年产120万吨链篦机-回转窑氧化球团矿工程可行性研究报告.doc
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1、天津钢管新矿业有限责任公司天津钢管新矿业有限责任公司 年产年产 120 万吨链篦机万吨链篦机-回转窑氧化球团矿工程回转窑氧化球团矿工程 工程可行性研究报告工程可行性研究报告 RT天管天管KY-2007 山东瑞拓球团工程技术有限公司山东瑞拓球团工程技术有限公司 山西省冶金设计院山东分院山西省冶金设计院山东分院 保密等级:一 般 保密期限:长 期 天津钢管新矿业有限责任公司天津钢管新矿业有限责任公司 年产年产 120 万吨链篦机万吨链篦机-回转窑球团矿工程回转窑球团矿工程 工程可行性研究报告工程可行性研究报告 RT天管天管KY1-2007 公司总经理: 总设计师: 工程总设计师: 声明:本作品权益
2、属山东瑞拓球团工程技术有限公司。所含信息、专有技术应予保密。 未经本公司书面许可,不得修改、复制、提供或泄露给任何第三方。 CLAIM:This work belongs to the property of SHANDONG RUITUO PELLETIZING ENGINEERING 链篦机-回转窑工艺膨润土的配比在一般在 2%左右,有的配到 1.01.5%,每配 1%的膨润土,成品球品位下降 0.55%. 球团矿的粒度球团矿的粒度 目前我国球团矿的粒度一般控制在 8-16mm,根据对造球和焙烧过程 系统的试验和研究得出:最佳的球团粒级为 11-12mm。为了充分发挥球 形规则、粒度均匀对
3、高炉料层结构带来的优越性。 竖炉成品球的粒度很不均匀,一般球团矿 10-16mm 平均才占在 51.44%左右。链篦机成品球的 8-16mm 占 90%。 含粉率含粉率 竖炉含粉率平均在 10-12%,有的竖炉含粉率达 14%。 链篦机含粉率一般控制在 1.5%之内。 从投产以来的生产实际看,存在含粉率高、能耗高、故障率高、作 业率、消耗新水高等问题,特别是抗压强度等产品质量指标难以满足用 户要求。 新水耗量新水耗量 竖炉新水耗量平均在 0.5-2.0(t/t)。 山东瑞拓球团工程技术有限公司 天津钢管新矿业年产 120 万吨链篦机-回转 窑 053186515701 86515703 氧化球
4、团矿工程可研报告 14 链篦机的新水耗量平均在 0.2-0.3(t/t)。 工序能耗工序能耗 同等规模的竖炉工序能耗大于链篦机回转窑工艺,如:50 万吨/ 年的竖炉能耗 70kg/标煤t,而同等规模的链篦机回转窑工艺 49kg/标 煤t。 工程投资工程投资 同等规模的竖炉投资小于链篦机回转窑工艺,大规模(年产 80 万吨以上)链篦机回转窑工艺优于竖炉。综合效益链篦机回转窑工 艺好。链篦机-回转窑球团是当今世界上最先进的球团矿生产工艺。 1.5 市场前景分析市场前景分析 1) 作为高炉炼铁的原料 国家产业政策鼓励大力发展国产球团矿,在我国即使把全部的精矿 都转化为球团矿,平均在高炉炉料中的比例也
5、达不到50。因而球团矿 的需求将越来越大,球团厂的建设在我国正蓬勃快速发展,以满足不断 改进炉料结构对球团矿的用量。 2) 作为生产 DRI 产品的原料 2006年3月20日在东北大学召开了全国非高炉炼铁熔融还原会议 中指出,球团矿是生产直接还原的理想原料,天津钢管直接还原铁厂采 用了巴西的球团矿生产直接还原铁,不但产品质量好,而且作业率和产 量都大幅提升,由于该厂用的是巴西的球团矿,吨球团矿在1140元左右, 故而运行成本很高。 我公司和东北大学正在联合开发把链篦机回转窑生产氧化球团的 技术和HYL法竖炉熔融还原炼铁技术结合在一起的技术开发。 1.6 资源分析资源分析 氧化球团生产所需原、燃
6、料主要有:铁精矿、膨润土、烟煤。各种 原、燃料需要分别约为:120 万吨,2.4 万吨,3.6 万吨。 原料供应量和来源为: 山东瑞拓球团工程技术有限公司 天津钢管新矿业年产 120 万吨链篦机-回转 窑 053186515701 86515703 氧化球团矿工程可研报告 15 1) 铁精粉:唐山和河北周边的磁铁矿。 2) 膨润土:外购钠基膨润土。膨润土需要量一般在 2%左右,年用量约 2.4 万吨。为提高球团品位,减少膨润土用量,对膨润土质量应严格 控制。 (膨润土减少 1%,品位增加 0.55%左右) 。 3) 燃料:回转窑焙烧和精矿干燥用煤单耗 30kgcel/t 球,年需要量约 3.6
7、 万吨,主要来自山西优质烟煤。 1.7 设计依据设计依据 1) 依据钢铁产业结构调整指导目录(2005年本) 第一类 鼓励类120万 吨/年链蓖机-回转窑生产氧化球团工艺。 2) 天管集团提供的有关数据、资料。 1.8 设计原则设计原则 为使拟建工程达到“流程合理;高效率;环保型、节能型工厂。 在编制过程中力求节省投资、技术进步的原则 在编制过程中要考虑企业建设的高起点,充分发挥各种高新技术的 优势。坚持采用实用、高效、成熟的技术,用先进适用的技术提升传统 产业,提高工艺和技术装备水平,提高产品质量和数量,提高劳动生产 率,降低成本,增强市场竞争力。 尽量减少企业用地,节约土地资源的原则 在总
8、图设计中力图把工艺路程压缩到最短,在规范允许的范围内, 最大限度地压缩工艺和辅助设施的占地面积,尽量减少各种物料的折返 率,增加土地建筑系数,使土地资源得到充分利用。 可持续发展的原则 把保护环境放在重要地位,推进节能环保清洁生产技术,采用源 头控制策略,降低污染物和有毒物对环境的污染,对产生的废水、废气、 噪声和固体废物均进行充分研究,采取有效的控制措施。 山东瑞拓球团工程技术有限公司 天津钢管新矿业年产 120 万吨链篦机-回转 窑 053186515701 86515703 氧化球团矿工程可研报告 16 1.9 建设规模建设规模 拟建一条年产120万吨的链篦机-回转窑氧化球团矿生产线(其
9、中用 于生产海绵铁的球团矿50万吨,用于高炉炼铁或商品球团70万吨)。 1.10 工程建设周期工程建设周期 建设期10个月,一年后达到年产120万吨能力。 山东瑞拓球团工程技术有限公司 天津钢管新矿业年产 120 万吨链篦机-回转 窑 053186515701 86515703 氧化球团矿工程可研报告 13 表表 1-3 工程建设进度初步安排表(球团工程的建设)工程建设进度初步安排表(球团工程的建设) 2007 年 项 目 23456789101112 可研、 初步设计 施工图设计 设备采购及 制造 土建施工 设备安装 调试 山东瑞拓球团工程技术有限公司 天津钢管新矿业年产 120 万吨链篦机
10、-回转窑 053186515701 86515703 氧化球团矿工程可研报告 14 2 球团工艺球团工艺 2.1 原料、燃料及辅助原料原料、燃料及辅助原料 2.1.1 铁矿粉铁矿粉 球团生产线所使用的含铁原料主要来源唐山和河北周边的磁铁矿, 年耗量为132 万吨(干料量),如果在生产过程中需要配加赤铁精矿粉, 最多配比小于 30%,铁矿粉的主要物、化性能见表 2-1。 表表 2-1 铁矿粉主要物化性能表铁矿粉主要物化性能表 化学成分% TFeFeOSiO2MgOCaOAl2O3SP 65660.15.56.50.05 物理性能 水份%堆比重 t/m3-200 目粒度烧损% 5060% 2.1.
11、2 燃料燃料 焙烧使用的燃料可为全喷煤,焦炉煤气,高焦混合煤气,发生炉煤 气,高炉煤气加附助喷煤。在没有高炉和焦炉煤气的地方,可采用全喷煤 。 回转窑喷煤和精矿干燥用煤单耗 35kg/t 球,年需要量 3.6 万吨,主 要来自山西、内蒙优质烟煤。燃料为高热值烟煤。链篦机-回转窑球团 工艺对煤质优一定要求。根据国内外生产实践,确定煤种主要技术指标 见表 2-3,2-4。 表表 2-3 烟煤主要技术指标烟煤主要技术指标 发热值挥发份灰份灰熔点含硫量粒度 27 29MJ/kg2535%812%14001500oC0.5%025mm 表表 2-4 无烟煤主要技术指标无烟煤主要技术指标 发热值粒度挥发份
12、灰份含硫量灰熔点 27.5MJ/kg025mm1400 山东瑞拓球团工程技术有限公司 天津钢管新矿业年产 120 万吨链篦机-回转 窑 053186515701 86515703 氧化球团矿工程可研报告 15 2.1.3 膨润土膨润土 为改善生球的粒度组成,提高生球和干球的强度,在球团混合料中 加入 2%的膨润土,采用钠基膨润土。膨润土由国内采购,要求膨润土 进厂粒度200 目的含量95%,采用编织带包装,合格袋装膨润土由汽 车运输,储存在膨润土仓内。膨润土的主要物化性能见表 2-5。 表表 2-5 膨润土的主要物化性能表(假定)膨润土的主要物化性能表(假定) 化学成分% SiO2Al2O3F
13、eOMgOCaOK2ONa2O烧损 601422.51.250.82.58 物理性能 蒙脱石含量胶质价-0.074mm膨胀倍数耐火度水份%吸水率 64.5%75%98%15135010%500-600% 2.2 生产规模及产品方案生产规模及产品方案 2.2.1 工作制度工作制度 工作制度为连续工作制,主机年工作日为 330 天,计 7920 小时, 作业率为 90.4%,每天三班,每班 8 小时。 2.2.2 产品方案产品方案 1) 球团生产线生产酸性氧化球团用于高炉生产,成品球团矿粒度为 8- 16mm,其中 10-16mm 占 90%,质量标准如下: TFe: 63% (根据铁精矿来源,有
14、可能6566%) FeO: 1.0% 抗压强度:2500N/个 ISO 转鼓强度:+6.3mm 95% 抗磨指数: -0.5mm 5 % 筛分指数: -5mm 5 % 膨胀指数: 15% 2) 球团厂生产线生产高品位酸性氧化球团用于 DRI 生产,成品球团矿 粒度为 8-16mm,其中 10-16mm 占 90%,质量标准如下: TFe 66%(原矿品位 TFe 69%) SiO2 3% 山东瑞拓球团工程技术有限公司 天津钢管新矿业年产 120 万吨链篦机-回转 窑 053186515701 86515703 氧化球团矿工程可研报告 16 抗压强度:2500N/个 ISO 转鼓强度:+6.3m
15、m 95% 抗磨指数: -0.5mm 5 % 筛分指数: -5mm 3 % 膨胀指数: 15% 2.3 物料平衡和热平衡物料平衡和热平衡(假定假定) 表表 2-6 物料平衡表(以物料平衡表(以 1 分钟产量计算)分钟产量计算) 收入(kg)% 支出(kg)% 混合精粉2438.7387.33球团矿2536.7990.84 膨润土50.501.78水蒸汽246.128.81 氧气57.842.07烧损7.400.26 水分246.128.81SO22.190.08 总计2793.19100.00总计2792.5100.00 表表 2-7 热平衡表热平衡表 收入 (Kcal/min) % 支出 (
16、Kcal/min) % 煤粉燃烧297102.2159.34球团带走40588.538.11 铁矿氧化201118.4240.17废气带走96477.7519.27 硫氧化2432.670.49散热损失350761.9270.06 水蒸汽12825.112.56 总计500653.30100.00总计500653.30100.00 2.4 工艺流程及车间组成工艺流程及车间组成 2.4.1 工艺流程工艺流程 见工艺流程图 2-1 2.4.2 主要车间组成主要车间组成 新建球团生产线的拟定的主要生产车间包括:铁矿粉精选车间、膨 润土仓库及配料室、干燥室、润磨室、造球室、生球筛分布料系统、链 篦机-
17、回转窑-环冷机系统、主引风系统、成品储运系统,煤粉制备系统 ,主控室和配电室,水泵房和循环水池等附属设施。 山东瑞拓球团工程技术有限公司 天津钢管新矿业年产 120 万吨链篦机-回转 窑 053186515701 86515703 氧化球团矿工程可研报告 17 干燥 DRI 高炉高炉 铁矿粉精选 膨润土 配 料 烘干 圆盘造球 双层辊式筛分布料 回转窑 鼓风机 环式冷却机 成品储运系统 高炉或直接还原 热废气 800-1000 除尘 链篦机 煤粉 抽风机 除尘 预热 烟囱 鼓风机 干燥 抽风机 除尘 润磨 放散 铁矿粉(TFe6566%,-200 目55% ) 山东瑞拓球团工程技术有限公司 天
18、津钢管新矿业年产 120 万吨链篦机-回转 窑 053186515701 86515703 氧化球团矿工程可研报告 18 图图 2-1 链篦机回转窑球团工艺流程图链篦机回转窑球团工艺流程图 2.4.2.1 铁矿粉精选车间铁矿粉精选车间 铁矿粉的精选主要为了生产高品位的氧化球团供直接还原生产用, 精选车间生产规模是年产 80 万吨铁精粉,连续作业制,年作业 300 天。 进厂原料条件拟定为:细度:200 目 55%左右,铁品位:65%以 上(磁铁矿) ,可磨度:中等。 1)磨矿分级: 采用一段全闭路磨矿流程,磨矿产品细度200 目 80%。分级采用 耐纳特旋流器和高频细筛联合分级,这样既利用了旋
19、流器工作效率高、 处理能力大的优点,又利用了细筛严格控制分级粒度和脱除颗粒较大的 贫连生体的优点,将两者很好的结合。 2)磁选: 磨矿合格的200 目 80%产品进入弱磁性磁选机两次连续磁选,磁 选铁精矿进入精矿脱水作业,磁选铁尾矿进入尾矿脱水作业。铁回收率: 90%,铁品位:69%(磁铁矿) 。 3)铁精矿脱水: 精矿脱水采用两段机械化脱水。一段采用磁力脱水槽,它既有脱水 作用,又对提高精矿品位有一定的作用。二段采用先进的陶瓷过滤机, 设备功耗很低,水分低,水分可控制在10%,降低了后续烘干的成本。 4)铁尾矿脱水: 铁尾矿脱水采用两段机械化脱水。一段采用周边齿条传动浓密机脱 山东瑞拓球团工
20、程技术有限公司 天津钢管新矿业年产 120 万吨链篦机-回转 窑 053186515701 86515703 氧化球团矿工程可研报告 19 水。二段采用陶瓷过滤机,水分较低,水分可控制在10%。 5)成品的输送 通过磨矿-磁选-脱水的铁精矿粉由 B=1000mm 受料皮带机送到球团 的铁精矿仓库中,由 B=1000mm 受料皮带机送到铁精粉的成品堆场 6445m 或者直接送入配料室。 2.4.2.2 配料室配料室 用皮带机(B=1000mm)把铁精粉库的铁精矿粉送至精矿仓,精矿仓 内配置 6 个铁矿粉仓,每个矿仓有效容积 100m3,可贮存生产用铁矿粉 约 10 小时。精矿仓下配备变频调速的宽
21、皮带给料机和电子皮带称进行 配料(一体机)。 2.4.2.3 膨润土仓膨润土仓 配料室 2 个膨润土仓,每个仓的有效容积为 603,可储存 100 吨 膨润土,储存时间约 1.5 天。 膨润土采用斗提装到仓中或者气力输送,膨润土仓下各设一台称重 螺旋给料机或减量称(双出料)进行配料作业。膨润土配加量为矿粉的 2%左右。配料比的设定值由 PLC 微机控制、自动调节。 2.4.2.4 干燥室干燥室 干燥室内配置一台3.225m 干燥筒。按生产要求配好的矿粉和膨 润土经配料皮带机运到干燥室,经过初步混合后给入干燥筒干燥。混合 料的水份为 10.0%,正常工作处理能力为 160180t/h,干燥后的精
22、矿粉 水份为 8.0%左右。精矿干燥热风炉以煤气为燃料,进口烟气温度 700, 出口废气温度 120,从干燥机排出的废气经除尘净化后排放。 精矿干燥室设有独立的监控室,有专人看护。 2.4.2.5 润磨室润磨室 干燥后的混合料经配料皮带机运至润磨室进一步润磨、混匀。润磨 山东瑞拓球团工程技术有限公司 天津钢管新矿业年产 120 万吨链篦机-回转 窑 053186515701 86515703 氧化球团矿工程可研报告 20 室内配置了 2 台3.56.2m 润磨机,单台处理量为 70t/h。润磨后的混 合料成份中-200 目85%。在生产中可采用部分润磨;部分不润磨,走 旁路系统。 润磨的作用:
23、提高铁精矿的细度,增加铁精矿的比表面积,改善铁 精矿的造球性能,降低膨润土的用量, 使用润磨工艺后效果十分明显, 下面为某球团厂物料润磨和不润磨的各项性能指标的比较 表 2-3。 表表 2-8 物料润磨和不润磨的各项性能指标的比较物料润磨和不润磨的各项性能指标的比较 序 号 项目 钠基膨润土 用量% 生球落下 次数 湿球返料%造球机产量 t/h 球团矿品位% 1润磨1.53555064.163.8 2不润磨2.723163462.8 2.4.2.6 造球室造球室 混合料由皮带机运至造球室上部,分别卸至 6 个混合料仓内。仓下 分别配备 6 台6.0m 圆盘造球机,单机生产能力为 50t/h,5
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