马来西亚钢铁厂100m2综合钢铁初步设计教材.docx

1、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 12 电力 343 自动化 434 电信 495 给排水 516 热力 547 通风 558土建 6210.环境保护及综合利用 6711.安全与工业卫生 6912.消防 7313.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

2、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

3、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（03mm）,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

4、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/(m2h),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

5、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21。 烧结矿的化学成分和物化性能指标 表21化 学 成 分(%)TFeFeOCaOSiO2Al2O3MgOSP55107.64.471.582.060.080.1物 化 性 能CaO/SiO2还原指数(RI)转鼓指数(T) +6.3mm粒 度1.76575 %5150 mm1.3 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

6、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22。 含铁原料、燃料、熔剂的化学成份表 表22物 料 名 称化 学 成 份 ( % )TFeSiO2CaOMgOAl2O3Ig澳矿粉65.503.450.0110.081

7、.95-1.82矿粉62.333.410.080.0761.86-0.94精矿63.4010.900.500.500.300.88马来西亚精矿65.964.160.150.111.000.53印尼精矿64.465.983.861.562.031.54地矿粉不详石灰石2.9050.032.0740.9白云石0.4632.5818.3343.86生石灰4.2285.832.664.93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23。含 铁 原 料 的 粒 度 组 成 表23粒度种类矿粉印尼矿粉1精矿马来西亚精矿2精矿粒度05mm0-5mm150目1

8、50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24。114.84万吨/年烧结矿 原料、燃料、熔剂消耗量表 表24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65094.25226274.65精矿粉16023.2556.818.37石灰石557.975191.46.32白云石9013.05313.210.34焦粉608.7208.86.89生石灰253.625872.87高炉返矿10014.534811.48合计：1140165.33967.2130.921.3.5 烧结厂物料平衡烧结厂物料平衡见表25。114.84万吨/年

9、规模烧结矿厂物料平衡表(干) 表25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33.6274.65烧结矿51.73114.84精矿8.2818.37铺底料6.4714.36石灰石2.846.32烧结返矿25.8657.41白云石4.6610.34除尘灰1.763.91生石灰1.292.87水分6.9515.42焦粉3.106.89烧损7.2416.08高炉返矿5.1711.48水分6.9515.42铺底料6.4714.36烧结返矿25.8657.41除尘灰1.763.91合计100222.018合计100222.016成品烧结矿采用皮带机系统运至高炉受

10、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

11、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

12、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

13、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/（36524q） =1150000/(365241.450.904) =100.15m2上式中：S烧-烧结机有效面积，m2Q烧-烧结矿年产量,t/aq-烧结机利用系数，1.45t/（m2.h）-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： 3310 kJ/Nm3烧结矿点火热耗： 0.12 GJ/ t每吨烧结矿所需煤气量

14、： 0.12109/(3310103) =36.25 Nm3烧结矿小时产量： 1001.45=145 t/h单位时间煤气消耗量： 14536.25 =5526.25 Nm3/h每台烧结机单位时间煤气消耗量去：50007000 Nm3/h1.6.2.2 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：600011.3 =7800 Nm3/h1.6.3 一次混合机一次混合机设备规格为 39m。两台（一期一步上一台）1.6.3.1 混合时间计算t = L0sin/（3.14D0Nsin） = 8.5sin35/（3.14

15、2.97sin2.0） = 2.19min式中：t-混合时间，2.19minL0-混合机有效长度，m;L0= L-0.5L -混合机实际长度，mD0-混合机有效内径，m D0= D-0.1（按粘料厚50 mm计算）D -混合机实际内径，3mN-混合机转速，7r/min-混合机安装角度，2.0-物料安息角，351.6.4.2 填充率计算 = Qmaxt/(0.471rD20L0) =3002.19/(0.4711.72.928.5) = 11.46%式中：-混合机填充率 ,11.46 %Qmax-最大混合料量，300t/hr -混合料堆比重，1.7t/ m31.6.4 二次混合机二次混合机设备规

16、格为 ：两台 3.012.0m。（一期一步上一台）1.6.4.1 混合时间计算t = L0sin/（3.14D0Nsin） = 11.5sin35/（3.142.96.94sin1.8） =3.32min式中：t-混合时间3.32minL0-混合机有效长度，m;L0= L-0.5L -混合机实际长度，mD0-混合机有效内径，m D0= D-0.1（按粘料厚50 mm计算）D -混合机实际内径，mN-混合机转速，6.94r/min-混合机安装角度，1.8-物料安息角，351.6.4.2 填充率计算 = Qmaxt/(0.471rD20L0) =3202.61/(0.4711.72.9211.5)

17、 =11.66%式中：-混合机填充率 , 11.66%Qmax-最大混合料量，320t/hr -混合料堆比重，1.7t/ m31.6.5 带冷机1.6.5.1 带冷机有效面积计算A = Qt/(60h) = 26560/(601.31.7) = 120.11 m2式中：A-带冷机有效面积，120.11m2Q-处理料量，265t/ht -冷却时间，鼓风冷却取 60minh -带冷机料层厚度，1.3m-烧结矿堆比重，1.7t/ m3所以选取带冷机有效面积 120 m2。1.6.5.2 带冷机带速n = A/（Bt） =120/(3.070) =0.57m/ min式中：L-带冷机长度，40mB-台

18、车宽度，3.0m其他同上。带冷机最大带速：nmax = n/0.7 = 0.81 m / min 1.6.6 带冷机用离心鼓风机1.6.6.1 风量的计算U = Q / 60 =2200265/60 =9732m3/min式中：U-冷却需要的（标准状态下）总风量，9732.m3/min-单位烧结矿冷却所需风量（标准状态下）， 一般鼓风冷却取 20002200 m3/tQ-带冷机最大处理料量，265t/h1.7 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

19、、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

20、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

21、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26。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26一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31404202.29249精矿粉114014

22、02.230813石灰石11101101.617648白云石11101101.617617生石灰21102200.613221焦或煤粉21102200.715418烧结高炉返矿11101101.617610一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61408402.218489精矿粉21402802.261613石灰石11101101.617624白云石11101101.61768.5生石灰21102200.613210.5焦或煤粉21102200.71549烧结高炉返矿111011

23、01.617651.7.1.4 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140 m3。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：2m圆盘给料机（变频调速）+ B800皮带电子

24、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

25、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： 2000mm数量： 4给料能力： 21150 m3/h调速范围： 1.27.1r/min配套电机型号： YPT160L4功率： 15kW转速： 1500r/minB、定量给料皮带电子秤型号： CF900E数量： 4带宽： 800 mm头尾轮中心距： 3200 mm给料能力： 2.7580 t/h

26、调速范围： 0.130.013 m/s配套电机型号： YVP112M4功率： 2.2kWC、电液动推杆型号： DYPZ45011070-380功率： 0.75kW1.7.2 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39 m （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11.00 m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： 39 m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： YJS4506功率： 220kW电压： 10000V1.7.3 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）3.012 m 圆筒混合机，安装于0