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截止目前，我国电炉钢产量只占总产量的25%，大大低于西方国家的平均值45%。

提高电炉钢的产量必须在电力供应和原料保证上做文章。

实践证明，纯净合格的海绵铁，是电炉的理想原料，这在西方发达国家普遍得到了公认。

“九五”期间，冶金工业调整——优化钢材结构，由注重规模与产量转变为注重质量和效益，要提高钢的质量，如果原料仍以废钢为主，将是很困难的。

这是因为废钢中的有害杂质Sn、As、Cu等几乎100%残留钢中。

据有关报道，美国在25年间，碳素钢中Cu含量上升20%。

镍铬增加1.2倍，锡增加2倍，因此，单纯使用废钢提高炼钢质量将是非常困难的，而使用部分海绵铁就避免了这些问题，所以对冶炼优质钢，如石油套管、汽车用钢、核电站用钢、军用钢等配用海绵铁是非常重要的，也可以说生产特种钢和优质钢就必须配用海绵铁。

由上述可知，海绵铁是生产优质钢和特殊钢的必用材料，是补充废钢不足的优质电炉原料，可作为转炉炼钢的冷却剂，还可用于粉末冶金。

1.1．3该项目建设的有利条件

敖汉旗铁矿资源丰富，矿脉沿努尔虎山山脉走向分布，从四家子、金厂沟梁、贝子府一直绵延到宝国吐，矿带长度近百余公里。

已探明C＋D级铁矿石储量5600万吨，铁矿石平均品位（Tfe）40%以上，铁矿资源远景储量可超过1亿吨。

全旗现已投入生产的铁选厂30多家，日处理矿石量15000吨/日，年生产铁精粉130万吨以上，按现有规模开采，服务年限约15年以上。

敖汉旗贝子府镇现有选铁矿12家，年生产铁精粉50万吨，周边地区金厂沟梁、王家营子、四家子和辽宁北票、朝阳等地选铁矿较多，年产铁精粉200多万吨。

目前该地区及周边铁资源加工还处于初加工阶段，还没有一家铁产品深加工企业，由于产业链条短，深加工程度低，制约了当地铁矿资源的开发与利用，因此，为充分开发利用当地丰富的铁精粉资源，提高产品的附加值，敖汉旗拟在贝子府镇建设年产20万吨海绵铁厂。

1.2　项目概况

1.2.1项目名称：

年产20万吨海绵铁项目

1.2．2申请单位：

1.2.3可行性研究的概况

（1）项目规模

生产规模确定为年产20万吨。

（2）原料供应

本项目投产后年需精矿粉28万吨、还原剂9万吨、石灰石粉1万吨，均可就近解决。

（3）工艺

年产20万吨海绵铁生线选用稳定可靠的隧道窑工艺，其主要设备有：

还原炉、顶车机、台车、烟囱、测温仪表、过渡车、烘干机、风机、换热器、热气管道、除尘器等。

（4）给排水

本项目生产不用水，只有少量生活用水。

（5）土建

年产20万吨海绵铁生产线需建厂房23000平米，办公楼1500平米。

（6）供电

本项目总装机量为1200Kw。

（7）检、化验与机修

主要承担本项目的原料、辅料、成品的化学成份的分析和物理性能检验及全厂生产设备的维修。

检、化验主要设备有：

制样破碎机、电热蒸馏水器、电热干燥箱、分析天平、马弗炉、C、S联合仪、管式炉、比色计、磁力搅拌器、电炉等。

1.2.4项目可行性研究的范围和内容

（1）遵照委托书的要求，年产20万吨海绵铁生产线采用隧道窑工艺，本可行性研究报告就此进行技术论证。

（2）在厂址及外部运输条件确定的情况下，研究最佳的总图布置方案。

（3）针对新建年产20万吨海绵铁项目进行市场调查、分析和预测。

（4）　针对新建年产20万吨海绵铁项目进行技术方案比较并确定。

（5）原料、燃料来源和水电供应。

（6）环保、消防、安全和工业卫生。

（7）投资估算和资金筹措。

（8）经济分析

1.3　项目编制依据

项目可行性研究遵循的原则：

1.3.1年产20万吨海绵铁生产线采用稳定成熟的隧道窑工艺。

1.3.2充分利用还原炉的余热，选择节能、低噪声设备。

1.3.3做好环境保护

1.3.4年产20万吨海绵铁生产线采用粘土质还原罐，项目整体达到国内海绵铁生产的先进水平。

1.3.5投资估算实事求是，但要尽可能节约投资。

1.3.6认真执行国家及有关行业规范、规程和标准。

1.3.7尽可能利用敖汉旗地区现有资源条件，降低投资成本，提高经济效益。

1.4　项目区基本情况

敖汉旗位于内蒙古中东部、赤峰市部东南部，气候属半干旱大陆性季风气候。

敖汉旗辖29个乡镇（苏木），323个行政村，2004年末总人口约为59.3万人，旗政府所在地新惠镇城区人口5.9万人，2004年全旗地区生产总值完成29.1亿元，增长23.1%。

敖汉旗区位优势明显，地处环渤海经济圈，毗邻东北老工业基地，距京、津、唐、沈、大、锦等大中城市的距离都在500公里以内，是内蒙古自治区距离出海口最近的地区。

关于敖汉旗的更具体情况将在本报告的第四章做详细介绍。

1.5　承办企业情况

第二章项目建设的必要性

（1）进一步规范当地铁资源采选业生产，合理开发铁矿资源的需要

敖汉旗目前铁矿资源采选业还不尽规范，采矿点较多，选矿企业规模从年产2万吨到年产10万吨大小不等，有30多家，由于部分采选企业只注重眼前利益，矿山无序开采，选矿科技含量不高，造成铁矿资源的浪费。

建设年产20万吨海绵铁厂，年需消耗铁精粉28万吨，实现了铁精粉资源的就地转化增值，不但减少了铁精粉的销售费用，而且能促进铁精粉价格的上涨，这将有效地促进采选企业规范生产，增加投资，提高采选的科技含量，使矿山得到合理有效的开发。

同时，海绵铁厂从自身发展的需要，可通过市场化运作，整合当地的铁矿资源采选业，实现铁矿资源采、选、深加工规模化生产，产业化开发。

（2）项目建设有利于地方的经济发展

敖汉旗是农业大旗、工业欠发达，是国家扶贫工作重点县。

这项工程上马后，年实现产值近4.4亿元，可直接和间接提高地区GDP　个百分点，第二产业比重提高　个百分点，产业结构更加趋于合理，为农业大旗变为工业强旗奠定基础，可使财政收入增加6700万元以上（国税与地税），提高　　%。

安排就业人员246个，因此，利用当地丰富的铁精粉资源建设海绵铁厂项目，可以把当地资源优势转化为经济优势，优化经济结构，加快地方工业发展速度，增强财政实力，既可以强旗又能富民。

（3）项目的建设是企业进一步发展的需要

敖汉旗投资环境较好，政策优惠，特别是铁矿资源储量丰富，是敖汉旗的一个新兴产业，公司利用自身的资金和技术优势，抓住钢铁和铸铁件市场较好的有利时机，在敖汉旗开发铁矿资源前景非常的广阔，也是壮大企业实力的一条有效途径。

第三章市场分析预测

随着我国钢铁产品结构的调整，电炉钢比例不断增加，而优质废钢供需矛盾紧张，致使可替代优质废钢的海绵铁市场需求正趋增长。

今年1～5月份，进口海绵铁及其它海绵铁产品达54.91万t，比去年同期增加33.56万t，增幅157.18％。

海绵铁及其它海绵铁产品进口的增长原因：

一是海绵铁已逐渐被国内用户所接受。

海绵铁相对废钢铁而言，其化学成份稳定，残杂元素含量低，有害元素S、P和一些有色金属含量低，大大提高钢材质量。

在电炉冶炼中配备不同比例的海绵铁，是控制电炉钢中有害元素的重要手段。

我国天津大无缝钢管厂采用海绵铁生产的低合金石油套管达到国际水平。

海绵铁不仅是电炉用优质废钢的替代品，也是工业纯铁和粉末冶金的原料。

由于国内废钢缺口很大，国际市场废钢坚挺，进口废钢明显减少。

在这种情况下刺激了海绵铁的大量进口。

二是目前国际市场海绵铁及其海绵铁产品价格趋降。

2005年前5个月，我国进口的海绵铁及其它海绵铁产品平均比去年同期下降8美元/t。

海绵铁已成为国际新兴发展产业。

其特点是不用焦炭炼铁，这对二十一世纪缺乏优质焦煤的世界钢铁业具有重大的现实意义。

因此，海绵铁在国外发展很快，2000年，国际海绵铁产量从1996年3328万t增至4320万t，比1999年增长12％。

专家预计，2005年海绵铁产量将达到6000万t，2010年将达7500万t,是近年发展最快的冶金产品之一。

目前世界生产海绵铁超过100万t的国家有：

委内瑞拉、印尼、印度、伊朗、沙特、独联体等国家。

其中印度、委内瑞拉等国的产量高达500万t以上。

随着世界电炉-连铸-连轧短流程钢厂的发展和电炉钢品种中优质钢、特殊钢比例的增加，加之优质废钢来源的减少，促使电炉生产厂家积极采用海绵铁作为优质废钢的替代品。

在我国已明确今后不再发展高炉炼铁的政策推动下，近年来，我国先后在天津、山东、北京、四川、福建等地建了不同工艺、不同规模的回转窑生产海绵铁，有的还准备扩大规模。

上海宝钢、邯钢马头、焦作凯马、福建大田等地的有关单位，正在积极筹备并将海绵铁列入重大科技项目，进行招标引资。

据初步统计，目前我国海绵铁年生产能力已达到60万t以上。

然而，这与我们产钢大国的地位极不相称。

虽然我国钢产量居世界第一位，但结构不合理，低附加值的普通钢过多，许多桥梁、船舶、航天、军工用特殊材料的优质钢仍靠进口，国内钢铁工业逐步调整结构，钢铁发展的重点将由产量转向品种质量。

因此发展优质钢材是我国钢铁工业参与国内外市场的根本前提。

由于优质钢材逐年增长，对海绵铁需求也相应增长，按目前国内电炉钢年产2000万t，配用海绵铁以20％～30％计算，每年需求量约500万t，可见，市场前景非常广阔。

据调查，最近河北邢台海绵铁制造公司隧道窑生产的海绵铁在销往西宁、大冶（未经压块价格为2450元/吨）的同时又有日本、南韩及国内的几家钢厂上门求购海绵铁，产品供不应求，香港外商在福建省厦门投资建设的年产20万吨海绵铁生产线，现已投产运行，未经压块产品售价为2450元/吨。

据悉，上海宝钢和广钢两家，每家年需海绵铁30万吨以上，正在寻找供货厂家。

同时，敖汉旗的周边地区也有较大量的海绵铁市场需求，比如，本溪钢铁公司每年的海锦铁采购量为40-50万吨，可成为本项目的最大潜在客户；

另外，包钢最近也在寻求海绵铁供货厂家，需求量也较大。

本项目投产后，产品外部市场十分广阔。

第四章建设条件与厂址选择

4.1建厂的有利条件

4.1.1自然地理概况

敖汉旗位于内蒙古中东部、赤峰市东南部，东邻哲盟奈曼旗，西与辽宁省建平县接壤，南与辽宁省北票市、朝阳市相连，北与赤峰市松山区、翁牛特旗隔老哈河相望。

地处科尔沁沙地南缘和燕山山脉向松辽平原过渡地带，地形复杂、地貌类型多样。

全境东西约112公里，南北175公里，总面积8300平方公里。

地理位置位于东经119°

30′—120°

53′，北纬41°

42′—43°

02′之间。

气候属半干旱大陆性季风气候，四季分明，太阳辐射强烈，日照丰富，气温日差较大，历年最高气温41.7℃，最低气温-30.7℃，无霜期平均145天左右，年降雨量310－460毫米之间，且分布不均，从南向北逐减。

4.1.2社会经济概况

敖汉旗辖29个乡镇（苏木），323个行政村，2004年末总人口约为59.3万人，旗政府所在地新惠镇城区人口5.9万人。

2004全旗地区生产总值完成29.1亿元，增长23.1%。

其中，第一产业增加值完成14.5亿元，增长36.8%；

第二产业增加值完成6.1亿元，增长27.6%；

第三产业增加值完成8.5亿元，增长15.3%；

财政收入完成1.218亿元，增长38.7%；

农牧民人均纯收入达到2120元，同比增加579元；

城镇居民人均可支配收入达到5310元，同比增加410元；

全社会固定资产投资完成10.3亿元，增长71.6%，粮食总产实现10.2亿斤。

4.1.3区位交通

距锦洲港仅230公里，距朝阳区飞机场45公里，距赤峰飞机场110公里。

京通铁路横贯中部，旗内8个站点。

区域公路网已具相当规模，密度较高，达到20.3公里/百平方公里，路网连通度为1.72，基本上形成了四通八达的公路网络。

公路通车路程为2200公里，其中有305、111国道和县道玉四线经过旗政府所在地。

赤通高速2005年开工建设，在敖汉境内有85公里，设有3个出口，到2007年全线贯通。

赤峰至朝阳高速也将于2006年开工建设，2008将将建成通车。

4.1.4电力资源。

赤峰是产电大市，年发电量80亿度，市内仅用35亿度，每年向东北电网供电45亿度，是电力输出市。

敖汉旗电网接在东北电网赤峰地区首端，由220千伏一次变66千伏出线，全旗现有66千伏送电路403.4千米，变电站12座，总量104500千伏安；

10千伏配电线路3202千米，配电变压器3266台，总容量168500千伏安，全旗用电设备总容量134008千瓦，二期城网改造工程的实施，将新增供电能力20000千瓦。

大工业用电价格0.385元/千瓦时；

居民照明用电价格0.395元/千瓦时；

商业用电0.748元/千瓦时。

4.1.5通讯。

全旗实现了村村通程控电话。

中国移动、中国联通移动电话网络覆盖全境，实现了服务无盲区。

4.1.6土地、水、劳动力资源。

全旗总面积8300平方公里，发展空间巨大；

境内主要有河流五条，地上、地下水资源丰富。

老哈河、叫来河、孟克河属西辽河水系，牦牛河、小凌河属大凌河水系。

地上水总量2.3亿m3，地下水补给量1.6亿m3。

敖汉旗总人口60万人，其中农业人口54万人，劳动力26万人，可供使用剩余劳动力15万人。

4.1.7投资环境。

投资者可享受国家西部大开发的各项优惠政策，同时享受自治区、赤峰市和敖汉旗出台的各种投资优惠政策，涵盖土地、税收、收费等各方面。

还可享受内蒙古自治区连续几年帮扶敖汉发展的优惠政策，即：

资金扶持，项目优先。

对外来投资企业实行“一条龙服务，一站式办公”，对重点企业实行挂牌保护，对特殊情况采取一事一议、特事特办制度。

4.2厂址选择

建厂地点位于敖汉旗贝子府镇贝子府村北山，属山坡地，较平缓，位于305国道后坟段东侧。

贝子府镇位于敖汉旗东南部，努尔虎山北麓，教来河由东向西纵穿全镇，国道305线、县道宝老丝交叉从镇区穿过，地理位置为北纬41°

58′—42°

15′，东经120°

16′—120°

32′，距旗政府所在地新惠镇60公里。

第五章工艺技术方案

5.1　现有工艺技术特点分析

世界直接还原工艺根据使用还原剂的不同，可分为两大类：

使用气体还原剂的气基直接还原法和使用固体还原剂的煤基直接还原法。

气基直接还原法，主要分布在中东、南美等天然气资源丰富的地区，这些地区以电炉短流程为主的钢铁工业也得到迅猛发展。

代表工艺为Midrex竖炉法、HYL，反应罐法和流态化法。

煤基直接还原法，主要分布在南非、印度、新西兰等地，天然气资源有限，但有优质的铁矿资源和丰富的煤炭资源。

代表工艺有SL-RN法和Krupp法。

我国从能源储量和合理利用考虑，还不能为冶金工业生产提供足够的天然气，即使有气可用，成本也太高，生产一吨海绵铁，若用天然气要400—500m3，天然气部分的成本就占600—750元；

若用煤气，要1600m3煤气成本1600元。

因此气基直接还原无法考虑。

在国内使用较多的工艺有隧道窑工艺、回转窑工艺和倒焰窑工艺三种，均为煤基还原法，国内一些单位也做了一些其它工艺的研究试验，均未得到工业性生产的成功。

倒焰窑在我国发展较早，其特点有：

投资少、上马快、成本低、规模灵活、操作简单、对原料要求低，但其产品质量差且不稳定，生产效率低、能耗高、劳动强度大、操作环境差、环境污染严重、装备水平落后、全人工操作，无机械化可言，但因其投资少还有一些小型企业在使用，国家不提倡使用。

回转窑工艺的特点：

机械化程度较高、操作环境较好、劳动强度低、污染较轻，但也存在着产品成本高、投资大、易于发生结圈故障，产品质量较低，填充系数低（一般在10%—20%）产品分化率高。

对原料及还原剂要求苛刻，生产效率较低，热效率低等缺点，在国内有几家使用过，但均不太成功。

隧道窑工艺具有工艺成熟可靠、投资少、见效快、成本低、产品质量高且稳定、操作简单、设备运行稳定、能耗低、对原料的要求不苛刻、规模灵活填充系数高（一般在30%以上）等优点。

在国内有十几家海绵铁厂在使用，在国内属成熟可靠使用较多的工艺。

本项目就选用该工艺。

5.2　隧道窑工艺优势分析

隧道窑罐装法生产海绵铁是瑞典人在1911年首先用于工业生产海绵铁的方法，经过多年的技术发展，已经是一种有效的生产海绵铁的方法。

国内部分隧道窑设计与施工单位已研制开发了新型隧道窑海绵铁生产方法，它是将精矿粉、煤粉、石灰石粉，按照一定的比例和装料方法，分别装入耐火罐或金属罐中，然后把罐放在罐车上，推入条形隧道窑中，料罐经预热，1150℃加热焙烧和冷却之后，使精矿粉还原，得到海绵铁的方法。

隧道窑海绵铁生产工艺已有几十家采用并有几十条生产线建成投产。

当精矿粉含铁67%以上时，此法生产的海绵铁实物分析结果是：

碳0.04—0.045%，硫<

0.02%，磷<

0.05%，二氧化硅<

3%，金属铁85%以上，全铁92%以上，金属化率≥92%。

隧道窑生产工艺的特点：

（1）原料、还原剂、燃料容易解决

此方法所用的原料是精矿粉，这远比富铁块矿好解决，同时，生产中不需要把精矿粉先变成氧化球团，生产费用也低；

还原剂是普通的无烟煤粉或焦碳末，煤中灰分熔点也不要求很高；

供热的燃料是普通动力煤或煤粉，有多余高炉煤气，焦炉煤气，混和煤气，转炉煤气、石油气、天然气的地方也可用这些气体做热动力，还可使用发生炉煤气或重油，本项目拟采用混合煤作燃料。

（2）生产工艺容易掌握，生产过程容易控制

隧道窑工艺采用煤、煤粉或煤气的加热方式，燃烧孔设在沿隧道长度方向的两面侧墙上或炉顶上，根据炉温的加热曲线调整燃煤量或燃气量，使炉内温度稳定地控制在一定的范围内。

正常反应的炉顶温度为1100—1150℃。

对于条形隧道窑车上的焙烧罐连续地从窑头装入窑内，经过预热段、还原段、保温缓冷段后，完成还原过程，进入卸料工序；

精矿粉和煤粉的比例和装罐方法很容易掌握，焙烧温度和焙烧时间也不难实现，因此，隧道窑工艺容易掌握，过程容易控制。

（3）设备运行稳定，产品质量均匀

隧道窑海绵铁工艺的工序环节少，设备简单，条形隧道窑的特殊结构保证了运行可靠，隧道窑本身在上述焙烧温度下寿命很长，几乎没有故障可出。

因为每个料罐都在同样的气氛下，经过同样时间的预热、焙烧还原、保温缓冷的过程，在一定容积的焙烧罐内，精矿粉和煤粉按照一定的比例和装料方法装入焙烧罐后，在一定的焙烧温度和焙烧时间的条件下，必然能得到一定金属化率的产品。

产品质量必然是均匀的，生产实践已证实了这一点。

（4）固定资产投资少

隧道窑海绵铁的吨海绵铁固定投资仅为350—450元，比单纯建小高炉一个工序的投资还便宜，规模加大比例投资会更少。

（5）生产成本低

1993年天津无缝钢管公司从马来西亚进口的海绵铁的厂价为2721.5元/吨；

2004年我国从国外进口的海绵铁到岸价为310美元/吨，再加上其它费用到厂价为2700元/吨，国内所建的年产30万吨海绵铁厂的吨铁成本为2400元。

而用隧道窑工艺，在靠近精矿粉产地且资金或场地受一定限制的地方用此工艺建海绵铁厂比较理想，每吨海绵铁的成本在800—1300元之间。

（6）工厂的规划灵活

隧道窑海绵铁工艺一条至三条隧道窑为一组，每组生产海绵铁2～5万吨，一个工厂可同时建一组或多组，当资金暂时紧张时，还可建年产1万吨的一条隧道窑，投资为400万元，规模灵活。

吨铁投资和成本不因规模变化而有悬殊变化，本项目确定规模为年产20万吨，选用4条隧道窑，每条可年产海绵铁5万吨。

（7）具有更广泛的应用潜力

用含铁67%以上的精矿粉生产的海绵铁，可作为电炉炼钢的原料；

用含铁71.5%以上的精矿粉生产的海绵铁，可用于粉末冶金。

（8）污染较小

由于精矿粉在隧道窑中，焙烧还原游离铁的过程是一种高温下的化学变化，还原反应物主要是CO2和金属铁，没有水污染，噪声污染也较小。

（9）年产20万吨海绵铁方案，终产品为冷压块，深受炼钢厂的喜爱。

（10）设备简单

隧道窑工艺一般只由还原炉、台车、过渡车、顶车机、测温仪表、烟囱等简单易操作设备组成。

（11）上马快，建设周期短

年产20万吨的海绵铁生产线建设周期仅为8－12个月。

从上面的数据分析可以看出，隧道窑海绵铁生产工艺在投资少、成本低、运行稳定方面更为突出。

因此，本项目选用此种生产工艺。

5.3本项目生产线介绍

5.3．1年产20万吨海绵铁生产线生产工艺

焦粉或煤粉+精矿粉+石灰石粉→装罐→入炉焙烧→冷却→成品检验→入库。

精矿粉、焦粉或煤粉，石灰石粉按一定比例装罐，人工码放在台车上，由推进器推入炉内，经预热、加热并保温一定时间后出炉，空冷后卸罐，成品经检验合格后入库。

罐体、台车循环使用，每天每条窑可生产167吨（按照300个运行日），年产量为20万吨。

5.3．2年产20万吨海绵铁生产线主要设备

（1）隧道窑：

本项目用4条隧道窑，每条长245米，宽6米，双砂封结构，全部采用耐火材料砌筑，两侧加热。

（2）台车：

本项目用400辆，台车用型钢焊接，上砌耐火材料，台车采用车轮式运行方式，方便灵活，运行阻力小，正常情况下每座窑炉内50--75辆，其他装料后待用。

（3）推进器：

液压驱动，最大推力50吨，最大行程3m，每条窑一个。