25000KVA技术资料Word文档格式.docx
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20
10
木材
13
11
柴油
30
12
圆钢
吹氧管
14
氧气、乙炔
15
砌包：
焦沫、砖
16
维修费
17
吨袋
25
18
筑炉费用
19
合计
注：
1、原矿以含镍2.0，含铁17为依据计算，生产成品镍含量以10.3为计算依据。
2、目前市场利润：
10.3*1350元/Ni=13905元-10728元=3177元。
3、主要原辅材料根据地区不同运费不同，会有所变化。
2、冶炼工艺
2．1设计方案
2．1．1概述
根据拟定建设规模，本工程设计一个冶炼车间，车间内设一座2500OkVA矿热炉，主要承担镍铁合金的冶炼、浇注和精整等工作。
一个原料处理车间，内设箱式烧结机，主要承担红土矿干燥及预还原工作。
煤气发生炉一座。
原料堆场及干燥车间。
2．1．2镍铁合金工艺选择
处理红土矿（氧化镍矿）的工艺流程有很多，但主要分火法冶炼工艺和湿法冶炼工艺两类。
大多数火法工艺（镍铁或镍琉熔炼）使用的传统流程为干燥一焙烧/还原一电炉熔炼。
而目前两个较成熟的湿法工艺是Caron（卡隆）工艺和HPAL（高压酸浸）工艺。
国际上对红土矿的冶炼工艺选择以火法为主，主要由于火法对于处理含镍量高于1.5%的红土矿是特别适合的，因此本工程选择火法工艺生产镍铁合金。
即干燥一焙烧/还原一电炉熔炼的工艺流程。
2．1．2镍铬合金工艺选择
本工程选择火法工艺生产镍铬合金。
由于镍铬合金加入了部分红土矿，所以采用红土矿经干燥一焙烧/还原一电炉熔炼的工艺流程。
2．2产品品种
设计主要产品为镍铁合金（平均镍含量在10%的镍铁）
商品镍铁品种规格如下：
镍铁牌号及化学成分
牌号
化学成分（%）
Ni
Si
C
P
S
NiFc8
8-10
1-2
≤0.035
≤0.04
NiFe10
10-12
NiFe12
12-15
2．3生产规模
生产规模为建设2500OkVA×
1矿热电炉，年产镍铁合金2.5万t。
车间年工作日为350天。
2．4主要原辅材料和技术条件
2．4．1镍铁合金生产需要的主要原辅材料和技术条件
2．4．1．1红土矿
红土矿（氧化镍矿石）是生产镍铁合金的主要原料，主要是由铁、镍、硅等含水氧化物组成的疏松粘土状矿石，由于铁的氧化，矿石呈红土状。
红土矿一般含有20～40%的水分，需要在干燥、还原焙烧阶段将水分去除，这个过程是在干燥窑和立窑中进行的，矿石在料场破碎后加入干燥窑，然后破碎并加入炭素还原剂加入到立窑。
矿石被焙烧脱水和预还原后送矿热电炉车间。
红土矿原矿（约含Nil.4%）年需要量80万t，主要由东南亚国家菲律宾、印尼、新喀里多尼亚等进口。
红土矿技术条件见表2-1。
表2-1红土矿技术条件
物料
名称
CaO化学成分%
粒度
mm
Cr2O3
ΣFe
SiO2
MgO
Al2O3
红土矿
1.9
1.76
17.76
27.67
21.26
1.68
≤60
2．4．1．2炭质还原剂
选用焦炭还原剂入炉，年需要量为1万t，主要从省内或山西等地购买。
炭质还原剂入炉技术条件见表2-2。
表2-2炭质还原剂技术条件
化学成分%
固定炭
灰分
挥发分
H2O
81.25
15.32
3.32
0.02
0.75
5～30
2．4．1．3石灰石
主要从当地购进，汽车来料，年用量2.5万t，入炉。
其主要技术指标见表3-3。
表2-3石灰技术条件
CaO
石灰
大于52
0.72
0.008
0.015
2．4．1．4电极糊
矿热电炉采用电极糊生产，需要量100Ot/a。
采用密闭糊。
电极糊理化性能按YB/T5215-96标准执行。
电极糊入炉尺寸50～15Omm。
具体要求见表2-4。
表2-4电极糊理化性能指标
灰分%
挥发分%
抗压强度MPa
电阻率
μΩm
体积密度
g/cm3
4.0
12.0～15.5
≥18
≤65
≥1.38
6.0
≥17
≤75
2．5生产工艺简述
镍铁合金以红土矿为主要原料，焦炭作还原剂，石灰石作熔剂，在镁砖内衬炉内进行冶炼生产。
镍铁合金矿热电炉需要的干燥红土矿在在保温的状态下通过电动车被送到镍铁合金矿热电炉车间由车间内吊车吊至镍铁合金矿热电炉炉顶平台炉顶料仓内，镍铁合金矿热电炉所需焦炭、石灰由皮带机送至配料仓，然后经称量系统按批次配料，冉由皮带机送至炉顶料仓内，需要时炉料经料管靠自重下降。
镍铁合金矿热电炉设两个出铁口，每4h出一次铁。
熔渣和铁水同时从铁口流入铁包车上的铁水包内，熔渣再流入渣盘内，铁包车牵引至浇注跨，经32/lOt起重机将铁水浇注成锭，经冷却，精整，破碎加工，包装，然后送成品库称量，存放。
由于当地缺水，熔渣采用干渣处理，外销综合利用。
铁水浇注采用铸铁机方式，设计选用链轮中心斜长为32m，单链带滚轮移动式1台，用于镍铁合金的产品成型生产。
铸铁机最大生产能力102t/d。
工艺流程图见图2-1。
2．6车间组成
2．6．1主厂房
主厂房由炉子跨、浇铸跨、成品跨、变压器跨及公用辅助设施组成。
主厂房参数见表2-5。
表2-525000kVA矿热电炉主厂房参数
序号
跨间名称
主厂房参数（m）
起重机配置t×
台
跨度
长度
轨面标高
炉子跨
90
5×
浇注跨
24
32/10×
变压器跨
7.0
成品跨1
10×
2．6．2公用辅助设施
为满足铁合金生产要求，还设有原料系统、车间变电所、净循环税系统、除尘系统等公用辅助设施。
图2-1镍铁合金生产工艺流程图
2．7生产能力及主要设备选择
2．7．1生产能力计算
Q=
式中：
Q——电炉日产量，t/a
24——电炉每天工作小时，24h;
P——电炉变压器额定容量，取25000kVA;
K——电炉变压器功率利用系数，取0.98；
COSΦ——电炉功率因数，取0.89；
（补偿后）
W——单位产品的冶炼电耗，取7500kWh/t。
99.5%——产品合格率；
矿热炉日产量＝
＝74t/d
矿热炉年产量=74×
350=26000t。
2．7．2设备选择
a．炉型
进行工艺设计时，考虑了两种目前国内较先进炉型，并进行比较，见表2-6。
表2-6炉型方案比较
炉型
半封闭矿热炉
封闭矿热炉
结构
特点
烟罩为矮烟罩，设炉门，半封闭式
烟罩与炉体全封闭，不设炉门
优点
可采用除尘措施，消除污染，自动化程度较好，维修容易，操作已掌握，投资较省，经济指标比较好
炉气易回收，节省能源，自动化程度高，操作条件好，经济指标好
缺点
不易回收煤气，烟气净化处理量较大，能耗较高
炉子结构复杂，投资大，对原料要求严格，运行和维护费用高
从方案比较看，认为全封闭矿热炉在国外内运行已是成熟，可靠的生产工艺设备，且投资省更适应本工程实际情况。
因此，本设计选用全封闭固定式炉型。
b．电极升降、压放、把持系统
电极升降采用液压缸升降方式。
把持器采用液压波纹管，每个波纹管单独顶一块铜瓦，能保证每块铜瓦与电极都接触良好。
压放装置采用液压抱闸和压放缸组成。
c．炉顶上方配备有电动单梁悬挂吊车。
d．每台电炉采用三台单相变压器，单台容量8333kVA
e．电炉主要技术参数
表2-725000VA矿热电炉主要技术参数
参数名称
单位
主要技术参数
备注
电炉炉型
封闭矮烟罩
额定功率
kVA
25000
单项8333
变压器一次侧电压
kV
35
二次侧电压
V
160～300
电极材质
自焙电极
电极直径
1500
极心圆直径
3600～3800
电极升降速度
m/min
0.5
电极工作行程
1200
1．7．2铸铁机
设计选用链轮中心斜长为32m,单链带滚轮移动式铸铁机1台，用于镍铁合金的产品成型生产。
单台铸铁机技术性能见表2-8.
表2-8铸铁机技术性能表
项目
技术规格
铸铁机的形式
单链带滚轮移动式
铸铁机链轮中心斜长
32
m
铸铁机倾角
9o33’
链轮节园直径
Φ400
链带速度
2.84
铁块重量
kg
铁模总数
240
个
铁模间距
生产能力
102
t/d
减速机
JZQ-500-1-4Z,I=332.64
设备总重
t
铸铁机受铁水由前方支柱、铁水包、铸铁通廊构成。
与铸铁机相配套的设施有冷却用的循环水池及泵房以及相关的喷浆设施。
2．8工艺特点及装备水平
冶炼工艺采用成熟、可靠的工艺技术，炉体设备设计采纳和吸收国内许多成熟可靠的先进技术和装备。
为提高劳动生产率，上料系统采用自动化、机械化控制，配料准确可靠达到精料入炉并减轻工人劳动强度。
采用封闭矮烟罩炉型，改善工人操作环境，为烟气净化除尘和今后余热利用创造较好条件。
每台电炉采用三台单相变压器，单台容量8333kVA，缩短了电炉短网长度，提高了电炉功率因数
短网采用水冷铜管，软母线采用水冷电缆。
电极升降、压放和把持装置采用液压传动。
2．9车间主要技术经济指标
镍铁合金车间主要技术经济指标见表2-9。
表2-9镍铁合金车间主要技术经济指标
指标名称
指标
电炉座数
座
电路容量
产品品种
镍铁合金
约含镍10%
产品合格率
%
99.5
车间年工作日
d
350
车间年产量
t/a
车间主厂房面积
m2
主要原辅材料单耗
8.1
湿红土矿
kg/t合金
8800
8.2
150
8.3
50
8.4
40
8.5
钢材等
8.6
耐火材料
8.7
单位产品电耗
5500
8.8
动力电耗
250
3、原料系统
3．1概述
原料系统由原料一次堆场、原料棚、原料干燥棚，原料的整粒系统、配料系统及矿石干燥、预还原系统组成。
原料一次料场主要堆存湿红土矿。
原料棚具有对湿红土矿的破碎，筛分的功能，原料干燥棚主要堆存红土矿。
配料系统将各种原燃料经人工配料后送至电炉车间。
3．2主要原、燃料来源
生产镍铁合金主要原料为红土矿、焦炭、石灰等，其主要来源和化学成份见冶炼工艺说明。
3．3原、燃料及辅助材料
镍铁合金原料消耗见表3-1。
表3-1镍铁合金消耗表
原料名称
单耗kg/t
入炉粒度mm
堆比重t/m3
8000
1.1
1.0
0.5～0.6
～1.5
3．4原料系统工艺
根据厂址地形特点经多方案比较后，决定原料系统由原料一次堆场，原料棚、原料干燥棚、原料的整理系统及配料系统等组成。
3．4．1原料一次露天堆场
外购湿红土矿由汽车运至一次堆场堆存，贮存期为3个月。
3．4．2原料棚
原料棚主要是对湿红土矿进行整粒，棚内设铲斗车一台，PEF4O0×
600额破一台，3×
4.5m振动格筛两台。
红土矿经破碎筛分后由胶带机送至焙烧。
焙烧后由保温罐送入电炉冶炼车间。
3．4．3原料干燥棚
湿红土矿焙后，其中一部份由胶带机送至干燥棚内进行贮存。
贮存时间为5个月，以备冬季使用。
棚内设铲斗车一台、移动漏矿车、胶带机各一条，PD×
l600圆盘给料机一台。
3．4．4焦炭干燥棚
焦炭干燥棚对焦炭进行干燥，贮存期为1个月。
棚内设有焦炭破碎筛分系统。
栅内配有5t抓斗一台。
焦炭破碎筛分系统设有Φ610×
400双光辊破碎机一台，YAl236圆振动格筛一台，L=3m拖料秤二台。
焦炭经整理粒后，焦粉作为还原剂由胶带机送至立窑进行配料。
3．4．5配料室
各种原燃料经整理后由胶带机送至配料室。
室内配有5t抓斗二台，振动给料机四台，胶带机及大倾角胶带机各一台。
各种原燃料按工艺要求，按一定的重量比加入炭素还原剂和熔剂混匀中合后送至矿热炉配料仓。
3．4．6原料系统工作制
原料系统除原料一次料场采用二班工作制外，其余均为三班工作制。
3．5干燥及焙烧
焙烧工艺是对湿红土矿干燥及预还原。
3．5．1车间组成：
（1）湿红土矿原料堆场
（2）湿红土矿筛分运输系统
（3）干燥
（4）干红土矿整粒及配料系统
（5）预还原
（6）烟气除尘净化设施
（7）控制站及操作室
（8）成品储运和计量设施
（9）热矿冷却（带冷机）
4、通风除尘
4．1除尘
4．1．1概述
本工程是针对2500OkVA镍铁合金矿热电炉在冶炼生产过程中散发大量含尘高温烟气严重污染周围环境的治理。
为了保护车间作业区的工作环境和减少烟气中所含粉尘对大气环境的污染，因此对各种产尘工艺及矿热炉烟气增设抽风除尘净化系统，使净化后的排放气体的含尘量达到国家《大气污染综合排放标准》（GB16297-1996）、《工业炉窑大气污染物综合排放标准》（GB9078-96）、《冶金工业环境保护设计规定》（YB9066-94）、《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-90）的规定。
原料、燃料烘干及预还原均利用回转窑烟气烘干降低原料中的水份，干燥后的尾气经除尘后由排气筒排入大气。
4．1．2除尘工艺流程
根据工艺提供的资料，年产2.5万t/a镍铁合金工程需新建1座25000kVA镍铁合金矿热电炉，矿热炉按封闭式收尘罩设计，每座矿热炉设二根烟囱，在烟囱上采用电动蝶阀进行除尘及自然排放的切换。
25000OkVA矿热炉炉盖排烟罩排出的烟气温度为320℃～480℃，排烟量为80000Nm3/h，烟气含尘量125gN/m3。
出铁口除尘抽风量450OONm3/h。
本除尘系统由工艺密闭矮烟罩、布袋除尘器、主风机等设备组成，一座矿热炉用一套除尘系统，经计算一台2500OkVA矿热电炉采用6.0-GMPD-6700型布袋除尘器，过滤面积6700m2一套，经除尘后的洁净气体，排放废气含尘浓度小于80～1OOmg/m３直接排入大气，布袋滤料采用防静电、防潮、耐温玻纤针刺毡。
除尘风机选用Y4-73N028.5F，Q=480000m3/h（工况）P=4000Pa电机功率约900kW。
4．1．3仓下输灰设备
布袋除尘设备下部输灰设备采用密封性能好故障率低的输送设备，除尘粉尘每天约40t，粉尘经袋装回收后，由汽车外运处理。
4．1．4新建燃、原料除尘系统
燃料、原料系统主要是对石灰石、焦粉、铬土矿等在转运和筛分、配料过程中产生大量粉尘、严重污染周围环境进行治理，为了保护车间作业区和减少对大气环境的污染，设一套布袋除尘系统，经计算，选用6.0-GMPD-2800型布袋除尘器一套，除尘风机选用G4-73N020D，Q=180000m3/h，P=3200Pa，电机功率250kW。
4．1．5除尘系统敷设
矿热炉至除尘系统管道来用沿主厂房屋顶架空敷设，高温段管道内部涂耐温隔热材料，外部涂耐热防锈漆。
4．2通风
冶炼车间有烟尘及高温，要求采用良好的炉前通风系统。
电炉计算机室、控制室、电气操作室、化验室等房间，根据工艺要求分别设置空调和通风系统。
为改善各车间内高温区操作人员的工作条件，在各高温区域内安装有通风系统进行局部送风排风降温设施。
仅供个人用于学习、研究；
不得用于商业用途。
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