扩建32万吨消失模铸造及配套380m3高炉炉前连铸项目可行性研究报告.docx

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扩建32万吨消失模铸造及配套380m3高炉炉前连铸项目可行性研究报告

扩建32万吨消失模铸造及配套380m3高炉炉前连铸项目可行性研究报告

1、总论1

1.1概述1

1.2项目提出的背景及建设的必要性3

1.3设计依据及范围6

1.4指导思想和设计原则7

1.5工程建设条件8

1.6拟建规模及产品方案9

1.7烧结技术装备水平9

1.8炼铁工艺及主要技术特征10

1.9消失模铸造工艺特点11

1.10能源利用、环境保护、劳动安全与工业卫生12

1.11消防13

1.12工作制度和劳动定员13

1.13投资估算13

1.14经济效益分析14

1.15建设进度14

1.16主要技术经济指标15

1.17结论16

2、市场预测18

3、原燃料的供应20

3.1原料的供应20

3.2焦炭的供应21

3.3高炉煤气供应21

3.4其它原料21

3.5高炉炉料平衡21

4、炼铁工艺23

4.1概述23

4.2设计规模及工作制度、产品方案23

4.3炼铁工艺技术流程简述24

4.4车间平面布置和工艺方案特点28

4.5槽上、槽下系统28

4.6上料系统30

4.7高炉炉体结构30

4.8高炉炉型主要尺寸及有关参数34

4.9风口平台及出铁场35

4.10高炉送风系统36

4.11热风炉系统36

4.12煤气系统38

4.13煤粉喷吹系统41

4.14渣铁处理系统41

5、烧结工艺45

5.1设计规模及生产能力45

5.2原燃料及点火煤气46

5.3工艺流程47

5.4烧结物料平衡51

5.5主要设备选型与计算52

5.6车间组成55

6、铸造工艺59

6.1概述59

6.2建设规模和产品方案60

6.3原辅料供应60

6.4生产工艺和主要设备61

6.5消失模铸造的主要优点63

6.6生产工艺特点66

6.7消失模铸造生产线67

6.8消失模铸造需要的专用设备68

6.9车间组成68

7、2×3MW高炉煤气发电机组69

7.1设计依据及设计范围69

7.2设计原则69

7.3机组选择70

7.4燃烧系统73

7.5主厂房布置73

7.6空冷系统及设备选型74

7.7热力系统75

7.8工业给水系统77

7.9化学水处理77

7.10电气部分78

7.11热工控制79

8、公用及辅助设施81

8.1总图运输81

8.2土建86

8.3给排水90

8.4供配电及电气传动95

8.5基础自动化102

8.6电气照明104

8.7防雷及接地保护104

8.8电讯105

8.9采暖通风105

8.10除尘106

8.11热力111

8.12制氧站114

9、检化验与机修119

9.1检化验设施119

9.2机修120

10、环境保护121

10.1概述121

10.2气象资料121

10.3设计依据121

10.4工程主要污染源及污染物122

10.5污染控制措施124

10.6厂区绿化127

10.7环境管理机构及监测127

10.8环保投资128

10.9环境影响简要分析128

11、劳动安全与工业卫生129

11.1设计依据129

11.2生产不安全因素及职业危害因素129

11.3主要防范措施130

11.4安全卫生投资131

11.5安全卫生效果预测131

12、消防132

12.1设计依据132

12.2工程概述132

12.3各专业消防设计133

13、抗震设防136

13.1编制依据及原则136

13.2抗震设防137

13.3抗震设计137

14、能源分析138

14.1概述138

14.2节能措施138

14.3能源利用综述139

15、工厂组织与劳动定员140

16、项目实施计划143

16.1建设周期规划143

16.2各阶段实施进度规划143

17、投资估算144

17.1工程概况144

17.2总投资构成144

17.3编制依据144

17.4有关说明145

17.5总概算表及综合概算表145

18、技术经济评价146

18.1概述146

18.2基础数据146

18.3财务评价147

18.4结论152

附件：

⑴汾西县玉匣铸业有限公司与山西省冶金设计院签定可行性研究报告设计合同。

⑵汾西县玉匣铸业有限公司扩建32万吨消失模铸造及配套380m3高炉项目可行性研究设计委托书。

⑶临汾市经济委员会“关于汾西县玉匣铸业有限公司扩建32万吨消失模铸造及配套380m3高炉项目立项的批复”。

⑷汾西县供电分公司关于汾西县玉匣铸业有限公司扩建32万吨消失模铸造及配套380m3高炉项目供电方案的批复文件。

⑸汾西县水利水保局会关于汾西县玉匣铸业有限公司扩建32万吨消失模铸造及配套380m3高炉项目生产用水的申请的批复文件。

⑹汾西县环保局关于汾西县玉匣铸业有限公司扩建32万吨消失模铸造及配套380m3高炉项目污染物排放总量控制指标批复。

⑺汾西县人民政府关于用地的证明。

⑻临汾市人民政府关于汾西县玉匣铸业有限公司扩建32万吨消失模铸造及配套380m3高炉项目使用土地的批复。

附图：

总平面布置图

1、总论

1.1概述

1.1.1项目名称、承办单位及负责人

项目名称：

扩建32万吨消失模铸造及配套380m3高炉炉前连铸项目

项目承办单位：

汾西县玉匣铸业有限公司

企业法人代表：

***（董事长）

项目负责人：

***（总裁）

项目建设地点：

山西省汾西县团柏乡河坪村

1.1.2企业概况及发展优势

1、企业基本情况

汾西县玉匣铸业有限公司始建于1997年，系民营独资企业，位于山西省汾西县团柏乡滩里村。

公司成立十年来，在董事长段秀兰的带领下，艰苦创业、大胆开拓，靠质量闯市场，靠规模上效益，靠管理上水平，靠联合促发展，使公司在不长的时间内，实现了从冶炼到消失模铸造的跨越，并成功取得了高炉铁水炉前连铸自主创新工艺的新突破，取得了较大的经济效益和社会效益，产值、利税等主要经济技术指标实现较大幅度的增长，现拥有固定资产3200万元。

作为汾西县发展较早的冶炼铸造企业，曾为汾西县的经济发展做出了应有的贡献。

先后被临汾市、汾西县授予“劳动模范”、“先进个人”、“模范纳税大户”“调整产业结构先进企业”等称号。

公司下辖冶炼、铸造两个分公司，年产铸造生铁20000t，铸件10000t。

公司现有职工300余人，其中工程技术人员28人，具有高级职称3人，中级职称3人。

公司占地面积46620m2，并预留了以后发展余地。

轻钢结构厂房面积3980m2，办公生活设施建筑面积1680m2，一眼300米深机井，水质优良，可满足生产生活用水。

距6公里僧念变电站架设一条10KV高压线路，可满足4000KW用电需要。

目前公司铸造、粗加工、检验、测试设备齐全，拥有众多的高级技术和管理人员，具有自主开发、设计、生产和检测的能力。

公司潮模、树脂沙、消失模工艺生产线，体现了小批量、多品种、多规格的生产模式和机动灵活高效的经营特色，以满足不同客户对产品多样性的要求。

高炉和电炉相结合的高炉炉前熔炼铸造工艺，使产品浇铸温度和成分得到有效稳定的控制。

公司辖区被汾西县规划为十一五“消失模铸造园区”。

2005年顺利通过ISO9000国际质量体系认证，2006年取得对外贸易经营进出口权，为中国农业银行AA级信用单位。

行政氛围和谐，质量体系健全。

2、项目优势

⑴地域优势

公司地处汾西与洪洞交界处，距南同蒲铁路赵城、霍州火车站15km，距横贯山西南北的大运公路10公里，大运高速公路16公里，南同蒲铁路13公里，太原机场200公里，距天津港600公里。

交通运输便利。

⑵资源优势

汾西县矿产资源十分丰富、铁矿石、肥气动力煤、焦炭、石灰石就地取材，物美价廉、有着得天独厚的铸造行业成本优势。

周边二峰山、塔儿山有丰富的铁矿资源。

公司2004年新架一条10KV专用供电线路，保证24小时持续供电正常，且电价便宜。

主要原辅材料以及劳动力有很大的竞争优势。

高炉生铁属低硫，低磷产品，生铁构造不易发生冷热脆，成品率高，易加工的特点，不仅适用于普通的铸造，而且适用于精密机械产品铸造。

⑶科技优势

公司现有从事几十年专业铸造、专业机加工人才，有完善的产品质量保证体系，先进的理化检测手段，经过专业培训的熟练工人，并与西安理工大、太原理工大等大专院校建立了长期人员培训、产品研制开发、技术合作等一系列产学研保证体系。

⑷产业优势

实现高炉炉前连铸，低中高档产品搭配，符合国家产业政策，符合市场经济、全球经济的竞争趋势，项目得到各级政府部门的支持。

1.2项目提出的背景及建设的必要性

1.2.1项目提出的背景

近年来，山西省经济结构调整风起云涌，传统产业新型化、新型产业规模化在结构调整中被率先提了出来，并成为发展方向。

传统的煤、焦、铁产业在一个新的平台上迅速扩张，清洁生产和产业延伸的需求让铸造这个在山西具有悠久历史的行业在经济结构调整中蓬勃发展。

一批起点高、规模大、水平高的民营企业脱颖而出，成为这个行业的生力军，也成就了铸造这个老行业一道全新的风景线。

铸造业是山西的传统产业，在山西省大约有2000多年的历史，特别是在晋城的阳城、阳泉的平定和临汾等地铸造业历史悠久。

随着各大跨国公司的经营规模和市场份额不断扩大，生产高水平零部件和重工业配套产品的“中场产业”快速发展，产品生产大规模向低劳动力成本转移。

山西作为曾经的机械工业大省，在发展铸造业上有着明显的优势，一方面是劳动力成本优势；另一方面是煤焦、电力、铝钒土、生铁等储量丰富的资源优势；三是研发力量的优势，一些技术在国内相关领域都处于领先地位。

在这种情况下，地处内陆的山西成了这种产业转移的最好接收地带。

1.2.2项目建设的必要性

1、行业发展的需要

我国历史上曾创造过铸造业的灿烂辉煌。

夏商周三代青铜器的精美绝伦至今令世人惊叹。

铸造行业是机械制造业的重要组成部分，对国民经济的发展及国防力量的增强起着重要的作用。

但目前我国铸造行业的技术装备水平与国外相比有很大的差距，它严重制约着国民经济的发展。

铸造是汽车、石化、钢铁、电力、造船、纺织、机械制造等支柱产业的基础，而先进的铸造技术则是先进制造技术的重要内容。

有关统计数据表明，2002年以来，我国铸件产量已连续6年位居世界第一。

虽然我国铸件产量已经跃居铸造大国，但从综合质量、材质结构、成本、能耗、效益和清洁生产等方面来看远非铸造强国。

我国的铸造企业约有24000家，与发达国家相比企业多，专业化程度低，集约化程度低，劳动生产率也较低。

我国平均每年每人产出10吨，个别劳动生产率高的为30吨，而美国、德国则为46吨到60吨，日本为60吨到85吨，差距是明显的。

我国平均每厂年产铸件500多吨，而日本则为4700吨，德国为4300吨，美国为4280吨。

并且国内有80%厂家以生产中、低档普通铸件为主，产品尺寸精度差，外表质量粗糙，生产效率低，劳动强度大，环境污染严重。

这与国内、外愈来愈高的铸件质量要求有较大的差距，而且严重影响了铸件的大批量出口，即使勉强出口也会因其铸件内部各种缺陷给中国铸件产品带来名誉上的损害。

为了保证铸件尺寸精度和内部组织的一致性、致密性，同时提高生产效率，国内有相当一部分专业铸造厂家纷纷采用了先进的生产设备和技术，其中包括引进先进的造型生产线，以缩小在生产工艺手段上与国际同行之间的差距。

为提高我国以及山西省铸造业整体水平，扩大出口和满足市场发展的需要，引进先进生产设备对传统产业进行技术革命，其龙头带动作用也是不可低估的；不仅能带动山西铸造工业从传统产业向现代化铸造的根本转变，带动山西铸造工艺技术在总体上向高新技术领域迈进，带动山西铸造产业与国际市场接轨，并且能促进国际市场竞争由国内化、省内化向国际化竞争转变，从而带动山西煤、焦、铁资源优势向财富优势转化，自身优势向行业优势辐射，向集约化合作的市场优势转化，最终形成上下一体的产业链，并带动相关产业共同繁荣。

2、企业发展的需要

汾西县玉匣铸业有限公司是近年来崛起于汾西县以冶炼铸造加工一体化的民营企业。

目前公司年产生铁2万吨，年产多功能磨介、机床配件、机械配重件等铸件10000吨。

根据国家冶金局〔1998〕40号关于2002年底淘汰或关闭100m3以下高炉文件精神和县政府确定的“调整结构、压缩长线、提高质量、增加效益、淘汰落后、加快进步”淘汰落后工艺的，压缩总量，“关小上大”，对全县炼铁行业结构调整改造的原则，100m3以下小高炉均属关闭对象，于2003年11月底前全部关闭。

随着新技术发展进步，为了企业长远发展，改变单一产品、小作坊局面，为了在市场占有一席之地，必须把企业做强、做大，上规模、上档次，向高科技企业转型，这已成为公司上下的共识。

为使生铁产品逐步就近转化，变资源优势为财富优势，根据市场分析，公司决定扩大的消失模铸造生产规模，生产机械配重件、机床件、矿用磨介等产品。

几年来公司在利用高炉铁水炉前连铸取得了很大的成果，积累了丰富的经验，但随着高炉的关闭，铸造就成为无米之炊。

为确保公司内部产品规模和环保产业的匹配平衡，为了贯彻国家经贸委关于控制总量、优化结构、提高冶金工业发展和效益的精神和实现国家冶金工业局淘汰落后工艺技术装备的决定，在综合分析研究了国内外需求状况，国家产业政策，环保政策等有关走向的基础上，结合公司现状，决定淘汰小高炉，原地扩建380m3高炉并扩大消失模铸造规模。

这不仅符合国家环保产业政策，取得增产不增污，增产要减污的效果，同时也是公司深化产业结构，确保企业内部产品规模和环保产业的匹配平衡的需要，对完善公司资源综合利用，发展规模经济和环保经济，为公司实现装备的现代化、大型化、自动化，整体推进企业的技术进步，创造坚实的基础。

该项目投产后，产品拟出口美国、伊朗、日本等地。

同时积极开辟新的国内市场，努力占领及扩大市场份额，逐步提高产品档次，积极适应新的国际环境变化，努力壮大企业规模和竞争实力，扩大出口创汇的能力，是公司不懈追求的长远目标。

项目工程投产后，使资源和能源得到很好利用，可有效减轻环境污染，具有良好的环境效益。

同时项目实施后可以解决当地部分人员就业问题，对增加当地农民收入，带动当地经济的发展，具有良好的经济效益、社会效益。

本项目立足于国内外市场，发展经济增长点，有非常有利的条件和发展前景，既适时又十分必要。

1.3设计依据及范围

1.3.1设计依据

⑴汾西县玉匣铸业有限公司与山西省冶金设计院签定的可行性研究报告设计合同。

⑵汾西县玉匣铸业有限公司扩建32万吨消失模铸造及配套380m3高炉炉前连铸项目可行性研究设计委托书。

⑶临汾市经济委员会“关于汾西县玉匣铸业有限公司扩建32万吨消失模铸造及配套380m3高炉炉前连铸项目立项的批复”。

⑷汾西县供电分公司关于汾西县玉匣铸业有限公司扩建32万吨消失模铸造及配套380m3高炉炉前连铸项目供电方案的批复文件。

⑸汾西县水利局会关于汾西县玉匣铸业有限公司扩建32万吨消失模铸造及配套380m3高炉炉前连铸项目生产用水的申请的批复文件。

⑹汾西县环保局关于汾西县玉匣铸业有限公司扩建32万吨消失模铸造及配套380m3高炉炉前连铸项目污染物排放总量控制指标批复。

⑺汾西县人民政府关于用地的证明。

⑻临汾市人民政府关于汾西县玉匣铸业有限公司扩建32万吨消失模铸造及配套380m3高炉炉前连铸项目使用土地的批复。

1.3.2编制范围

根据设计委托，设计内容包括一座380m3高炉，62m2烧结、32万吨/a消失模铸造车间、2×3MW热电站等生产及生产辅助设施。

（1）工厂设计：

厂区内从原辅料场开始至铁水运往铸铁车间铸造成合格铸件为止的工艺、总图运输、采暖通风除尘、给排水、电气、通信、仪表自动化、土建、机修化验、供热及节能、消防、环保、劳动安全与工业卫生。

办公和生活辅助设施不包括在本次可研范围。

（2）非标设备设计；

（3）投资估算和经济效益分析。

1.4指导思想和设计原则

⑴认真贯彻落实国家产业政策及国家经委关于控制总量、优化结构，淘汰落后工艺技术装备和提高冶金工业发展质量和效益的精神，提高公司生产工艺技术装备水平，以适应冶金行业的整体要求，把汾西县玉匣铸业有限公司32万吨消失模铸造及配套380m3高炉建成高产、优质、低耗并有良好经济效益的铸造厂，促进公司发展生产，提高整体效益，适应市场竞争的思想。

⑵采用先进、可靠、适用、经济、成熟的新设备、新技术以及精料、高温、高压等先进的冶炼工艺以及高炉－中频炉铁水热装消失模炉前连铸工艺，在国内同类规模企业是领先水平，为实现高炉优质、高产、低耗、长寿提供保证。

⑶根据公司的实际情况精心设计、合理组织。

⑷总图布置、工艺流程力求作到布局合理，物流顺畅，充分利用现有场地，并考虑尽可能利用原有生产及生产辅助设施。

⑸设计以节约投资为准则，在保证工艺需要的前提下，尽量减少固定资产投入，工程造价不高于国内同类型厂，能减则减，能省则省。

⑹重视环境保护、节能降耗，加强劳动安全措施，关心职工的安全和工业卫生防护，认真贯彻“三同时”原则，使工程“三废”达标排放，保护人类赖以生存的环境。

1.5工程建设条件

1.5.1原料及燃料供应

380m3高炉建成投产后，年产生铁42.56万吨。

约需焦炭20.13万吨，可由周边诸多焦化厂供应。

扩建62m2带式烧结机，年产烧结矿达61.5万吨，年需含铁原料50.2万吨，部分由当地解决，不足部分需进口。

铸造建成投产后，年产铸件32万吨，约需聚苯乙烯塑料900吨。

高炉、烧结、铸造使用的辅助材料石灰石、白云石、铸造砂等，当地资源十分丰富，供应不存在任何问题。

1.5.2供电

扩建后预计全厂用电设备安装容量为19000KW，工作容量为9710KW。

根据业主提供的资料，新架10KV线路完全可以满足扩建后生产、生活用电需要。

1.5.3供水

根据甲方提供的有关资料，生产、生活用水为地下水；厂区现有一眼300mm深井，预计工程建成后，工程新水用量总计为150m3/h，能满足生产用水需要。

1.5.4交通运输

公司距横贯山西南北的大运公路10公里，大运高速公路16公里，南同蒲铁路13公里，太原机场200公里，距天津港600公里，交通运输较为便利。

1.6拟建规模及产品方案

拟建规模为年生产铸件32万吨，其中多功能矿用磨介10万吨，特大中型机械配重20万吨，30万台件机械壳体和机床配件。

产品方案：

电梯、油田配重件，机械轮船压舱配重件、电厂、矿山、耐磨件、机床配件、汽车、工程车中档铸件。

1.7烧结技术装备水平

（1）采用合理先进的烧结工艺流程，应用小球烧结、燃料分加技术。

与普通烧结矿质量相比，FeO约可降低1-2%，还原性好，强度高，利用系数可提高10-20%，燃料消耗降低10-20%。

（2）采用自动重量配料，以提高配料精度；采用生石灰强化烧结技术，以提高烧结矿的产量和质量；采用62m2带式烧结机，具有占地面积小，冷却效果好的特点；冷却矿筛分整粒，分出冷返矿和烧结机铺底料；除尘系统选用高效主抽风机等节能设备，做到高产、优质、节能，满足高炉生产需要，为达到环保标准创造有利条件。

（3）主要设备选用经过考验的先进可靠设备。

带式烧结机、抽风环冷机、混料机等都是借鉴同类企业使用过的产品或在类似厂取得使用经验，加以改进的设备。

（4）电气控制及自动化达到国内同类厂先进水平。

生产工艺流程集中连锁设备采用PLC组成的DCS控制系统，按工艺流程划分系统，在主控楼操作站对全厂进行监视、操作，并与各远程站进行数据通讯。

（5）环境保护。

烧结产生的废气、粉尘经过除尘器除尘后排放浓度小于100mg/m3，满足国家排放标准；生产水全部闭路循环使用，生产污水零排放。

1.8炼铁工艺及主要技术特征

根据汾西县玉匣铸业有限公司的实际情况，本着先进、经济、实用的原则，380m3高炉采用国内现有同类型高炉先进实用的技术和工艺，部分系统有所提高，具体特征如下：

（1）精料措施：

熟料率≥95%，综合入炉品位≥57%，烧结矿和球团、原矿在槽下分散筛分、分散称量；焦炭分散筛分，集中称量；

（2）采用高压操作，炉顶压力0.030Mpa，最高0.120Mpa；双料车斜桥上料；采用“P.W”式水冷气封串罐无料钟炉顶装料设备；炉顶主要设备为液压传动；上料、装料、布料操作微机控制，采用交流变频调速；

（3）高炉炉体为自立式大框架结构；炉型适当矮胖，设有14个风口，1个铁口，2个渣口。

炉体设计采用了多方位的长寿技术措施。

（4）高炉设1个矩形出铁场，1个铁口。

铁水采用35t铁水罐车装运。

炉前配备液压泥炮和全液压开铁口机。

（5）高炉炉渣全部在炉前冲水渣，采用底滤法过滤，冲渣水闭路循环使用。

高炉采用喷煤粉、富氧工艺方案。

（6）高炉配置三座高温球式热风炉，设计风温1150℃，采用矩形陶瓷燃烧器技术。

（7）采用套管式热管换热器回收烟道废气余热，预热助燃空气，提高风温，降低焦比。

（8）为了加强环保，减少粉尘污染，在槽下各扬尘点、炉顶卸料处和出铁场、铁水罐停放处设置强制抽风除尘。

1.9消失模铸造工艺特点

   ⑴形状尺寸与铸件完全相似的泡沫塑料模样保留在铸型内铸型，而不是传统砂型的“空腔”铸型。

   ⑵使用无粘结剂的干砂，振动造型。

   ⑶浇注时，泡沫塑料模型在高温液体金属作用下不断气化分解，产生金属——模样的置换过程，而不象传统“空腔”铸造是一个液体金属的充填过程．制作一个铸件，就要“消失”掉一个泡沫塑料模型。

   ⑷泡沫塑料模样可以分片成形，也可人工制模，再进行粘结组合。

模样形状（即铸件形状）与结构基本不受工艺限制。

   ⑸铸件落砂清理时，只需翻箱或倒出铸件，铸件就与砂自动分离，铸件无飞边毛刺，基本不需打磨，只需对浇冒口和铸件其它部位作简单清理。

1.10能源利用、环境保护、劳动安全与工业卫生

1.10.1能源利用

扩建项目主要能耗设备有：

烧结、高炉、热风炉、铸造车间、原燃料运输加工设施、除尘与水处理、制氧站设施等。

由于采用先进、成熟、合理的新工艺、节能型设备及节能新技术，工序能耗为482kg/t铁，满足《钢铁企业设计节能技术规定》的要求（490kg/t）。

各工序能源利用合理。

1.10.2环境保护

严格遵循“三同时”的原则，配备完善齐全的环境保护措施，使环境治理与工艺水平相适应。

在设计时对所外排的烟气进行处理，回收煤气，减少放散，将废气对大气环境的污染减小到最低限度；废水加强治理，闭路循环不外排，控制外排水量和污染物量，减少废水对水域的污染，节省水资源；各车间设置了完善的降噪措施，将噪声污染严重的工序尽可能布置在厂区中部，减少噪声对职工、周围居民的影响；本工程采取了一些成熟的、切实可行的控制措施来满足环境要求。

高炉煤气经两级除尘后一部分供热风炉、烧结机等用户使用，剩余煤气全部发电，从而解决了煤气放散对环境产生污染的问题；全厂净环、浊环水全部采用闭路循环水系统，污水不外排，不会对周围环境造成污染；烧结、高炉贮仓各落料点均配备密封收尘罩，经除尘器除尘后外排；除尘系统收集的粉尘返回烧结厂作为原料，高炉炉渣作为矿渣水泥的原