年产190万吨钢铁渣粉资源综合利用环保工程可行性研究报告

安徽省贵航特钢有限公司年产190万吨钢铁渣粉资源综合利用环保工程可行性研究报告山东省建筑材料工业设计研究院二一四年三月院长靳志刚总工刘传明项目负责人靳志刚参加工作人员靳志刚陈艳生童岩李金运王敬臣黄胜昌李宗华李学敏商华锋宋力崔冬梅魏伟王磊房启涛苑功云目录第一章总论111项目背景112承办单位概况213项目可行性研究报告编制单位基本情况514可行性研究报告的编制依据615主要设计原则及指导思想716项目提出的目的及必要性817工作范围2018设计特点2019建厂条件25110主要技术经济指标31111结论33第二章市场分析3521市场分析3622市场分析结论46第三章建设规模与产品方案48第四章生产技术方案4941生产工艺技术方案4942电气及自动化技术方案6243建筑结构技术方案7244给排水与采暖、通风技术方案7545劳动安全及职业卫生7846消防8247组织机构、劳动定员及人员培训8448项目实施进度设想87第五章建设用地与相关规划8951厂区概况8952总平面布置8953竖向设计及场地雨水排除9154厂区道路及交通运输9255绿化设计9256总图运输技术指标9257土地综合利用分析93第六章资源和能源耗用分析9461原、燃材料9462供电9463供水9564建设用地9565节约与合理利用能源9566节能计算及节能指标10167能耗状况、能耗指标及对当地能源供应状况的影响分析10468能源管理、计量与监控105第七章环境保护10771概述10772设计依据及环境保护标准10873本项目污染源分析10874本项目中采取的治理措施10975环保管理及监测机构11276环保投资11277环境和生态影响分析11278结论及建议112第八章拟建项目招标方案115第九章投资估算11791编制依据错误未定义书签。92建设投资估算总表错误未定义书签。第十章财务评价错误未定义书签。101项目概述错误未定义书签。102财务评价错误未定义书签。第十一章行业影响分析和社会效果分析错误未定义书签。111行业影响分析错误未定义书签。112社会影响分析错误未定义书签。第十二章结论与建议错误未定义书签。附件见另册附图1全厂总体布置图附图2高压配电系统图附图3全厂水量平衡图第一章总论11项目背景1工程名称安徽省贵航特钢有限公司年产190万吨钢铁渣粉资源综合利用环保工程。2建设地点项目建设地点为安徽贵池前江工业园区内贵航特钢有限公司规划用地。位于贵航特钢有限公司厂区西北角沿江处，紧邻长江；南侧为焦矿以及杂货堆场，东侧紧邻轧钢车间，具备便利利用贵航特钢原燃材料并十分利于成品出厂的区位交通优势。3建设内容、规模及产品方案项目建设内容为来自安徽省贵航特钢有限公司的高炉矿渣由汽车输送进厂，经料场堆存，抓斗起重机、皮带机上料进入配料仓、经过计量输送后进入立磨系统烘干磨细，矿渣粉成品入库储存；贵航特钢有限公司的经热焖处理过的转炉钢渣通过多级破碎、筛分、磁选充分选出钢渣中的铁质，含铁量不超过15的钢渣尾渣进入堆棚储存、由抓斗起重机、皮带机上料进入配料仓、经过计量输送后进入立磨系统烘干磨细，钢渣粉成品入库储存，矿渣粉、钢渣粉既可以通过汽车散装发运、也可以送到码头通过装船机发运，同时考虑钢渣粉、矿渣粉混合成钢铁渣粉通过汽车或轮船发运。完成料场至码头装船机整条生产线的工艺、总图运输、电气、自控、建筑、结构、消防、给排水等全厂生产及相关辅助生产设施的工程设计。建设规模项目建设总规模为年产190万吨钢铁渣粉。其中一期总规模为130万吨，包含了建设年产100万吨矿渣微粉比表面积450M2/KG、30万吨钢渣粉比表面积500M2/KG；规划二期再建年产60万吨矿渣微粉，两期工程同时规划，分期实施。按“建二备一”方案进行总体布置，即建两条粉磨生产线，预留一条粉磨生产线的位置。在建设规模、设计场地、原料能源介质（包括钢铁渣、水、电、煤气）需求等方面，均按三条线总190万吨进行设计和预留。产品执行标准用于水泥和混凝土中的矿渣粉GB/T180462008用于水泥和混凝土中的钢渣粉GB/T204912006钢铁渣粉国家标准（GB/T282932012于2012年2月1日正式实施）。本工程为目前安徽省规模大、技术和装备水平国内领先的利废建材生产建设项目，一方面依托安徽省贵航特钢有限公司的资源优势生产新型建材产品；另一方面利用当地良好的市场优势，生产的钢铁渣粉可以供应池州市场并可辐射周边地区。项目的建设既可减少废渣占地，解决钢铁渣的污染问题，又可以大大提高钢铁渣的附加值。本项目有利于钢渣的高效利用，同时为企业创造丰厚的经济效益，可以说是一个生态工程，环保工程、示范工程。加快发展循环经济，建设资源节约型、环境友好型社会，实现经济增长方式的根本性转变，是政府、企业与社会的共同责任。本项目的建设对促进池州以及安徽冶金、建材产业结构优化、人与自然的和谐发展，建设美好和谐池州具有十分重要的意义。12承办单位概况安徽省贵航特钢有限公司（简称贵航特钢）是贵池区政府招商引资企业，属“产能置换异地搬迁技改项目”，被列入安徽省“861”前期储备项目，系池州市“583”重点工程和贵池区区级重点调度项目，项目建设符合国家产业政策。主打产品是在进一步完善现有建材品种规格的基础上，重点开发高附加值的优质碳素结构钢、低合金钢、齿轮钢、轴承钢等特种钢材。在安徽省以及池州市、区政府及有关部门的关心支持下，公司于2010年正式成立。公司占地面积2200余亩，目前企业员工2000人，其中各类骨干、技术人才270人。按照规划，公司年产钢材300万吨。贵航特钢项目总投资80亿元（其中固定资产投资60亿元），投产后年产各种型号的钢材300万吨，产值100亿元，可提供6000个就业岗位。整个项目建设有3座1080M3高炉、3座120吨转炉、3座180M2烧结机、三台20000M3/H制氧机、三条年产100万吨轧钢生产线和110KV变电站、球团、石灰窑、码头等相关配套工程。主要设备均采用国内最先进的技术，并采用先进节能的生产工艺。项目严格按照国家环保部门控制污染物排放的生产要求，利用废气、余热、余压发电用于生产，工业用水循环使用，废渣100回收利用。严格按照国家相关部门对产品质量的要求，制定完善的质量管理制度、采用国际最先进的检验设备控制产品质量，做到出厂产品的合格率达到100。公司重视安全生产。定期对员工进行安全生产教育，提高安全生产意识，完善安全防护措施，确保生产安全。在各级领导的支持下，公司将努力做强做大，力争把贵航特钢打造成为皖江城市带承接产品转移示范区冶金材料生产基地，为池州以及安徽跨越发展作出应有的贡献。随着钢铁渣综合利用的逐步深入，为进一步提升贵航特钢有限公司的非钢产业层次，实现资源的最大化利用，将贵航特钢有限公司产生的钢渣、矿渣、脱硫石膏、石灰石尾渣等多种钢铁生产过程中排出的工业废渣转变为高附加值建材产品势在必行，项目的建设既可以创造可观的经济效益，又为循环经济和清洁生产做出贡献，促进企业可持续、健康发展。本项目采用贵航特钢有限公司生产过程产生的钢渣、矿渣、脱硫石膏、石灰石尾渣为原料，采用当前国际上先进的生产工艺设备，生产用途广泛的新型绿色建材产品矿渣粉、钢渣粉、钢铁渣粉，具有清洁环保、高效节能、节约资源和减排温室气体的作用，具有良好的社会效益、环境效益和经济效益，同时在钢铁行业也具有一定的示范意义。因此，安徽省贵航特钢有限公司年产190万吨钢铁渣粉资源综合利用环保工程是必要的。通过本项目的建设，可以生产出市场急需的钢铁渣粉应用于建材及建筑业。在大力倡导循环经济，建设资源节约型、环境友好型社会的今天，项目的建设是非常必要和迫切的。13项目可行性研究报告编制单位基本情况山东省建筑材料工业设计研究院始建于1979年，是山东省属重点科研设计单位。单位占地面积19000余平方米，建有科研设计检测用房5000余平方米，各种科研设计检测设备三百台套，已实现设计、管理计算机化、网络化，拥有坚实的设计研究技术基础、先进的装备条件和健全的质保体系。现有职工127人，专业技术人员108人，其中教授高工、研究员、高级工程师49人；工程师46人。涉及的专业有水泥、墙体材料、水泥制品及混凝土砌块、化学建材、非金属矿、建筑、结构、总图、设备、环保、供配电、自动化、给排水暖通、化学分析、工程经济等，人员结构合理、专业门类齐全。具有国家建筑材料工业工程设计甲级、工程咨询甲级等资质。承担水泥、新型建筑材料、非金属矿山、民用建筑等工程设计与咨询服务；建材新设备、新产品开发及推广应用；水泥及混凝土外加剂、建筑涂料的开发应用；建材工业新材料检测等业务。迄今已与国内26个省、市、自治区建材工业和社会各界的数百家企事业单位建立了良好的业务合作关系。先后完成各类工程设计咨询项目千余项，获省部级优秀工程设计一等奖、二等奖、三等奖30余项。完成建材科研成果22项，有15项成果获省级新技术、新产品奖励。制定山东省地方标准多项。在水泥、新型建材、非金属矿山、节能降耗资源综合利用等领域的咨询设计研究特色突出，处于建材行业先进水平。通过与冶金、电力、煤炭、化工等相关行业广泛、深入的合作，在钢铁渣、粉煤灰、煤矸石、磷石膏等各类工业废渣的综合利用方面取得丰硕的成果。我院在钢铁渣粉项目的开发、设计、工程建设过程中，积累了丰富的设计和调试生产经验，20032013年间完成了百余项、建设规模在30480万吨/年的矿渣粉工程和建设规模在50150万吨/年的钢渣处理和钢渣粉工程的设计工作，占有了行业最大的市场份额，产生了巨大的经济和社会效益，获得了行业内的广泛好评。多年来，我院采用了一系列先进的工艺技术及装备并不断创新，如全新的热焖钢渣、破碎、磁选流程以及改进型宽带磁选、棒磨机（配置闭路流程）、钢渣立磨单独或混合粉磨等一系列集成技术领跑行业。从先进钢渣立磨到钢铁渣循环经济园区，从梯次破磨理论到系统集成技术，我院在钢铁渣资源化方面创造了多项国内唯一。钢铁渣综合利用集成技术也成为我院最大技术特色。工程咨询甲级资质证书号工咨甲11820070022工程设计甲级资质证书号A137012507法定代表人靳志刚（院长）14可行性研究报告的编制依据1安徽省贵航特钢有限公司提供的有关可行性研究报告的基础资料；2国家及安徽省有关法律、法规，技术规范、规定等。3相关水泥厂、钢铁厂、矿渣粉厂、钢渣粉厂考察报告。4主机设备公司提供的技术资料。5安徽省贵航特钢有限公司委托山东省建材设计研究院编制可行性研究报告的协议。15主要设计原则及指导思想可行性研究报告必须体现国家宏观经济政策和可持续发展的要求，坚持“客观、公正、科学、可靠”的原则，真实、全面地反映项目的有利和不利因素，提出可供业主决策的建议，为国家有关部门审批项目提供可靠的依据。可行性研究报告中总体技术方案的设计遵循“生产可靠，技术先进，降低能耗，节约投资”的原则，认真研究项目建设条件，提出供业主选择的技术方案。具体指导思想如下（1）本项目的设计要充分体现“技术先进、生产可靠、提高效益”的指导思想，采用近年来先进成熟的工艺技术以及装备。（2）设计中重视吸取国内已投产项目的经验和教训，主机和辅机设备的选型都要围绕以经济效益为中心，客观合理地提倡技术指标的先进性，通过优化设计降低工程建设投资。（3）特别重视生产过程中的节能降耗措施，采用节能工艺过程和国家推荐的节能机电产品，降低生产成本。（4）本着抓住选铁、钢渣活性、节能这三大难点满足冶金、建材行业的需要并实现共赢的原则，以期实现在钢铁渣粉产品性能提高与利用领域拓展方面有更大更优突破。（5）总平面布置充分考虑现有场地的实际情况，力求总体紧凑，工艺流程顺畅，生产区域功能分明，便于建设及管理，同时进一步优化建筑结构设计、降低土建工程造价。按照“建二备一”方案进行设计施工，即建两条粉磨生产线，预留一条粉磨生产线的位置。（6）认真贯彻执行国家和地区对环保、劳动安全、工业卫生、计量及消防等方面的有关规定和标准，做到“三同时”，确保环保达标。16项目提出的目的及必要性161项目提出的目的钢渣和高炉矿渣是钢铁厂冶炼钢铁产生的副产物，约为钢产量1215和3040。近年来随着我国钢铁工业的迅猛发展，钢铁渣产生量也逐年增加。二者综合利用率、基本性质和利用途径存在较大差异高炉矿渣综合利用率约90，水淬后主要矿物组成为硅铝质玻璃体，具有较好的潜在水硬性，可磨细作水泥混合材和混凝土掺合料；钢渣综合利用率约40，主要矿物组成为过烧硅酸三钙和硅酸二钙、橄榄石、蔷薇辉石、RO相等，主要用途是作道路材料、工程回填材料、建材制品、磨细作水泥混合材和混凝土掺合料等。钢渣磨细作水泥混合材和混凝土掺合料是钢渣高价值资源化利用的主要途径，过去由于钢渣活性偏低、制备成本较高等原因制约了钢渣粉的推广应用。粒化高炉矿渣（简称矿渣）是炼铁时排出的以硅酸钙、铝酸钙为主要成分的熔融物，经水淬而急冷处理后形成的粒状活性材料。一般含有8090的玻璃相，其主要矿物为硅酸二钙（C2S）、钙铝黄长石（C2AS）、镁黄长石（C2MS2）、钙长石（CAS2）等。矿渣的化学成分一般为CAO3545、SIO22540、AL2O3615、FEO051。矿渣的质量系数（CAOMGOAL2O3）/（SIO2MNOTIO2）越大，矿渣的活性越高，即CAO、AL2O3含量高、SIO2含量低的矿渣活性高。国家标准GB/T203规定用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣的质量系数应大于12、MNO含量不大于20。试验研究表明，矿渣粉只有达到一定细度时才能充分水化。大于60微米的颗粒属于惰性粒子，对强度无积极作用。对强度起主导作用的是30微米以下的粒子，小于10微米的粒子含量多时对早期强度有利。鉴于矿渣与水泥熟料易磨性的差异，将熟料、矿渣分开粉磨，然后按一定配比混合与均化而制备矿渣硅酸盐水泥的工艺路线是合理的。研究以及实践表明控制矿渣粉细度400450M2/KG、水泥熟料粉细度320M2/KG、矿渣掺量4060，可配制425、425R矿渣硅酸盐水泥；矿渣细度450500M2/KG、掺量4050，可配制525、525R矿渣硅酸盐水泥。矿渣粉作为混合材掺入水泥中，对水泥的7天后龄期强度有明显的增强作用。这主要是由于矿渣粉吸收水泥水化形成的CAOH2，SIO、ALO、SISI、ALAL等键断裂，结构解体，形成水化硅酸钙和水化铝酸钙，在SO42的激发作用下，反应形成钙矾石，从而增加水泥的强度。但掺加矿渣粉对水泥的早期强度没有明显的增强作用并有所下降。因此，在矿渣粉掺量大的情况下，为了获得较高的水泥早期强度，水泥熟料宜选用强度较高、质量好的回转窑熟料。随着高层建筑、大跨度桥梁、高速公路等工程建设的快速发展，高性能混凝土的需求量迅速增大。高性能是指强度高、耐久性好，且施工性能优良。强度高是指强度等级在C60以上。耐久性能是指耐磨性、水化热、胀缩性、脆性、韧性、疲劳强度、抗冻性、抗腐蚀性、抗碳化性、抗碱骨料反应及抗钢筋锈蚀性能良好。良好的工作性能是指混凝土拌和物应有良好的施工性能,如可泵性、不泌水性、粘聚性等。以前配制高强混凝土主要依赖于使用高标号水泥和外加剂，但是用高标号水泥配制的混凝土水化热高，易产生裂缝，导致混凝土破坏。采用降低混凝土的水灰比，减少混凝土的空隙率，增加密实度的方法，其后果是不能保证施工时的大流动度的要求，同时水灰比降至0203时，大量的水泥颗粒得不到充分水化，影响混凝土的后期耐久性能。目前超高强混凝土主要采用掺硅灰和高效减水剂来配制。但硅灰原料缺乏，高效减水剂价格昂贵，这类混凝土成本较高。目前日本、台湾、韩国、马来西亚、英国等国家及地区采用磨细的矿渣粉来生产高性能混凝土，以降低混凝土的成本。矿渣粉用于混凝土施工时，具有微珠润滑效应，有明显的减水作用。随着矿渣粉掺量的增加，混凝土水灰比W/C减少。当掺量达45时，减水率高达20。混凝土中随着矿渣粉掺量的增加，混凝土塌落度损失小，混凝土的流动性好，易于施工。随着超细矿渣粉掺量的增加，混凝土各龄期的抗压强度都有增长。但当掺到60以后，强度有缓慢的下降趋势；当掺到70时，混凝土7天和28天抗压强度有比较明显的下降。所以，掺矿渣粉虽然可生产高强混凝土，但需要控制好掺加比例，比较合适的矿渣粉掺加比例为50。利用掺矿渣粉部分替代波特兰水泥制备的高性能混凝土与波特兰水泥混凝土相比，前者在搅拌后最初2H内流变性易于控制，尤其能明显地减少其坍落度的损失，有利于施工。浇注初期掺矿渣混凝土的水化热较低，且显著减少塑化剂的需用量，经济效益好。它的后期强度高，抗盐类侵蚀性强，耐久性好。随着高层建筑业的发展，高性能混凝土取代普通混凝土是大势所趋。掺有矿渣粉的混凝土具有水化热低、耐腐蚀、与钢筋粘结力强、后期强度高、防微缩等特点，可广泛用于大坝工程、水下工程、道路工程、防腐蚀工程、大型建筑工程等。掺有矿渣的水泥混凝土愈来愈受到建筑行业、交通行业的青睐。贵航特钢建设有3座1080M3高炉、3座120吨转炉、3座180M2烧结机、三台20000M3/H制氧机、三条年产100万吨轧钢生产线和110KV变电站、球团、石灰窑、码头等相关配套工程。投产后年产各种型号的钢材300万吨，产生钢渣30万吨，矿渣160万吨左右。目前经选铁处理后的钢尾渣除水泥熟料生产中少量采用用于替代部分铁质原料或掺入水泥做混合材外，绝大部分散落或堆存，或由个体户再次破碎少量选铁、或修路填坑、或废弃等等，并没有真正形成规模化资源综合利用项目。年产30万吨钢渣粉生产线生产的钢渣粉产品的主要技术特点在于细度较高，活性良好，价格较低。适宜作为水泥活性混合材及混凝土掺料。由于目前水泥活性混合材资源有限，钢渣微粉将有效填补旺季时矿渣粉需求的不足。钢渣作为水泥混合材早已列入国家标准，钢渣粉国标也已经制定实施。2000年6月中国建材院与首钢综合利用厂进行了钢渣微粉在水泥和混凝土中应用的技术鉴定，在大量对比试验的基础上证明，钢渣微粉在比表面积为550/KG时，其活性与高炉矿渣相类同，这说明钢渣微粉有着良好的市场前景。在山东省已经有日钢、潍钢、淄博金宝、山东隆盛、莱钢永锋、莱钢鲁碧、山钢喀什等单位拥有成规模的钢渣微粉生产线，销售情况良好，是矿渣微粉在旺季供不应求时的有益补充。山东山水集团在水泥中掺配钢渣的应用方面也有很好的使用经验和良好的效果。钢渣微粉的竞争优势在于钢渣是冶金行业的工业废渣，原料充足，价格低廉，由于项目技术、装备先进，最终能使得钢渣粉成本大大低于矿渣粉，无论是作为水泥混合材还是混凝土细掺料，在市场上都具有价格低的竞争优势。年产30万吨钢渣粉生产线为钢渣综合环保处理项目，利用炼钢尾渣进行资源化综合加工，根据产业结构调整指导目录（2011年本），本项目属于第一类“鼓励类”第八项第13条“冶金固体废弃物（含冶金矿山废石、尾矿、钢铁厂产生的各类尘、泥、渣、铁皮等）综合利用先进工艺技术”。国家发改委、国家科技部、国家环保总局2005年10月28日以65号文公告国家鼓励发展的资源节约综合利用和环境保护技术，其中有“钢渣综合利用技术生产用作水泥和混凝土使用高活性掺合料的磨细钢渣粉”。2010年7月1日国家发展和改革委员会、科学技术部、工业和信息化部、国土资源部、住房和城乡建设部、商务部联合发布了中国资源综合利用技术政策大纲（2010年第14号公告），公告中称“十二五”期间我国将加快开展资源综合利用，推动循环经济发展，矿产资源、煤炭工业固废、钢铁工业固废、建材工业固废等多项资源综合利用技术位列其中，并享受国家免税、退税、减税等财税优惠政策。2011年2月25日工信部要求，到“十二五”末，各试点地区工业固废综合利用率在2010年基础上提高1012个百分点。为实现这一目标，各试点地区将加大相关政策支持力度。具体措施包括，落实国家资源综合利用节能环保税收优惠政策；有条件的地区设立资源综合利用专项资金，支持工业固体废物综合利用重点工程项目建设。因此，本项目建设符合国家产业政策。“十二五”期间，池州市将加速推进工业化和城镇化进程，面临的资源和环境形势十分严峻。为实现全面建设小康社会的战略目标，必须加快发展循环经济。循环经济是一种以资源的高效利用和循环利用为核心，以“减量化、再利用、资源化”为原则，以低消耗、低排放、高效率为基本特征，符合可持续发展理念的经济增长模式。加快发展循环经济，建设资源节约型、环境友好型社会，实现经济增长方式的根本性转变，是武汉经济社会可持续发展的重大战略举措。为促进资源综合利用，按照“减量化、再利用、资源化”的要求，池州将加快构建全社会的资源循环利用体系。加快推行清洁生产，从源头上减少废弃物产生和排放。加快尾矿综合利用。强化对工业、建筑业、农业等重点行业和城市生活垃圾的废物资源化利用。按照循环经济的要求，规划、建设和改造各类产业园区，实现土地集约利用、废物交换利用、能量梯级利用、废水循环利用和污染物集中处理。实施循环经济和资源节约示范工程，构建循环经济产业链。强化循环经济试点工作，形成具有行业特色、发挥示范和带动作用的循环经济模式。钢渣原渣中残留有相当数量的金属铁，钢渣处理的首要目标就是最大限度将金属铁从钢渣中提取出来，返回炼钢或炼铁，节约资源，然后就是如何对选铁后的钢渣进行综合利用，实现炼钢固体废弃物的绿色循环。近二十年来，世界上许多钢铁产业发达国家都十分重视钢渣的处理及开发利用，现已达到产用平衡。我国在钢渣处理和开发利用方面起步较晚，对钢渣处理和利用的深度不够，如何加大对钢渣的处理及综合利用，变废为宝，减少污染，使其转化为技术含量高、附加值高的产品，成为急待解决的问题。钢渣粉越细，其活性越高，提高细度是提高活性的有效手段。机械力活化就是对钢渣进行机械力粉磨，通过提高其细度和比表面积，改变颗粒的晶格与表面性质（粉体生成表面缺陷及高密度错位，发生晶格畸变）实现激活，提高其活性。研究表明，提高钢渣细度可以明显提高钢渣的反应活性,改善水泥混凝土的物理力学性能。钢渣粉的开发利用是近年来继矿渣微粉大规模应用后而出现的，钢渣生产微粉或者复合微粉可以消除钢渣水泥生产中易磨性差异问题，钢渣通过磨细到一定细度，比表面积大于400/KG时，可以最大程度地清除金属铁，通过超细粉磨使物料晶体结构发生重组，颗粒表面状况发生变化，表面能提高，机械激发钢渣的活性，发挥水硬胶凝材料的特性。“用于水泥和混凝土中钢渣粉”国家标准（GB/T282932012）已发布实施，钢渣粉可等量取代水泥重量的1020，可提高混凝土28天强度，可配制C30C80的混凝土。与不掺加掺合料的混凝土相比，在水灰比相同时，拌和物坍落度增大10CM以上，流动性、抗离析性、间隙通过性良好，混凝土的密实性和抗渗透能力得到提高，水化热降低，抗冻性改善。在北京、武汉、杭州、湖南涟源等地建有生产厂，产品用于大跨度桥梁及工业与民用建筑中。如20012002年，上海市政工程研究院在福建省福宁高速公路A19标断中的马头大桥、歧后大桥和下白石大桥使用掺钢渣粉混凝土，其中下白石大桥全长3846M，主桥为145M2260M145M四跨预应力连续结构，引桥为345M30M连续T梁。下白石大桥采用现拌现浇的方法进行施工，于2002年底竣工。工程应用结果表明掺加钢渣粉混凝土的28D抗压强度为52MPA，满足C45混凝土的设计要求。钢铁渣均为钢铁企业产生的工业废渣，将二者协同制备为高性能建筑材料的钢铁渣粉具有无可比拟的优势，且二者混合使用也具有以下特点改善单掺矿渣粉带给混凝土的易泌水、离析，利用钢渣粉的微膨胀特性减少大掺量矿渣粉带给混凝土的收缩大、易开裂的缺点等。另外协同制备钢铁渣粉也可以帮助钢铁厂解决钢铁渣“零排放”的环保压力。其实早在上世纪七八十年代我国生产钢渣矿渣水泥时即开始了钢铁渣的混合使用工作，但由于是采取钢铁渣和熟料、石膏等混合粉磨的方式制备水泥，各种物料难以磨至理想的细度（熟料一般需磨至300M2/KG以上，而钢铁渣需磨至400M2/KG以上），因此所制备的钢渣矿渣水泥强度难以满足施工要求。进入二十世纪以来，各种新型高效粉磨设备如立磨、辊压机等的出现，使得高效低耗制备钢渣粉和矿渣粉成为现实，可以为水泥和混凝土生产企业提供细度合适和活性良好的钢铁渣粉。钢渣微粉处理的关键技术在于钢渣内高含量金属铁的提取和高细度钢渣微粉的粉磨，提取的金属铁可回收用作冶炼原料，钢渣微粉可作为水泥和混凝土高活性掺合料用于水泥和混凝土制造，实现了钢渣废弃物的有效资源利用。钢铁渣粉国家标准中规定了钢铁渣粉是将钢渣和粒化高炉矿渣分开粉磨后混合而成，可加少量石膏及助磨剂。还规定了钢铁渣粉中钢渣粉的掺量。试验研究表明，钢渣粉掺量在20时，钢铁渣粉活性指数可以达到G95级要求；钢渣粉掺量在40时，钢铁渣粉活性指数可以达到G75级要求。钢渣粉掺量进一步提高，钢铁渣粉活性较差，难以达到S75级要求，因此标准中规定钢铁渣粉中钢渣粉的掺量以2050为宜。依托贵航特钢的钢铁渣资源优势以及便利的交通优势，本次建设的年产190万吨钢铁渣粉资源综合利用环保工程有了充分的原料保障。本项目的实施既可以创造较好的经济效益，又可为当地的循环经济和清洁生产做出贡献。162钢渣、矿渣资源现状冶金渣是钢铁炼制过程的废弃“排泄物”，贵航特钢落实科学发展观，对本工程的实施十分重视，做了大量前期准备调研研发工作，对钢铁渣的循环利用作出了规划将公司产生的钢渣、矿渣更多的转变为较高附加值产品钢渣粉、矿渣粉、钢铁渣粉势在必行。项目的建设既可以创造可观的经济效益，又为企业的循环经济和清洁生产做出贡献，促进企业可持续、健康发展。在本可研报告编制之前，本着对工作高度负责的精神，贵航特钢除了对国内矿渣粉厂全面实地调研外，还对钢渣粉市场、生产、技术等进行了全面考察。从对项目前景以及未来市场研判及国家产业政策的研究来看，钢渣粉市场的未来预期是积极和正面的。年产190万吨钢铁渣粉资源综合利用环保工程也结合了我院多年对钢铁渣的基础性研发工作以及目前钢渣粉磨行业发展中的经验教训。本着解决好选铁、钢渣活性、节能这三大难点满足冶金、建材行业的需要并实现共赢的原则，实现本项目在钢铁渣粉产品性能提高与利用领域拓展方面有更大突破。在大量基础性工作基础上，本可研报告还将注重以下几点（1）、钢渣热焖工艺是目前国内最先进的钢渣预处理技术，本项目采用的热焖后钢渣能较好满足钢渣粉生产的原料品质要求。（2）、热焖后钢渣原料随着存放时间的延长，其活性会急剧下降，为使钢渣粉活性指标达到国家标准，在工艺及原料选择上应尽量缩短使用周期。（3）、钢渣预处理是钢渣立磨粉磨和能耗控制的关键，我院开发的梯次破磨工艺注重了钢渣破碎筛分粗磨磁选工艺流程设备选型合理。在整条生产线的产能匹配，棒磨机出料粒度与筛分效果的关系以及在满足连续优化生产的同时，还充分考虑综合能耗最低。（4）、依据实验数据以及生产厂经验，本项目钢渣粉的比表面积设定为500M2/。（5）、钢渣易磨性差的主要原因是其含单质铁较多，所以设计时要采用先进的磁选工艺保证整个生产过程的磁选效果。此外，入磨钢渣含铁量的降低也可以使钢渣立磨使用寿命延长。（6）、粉磨装备选用先进、可靠、并有丰富实践经验的钢渣立磨、矿渣立磨。（7）、双掺粉的比例及混凝土的试配已有大量试验研究以及生产实践，已有相关研究已经可以指导本可研报告以及生产实践。但在某些领域，钢渣粉具有其它材料不具备的优点，比如耐磨性、抗折强度、耐腐蚀能力，未来产品营销中应配合加大技术服务与功能性研究力度。（8）本次190万吨钢铁渣粉资源综合利用环保工程采用当前国际上最先进的设备，生产用途广泛的新型绿色建材产品钢渣粉、矿渣粉，具有清洁环保、高效节能、节约资源和减排温室气体的作用，具有良好的社会效益、环境效益、经济效益和示范意义。163190万吨钢铁渣粉资源综合利用环保工程的必要性发展循环经济、建设资源节约型、环境友好型社会，已成为钢铁和建材等资源能源密集型产业转变经济增长方式的根本方向。利用固体废弃物以及减少污染物排放量是建材工业特别是水泥和混凝土工业节省资源、能源，实现绿色生态化转型，走新型工业化道路的战略选择。国家支持企业采取措施，减少大气污染物排放，降低环境污染，节约降耗，综合利用工业废渣，积极利用低品位原燃材料，提高资源利用率，鼓励水泥企业走资源节约道路，达到清洁生产技术规范要求。本次190万吨钢铁渣粉资源综合利用环保工程的实施符合贵航特钢“十二五”项目规划要求以及今后长远发展需要，项目的实施十分有利于发展企业的循环经济产业，对做大做强贵航特钢的钢铁渣产业意义重大。17工作范围从项目的建设条件、技术方案、环境保护等方面进行综合研究，项目建设内容为来自安徽省贵航特钢有限公司的高炉矿渣由汽车输送进厂，经料场堆存，抓斗起重机、皮带机上料进入配料仓、经过计量输送后进入立磨系统烘干磨细，矿渣粉成品入库储存；贵航特钢有限公司的经热焖处理过的转炉钢渣通过多级破碎、筛分、磁选充分选出钢渣中的铁质，含铁量不超过15的钢渣尾渣进入堆棚储存、由抓斗起重机、皮带机上料进入配料仓、经过计量输送后进入立磨系统烘干磨细，钢渣粉成品入库储存，矿渣粉、钢渣粉既可以通过汽车散装发运、也可以送到码头通过装船机发运，同时考虑钢渣粉、矿渣粉混合成钢铁渣粉通过汽车或轮船发运。完成料场至码头装船机整条生产线的工艺、总图运输、电气、自控、建筑、结构、消防、给排水等全厂生产及相关辅助生产设施的工程设计。并根据产品方案、建设规模、厂区地形和工艺技术进行投资估算和技术经济分析。建设规模项目建设总规模为年产190万吨钢铁渣粉。18设计特点辊式立磨作为粉磨设备，它集破碎、粉磨、烘干、选粉为一体，具有电耗低、密封性能好、噪音比球磨机低3050DB、可露天布置、占地面积小、流程简单等特点。通过调节选粉机转速、磨机气流量和碾磨压力，并与合适的挡料圈高度相结合，可获得要求的细度和粒径分布。辊式立磨最大的优势在于产量高、电耗低，而且允许入磨矿渣水分可高达1520，成品的比表面积可达到450500M2/KG，有利于矿渣粉的规模化生产。目前世界各大水泥装备公司不断研制新型耐磨材料、改良辊子和磨盘的设计及适当降低磨盘转速、优化液压系统、润滑系统等措施，有效延长了耐磨件的使用寿命，降低振动，提高设备运转率。辊式立磨已成为国内外广泛选用的矿渣粉加工的主体设备。辊式立磨系统生产矿渣粉的技术装备已经非常成熟，该系统的能量利用率高，生产能力大，产品细度调整方便，允许入磨物料水份高，国内各大钢铁公司都是采用立式辊磨生产满足工程要求的矿渣粉。本工程采用目前国际上规模较大、技术最先进的立式辊磨系统生产矿渣粉。对于钢渣粉磨，用于钢渣粉磨的系统有球磨机系统、辊式立磨系统和辊压机系统。球磨机系统能耗高、噪声大、单机能力小，但球磨机投资低，过去在中小型水泥厂应用较多。我国的钢渣粉磨处理以前多采用球磨机粉磨工艺。该工艺具有流程简单，生产可靠，对操作人员技术要求低，投资少的特点，但在生产超细物料粉时，处理效率低，能耗很大，生产单位产品成本高，单机处理能力小。与先进的粉磨工艺相比，球磨机粉磨系统粉磨500M2/KG以上高细度产品时，单位电耗达95KWH/T以上，电耗显著增加，研磨体消耗量在200G/T以上，经营成本增高，钢渣粉的细度很难达到国家标准。目前，采用单独球磨机粉磨工艺生产钢渣粉的企业多因运行成本高而被迫停产。采用高压辊压机球磨机生产技术的生产工艺为高压辊磨机、气流分级机、高效选粉机、系统收尘器等组成闭路挤压工艺系统，物料经多次挤压、分选、除铁、烘干，逐步细化粉化，由系统收尘器收集细粉入磨；管磨机、磨尾收尘系统等组成开路粉磨工艺系统，最终粉磨至钢渣微粉成品。工艺特点系统相对复杂、设备多、产品综合电耗相对较高。实例代表我院设计的潍坊钢铁20万吨钢渣微粉项目；马鞍山利民星火冶金渣公司40万吨钢渣微粉项目等。1994年法国FCB公司开发出HOROMILL磨（卧式辊磨）。其原理是介于辊压机和球磨机之间，特点是一个旋转的筒体内镶衬板，筒内有圆辊和筒体产生的压力及碾压力将物料磨细。卧式辊磨的构造是粗短的圆筒，内装圆辊，筒体转动带动磨辊转动，通过液压调节磨辊的位置来调节磨机的粉磨压力。卧式辊磨与立磨和辊压磨原理主要区别在于物料咬入角。对辊压磨而言其咬入角在6以下，相应的辊间隙较小。立磨其咬入角为12，而卧式辊磨其咬入角为18，因此适应进料物料粒度较大（出料粒度也大）。卧式辊磨理论上具有节能的特点，但前期投资较大，设备需要进口。从使用效果看，产能以及电耗、细度指标均不理想。辊式立磨作为粉磨设备，它集破碎、粉磨、烘干、选粉为一体，具有电耗低、密封性能好、噪音比球磨机低3050DB、可露天布置、占地面积小、流程简单等特点。通过调节选粉机转速、磨机气流量和碾磨压力，并与合适的挡料圈高度相结合，可获得要求的细度和粒径分布。在满足入磨粒度要求以及降低钢渣中铁含量后，辊式立磨的优势立刻彰显其产量高、电耗低，而且允许入磨水分可高达20，成品的比表面积可达到450500M2/KG以上，有利于钢渣粉的大规模化生产。目前世界各大水泥装备公司不断研制新型耐磨材料、改良辊子和磨盘的设计及适当降低磨盘转速、优化液压系统、润滑系统等措施，有效延长了耐磨件的使用寿命，降低振动，提高设备运转率。辊式立磨已成为国内外优选的钢铁渣粉加工的主体设备。自2010年开始，根据目前钢渣粉磨技术的进展，我院与德国莱歇公司合作，在大量理论研究与工业性实验的基础上，根据所用钢渣的粉磨特性（易磨性以及磨蚀性）在山东北金集团建设了国内也是世界上第一条采用立磨对钢渣进行单独粉磨生产线。在粉磨设备以及工艺设计中我们注重了在粉磨过程中选除铁质，提高研磨能力和抗磨蚀性能以及最大限度的提高钢渣比表面，项目投产运行后，对钢渣粉磨工艺进展产生了重大影响。2012年开始建设的莱钢永锋、莱钢鲁碧、山钢喀什以及南通融达钢铁渣粉磨生产线也均为钢渣立磨粉磨工艺。与球磨机比较，立磨系统具有以下优点（1）单机能力大本工程选用的钢渣立磨在产品比表面积500M2/KG时，每台钢铁渣磨平均粉磨能力保证在45T/H，若选用球磨机，则至少需要3套大型球磨机系统。（2）粉磨效率高，电耗低立磨采用了较大量外循环并在外循环中有效除铁。此外，由于系统的设计更趋合理，立磨可节电50以上，具有能量利用率高的优越性能。（3）噪音低球磨机的噪音一般在100110DB（A），而立磨的噪音则很低，距磨机10M处的声强为85DB以下。（4）维修工作量小。（5）技术先进，故障率低。（6）劳动定员少。（7）对环保有利。2生产可靠生产实践已经完全证明了立磨生产工艺设备是可靠的。3产品调节灵活工艺设计中采用立磨系统进行钢渣粉生产，产品细度调节非常方便。可根据市场及客户的需求，生产不同细度的产品。4总图布置紧凑，功能清晰根据拟建厂区的地形地貌，本工程合理布置原料和成品运输，功能清晰。各生产车间之间布置流畅简洁。5自动化控制先进、实用、可靠本工程在中央控制室设置工控操作站集中监控管理，并在各电气室设立现场控制站进行分散控制。可以充分发挥先进的数字通讯和计算机信息处理技术信息传输快、可靠的特点。6劳动生产率高本工程由于实行了集中控制加巡检工的模式。全员劳动生产率高。7环境优美本工程严格执行国家环保政策，努力降低粉尘、噪音、污水排放。全厂所有排放点都设有高效袋式除尘器，尤其是粉磨系统的高效气箱脉冲布袋收尘器，在工程正式实施中，将采用当今国际上最好的脉冲阀和滤料。可以预见，建成后的工厂将见不到排放的粉尘。工厂主要的噪音源为粉磨设备，本次设计中要求立式磨机噪音在距离磨体10M处噪音低于85DB（A），在较大的风机进口加消音器，并在订货中要求制造厂加装防噪音罩。另外，集中控制大大降低了工人接触噪音的时间，对保证职工的身心健康提供了条件。工厂主要污水为无污染的设备冷却水，本工程设计中采用了循环给水系统，循环率达96以上，仅有少量冷却水隔油后排放，因此不会对环境造成污染。总体布置上，工厂凡能绿化的地方均种上适宜的花草树木，使建成后的工厂不仅看不到粉尘排放，而且有一个良好的生产生活环境。8土建结合池州地区的气候特点及当地建筑习惯做法进行建筑和结构设计，皮带廊、烟囱等采用钢结构，不需保温的车间采用露天布置或240MM封墙，需保温的采用370MM墙围护，并采取通风、空调相结合的做法。矿渣以及细碎钢渣采用堆棚储存，满足生产堆存以及环保要求。9单位产品投资低本工程借鉴国内一些钢渣、矿渣粉磨工厂的经验，结合本公司的具体情况，大力发展外部协作及利用已有设施，以降低工程总造价。10工程经济效益好本工程充分利用原料优势及现有工厂的有利条件和得天独厚的市场优势、依托当地便利的交通优势，项目各项经济技术指标都高于同类型工厂。19建厂条件191原燃材料（1）钢渣本项目年需含水分8的细碎湿钢渣3311万吨（折合干基细碎钢尾渣3046万吨，内含铁质）可粉磨为钢渣粉，由紧邻的贵航特钢热焖以及破碎筛分磁选线经汽运送入本项目厂区。钢渣是由多种矿物组成的固熔体，由于化学成分和冷却条件不同造成钢渣外观形态、颜色差异很大。碱度较低的钢渣呈灰色，碱度较高的钢渣呈褐灰色、灰白色。钢渣块松散不粘结，质地坚硬，孔隙较少。钢渣坨和钢渣壳结晶细密、界限分明、断口整齐。自然冷却的钢渣堆放一段时间后发生膨胀风化，变成土块状和粉状。钢渣的含水率与焖渣方式和冷却、处理条件决定了钢渣性能，钢渣通常含水率为310。未处理钢渣致密性高，较耐磨。标准砂易磨指数为1，高炉渣易磨指数为096，钢渣易磨指数为07。钢渣粉化学成分主要为CAO、SIO2、MGO、FE2O3、MNO、AL2O3和P2O5等。另外还含有TIO2、V2O5、CAS和FES等少量氧化物和硫化物。钢渣粉的化学成分会因其炉型和钢种不同而有所区别。CAO是钢渣的主要成分；SIO2的含量可决定钢渣中硅酸钙的数量；AL2O3是决定钢渣活性的主要成分之一，钢渣中一般含有铝酸钙或硅铝酸钙玻璃体，有利于钢渣活性；MGO在钢渣中的存在形式主要有三种化合态钙镁橄榄石、镁蔷薇辉石等、固溶体二价金属氧化物MGO、FEO、MNO的无限固溶体，即RO相和游离态方镁石晶体；P2O5含量较低时，可以促进硅酸盐矿物的生成，P2O5含量过高时，会与氧化钙和氧化硅反应生成钠钙斯密特石7CAOP2O52SIO2，阻碍胶凝性矿物C3S、C2S等形成。钢渣矿物相主要是C3S和C2S，其次为RO相，即MGO、FEO、MNO、FCAO等组成的完全固融体。矿物组成主要取决于它的化学成分，尤其受碱度R的影响较大。钢渣因为含有大量的C3S和C2S等矿物，使其具有良好的胶凝性，为钢渣在水泥和混凝土方面的综合利用创造了良好的条件。本工程使用钢渣过程将注重在工艺及原料选择上采用急冷热焖原渣，并缩短使用周期。避免钢渣原料随着存放时间的延长，其活性会急剧下降。贵航特钢现有钢渣热焖处理系统包含了焖渣罐、喷水系统、水循环系统、测温系统及自动控制系统。钢渣破碎、粗磨、筛分、磁选处理系统则包含了自钢渣热焖后钢渣破碎、筛分、储存、输送、一次破碎、棒磨机、磁选、产品收集及储存的生产设施和必要的辅助生产设施。本项目与钢渣热焖、破碎、粗磨、筛分、磁选处理系统在总体设计中进行了合理规划与衔接，符合粒度以及含铁量要求的细碎钢渣可以方便的通过钢渣磨进一步加工成钢渣微粉，也为钢渣粉磨低能耗、低磨损、稳产运行创造了必要条件。（2）矿渣本项目矿渣来自贵航特钢高炉渣池，年供应量可达160万吨干矿渣。（3）其它辅助原料借助本项目先进的处理和粉磨工艺，还可以消化钢厂脱硫石膏和石灰窑筛下物189011主减速机稀油站XGD120/400套1随设备订货冷却水用量24M3/H水压03MPA冷却水温度28011M1低压油泵电机功率15KW台2随设备订货转速011M2高压油泵电机功率185KW台3随设备订货转速011M3电加热器功率36KW台6随设备订货011M4阀用电磁铁台1随设备订货012磨辊轴承润滑系统冷却水用量9M3/H套11212随设备订货水压03MPA012M1油泵电机功率台1随设备订货012M2电加热器功率台1随设备订货013磨辊加压系统套1154154随设备订货013M1油泵电机功率台1随设备订货转速013M2电加热器功率台1随设备订货014磨辊翻辊油站套10404随设备订货014M1油泵电机功率台1随设备订货转速014M2电加热器功率台1随设备订货015主电机润滑站套1随设备订货015M1油泵电机功率11KW台2随设备订货电压380V015M2电加热器功率4KW台3随设备订货电压220V016干油润滑站套1随设备订货016M1润华油、泵电机功率台1随设备订货转速016M2电动加油泵电机功率台1随设备订货017立磨选粉机TRSS3150H1台1随设备订货转速调节范围；115241R/MIN冷却水用量8L/MIN水压08MPA017P选粉机减速机型号台1随设备订货速比56功率500KW017M变频调速电机功率132KW台1随设备订货电压380V018密封风机9198D左0台1随设备订货风量；4616M3/H风压3647PA018M电动机功率75KW台1随设备订货019立磨喷水装置喷水量5M3/H套1压力04MPA（3）年产160万吨矿渣粉生产线主机设备方案年产160万吨矿渣粉生产线主机一期产能为100万吨，采用1台产量150T/H立式辊磨机；二期产能为60万吨，采用1台产量90T/H立式辊磨机。表43100万吨矿渣粉生产线立磨设备配置参数表（一期配置）重量吨序号名称型号、规格单位数量单重总重来源及其它01立磨LM5633S台1674674磨盘直径5600磨盘转速015主磨辊直径2643磨辊数量3主3副能力150T/H入磨物料水分1120入磨物料粒度15出磨物料水分05出磨物料细度450M2/01P1主减速机台1输入转速995R/MIN输出转速227R/MIN功率5000KW01M1主电动机YRKK10006台1湘潭电机厂功率5000KW转速995R/MIN电压10KV01M2辅助传动调速电机台1功率75KW01A主减速机润滑系套1统冷却水用量62M3/H水压26BAR01AM1高压油泵电机功率55KW台601AM2低压油泵电机功率55KW台101AM3滤油油泵电机功率75KW台101AM4油加热器功率337KW台101AM5齿轮箱加热器功率6KW台101B主电机润滑站套1冷却水用量1M3/H水压23BAR01BM加热器功率22KW台101C液压柜HSLM冷却水用量24M3/H套101CM1齿轮泵电机功率30KW,1465RPM,台101CM2齿轮泵电机功率30KW,1500RPM,台101CM3加热器功率27KW台101CM5电磁阀功率09KW,220V,台501CM6电磁阀功率0026KW,220V,台601D辅辊液压柜HSSW套101DM1齿轮泵电机功率15KW,1000RPM,380V台301DM2加热器功率27KW台101DM3电磁阀功率003KW,220V,台601E磨辊润滑柜HSMS套101EM1进油泵电机功率11KW,1000RPM,380V台301EM2抽油泵电机功率11KW,1000RPM,380V台301EM3电加热器功率27KW,220V,台101EM4干油泵电机功率018KW,1320RPM,380V台101F密封风机风量2270M3/H台1风压2600PA转速2910R/MIN01FM1电动机型号Y132S2台1功率55KW01G立磨选粉机LSKS台1转子调速范围60169RPM减速机冷却用水1