马来西亚钢铁厂100m2综合钢铁初步设计教材.docx
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马来西亚钢铁厂100m2综合钢铁初步设计教材
马来西亚钢铁有限公司综合钢铁厂
一期工程烧结车间初步设计
说明书
库号：
中国•鞍山
目录
1工艺设备1
2电力34
3自动化43
4电信49
5给排水51
6热力54
7通风55
8土建62
10.环境保护及综合利用67
11.安全与工业卫生69
12.消防73
13.劳动定员75
附：
烧结车间初步设计说明书设备清单（第二卷第一分册）
烧结车间初步设计说明书附图（第二卷第二分册）
烧结车间初步设计说明书概算（第二卷第三分册）
烧结车间
1工艺设备
1.1概述
1.1.1设计依据
根据马来西亚东方钢铁公司综合性钢铁厂一期150万吨/年钢发展规划，高炉炉料熟料比95%，成品烧结矿TFe=55%，高炉槽下筛分返矿率10％的前提，新建烧结车间年产烧结矿需达到一期一步114.84万吨/年的生产能力。
根据马来西亚东方钢铁公司的要求，烧结车间主体设备为100m2烧结机配120m2带冷机。
要求全厂各工序采用先进、可靠、实用的工艺技术，优化整体布置。
1.1.2设计原则
1.1.2.1采用实用、可靠并经在线工厂生产实际证明是成熟的工艺技术和设备。
以“高产、优质、低耗、经济实用”作为设计的目标，并尽可能综合利用钢铁厂各种资源。
1.1.2.2严格遵守国家有关的带烧法令和法规，按照马来西亚东方钢铁公司方面的要求，在带烧、消防、劳动卫生等方面均做到符合国家颁布的厂址所在区域有关的法令法规，有效地保护厂址区域环境和岗位环境。
1.1.3主要设计决定
马来西亚东方钢铁公司烧结车间工艺主体设备为台车宽度为2.5m，有效烧结面积为100m2烧结机，烧结机配套的冷却设备采用台车宽度为3m，冷却面积为120m2带式冷却机，年产成品烧结矿114.84万吨。
烧结车间生产所用的原料和熔剂采用汽车运输系统从公司原料场运入烧结厂配料室上料仓，再经胶带机进入混料室。
熔剂（石灰石和白云石和生石灰）进厂为合格粒度（0－3mm）,不设破碎筛分流程；燃料采用两段开路破碎流程，再经胶带机进入配料室。
烧结点火用燃料用高炉煤气，由马来西亚东方钢铁公司煤气管网供应。
烧结车间的主要工艺设施包括燃料破碎系统；配料、混合系统；烧结、冷却系统；成品筛分及储运系统；铺底料、返矿系统。
烧结车间的辅助设施主要包括：
供配电设施；给排水设施；燃气设施；通风除尘设施；控制及仪器仪表设施；通信设施等。
烧结车间辅助设施与钢铁公司其它车间的辅助设施一起统一考虑，整体布置，详见相关专业说明。
1.2设计规模、工作制度及产品方案
1.2.1设计规模
烧结厂采用烧结带冷工艺，主体设备为100m2烧结机，配套120m2带冷机；确定烧结机利用系数为1.45t/（m2·h）,年作业时间为7920小时，年产成品烧结矿114.84万吨。
1.2.2工作制度
烧结车间为连续工作制度，每天三班，每班工作8小时。
烧结车间主机年工作330天，日历作业率为90.4%。
1.2.3产品方案
烧结车间产品为经过整粒的冷烧结矿（温度≤120℃）。
烧结矿的化学成分和理化指标见表2—1。
烧结矿的化学成分和物化性能指标表2—1
化学成分（%）
TFe
FeO
CaO
SiO2
Al2O3
MgO
S
P
55
＜10
7.6
4.47
1.58
2.06
＜0.08
＜0.1
物化性能
CaO/SiO2
还原指数（RI）
转鼓指数（T）+6.3mm
粒度
1.7
≥65
≥75%
5―150mm
1.3主要设计条件
1.3.1原、燃料的来源及其供应方式
烧结车间使用的含铁原料有矿粉、精矿，主体矿源为当地矿粉及精矿。
进口矿粉采用海运、皮带及汽车运输，当地精矿采用汽车运输。
以上几种含铁原料分别在料场堆存，使用时用铲车或汽车运到烧结车间配料室参加配料。
烧结车间使用的燃料以高炉返焦为主，高炉返焦用汽车、皮带运至料场堆存，返焦量不足时外购部分无烟煤粉代替。
熔剂为石灰石、白云石和生石灰。
根据钢铁公司要求，熔剂直接外购合格品入库，不需破碎和筛分，燃料设两段开路破碎流程。
合格的熔剂和燃料通过汽车及皮带运至配料室参加配料。
高炉返矿通过皮带及汽车运至配料室返矿仓参加配料。
1.3.3原、燃料的主要化学成分
原、燃料的化学成分表见表2——2。
含铁原料、燃料、熔剂的化学成份表表2—2
物料名称
化学成份（%）
TFe
SiO2
CaO
MgO
Al2O3
Ig
澳矿粉
65.50
3.45
0.011
0.08
1.95
-1.82
矿粉
62.33
3.41
0.08
0.076
1.86
-0.94
精矿
63.40
10.90
0.50
0.50
0.30
0.88
马来西亚精矿
65.96
4.16
0.15
0.11
1.00
0.53
印尼精矿
64.46
5.98
3.86
1.56
2.03
1.54
地矿粉
不详
石灰石
2.90
50.03
2.07
40.9
白云石
0.46
32.58
18.33
43.86
生石灰
4.22
85.83
2.66
4.93
焦粉（或煤粉）
Ag:
20.04,Vg:
3.09,C:
74.43,
含铁原料的粒度分布见表2—3。
含铁原料的粒度组成表2—3
粒度\种类
矿粉
印尼矿粉
1精矿
马来西亚精矿
2精矿
粒度
0－5mm
0-5mm
150目
150目
150目
1.3.4含铁原料、熔剂及燃料的需要量
各种原料的消耗量见表2—4。
114.84万吨/年烧结矿
原料、燃料、熔剂消耗量表表2—4
物料
单耗
干料量
名称
kg/t结矿
小时耗量t/h
天耗量t/d
年耗量104t/a
矿粉
650
94.25
2262
74.65
精矿粉
160
23.2
556.8
18.37
石灰石
55
7.975
191.4
6.32
白云石
90
13.05
313.2
10.34
焦粉
60
8.7
208.8
6.89
生石灰
25
3.625
87
2.87
高炉返矿
100
14.5
348
11.48
合计：
1140
165.3
3967.2
130.92
1.3.5烧结厂物料平衡
烧结厂物料平衡见表2—5。
114.84万吨/年规模烧结矿厂物料平衡表（干）表2—5
收入部分
支出部分
原料名称
%
数量（万吨/年）
产品名称
%
数量（万吨/年）
矿粉
33.62
74.65
烧结矿
51.73
114.84
精矿
8.28
18.37
铺底料
6.47
14.36
石灰石
2.84
6.32
烧结返矿
25.86
57.41
白云石
4.66
10.34
除尘灰
1.76
3.91
生石灰
1.29
2.87
水分
6.95
15.42
焦粉
3.10
6.89
烧损
7.24
16.08
高炉返矿
5.17
11.48
水分
6.95
15.42
铺底料
6.47
14.36
烧结返矿
25.86
57.41
除尘灰
1.76
3.91
合计
100
222.018
合计
100
222.016
成品烧结矿采用皮带机系统运至高炉受矿槽，落地烧结矿通过矿槽分流用汽车运至料场储存。
回用时直接由皮带机系统运至高炉受矿槽；烧结厂区燃料准备系统、配料系统、主厂房、成品系统两处环境除尘灰在原地加湿后，分别用汽车、皮带机运进配料室灰仓和返矿仓参加配料；烧结返矿和烧结机大烟道系统除尘灰直接用灰-1、2皮带机运至配料室料配--1皮带至一混参加配料。
1.4烧结厂工艺流程
100平方米烧结机，冷却面积120平方米；利用系数1.45，年产入炉烧结矿114.84万吨，再配20.28万吨块矿和5万吨球团，可满足年产74.5万吨铁水的要求。
地下受料槽、地上配料仓、中间料仓、混合机、烧结风机房、烟筒、烧结主厂房、中间料仓、转运站、破焦系统、筛分系统、返料系统、皮带系统分期建设；先安装一台100㎡烧结机和120㎡带冷机及相应的电除尘系统。
1.5主要工艺技术特点和装备水平
1.5.1配料系统全部使用计算机自动控制配料过程，采用变频调速的给料设备，提高烧结原料重量配比准确度。
1.5.2采用烧结机—带冷机工艺，对较复杂或易波动的原料条件适应性强，生产组织灵活，烧结机利用系数较高。
1.5.3采用蒸汽预热混合料,有效提高料温,改善混合料透气性,提高烧结矿产量。
1.5.4采用大风量、低碳厚料层（料厚650mm）生产工艺,强化料层的蓄热作用,有效降低燃料消耗,降低烧结矿中FeO含量,提高成品烧结矿的还原性。
1.5.5添加生石灰，增强混合料的制粒效果，提高成球指数，改善料层的透气性，提高烧结矿产量。
1.5.6采用完善的铺底料系统，保护烧结机台车本体和篦条,改善料层透气性，强化烧结过程。
1.5.7烧结机采用幕帘式点火器，使用预热高炉煤气点火，点火能耗0.12GJ/t。
1.5.8烧结机结构采用旋转散料收集装置、全悬挂柔性传动和尾部移动架结构等先进技术,降低漏风率,延长使用寿命,设备运行平稳可靠。
1.5.9烧结返矿、除尘灰均输送至配料室参加配料,充分回收利用资源。
1.5.10烧结厂主流程生产系统设备全部采用PLC可编程控制器，实现主流程生产全过程设备联锁集中自动控制。
1.5.11对扬尘设备严格密封,烧结机采用静电除尘器集中除尘以保护劳动环境，使烟尘排放浓度≤50mg/Nm3。
1.5.12对散发高温的设备,采取隔热措施,对高噪音设备,采取隔音消声措施。
1.6主要设备的选择与计算
1.6.1烧结机
烧结机面积的确定：
S烧=Q烧/（365×24q·η）
=1150000/（365×24×1.45×0.904）
=100.15m2
上式中：
S烧-----------烧结机有效面积，m2
Q烧-----------烧结矿年产量,t/a
q------------烧结机利用系数，1.45t/（m2.h）
η-----------设备作业率，取90.4%
所以，设计选用100m2烧结机。
1.6.2点火器
1.6.2.1点火高炉煤气消耗量
高炉煤气热值：
3310kJ/Nm3
烧结矿点火热耗：
0.12GJ/t
每吨烧结矿所需煤气量：
0.12×109/（3310×103）=36.25Nm3
烧结矿小时产量：
100×1.45=145t/h
单位时间煤气消耗量：
145×36.25=5526.25Nm3/h
每台烧结机单位时间煤气消耗量去：
5000~7000Nm3/h
1.6.2.2点火助燃空气消耗量
依据资料，燃烧高炉煤气时，助燃空气与高炉煤气的体积比为1:
1，并取空气过剩系数1.3；因此，助燃空气消耗量为：
6000×1×1.3=7800Nm3/h
1.6.3一次混合机
一次混合机设备规格为3×9m。
两台（一期一步上一台）
1.6.3.1混合时间计算
t=L0·sinα/（3.14D0·N·sinβ）
=8.5×sin35°/（3.14×2.9×7×sin2.0）
=2.19min
式中：
t----------------混合时间，2.19min
L0---------------混合机有效长度，m;L0=L-0.5
L---------------混合机实际长度，m
D0---------------混合机有效内径，m
D0=D-0.1（按粘料厚50mm计算）
D---------------混合机实际内径，3m
N----------------混合机转速，7r/min
β---------------混合机安装角度，2.0°
α---------------物料安息角，35°
1.6.4.2填充率计算
η=Qmax·t/（0.471r·D20·L0）
=300×2.19/（0.471×1.7×2.92×8.5）
=11.46%
式中：
η-------------混合机填充率,11.46%
Qmax----------最大混合料量，300t/h
r--------------混合料堆比重，1.7t/m3
1.6.4二次混合机
二次混合机设备规格为：
两台3.0×12.0m。
（一期一步上一台）
1.6.4.1混合时间计算
t=L0·sinα/（3.14D0·N·sinβ）
=11.5×sin35°/（3.14×2.9×6.94×sin1.8°）
=3.32min
式中：
t----------------混合时间3.32min
L0---------------混合机有效长度，m;L0=L-0.5
L---------------混合机实际长度，m
D0---------------混合机有效内径，m
D0=D-0.1（按粘料厚50mm计算）
D---------------混合机实际内径，m
N----------------混合机转速，6.94r/min
β---------------混合机安装角度，1.8°
α---------------物料安息角，35°
1.6.4.2填充率计算
η=Qmax·t/（0.471r·D20·L0）
=320×2.61/（0.471×1.7×2.92×11.5）
=11.66%
式中：
η-------------混合机填充率,11.66%
Qmax----------最大混合料量，320t/h
r--------------混合料堆比重，1.7t/m3
1.6.5带冷机
1.6.5.1带冷机有效面积计算
A=Q·t/（60h·ρ）
=265×60/（60×1.3×1.7）
=120.11m2
式中：
A-------------带冷机有效面积，120.11m2
Q-------------处理料量，265t/h
t--------------冷却时间，鼓风冷却取60min
h-------------带冷机料层厚度，1.3m
ρ------------烧结矿堆比重，1.7t/m3
所以选取带冷机有效面积120m2。
1.6.5.2带冷机带速
n=A/（B·t）
=120/（3.0×70）
=0.57m/min
式中：
L---------------带冷机长度，40m
B---------------台车宽度，3.0m
其他同上。
带冷机最大带速：
nmax=n/0.7=0.81m/min
1.6.6带冷机用离心鼓风机
1.6.6.1风量的计算
U=цQ/60
=2200×265/60
=9732m3/min
式中：
U----------------冷却需要的（标准状态下）总风量，9732.m3/min
ц---------------单位烧结矿冷却所需风量（标准状态下），
一般鼓风冷却取2000—2200m3/t
Q----------------带冷机最大处理料量，265t/h
1.7烧结生产系统
烧结车间的生产系统主要由以下车间组成：
原料燃料准备系统（储存、细破）、配料室、一次混合室、二次混合室、烧结主厂房、机头电除尘器、除尘系统、烧结风机房、鼓风带冷机、成品筛分间、皮带机通廊及转运站。
以上生产系统总计包含11个主要车间建筑物、4个转运站、一个浅型返料仓，13条皮带机及其通廊，主流程系统设备（烧结风机、电除尘器除外）均由计算机控制系统集中操作（另设机旁手动操作箱），全厂分为配料室计算机系统和烧结主厂房计算机系统两个独立的控制体系，各车间之间设有通讯联络。
控制系统的划分详见全厂主体工艺设备运行联系图。
各主要车间设计分述如下：
1.7.1配料室
1.7.1.1配料工艺流程
配料室由地下受料槽、地上料仓、皮带机、圆盘给料机和皮带电子秤等配料设备组成，配置11个圆筒仓，呈一列式布置。
配料室工艺流程见附图。
1.7.1.2原料的运输形式
烧结生产用各种原料、燃料、除尘灰及烧结返矿均在配料室内集中配料。
含铁原料在料场混匀后用铲车运入受料槽；熔剂由料场用铲车运至配料室；燃料由料场用铲车运至烧结厂燃料仓库储存，经细破后用皮带至配料室；烧结机大烟道粉尘及主抽风系统电除尘灰经加水润湿后经灰-3系统胶带机进入配料室皮带参加配料。
1.7.1.3料仓配备及储存时间
烧结车间的生产系统主要由以下车间组成：
燃料准备系统（储存、粗破、细破）、地下受料槽、配料室、一次混合室、二次混合室、烧结主厂房、机头电除尘器、烧结风机房、鼓风带冷机、成品筛分间、成品仓、皮带机通廊及转运站。
以上生产系统总计包含9个主要车间建筑物、5个转运站、13条皮带机及其通廊，主流程系统设备（烧结风机、电除尘器除外）均由计算机控制系统集中操作（另设机旁手动操作箱），全厂分为配料室计算机系统和烧结主厂房计算机系统两个独立的控制体系，各车间之间设有通讯联络。
控制系统的划分详见全厂主体工艺设备运行联系图。
各主要车间设计分述如下：
每种物料料仓容积和个数的确定按照储存时间大于8小时考虑，同时兼顾给料设备的备用问题。
料仓配备及储存时间设计见表2—6。
各矿仓均配备仓壁振动器，防止矿仓中的物料堵塞。
配料矿仓的贮存能力表表2—6
一期一步配料矿仓的贮存能力表
物料名称
矿仓数量
矿仓有效容积
总容积
物料堆比重
储存物料重量（t）
贮存时间
（个）
（m3/个）
（t/m3）
（h）
铁矿粉
3
140
420
2.2
924
9
精矿粉
1
140
140
2.2
308
13
石灰石
1
110
110
1.6
176
48
白云石
1
110
110
1.6
176
17
生石灰
2
110
220
0.6
132
21
焦或煤粉
2
110
220
0.7
154
18
烧结高炉返矿
1
110
110
1.6
176
10
一期二步配料矿仓的贮存能力表
物料名称
矿仓数量
矿仓有效容积
总容积
物料堆比重
储存物料重量（t）
贮存时间
（个）
（m3/个）
（t/m3）
（两台）（h）
铁矿粉
6
140
840
2.2
1848
9
精矿粉
2
140
280
2.2
616
13
石灰石
1
110
110
1.6
176
24
白云石
1
110
110
1.6
176
8.5
生石灰
2
110
220
0.6
132
10.5
焦或煤粉
2
110
220
0.7
154
9
烧结高炉返矿
1
110
110
1.6
176
5
1.7.1.4仓上设施
石灰石、白云石、生石灰、焦或煤粉、烧结高炉返矿，通过5t抓斗吊，皮带，气罐运输车等方式进入料仓进行配料。
所有料仓仓上设有超声波料位计，料位显示在配料室计算机内。
1.7.1.5料仓及仓下设施
配料室设置一列11个料仓，按配—1皮带机前进方向依次排列为混匀矿、煤粉、返矿、石灰石、白云石、生石灰。
单个料仓有效容积140m3。
料仓上半部为混凝土结构，下半部为钢结构，返矿仓内衬铸石衬板，其它仓内衬普通尼龙衬板。
生石灰的配料设备为：
GX200螺旋配料秤，共2套；烧结灰、烧结返矿、煤粉（二次配煤仓）、含铁原料的配料设备为：
Φ2m圆盘给料机（变频调速）+B800皮带电子秤，共10套；每种物料的给料设备基本为一用一备性质，均可实现定量给料。
配料室设有配—1皮带机，设计带宽1000mm，带速1.25m/s，运输能力400t/h，将配好的原料送往一次混合室。
1.7.1.6检修措施
配料室仓顶设有一台Q=5t电葫芦，用于检修仓上各条皮带机；仓下设有一台Q=5t电葫芦，用于检修仓下圆盘给料机等给料设备的传动装置。
1.7.1.7配料过程自动化
为保证配料准确，采用重量配料法进行配料。
在配料室旁设有配料计算机控制室，配料系统所有设备的启、停、调节都由该控制室内的计算机系统集中操作完成。
圆盘给料机给料量的控制是通过皮带电子秤检测物料的瞬时料量，反馈给计算机系统，计算机依据设定值对圆盘给料机进行在线调速，即时调节给料量；拖料皮带的料量检测及调节是在皮带电子秤上同时完成的，由计算机依据设定值对皮带电子秤进行在线调速；生石灰由于料量较少而且易粘结，所以采用螺旋配料秤检测料量，螺旋配料秤与仓之间装有手动插板阀。
1.7.1.8主要设备性能
A、圆盘给料机
型号：
PDX20
圆盘直径：
Φ2000mm
数量：
4
给料能力：
21—150m3/h
调速范围：
1.2—7.1r/min
配套电机
型号：
YPT160L—4
功率：
15kW
转速：
≤1500r/min
B、定量给料皮带电子秤
型号：
CF—900E
数量：
4
带宽：
800mm
头尾轮中心距：
3200mm
给料能力：
2.75—80t/h
调速范围：
0.13—0.013m/s
配套电机
型号：
YVP112M—4
功率：
2.2kW
C、电液动推杆
型号：
DYPZ450—110—70--380
功率：
0.75kW
1.7.2一次混合室
1.7.2.1工艺流程
从配料室来的配—1皮带机经溜槽进入一次混合室。
溜槽内衬尼龙衬板，一混进料口配装振动器。
一次混合内设二台3×9m（一期一步上一台）圆筒混合机，安装于±0.00m地坪，对混合料进行混匀和润湿，混合时间为2.19分钟。
1.7.2.2检修设施
在一次混合室内标高11.00m位置设置一台Q=10t手动单轨吊车，用于检修混—1皮带机头部传动装置。
1.7.2.3主要设备性能
一次圆筒混合机：
规格：
3×9m
数量：
2（一期一步上一台）
传动型式：
齿轮传动
生产能力：
300t/h
安装角度：
2.0°
转速：
7r/min
填充率：
11.46%
混合时间：
2.19min
配套电机
型号：
YJS450—6
功率：
220kW
电压：
10000V
1.7.3二次混合室
1.7.3.1工艺流程
混合好的混合料通过混—1皮带机送至二次混合室，进入二次混合机进行造球。
二次混合一期设计两台（每条线各一台）3.0×12m圆筒混合机，安装于±0
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