铁矿球团项目可行性方案研究报告Word文档下载推荐.docx
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1、亚粘土2kg/cm2
2、碎块破石3~4kg/cm2
3、强风化的绿泥岩1.5kg/cm2
4、中等风化的石英角闪片岩6~7kg/cm2
5、中等风化的绿泥去母片岩4~6kg/cm2
6、中等风化的其他岩石6~7kg/cm2
官地工业场区气象资料
1、雪荷重50kg/m2
2、风荷重60kg/m2
3、年平均风速10m/s
4、主导风向西北
5、最大降雨量51.3mm/d
6、冬季采暖室外计算温度-24℃
7、夏季通风计算温度28℃
8、冬季室外相对湿度36%
9、夏季室外相对湿度74%
10、冬季土壤冻结深度-1.5m
11、地区地震烈度7°
1.3设计依据
（1）XX集团矿业分公司2003年6月5日给我院的《可研设计委托任务书》；
（2）我院主要设计人员2003年6月11日至6月21日在现场踏勘、结合收集的有关资料；
（3）甲方提供的由中南大学完成的实验报告；
（4）甲方提供的1：
500厂区地形图；
（5）甲方2003年4月22日提出的“XXXX铁矿球团设计邀标函”；
（6）甲方2003年5月16日提交的“官地工业厂区基本情况（包括简单地质与气象资料。
1.4设计原则
（1）采用成熟稳定、实用可靠的工艺流程和设备，技术装备水平达到国先进水平（具体问题双方协商确定）；
（2）控制水平要求先进、经济、实用、稳定可靠，以保证生产过程顺利进行，确保产品质量达到要求；
（3）贯彻执行国家有关环保、职业健康、安全消防、节约能源等规与规定，注意环境保护，强化“三废”治理；
（4）总图布置尽量做到顺畅、紧凑、合理；
（5）厂址选在原竖炉球团厂位置。
在满足工艺生产、环保的前提下，尽量利用现有球团系统的建筑物、设施及设备，节约投资，减少占地；
所有建设项目要符合以下国家及行业规标准：
《烧结厂设计技术规定》YB9056-93
《冶金机械设备安装工程施工及验收规》YBJ213-88
《烧结球团安全规程》冶金部（88）冶安环366号文
《钢铁企业设计节能技术规定》YB9051-98
《采暖通风与空气调节设计规》GBJ19-87（2001版）
《工业企业噪声控制设计规》GBJ87-85
《冶金企业安全卫生设计规定》冶生（1996）204号文
《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996
《建筑设计防火规》GBJ16-87（97版，含2001年局部修订条文）
1.5设计规模和产品方案
1.5.1设计规模
球团厂采用链篦机—回转窑工艺，工厂规模为年产200万吨酸性氧化球团矿。
主机工作330天，作业率90.4%，采用三班连续工作制。
球团厂主要设备见表1-1。
表1-1球团厂主要设备表
序号
名称
规格
备注
1
链篦机
4.5X40m
2
回转窑
Φ5.9X40m
3
环冷机
Φ18.5m
1.5.2产品方案
产品为酸性氧化球团矿，粒度9—16mm，球团矿TFe>
64.5%、
FeO<
1%，球团矿抗压强度>
2500N/个球。
1.6原料，燃料条件
含铁原料为XXXX铁矿自产140万吨和收购65万吨小矿山的磁铁精矿，年用量为205万吨。
膨润土作为粘结剂，年用量约为3万吨。
燃料为高热值烟煤，年用量4万吨。
1.7技术装备水平
1.采用自动重量配料，提高配料精度；
2.重视生球质量，严格控制布料；
3.采用先进的工艺气体循环流程，热利用充分，节能降耗；
4.生产设备的连锁控制和生产的过程控制采用计算机控制；
5.自动化仪表均采用国先进可靠，价格合理的设备；
6.除尘采用高效电除尘器或布袋除尘器；
7.选用先进、适用的工艺设备，关键设备可以考虑引进，以提高球团厂的设备装备水平。
1.8主要公用设施
1.8.1供电
球团厂供电系统主要参数见表1-2。
表1-2球团厂供电系统主要参数表
数值
设备总安装容量
12500kW
年耗电量
59.6MWh
单位耗电量
29.8kWh/t
1.8.2仪表自动化
为保证生产环节的稳定，设置必要的控制系统，仪表主要采用DDZ-III型电动单元组合仪表。
1.8.3给排水
球团厂设有生活消防给水系统，浊环水系统，净环水系统。
提高水循环率，基本做到生产废水不外排。
1.8.4通风、除尘
对生产过程中产生余热，余湿及有害气体的建筑物，如焙烧室，混合室，泵房等均设有自然通风和机械排风系统。
以消除余热，余湿及有害气体。
环境采用高效电除尘器及布袋除尘器进行除尘净化。
1.9环境保护、工业安全卫生、防火及消防
在设计中严格控制粉尘、废水的排放，以保护该地区的生态环境。
在除尘方面根据不同的粉尘性质及工艺流程特点，分别采用高效电除尘器、布袋除尘器和冲激式除尘机组，使粉尘的排放浓度达到国家规定标准。
关于劳动安全与卫生设施，设计除按国家有关规定对建筑物设置防雷、防火安全设施外，对有关孔、洞、梯子设置必要的扶手、栏杆。
设备驱动部分，根据需要设置保护罩。
防火和消防方面，首先在总图布置上考虑道路畅通，便于防火和疏散。
厂房耐火等级为二级。
主厂房设有室消防系统，厂区布置消防管网系统。
消火栓间隔为100~120mm。
1.10能源利用与节能
本设计贯彻合理利用能源和节约能源的宗旨。
采用自动重量配料，提高精度；
严格控制布料，以降低球层阻力，改善气流分布，提高热交换效率；
采用合理的气体循环流程，余热被充分利用；
采用节能型电器设备；
尽量提高水的循环使用率，以降低水耗，节约水力资源。
1.11投资估算
本工程总投资19850万元，其中固定资产投资19456万元，建设期利息394万元。
固定资产投资中，建筑工程费4113万元，安装工程费2122万元，设备费11525万元，其它费用1731万元。
1.12主要技术经济指标
球团厂主要技术经济指标，见表1-3。
表1-3球团厂综合技术指标表
序号
项目
单位
指标
球团厂生产规模
万吨/年
200
主要设备规格
链篦机规格
m
4.5X40
回转窑规格
Φ5.9X40
环冷机规格
Φ18.5
主机作业率
%
90.4
4
球团矿质量
TFe
>
64.5
FeO
<
粒度
mm
9-16
抗压强度
N/个球
2500
5
原、燃料年耗量
铁精矿
1X104t
205
膨润土
煤
4.0
6
年动力消耗
电
1X106kWh
59.6
水
1X104m3
62.0
7
球团工序能耗
Kg标煤/t
31.874
8
全厂设备总重量
t
6300
9
设备安装总容量
kW
12500
10
厂区占地面积
m2
36450
11
职工人数
人
190
12
项目建成价
万元
19850
13
球团矿单位生产成本
元/t
306.1
14
球团矿单位成本费用
322.58
15
借款偿还期（含建设期）
年
4.08
16
投资回收期（含建设期）
5.82
17
部收益率
22.9
18
含报酬率
21.6
2球团工艺
2.1工艺方案的选择
目前，世界上生产球团矿工艺方法主要有三种，链篦机—回转窑球团、带式焙烧机球团及竖炉球团，其球团矿生产能力所占比例分别为43.29%、49.35%及7.36%。
根据试验，用XX磁铁精矿生产酸性氧化球团矿，无论采用那一种工艺都是可行的。
但每种工艺各有特点，可以从以下几个方面比较，见表2-1。
表2-1生产球团矿的三种工艺比较
比较项目
竖炉
链篦机—回转窑
带式焙烧机
规模万t/a
主机规格
竖炉16m2x4座
链篦机4.5x40mx1
回转窑Ф5.9x40mx1
环冷机Ф18.5mx1
带式焙烧机320m2x1
作业率
略低
中
略高
原料
磁铁精矿为主
各种铁精矿或
天然细磨粉矿
燃料
可采用低热值
高炉煤气
重油、天然气、
高热值煤气、煤
高热值煤气
设备总重
低
高
装机容量
自动化程度
需人工参与控制
大
小
一般
质量均匀，冶金性能好，膨胀率低
球团矿质量高，
冶金性能好
球团矿单位加工费
生产调节
差
好调节
劳动生产率
环保
好
投资%
80
100
113
从以上比较可以看出，竖炉球团矿产品质量比另两种工艺稍差，用于大高炉生产影响高炉指标，并且单机生产能力低，最大产量仅为50万吨/年，因此建设一座规模为200万吨/年球团厂不宜采用该工艺；
带式焙烧机工艺燃料用重油、天燃气或高热值煤气，而XX铁矿既无高热值煤气、天燃气，采用重油成本又过高，因此也不宜采用带式焙烧机工艺；
而以煤为燃料的链篦机—回转窑工艺，是XX铁矿球团生产的最佳工艺。
因此，本次设计选取了链篦机—回转窑工艺。
国外，采用链篦机—回转窑球团工艺，生产氧化球团矿总量近1.3亿吨，单机生产能力已达400万吨，见表2-2。
表2-2链篦机—回转窑球团厂一览表
国家
投产
时间
年
设计能力
万t/a
矿石种类
设备规格x台数
美国
1961
镜赤混合
3.73x38.1x2
Φ3.05x36.6x2
1967
磁铁精矿
4.58x36.7x1
Φ6.1x42.1x1
1969
4.58x36.75x1
瑞典LKAB公司
180
4.6x38x1
Φ6.0x43x1
利比里亚
1971
4.57x36.58x1
Φ6.1x42.67x1
1972
600
4.6x43.95x2
Φ6.1x42.67x2
加拿大
1973
磁赤混合
5.66x55x2
Φ6.85x45.7x2
1975
300
混合矿
4.6x60.5x1
Φ6.85x45.7x1
1978
Φ6.1x42x2
智利
1976
350
4.7x55.5x1
Φ6.4x50x1
1974
400
5.66x64.21x1
Φ7.62x48.77
1977
250
赤铁矿粉
4.6x46.0x1
Φ6.7x50x1
1979
1980
280
4.6x41.55x1
Φ6.1x39.62
1982
2.2链篦机-回转窑工艺概述
XXXX铁矿球团厂采用链篦机-回转窑工艺，拟在现有竖炉球团厂的场地建设一座生产能力为200万吨/年酸性氧化球团生产线，生产酸性氧化球团矿供高炉使用。
中南大学对用XXXX铁矿磁铁精矿生产球团矿进行了有关试验室试验，试验结论作为本次设计工艺参数确定的依据，现摘要如下：
1）XX铁精矿粒度细且均匀，形态光滑，具中等成球性能；
2）推荐使用黑山钙质膨润土，用量1.5%；
3）链篦机-回转窑模拟试验获得的工艺参数见表2-3。
表2-3
区段
鼓干
抽干
预热一段
预热二段
焙烧
温度℃
200-250
300-350
600-890
890-950
1270
时间min
30
4）成品球团矿的物化冶金性能，完全可以满足高炉球团矿要求；
5）润磨对改善物料的成球性能及降低膨润土用量作用不大；
6）生球水分8%左右为好，最好不要大于8.5%。
2.3工厂规模及工作制度
生产规模为：
年产200万吨酸性氧化球团矿。
主机工作330天，即7920小时，作业率90.4%，采用三班连续工作制。
球团厂主要工艺设备参数见表2-4。
表2-4球团厂工艺设备参数表
设备名称
参数名称
有效面积
180m2
鼓风干燥段面积
18m2
抽风干燥段面积
45m2
预热一段面积
预热二段面积
72m2
利用系数
33.67（t/m2d）
6.67（t/m3d）
120m2
2.4原料及产品
2.4.1含铁原料
所用含铁原料为XXXX铁矿磁铁精矿，年用量为205万吨。
2.4.2膨润土
膨润土作为球团粘结剂，根据试验室报告，配比按1.5%考虑，年用量约为3万吨。
膨润土为黑山钙膨润土。
2.4.3燃料
燃料为高热值烟煤。
因回转窑焙烧温度及窑尾气体含O2量等因素限制，对煤质有一定要求。
因具体煤源未定，兹根据热工计算及链篦机—回转窑球团厂的生产实际对煤质提出以下要求：
烟煤发热值：
＞25.08MJ/kg
粒度：
25-0mm
挥发分：
15~25（干基）
灰分：
12%
含硫量：
0.8%
灰熔点：
1400º
C
年用量约为4万吨。
上述原料的理化性能及粒度组成见表2-5至表2-6。
表2-5原料化学分析%
SiO2
Al2O3
CaO
MgO
S
P
烧减
XX铁精矿
66.61
28.59
5.32
0.37
0.41
0.28
0.30
0.
1.28
68.30
13.26
1.52
2.36
0.14
10.56
表2-6原料粒度组成%
+150目
150~200目
200~325目
-325目
其中-200目
1.45
0.55
10.1
87.90
98.00
99.50
原料和燃料的用量及入厂条件见表2-7。
表2-7原、燃料用量及入厂条件表
用量（干）
水分（%）
其中-200目>
90%
205万t/a
燃料煤
25~0mm
4.0万t/a
膨润土
3.0万t/a
2.4.4成品
产品为酸性氧化球团矿，粒度9—16mm。
其化学成分及性能见表2-8。
表2-8球团矿综合指标
抗压强度
（N/）
转鼓强度
（>
6.3mm）
化学成分（%）
92%
0.50
5.45
0.45
0.05
0.01
2.5工艺流程
2.5.1工艺流程图
工艺流程图见图2-1。
设备联接系统图见附图。
2.5.2原燃料准备
1）新建球团厂使用的含铁原料为XXXX铁矿自产磁铁精矿，用胶带机由选矿厂运至球团厂新建精矿仓库贮存。
2）膨润土用火车运至球团车间，风力输送到配料槽。
3）燃料煤由火车运来，卸至燃料堆场贮存。
燃料煤入厂粒度为25—0mm，在入窑前需将其磨至-200目>
80%，再由喷煤系统将煤粉喷入窑。
2.5.3配料
配料采用自动重量配料。
精矿设5个配料槽，槽下设Ф2500mm调速圆盘给料机及定量皮带给料机，组成自动配料系统。
膨润土设两个矿仓，下设调速螺旋给料机与冲击秤组成的定量给料装置。
另设一个除尘灰矿槽。
上述物料交至集料胶带机上运至混合车间。
配料室矿槽格数及贮存时间见表2—9。
表2—9配料槽容量及贮量
用量t/h
矿槽有效容积m3
矿槽个数
堆比重t/m3
贮量
贮存
时间h
精矿
276
2.2
2200
5.5
0.7
50.9
除尘灰
1.6
320
2.5.4造球
混合物料用胶带运输机运至造球室。
造球室设置8台Ф6.0m圆盘造球机（其中一台备用），造好的生球经过辊式筛分机，筛出-9mm及+16mm不合格生球，经生球粉碎机粉碎后返回重新造球。
2.5.5生球布料
造好的生球经B=1400mm集料皮带机交摆动胶带机将生球均匀地运到B=4880mm宽皮带机上，调速宽皮带机紧挨B=4880mm辊式布料机，将料均匀地布到辊式布料机上。
生球经辊式布料机后将-5mm部分筛出并通过筛下皮带机，经生球粉碎机粉碎后返回造球。
合格生球均匀地布到链篦机篦板上。
链篦机受料端篦板上方设有自动测料位装置，通过自动调节链篦机运行速度来保证链篦机规定料厚。
2.5.6焙烧系统
焙烧系统由三个主要设备来完成：
链篦机、回转窑、环冷机。
链篦机将生球干燥和预热；
回转窑进行高温焙烧，使球团固结；
环冷机则对焙烧球进行再氧化和冷却。
物流走向：
9-16mm合格生球经辊式布料机均匀布到链篦机尾部，规定料厚200mm，料面上设自动检测装置，该装置通过自动调节链篦机台车速度来保证料厚。
生球经过链篦机干燥段将生球干燥，去除全部物理水和大部分结晶水。
生球经过链篦机预热段将生球其余结晶水去除并逐步加热到近900℃，矿粒的FeO大部氧化成Fe2O3。
预热球经铲料板卸至回转窑，窑头喷煤枪喷入煤粉，焙烧温度达1350℃，预热球经焙烧固化成球团矿。
同时，在高温状态下，少量碎球和煤灰结成块状，俗称“结圈”，偶尔脱落混入球团矿由窑头排出。
窑头设固定筛，将＞200mm的块自动筛出，其余卸入环冷机。
环冷机采用双侧传动，传动电机采用变频调速。
环冷机受料斗料位控制，采用一种简便、可靠的装置，通过自
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