360平米烧结机工程初步设计.docx

1、360平米烧结机工程初步设计1.总 论1.1概述根据通钢集团吉林钢铁有限责任公司设备装备大型化改造项目200万吨总体规划，配套烧结系统建设2台360烧结机，分两期建设，一期工程为一台360烧结机。我院针对360烧结机工程建设条件，进行了多方案比较，并对预留的二期工程的建设条件以及与一期工程的有效衔接，进行了统一考虑，经与吉林钢铁有限责任公司360烧结机工程项目部进行了多次结合论证，对360烧结机工程设计方案予以确认。根据设计合同书要求及所确认的设计方案，开展360烧结机一期工程初步设计。1.2设计依据1.2.1 通钢集团吉林钢铁有限责任公司360烧结机一期工程设计合同书；1.2.2 “烧结系统

2、工程设计技术附件”通化钢铁集团股份有限公司2007年6月25日；1.2.3 “烧结技术改造项目方案设计讨论纪要”2007年7月4日；1.2.4 “烧结技术改造项目方案设计讨论纪要”2007年7月10日；1.2.5 “烧结技术改造项目设计技术讨论纪要”2007年7月26日；1.2.6 吉林钢铁有限责任公司烧结项目部提供的有关资料。1.3设计原则本着“先进、合理、经济、实用和效益第一，积极采用先进工艺和技术，突出节能降耗”的原则，结合吉林钢铁有限责任公司的具体情况，在满足生产的前提下，优化工艺流程，采用成熟可靠的技术装备，提高控制水平，同时要节省建设投资，提高经济效益。1.3.1 采用成熟可靠的工

3、艺流程和设备，技术装备水平达到国内先进水平；1.3.2 控制水平要求先进、可靠、实用。确保稳定高产，确保产品质量；1.3.3 一、二期工程要求有效合理衔接；1.3.4 贯彻执行国家有关环保、工业卫生、安全、消防、节约能源等有关规范和规定，采取有效措施，防止和减少粉尘、噪声等对环境的污染。除尘灰及余热回收利用，无生产污水外排。1.4设计范围1.4.1 设计范围 从各种原料进厂至成品输出的工艺、总图运输、采暖、通风、除尘、给排水、电气、仪表自动化、通信、土建、供热、煤气、压气及消防、环保、安全、小型维修等相关专业工厂设计，按要求行政、生活福利设施由公司统一考虑。1.4.2 接点1）贮存在原料场的铁

4、精矿、高炉返矿、熔剂等经设在原料厂的汽车受矿槽由胶带机运入；固体燃料由汽车运入；2）成品烧结矿输送至铁区NO.5转运站，运往高炉矿槽；3）水、气等能源介子在烧结厂界接点；4）外部电源接点于360烧结机系统高压配电室10kv受电柜。1.4.3 360烧结机工程系统设施:见表1-1。360烧结机工程系统设施组成 表1-1序号子项名称内 容说 明1燃料受矿槽3格含二期2汽车受矿槽铁料8格，熔剂3格3燃料破碎室4台750700对辊破碎机4台900700四辊破碎机3工1备4配料室单列式，14个矿槽5一次混合室1台3.814.0m圆筒混合机6制粒室2台4.018.0m圆筒制粒机7烧结室1台360烧结机8冷

5、却设施1台415鼓风环式冷却机9成品烧结矿筛分室6台椭圆等厚振动筛2系统，互为备用10机头电除尘器2台300双室四电场电除尘器11主抽风机室2台20000m3/min烧结风机12机尾电除尘器1台245双室四电场电除尘器13整粒布袋除尘器1台12000布袋除尘器14燃料破碎布袋除尘系统1台3500布袋除尘器15配料布袋除尘系统1台2500布袋除尘器16成品矿槽除尘系统1台1300布袋除尘器17车间配电室18循环水泵站19余热利用系统利用高效换热器产生蒸汽20维修间按小维修配备21转运站及通廊1.4.4 机修设施按要求，设有机修间，负责日常小型维修工作，厂房面积1224m,设计给出概算，由项目部自

6、行配备满足小型维修有关设备。1.5工厂规模和产品方案1.5.1设计规模生产规模为1台360m2烧结机，烧结机利用系数1.33t/m2h，烧结机年工作330天，作业率为90.4%。年产冷烧结矿380.0万吨。1.5.2产品方案 产品方案见表1-2。 产品方案表 表1-2序号项目单位指标1TFe%57.02FeO%8.03粒度mm51504温度1205碱度CaO/SiO21.8 1.6厂址 360m2烧结机工程占地约为470m187m。1.7 原料条件1.7.1 含铁原料所用含铁原料为周边地区矿粉、高炉返矿、杂料及各种除尘灰等。各种含铁原料在原料场贮存，经汽车受矿槽由胶带机运至配料室。1.7.2

7、熔剂、燃料所用熔剂为生石灰和石灰石、菱镁石。生石灰运送方式待定，设计推荐在生石灰窑采用仓式泵一管道用压缩空气送至配料室生石灰配料槽。所用石灰石（粒度为30mm）经汽车运至地下受矿槽熔剂槽，由胶带机运至配料室石灰石配料槽。烧结用固体燃料为焦炉筛下焦（粒度为250mm）、高炉筛下焦（粒度为250mm）和无烟煤（粒度为400mm）。固体燃料采用汽车运输,直接卸料至燃料受矿槽,由胶带机运至燃料破碎室。烧结点火燃料为混合煤气，热值为9.21 MJ/m3，接点压力为6000 Pa。煤气用量为5963 m3/h。1.8 供水、供电1.8.1 供水360m2烧结机工程年耗新水78.98万m3，由铁区供应。1.

8、8.2 供电本工程电源引自厂内110kv变电所，年耗电量13870万kwh。1.9技术装备水平360m2烧结机工程采用国内先进成熟的工艺流程，选用新型工艺设备。确定技术装备水平如下：1.9.1 工艺1) 燃料破碎采用750700对辊破碎机及900700四辊破碎机组成的开路破碎系统。这样可保证四辊破碎机的给料粒度，且能沿辊面宽度均匀给料，从而保证燃料粒度。2) 采用自动重量配料。设备运行平稳、可靠，配料精度高，使烧结矿合格率、一级品率均有较大幅度提高，同时可减少烧结燃料耗量，降低高炉焦比。3) 采用厚料层烧结，将降低燃耗及烧结矿中的Fe0含量，提高烧结矿强度。4) 采用串联3台椭圆振动筛整粒筛分

9、流程。这种流程的特点是：a)流程简单，布置紧凑，在一个厂房内即可完成全部冷矿筛分作业，占地少，省投资，省人员；b)烧结矿转运次数减少，转运落差小，冷返矿量降低；c)检修方便；d)更重要的是5mm筛孔筛板因受大块烧结矿冲击，基本不堵塞。5) 采用无热筛工艺，以提高主机作业率。6) 小格散料进入成品系统，参加整粒，提高了烧结矿产量。1.9.2主要设备本项目主要设备，如烧结机、环冷机、混合机、制粒机、单辊破碎机等采用目前国内先进技术。具备以下特点：1)烧结机烧结机主传动采用新型两点啮合全悬挂柔性传动，可以实现通过调整头部链轮来纠正烧结机台车跑偏，重量轻，结构简单，制造安装调整方便，维修工作量小。烧结

10、机头部链轮齿板采用特殊设计的齿形及齿顶处理，并配合多段圆弧形成的异形弯道，从而保证台车在头尾弯道处运行更顺畅，降低台车端部磨损。 烧结机台车与风箱之间侧部采用固定滑道加台车游板式密封，烧结机端部采用转架支板结构，其密封效果好。烧结机台车采用三体式结构，便于加工制作和维护检修。 烧结机润滑系统分头、中、尾三部分，有效缩短润滑管路，确保每个点都能得到良好的润滑，同时具有机旁和远方控制功能。 2)环冷机采用可靠、实用的摩擦传动方式，曲轨卸料，钢结构风箱和漏斗及散料小车，便于卸灰。3)混合机、制粒机混合机、制粒机具有良好的启动性能，滚圈为整体锻造，筒体和滚圈之间采用整体焊接，可显著提高筒体刚性，有效提

11、高筒体寿命。滚圈和齿圈采用自动喷油润滑装置，使其运动表面形成油膜，以提高承载能力，减少磨损。4)单齿辊破碎机单齿辊破碎机采用国内独创的柔性传动装置，有效缓冲破碎齿辊对传动系统的冲击，显著降低其工作时对传递给基础和厂房结构的振动负荷。破碎齿辊采用整体结构，对主轴、篦板进行水冷。齿辊可整体吊到厂房外检修和更换。1.9.3电气仪表及控制系统电气控制及仪表自动化根据钢铁工业自动化功能技术规范的要求，按国内先进水平考虑，以保证生产过程稳定，提高烧结矿质量。本工程设置了完善的过程检测和控制项目，采用计算机集中控制系统完成烧结生产的数据采集、自动控制、参数显示、报警和报表打印等功能。1)配料设备、圆辊给料机

12、、烧结机、冷却机等采用变频调速。2)采用计算机控制系统对全厂进行监控和管理。拟选用PLC控制系统。3)采用质量可靠、性能先进的仪表对生产过程参数进行指示、记录、控制、自动调节；对成品及能源进行计量。4)设置行政电话、生产调度电话、指令通信和工业电视等通信设施。1.10环境保护、安全卫生和消防1.10.1 环境保护本设计对环境治理给予了充分重视，在工艺上重视环境保护。在“三废”综合利用降低污染方面，采用了有效措施，为搞好环境保护打下良好基础。在除尘方面利用高效电除尘器，保证排放浓度达标。在防噪声污染上采用消声器、隔音装置等。考虑寒冷地区气候条件各车间内设置洒水扫地设施，各设备冷却水循环使用，循环

13、率达96%以上，无生产污水排放。1.10.2 安全卫生在设计过程中，充分考虑了安全卫生，对建筑物设置了防雷、防火设施，对车间中所有的孔、洞，设置栏杆及盖板。对设备传动部分设有保护罩，以确保工人在生产过程中的人身安全和身心健康。1.10.3 消防遵照设计规范，本设计设有消火栓和区域性消防报警系统，厂区道路通畅、完善，建筑物间距满足消防规范，同时建筑物也满足其耐火等级要求。1.11 节能本设计贯彻合理利用能源和节能的宗旨。优化工艺流程，合理布局，采用先进技术及设备，选用节能型设备，冷却水循环使用，以节省能源。工序能耗：63.13kg(标煤)/t。1.12 技术经济主要技术经济指标见表l-3。 主要

14、技术经济指标 表1-3序号项 目单 位指 标备 注1烧结矿产量万t/a380.02有效烧结机面积m23603烧结机利用系数t/（m2*h）1.334主机作业天数d3305作业率%90.46烧结矿质量TFe%57.0FeO含量%8.0碱度CaO/SiO21.8粒度mm51505mm含量5%7原、燃料年耗量含铁原料万t/a330.33菱镁石万t/a22.09生石灰万t/a37.21石灰石万t/a27.02焦粉万t/a11.06燃料万t/a11.06混合煤气万m3/a4723高+焦8动力消耗电104kW.h/a13870.0新水104m3/a78.98压气m3/min105蒸汽t/t-s0.0459

15、主要设备重量t1300010设备安装总电容量kW3348011设备工作总电容量kW3306412职工定员人16913工序能耗kg（标煤）/t59.75冬季：65.132烧结工艺2.1 概述根据吉林钢铁有限责任公司发展目标和规划,需要建设一台360m2烧结机及其配套设施。2.2 工厂规模及工作制度2.2.1 工厂规模 生产规模为1台360m2烧结机，烧结机利用系数1.33/(m2h),年产冷烧结矿380.0万吨。2.2.2 工作制度 烧结系统为连续工作制，每天三班，每班8小时。烧结机年工作330天， 7920小时，年作业率为90.4%。2.3 含铁原料、熔剂和燃料2.3.1 含铁原料所用含铁原料

16、主要是精矿粉、杂料、轧钢皮、高炉返矿及各种除尘灰等。各种含铁原料在原料场贮存, 通过汽车受矿槽由胶带机运至配料室。2.3.2 熔 剂所用熔剂为生石灰、石灰石、菱镁石。所用生石灰进厂运输方式待定，为避免对烧结厂区污染，不宜采用胶带机运输。要求生石灰30mm粒级含量90%。所用石灰石、菱镁石（粒度为30mm）经汽车运至汽车受矿槽，由胶带机运至配料室石灰石、菱镁石配料槽。2.3.3 燃 料烧结用固体燃料为焦炉筛下焦（粒度为250mm）、高炉筛下焦（粒度为250mm）和无烟煤（粒度为400mm）。固体燃料贮存在原料场,通过燃料受矿槽由胶带机运至燃料破碎室。在燃料破碎室,燃料进行粗、细开路破碎,破碎后的

17、燃料（粒度为30mm）经胶带机运至配料室。烧结点火燃料为混合煤气。要求其热值为9.21MJ/m3，其接点压力为6000kPa。煤气用量为5963m3/h。（7184 m3/h（max）2.4 主要参数的确定及产品方案2.4.1 主要参数的确定由于现阶段尚无主要原料条件,参照国内同类型烧结机的烧结生产实践经验,本次设计烧结机利用系数定为1.33t/(m2h),配套设备能力为1.7t/(m2h),主机作业率90.4%,年工作330天。2.4.2 产品方案产品为温度小于120经过整粒的冷烧结矿，粒度5150mm，5mm含量小于5%。50mm含量8%。转鼓强度（+6.3mm）72%。烧结矿碱度R=1.

18、8(CaO/SiO2)。2.4.3 附表入厂原料化学成分表(成分：%) (假定) 表21原料TFeFeOSiO2CaOAl2O3MgOSPI(烧损)烧结精矿 6627 51.00.61.12.66氧化铁皮68.550200.22杂料528154.97.11.12.382白云石2.5300.3320.542石灰石2.5450.250.250.0642生石灰5.5 780.46.50.20.0410C固AgVg焦炭 7813.512 1.97.30.775无烟煤 75192.00.880煤气消耗量 表2-2名称104m3/am3/dm3/hm3/t混合煤气4723143112596311.70 烧

19、结矿化学成分 表2-3成分TFeFeOSiO2CaOAl2O3MgOSPR=CaO/SiO2%57.008.05.259.451.452.50.010.0291.80根据生产碱度为1.8的烧结矿计算出的物料平衡见表2-3。物料平衡表（估算） 表2-4输入输出名称数量（万t/a）%名称数量（万t/a）%含铁原料330.3348.72烧结矿380.056.05焦粉11.061.63损 失114.3216.86 无烟煤11.061.63铺底料34.35.06生石灰37.215.49返 矿149.3822.03石灰石27.023.99菱镁石22.093.26铺底料34.35.06水55.558.19返

20、 矿149.3822.03合 计678100合 计678100.00注：各种原料用量均为估量。2.5 工艺流程和工艺特点2.5.1 工艺流程烧结厂工艺流程是从原料进厂到成品输出,包括铁料、熔剂、燃料的接受、 燃料破碎、配料、混合、制粒、烧结、冷却、整粒及成品烧结矿输出等全部工艺过程。工艺流程见图1。2.5.2 工艺特点 主要工艺特点如下：(1) 采用750700对辊破碎机及900700四辊破碎机组成的开路破碎系统：保证四辊破碎机的给料粒度适宜，且能沿辊面宽度均匀给料，从而可以获得mm粒级含量达到9095%的燃料，满足烧结生产所需；同时，也适应使用来料粒度较粗的燃料。(2) 采用自动重量配料：各

21、种原料均自行组成闭环定量调节， 再通过总设定系统与逻辑控制系统，组成自动重量配料系统。其特点是设备运行平稳、可靠，配料精度高，使烧结矿合格率、一级品率均有较大幅度提高，同时可减少烧结燃料耗量，降低高炉焦比。(3) 采用厚料层烧结，将降低燃耗及烧结矿中的FeO含量，提高烧结矿强度。(4) 采用串联台椭圆振动筛整粒筛分流程。该流程的特点是：a) 流程简单，布置紧凑，在一个厂房内即可完成全部冷矿筛分作业，占地少，省投资，省人员；b) 烧结矿转运次数减少，冷返矿量降低；c) 检修方便；d) 更重要的是5mm筛孔筛板因受大块烧结矿冲击，基本不堵塞。(5) 采用双层卸灰阀胶带机处理大烟道灰尘，适应冬季寒冷

22、地区生产。(6) 小格散料作为成品，参加整粒，提高了烧结矿成品率。2.6主要设备的选择与计算 以下设备能力，按烧结机利用系数1.71.6t/(m2h)、烧结矿产量612t/h614.4（max）计算。2.6.1 燃料破碎设备按破碎机作业率75%，燃料单耗50kg，燃料含水7%计算，所需破碎能力：*90.4%？ =43.66t/h由750700对辊破碎机与900700四辊破碎机组成的破碎系统能力按18t/h15计，则需燃料破碎设备套数：43.66/18 =2.43(套)故选用四套由750700对辊破碎机与900700四辊破碎机组成的破碎系统，其中三工一备。2.6.2 一次混合机 一次混合机采用3

23、.814.0m圆筒混合机，转速6.5rpm, 安装角度为2.7。 混合机处理量： 烧结机利用系数1.33/1.32(m2h)时，840860t/h(正常值) 烧结机利用系数1.71.6t/(m2h)时，10101020t/h(最大值)利用系数大了，产量却少了？ 1）混合时间 t= 式中：t混合时间，min; L效混合机有效长度，12.5m; D效混合机有效直径，3.7m； n混合机转速，6.5rpm； 混合机中物料推进角度； thSin= 混合料的安息角，取=35 t=2.02min 2)填充率 = 式中：混合机最大填充率，%； Q混合机最大处理量，t/h; r混合料堆积密度，t/m3; No

24、r = =12.38% max= =14.89% 3)转速校核 n=(0.20.3) =4.46.6rpm取n=6.5rpm,完全符合混合料在滚筒内的“抛落”要求。2.6.3二次混合机（制粒机） 二次混合机采用4.018.0m圆筒制粒机，转速8.5rpm, 安装角度为1.5，共两台。 每台制粒机处理量： 烧结机利用系数1.33t/(m2h)时，840t/h(正常值)，每台420t/h（正常值）。 烧结机利用系数1.7t/(m2h)时，1010t/h(最大值)。每台505t/h（最大值）。 1）混合制粒时间 t= 式中：t混合时间，min; L效混合机有效长度，16.5m; D效混合机有效直径，

25、3.9m； n混合机转速，6rpm； 混合机中物料推进角度； thSin= 混合料的安息角，取=35 t=3.47min 2)填充率 = 式中：混合机最大填充率，%； Q混合机最大处理量，t/h; r混合料堆积密度，t/m3; Nor= =7.25% max= =8.72% 3)转速校核 n=(0.250.45) =5.359.64rpm取n=8.5rpm,调速范围为：8.50.5rpm。2.6.4 烧结机 烧结机有效烧结面积360m2,台车宽4.0m、长1.5m,台车栏板高650mm。 Vmax = 式中：Vmax台车最大运行速度，m/min； Qmax最大烧结机给料量，t/h; b台车宽度

26、，m; h台车上混合料料层高度，m; Vmax = 1010 604.00.61.7 数据何来？ = 4.13m/min 台车移动速度是可调的，调速范围为：1.54.5m/min2.6.5 主抽风机及机头电除尘器 主抽风机为SJ20000型离心鼓风机，共二台。主电机N7000KW，1000rPm。风量20000m3/min（工况），升压（静压）16500Pa,入口压力-16000Pa，出口压力500Pa。机头电除尘器选用300m2双室四电场，共二台。处理废气量每台20000m3/min(工况)，电除尘内烟气流速1.11m/s。粉尘排放浓度50mg/N m3。2.6.6 环式冷却机 环冷机处理量

27、：利用系数1.33t/(m2h)时，810t/h(正常值) 利用系数1.7t/(m2h)时，980t/h(最大值) 1）鼓风环式冷却机面积选择 A效= 式中：A效冷却机有效冷却面积，m2。 Q冷却机处理能力，t/h。 t冷却时间，min; h冷却机料层高度，m。 r烧结矿堆比重，t/m3。 A效= 81070 601.451.7 =383.4 根据上述计算，取环冷机有效冷却面积415m2,料层厚度1.45m，台车栏板高1.6m,台车宽3.5m,有效冷却时间为6080min。 2）冷却时间： t= 式中：t冷却时间，min F冷却机冷却面积，m2。 h冷却机料层厚度，m。 烧结矿堆比重，t/m3 Q冷却机处理能力，t/h。 t= 4151.451.760 810(980) =75.8(61.4)(min)冷却时间正常产量时为75.8min；最大产量时为61.4min 3)配套冷却风机的选择 冷却风量： Q风=q