年产30万吨球团厂工程项目可行性研究报告Word格式.docx
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4
抗压强度
N/个球
≥2200
5
ISO转鼓强度(+6.3mm)
≥93
6
耐磨指数(-0.5mm)
≤5
7
R2
自然、酸性
1.4主要技术经济指标
球团厂主要技术经济指标,见表1-2。
球团厂主要技术经济指标表表1-2
项目
单位
指标
球团厂生产规模
万吨/年
30
主要
设备
规格
干燥窑1台
m
Φ2.8×
18
造球机1台
Φ5.5×
0.6
竖炉1座
m2
8
主机作业率
94
利用系数
竖炉
t/m2·
h
4.749
球
团
矿
质
量
原
料
耗
铁精矿
单耗
kg/tp
1080
年耗量
1×
104t
32.4
膨润土
3.0
0.09
年动力消耗
电
kWh/tp
36.4
106kWh
10.92
水
m3/tp
0.8
104m3
24
煤气
200
6000
球团工序能耗
Kg标煤/t
40.94
9
全厂设备总重量
t
10
设备安装总容量
kW
~3000
11
职工人数
人
12
厂区占地面积
104m2
13
建筑物占地面积
14
建筑系数
29.5
15
绿化面积
16
绿化率
20
1.7主要设计特点
本设计充分吸收了中国国内球团厂的先进经验和技术,在工艺,设备和控制等方面都做到了有理有据并有所创新,在装备水平,生产指标和能耗等方面达到同类型厂先进水平。
1.球团厂总图布置应充分考虑了厂区布置合理,物流顺畅,同时也考虑到了生产、检修方便;
2.全厂工艺流程完善,各项技术指标先进;
3.采用精矿干燥工艺和严格控制水分措施;
4.设置了完善的检测项目及控制系统,力求生产过程在最佳状态下进行,并可提高劳动生产率;
5.结合中国国内生产经验,将竖炉的结构做相应改进,保证生球的烘干和炉料的顺行;
6.高度重视环境保护,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和布袋除尘器,使粉尘的排放浓度达到规定标准,对含粉尘的废气采用高效除尘器予以净化,粉尘予以加湿,尽量减少二次扬尘;
7.设置较大的成品堆场,保证工厂生产顺利进行;
8.采用以PLC为核心的EIC系统控制,构成仪电合一的计算机系统,完成全厂生产的顺序控制与过程控制;
9.电气及仪表设备采用性能可靠、质量优良的设备;
10.对生产过程中产生余热、余湿及有害气体的建筑物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,满足工业安全卫生要求。
11.提高水循环率,做到冷却水不外排。
2球团工艺
2.1工厂规模及工作制度
新建球团厂规模为一座8m2竖炉年生产氧化球团30万吨。
年集中中修15天,主机工作350天,即8400小时,期间作业率94%,年实际作业时间7896小时,采用三班连续工作制。
球团厂主机规格为:
干燥窑:
一台Φ2.8×
18m,有效容积:
110.8m3;
造球机:
一台Φ5.5×
0.6m;
竖炉:
一座8m2竖炉,有效焙烧面积:
8m2。
2.2原料、产品及物料平衡
2.2.1含铁原料
含铁原料为外购磁铁矿、外购赤铁矿(用量≤30%)、本厂电除尘和布袋除尘灰。
外购磁铁矿、外购赤铁矿的粒度(-200目含量)在60%以上,水分≤10.5%。
2.2.2燃料
干燥窑和竖炉的燃料均为发生炉煤气,煤气热值5000KJ/m3左右,干燥窑的煤气压力在4KPa,竖炉的煤气压力在20~24KPa。
2.2.3膨润土
为改善生球性能,提高生球强度,采用人工钠化膨润土作为粘结剂,膨润土在近地外购。
膨润土配比在3%左右,膨润土主要理化指标见表2-1:
膨润土主要理化指标表2-1
2h
吸水率
胶质价
ml/15g
膨胀容
ml/g
水分
粒度
%(-0.044mm)
≥500
≥600
≥55
<
≥90
2.2.4原、燃料及膨润土消耗量
球团厂铁精矿、膨润土消耗量见表2-2,高炉煤气消耗量见表2-3。
铁精矿、膨润土消耗量(干量)表2-2
物料名称
年耗量(万t/a)
日耗量(t/d)
30万t/a
925.71
0.9
25.71
注:
以每年生产350天计
发生炉煤气消耗量表2-3
小时耗量(m3)
60万t/a
100万t/a
120万t/a
发生炉煤气
7600
最大:
34233
以每年生产350天,期间作业率94%,年实际作业时间7896小时计,按年产30万吨计时,小时产量为38吨,高炉煤气热值按5000KJ/m3计,高炉煤气小时消耗:
干燥窑1266m3,竖炉6334m3,合计7600m3。
2.2.5成品
产品为酸性氧化球团矿,粒度6~18mm。
其主要性能指标见表2-4。
球团矿综合指标表2-4
(N)
转鼓强度
(>
6.3mm)
耐磨指数
(-0.5mm)
化学成分%
≥93%
≤5%
≤1.0
2.3工艺流程
竖炉球团厂工艺流程见工艺流程图。
2.3.1精矿接受与贮存
球团厂原料采用汽车进料方式:
汽车运料到受料槽,将精矿粉通过胶带机运送到精矿配料仓。
2.3.2膨润土接受与贮存
膨润土罐车运输进厂,罐车自带风送将膨润土卸至膨润土矿仓内。
配料室膨润土矿槽贮存时间为2天左右(因膨润土吸湿性很强,不宜在矿槽内贮存时间太长)。
2.3.3配料系统
配料室配料矿槽采用单列配置,设5个精矿配料仓。
配料仓下部设有圆盘给料机将精矿配到配料皮带上;
膨润土仓内膨润土经星型给料机和螺旋打到配料皮带上,配好的料经胶带机运至精矿干燥室进行干燥。
膨润土仓顶设压力式仓顶布袋除尘器。
膨润土仓均设有料位显示,高低料位报警。
所有矿仓设有振动装置,以保证矿仓下料顺畅。
2.3.4原料干燥系统
精矿进厂水分为10%左右,不能满足造球对精矿水分要求,因此设计中采用了干燥工艺,将精矿中水分部分脱除,以保证铁精矿水份满足造球工序的要求。
需干燥的湿精矿经配料胶带机运至干燥机室,物料干燥后进入造球系统。
干燥选用一台规格为Φ2.8×
18m干燥机,采用顺流式,脱去2~3%的水分,混合料水分控制在7.5~8.0%左右,达到后面工序的需要。
精矿干燥热风炉以发生炉煤气为燃料,配置助燃风机,窑进口烟气温度700~900℃,出口废气温度120℃,从干燥机排出的废气经烟囱排放。
按30万吨计算,干燥窑需发生炉煤气1266m3/h,压力4KPa,助燃风量1800m3/h,压力6KPa。
2.3.5造球系统
造球是球团生产工艺中一个十分重要的环节,生球质量好坏直接影响球团焙烧工艺的正常进行和成品球质量,设计中充分考虑了影响造球的诸多因素,如造球机的参数、加水方式、自动控制水平等,并对造球设备进行优化设计。
造球室设置1台Ф5.5m×
600mm圆盘造球机供竖炉生球。
经干燥后的混合料用胶带机运至造球室上部缓冲料仓,再通过短皮带进入造球盘,造球机转速可调,倾角可调。
在造球过程中添加约0.5~1.0%的水,以使混合料水分控制在造球最佳值。
实践证明造球过程中加适量的水利于成球。
在机械力和毛细水的作用下,造球盘内形成清晰的母球区、生球长大区和成球区。
造球机对应一台辊式生球筛分机,筛出-6mm不合格部分。
筛下物汇合造球盘内人工清出的大块、不合格而全返的生球、竖炉紧急休风时的造球返料,通过返料皮带机,一起返回到配料胶带上重新进行干燥和造球。
合格生球通过带电子称的生球皮带机送往竖炉。
设有料斗1个、开炉皮带一条,必要时将开炉熟球通过生球皮带机送到需要的竖炉上。
2.3.6竖炉工程
建设8m2竖炉一座,厂房面积约2400m3。
主体采用钢筋混凝土框架结构,屋顶采用彩钢板轻型屋面。
一层设置两台电振给料机(GZ6型)和链板机;
二层设置辊式卸料器和液压泵站;
三层为检修平台,用于更换齿辊和处理结炉;
四层为燃烧室平台,设置圆筒卧式燃烧室2个,每室配2只PW-II型混合煤气烧嘴;
五层为炉顶布料平台,布料采用往复式布料小车,布料小车的皮带宽度B=650mm、L=12m。
六层竖炉顶层。
生球从炉顶开始,经历干燥、预热、焙烧、均热和冷却共五个阶段,最后,成品球从炉底排出。
8m2竖炉的烘干床水梁、导风墙水梁、大水梁、齿辊、水套等部位采用循环水强化冷却,循环水来自新建的泵房。
另外,风机等的冷却水也直接来自该泵房。
2.3.7焙球冷却
竖炉下部设置二次冷却系统。
通过鼓风冷却,将球团的温度降到100℃以下,便于胶带机运输,热废气经除尘后排空。
2.3.8成品筛分和储运
冷却后的球团矿,用链板机运到振动筛,筛去≤5mm不合格部分,筛上成品球运到成品仓送炼铁,筛下物运到储仓,再用汽车送到原料厂或烧结厂。
合格球团经胶带机运至成品球堆场堆放。
2.3.9其它辅助系统
2.3.9.1电除尘系统
电除尘器为45m2三电场,烟气来自竖炉炉顶烟罩、竖炉电振及二冷系统,电除尘器内烟气流速为1.034m/s,温度约140℃,除尘效率﹥98%。
除尘器收集的干灰尘由埋刮板输送机输送到加湿卸灰机进行调湿,湿尘用汽车送原料库。
抽风机正常风量为188730m3/h,负压3583Pa。
经过电除尘器除尘,废烟气通过抽风机汇合到公用烟囱排出,烟尘排放浓度≤100mg/m3,烟囱高度45m,烟囱上口流速19.8m/s。
2.3.9.2鼓风系统
鼓风房内设D500冷却风机1台,供竖炉冷却风;
D250助燃风机1台,供竖炉助燃风;
D500备用风机1台。
2.3.9.3循环水系统
①.设备冷却系统
为鼓风机、除尘、煤气加压等设备提供冷却水。
水量为30m3/h,压力为40米,由新建水泵站提供。
②.炉体冷却水循环系统
通过二台循环冷水泵,向竖炉供循环冷却水,单炉200m3/h。
布料,看火和齿辊平台的回水全部汇总后自流入热水池。
再通过循环热水泵将热水送入冷却塔,冷却后进冷水池。
冷热水池用隔墙隔开,冬季热水池的水直接溢流到冷水池而不须冷却。
③.自来水系统
根据各岗位的用水量设计自来水系统。
2.3.9.4煤气加压系统
由煤气发生炉送来的发生炉煤气,经过煤气加压机加后送竖炉使用,配置两台煤气加压机,压力26~30KPa。
干燥窑所用煤气直接用管道送至干燥窑使用,不需加压。
2.3.9.6供电系统
根据整个厂的用电负荷设计高、低配电室。
2.3.9.7成品球团矿检验
球团厂设球团矿检验室,球团矿人工取样后送检验室。
检验设施有:
水分试验装置;
成分化验验装置;
原料粒度试验装置;
生球落下试验装置;
生球、焙球抗压强度试验装置;
转鼓试验装置;
还原性测定装置;
堆密度测定装置及熔化温度测定装置等。
利用上述装置分别对球团矿的物理性能及冶金性能进行检验。
这些检测设施由印度球团厂业主统一安排。
2.4竖炉风平衡及主要工艺风机参数的确定
风机及电除尘器选型依据(年产30万吨)表2-7
名称
小时量
吨耗
压力Pa
备注
1.1
助燃风量
11020Nm3
290Nm3
26460
1.2
煤气量
6308Nm3
166Nm3
发生炉煤气热值5000kJ/m3
1.3
冷却风量
22800Nm3
600Nm3
28420
1.4
炉顶水汽量
4161Nm3
38000×
1.1×
8%×
22.4/18
1.5
炉顶漏风量
4428.9m3
(1.1~1.4)的10%
1.6
二冷废气
50000Nm3
1.7
电振废气
12000Nm3
引风机
110718Nm3
3450
140℃时工况风量为167496m3
电除尘器
45m2
流速1.034m/s
按年350天作业,期间作业率为94%,小时产量为38t计算。
根据表2-7,确定工艺风机能力如下:
助燃风机选D250,供竖炉;
冷却风机选D500;
加压站煤气风机选D150;
抽风机选Y4-73-11№20D型离心引风机,Q=188730m3/h,P=3583Pa。
3投资构成
本项目总投资3000万元,其中工程建设投资总额2000万元(其中建筑费650万元,设备安装费1120万元,其它费用230万元),生产流动资金1000万元。
江苏省冶金设计院有限公司
2010年5月8日