成都兴旺公司技改分析.doc

关于攀创科技成都兴旺公司煤基直接还原技改工程投资及产成品运行分析报告 1、正在解决落实的技改措施（1）三筒烘干机托辊打滑的调整及电子称自动配料系统原料入仓前的预处理；（2）球磨机出料筛筒的更换安装（3）原2.2米成球盘拟更换成2.5米带动力刮刀成球盘、原2.5成球盘装配动力刮刀; (4) 球团立式烘干机技术改造；（5）链带式焙烧炉点火系统及炉体技术改造；（6）链带式焙烧炉尾气水膜除尘系统改造。2、可能遗留的技改隐患及对策（1）点火和焙烧工艺技术改造在上述技术改造的项目中，链带式焙烧炉点火系统的技术改造是至关重要的环节，直接关系到这次技改工程的成败。点火工艺中按焙烧工艺要求设计布设煤层厚度25-30mm后，经过以天然气为燃料的两支平焰烧嘴加热煤层。理论上当煤层整体加热到着火点以上时将与来自焙烧机下部的空气发生剧烈的燃烧反应，保证球团层加热的需要。从而保证整个工艺的顺利进行。由于这种点火是属于煤层上部点火方式，点火室1200以上的热量将以辐射传热方式先将煤层表面加热到着火点后，在一定的时间范围内，热量逐步向下传导。同时来自点火室下部的空气助燃着火煤层燃烧并继续加热煤层。这里有一个关键的技术环节，整个煤层垂直于炉排的方向上存在温度的梯度，即上表面温度高下面温度低。当上表面一定深度的煤层中煤块自身温度加热到了固定碳燃烧的温度时，点火工艺能够顺利实施。这种点火方式仍然是煤层燃烧加热煤块的技术方式，天然气烧嘴只是补充点火室空间温度的作用。点火可能出现的问题有三个：一、煤层上表面煤块没有加热到固定碳的燃烧的温度（750以上），只是加热到了煤块中挥发份析出的温度（380左右），这时煤层表面有燃烧火焰，但因为燃烧时间较短而没有将煤块加热到750以上，被覆盖其上的球团将燃烧火焰阻断而导致点火失败。二、上面煤层中煤块燃烧过度，尽管点火顺利完成，但煤块热量损失严重将会影响球团层加热和还原反应的热量需要，这时将不得不加厚煤层导致产品燃耗增加。三、煤层燃烧是顺流燃烧，也就是从上表面向下燃烧。燃烧速度的大小取决于火线向下扩展的速度。这和煤碳水分、挥发份、固定碳含量等有关。同时燃烧速度的大小要和球团焙烧速度相适应。燃烧速度慢了将拖慢球团反应进程，影响球团还原产、质量。在生产中煤种的选择至关重要。最理想的点火工艺是以天然气为燃料、以小型回转窑作为加热设备，将焦粒或兰炭颗粒加热到800-900（大于固定碳着火点）后，经过回转窑封闭罩进入链带式焙烧机的煤斗仓，经水冷布料门按工艺要求布置一定厚度的煤层和球团层。此时的煤层整个深度方向上都已达到着火温度，通过控制鼓风量的大小就能能保证整个工艺要求。同时小型回转窑加热效率高，回转窑封闭罩技术成熟，可以有效控制窑内气氛，被加热的焦粒或兰炭颗粒热损失极小。由于每天仅仅加热10-15吨煤料，因此回转窑投资很小仅仅二三十万元，同时回转窑尾气可以作为球团烘干用热源。但由于现场场地狭小，必须重新布置。因此投资也较大。可作为备选方案。在球团焙烧工艺中，以前是上冷下热。这次技改在球团料层上面增加了6把天然气烧嘴，可以根据需要向炉内补充热量和预热空气，保证球团还原反应的上部空间温度稳定在1200-1250。这样解决了上冷的问题。但是由于点火工艺的改变，要求球团下部的燃料煤迅速燃烧提供加热球团下部的热量，这在实践中需要加以调节和验证。（2）包壳工艺的设备组合问题如果因工艺需要使用包壳球团，包壳工艺的设备选择可以由两个成球盘组成，也可以由一个成球盘加一个成球筒组成。两个成球盘的组合存在包壳不均匀的缺点。成球盘加成球筒的组合包壳均匀，但成球筒设备运转平稳性较差。应慎重分析后在本次技改中进行完善。（3）关于工艺环保生产的控制技改完成后工艺中存在的扬尘点有以下几方面：序号扬尘点扬尘原因扬尘频率解决措施备注 1三筒烘干机三筒烘干机运行中停风机清理布袋灰时，烘干机两端密封罩由于产生正压而产生扬尘每2小时发生5分钟新增加一个除尘器循环清灰或者在风机停止运作时将烘干机尾气抽向水膜除尘器。 2成球盘当预加水或来料量变化时，成球盘有较大的扬尘经常增设吸尘罩 3球团布料机球团烘干后有一部分粉碎的球团产生，在布料筛分的过程中，会产生扬尘。 经常增设集尘箱或闭路返回成球机 4焙烧机出料端球团在焙烧过程中产生的粉尘 经常设置吸风口引向水膜除尘室 51#鳞板机出料端因为球团急冷加水形成水汽和粉尘 经常设置吸风口引向水膜除尘室 62#鳞板机出料端球团中的粉尘在从鳞板机下落过程中扬尘经常设置除尘室同时，工艺在还存在污泥产生点如下： 序号污泥点产生原因产生频率解决措施备注 11#鳞板机出料端因为球团急冷加水冲下的球团粉尘形成污泥 经常设置简易污泥沉降池或间断人工清理 2水膜除尘室水洗焙烧机烟气形成污泥经常设置简易污泥沉降池或间断人工清理3、产品选择及成本控制（1）关于金属化率链带式焙烧炉金属化球团产品质量控制理论基础方法选择有两种：采用煤层+球团的方案。最下层是煤球或煤块，助燃风从煤层穿过并助燃煤层，提供球团加热和直接还原的热量。避免或有少量的空气（烟气中氧含量88%，广泛用于硫酸法生产钛白粉工业。二次还原铁粉全铁98%，主要用于粉末冶金。还原铁粉生产工艺大多采用是固体或气体还原剂还原铁的氧化物(铁精矿、轧钢铁鳞等)来制取海绵状的铁。还原过程中分为（固体碳还原）一次还原和二次还原，一次还原就是固体碳还原海绵铁。一次还原主要流程是：(铁精矿、轧钢铁鳞等)烘干磁选粉碎筛分装罐进入一次还原炉海绵铁。二次精还原流程:海绵铁清刷破碎磁选二次还原炉粉块解碎磁选筛分分级混料包装成品。用还原法所生产的优质铁粉，各项参数达标，Fe98%，碳0.01%，磷和硫都小于0.03%，氢损为0.10.2%。现在学术界正广泛探讨用中低品位铁矿粉通过还原磁分的新工艺生产还原铁粉的技术路线。相关的试验数据也有很多，但目前仅仅限于实验室水平，在世界上还没有大工业生产的报道。我们知道，磁分铁粉要求还原铁矿具有90%以上较高的金属化率以保证磁分工艺有效的铁回收率。金属化率高则能耗越高，目前世界上还没有任何一种工艺和设备能实现中、低品位铁矿生产还原铁粉较低的能耗和较高的金属化率水平。反之，金属化率低，能耗低，但铁元素回收率低，产品的综合成本就会高。从2012年的生产数据来看，作为金属化球团产品质量尚可。通过这次技改措施对生产可控性的进一步强化，产品金属化率可以稳定的达到70%左右。这和沙钢、日照转底炉生产线产品质量相近。这些钢企将金属化球团直接用作转炉炼钢冷却剂，取得了较好的经济效益。也有少部分用于高炉炼铁。这对我们有积极的借鉴意义，值得我们对金属化球团产品进行深度的市场开发。（3）关于能耗链带式焙烧炉和转底炉脱锌工艺使用的原料、原料的预加工以及得到的产品都相同。转底炉工艺吨金属化球团能耗219kg标煤，是煤基直接还原工艺中能耗较低的水平。转底炉废气中CO几乎没有，也就是化学热损失（不完全燃烧）极小。转底炉排烟温度约1150,经换热、烘干余热利用后废气排放温度低于150，能量利用率高，有效减低了单位产品的综合能耗。链带式焙烧炉热平衡计算如下：产量=4.5x1.8X0.125X1.35X60/24=3.42吨/小时，金属铁量=3.42x0.48=1.64吨/小时。全铁48%中氧含量18.3%，按金属化率70%计算，3.42吨原料烧成金属化球团2.46吨。其中：全铁66.77%，金属铁46.74%约1.15吨，氧化亚铁25.75%约0.633吨，脉石27.51%约0.677吨。球团出炉温度1100，Q吸热=0.7107x106千卡四氧化三铁还原1Kg铁总热耗916千卡，1150kg金属铁还原耗热=1.05x106千卡排烟温度900（底煤的作用） 烟气量5000m3 排烟热损失=1.67x106千卡理论Q总吸热=3.43x106千卡 热量利用系数按0.75计算 实际Q总吸热=4.57x106千卡球团中配入1.5%的挥发份 则每小时挥发份量51.3kg 放出热量0.33x106千卡球团还原产生CO化学热3.09x106千卡 假定利用50%放出热量1.50x106千卡假定底煤发热量7200千卡/kg（含水分4%），点火热损失10%，1kg煤放出热量6480千卡根据热平衡方程式每小时消耗煤量=422.8kg 假定焙烧产品收得率90%（其余为破碎粉料返工）吨原料消耗煤量135.0kg 折合标煤131.2kg 吨金属化球团消耗煤量=171.9kg 折合标煤167.1kg上层天然气将烟气从900加热到1250 需要吸收热量0.58x106千卡可以看出，从球团料层中球团还原产生CO化学热3.09x106千卡在料层中利用了50%,剩余50%具有的化学能约1.5x106千卡大于将烟气从900加热到1250的热量，因此从理论上上层仅需要热空气助燃即可。从上面分析可以看出，链带式焙烧炉工艺吨金属化球团烧成标准煤耗167.1kg，低于转底炉219kg标煤的能耗水平。根据能量守恒的原则，能耗水平正相关金属化率的高低。转底炉生产的金属化球团金属化率可达到70%-85%，产品的性能指标可根据处理的原料种类及下道工序的生产需求灵活调整。同样链带式焙烧炉工艺也可以根据需要适当调整金属化球团产品能耗和金属化率。有必要提一下，转底炉出炉烟气1150，尾气仅150，主要由换热器换热风供系统内利用。余热利用好。链带式焙烧炉工艺出炉烟气1200，本次技改未做烟气热利用考虑，主要是场地原因。这部分能源相当于238kg标煤/小时。潜力大，是该工艺今后节能减排的方向。（4）关于成本吨金属化球团车间成本控制见下表 指 标 类 别序 号产品：TFe=66.77% MFe=46.74年产量：2.2万吨消耗定额单 价单位成本备注吨、m3、kwh/吨产品元/吨元/吨一原燃材料1172.331氧化铁0.700800.00560.002高炉灰0.700 280.00 196.003内配烟煤 0.056 1200.0067.204 焙烧用煤0.167.1 1400.00233.935 天然气40.002.88115.20按立方米计算二电 力69.681 烘干9.30.87.44单位按kwh计算2 球磨34.00.827.20烘干球磨按4.5吨/小时计算3 成球5.70.84.564 烘干12.30.89.845 焙烧23.30.818.646 循环水2.00三工 资85.981 烘干6人/日2400元/月8.138小时制 下同2 球磨3人/日2400元/月4.073 成球6人/日2400元/月8.134 球团烘干3人/日2400元/月4.075 焙烧6人/日2400元/月8.136机电6人/日4500元/月15.25含装载机7化验室1人4000元/月2.268管理13人6000元/月44.07 四小计1327.99五锌氧粉-140原料中锌1.2%，回收率85%六总计 1187.99七吨金属全铁量 1988.90未扣除锌氧粉价值八吨金属全铁量1779.23含锌氧粉价值注：管理人员含总经理1人、财务3人、供销2人、库房1人、办公室1人、技术1人、生产管理1人、后勤2人、门岗1人共计13人。生产现场31人，全厂44人。 吨铁粉产品生产成本控制如下表产品：TFe=90% MFe=80% 年产量：1.26万吨指标 类别 单价（元/吨）消耗定额合计（元/吨）备注一原材料1金属化球团1327.991.6852237.66未扣除锌氧粉价值2金属化球团1187.991.6852001.76扣除锌氧粉价值二动力及工资150.00三折 旧120.00按1500万投资10年折旧四备品备件10.00五低值易耗品10.00六大修理费20.00七管理费20.00八新产品开发费10.00九不可预见费20.00十税、费150.00十一其他类费用100.00含运费、管理费等十二合计1未扣除锌氧粉价值2847.662扣除锌氧粉价值2611.66十三市场参考价2880.00含税十四参考利润1未扣除锌氧粉价值 32.34税后2扣除锌氧粉价值268.34税后3其他类收益球磨尾渣滞销十五年总收益折旧+还原铁粉+球磨尾渣191.95万元折旧+还原铁粉+球磨尾渣+锌氧粉489.31万元注：回收率按80%、铁粉中全铁按90%计算。其他费用已在金属化球团产品中提取。吨铸造产品生产成本控制如下表产品：TFe=93.5% MFe=80% 年产量：1.8万吨指标 类别 单价（元/吨）消耗定额合计（元/吨）备注一原材料2404.09/2238.891金属化球团1327.99-115.21.181431.09未扣除锌氧粉价值扣除天然气费用金属化球团1187.99-115.21.181265.89扣除锌氧粉价值扣除天然气费用2褐铁矿650.000.34221.00TFe=48%3焦炭1480.000.5740.004辅料120.000.112.00二动力及工资150.00三折 旧83.33按1500万投资10年折旧四备品备件10.00五低值易耗品10.00六大修理费20.00七管理费20.00八新产品开发费10.00九不可预见费20.00十税、费150.00十一其他类费用100.00含运费、管理费等十二合计1未扣除锌氧粉价值2977.422扣除锌氧粉价值2812.22十三市场参考价3000.00含税十四参考利润1未扣除锌氧粉价值 22.58税后2扣除锌氧粉价值187.78税后3其他类收益高炉水渣60.00畅销十五年总收益折旧+铸造生铁+高炉水渣298.64万元折旧+铸造生铁+高炉水渣+锌氧粉446.00万元注：回收率按98.5%、铸造生铁产品中全铁按93.5%计算。其他费用已在金属化球团产品中提取。（5）产品选择 从（4）产品成本的控制中可以看出，产品选择还原铁粉或者铸造生铁利润水平相当，共同点在于都必须回收锌氧粉的价值才能实现较大利润。还原铁粉和铸造生铁在生产控制中各有利弊，具体分析如下：生产还原铁粉产的优点在于球磨设备启停方便，开机成本较低；难点在于铁元素回收率严重依赖于金属化球团的金属化率，当金属化率大于70%时，回收率应能达到80%，但还要产生相当一部分全铁60%左右的铁粉产品，这部分产品的市场价值有待确定。同时，180目细度的球磨的脱水、销售也有一定难度。还原铁粉产品的风险：成本、金属化率、污水、尾渣、环保、技术成熟度。还原铁粉生产的外加能源：煤、天然气生产铸造生铁产品的优点在于销售现金回笼快、高炉水渣畅销，生产控制受金属化球团金属化率影响较小，相对于500kg/吨的焦耗来说，金属化率在50%以上即可。铁元素回收率达98.5%。难点在于需要较高的高炉装备水平，高炉生产一般要求休风率2%才能保证产品质量、成本的稳定。铸造生铁产品的风险：成本、装备、技术水平铸造生铁生产的外加能源：焦炭、煤（高炉产生的煤气可用于金属化球团焙烧、球团和原料的烘干）两种产品对进厂氧化铁原料都要求控制铬、镍、钒、钛等元素的含量。可以考虑的产品选择：金属化球团转炉炼钢冷却剂，比如日照钢铁2x20万吨转底炉生产金属化球团全部应用于转炉炼钢冷却剂。也可以控制进厂原料（主要是氧化铁）全铁65%左右，降低原料价格和焦炭消耗，生产炼钢生铁产品。产品成本在2600元/吨（已计算锌氧粉价值）以下。市场含税价约2850元/吨。4、煤基直接还原正常生产最低原料储备 指标类别 需要总量库存量需补仓量市场价格金额备注（吨）（吨）（吨）（元/吨）（万元）氧化铁渣600300 30075022.5库存原料中铬超标，试生产中可缓，也可用褐铁矿代替。重力除尘灰300 / 300 250 7.5可用现场除尘灰代替，可缓布袋除尘灰 300 300 / / /现场为混合除尘灰烟 煤 50 / 50 1200 6.0试生产可用现场无烟煤代替 无烟煤块 200 / 200 1400 28.0 合计 64.0 注：表中数据按每天球磨80吨产量，15天的原料需要量计算。5、技改投资估算序号工程名称建筑工程设备工程安装工程其他费用合 计（万元）（万元）（万元）（万元）（万元）第一部分：技改工程35.50一三筒烘干机托辊调整 0.200.20二球磨机技改1.101球磨机出料筛筒 0.50 0.502球磨机螺旋输送机 0.50 0.100.60三成球盘技改7.101新增2.5米成球盘 6.00 0.506.502原成球盘外加动力刮刀 0.5 0.100.60四球团烘干机技改8.101400高温风机及管道 2.00 0.502.502不锈钢烘干床 3.00 0.503.503 筒体及耐火砖砌筑 1.00 0.501.504 皮带提升机加长 0.30 0.300.60五焙烧炉系统技改19.001 炉体砌筑 3.00 3.006.002炉体钢结构 1.00 0.501.503点火及天然气供热系统 5.00 0.505.504 引风机及管道 2.50 0.503.05烟气水膜除尘系统 2.00 1.003.00第二部分：其它费用66.501地磅搬迁 0.501.001.502场地、道路及硬化5.005.