镍业有限公司年产 30万吨镍铁合金项目工程可行性研究报告

镍业有限公司 30 万吨 /年镍铁合金工程 可行性 研 究 县 镍业有限公司 目 录 1 总 论 . 1 2 市场分析 . 12 3 冶炼工艺 . 18 4 原料系统 . 28 5 通风除尘 . 32 6 给排水设施 . 34 7 电 气 . 42 8 机修、检化验 . 47 9 燃 气 . 51 10总图运输 . 52 11能源篇 . 55 12土建 . 57 14职业安全 与卫生 . 66 15消防 . 69 16投 资 估 算 . 72 17技术经济分析与评价 . 75 18综合评价 . 80 1 1 总 论 1 1 概述 1 1 1项目概况 项目名称 ： 县 县 镍业有限公司 年产 30 万吨镍铁合金项目工程。 内容 ： 建设年产 30 万 t 镍铁合金冶炼生产线及相关辅助生产、生活设施。 拟建规模 ： 工程项目年产 30 万 建设地点 ： 山东 市 市 县 。 1 1 2承办单位概况 单位名称 ： 县 县集团 有限公司。 承办 单位概况： 县县集团 有限公司，法定代表人： 。 县 县集团 的成员企业包括 县 县集团 公司、 县 县 热电有限公司（控股）、山东市 沾化兆康电力工程有限公司（全资）、 县 钰祥电气设备有限公司（全资）、 县县 镍业有限公司（全资）、 县 县 置业有限公司（控股）、北京腾龙 县 养殖科技有限公司（控股）和滨州魏桥盐业科技开发公司（参股）。其中母公司 县 县集团 有限公司注册资本金人民币 1 亿元，热电生产和供应、海水综合开发和利用、电力工程、工业民用建筑工程、机电安装工程、市政工程、电气材料销 售、旅游服务、港口服务、物流服务、物业服务、建筑材料的 生产和销售、批准范围内的进出口业务。截止 2007 年底，在册职工 410人，固定资产 49784 万元。 2006年度，集团公司实现销售收入 元，上缴税金 1642 万元，实现净利润 1200万元。 1 1 3建设地点概况 2 工程拟建设在 县 ， 县 位于山东 市 市 ，地处鲁北平原，东临渤海。 县 目前是一个以农业为主的地区，工业基础较薄弱，主要工业为化工、冶炼、电力、机械、轻纺、造纸等。 市 区位位置优越，交通发达，已成为鲁北交通枢纽。经滨州万吨港由疏港公路 25接 市 道东张路，向东 10 道东滨路，沿东滨路向南 60滨州。沿 市 道东张路 20 市 道大济路连接，距津汕高速出入口仅 5大济路南下 2005 线。沿大济路新线向南与国道 220线相接，至 市 城济南仅需 津山高速向西 2乌高带相接， 4海， 2h 到德州。黄大铁路南接陇海线，北接黄驿朔黄铁路，为陕西神木煤炭沿铁路线向胶东半岛运输之捷径。 1 2 编制依据 （ 1） 县 县 镍业有限公司提交 市 冶金设计研究院的有关设计基础资料； （ 2） 县 县 镍业有限公司与 市 冶金设计研究院签定的可行性设计合同。 1 3 项目简介 本项目工程建设内容为： 新 建 65 条。 30000热电炉 四 台 、 42000热电炉 五 台 。 相应配套的总图、原料系统、供配电系统、供排水系统、环保设施及消防安全设施等。 项目建成后，年产镍铁合金 30 万吨（平均含镍 10%） 1 4 工程建设的必要性和可能性 （ 1） 县 境内拥有 市 统调发电厂一处，现装机容量 2 135+2 前已经启动了 2 660建工程，计划 2010 年左右投产；另拥有地方公用热电 3 厂一处即 县集团 公司控股的 县 热 电厂，装机容量为 2 75t，年供热能力为 300吉焦；目前已经启动了 l 130t 背压机组扩建工程，计划 2007年 3 月份投产；同步实施 1 25 220终达到年发电量 12亿千瓦时，年供热能力为 1200 万吉焦；位于开发区东侧的 220 千伏车王输变电工程已经投产，变电容量为 2 18步实施 l 18建工程，计划 2007年 12份全部投产。目前位于开发区北侧的 220千伏沾化输变电工程前期勘察工作己经完成，按照 3 24划设计，不日即将动工，计划 2008 年 6月投产 1 242008 年底全部投产，届时应充分考虑从 220 千伏沾化变出线，以满足项目的用电需要。本工程为高耗能项目， 县 丰富的电力资源和可靠的供电保障，为本项目今后的发展创造了良好的条件。 （ 2）镍铁是生产不锈钢的重要原料，在过去的 30 年间，全球不锈钢产量一直以平均超过 5%的增长率增长。最近几年，世界不同地区的不锈钢产量有所差异，而亚洲地区不锈钢产量有惊人的增加。虽然不锈钢的开发不到 100 年，但不锈钢己经显示出是一种产量增长最快的金属原料，而最近几年其产量增长率甚至超过了塑料产 量的增长率。不锈钢产量有如此高的增长率的驱动力在于它所具有的 腐蚀性和耐氧化性，具有较高的强度重量比，优良的轧制成形性、可焊接性能、低温韧性等。因此，木工程的实施符合市场的需求。 （ 3） 县 县 镍业有限公司与深圳市德汇镍业有限公司现有矿热炉多座；长期从事铁合金及镍铁生产，其产品遍及国内大型钢铁企业。集团公司在企业的发展中不断汲取国内外先进的企业管理经验，成功地与经济发展实际和传统文化融合，建立了一套高效、灵活、严谨的管理机制和企业文化。集团全面通过了2000质量体系认证。公司 在长期生产经营活动中，既培养了一大批精诚团结、极富创建精神的经营管理队伍，又与国内外很多大中型企业结成了诚 4 信合作、共谋发展的深厚关系，拥有巨大的社会资源。目前，公司已通过 长期的铁合金生产和管理工作中，该公司培养了一批生产和管理的技术人材，可以为本工程的顺利实施提供可靠的保证。 1 5 厂址及建设条件 1 5 1厂址位置 县 位于山东 市 市 ，地处鲁北平原，东临渤海。 拟建厂址地势平坦 ,地面海拔高程 所在区域属于基本稳定区。本厂区地基主要为第四系冲积层，场地土类型为中硬 土 ，场地类别为类；土层自上而下为粘土、粉土、 粉质粘土，粉砂，粉土共 5 层，其承载力标准值在100 25间，上部地基强度较低，主要建、构筑物拟采用人工地基。该厂区区域范围内地壳稳定性良好，未发现有明显活动的断裂构造，厂区内不良工程地质现象存在，该区域内属相对稳定的地质体。因此，综合判定，该拟建场区是稳定性和建筑场地，无软弱土层，适宜建筑。 从勘察资料分析，本场区内的地基土分布均匀，层位稳定，粉质粘土为主，场地稳定性好。该建筑场地类别为中软场地土。根据中国地震烈度区划图（ 2000）， 县 地震 基本烈度为六度，设计基本地震加速度为 计地震分组为第二组。厂区水文地质简单 ， 地下水类型为第四系孔隙潜水 ， 地下水水位埋深一般 变幅 高地下水水位埋深 气降水为其补给水源，地面蒸发为其主要排泄方式。厂区地下水对混凝土具弱中等腐蚀性。 本工程厂址位于 县 城的东北万向约 ,地处县城东工业园内 ,符合当地工业发展规划的要求 。 厂区周围无名胜古迹和风景区 ， 地下无矿藏和文物。 1 5 2建设条件 5 1 5 2 1原料供应 （ 1）红土矿 （含 ：年需要量 240 万 t，主要由东南亚国家菲律宾、印尼、新喀里多尼亚等进口。 （ 2）石灰：年需要量为 3O 万 t，当地购买。 （ 3）还原剂（焦炭）：年需要量为 30万 t，主要从 市 内或山西等地购买。 （ 4）电极糊：年需要量 12000t，主要从甘肃、河北等地购买。 （ 5）煤：年需要量 要从山西等 地购买。 1 5 2 2供电条件 本工程项目建设用电可由 110千伏富国变电站出线的 10千伏齐圈线供电，项目投产用电需要建设 110千伏变电站，电源来自 220 千伏车王变电站双回 110千伏线路以及 县 热电 110 千伏母线出线。 1 5 2 3供水条件 本工程生产、生活及消防用水来自恒业水库，可以完全满足项目建设以及项目投产用水需要，本项目给排水依托 县 县集团 有限公司现有设施。工业园区的用水来自恒业水库，容量为 1700 万立方米。 1 5 2 4交通运输条件 市 区位位置优越，交通发达，已成为鲁北交通枢纽。经滨州万吨港由疏港公路 25接 市 道东张路，向东 1 道东滨路，沿东滨路向南 6滨州。沿 市 道东张路 2 市 道大济路连接，距津汕高速出入口仅 5大济路南下 205 线。 沿大济路新线向南于国道 220线相接，至 市 城济南仅需 津山高速向西 20滨德高速、威乌高带相接， 4海， 2h 到德州。黄大铁路南接陇海线，北接黄驿朔黄铁路，为陕西神木煤炭沿铁路线向胶东半岛运输之捷径。 6 全 部设备可通过 220 市 道或济青高速转滨博高速到达 市 ，再经不超过 5 1 5 2 5气象条件及地震烈度 当地的气象条件，按沾化气象站有关气象资料，并将观测资料从 1960 年建站起系列延长到 1998 年，合计 39 年的观测资料。 县 地处鲁北，北临渤海，属于温 暖半干旱季风气候区，大陆性气候特征明显：春季干燥多风；夏季受海洋暖气团控制，温和湿润，降雨集中， 6降水量占全年的 80%；秋季天高气爽；冬季寒冷干燥，雨雪较少，故形成旱涝灾害，年际降水变化大，季节分配不均。 气象特征值 （未注明者为 1959 气温： 年平均气温： 极端最高温度： 1959 极端最低气温： 1959 最冷月（ 1 月）平均气温： 1959 最 冷月（ 7 月）平均气温： 气压： 年平均气压： 雨： 历年一次最大降雨量： 1959 历年最多降雨量： 1971 历年最少降雨量： 1968 历年平均降水日数： 10天，其降水量为 ： 7 年主导风向： 频率为 8%； 冬季主导风向： 率为 9%； 夏季主导风向 频率为 9%、 9%； 年平均风速： s 最大风速： 28m/s，风 向为 雪： 历年最大冻土深度： 5401959 当地五十年一遇洪水位为 县 地震基本烈度为六度。 1 6 主要设计原则 根据国家有关经济建设的方针政策，结合工程的实际情况，确定了下列建设原则： （ 1）设计符合国家现行的技术政策和产业政策的要求； 产业结构调整指导目录（国家发改委令 第 40 号） 铁合金行业准入条件 国家发展和改革委等七部委关于推进铁合金行业加快结构调整的通知 （发改产业【 2006】 567 号） 山东 市 人民政府办公厅转发 市 发展改革委关于加快钢铁工业结构调整的指导意见的通知（鲁政办发 2006118 号） 山东 市 人民政府办公厅关于进一步严格控制高耗能行业固定资产投资项目建设的通知（鲁政办发 2007 59 号 ） （ 2）各专业设计符合国家有关设计规范的要求； （ 3）采用成熟、可靠、先进的工艺技术； 8 （ 4）工程设计精打细算，力求在满足工艺要求的前提下，尽量节 市 投资； （ 5）环保贯彻 “ 三同时 ” 的原则 ,各种污染须经治理达标后排放。 1 7 主要设计内容及建设方案 1 7 1设计内容 本可行性研究对产品方案、镍铁市场、工艺技术、设备选型和总图布置都进行了研究。 对项目的建设内容进行了详细的分析研究，并结合建设地区的特点和条件，综合论证后，确定项目的建设内容为 300000t/a 镍铁合金生产线。产品达到国家标准。 1 7 2建设方案 （ 1）新建 65m 干燥及预还原回转窑 六 条， 30000热电炉 四 台 、42000热电炉 五 台 。 。 （ 2）相应配套的总图规划、原料系统、供配电系统、供排水系统、环保设施及消防安全设施等。 1 7 3主要工艺技术的选择 根据国内的生产实 践，结合业主的实际，生产工艺选择矿石干燥、预还原、电炉冶炼的生产工艺，矿热炉设计选用成熟、可靠的封闭式矿热电炉，可减少烟气处理量，改善工人操作环境，达到环保要求。电炉主厂房采用混凝土框架结构，主要生产技术见各专业有关章节。 1 8 技术经济评价 项目总投资为 47000 万元，其中 建设投 资 32852 万元，铺底流动资金 4244万元 ， 销售收入 513000 万元 /a，利润总额 8431 万元 /a， 全部投资回收期 ，经济效益指标较好，可解决 1140 人的就业， 9 并带动当地矿产及运输 等相关行业的发展，也具有较好的社会效益和环境效益。综上所述，本项目的建设合理可行。 主要技术经济指标见汇总见 1 10 表 1 主要技术经济指标汇总表 序 号 指 标 名 称 单 位 数 量 备 注 1 产品和产量 镍铁合金（含镍 10%） t/a 300000 2 主要原辅料消耗 湿红土矿 t/a 2400000 石灰 t/a 300000 焦炭 t/a 300000 煤 t/a 194040 电极 糊 t/a 12000 钢材料 t/a 3600 耐火材料 t/a 9900 3 动力 动力电耗 a 90000000 冶炼电耗 a 2250000000 新水 m3/a 2628000 4 劳动定员 人 1140 5 主要经济指标 目总投资 47000 其中：建设合资 万元 32852 含建设期利息 万元 铺底流动资金 万元 4244 目总资金 万元 47000 其中：流动资金 万元 4244 售收 入 万元 /a 513000 成本 万元 /a 502782 11 序号 指标名称 单位 数量 备注 营成本 万元 /a 500701 值税 万元 /a 22332 售税金及附加 万元 /a 1787 润总额 万元 /a 8431 税前利润（ 万元 /a 8431 得税 万元 /a 2108 利润 万元 /a 6323 部投资财务内部收益率 % 后 部 投资回收期 a 后 投资收益率（ % 目资本金投资净利润率（ % 能盈亏平衡点 % 年产 12 2 市场分析 2 1 镍简介 镍 （ 重要的合金化元素，它使合金的强度和耐蚀性大为提高。 1804年最初从矿石炼出金属镍以后，受当时技术条件及资源缺少等因素的限制，使镍有 100 年左右没有显著的发展。直到第一次世界大战前夕，世界镍产量才只有几千吨。经过第一次，特别是第二次世界大战以后，镍产量急剧 增长。 镍是一种用途广泛的金属，而大量的镍是用在各种类型不锈钢、软磁合金和合金结构钢的生产中，这些合金和钢种在石油工业、化学工业以及机械制造工业等万面广泛地被应用。 （ 1）镍在炼钢中的应用 镍可完全溶解于 中的溶解度为 10%。含镍量达 5%可提高低碳结构钢的抗拉强度和硬度。在碳素钢中含有 3%镍，可改善其抗拉强度、冲击韧性、屈服点和变形能力。含镍 1% 4%的 构钢，由于这种钢的抗拉强度同质量的比值合适，所以很适于在汽车、机车和机器制造业中。 最重要的含镍钢种和最大的用 户是不锈钢和耐热特殊钢。例如 一系列耐热不锈钢，热加工性能良好，在机械、医疗、国防、轻工中得到广泛的应用。 （ 2）在铸铁中的应用 镍在铸铁中有轻微的石墨化作用，可稳定珠光体和减少铁素体 含量。因此铸铁中的镍有助于取得均匀而一体的结构和良好的性能。添加少量的镍（ 会导致形成微细的珠光体，当含镍量较高时，会形成马氏 13 体和奥氏体。微细而稳定的珠光体可使铸铁具有良好的加工性能和硬度。因此，加镍铸铁件可用来制造汽车制造业中的铸件。镍是重要的合金化元素。 它使合金的强度和耐蚀性大为提高。 （ 3）在低铁镍合金生产中的应用 含铬、钴和钼的低镍铁合金，用高温合金时，一般称哈斯特耐蚀镍基合金，在 923时的抗拉强度高达 铁镍合金磁导率高，因而适用电气和电子工业，例如含 克菜马克斯合金。 含 合金是一种特殊耐蚀的弹簧材料，用于牙科治疗上。镍也用来作硬币和用在蓄电池工业中。 2 2 生产消费状况 随着第二次世界大战后技术的进步，对镍的需求大量增加。但在 20世纪 70年代中期和 80 年代中期之间，由于受到经济衰退和石油危机的严重打击，镍需求增长停滞。随着技术的进一步发展，先进材料和合金对镍的需求日益增加，预计未来需求还将继续强劲增长。镍可提高材料性能，故有多种多样的应用。表 2出了西方世界和中国镍在各种最终用途中的消费比例，主要用途是不锈钢和合金钢 （占 67%），其它重要用途是镀镍和有色金属合金（各占 10%），以及合金铸 件 （占 4%）。 表 22005年西方世界和中国镍在各种最终用途中的消费比例 最终用途 不锈钢和合金钢 有色金属 镀镍 合金铸件 其它 消费比例 67% 10% 10% 4% 9% 14 过去 40 年，镍需求的年均增长率接近 4%，但在此期间，若逐年比较，镍需求增长率相差很大。这些周期都受到经济周期和工业发展水平的影响。在任何一个周期，镍需求增长水平的主要推动力都是不锈钢产量的增长（表 2在不锈钢增长率最高的时期，镍需求增长率也最高。表 2方世界镍需求周期性年均增长率。表 2要工业发达国家镍消费量。 表 2 镍需求年均增长率 周期和年份 1974 1979 1979 1991 1991 1995 1995 2000 2000 2005 年增长率 镍需求的波动受到以下因素的影响 （ 1）不锈钢生产者补进和减少库存导致镍需求的显著上升或下降，这与镍价直接相关； 表 2 镍需求年均增长率 年份 1974 1979 1979 1991 1991 1995 1995 2000 2000 2005 镍需求 年均增长率 不锈钢产量年均增长率 （ 2）不锈钢废料的供应。从历史上看，不锈钢废料可获量受镍价的直接影响。废料仍将继续是影响镍市场的一个因素，虽然 20 世纪 90 年代初独联体出口废料的浪潮不能重演，但是一方面，废料将继续与原镍竞争，另一方面，废不锈钢的持续回收也支持了镍作为可清洁回收材料的形象。 表 2 近几年工业发达国家镍消费量 单位：万 t 国家 1998 1999 2000 2001 2002 2003 平均增长率 % 世界合计 15 日本 国 国 国 大利 国 国台湾 兰 典 长期内，镍消费将继续受到不锈钢需求增长的推动。过去 50 年，不锈钢产量的年均增长率为 最近 10 年也没有下降， 2005 年，世界不锈钢产量为 2450 万 t，镍需求量为 148 万 t。展望未来，中国不锈钢需求和产量的增长对镍市场越来越重要 ， 虽然目前在 中国镍消费结构中，不锈钢占的比重刚刚超过一半，达到 但是与世界平均水平 69%相比，显然有较大的发展空间。到 2006 年中国约有 150 万 满足需求的增长。随着中国约 13 亿人口生活水平的提高，不锈钢产品需要会日益提高。 过去 10 年非不锈钢应用的镍也强劲增长， 年均增长率超过 4%。预计未来这类镍需求增长仍接近这一数值 。 在非不锈钢应用部门，特殊产品的应用前景看好，如新蓄电池系统、燃料电池、电磁干扰屏蔽、多层电容器等。总之，镍的需求将因其特殊性能而增加，有许多新应 用，并在可预见的将来增长强劲。 根据海关的统计资料， 2005年全年各类镍产品进口总量达到 72万 t，同比增加了 243%，进口总额达到 美元，同比增加 其中进口镍矿及精矿的进口量剧增达到 t，进口未锻轧非合金镍接近 9 万 t，同比增加了 16 37%。随着国内不锈钢产量的增加和钢铁企业对镍铁的认识不断提高，国内不锈钢厂使用镍铁的数量会激增，在市场上镍销售疲软时，往往是镍铁俏销而金属镍滞销。 2005年我国进口了镍铁 t，同比增加了 78%。 2 3 镍价格 据悉，国内外市场上的镍 、铬等合金材料价格持续受不锈钢产能扩大的拉动，不锈钢产业对镍、铬的需求这是趋增大。镍、铬主要用于冶炼不锈钢，通常的镍基不锈钢，须添加 8% 11%的镍， 18% 20%的铬。最近一个时期镍的价格长势汹涌，主要源于不锈钢制造商对镍需求量的大幅度增加，这其中特别是来自中国的强大市场需求。 这些年，我国不锈钢产能在不断增长，随着新项目相继建成投产， 2005 年我国的不锈钢的生产能力达到 220 万 t，到 2010 年可望达到 390 万 t。届时，我国将成为世界最大的不锈钢生产国，也将成为世界最大的镍、铬消耗国家。 在近两 年内镍的价格增长了三倍多，在 2001 年 10 月份镍的价格为 4000 美元 /t， 2003 年初镍的价格为 8000 美元 /t 左右， 2004 年初镍的价格已经上涨到16000 美元 /t。进入 2005 年，镍市场价格依然稳中趋升，并触及 15年来 2万美元 /前已达人民币 22万元 /t。镍铁价格则可按含镍量折合得到，含镍13%的精炼镍铁价格即为镍价格的 13%，约为 28600 元 /t，镍铁左右，镍铬复合材料目前的市场价格 8900 元 /t。 2 4 市场预测 有许多因素和风险造成了镍需求预测的困难，引起未来需求的变化。预计长期需 为： 2006年， 150 166n 万 t； 2010年， 185 t； 2015 年， 20021O 万 t。新项目的开发将与需求的增长保持同步。表 2的市场需求预测。 17 表 2 世界镍的市场预测（万 t） 年代 2006 2010 2015 镍需求（万 t） 1508500价有许多不稳定因素。如产量过于集中、消费主要依赖不锈钢行业。在前召开的镍和不锈钢原料研讨会上，澳大利亚金属贸易（ 司的 诉与会代表，镍的需求比较具有弹性，但是回到上世纪 90 年代初期的水平不太可能，集中是导致镍价起伏较大的因素之一，世界前十位镍生产厂家的产量占全球镍产量的 76%。 计，镍价仍将持续高位，世界每年都需要额外供应 6 万 镍铁、原镍和镍废钢都可作为不锈钢原料。但镍铁具有铁元素稳定的优势。选择何种镍产品作为生产原料属于后勤学范畴。在美国，由于废钢资源充足，钢厂通常选择使用废钢作为不锈钢生产原料，而中国不锈钢厂则选择原镍产品。欧洲和日本属于镍铁主要消费国。 据英国分析家 ，中国将很快超过日本成为世界第 不锈钢生产国，中国镍铁消费量可能会大幅增加。巴黎镍铁生产商 两年前开始向中国出口镍铁产品以来，该公司镍铁供应一直不足。而由于可以更加直接地作为不锈钢生产原料，中国消费商有增加原镍产品用量的倾向。 澳大利亚麦格理银行预测 2010年镍铁产量占世界镍总产量比例将继续保持在 20%左右。届时世界镍总产量将达到 33 万 t。世界不锈钢需求量年增长速度预计在 5%到 6%左右。镍铁产量增加速度与之类似，镍铁在不锈钢原料消费总量中所占比例将会有所增加，至少 会保持不变。 18 3 冶炼工艺 3 1 设计方案 3 1 1概述 根据拟定建设规模，本工程设 计 二个 个冶炼车间， 一个 车间内设 四 座30000热炉， 另一个车间 内设 五 座 4200 主要承担镍铁合金的冶炼、浇注和精整等工作。 二 个原料处理车间，内设 65m 干燥及预 还原回转窑 共 六 条，主要承担红土矿干燥及预还原工作。 原料堆场及干燥车间。 3 1 2镍铁合金工艺选择 处理红土矿 （氧化镍矿）的工艺流程有很多，但主要分火法冶炼工艺和湿法冶炼工艺两类。大多数火法工艺（镍铁或镍琉熔炼）使用的传统流程 为干燥一焙烧 /还原一电炉熔炼。而目前两个较成熟的湿法工艺是 隆）工艺和 压酸浸）工艺。 国际上对红土矿的冶炼工艺选择以火法为主，主要由于火法对于处理含镍量高于 红土矿是特别适合的，因此本工程选择火法工艺生产镍铁合金。即干燥一焙烧 /还原一电炉熔炼的工艺流程。 3 2 产品品种 设计主要产品为镍铁合金 （平均镍含量在 10%的镍铁） 商品镍铁品种规格如下： 镍铁牌号及化学成分 牌号 化学成分（ %） i C P S 19 0 2 3 生产规模 生产规模为建设 300004 42000 5 矿热电炉，年产镍铁合金 30万 t/a。车间年工作日为 350d。 3 4 主要原辅材料和技术条件 3 4 1镍铁合金生产需要的主要原辅材料和技术条件 3 4 1 1红土矿 红土矿（氧化镍矿石）是生产镍铁合金的主要原料，主要是由铁、镍、硅等含水氧化物组成的疏松粘土状矿石，由于铁的氧化，矿 石呈红土状。红土矿一般含有 20 40%的水分，需要在干燥、还原焙烧阶段将水分去除，这个过程是在干燥窑和回转窑中进行的，矿石在料场破碎后加入干燥窑，然后破碎并加入炭素还原剂加入到回转窑。矿石被焙烧脱水和预还原后送矿热电炉车间。红土矿原矿 （约含 年需要量 240万 t，主要由东南亚国家菲律宾、印尼、新喀里多尼亚等进口。红土矿技术条件见表 3 表 3 红土矿技术条件 物料 名称 学成分 % 粒度 i 土矿 60 3 4 1 2炭质还原剂 选用焦炭还原剂入炉，年需要量为 30 万 t，主要从 市 内或山西等地购买。炭质还原剂入炉技术条件见表 3 20 表 3 炭质还原剂技术条件 物料 名称 化学成分 % 粒度 定炭 灰分 挥发分 P S 炭 5 30 3 4 1 3石灰 主要从当地购进，汽车来料，年用量 30 万 t，入炉。其主要技 术指标见表3 表 3 石灰技术条件 S 粒度 灰 30 3 4 1 4电极糊 矿热电炉采用电极糊生产，需要量 1200Ot/a。采用密闭糊。电极糊理化性能按 5215极糊入炉尺寸 50 15体要求见表 3 表 3 电极糊理化性能指标 灰分 % 挥发分 % 抗压强度 阻率 m 体积密度 g/ 18 65 17 75 5生产工艺简述 镍铁合金以红土矿为主要原料，焦炭作还原剂，石灰作熔剂，在镁砖内衬炉内进行冶炼生产。 镍铁合金矿热电炉需要的干燥红土矿在在保温的状态下通过电动车被送到镍铁合金矿热电炉车间由车间内吊车吊至镍铁合金矿热电炉炉顶平台炉顶料仓内，镍铁合金矿热电炉所需焦炭、石灰由皮带机送至配料仓，然后经称量系统成 分 % 品 名 项 目 序 号 21 按批次配料，冉由皮带机送至炉顶料仓内，需要时炉料经料管靠自重下降。 镍铁合金矿热电炉设两个出 铁口，每 2渣和铁水同时从铁口流入铁包车上的铁水包内，熔渣再流入渣盘内，铁包车牵引至浇注跨，经 32/冷却，精整，破碎加工，包装，然后送成品库称量，存放。由于当地缺水，熔渣采用干渣处理，外销综合利用。 铁水浇注采用铸铁机方式，设计选用链轮中心斜长为 32m，单链带滚轮移动式 3 台，用于镍铁合金的产品成型生产。铸铁机最大生产能力 102t/d。 工艺流程图见图 3 3 6车间组成 3 6 1主厂房 主厂房由炉子跨、浇铸跨、成品跨、变压器跨及公用辅助设施组成 。主厂房参数见表 3 表 3 矿 热电炉主厂房参数 序号 跨间名称 主厂房参数（ m） 起重机配置 t台 跨度 长度 轨面标高 1 炉子跨 18 90 30 5 2 浇 铸 跨 24 90 12 32/10 9 3 变压器跨 0 4 成品跨 1 24 90 8 10 7 3 6 2 公用辅助设施 为满足铁合金生产要求，还设有原料系统、车间变电所、净循环税系统、除尘系统等公用辅助设施，详见有关章节说明。 22 图 3铁合 金生产工艺流程图 3 7生产能力及主要设备选择 镍矿石 布袋除尘器 60回收 5炭 皮带 皮带 混料 皮带 提升机 尘回收回混料工序 汽车运 废渣回收单位运走 入库 粉尘 粉尘 料仓 料仓 尘回收回混料工序 废气排放 回转窑烧结 布袋除尘器 矿热炉 浇铸 布袋除尘器 石灰石 配料 5整 包装称重 23 3 7 1 生产能力计算 Q= 式中： Q 电炉日产量， t/a 24 电路每天工作小时， 24h; P 电路变压器额定容量，取 30000 42000K 电路变压器功率利用系数，取 电路功率因数，取 补偿后） W 单位产品的冶炼电耗，取 7500t。 产品合格率； 30000热炉日产量 d 车间 4 座矿热炉年产量 =（ 4） 350=1166200万 t/a。 42000热炉日产量 d 车间 5 座矿热炉年产量 =（ 5） 350=2040500 万 t/a。 车间矿热炉年产量共计 30 万 t/a。 3 7 2设备选择 a炉型 24 P K W 24 30000 500 24 42000 500 24 进行工艺设计时，考虑了两种目前国内较先进炉型，并进行比较，见表 3 表 3 炉型方案比较 炉型 半封闭矿热炉 封闭矿热炉 结 构 特点 烟罩为矮烟罩，设炉门，半封闭式 烟罩与炉体全封闭，不设炉门 优点 可采用除尘措施，消除污染，自动化程度较好，维修容易，操作已掌握，投资较 市 ，经济指标比较好 炉气易回收，节 市 能源，自动化程度高，操作条件好，经济指标好 缺点 不易回收煤气，烟气净化处理量较大，能耗较高 炉子结构复杂，投资大，对原料要求严格，运行和维护费用高 从方案比较看，认为全封闭矿热炉在国外内运行已是成熟，可靠的生产工艺设备，且投资 市 更适应本工程实际情况。因此，本设计选用全封闭固定式炉型。 b电极升降、压放、把持系统 电极升降采用液压缸升降方式。 把持器采用液压波纹管，每个波纹管单独顶一块铜瓦，能保证每块铜瓦与电极都接触良好。 压放装置采用液压抱闸和压放缸组成。 c炉顶上方配备有电动单梁悬挂吊车。 d每台电炉采用三台 单相 变压器，单台容量 1000014000e电炉主要技术参数 表 3 30000电炉主要技术参数 序号 参数名称 单位 主要技术参数 备注 1 电炉炉型 封闭矮烟罩 2 额定功率 0000 单项 10000 25 42000 单项 14000 3 变压器一 次侧电压 5 4 二次侧电压 V 160 300 5 电极材质 自焙电极 6 电极直径 500 7 极心圆直径 600 3800 8 电极升降速度 m/9 电极工作行程 200 3 7 2铸铁机 设计选用链轮中心斜长为 32m,单链带滚轮移动式铸铁机 9 台，用于镍铁合金的产品成型生产。 铸铁机最大生产能力 102t/d。单台铸铁机技术性能见表 3表 3 铸铁机技术性能表 序号 项目 技术规格 单位 1 铸铁机的形式 单链 带滚轮移动式 2 铸铁机链轮中心斜长 32 m 3 铸铁机倾角 9 4 链轮节园直径 400 链带速度 m/ 铁块重量 20 铁模总数 240 个 8 铁模间距 200 生产能力 102 t/d 10 减速机 =11 设备总重 30 t 铸铁机受铁水由前方支柱、铁水包、铸铁通廊构成。与铸铁机相配套的设施有冷却用的循环水池及泵房以及相关的喷浆设施。 26 3 8工艺特点及装备水平 冶炼工艺采用成熟、可靠的工艺技术，炉体设备设计采纳和吸收国内许多成熟可靠的先进技术和装备。 为提高劳动生产率，上料系统采用自动化、机械化控制，配料准确可靠达到精料入炉并减轻工人劳动强度。 采用封闭矮烟罩炉型，改善工人操作环境，为烟气净化除尘和今后余热利用创造较好条件。 每台电炉采用三 台单相 变压器，单台容量 1000014000短了电炉短网长度，提高了电炉功率因数 短网采用水冷铜管，软母线采用水冷电缆。 电极升降、压放和把持装置采用液压传动。 3 9车间主要技术经济指 标 镍铁合金车间主要技术经济指标见表 3 27 表 3 镍铁合金车间主要技术经济指标 序号 指标名称 单位 指标 备注 1 电炉座数 座 9 2 电路容量 0000、 42000 3 产品品种 镍铁合金 约含镍 10% 4 产品合格率 % 5 车间年工作日 d 350 6 车间年产量 t/a 300000 7 车间主厂房面积 8 主要原辅材料单耗 红土矿 kg/24000 灰 kg/3000 炭 kg/3000 极糊 kg/120 材等 kg/36 火材料 kg/90 位产品电耗 kg/7500 力电耗 kg/750 28 4 原料系统 4 1 概述 原料系统由原料一次堆场、原料棚、原料干燥棚，原料的整粒系统、配料系统及矿石干燥、预还原系统组成。原料一次料场主要堆存湿红土矿。原料棚具有对湿红土矿的破碎，筛分的功能，原料干燥棚主要堆存红土矿。配料系统将各种原 燃料经人工配料后送至电炉车间。 4 2 主要原、燃料来源 生产镍铁合金主要原料为红土矿、焦炭、石灰等，其主要来源和化学成份见冶炼工艺说明。 4 3 原、燃料及辅助材料 镍铁合金原料消耗见表 4 表 4 镍铁合金消耗表 序号 原料名称 单位 单耗 kg/t 入炉粒度 比重 t/ 湿红土矿 kg/8000 石灰 kg/1000 5 30 焦炭 kg/1000 5 30 电极糊 kg/40 钢材等 kg/12 6 耐火材料 kg/33 29 4 4 原料系统工艺 根据厂址地形特点经多方案比较后，决定原料系统由原料一次堆场，原料棚、原料干燥棚、原料的整理系统及配料系统等组成。 4 4 1原料一次露天堆场 外购湿红土矿由汽车运至一次堆场堆存，贮存期为 3 个月。 4 4 2原料棚 原料棚主要是对湿红土矿进行整粒，棚内设铲斗车 三 台， 600 额破三 台， 3 台。红土矿经破碎筛分后由胶带机送至回转窑焙烧。焙烧后由保温罐送入电 炉冶炼车间。 4 4 3原料干燥棚 湿红土矿出回转窑焙后，其中一部份由胶带机送至干燥棚内进行贮存。贮存时间为 5 个月，以备冬季使用。棚内设铲斗车 三 台、移动漏矿车、胶带机各三 条， 盘给料机 三 台。 4 4 4焦炭干燥棚 焦炭干燥棚对焦炭进行干燥，贮存期为 1 个月。 棚内设有焦炭破碎筛分系统。栅内配有 5t 抓斗 三 台。 焦炭破碎筛分系统设有 610 400 双光辊破碎机 三 台， ， L=3m 拖料秤 六 台。焦炭经整理粒后，焦粉作为还原剂由胶带机送至回转窑进行配料。 4 4 5配 料室 各种原燃料经整理后由胶带机送至配料室。室内配有 5 台，振动给料机 十二 台，胶带机及大倾角胶带机各