矿渣微粉(年产15万吨超细粉工程)可行性研究报告

矿 渣 微 粉 可行性研究报告 沈阳金石盾矿渣粉有限公司 2008年 4月 沈阳金石盾矿渣粉限公司 0 目 录 1 总 论 1.1 前言 1.2 项目提出的必要性 1.3 项目基本根况 1.4 生产规模及产品品种 1.5 项目可行性研究的依据 1.6 可行性研究工作范围 1.7 可行性研究设计原则 1.8 技术装备 1.9 资金筹措 1.10 主要技术经济指标 1.11 结论和建议 2 市场预测 2.1 全国矿渣微粉市场及预测 2.3 沈阳市水泥及矿渣粉市场现状及预测 3 主要建设条件 3.1 原料 3.2 供电 3.3 供水 3.4 交通运输 3.5 建设场地 3.6 工程地质 3.7 地震 3.8 气象条件 4 技术方案 4.1 生产工艺 4.1.1 工艺设计条件 沈阳金石盾矿渣粉限公司 1 4.1.2 物料平衡表 4.1.3 主要工艺设备 4.1.4 各种物料的储存量及储存期 4.1.5 主机检修起重设备 4.1.6 生产车间工作制度 4.1.7 工艺流程 4.1.8 高炉 矿渣微粉特性 4.2 总图运输 4.3 电气 4.4 过程控制 4.5 给水排水 4.6 土建工程 4.6.1 建筑 4.6.2 结构 4.7 通风、空调、动力 4.8 机、电仪修理 5 环境保护 5.1 设计中采用的标准 5.2 污染源 5.3 环境现状和预测 5.4 环保措施和污染物的排放 5.5 环保投资 6 节约与合理利用能源 6.1 节能措施 6.2 节能效果 7 工业卫生与劳动安全 7.1 设计依据 7.2 工业卫生设施 7.3 劳动安全设施 7.4 职业安全卫生机构 沈阳金石盾矿渣粉限公司 2 8 项目实施进度 9 组织机构设置、劳动定员及 人员培训 9.1 组织机构设置 9.2 劳动定员 9.3 人员培训 10 投资估算 10.1 概述 10.2 编制范围 10.3 编制依据 10.4 投资估算表 11 经济效益评价 11.1 概述 11.2 项目总投资资金筹措 11.2.1 建设投资 11.2.2 建设期利息 11.2.3 流动资金 11.2.4 总投资 11.3 资金筹措 11.4 生产成本与费用计算 11.4.1 可变成本计算 11.4.2 固定成本计算 11.4.3 无税产品成本计算 11.5 财务经济评价 11.5.1 财务评价条件 11.5.2 财务评份指数 11.5.3 不确定分析 11.6 分析结论 沈阳金石盾矿渣粉限公司 3 1、总 论 1.1 前 言 高炉矿渣是高炉炼铁生产过程中排放的工业废渣，是以硅酸钙为主的熔融物，经水淬冷凝为粒状物。其化学成份主要是 SiO2、 CaO、 Al2O3、 Fe2O3等，与水泥熟料一样，具有潜在的水化活性，而活性的大小与化学成份及水淬产生的玻璃体含量有关。但其必须在碱性激发下才呈现活性。长期以来，矿渣主要被水泥生产企业，尤其是立窑水泥生产企业作为加速水泥熟料中的游离钙消解，降低水泥成本、增加水泥产量等目的混合材来使用。 目前，我国虽然在水泥生产总量上已跃属 世界第一位，但是大小水泥、立窑、回转窑水泥比例严重失调，水泥结构极不合理，水泥质量的总体水平大大低于世界平均水平。因此，为了迅速改变这种状况，国家有关部门决定对水泥工业结构进行大幅度的调整，大力实施“上大压小”的政策，自 2000 年始，立窑水泥产量已减少了 1 亿多吨，也就意味着混合材掺量减少 3000 多万吨，而其中大部分为矿渣则是不争的事实。随着高炉矿渣需求量的下降，使高炉矿渣的来源变得丰富。加之近年来钢铁行业发展迅速，也要为矿渣处理寻找新的出路，矿渣的价格也将走低。 另一方面，由于矿渣与水泥熟料相比具有玻璃体含 量高，易碎难磨的物理特性，和水泥熟料一起粉磨时，难以磨细，影响了其潜在活性的发挥。因此，目前世界上许多发达国家，兴起了矿渣单独粉磨的生产工艺，并取得了良好的使用效果。实验表明：只有将矿渣磨至比表面积 350m2/kg 以上时，活性才能得到激发，且比表面积越高，活性越好，甚至可以超过水泥的活性。另外，矿渣微粉掺入混凝土后，可以降低混凝土集料（沙、石等）热化反应引起的混凝土体积膨胀开裂；矿渣微粉内较多的钙钒石结晶，能降低混凝土的孔隙率，从而降低氯离子的渗透，形成对钢筋的防腐保护层；降低水泥中的铝酸三钙及可溶性氢氧化 钙的含量，因而降低由于硫酸盐等侵蚀引起的混凝土膨胀，改善混凝土的泵送、坍落度损失等工作性，提高 沈阳金石盾矿渣粉限公司 4 混凝土的后期强度，具有良好的耐久性、耐蚀性和耐磨性。尤其适合配置高标号、高性能的混凝土。 矿渣微粉是高炉矿渣经烘干、粉磨至适当细度的粉体，由于上述的优良性能，使其成为优质的混凝土掺合料和水泥混合材，近年来世界上的美、英、日、加等国已得到广泛的应用，并都有各自的产品标准。我国的北京、上海等地也相继在一些重大工程中采用了矿渣微粉，均取得了良好的效果。我国也于 2000 年 12 月颁布实施了用于水泥和混凝土中的粒化高炉渣微粉 国家标准。矿渣微粉的著多优良性能也为越来越多的混凝土制造商和建筑商所赏识。 我国建材工业“十五”规划明确指出：大力发展混凝土搅拌站，推广矿渣和粉煤灰的超细粉磨，根据市场需求配制水泥和高性能的混凝土。 而高性能的混凝土中除了有水泥、集料、高效减水剂外，必须掺加足够数量的矿物细掺料。至今，国际上通行的矿物细掺料就是矿渣微粉。 矿渣微粉的使用不仅改善、提高了混凝土的性能，同时由于其大大低于优质水泥的价格也降低了混凝土的生产成本，并降低建筑物的造价，会产生良好的社会经济效益。 沈阳金石盾矿渣粉有限公司根据自身的各 种优势及发展需要，决定投资建设一条年产 15 万吨的超细矿粉生产线。于 2007 年 3 月提出项目建议书，已呈报苏家屯区相关部门。据此沈阳金石盾矿渣粉有限公司厂于 2007 年 3月开始编制项目可行性报告。 1.2 项目提出的必要性。 项目建设的必要性： 变废为宝保护环境 本项目是 沈阳金石盾矿渣粉有限公司 利用鞍钢、本钢、抚钢及附近电厂生产中排放的工业废渣 矿渣、粉煤灰进行深加工，实现资源的综合利 沈阳金石盾矿渣粉限公司 5 用，改善生产环境，减少废渣场地占用和环境污染，变废为宝，利国利民。 提高产品质量、改善产品结构 矿渣微粉的著多优良性可以提 高混凝土和水泥的产品质量，增加产品品种，扩大应用领域，改善产品结构，促进产品销售。 降低生产成本，提高经济效益 本项目是直接利用钢厂废弃的资源，运输费用低廉，产品成本大大低于优质水泥成本，在混凝土中替代优质水泥掺量达 3050%，在普硅水泥中的掺量也高达 30%，经济效益十分可观。 是实现 沈阳金石盾矿渣粉有限公司 可持续发展的又一举措。 本项目经济效益和社会效益并重，利用自身资源优势，实现工业生产的良性循环，既成为新的经济增长点，又促进 沈阳金石盾矿渣粉有限公司 的可持续发展。 1.3 项目基本概况 （ 1） 企业名称 ：沈阳金石盾矿渣粉有限公司 （ 2） 项目名称：年产 15 万吨超细粉工程 （ 3）企业地址：沈阳市苏家屯区大沟乡 1.4 生产规模及产品品种 （ 1）生产规模 粉磨能力： 15 万吨 /年 粉磨物料：矿渣、粉煤灰 （ 2）产品品种 超细矿粉，比表面积 430m2/kg 1.5 项目可行性研究的依据 沈阳金石盾矿渣粉限公司 6 （ 1）沈阳金石盾矿渣粉有限公司年产 15 万吨粉磨站技改项目建议书。 （ 2）沈阳金石盾矿渣粉有限公司可行性研究报告。 （ 3）沈阳金石盾矿渣粉有限公司提供的各种设计基础资料。 1.6 可行性研究工作范围 从矿渣、粉煤灰及煤等原、燃料进厂 到物料储存、矿渣烘干、矿渣的粉磨、储存、矿渣微粉的散装发运为止的生产线，涉及的专业有工艺、总图运输、电气、过程控制给排水、建筑、结构、环保、工程经济、技术经济等专业。 1.7 可行性研究设计原则 （ 1）贯彻执行国家和省市关于基本建设项目的有关规定、方针和政策。 （ 2）坚持生产可靠、技术先进、节约投资、提高经济效益的原则。 （ 3）工艺方案优化、工艺流程简化、布置紧凑，选用节能的机电设备，降低能耗和生产经营费用。 （ 4）采用先进的高细粉磨技术，降低粉磨能耗。 （ 5）严格执行国家的环保政策，以防为主，防治结合， 搞好环境粉尘、噪音、污水的治理，使之符合国家环保要求。 1.8 技术装备 从项目规模和性质出发，本项目将完全采用国产设备。主要生产设备采用了开流矿渣微粉型管磨机。本报告选用的主机设备如下： 序号 项 目 规 格 数 量 备 注 1 矿渣烘干 2.4 18m 高效回转烘干机 1 沈阳金石盾矿渣粉限公司 7 2 矿渣粉磨 2.4 13m 开流矿渣微粉管磨机 2 粉磨物料 :矿渣和粉煤灰 3 成品散装 矿渣微粉汽车散装机 2 1.9 资金筹措 本项目建设静态总投资为 2134.99 万元，全部建设资金为沈阳金石 盾矿渣粉有限公司自有资金。 1.10 主要技术经济指标 序 号 项 目 名 称 单 位 数 量 备 注 1 建设规模及品种 矿渣微粉（产品全部散装） 吨 158400 2 主要生产设备 2.1 2.4 18m 高效回转烘干机 台 1 2.2 2.4 13m 开流矿渣微粉磨 台 2 2.3 矿渣微粉汽车散装机 台 2 3 全厂性指标 3.1 设备总重量 t 530 3.2 装机容量 Kw 1850 3.3 年耗电量 104Kw h/a 1188 3.4 日耗水量 m3/d 100 沈阳金石盾矿渣粉限公司 8 序 号 项 目 名 称 单 位 数 量 备 注 4 项目建设投资 万元 2366.86 5 总估算投资构成 5.1 建筑工程 万元 792.70 5.2 设备购置及安装 万元 1080.85 5.3 其它费用 万元 261.45 6 厂区总平面指标 6.1 场区占地面积 ha 1.78 6.2 建构筑物占地面积 ha 0.43 6.3 建筑系数 % 24 6.4 绿化系数 % 24.9 7 劳动定员 名 40 7.1 全员劳动生产率 吨 /人 年 3960 8 吨产位指标 8.1 吨产品综合电耗 Kw h/t 65 8.2 吨产品投资 元 /t 134.78 8.3 产品综合成本 元 /t 138.13 9 利税指标 9.1 销售额（年均） 万元 2963.55 9.2 销售成本（年均） 万元 2177 9.3 销售税金（年均） 万元 215.55 9.4 销售税金附加（年均） 万元 19.40 9.5 销售利润（年均） 万元 767.2 10 财务经济评价指标 10.1 全投资财务内部收益率（税 % 25.54 沈阳金石盾矿渣粉限公司 9 序 号 项 目 名 称 单 位 数 量 备 注 后） 10.2 投资回收期（含 1 年建设期） a 4.96 10.3 投资利润率 % 32.41 10.4 投资利税率 % 42.40 1.11 结论和建议 （ 1）将高炉矿渣粉磨成矿渣微粉，用其代替部分水泥来搅拌制备的混凝土，或掺入水泥中配制出具有低热、耐磨和耐久性好的新型矿渣硅酸盐水泥，再用来制备的混凝土可用于各种大型基础工程建设，在世界许多国家及地区得到了广泛应用，产生了良好的经济效益和社会效益，并呈现出较强的发展潜力。我国钢铁工业和水泥工业界对这一发展趋势也都十分重视，近年来 加强了这方面的研究开发工作，取得了一些实质性的进展。高炉矿渣微粉在美国、英国、日本等国家已有各自的产品标准，都得到了广泛的应用。高炉矿渣微粉作为一种产品在上海等地已有了地方性的产品标准，并相继在一些重大的工程中采用了矿渣微粉，取得了很好的效果。用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣微粉的国家标准已正式实施。当前在水泥工业“上大改小”和对小水泥采用“淘汰、限制、改造、提高”的产业政策的指导下，随着许多小水泥厂家停产，在高炉矿渣资源丰富的我国其富裕量将更大，因此，对高炉矿渣高细粉磨后进行高级利用既是一件利国、利民 的好事，也是一个前景广阔、意义重大的课题。随着商品混凝土的不断发展，预计高炉矿渣微粉的市场将是良好的。 （ 2）高炉矿渣微粉用来作为混凝土的掺合料，不但可以等量代替部分水泥，还可获得水化热低、耐久性好、后期强度高的性能，十分适用于作为修建江、河、湖、海的堤坝材料。这对于经历了“ 98”洪涝灾害的长江 沈阳金石盾矿渣粉限公司 10 流域而言，利用矿渣微粉和高细粉煤灰来代替部分水泥修筑堤坝，不但可节省资金，更重要的是使堤坝混凝土具有耐久性好和后期强度能在潮湿环境下持续发展的特点。 （ 3）本项目采用的成熟、可靠的粉磨技术将高炉矿渣磨成微粉，生产工艺 简单、经济节能。 （ 4）本项目的实施符合我国水泥工业的产业政策，项目具备节能、环保和利废的特点。 （ 5）项目经济效益较好，全投资财务内部收益率 25.54%（税后），投资利润率 32.41%，投资利税率 42.40%，投资回收期 4.96 年（税后）（含 1年建设期）。 （ 6）该项目充分利用了沈阳金石盾矿渣粉有限公司现有的资源优势和市场优势。 （ 7）综上所述，本项目的建设不但本身具有较好的经济效益，而且实现了工业废渣的高级利用，对企业的发展也都起着很大的作用，因此，项目的建设也有着良好的社会效益。 沈阳金石盾矿渣粉限公司 11 2、市场预测 沈阳金石盾矿渣粉有限公司拟建设 15 万吨 /年的生产线，每年生产 15万吨的渣微粉。矿渣微粉的价格较低，掺矿渣微粉搅拌的混凝土，具有经济性，并适合在集中搅拌的商品混凝土使用，而且还可以提高和增加混凝土的许多性能。如矿渣微粉与水泥、石子、黄沙搅拌成的混凝土，具有后期强度高、水泥化热低、耐磨性好，与钢筋粘结力好等优点，特别适用于高层建筑、大坝、机场、大型深基础及水下工程。本项目的产品主要供给 沈阳金石盾矿渣粉限公司 12 予沈阳市诸多混凝土搅拌站和沈阳、辽阳、本溪地区的各家水泥生产企业，产需求量 在 200 万吨以上。还可根据市场需要利用交通便利条件销往吉林、黑龙江等地。 2.1 全国矿渣微粉市场及预测 据统计， 1995 年全国工业废渣为 7.4 亿吨，累计堆存量达 65 亿吨，占地 56 万公顷。我国是世界上头号产煤大国， 1996 年粉煤灰排放量达 1.4亿吨，加上高炉矿渣、钢渣等，预计通过化学活化和机械活化每年可得具有胶凝性的固体废渣 4 亿吨左右。我国开发利用工业废渣已进行几十年，也取得显著成绩，但比起美国等发达国家来说，我国工业废渣的利用仍不高，有待于进一步扩大对废渣的利用市场。 目前我国工业废渣主要用作生产水泥 的混合材、新型墙体材料的原料以及混凝土的水泥外加剂。从许多工程使用工业废渣的实际情况看，使用后不仅能获得较高的经济效益且能提高工程质量。如在安徽省铜陵金隆铜业公司精矿库地基的复合地基处理，造价仅为前者的 45%，而其性能满足设计和使用要求，其他基承载能力提高幅度为原天然地基的 23 倍；北京首都时代广场应用超细矿渣微粉高性能混凝土，其工程的耐久性如抗渗、抗冻、抗老化性都有改善，且降低工程成本；此外还有采用磨细粉煤灰配制混凝土建造的江阴长江大桥工程等许多利用废渣建设的工程都产生良好的效果。 我国建材行业“九五”期 间技术改造工程重点其中包括，调整结构、合理利用资源、大幅度降低能源消耗、加强环保、增加产品品种。生产水泥、粘土砖等墙体材料需用大量的石灰石、粘土等自然资源（仅生产水泥每年就需要 5 亿吨以上的石灰石），再大幅度增加建筑材料的产量，则必须考虑可持续发展的需求，最佳途径就是充粉利用工业废渣，这样就正符合国家建材行业“十五”发展规划和政策，不仅可减少废渣的占地面积和其造成 沈阳金石盾矿渣粉限公司 13 的环境污染，而且有助于合理利用自然资源、满足工程的许多性能的要求，另外，这几年来，国家制定了一系列有关废渣综合利用和对袋装水泥使用限制的有关规定，这 些都将大大促进散装水泥及商品混凝土的推广应用，为实现国家散装水泥的发展目标（到 2000 年散装率达到 20%，到 2010 年散装率达到 40%）创造有利条件，提高了全国各地开发和推广应用工业废渣的积极性，而国家颁布的用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣微粉国家标准必将促进矿渣微粉的生产和利用。 混凝土商品化生产和供应以及降低其成本已成为我国建筑业和建材工业面临的机遇和挑战。目前，我国建筑业在迅速发展，从而为商品混凝土的发展创造了条件，“十 五”期间，我国城镇将新建住宅 27.9 亿平方米，城镇住房投资占全国固定资产投资 的比重大体上要保持在 13%左右，若按平方米住宅建设需用 300 千克水泥计算，“十 五”期间每年可带动 7500万吨的水泥用量，如矿渣微粉可按与优质水泥用量（此处优质水泥用量按每年 7500 万吨的 1/3 考虑）的 1/3 掺入，则“十 五”期间每年将消耗矿渣微粉 833 万吨，而矿渣微粉的价格大大低于优质水泥的价格，这样掺入矿渣微粉的商品混凝土成本就可降低不少。这里仅仅分析在我国住宅建设方面矿渣微粉的潜在市场，而在我国铁路、能源、交通等基础设施、水利建设和其他建筑业方面的矿渣微粉的潜在市场也将是巨大的。 2.2 沈阳市水泥 及矿渣微粉市场现状及预测 本项目交通条件优良，产品可经沈大、沈本等高速公路及其辅线运至附近的各大水泥生产企业和各搅拌站。 2005 年沈阳市共消费水泥 1160 万吨，其中本市生产水泥量 395 万吨（散装水泥 355 万吨，袋装水泥 40 万吨）；外省市进沈水泥量为 765 万吨（散装水泥 652 万吨；袋装水泥 113 万吨）。总消费量中：沈阳市内的各个开发区消费量约占 25%，重点工程消费约占 25%，农村消费约占 16.6%，其余 沈阳金石盾矿渣粉限公司 14 为城市及住宅建设用量。 “振兴东北”是国家的重要战略决策，“让沈阳走向世界、让世界了解沈阳”是沈阳市的重大 战略目标，沈阳市规划要用 15 年（ 2005-2020）建成国际贸易中心。 2010 年，初步建成框架，解决制约国民经济发展问题，向国际接轨，城市基础建设向国际特大型城市靠拢，浑南新区将有较大发展。上世纪九十年代国民生产总值年均增长 10.5%左右，全社会固事实上资产投资平均增加 11.2%，预计 2006 年沈阳水泥需求量为 1400 万吨左右，沈阳市水泥生产能力仍将缺口近 300 万吨。 为适应城市建设对建筑材料的需求，近几年来沈阳的商品混凝土发展很快，至 2005 年沈阳市商品混凝土总生产能力 600 万立方米。每立方米商品混凝土若 按消耗水泥 400 公斤计算， 2005 年消耗水泥 200 万吨，如果沈阳的商品混凝土生产都推广使用矿渣微粉其年用量可达 60 万吨以上，据预测2006 年沈阳市生产商品混凝土 660 万立方米，需消耗水泥 240 万吨，由此估计沈阳市 2006 年矿渣微粉年用量可达近 70 万吨。 随着浑南和长白新城的开发建设、沈阳中部七城市经济区及中部城市环城高速公路的建设和沈阳地铁的开工，沈阳优质水泥用量及商品混凝土需求量的不断增加，矿渣微粉用量将随之不断增加。 沈阳金石盾矿渣粉限公司 15 3、主要建设条件 3.1 原 料 高炉矿渣 本项目主要原料为粒化高炉矿渣，年湿矿渣用量为 17 万吨。矿渣主要来自地本钢集团公司所属的北台钢铁有限公司，距拟建地点只有 50Km。由汽车运输至厂区堆棚，十分方便。且矿渣质量较好，化学成分如下： 沈阳金石盾矿渣粉限公司 16 化学成分 SiO2 CaO MgO Al2O3 FeO 高炉矿渣（ %） 28.22 32.21 9.34 16.46 1.2 粉煤灰 主要作为助磨及提高矿粉比表面积的辅材，年用量 1.44 万吨，来自金山电力有限公司由散装汽车运至厂区储库。 煤 粉磨站所需煤主要用来烘干矿渣，年用量约为 0.5 万吨， 一般为本溪的烟煤。将由汽运至厂区后再由汽车倒运至堆棚内。 3.2 供电 本项目将利用原有总降压站供电，总降压站距粉磨站约 1km，以 10KV高压电缆向新设的厂区配电站供电。 3.3 供水 本项目将采用地下水来作为生产及消防用水的水源，要求连续 24 小时出水量 7m3/h。生活用水量很小，因此建议厂方从现有生活给水管网接入。如条件不允许，就要对井水作适当处理来供生活饮用。 3.4 交通运输 本工程建设场地选择在辽宁省沈阳市苏家屯区大沟乡，厂区紧邻 107 省道，距沈大、沈丹、沈本等高速公路及沈营公路 10-20 公里 ，交通十分便利。 沈阳金石盾矿渣粉限公司 17 3.5 建设场地 拟建场地在沈阳市苏家屯区大沟乡内，东西长约 200m，南北宽约 133m，面积约为 40亩，场地属沈阳市苏家屯区大沟乡所有。 3.6 气象条件 建设区属于亚热带湿润气候，四季分明，气候温和。 年平均气温： 10.6 最高气温 31.5 最低气温 -23.5 最大降雨年分降雨量 431mm 最小降雨年分降雨量 93mm 年平降雨量 26.2mm 主导风向：无明显主导风向，北、西北风向略大。 3.7 地震烈度 根据中国地震烈度区划图，本项目所处地域地震烈度为 6 度。 沈阳金石盾矿渣粉限公司 18 4、技术方案 4.1 生产工艺 4.1.1 工艺设计条件 （ 1）生产规模 本项目为建设一条年产为 15 万吨矿渣微粉生产线。 （ 2）产品品种及产量 矿渣微粉： 15 万吨 /年，产品比表面 积 430m2/kg （ 3）矿渣微粉配比 粉磨矿渣微粉时配比 矿渣：粉煤灰 =90%： 10% （ 4）设计原则 充分利用固体工业废渣 ,以生产矿渣微粉为主，产品暂按散装设计，并考虑企业今后的发展及市场的需要，生产工艺上将预留一条生产线的可能性。 （ 5）原、燃料 高炉 矿渣 本项目主要原料为粒化高炉矿渣，年湿矿渣用量为近 17 万吨。矿渣主要来自本钢集团公司所属的北台钢铁有限公司 . 粒化高炉渣是指在高炉冶炼生铁时，所得以硅酸钙与铝硅酸钙为主要成分的熔融物，经淬泠成粒后，即为粒化高炉矿渣。生产高炉矿渣微粉时采 沈阳金石盾矿渣粉限公司 19 用矿 渣应满足 GB203用于水泥中的粒化高炉矿渣的要求。 北台 钢铁有限公司的矿渣化学成分如下： 表4-1 化学成分 SiO2 AL2O3 Fe2O3 CaO MgO TiO2 MnO 总各 质量系数 粒化高炉矿渣 28.22 16.46 1.20 32.21 9.34 1.35 0.36 96.15 1.80 按 GB203用于水泥中的粒经高炉矿渣的要求，粒化高炉矿渣的质量系数（22 32T iOM n OS iO OAlM g OC a O ）不得小于 1.2，因此，上述矿渣可满足标准要求。 粉煤灰 粉磨矿渣时所用粉煤灰 来自热力公司，由散装汽车运输至厂区储库，粉煤灰年用量约 1.44万吨。进厂粉煤灰一般满足下列要求： 粒度： 0.5mm 水分： 0.5% 烧失量： 10% SO3： 3% 煤 生产所需煤主要用来烘干矿渣，年用量约为 0.5 万吨，一般为本溪的烟煤。由汽运至厂区，汽车再倒运至储库内。烟煤一般质量如下： 工 业 分 析 表 4-3 工业分析（ %） St,ad （ t） Qnet.ad Mad Aad Vad FCad 沈阳金石盾矿渣粉限公司 20 烟 煤 4.88 22.14 28.23 44.74 23027.7 4.1.2 物料平衡表 单位：吨 表 4-4 物料名称 水 分 % 物料平衡（带 2%生产损失） 备 注 干 基 湿 基 每小时 每天 每年 每小时 每天 每年 矿 渣 12 22.5 552 153648 24.25 582 174600 1 、年运转天数： 300 天 粉煤灰 2.55 60 18000 2.55 60 18000 2、粉煤灰掺入量： 10% 矿渣微粉 25 600 158400 3、燃料热值：23027.7KJ/kg 烘干矿渣 用煤 8 0.64 15.36 4609 0.70 16.70 5009 4、烘干热耗：4982.3KJ/kg.水 4.1.3 主要工艺设备 表 4-5 项目 设备名称 设备 台数 技术性能 年利用率 （ %） 装机容量 （ Kw） 矿渣烘干 2.4 18m 回转烘干机 1 进料水分： 12% 出料水分： 1% 台时产量： 35t/h 79.9 30 矿渣粉磨 2.4 13m 2 台时产量： 25t/h 70 1600 沈阳金石盾矿渣粉限公司 21 开流矿粉磨 矿渣储存及散装 汽车矿渣散装机 2 装料能力： 100T/H 有效能力： -40t/h 考虑进出车影响，每辆散装车（ 12t） 装车时间以 18 分钟计算 21 4 3 4.1.4 各种物料的储存有储存期 各种物料的储存量及储存期表 表 4-6 序号 物料名称 物料 粒度 容重 （ t/m3） 储存 方式 规格 （ m） 数量 总储量 （ t） 储存期 （天） 湿矿渣 （粒状） 10mm 0.65 堆棚 45 60 1 1400 2.7 干矿渣 （粒状） 10mm 0.7 方库 8 8 2 1800 3.1 矿渣微粉 430m2/kg 0.8 圆库 1226 3 9420 15.7 2 粉 煤 灰 0.5mm 0.6 方库 6 8 1 80 5.0 3 煤 块煤 0.9 堆棚 12 18 1 340 22 4.1.5 主机检修起重设备 表 4-7 沈阳金石盾矿渣粉限公司 22 设置地点 设备名称 跨度（ m） 起重量（ t） 起重高度（ m） 矿渣粉磨 LD 起重机 7.5 10 8 CD13-9D 电动葫芦 5 9 4.1.6 生产车间工作制度 表 4-8 车间名称 项目名称 生产班制 周制 （日 /周） 年运转天 数（日 /年） 备注 （班 /日） （时 /班） 矿渣储存 堆棚 进料 随 机 出料 3 8 7 300 矿渣烘干 矿渣烘干及输送 3 8 7 300 矿渣、粉煤灰储存及配料 3 8 7 300 矿渣粉磨及储存 矿渣粉磨及输送 3 8 7 300 矿渣微粉储存、及散装 3 8 7 300 散装随机 4.1.7 工艺流程 （ 1）矿渣、粉煤灰的储存输送 湿矿渣由汽车运至厂内露天堆场，再经铲车送到厂区矿渣堆棚储存。粉煤灰由散装汽车运至厂区，直接输送到粉煤灰仓储存。 （ 2）矿渣烘干及输送 湿矿渣由堆棚内经铲车、提升机送 入干车间料仓，仓下设调速带秤把湿 沈阳金石盾矿渣粉限公司 23 矿渣喂入一台 2.4 18m 顺流烘干机进行烘干，干矿渣经链式输送机和头号式提升机送入两坐 8 8m 的干矿渣库（储量每座为 900 吨）储存。提供烘干热源的是一座机械加煤的沸腾式热风炉。出烘干机的废气经烘干机抗结露布袋式除尘器由风机排出。 （ 3）矿渣储存及配料 每座干矿渣库库底设 1 个下料口，粉煤灰库库底设 2 个下料口，并设置4 台配料秤，矿渣和粉煤灰按一定比例送入 2 台 2.4 13m 粉磨系统中。 （ 4）干矿渣粉磨及输送 粉磨车间设有 2 台 2.4 13m 的开流矿渣微粉管磨机，来粉磨按一定比 例配好的矿渣和粉煤灰来生产矿渣微粉。 按配比要求配好的混合料由皮带输送机送入 2.4 13m 的开流磨系统进行粉磨，细度合格的矿渣微粉作为成品经链式输送机和斗式提升机送入矿渣微粉库储存，出磨废气量为 2 16000m3/h，由 2 台 FGM64-6 的气箱脉冲袋式收尘器净化处理后，由风机排入大气。 采用本技术方案，在满足工艺要求的前提下，粉磨至比表面积 430m2/kg，其产量达 25t/h；磨机电耗 55Kwh/t。 （ 5）矿渣微粉储存及散装 粉磨后的矿渣微粉经链式输送机和斗式提升机送至二座 m 的储库中，矿 渣微粉库底预留散装矿渣微粉装置，矿渣微粉经库底气动卸料装置、散装头，由散装汽车运送出厂，产品按散装和太空包发运设计。 （ 6）化验室 化验室主要进行简单的物理检验，如水分、细度、比表面积、密度等，对生产的矿渣微粉进行品质检验、质量管理。需要进行化学分析、物理强度检验和试验研究等工作时将采取外协方法加以解决。 4.1.8 高炉矿渣微粉特性 粒化高炉矿渣微粉简称矿渣微粉，指符合 GB203 标准规定的粒化高炉 沈阳金石盾矿渣粉限公司 24 矿渣经干燥、粉磨（或添加少量石膏一起粉磨）达到适当细度的粉体。 本项目将按用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣微 粉国家标准来组织生产高炉矿渣微粉，矿渣微粉的技术要求如下： 粒化高炉矿渣微粉标准（ GB/T18046-2000） 项目 级别 S105 S95 S75 密度（ g/cm3），不小于 2.8 比表面积（ m2/kg），不小于 350 活性指数，不少于 % 7d 95 75 55 28d 95 75 流动度比 % 不小于 85 60 95 沈阳金石盾矿渣粉限公司 25 含水量 %不大于 1.0 三氧化硫 % 不大于 4.0 氯离子（） % 不大于 0.02 烧失量（ 2） % 不大于 3.0 （ 1）可根据用户要求协商提高； （ 2）选择性指标，当用户有要求时，供货方应提供矿渣粉的氯离子和烧失量的数据。 （ 1）矿渣微粉的水硬性 高炉矿渣是冶炼生铁时从高炉中排出的一种工业废渣，从化学成份来看是属于硅酸盐质材料，主要是硅酸盐与铝酸盐的熔融体，通过水淬冷却形成的粒状矿渣。粒化高炉矿渣具有结晶相及玻璃相二重性能的性质，因此矿渣的活性即取决于析出晶体种类及晶体的数量，又决定玻璃态数量及性能，矿渣中含有较多的钙质成分，在形成过程中生成了一些硅酸盐、铝酸盐及大量含钙的 玻璃质（如 C2S、 CAS2、 C2AS、 C3A、 C2F 和 CaSO4等）具有独立的水硬性，在氧化钙与硫酸钙的激发作用下，遇到水就能硬化，通过细磨后，则能使这个硬化过程可以大大加快。通常矿渣颗粒愈细，比表面积愈大，水硬性就愈高。粒化高炉矿渣在细磨后不仅增加了水化表面，而且在粉磨时破坏了高炉矿渣在形成时表面的致密壳体，从而使水化过程加快进行，同时通过细磨还可以大大地活化非粒化的高炉矿渣，当高炉矿渣被粉磨到一定比表面积时，活性才会急剧增加研究表明，矿渣硅酸盐水泥比表面积为 m3/kg 时，水泥中矿渣比表面积仅为 220230m3/kg，因此，通过单独粉磨粒化高炉矿渣以获得高比表面积矿渣粉来充分发挥其潜在的水硬性。 （ 2）矿渣微粉的利用 沈阳金石盾矿渣粉限公司 26 随着我国经济建设的迅速发展，科学技术的日益进步，大型建设工程不断增多，建筑物的大型化和高层化，迫切需要高强和超高强型的高性能混凝土。粒化高炉矿渣微粉具有潜在水硬性，是水泥与混凝土的优质混合材料，随着粉磨工艺的发展及预拌混凝土的兴起，粒化高炉矿渣微粉作为水泥混合材料和混凝土掺合料得以广泛的利用。自 80 年代以来，英、美、加、日、法、澳等国相继制定了矿渣微粉的国家标准，使其应用得到了令人注目的发展。 用矿渣微粉作为混凝土掺合料不仅可等量取代水泥，而且可使混凝土的多项性能得到极大改善，用部分矿渣微粉取代水泥新拌制的混凝土具有如下优良性能：泌水少，可塑性好；水化析热速度慢，水化热小，有利于防止大体积混凝土内部温升引导起的裂缝；有可能产生较多钙矾石微晶补偿因混凝土中细粉过多引起的收缩；硬化混凝土具有良好的抗硫酸盐、抗氯盐、抗碱 活性集料反应性能，并能使后期强度得以大幅提高，具有良好的耐久性。自九十年代后，在我国京、沪，长沙等城市的一些工程中也已采用了高炉矿渣微粉，试验和生产表明，矿渣微粉等量部分 替代 525P.O水泥，比例约为 2030%，等量替代 525P.H 水泥，比例约为 3050%，适用配制 C30C60 混凝土。 此外，可用矿渣微粉和硅酸盐水泥混合制备新型矿渣硅酸盐水泥，其性能与传统意义上的矿渣硅酸盐水泥有较大的差异，美国 ASTMC989-94 标准就规定可用矿渣打微粉与硅酸盐水泥混合生产符合 ASTMC595 的矿渣水泥。将矿渣粉磨成微粉，其比表面积一般控制在 400m2/kg 以上，从而可合理控制矿渣和水泥细度及合适的水泥和矿渣级配，以实现硅酸盐水泥和矿渣的最佳匹配，由此生产的新型矿渣硅酸盐水泥具有矿 渣掺入量大，其掺入量可达 4555%，水泥标号高（能满足生产 525#矿渣硅酸盐水泥的要求），水化热低等特点。硅酸盐水泥具有水化快， 28 天已水化 70%85%，早强度高的特点，其粉磨细度一般控制在 300320m2/kg 即可满足生产要求；而高 沈阳金石盾矿渣粉限公司 27 掺入矿渣等固体废料的水泥具有早期强度低，后期强度（如 180 天后的强度）高，甚至超过硅酸盐水泥强度的特点，为了充分发挥矿渣的早期强度，对其进行高细粉磨是十分必要的。另一方面，由于矿渣和硅酸盐水泥熟料的易磨性有较大的差异，传统的混合粉磨工艺要将大量掺入矿渣的物料粉磨成较细的颗 粒，以获得较高的表面积将使磨机产量下降，粉磨能耗大为增加，粉磨效率大大降低，对生产是十分不利的，研究表明，传统的矿渣硅酸酸盐水泥细度为 300m2/kg 时，水泥中矿渣细度仅约为 220230m2/kg。因此，从提高粉磨效率、节能和充分利用矿渣资源的角度考虑，单独粉磨矿渣来生产矿渣微粉，可充分发挥粒化高炉矿渣的特性，实现了矿渣的高级利用。利用矿渣微粉作掺合料制备的混凝土具备工作性能好、体积稳定、耐久性好等特点，适用于大体积混凝土，具备工作性能好、体积稳定、耐久性好等特点，如大坝 工 程、桥梁工程、修筑江河湖海堤坝等 。 4.2 总图运输 （ 1）建设场地 拟建场地在沈阳市苏家屯区大沟乡内，东西长约 200m，南北宽约 133m，面积为 40 亩。整块地形没有高差，工程地质未经勘察。因距去年速成的辽宁辽东水泥集团诚信水泥有限公司仅 3.5Km 之隔，参照其工程地质条件，可以确定完全能满足要求。 （ 2） 交通运输 本工程建设场地选择在沈阳市苏家屯区大沟乡内， 厂区紧邻 107省道，距沈大、沈丹、沈本等高速公路及沈营公路 10-20 公里，交通十分便利。 （ 3）总平面布置 本站区大体可分为两个部分，东部接近矿渣来料方向布置储料棚和湿渣烘干。西部为 粉磨和成品发运、设置了充足的装车回车广场。 矿渣由汽车运至厂区露天堆场。放置一段时间后再用装载机，装到场地 沈阳金石盾矿渣粉限公司 28 外侧的长胶带上输送入粉磨站区湿渣堆棚。 站区北面设 50t 地中衡一台，作为散装物料主要是出厂散装成品或半成品的的计量。 本方案站内内部运输短捷，成品装载、运输方便。 （ 4）粉磨站进出物料运量如下： 表 4-10 序号 物 料 名 称 年用量（万吨 /年） 日用量（吨 /日） 1 湿 矿 渣 17.46 582.6 2 粉 煤 灰 1.44 55.84 3 烘干用煤 0.50 15.36 4 矿渣微粉 15.84 552 （ 5）总图运输技术经济指标 表 4-11 序号 项 目 单位 数据 1 用地面积 公顷 1.78 2 建构筑物占地面积 公顷 0.43 3 露天堆场占地面积 公顷 0.05 4 建筑系数 公顷 24 5 道路广场铺砌面积 公顷 0.89 6 绿化面积 公顷 0.42 4.3 电气 4.3.1 电源 沈阳金石盾矿渣粉限公司 29 本工程设 10KV 总降压站一座。电源引自大沟乡变电所，经路长约 1 公里，架空引入，单回路供电，总降内设 10/0.4KV， 1000KVA 变压器。 4.3.2 供电系统 10KV 高压磨机由总降直供，总降压站内设 0.4Kw 配电站一座，以放射式向粉磨车间、成品车间、烘干车间等车间控制室供电。 4.3.3 电压等级 受电电压 10KV 高压电动机电压 10KV 低压电动机电压 380V 低压配电电压 0.4/0.23kv 照明电压 220V 4.3.4 全厂用电负荷及电耗 生产线总装机空量 1850 生产线计算负荷约为 1400 生产线年耗电量约为 1188 104kwh 吨产品综合电耗约为 65kwh/t 4.3.5 功率因数补偿 高压电动机在现场采用静止式进相机就地补偿，补偿后功率因数达 0.95低压在总配室内 380V 母线处设低压功率因素自动补偿装置进行补偿，补偿后功率因素达 0.95 以上。 4.3.6 电力拖动 4.3.6.1 电动机起动方式 矿粉磨电机采用 10KV 高压电机，水电阻启动；大于 75KW 鼠笼式电动机采用软启停装置起动。 小于 75Kw 低压电机直接启动；需调速的交流电机采用变频调速装置调速。 沈阳金石盾矿渣粉限公司 30 4.3.6.2 配电系统 根据生产工艺流程、总图布置及负荷分布情况，生产线设控制室三处，粉磨车间控制室供电范围包括：配料库底、粉磨车间、成品库顶等。成品控制室供电范围包括：成品库底、及散装库顶、库底。烘干车间控制室，供电范围包括：烘干车间、配料库顶。 4.3.6.3 控制方式及控制水平 车间采用 集中及分散相结合的控制方式，设置连锁控制和机旁单机操作二种控制方式。控制方式的选择在控制室的控制柜上进行。选择机旁控制时，各电气设备可单独在机旁开停，以便单机试车。发生紧急情况时，在控制室和机旁均可紧急停车。各电机正常运行时有信号灯指示，各有关岗位之间设置灯铃，作为开机、事故及联络信号。 4.3.7 电气照明 车间照一般采用均匀和局部照明相结合的方式，以均匀照明为主，局部照明为辅，重要场所设事故照明。 4.3.8 防雷接地 工厂的防雷保护均按国家防雷规范设置防雷保护； 全厂各处的接地装置通过镀锌扁钢连接形成 一个全厂接地网。 4.3.9 供配电线路 所有动力电缆及控制电缆均采用铜芯电缆。 10KV 电力电缆采用铜芯橡胶聚氯乙烯电缆，低压电力电缆采用铜芯全塑电力电缆。 4.4 生产过程自动化 4.4.1 设计原则 （ 1）满足工艺生产要求，在工艺线及设备上设置必要的温度、压力、流量、速度等各种控制仪表，对生产过程实施有效的监测和控制，使工艺 沈阳金石盾矿渣粉限公司 31 生产线运行稳定、可靠。 （ 2）自动化整体水平与进工艺生产线相配套，过程控制自动化系统先进、实用、可靠。 （ 3）在设计选型时，尽量采用成熟、可靠的国产产品，以节省工程投资。 4.4.2 自动化装置 配料采用变频调速皮带秤，计算机控制。 4.4.3 主要检测点及控制回路设计 检测点的设置以满足工艺生产可靠运行为前提，一般的工艺参数设置显示、手操、报警记录，在生产的关键环节设置自动控制回路。 4.4.4 电缆及敷设 信号电缆采用 KVVP 屏蔽电缆，控制电缆采用 KVV 电缆。 电缆以穿管敷设为主，部分明敷。在电缆较集中的地方，采用电缆桥架敷设，仪表电缆与电力电缆分层敷设。 4.5 给水、排水 （ 1）本设计负责室内外给水排水设计。厂方需打井并作抽水试验，连续 24 小时出水量 7m3/h，作为生产 及消防用水的水源。生活用水水量很小，可直接从大沟村自来水公司接入。 （ 2）用水量 序号 项 目 单 位 用 水 量 1 生活用水量 m3/d 20 2 消防补充水量 m3/d 54 3 生产循环冷却用水量 m3/d 600 4 其中循环水量 m3/d 540 5 循环冷却水补充水量 m3/d 60 沈阳金石盾矿渣粉限公司 32 综上所计，新鲜水需要量为 134 m3/d，水源供水量（考虑 1.2 系数后）约为 160 m3/d。 （ 3）给水系统 循环给水系统 设备冷却水除了温度较高外，基本没有受到污染，可循环利用，该生产线生产设备冷却用水由新设计的循环给水系统供给，循环率为 90%。 生活给水系统 生活用水从大沟自来水管网接入。若采用井水，则必须增加消毒设备、清水池和水泵等设施，投资增加较大。 消防 消防给水管道与循环给水管道合用，平时消防用水储存在循环冷水池中，火灾时启动循环泵房内的消防泵灭火。室外消防用水以 15 升 /秒计，则每次消防用水量为 54m3/h，同一时间火灾次数按一次考虑，火灾延续时间以 2 小时计。消防水补充时间为二天，补充量为 54 m3/d。 （ 4）排水 生产废水均直接排入室外排水管道排除；雨水由室外排水明沟排 除。 （ 5）主要构筑物