它将生产率提高了30%~40%, 产品的质量和收得率也得到了很大的提高。在未来的发展中, 人们还应该不断地结合新的技术、新的手段对冷轧高精度薄带钢生产工艺进行完善和改进。
四、结语
总而言之, 人们要不断地结合新技术、新手段、新设备完善冷轧薄带钢的生产工艺, 从而提高产品的精度和质量, 并更好地提高企业的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]杨利坡, 于丙强, 孙亚波.冷轧带钢在线板形信号补偿技术及工业应用[J].机械工程学报, 2011, (12)
冷轧全流程生产计划编制方法研究 篇9
冷轧生产系统是一个复杂的混合型生产系统,大型联合生产设备多,中间库多,工艺路线复杂多样,产品规格繁多。与钢铁企业其他生产环节如炼钢、热轧、连铸等相比,冷轧无论从工艺特点、物流特点还是生产方式上讲,都更为复杂多样。同时冷轧生产系统位于钢铁企业生产的末端,其生产既要以市场为导向,又要保证机组的充分利用,这都使得冷轧生产系统的计划、组织与协调管理更为复杂。制定可行的冷轧生产计划,合理分配冷轧厂内部的生产能力,降低生产损耗和库存,成为提高钢铁企业竞争力的关键问题。
许多研究机构和学者对冷轧生产计划与调度问题进行了研究,文献[1]以鞍钢冷轧薄板厂CIMS工程的实际应用为背景,介绍了保证机组负荷平衡的优化选料的原料计划模式和要料单的自动生成方法,但是其研究成果针对的是特定机组生产线的生产计划问题;文献[2]虽然研究了冷轧整个生产线的排产过程,但是研究对象主要是批量彩板生产合同计划排产过程;文献[3]针对冷轧薄板生产过程单纯根据合同流向组织生产会造成合同在各物流流向中分配不均, 以及机组定修和突发故障等情况造成的部分流向生产停滞等问题,建立了基于部分重构的冷轧生产过程混杂Petri 网生产调度模型。上述研究对复杂的冷轧生产过程缺少一定的灵活性,很难满足多品种、多规格趋势下冷轧生产计划的要求。
本文结合大型钢铁企业目前的生产实际状况,并主要针对冷轧生产过程中存在的设备能力、物流平衡、交货期等约束,以物流顺畅、交货准时、成本改善为目标,研究冷轧全流程生产计划编制问题,依据钢种、规格、交货期等属性,确定生产订单在各生产间隔期内、在冷轧厂各工序上的实际加工顺序及时间,实现各工序能力的平衡,即通过建立冷轧全流程生产计划的混合整数规划模型,并提出一种改进的模拟退火求解算法对问题进行求解,从一个全新的角度解决冷轧生产计划编制中的各种约束。仿真结果表明算法是有效的,可以提高冷轧生产系统的生产效率,为其他生产系统相关问题的解决提供借鉴作用。
1冷轧生产流程及问题描述
冷轧生产过程既有连续生产又有离散生产的部分特征,属于混合型生产过程,这种生产系统又被称为混杂生产系统。
图1 显示了某冷轧薄板厂主要的生产流程和产品,从图1可知,典型的冷轧生产其后续工序通常包括多个生产物流流向,因此在制定订单计划过程中,需要充分考虑各种产品的生产流向、机组的产能分配、生产订单的加工顺序、不同产品间的差异以及各机组的停机时间等问题。
目前多数冷轧企业对生产系统的生产组织和控制已经非常重视,把冷轧物流平衡当作日常生产管理工作中一项非常重要的内容,对机组日、班生产作业计划进行指导。冷轧厂的整体计划分为长期战略计划、月计划/周计划、日计划及实时动态计划,冷轧厂计划层次结构如图2所示。
冷轧厂的月计划/周计划(中短期计划)的编制过程极为复杂,需要充分考虑各种产品的工艺路线、机组的产能分配、设备的调整差异等问题,利用人工方式很难制定出切实可行的生产计划。本文提出的全流程生产计划属于月计划/周计划的范畴,目的是在满足资源约束的前提下,根据客户的订货要求以及企业内部可利用的物料和机组、生产线的工艺要求,合理地为生产订单在各生产线上指定对应的生产设备、生产量和开始生产时间,从而实现计划周期内的产能平衡,并为进一步制定周计划和生产日计划奠定结构性的基础。
2冷轧全流程生产计划编制方法
2.1能块设定
钢铁工业与离散的制造业不同,从工艺要求、工具消耗、设备寿命、生产经济性等方面考虑,特定的工序或设备在一定的时间只能生产同一种产品。
随着生产模式的转变,现在冷轧厂多采用多品种、小批量订单共线生产的生产方式,即大量小批量、不同品种、不同质量等级与规格的订单共线连续生产。为了减少关键机组的切换和调整费用,降低编制计划时的订单数据量和难度,本文提出在编制生产计划之前,按照工序、设备、钢种、产品规格及交货期等属性设定能块。
能块:根据设备可用能力,将钢种、规格、交货期等属性相同或相似的小订单合并成可在设备上连续生产的集批,从而减小计划编制难度,提高生产计划的编制效率,减少设备切换带来的工时消耗、产能浪费,保证产能最大化。同合同组批相比,能块更强调设备的可用性,而合同组批一般是指某种设备上可以生产的最小批量单位。在编制冷轧计划时,使用能块比合同组批更灵活。
每个生产能块在其生产设备上的开工时间都在限定的时间窗内。令L为能块i中的生产订单集合,undefined为能块i中的生产订单数;Ji为能块i经过的工序集合,undefined为能块i经过的工序总数;sLij为能块i在其工序阶段j(j∈Ji)的最早可能开工时间,undefined;sHij为能块i在其工序阶段j的最迟开工时间,undefined;pij为能块i在其工序阶段j的加工时间,undefined;能块i在其工序阶段j的到货期undefined,则能块i在其工序阶段j的开工时间窗上、下界sHij和sLij为:
sLij=sLi(j-1)+pi(j-1),sundefined=0 (1)
sHij=dij-pij (2)
能块开工时间窗的确定是本文后面章节求解算法的基础。
2.2冷轧生产计划模型建立
以提高准时交货能力、生产过程连续、设备负荷均衡为目的,即各种惩罚成本之和最小为目标,建立冷轧生产计划编制的混合整数规划模型。由于模型所考虑的目标函数中各分项的重要性不同,因此在模型中使用3个不同的权重λo (λo∈[0,1],o=1,2,3且undefined来区分其重要性。
undefined
上述式中,N为能块集合,N={1,2,…,|N|};M为设备集合,M={1,2,…,|M|};cij为能块i在工序阶段j的完工时间;Tm为设备m的调整费用;sij为能块i在工序阶段j的开工时间;rij为能块i中所有物料全都到达工序阶段j的时间;D为计划周期,单位变化量为1;ximt为相关决策变量,
undefined
为能块i的质量,为能块中订单上的质量总和;CPundefined为设备m在t时刻的产能;Yjt,YLj,YHj分别为t时刻工序j前库的库存、物料下限和上限;Ojt为t时刻工序机组j的产量。
目标函数式(3)表示惩罚成本之和最小,其中的每一个分项都代表一种类型的成本:第1项为能块的交货期提前或拖期惩罚,第2项为冷轧设备的调整费用惩罚,第3项为库存占用成本惩罚。在这些分项中,第1个分项是目标函数中最主要的部分。约束函数式(4) 保证每个能块同一时间只能被一台设备加工;式(5)表示t时刻分配给设备的能块质量不能超过机组的产能;式(6)表示能块在任一工序的开工时间要大于该能块中所有物料均到达之后的时间;式(7)表示能块在各阶段开工时间、加工时间、完工时间之间的关系;式(8)表示每个工序机组前库库存总量应该满足此机组的前库库存条件;式(9)表示t时刻j工序前库库存量等于(t-1)时刻上游机组的产量减去下游机组的消耗量。
2.3模型求解
以前文建立的目标函数为基础,本文提出基于规则的模拟退火算法实现冷轧计划的编制。模拟退火算法基本思想来源于固体的退火过程,在大规模组合优化问题中得到了成功的应用。模拟退火算法已在理论上被证明是一种以概率1收敛于全局最优解的全局优化算法[4]。
算法的基本思想是从启发式算法求得的初始解开始,利用邻域构造及新解的产生准则,借助于冷却进度表中设置的参数,不断对当前解迭代,从而使目标函数逐步优化。
2.3.1 初始解的产生
初始解采用启发式算法求得。冷轧厂的全流程生产计划要考虑整个流程,优先解决瓶颈工序。对于模型中的3个目标,优先满足交货期目标。
启发式算法求解初始解的具体步骤如下:
(1)根据设备情况,设备检修计划,生产订单的钢种、规格、交货期等属性进行能块设定;
(2)确定瓶颈工序,根据当前库存计算出该工序上个能块的开工时间窗。在瓶颈工序(令其为h,h∈J)上按EDD(到货期最早)规则将工序h上的所有未被排序的能块排序,从中选择到货期最早的排到最前面,若到货期相同的能块多于一个,则选择加工时间最短的能块排在前面;根据先到先加工的机器分派规则对排好序的能块进行机器指派;
(3)根据当前库存及瓶颈工序h上能块的排产结果计算出非瓶颈工序(令其为q,q∈J,q≠h)上各能块的开工时间窗,按ERT(到达时间最早)规则将q上的能块排序,若到达时间相同的能块多于一个,则选择加工时间最短的能块排在前面,根据先到先加工的机器分派规则对排好序的各能块进行机器指派,直到所有阶段的能块排序及机器指派完成。
2.3.2 邻域构造及新解的产生
(1)邻域消减规则的制定
模拟退火算法是一种基于邻域搜索技术的算法,确定邻域操作方法是构造该算法的一个重要步骤。本文采用在能块生产工序的第1阶段上交换能块次序的策略生成邻域。设f(s)为在状态u处所得可行解的目标函数值,f(s*)为由状态u产生的状态v处所得可行解的目标函数值,在本极小化问题中,若f(s*)>f(s),则称状态u到状态v为无效改进。假设所有能块在第1阶段的到达时间都为0(或者为一常数),则可推导出如下邻域消减规则。
规则1: 设a,b两个能块在第1阶段都在自己的开工时间窗内开工,其开工时间点分别为sa1和sb1,若有[sa1,sHa1]∩[sb1,sHb1]=Ø,则我们认为交换a和b位置产生的变化为无效改进。因为,若a和b在同一台机器上,并且[sa1,sHa1]∩[sb1,sHb1]=Ø,则必有sHa1
规则2: 设a,b两个能块在第1阶段都没有在自己的开工时间窗内开工,其开工时间窗分别为[0,sHa1]和[0,sHb1],在当前状态下的开工时间点分别为sa1和sb1,此时则有sa1>sHa1,sb1>sHb1,若有min{sa1,sb1}>max{sHa1,sHb1},则a和b交换产生的变化为无效改进。因为,若此式成立,则a和b交换后产生的新状态中,这两个能块同交换前一样都不能按期完工;若此式不成立,则有sa1≤sHb1或sb1≤sHa1,无论哪一个成立,我们都认为目标值会有所改进,即这种交换为原状态的有效改进。
规则3:设a,b两个能块在第1阶段的开工时间窗分别为[0,sHa1]和[0,sHb1],其在当前状态下的开工时间点分别为sa1和sb1。现设两个能块一个在其开工时间窗内开工,一个没有在其的开工时间窗内开工,不妨令sa1≤sHa1,sb1>sHb1,若不同时满足sa1≤min{sHa1,sHb1}及sb1≤sHa1,则a和b交换产生的变化为无效改进。因为,只有当交换后a和b都能在第1阶段按期完工,才认为是有效改进,否则即为无效改进。
这些规则的作用主要是借助开工时间窗与开工时间点的约束关系,滤掉一些无效邻域,使搜索空间减小,加快搜索过程。
(2)新解的产生
在模拟退火算法中,当基于邻域的一次操作使当前解的质量提高时,就接受这个被改进的解作为新的当前解;在相反的情况下,算法以一定的概率接受相对于当前解来说质量稍差的解作为新的当前解。模拟退火算法是一种随机近似算法,随着问题规模的增大和对解质量要求的提高,求解所需时间也随之增长,本文采用并行策略提高求解效率,即当产生的新解比初始解有所恶化时,采用如下并行策略选择新解:对同一个解用邻域策略分别产生几个新解(本文设定为5个),并做出判断,根据接受准则选择一个接受,其余的全部舍弃,在此基础上进行算法的下一次迭代。接受准则为exp(-Δc/T)(Δc=f(s*)-f(s),T为控制参数)最大。
在对初始解进行邻域操作并连续产生不超过5个新解的过程中,一旦出现改进的解,就停止这一过程,将改进的解作为当前解,比如若连续产生2个恶化解,但是产生的第3个解为改进解,则将第3个解作为当前解,算法进入下一次迭代。
2.3.3 冷却进度表
冷却进度表是一组控制算法进程的参数,包括控制参数T的初始值、衰减因子α、每个T值的迭代步长以及终止条件。它的合理选取是保证算法在可接受的有限时间内返回问题的近似最优解的关键,即保证算法的全局收敛性和效率的关键。
(1)控制参数初始值
对于控制参数初始值T0的选取要求主要为:必须足够大,在足够大的情况下,不同T0值对算法仿真性能的影响无明显差异;但是过度大的T0值会使算法仿真性能变坏。T0的计算公式如下:
undefined
式中,undefined为以某一初始解进行若干次邻域搜索尝试后得到的平均正增量;X0为初始接受率(被接受状态数同产生状态总数的比率)。本文采用Joanna等人提出的方法[5],X0取undefined由初始解随机产生的20个邻域结果计算得出。
(2)衰减因子
控制参数的衰减函数为Tk+1=αTk,衰减因子α是小于1的正数,本文中α=0.95。
(3)迭代步长
本文采用固定的迭代步长,即在每一控制参数Tk迭代相同的步数,该步数应根据问题的规模确定。
(4)终止条件
本文采用控制参数衰减指定次数后停止计算的终止准则。问题的解产生后,根据各工序对能块的规格要求,将能块的顺序局部微调,调整的过程中要遵守能块的时间窗约束,即能块的开工时间要在[sHij,sLij]内。
3仿真效果
采用Pentium4/CPU 3.00 GHz/ RAM 1.50 GB 的台式机,通过C语言编程实现本文算法。为保证算法的有效性,订单的钢种、规格、交货期等属性数据按照实际情况随机生成,包括常化酸洗、轧制、脱碳退火、拉伸平整、罩式退火5道工序。对生成的订单进行组能块的仿真模拟,结果如表1所示。
表1结果显示,通过对订单进行组能块的处理,缩减了原问题的规模,缩减程度大约为50%,这将提高对问题的求解效率。
我们分别采用本文所提出的启发式算法和EDD启发式算法对不同能块数量的问题进行求解仿真,图3和图4给出了两种方法的运算结果对比。图3为在不同问题规模下EDD启发式算法同本文模拟退火启发式算法订单拖期比例的比较。
图4为在不同问题规模下EDD启发式算法同本文模拟退火启发式算法设备负荷方差的比较。
从仿真结果可以看出本文提出的模拟退火算法要好于EDD启发式算法。但从理论上说,本文算法始终只能得到问题的全局近似最优解而不能得到最优解,另外,用于实际时,由于冷轧生产本身的复杂性,因此本文算法的参数(如控制参数初始值、迭代步长等)选取必须考虑问题的复杂程度和时间要求,需要慎重选择。
4结论
本文针对冷轧全流程生产计划编制问题,以能块为中介提出一种改进的模拟退火方法,求解多目标下冷轧厂中短期计划的编制问题,确定生产订单在冷轧厂各工序上的实际加工顺序及开工时间。算法在构造邻域时运用了一些消减规则,缩减了搜索空间;在新解的产生机制中使用并行策略,降低了算法的复杂度,并能获得较好的计划编制结果。仿真结果表明算法是有效的,可为研究冷轧中短期计划编制问题提供一种新的求解途径。
摘要：针对冷轧生产过程中存在的设备能力、物流平衡、交货期等约束条件,对冷轧全流程生产计划编制问题进行研究。首先提出能块的概念,将生产订单组成能块,作为编制计划的基础,然后建立冷轧全流程生产计划的混合整数规划模型,最后提出一种改进的模拟退火求解算法求解模型,即先由启发式算法获得初始解,再用模拟退火算法对初始解进行改进。改进解的过程中通过交换能块在第1阶段的排序来获得一个新的解,在能块开工时间窗条件下,对能块在剩余的各级工序上进行排产。通过数例检验表明算法是可行有效的。
关键词：冷轧,生产计划,混合整数规划模型,模拟退火算法,能块
参考文献
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冷轧生产线 篇10
经过酸洗的热轧钢带卷装入开卷机, 一号夹送辊把钢带送入矫直机进行矫直平整, 二号夹送辊把钢带送入入口活套存储, 保证轧制工艺段有足够的原料提供;三号夹送辊取出钢带送入轧机, 根据工艺设定要求轧出的产品, 以卷的形式收卷。
1 自动控制系统组态
轧机和收卷机驱动电机采用直流电机, 其调速装置是西门子的6RA70全数字直流调速装置, 并配置一台PLC及其附属从站进行控制。辅助设备有稀油站 (由S7-200 PLC控制) 、润滑站 (由S7-200 PLC控制) 、液压站 (由S7-200 PLC控制) 三个套辅助设备。为方便控制, 各设备都组态成Profibus-DP网络, 进行PLC-PLC, PLC-调速传动装置间进行通讯, 达到集中控制的目的。在操作台及主控室各设一台工业控制计算机, 安装西门子WINCC人机界面, 工业控制计算机以“服务器+客户机”的方式联网共享, 服务器与PLC之间使用西门子MPI网络联网。自动控制系统网络图如图2所示。
1.1 控制系统硬件组态
两台工业控制计算机采用的是工业以太网络进行联网通讯, 其中一台用于与冷轧线S7-300 PLC通讯交换工艺参数等数据, 并将此计算机设置为服务器, 方便主操作台计算机以客户机的方式读取或发送数据至服务器, 这种主从联网方式有维护方便, 联网速度快捷, 数据交换速度快等优点。将主站及从站的各个模块驱动添加进PLC的硬件组态分项中, 在网络组成上是以S7-300作为冷轧生产线主站进行控制, 所以在S 7-3 0 0程序硬件组态中, 将S7-200PLC及ET200设为从站并分配站地址和通讯协议, 其硬件组态如图3所示。Profibus网络设置波特率为500Kbps, 因在设计控制程序前进行的组态, 所以各从站的DP地址采用系统自动分配的地址。
1.2 控制系统软件配置
冷轧生产线使用的PLC有西门子的S7-300一台、S7-200三台, PLC的程序设计分别用西门子STEP 7 5.3、Step 7 MicroWIN_V40_SP6。软件配置要求安装微软操作系统Windows2000, 西门子Simatic Net 6.0及WINCC 6.0, 安装完该三款软件通过设置两台计算机的IP地址, 再装入WINCC人机界面项目后, 即可正常的实现操作人员与机器设备之间的信息交流。WINCC人机交流界面项目有服务器端及客户端两种, 基本信息和画面都是一样, 只是实现通讯交换的方式不同, 画面主要有工艺流程图、故障报警图、工艺参数反馈显示图和工艺参数设置及设备控制操作图。
2 PLC对张力控制的实现
控制程序有设备的过程控制逻辑、通讯数据交换换算及传输、轧制张力自动控制、卷取张力自动控制及轧制钢带厚度自动控制等, 下面介绍利用PLC及现场设备对轧制钢带张力的实现。
2.1 轧机及卷取张力自动控制的实现
首先, 张力的作用使变形区的应力状态发生了变化, 减小了纵向的压应力, 从而使轧制时降低单位压力;其次, 调节张力可控制钢带厚度, 通过改变张力大小使轧出厚度发生变化, 相对而言, 增大张力能使钢带轧制的更薄;再次, 张力可防止钢带跑偏、保证轧制稳定。轧制中钢带跑偏的原因主要是钢带在宽度方向上出现了不均匀延伸。当轧件出现不均匀延伸时, 沿宽度方向张力分布将发生相应的变化, 延伸大的部分张力减小, 而延伸小的部分则张力增大, 结果张力起到自动纠偏作用。虽然张力纠偏同步性好、无控制滞后, 但是张力纠偏如果是张力分布的改变超过一定限度, 就会造成裂边、压折甚至断带。所以在程序设计上采用的是张力闭环自动控制方式, 一般手动控制是在轧制生产前进行穿带时采用。
2.1.1 机架间张力控制
机架间张力有PLC计算自动给定和人工干预给定两种方式, 在轧机架旁边操作箱设有机架张力增加/减少开关, 现场操作人员可依据钢带明显的张力缺陷给予人工张力补偿。主要是为了保证轧机在原料穿带时的张力稳定, 尽量使在低速阶段出口厚度向设定厚度靠近, 在轧机穿带阶段进行张力补偿控制, 即穿带阶段的机架间张力给定必须比正常的张力给定高 (随着厚度的不同进行选择) 。然后在轧机升速过程中随着速度的增加按照一定的斜率回归到正常的张力。
2.1.2 卷取张力控制
卷取机张力由PLC程序依据反馈的钢带厚度、钢带宽度换算得出, 在控制上主要是卷取实时直径必须比较准确, 卷取电机力矩是依据卷取直径计算得来, 这个力矩就直接影响到钢带的实际张力。卷取实时图1工艺流程图直径计算公式D=V/n (D∶卷取直径;V∶钢带实际线速度;n∶卷取机实际转速) ;卷取机卷筒已占用卷取部分卷径, 故在程序中预先设定一初始卷径。
3 冷轧轧制钢带厚度自动控制的实现
原设计没有钢带厚度自动检测控制, 采用钢带慢速时人工检测, 误差较大, 大约在±0.03mm~0.05mm之间 (标准要求厚度公差控制在±0.02mm) , 且慢速时人工检测钢带厚度影响产量。为了提高轧制出来的钢带厚度精度, 进行可行方案改造。采用清华大学核能技术研究院研制的Q N T-2型射线厚度检测仪, 带钢进行在线非接触、连续、快速的检测, 并将厚度值反馈至PLC, 由PLC程序根据反馈值与设定值的正负偏差, 进行轧辊上升下降调节, 所以在厚度自动调节控制用的是位置闭环控制, 实现轧机上下轧辊之间的辊缝间距来控制成品的厚度。位置闭环控制功能图如图4所示。厚度检测仪反馈的钢带厚度值为1路4~20mA的模拟量信号, 直接输入至S7-300主站P L C。经改造后钢带厚度公差可控制检测厚度灵敏度分为0.01mm和0.001mm两档, 产品厚度质量明显提高, 日产量也得到提高。
4 存在的问题和改进措施
计算机和PLC在冷轧生产线自动控制, 在机架间张力控制、卷取张力控制、厚度控制等方面取得了良好效果。但卷取卷径计算还存在误差较大问题, 由于原卷取卷径采用设定厚度和卷取机角速度进行简单计算得出卷径大小, 没有把张力等因素加以考虑, 误差较大。改进方法采用末机架线速度和卷取线速度相等的原理, 即V=n1πD1/i1=n2πD2/i2。 (V为线速度;n1为末机架电机转速;D1为末机架轧辊直径;i1为末机架减速机变比;n2为卷取电机转速;D2为卷取机卷径;i2为卷取减速机变比。) , 即可得到稳定和误差较小的卷取卷径。 (1) 通过设置末机架辊径大小D1, 末机架电机转速n1从末机架电机编码器获取, 末机架线速度可得。 (2) 卷取电机转速n2从卷取机编码器获取。这样就可以准确得到卷取直径D2。根据准确的卷取直径就可以获得恒张力控制。采用以上方法改进, 只要对S7-300PLC程序和WINCC部分修改, 就能实现卷取卷径理想的效果, 无需另外投资。
5 结语