年产15万吨熔融炼铁初步设计.docx
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年产15万吨熔融炼铁初步设计
年产15万吨熔融炼铁初步设计
1总论
1.1设计依据
1）《**黄海冶金公司有限公司25万吨/年预还原流化床熔融炉工程设计技术合同》。
2）**黄海制铁公司提供的《**黄海冶金公司有限公司总体发展规划》。
3）**黄海制铁公司提供的现状电子地形图及规划用地范围。
1.2设计规模
本预还原流化床高炉设计利用系数2.5t/d.m3，年工作天数为330天。
预还原流化床高炉年产炼钢生铁25万吨（一期）。
1.3设计内容及范围
设计内容
预还原流化床高炉供料设施
贮矿（碳）槽系统
预还原流化床高炉上料
预还原流化床高炉本体及风口平台、出铁场设施（完善）
粗煤气设施（完善）
球式热风炉设施（完善）
煤气干法布袋除尘设施（完善）
预还原流化床高炉水冲渣设施（修理）
预还原流化床系统（新建）
TRT余压发电系统（新建）
吸附膜纸样及富氧鼓风系统（新建）
铸铁机及修罐间设施（修复）
预还原流化床高炉鼓风机站设施（修复）
预还原流化床高炉循环水泵房设施（修复）
预还原流化床高炉供配电、传动及仪表设施（新增PLC自动控制）
采暖通风及除尘设施（暂缓）
预还原流化床高炉区总图运输、综合管线等（完善）
设计范围
1、预还原流化床高炉所需预还原铁粉由甲方供至槽前转运站。
2、预还原流化床高炉系统所需的蒸汽、压缩空气、氮气、氧气、生产补充水、生活用水、消防用水由甲方提供至预还原流化床高炉区，其用量见相关专业说明。
3、预还原流化床高炉系统所需的10kV电源由甲方负责送至预还原流化床高炉高压配电室进线柜。
4、全厂总降变电站、化验室、碾泥机室、机械和电气维修车间及生活福利设施等由甲方解决。
1.4设计原则及指导思想
1、结合黄海制铁所停产时间长、设备老化严重的实际情况，本次改造积极采用经济、实用、先进、可靠的新工艺、新技术，装备水平符合**国家的产业政策，本着修旧利废，争取原有设备利用率达到最佳值。
2、坚持以实用为主的原则，采用赤峰普拉萨姆应用技术公司的技术和设备，设计遵循“先进、可靠、实用、高效”方针，采用“粗（低品位Fe≥45%）料、高风温、低顶压、富氧鼓风、流化床预还原、SR-TRT余压发电”的冶炼工艺，加上科学的生产管理，实现预还原流化床高炉生产“优质、高效、长寿、低耗、节能、环保”的目标。
3、在有限的场地，做到总图布置优化合理、布置紧凑、物流顺畅。
4、认真贯彻执行**和地方政府有关政策、法规和行业规范，特别是环保、能源、安全卫生、消防等政策、法规。
5、严格控制工程造价，在保证安全生产的前提下，力求从简，尽量节省建设投资。
1.5工艺配置方案
系统名称
设计内容
备注
原料供应
铁矿粉、块杂矿，料仓、胶带输送机、计量设备、
完善
配料系统
电子计量、混料、输送监控。
新建
炉盖系统
料仓、排散、安全系统、冷却系统。
完善
喷吹系统
预还原铁粉高温喷吹系统，原料处理的低温喷吹
新建
熔融系统
熔融炉、造气、风口、富氧、出铁炉前系统。
完善
流化床
5级旋风式流化床。
完善
鼓风系统
氧气制造、鼓风机、热风炉。
新建、完善
预还原流化床
供气、冷却、供电、控制。
新建
自动控制
监控、工业控制。
新增
辅助系统
风、煤、水、电、、除尘、排污消防。
完善
生活区
洗漱间、更衣室、倒班楼
1.6工艺设计特点
为实现预还原流化床高炉生产结构优化（造气、熔融一体），提高投资效益，降低成本，工艺设计具有如下特点：
粗料：
预还原流化床高炉炉料结构为高碱度低品位预还原铁粉，做到入炉原料80%的预还原率。
铁矿粉、无烟煤进行槽下破碎筛分后入炉，入炉无烟煤、预还原铁粉粒度控制在3mm以下，入炉预还原铁粉含铁品位TFe≥48%。
高风温措施：
采用现有热风炉，既可提高风温，同时也节省了投资。
设计送风温度1050℃——1100℃。
预还原流化床高炉煤气干法布袋除尘：
节电、省水，同时能获得较高质量的煤气，有利于热风炉送风温度的提高。
预还原流化床高炉长寿：
炉体冷却采用工业水循环系统，优化炉体结构，在预还原流化床高炉不同的工作部位采用相宜的耐火材料，保证预还原流化床高炉一代炉役达到3年以上。
底滤法渣处理工艺：
可显著减少占地面积，冲渣水水质好，全部循环利用不外排。
配料、上料及炉顶喷吹和热风炉操作：
均采用PLC控制，所有参数采用LED画面显示。
预还原流化床高炉主控室、预还原流化床高炉主体工艺系统均采用集中操作，所有参数采用LED画面显示。
预还原：
采用流化床预还原系统，使60--80%的含铁炉料在炉外预还原成金属化铁粉，在高温下喷入预还原流化床高炉熔分。
富氧鼓风：
根据其它钢铁企业的实践，富氧率每增加1%，可增产3%。
本设计为电网电压的备补方案。
PR-TRT余压发电：
为提高熔融炉的产量，熔融炉采用高压操作，产生的熔融炉煤气其压力也较高，须减压后方能送煤气用户使用。
熔融炉煤气就有了所谓的“余压”,把煤气导入透平中利用此“余压”膨胀作功,驱动发电机发电。
熔融炉煤气余压回收透平发电装置是利用熔融炉顶煤气的压力和热能，使煤气通过透平膨胀机膨胀作功，驱动发电机发电，进行能量回收的一种装置。
该装置既可回收在熔融炉减压阀组通过强制节流和形成噪声而白白消耗掉的能量，同时又不影响熔融炉的正常生产和煤气的使用。
本项目25万吨熔融炉采用了先进的TRT余压发电技术,包括透平主机、液压伺服控制系统、润滑油系统、大型阀门、无刷励磁发电机组、氮气密封系统、冷却水系统、自动控制系统、高低压发配电系统及工艺制造技术等。
主要技术经济指标
预还原流化床高炉主要技术经济指标
预还原流化床高炉有效容积：
218m³，年产量25万吨
预还原流化床高炉座数：
座1
年产量：
25x104t25万吨
利用系数：
t/m3d2.5
综合煤比：
kg/t.HM190+370标煤
渣量：
kg/t.HM720
风温：
℃1050~1150
炉顶压力：
MPa0.12~0.15
作业率：
%90～96
设备总重：
t1180
各种原料消耗量
预还原铁粉入炉量1.2t/tHM
无烟煤入炉量0.37t/tHM
石灰石等～150kg/tHM
其它辅料～5kg/tHM
动力消耗
水耗：
a净水循环用水量（预还原流化床高炉本体、热风炉）5m3/tHM
补充新水0.2m3/tHM
b冲渣用水4m3/t-渣，耗水量1m3/t-渣
电耗：
300kWh/tHM（不包括鼓风机用电）
鼓风：
1378Nm3/tHM
蒸汽：
50kg/tHM
氧气：
150.Nm3/tHM（电网故障时）
预还原流化床高炉煤气：
950Nm3/tHM
压缩空气：
45Nm3/tHM
氮气：
30Nm3/tHM
产品及副产品：
炼钢生铁25万t/a
水渣25.8万t/a
预还原流化床高炉煤气62500～15000Nm3/h
（其中热风炉自用35000Nm3/h）
（煤气热值～3500kJ/Nm3）
碎矿11.2万t/a
碎煤1.68万t/a
炉尘量1.8万t/a
1.7劳动定员
本定员未考虑碾泥机室、化验室、机修工段等定员。
1.8工程经济
本工程主要包括内容有：
供料系统、预还原系统、炼铁车间、煤气布袋除尘系统、预还原流化床高炉鼓风机站、给排水设施、喷煤系统、铸铁系统、高压变电所、电信设施、厂区综合管线、总图设施等以及和工程相关专业配套设施。
工程静态总投资845万美元。
设备名称
描述
结构
单价（万美元）
备注
高炉维修
风口、窑砖、炉顶
金属铆焊
135
含砌筑改造修复
新增流化床
内径4米
五级串联
180万
新增
原料供给
料仓、输送计量
4组
120
改造
热风炉
直径8米配套风机
组
200
包括阀门管道
富氧系统
600m³/h
1套
120
新增
磨煤喷吹
磨煤、烘干、喷吹
1套
55
新增
炉前出铁
40m（完善）
1套
30
完善
辅助系统
冷却水、除尘
5
修复
工程按静态投资费用划分
工程项目
投资额（万美元）
占静态总投资%
建筑工程费
246.3
设备购置费
845
运输费、报关
180
安装工程费
120
其它费用
60
静态总投资
1451.6
100
2
原、燃料供应
根据业主要求：
预还原流化床高炉原、燃料供应系统能力按两座25万吨预还原流化床高炉生产需求进行配置。
2.1原、燃料耗量
一座25万吨预还原流化床高炉，预还原流化床高炉设计利用系数2.5t/d.m3，年作业日历：
330天。
原、燃料耗量及供料系统按预还原流化床高炉利用系数2.4t/d.m3计算和配置设备，25万吨/年预还原流化床熔融炉原、燃料年需要量见下表：
序号
原、燃料名称
原、燃料年日需量（t/d）
1
铁粉
850
2
预还原铁粉
600
3
无烟煤
350
4
白云石、石灰石
73
5
焦炭或型煤
120
合计
1993
2.2预还原铁粉输送系统
铁矿粉从洗选厂成品仓下由矿1皮带机送到预还原流化床高炉贮矿槽前的供3转运站内，然后由矿2皮带机运至预还原流化床高炉贮矿（煤）给料。
在预还原的成品筛分室后设有一个受料斗。
将落地预还原铁粉通过矿1皮带机转和矿2皮带机运至预还原流化床高炉贮矿槽。
2.3无烟煤、铁矿粉和熔剂输送系统
在无烟煤、铁矿粉和熔剂堆场旁设有五个受料槽，十个下料口。
无烟煤、铁矿粉和熔剂通过受料槽下的振动给料机经煤1皮带机在供1转运站转运至煤2皮带机、在供2转运站转运至煤3皮带机、在供3转运站转运至煤4皮带机，然后由煤4皮带机运至预还原流化床高炉贮矿（煤）给料卸到给料无烟煤皮带机。
无烟煤、铁矿粉和熔剂经给料无烟煤皮带机及可逆式防尘电动卸矿小车，卸入预还原流化床高炉贮矿槽贮存。
无烟煤、铁矿粉和熔剂也可在供1转运站内通过三通分料溜槽卸到预还原铁粉2皮带机上运至预还原流化床高炉贮矿（煤）给料。
2.4预还原铁粉输送系统
在预还原铁粉出料滚筒旁设有三个受料槽，三个下料口。
预还原铁粉通过受料槽下的振动给料机经供1皮带机在预还原铁粉转运站转运至预还原铁粉1皮带机。
预还原铁粉1皮带机在供1转运站转运至预还原铁粉2皮带机、在供2转运站转运至预还原铁粉3皮带机、在供3转运站转运至预还原铁粉4皮带机，然后由预还原铁粉4皮带机运至预还原流化床高炉贮矿（煤）给料卸到给料无烟煤皮带机。
预还原铁粉经给料无烟煤皮带机及可逆式防尘电动卸矿小车，卸入预还原流化床高炉贮矿槽贮存。
预还原铁粉也可在供1转运站内通过三通分料溜槽卸到煤2皮带机上运至预还原流化床高炉贮矿（煤）给料。
无烟煤与熔剂、预还原铁粉、铁矿粉根据生产需要可同时向两座预还原流化床高炉交替供料。
2.5主要设备选型及上料时间核算
预还原铁粉输送系统主要设备选型及上料时间核算
设备名称
设备规格型号
设备能力
预还原流化床高炉日需量（t）
上料时间（h）
供3皮带机
B=100，V=1.6m/s
Q=45t/h
预还原铁粉：
600
13.4
无烟煤、铁矿粉和熔剂输送系统主要设备选型及上料时间核算
设备名称
设备规格型号
设备能力
还原炉日需量（t）
上料时间（h）
供3皮带机
B=1000，=1.6m/s
煤灰Q=20t/h
煤灰：
232
12.66
Q=35t/h
熔剂：
174
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