石墨项目可行性报告 石墨电极项目可研报告 40KT石墨电极工程可行性研究报告.doc

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX公司公司 40kt/aUHP40kt/aUHP石墨电极工程石墨电极工程 可行性研究报告可行性研究报告 工程编号:ZZZZZZZZ 沈阳津沃技术发展有限责任公司沈阳津沃技术发展有限责任公司 二二 一一 一一 年年 元元 月月 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX公司公司 40kt/aUHP40kt/aUHP石墨电极工程石墨电极工程 可行性研究报告可行性研究报告 工程编号:ZZZZZZZZ 主主要要参参加加编编写写人人员员 总设计师 炭素工艺 总 图 电力自控 水 道 通 风 环 评 概 算 技 经 目目 录录 1.1. 总论总论4 1.1 概述 4 1.2 项目背景.5 1.3 可行性研究的依据 6 1.4 项目建设的意义 6 1.5 项目的建设条件 7 1.6 建设规模和产品方案.8 1.7 设计原则 8 1.8 主要设计内容.9 1.9 可行性研究的结果 10 2.2. 市场分析及产品质量要求市场分析及产品质量要求11 2.1、国内市场分析11 2.2、国际市场分析14 2.3 建设规模.15 2.4 产品质量要求.16 3 3、原料质量要求和操作介质技术指标、原料质量要求和操作介质技术指标17 3.1、原料质量要求17 3.2、辅助材料质量要求18 3.3 操作介质技术指标.19 4.4. UHPUHP石墨电极生产工艺石墨电极生产工艺21 4.1 生产流程和物料流量表.21 4.2 主要工艺技术方案.24 4.3 化验.36 5.5. 总图运输总图运输40 5.1 区域概况.40 5.2 自然条件.40 5.3 地质与地震.40 5.4 总平面及竖向设计.41 5.5 厂内外运输.42 5.6 消防、警卫及绿化.43 6.6. 电力及自动控制电力及自动控制43 6.1 电力工程.43 6.2 自动化控制.46 7.7. 公用工程公用工程50 7.1 热力工程.50 7.2 给水排水.53 7.3 采暖通风.55 7.4 粉尘回收及烟气净化.62 7.5 综合修理 67 8.8. 土建工程土建工程67 8.1 设计原则.67 8.2 气象资料.68 8.3 抗震设计.68 8.4 工程地质和地形地貌.68 8.5 水文地质条件.69 8.6 基础类型的选择.69 8.7 建筑设计.69 8.8 结构设计.70 8.9 三材用量.70 9.9. 环境保护环境保护70 9.1 环境概况.70 9.2 主要污染源和主要污染物.72 9.3 设计采用的环境保护标准.72 9.4 控制污染的初步方案.73 9.5 绿化.79 9.6 环保管理及监测机构.79 9.7 环境保护投资估算.80 9.8 环境影响分析.80 10.10. 劳动安全卫生劳动安全卫生81 10.1 设计依据及采用标准.81 10.2 生产工艺及安全卫生危害概述.81 10.3 建筑及场地布置.83 10.4 生产过程中职业危险、危害因素分析.83 10.5 安全卫生的技术措施.84 10.6 安全卫生机构设置.86 10.7 安全卫生投资估算.86 10.8 预期效果.87 11.11. 节能措施节能措施87 11.1 焙烧炉的节能.87 11.2 石墨化炉的节能.88 11.3 加强循环水设施,降低新水用量.89 11.4 选用节能型产品.90 11.5 管网保温.90 11.6 节能效果.90 12.12. 建筑防火建筑防火93 12.1 总平面布置.93 12.2 建筑与结构.93 12.3 电气防火.93 12.4 消防给水.93 13.13. 投资估算投资估算94 13.1 投资概况 94 13.2 编制依据及原则 94 14.14. 技术经济分析技术经济分析98 14.1 组织机构及劳动定员.98 14.2 职工培训.99 14.3 建设工期.99 14.4 总投资及资金筹措.99 14.5 成本费用估算.101 14.6 损益估算.104 14.7 财务评价.105 14.8 不确定性分析.107 14.9 综合评价.108 附委托书附委托书 附图附图: : 总平面布置图总平面布置图 1 主 要 技 术 经 济 指 标 序号指 标 名 称单 位数 量备 注 1 设计规模 t/a40000 2 产品产量 UHP石墨电极 t/a40000 其中：550×2400mm t/a5000 600×24002700mm t/a10000 650×24002700mm t/a10000 700×2700mm t/a10000 750×2700mm t/a3000 800×2700mm t/a2000 石墨化焦 t/a6000 3 产品合格率 %100 4 原材料单耗指标 针状焦 kg/t941 粘结剂沥青kg/t 325 浸渍沥青kg/t 192.5 氧化铁粉kg/t 16.6 硬脂酸kg/t 0.31 冶金焦粉kg/t 652.05 无烟煤kg/t 1327.5 电 kw·h/t5025 水 m3/t4.5 5 原料、辅助材料、燃料年用量 针状焦t/a 37630 粘结剂沥青t/a 13000 浸渍沥青t/a 7700 2 序号指 标 名 称单 位数 量备 注 氧化铁粉t/a 663 硬脂酸t/a 125 冶金焦粉t/a 26082 无烟煤t/a 53100 生石灰t/a 71 6 供 电 6.1 石墨化炉用电负荷 耗电量 kw·h1.84×108 功率因数 % 92 6.2 动力、照明用电负荷 耗电量 kw·h1.68×107 功率因数 % 91 补偿后 7 给排水 7.1 生产用新水 m3/d658 7.2 生活用新水 m3/d72 7.3 循环水 m3/d16,560 7.6 生产水重复利用率 %91.1 8 总图运输 8.1 厂区占地面积 m2320,000 8.2 建筑系数 %35.79 8.3 道路铺砌及混凝土场地面积 m226,930 8.4 建构筑物占地面积 m2114,516 8.5 绿化系数 %19 8.6 货物运输量 t/a191,083 其中：运入 t/a138,371 运出 t/a52,712 3 序号指 标 名 称单 位数 量备 注 8.7 单位产品占地面积 m2/t5 9 劳动指标 9.1 在册定员人 510 其中：生产人员人 460 管理及服务人员人 50 9.2 全员实物劳动生产率 t/ 人·年 78.43 10 技术经济指标 10.1 项目投资 总投资万元 137,288.94 其中：建设投资万元 108,050.36 建设期利息万元 1,691.65 流动资金万元 27,546.93 10.2 财务指标 产品销售收入万元/年113,163.10 销售税金及附加万元/年 878.1 总成本费用万元/年 78,847.4 达产年平均 利润总额万元/年 33,437.6 达产年平均 年缴纳所得税万元/年 8,359.4 达产年平均 税后利润万元/年 25,078.2 达产年平均 10.3 综合效益指标 全投资财务内部收益率 %20.04 全投资财务净现(Ic=10%)万元 81,300.65 投资回收期年 6.68 含建设期2年 投资利润率 %24.32 达产年平均 投资利税率 %31.36 达产年平均 盈亏平衡点 %34.06 4 1.1. 总论总论 1.11.1 概概述述 自上世纪九十年代以来，我国钢铁工业飞速发展，粗钢产量平均以 每年 7.95%的速度上升连续 13 年居世界第一。2008 年，中国大陆的钢产 量为 50091 万吨，占世界钢产量的 1/3 以上。在中国大陆钢铁生产结构 中，转炉流程生产的钢产量占总钢产量的 90%以上，电炉流程生产的只 占总钢产量的 10%左右。在世界范围，各国电炉钢比例在 20 世纪八九十 年代逐年增长，从 1995 至 2001 年，世界电炉钢比例从 32.6%提高到 35.1%，而我国大陆的电炉钢比例却逐年下降，目前下降到 10%左右。 世界各国及我国台湾地区的电炉钢比例均较高，提高电炉钢比例是 实现钢铁工业可持续发展的重要措施。生产一吨电炉钢比生产一吨转炉 钢可以多循环利用废钢 500600 公斤，少消耗铁矿石 1.3 吨，降低可比 能耗 265 公斤标煤，减少二氧化碳排放 1126.3 公斤。 2005 年 2 月 16 日，旨在遏制全球气候变暖的京都议定书正式 生效。这份有 141 个国家参与的协定规定：36 个发达国家将在 2008 到 2012 年间，使本国的全部温室气体排放量比 1990 年减少 5%，限排的温 室气体主要有 6 种，其中最主要的是二氧化碳。虽然按照京都议定书 ，中国与其他发展中国家一道，没有被要求限制排放量，但从二氧化碳 排放量上看，我国目前二氧化碳的总排放量已占世界第一，人均二氧化 碳排放量已位居世界第二。特别是我国已加入世界钢协，在 2012 年以后， 世界钢协的成员国必须报告每年二氧化碳的排放改进目标，使我国在钢 铁产业二氧化碳的排放控制方面面临巨大的国际和外交压力。 电炉钢比例的调整是重要的节能减排措施，只要将我国的电炉钢比 例提高 1%，则年节能总量可超过我国年增长钢(20062007 年增长钢 6822 万吨)综合能耗降低的总量；减少的二氧化碳排放量约为我国汽车 5 工业二氧化碳年总排放量的 20%。今年 2 月，国家出台的钢铁产业调 整和振兴规划明确提出：中国钢铁产业调整和振兴，不能用本次经济 危机以前那种模式恢复生产，重新启动过剩产能。我国本轮钢铁产业振 兴的正确途径，一是要控制总量增长，进行产品结构调整，使产品升级； 二是要调整转炉钢和电炉钢的比例，提高电炉钢的比重。 随着人们对发展现代电炉炼钢对我国钢铁产业调整与振兴的影响及 其发展前景的进一步认识和节能减排的要求，我国现代电炉炼钢将迎来 一个较大的发展机遇。作为电炉炼钢导电、导热材料的石墨电极需求量 也将随着我国钢铁现代电炉炼钢的发展而大大增加。 1.21.2 项目背景项目背景 abcd市ef华瑞碳素有限责任公司位于abcd市察哈尔经济技术开发区 白海子工业园区。公司于2010年4月注册成立，注册资金5000万元，占地 260000平方米。公司下辖 “abcd市华义电池材料科技有限公司”、 “abcd市华任电子科技有限公司”，另 “abcd市华瑞炭素有限责任公司” 也是abcd市ef华瑞碳素有限责任公司所辖的全资子公司。 公司所在地abcd市是京包、集二、集通等铁路线和110国道、208国 道、京呼高速、京藏高速、省际大通道的交汇处。交通十分便利。它不 仅是东北亚经济区和西北、华北、东北经济辐射区交汇的中心，更是我 国对蒙古、俄罗斯以及东亚等各国贸易的重要窗口。便捷的交通条件和 得天独厚的区位优势，为公司的发展提供了广阔的空间。 公司前期投资2.3亿元建设的“新能源动力电池材料项目”将成为全 区最大的新能源动力电池材料生产项目。本项目的实施将推动我国锂离 子动力电池发展的进程，促进当地工业结构战略性的调整。必将带来可 观的经济效益和良好的社会效益。 abcd市ef华瑞碳素有限责任公司所属 “abcd市华瑞炭素有限责任公 司”是2004年成立的内蒙古地区较大的炭素制品专业生产企业，主要生 6 产中小规格碳电极、石墨电极、制氟碳板、高纯石墨制品和电极糊等炭 素制品20000吨/年。公司拥有炭素专业技术人才资源，具有多年炭素材 料市场运营经验。 市场调研预计550700mm大规格超高功率石墨电极 2011年国内 需求量3-4万吨左右。国内钢铁企业生产所需550700mm大规格超高 功率石墨电极主要依靠进口来满足，南通扬子、开封炭素、辽宁方大和 广汉四达等大型炭素企业提供部分大规格超高功率石墨电极供应。对于 矿热炉所需要大规格电极，生产厂家很少。“abcd市华瑞炭素有限责任 公司”针对目前炭素材料市场的发展方向，紧盯国家淘汰小型矿热炉的 产业政策，规划建设40kt/a550800mm大规格超高功率石墨电极生 产线，以满足不断大型化的电弧炉、环保节能的大型电石炉、铁合金炉、 黄磷炉、工业硅炉等矿热炉的需求。 1.31.3 可行性研究的依据可行性研究的依据 abcd 市 ef 华瑞碳素有限责任公司委托沈阳津沃技术发展有限责任 公司承担年产 40ktUHP 石墨电极项目可行性研究报告编制的设计委托书。 1.41.4 项目建设的意义项目建设的意义 石墨电极是电冶炼工业中重要的导电、导热材料，其中电炉炼钢用 量最大，约占50%以上。我国目前电炉钢在钢总产量中的比例仅占10%左 右。随着下一轮钢铁工业的发展，熔化周期短、能耗低、容量大的超高 功率电炉炼钢必将成为现代炼钢工业的发展方向。我国现已从国外引进 或自行建设超高功率电炉逾100座，我国大多数碳素厂生产的普通电极难 以应用在大电炉之中，取而代之的必然是HP和UHP石墨电极。abcd市ef华 瑞碳素有限责任公司利用自身的技术优势建设40kt UHP石墨电极生产线， 对改变目前我国钢铁冶炼所用大规格HP和UHP石墨电极大部分依赖进口的 7 现状，将是非常有利的。 1.4.11.4.1、国家产业政策鼓励发展的高新技术产品、国家产业政策鼓励发展的高新技术产品 项目生产的550mm800mm特大规格UHP石墨电极，属于国家产业 政策中鼓励发展的高新技术产品，具有非常良好的导电、导热性，机械 强度高，高温下抗氧化、耐腐蚀性能好，关系国计民生，已成为当代原 材料工业的重要组成部分，在国民经济发展中具有重要作用和影响。产 品主要原料是石油、煤焦油炼制生产的废渣，经深加工再应用。因此， 开发生产本产品，不仅符合科学发展观和循环经济发展理念，而且符合 我国产业结构调整的需要。 1.4.21.4.2、替代进口，增创外汇、替代进口，增创外汇 550mm以上大规格超高功率石墨电极过去一直被美国、日本、德国 垄断生产，我国全部依赖进口。abcd市ef华瑞碳素有限责任公司率先研 制开发生产的550mm800mm特大规格超高功率石墨电极，填补了国 内一项空白，可以替代进口，扩大出口，为国家节约大量外汇。同时每 年可为企业创汇4000万美元左右。 1.51.5 项目的建设条件项目的建设条件 1.5.11.5.1、厂址、厂址 拟建场地位于abcd市察哈尔经济技术开发区白海子工业园区。208国 道支线附近，交通便利，距110国道5公里，铁路公路四通八达。全厂总 占地面积为266400平方米，电力供应充足，距市区3公里，厂区周围均为 荒地，远离居民区，生产环境好，地下水丰富，且水质较好，具有优越 的交通运输条件。 1.5.21.5.2、供电、供电 本工程电源引自abcd市察哈尔经济技术开发区变电站，动力用电采 用10kV电源线路由当地供电部门送至厂配电所，石墨化整流机组电源由 8 察哈尔经济技术开发区变电站35kV侧供给，可满足厂内用电负荷的供电 需要。 1.5.31.5.3、供水、供水 本项目每日需补充新水730m3，用水量较小，工厂用水从拟建厂区内 打深井供给。生活用水由城市自来水管网供给。 1.61.6 建设规模和产品方案建设规模和产品方案 1.6.11.6.1、设计规模、设计规模 按设计委托书要求，确定本工程设计规模为40kt/a UHP石墨电极。 1.6.21.6.2、产品方案、产品方案 根据国内目前的市场需求情况,确定本技术改造项目的产品方案如下： 产品规格：550800mm、L=24002700mm ，其中： 550mm：L=2400mm ，5kt/a； 600mm：L=24002700mm ，10kt/a； 650mm：L=24002700mm ，10kt/a； 700mm：L=2700mm ，10kt/a； 750mm：L=2700mm ，3kt/a。 800mm：L=2700mm ，2kt/a。 1.71.7 设计原则设计原则 1.7.1. 认真贯彻国家建设方针和政策以及有关规定、精心设计、科学 论证。 1.7.2. 对于影响产品质量、经济效益的关键技术力求先进,确保工 厂能生产出质量均匀的UHP石墨电极的石墨化产品。 1.7.3. 总图布置力求紧凑,辅助系统尽可能简单可靠,机修,辅修尽 量利用abcd市现有条件加以解决,以降低基建投资。 1.7.4. 严格执行环保法规,积极采用国内行之有效的先进技术和装 9 备进行三废治理,使之达到国家的排放标准。 1.7.5. 改进生产工艺技术,尽量节省能耗,并充分考虑工业安全卫生 和消防措施。 1.81.8 主要设计内容主要设计内容 本项目研究的主要内容包括石墨电极生产系统、辅助生产系统、职 工福利设施等方面的29个工程项目。 石墨电极生产系统： 原料贮存及返回料处理 沥青贮存及熔化 生电极制造 一次焙烧 浸渍、焙烧烟气净化 高压浸渍 二次焙烧 串接石墨化及整流所 产品机械加工及成品库 生产制造中心（化验室） 辅助生产系统： 35kV 变电所 热媒锅炉房（含蒸汽发生器） 空压站 煤气站 给水加压泵房 成型循环水 设备循环环水 煤气站循环水 10 石墨化循环水和整流机组循环水 污水处理 机修车间 综合仓库 生产车库 堆场 综合管网 厂区道路及大门 职工福利设施： 办公楼 职工宿舍 食堂及浴室 1.91.9 可行性研究的结果可行性研究的结果 1.9.1.采用先进的UHP石墨电极生产技术，生产目前市场短缺的大规 格UHP石墨电极产品，满足国内日益增长的大规格UHP石墨电极需求。 1.9.2.利用国内同行成熟的技术进行生产过程中的环保治理,使治理 后污染物的排放浓度为:粉尘30mg/Nm3、沥青烟 25mg/Nm3、SO260mg/Nm3。低于国家规定的排放标准粉尘： 120mg/Nm3、沥青烟50mg/Nm3、SO2400mg/Nm3的要求。 1.9.3.本项目总投资为137,288.94万元(包括流动资金),每吨产品投 资为34,322.24元(包括流动资金),投资强度为286.16万元人民币/亩；由 于采用先进技术、能耗低、建设周期短、技术经济指标高，全部投资财 务内部收益率为20.04%,投资回收期为6.68年(含建设期2年),综合经济效 益十分显著。 11 2.2. 市场分析市场分析及产品质量要求及产品质量要求 2.12.1、国内市场分析、国内市场分析 超高功率石墨电极作为大型炼钢电弧炉必不可少的导电材料和冶炼 消耗材料，在国内逐步得到大批量使用，国内目前有石墨电极生产企业 近百家，但工序完备且有一定经济规模的生产企业只有十几家。截至 2010年底统计，中国炭素行业协会归口管理的大、中型炭素企业44家， 约占全国炭素行业总生产能力的70%以上。我国炭素企业拥有石墨电极生 产能力约700kt，中国炭素协会会员单位生产石墨电极约580kt，其中NP 石墨电极约170kt，HP石墨电极约240kt，500mm700mm及以下规格 的UHP石墨石墨电极170kt。由于装备水平和技术条件的制约，我国对高 档次、高技术含量、高附加值的大规格UHP石墨电极产品的研发步伐严重 滞后于钢铁行业的快速发展，难以实现大规模、工业化生产，远远不能 满足国内超高功率电炉炼钢的急需。2010年市场缺口650mm以上大规格 UHP石墨电极8万吨。长期以来，国内所需大规格超高功率石墨电极主要 靠进口解决。abcd市ef华瑞碳素有限责任公司顺应市场形势，投资建设 年产40kt550mm800mm特大规格UHP石墨电极，具有非常广阔的市场 前景。 作为主要使用石墨电极的钢铁工业，是国民经济的重要基础产业， 是对我国经济增长拉动最大的五大行业之一，是国家经济水平和综合国 力的重要标志。我国钢铁产业取得了长足的进步，特别是近十年来发展 迅猛，钢铁年产量自1996年起连续蝉联世界第一，消费量也名列世界之 首。钢铁工业已成为我国的支柱产业之一，对经济建设、社会发展、财 政税收、国防建设以及稳定就业等方面发挥着重要作用。钢铁行业产量 逐年大幅度增加，产品结构显著改善，规模效益大幅度提高。据权威部 门预测，虽然国家进行宏观调控，但是，由于我国近几年发展速度迅猛， 经济增势强劲，国内对钢铁需求仍十分旺盛，2008年我国钢铁产量已突 12 破6亿吨大关，猛增到6.6亿吨。 虽然2008年下半年的金融危机给我国钢铁行业带来巨大影响，但我 国政府及时出台了相应的政策和措施，又给我国的钢铁行业带来了良好 转机。 2010年以来，由于市场需求逐步转暖，全国钢材新增资源增长水 平出现了显著持续提速的局面。据统计，2009年18月份累计，全国钢 材新增资源量为45155万吨，比2008年同期增长10.2%，比2008年4%的增 长水平提速6个多百分点。特别从4月份以后的同比增幅来看，持续提速 更加明显。其中4月份钢材新增资源同比水平转降为升，增长2.8%，5月 份增速为7.8%，6月份增速为14.4%，7月份增速为19.4%，8月份又提高到 28.6%。 20092009年年1 18 8月钢材新增资源情况月钢材新增资源情况 单位万吨 国内生产同比(%)进口同比(%)新增资源同比(%) 当月 6198.328.915919.46357.328.6 累计 44008.310.411473.745155.310.2 国内产量较多增长，加上2009年以来在建项目新增产能，2010年全 国钢产量达到近7亿吨。 面对金融危机的不利影响，我国政府及时做出调整，出台了拉动内 需政策和十大产业振兴规划，以带动经济发展。2008年11月，国家拉动 内需的政策密集出台,这意味着我国经济的再度增长的前景,特别是提出 的促进经济的10项措施,到2010年4万亿的投资,将带动包括钢铁行业在内 的国民经济各部门的需求增长和产业结构调整的力度. 4万亿投资将新增 钢材需求在1亿吨以上。基础设施建设对螺纹钢、线材、镀锌板、彩涂板 的需求巨大，对这些钢铁生产企业无疑是一个利好消息。2009年1月14日 国务院通过钢铁产业振兴规划的提出，必将加快钢铁产业的调整和振兴, 推动钢铁产业由大变强。也必将带动我国炭素厂家对高端超高功率石墨 13 电极、特别是550mm800mm特大规格UHP石墨电极的生产和发展。 从当前看，我国又迎来了新一轮经济增长期，南水北调、西气东输 等国家大型基础扩建项目、城市升级与改造等均成为钢铁消费大户，内 需的强劲增长促使我国钢铁产量与质量逐步提升。我国已经成为世界最 大的钢材消费国，而且钢材消费增长的潜力仍然很大，今后二三十年内 钢材消费仍然是增长趋势，钢铁生产还有发展空间，钢材消费不会达到 饱和，将持续稳步增长。这为生产石墨电极产品提供了良好的市场前景 和广阔的发展空间。 石墨电极主要用于电炉炼钢、炉外精炼以及黄磷炉冶炼、工业硅炉 生产等，其消耗主要是随着电炉钢、工业硅、磨料、黄磷等产量的增加 而增加。其中，电炉炼钢消耗石墨电极最多，约占石墨电极总消耗量的 50%以上，出口量约20%（详见下表），以2008年为例。 2008年我国石墨电极行业实际消耗统计 序号项 目2008年（万吨）所占比例 1 全国总计 55100 2 其中：电炉钢（含LF炉） 30.856 3 转炉精炼炉 3.97 4 黄 磷 2.85 5 工 业 硅 3.36 6 出 口 1120 7 其 它 3.46 可见，电炉炼钢的发展对石墨电极产品的生产和发展有强烈的拉动 作用。随着废钢资源的增多和海绵铁生产技术的突破，发展大容量电炉 炼钢已成为引人注目的国际趋势。以超高功率电炉为核心装备的短流程 炼钢工艺从九十年代开始得到了迅猛的推广和发展。随着国家淘汰平炉、 转炉和小电炉炼钢，鼓励发展超高功率大电炉政策的强力实施，必将有 力的带动超高功率石墨电极特别是650mm以上大规格超高功率石墨电极 14 的快速发展。 我国炭素行业生产及供需现状是，NP石墨电极的生产能力和产量供 大于求，HP石墨电极供需基本平衡，大规格UHP石墨电极供不应求，尤其 是650mm以上大规格UHP石墨电极产量十分有限，国内只有南通扬子和 开封碳素等少数企业组织生产，大部分依赖进口。对国内炭素企业来说， 国内石墨电极的主要问题不仅是增加产量，而且要调整产品结构，进行 产品的升级换代。 预计到2015年前，我国将再新投产100200吨超高功率大电炉810 座（包括新建、改造等）、5070吨高功率电炉5-6座，再加上黄磷电炉 消耗增加的石墨电极，共需要石墨电极约800kt，其中UHP石墨电极约为 300kt。因此，今后炭素行业面临产品结构调整，即增加HP石墨电极产量， 尤其增加600mm以上大规格UHP石墨电极产量，减少NP石墨电极产量， 以适应市场的需要，此乃大势所趋，势在必行。 2.22.2、国际市场分析、国际市场分析 国外石墨电极主要用户是电炉炼钢的精炼炉。2006年、2007年和 2008年世界钢产量分别为12.5亿吨、13.4亿吨和14.14亿吨，年均增长 6.36%。其中电炉钢产量约占40%。电炉钢产量的连年上升带动石墨电极 需求量上升。 2008年全世界石墨电极生产能力2850kt，实际产量约2280kt。除我 国外，主要生产和出口国有美国、日本、德国，其产量占世界总产量50% 以上，其中生产的大部分是超高功率石墨电极。 我国最早开始出口石墨电极是1958年，近十年来我国石墨电极出口 量每年以20%速度递增。据统计，2010年我国出口石墨电极约130kt吨， 其中大部分是质量较高的HP石墨电极和中等规格UHP石墨电极，主要出口 到东南亚、中东以及北美等地区。 15 加入世贸组织对我国石墨电极生产企业也起到了一定的推动作用。 一是扩大了出口空间，各国原来对我国的关税壁垒逐渐取消，为我国炭 素制品开拓新市场、新领域，形成多元化、多边化贸易格局提供了有利 条件。二是我国炭素制品成本比发达国家低。由于价格优势，我国炭素 制品在国际市场的占有率不断提高。近几年我国石墨电极的出口以20%的 速度递增，每年能够增加出口超高功率石墨电极45万吨。 根据以上国际、国内情况分析，本项目不仅符合目前国际和国内石 墨电极市场发展需要，而且填补国内700800mm大规格UHP石墨电极 的空白。目前UHP石墨电极国际市场供不应求，国内市场满足率仅10%以 下，需要大量进口UHP石墨电极才能满足炼钢行业的生产需要。本项目投 产后，可年产UHP石墨电极40kt，国内仅河南安阳钢铁集团公司、舞阳钢 铁公司、武汉钢铁集团公司、济南钢铁公司等中原的几家企业年用量就 达15kt。所以，本项目投产后预计产品销售不成问题。 2.32.3 建设规模建设规模 根据abcd市ef华瑞碳素有限责任公司设计委托书的要求，本项目设 计生产规模为年产40kt UHP石墨电极。 产品规格为550800mm，长度为24002700mm 2.42.4 产品质量要求产品质量要求 2.4.12.4.1 产品质量要求产品质量要求 为满足电弧炉对UHP石墨电极质量稳定、均质的要求,本项目UHP石 墨电极按如下的理化指标生产: UHP石墨电极质量指标（企业标准） 规 格 550800mm 项目 种类电极接头 电 阻 率 M 6.55.0 16 抗折强度 MPa 1018 弹性模量 GPa 1420 体积密度 g/cm3 1.65 1.701.80 真 密 度 g/cm3 2.202.21 热膨胀系数 x10-6/(100600) 1.51.4 灰 分 % 0.30.3 孔 隙 度 %23271823 超高功率石墨电极国家黑色金属行业标准YB/4090-2000参照如下： 项 目单 位公称直径(mm) 300,350,400450,500 电极 6.26.5 电阻率,不大于 接头 ·m 5.55.5 电极 10.510.0 抗折强度,不小于 接头 MPa 16.016.0 电极 14.014.0 弹性模量,不大于 接头 GPa 18.018.0 电极 1.651.64 体积密度,不小于 接头 g/cm3 1.721.70 灰份,不大于 %0.30.3 电极 1.51.5 热膨胀系数,不大于 (100600)接头 10-6/ 1.41.4 2.4.2.2.4.2.表面质量表面质量 电极表面缺陷(或孔洞)不多于 2 处,表面缺陷长度不超过 2040 mm,深度不超过 510 mm。 电极表面不允许有横裂纹。宽 0.31.0 mm 纵向裂纹其长度不大 于 80mm，不多于两条,而宽度小于 0.3 mm 的裂纹不计。 电极表面的黑皮面积：宽度小于电极同长的1/10；长度为电 极长度的 1/3。 17 3 3、原料质量要求和操作介质技术指标、原料质量要求和操作介质技术指标 3.13.1、原料质量要求、原料质量要求 3.1.13.1.1、 煅后针状石油焦质量指标：煅后针状石油焦质量指标： 热膨胀系数(100600)：0.25×10-6/ 真密度： 2.12 g/cm3 硫 份： 0.7% 挥发份： 0.3% 水 份： 0.5% 堆积比重(3/6目粒度)：0.770.81 g/cm3 6泰勒目粒度： 45% 灰 份： 0.3% 钒含量：26PPM 电阻率： 1100×10-6M 颗粒形状：大部分为长形 结构：尖形、粗糙的、水晶表面，致密的组织，高度易破碎倾向， 较好的针状组织。 特性：高度的各向异性，石墨化能力非常好。 3.1.23.1.2、 粘结剂煤沥青质量指标粘结剂煤沥青质量指标 固定炭： 56% 甲苯不溶物含量：3035% 喹啉不溶物含量：72% 挥 发 份：1.9% 水 份：12% 粒 度：010mm 大于10mm粒度含量：10% 3.33.3 操作介质技术指标操作介质技术指标 3.3.13.3.1 燃料燃料 燃料种类:发生炉煤气 热 值:5016 KJ/kg 3.3.23.3.2 导热油导热油( (热媒热媒) ) 级 别:YD-300 密 度:(20)0.820.86g/cm3 粘 度:50:1014CP 250:0.33CP 比 热:20:1.81KJ/kg. 250:3.10KJ/kg. 20 导热系数:20:0.4412KJ/m.h. 250:0.3647KJ/m.h. 蒸汽压力:100:5.60Pa 250:158.12Pa 热膨胀系数:200:6.83×10-4%体积/ 20:7.07×10-4%体积/ 3.3.33.3.3 蒸汽蒸汽 保温用压力:0.6 Mpa 饱和蒸汽温度:164.96 3.3.43.3.4 冷却水冷却水 工业用水:除油和脏物 温 度:25 总 硬 度:CaCO3150 mg/l PH值:6.9-7.1 3.3.53.3.5 压缩空气压缩空气 气动驱动需压力:0.6 Mpa 压缩空气露点:-20 4.4. UHPUHP石墨电极生产工艺石墨电极生产工艺 4.14.1 生产流程和物料流量表生产流程和物料流量表 4.1.14.1.1 生产流程生产流程 填加剂 煅后针状石油焦固体粘结剂沥青 填加剂制备 贮 存 熔化 21 4.1.24.1.2 物料流量表物料流量表 中细碎液体粘结剂沥青 配料 糊料混捏 凉料 糊料保温 成型 一次焙烧 浸渍 二次焙烧 石墨化 产品加工 检验包装 浸渍沥青 液体浸渍剂制备 总供料：37630 扬尘：9 原料输送 37630 22 屑 品 品 碎 废 废 工 化 烧 加 墨 焙 品 石 回 产 返 返 回 返 (接下页) (接上页) 来自浸渍剂制备 理 理 处 处 料 浸 料 原 次 原 回 再 回 返 回 返 品 返 屑 废 品 贮 存：37621 原料处理：50520 配 料：50502 混 捏：62973 成 型：62970 液体粘结剂：12468 返回料：4000+1582+1020+6297=12899 扬尘：18 成型废品：6297 生制品贮存：56673 一次焙烧：56673 焙烧品贮存：49986 焦化损失：6585 焙烧废品：1020 浸 渍：60183 接头再次浸渍品：10197 液体浸渍剂：7464 挥发损失： 3 粘结剂沥青制备：13000 粘结剂沥青制备：13000 挥发损失：12 水分损失：390 沉渣损失：130 23 碎 化 头 工 墨 接 加 石 品 产 4.24.2 主要工艺技术方案主要工艺技术方案 生产超高功率石墨电极，决定最终产品质量的重要因素主要有以下 方面。 a、高质量的针状石油焦和粘结剂，浸渍剂沥青。 b、 正确的混合料粒度配比，保持在最佳温度下混捏电极糊料，并 二次焙烧：67647 二次焙烧品贮存：62829 石墨化：52632 石墨化品贮存：50000 产品加工：50000 包 装：40000 成品库：40000 外 售：40000 焦化损失：4818 挥发损失：1050石墨化废品：1582 产品加工碎屑：10000 加工碎屑处理：6000 加工碎屑包装：6000 付产品库：6000 外 售：6000 24 且保持在最佳温度和一定压力下成型的生电极结构均匀。 c、在一次焙烧、二次焙烧工序保持最佳焙烧升温曲线；在制品石墨 化过程中保持最佳电流密度的均匀热处理。 d、精确的电极最终机械加工 本工艺流程及其所用设备保证UHP石墨电极生产所需要的全部要求。 4.2.14.2.1 原料制备原料制备 原料制备系统包括原料贮存、粘结剂沥青熔化、返回料处理、热媒 锅炉房四个生产工序。 a. 原料贮存 众所周知，针状石油焦是制造大直径UHP石墨电极的理想原料,UHP石 墨电极具有高电流传导性和抗热震性，针状焦的各向异性结构决定了石 墨电极的特性，煅后针状石油焦的高真密度(2.12g/cm3)，低硫份(0.5%) 和低灰份(0.3%)等技术指标由煅后针状石油焦厂根据要求保证提供。进 厂煅后针状焦采用袋装。 生产UHP石墨电极的煅后针状石油焦应具有很低的水份含量(0.5%)， 水份含量超过0.5%的煅后针状石油焦需放置一段时间排出水份后使用,进 入生产系统的针状焦应不断地由样品检查站抽样检查，样品送到中心化 验室进行筛分析和质量测定。 设计采用30×84m针状石油焦仓库和八个6×20m贮仓，分别贮存 不同产地或品质的煅后针状石油焦。 b、粘结剂沥青熔化 由生产厂家提供的粘结剂沥青需符合甲苯不溶物，喹啉不溶物和结 焦值的指标要求，固体进厂的粘结剂沥青在热媒间接加热的熔化槽中熔 化，沉淀杂质，排出水份，熔化合格的粘结剂沥青由输送泵送到贮槽中 贮存，为使各熔化槽送入贮槽中的粘结沥青混合均匀，由搅拌装置将槽 中的粘结剂沥青循环搅拌。 用输送泵将粘结剂沥青送到生电极制造系统配料混捏的高位贮槽中 25 使用。 设计2台Q=5.5t/h快速熔化装置分别熔化粘结剂沥青和浸渍沥青，设 计4台7×7m液体沥青贮槽分别加热和贮存溶化后的液体粘结剂沥青和 浸渍沥青。 c、返回料处理 所有成型废品、焙烧废品和石墨化废品均在一套处理系统中处理， 成型废品、焙烧废品和石墨化废品由液压破碎机交替破碎，使其粒度达 到约150mm，然后经反击式破碎机破碎至40mm以下粒度送到生电极制造工 序的原料贮仓中贮存备用。 d、热媒锅炉房 为避免粘结剂沥青在贮槽和管路中凝结，采用热媒油对贮槽和管路 进行间接加热保温，用发生炉煤气将热媒油加热到需要的温度，并根据 粘结剂熔化，混捏加热、浸渍罐加热和贮槽，管路保温温度要求调节确 定各系统需要热媒温度，以保持各用热点的温度稳定。各生产用热 系统的总热媒耗量约 14.14×106KJ/。 4.2.24.2.2