年产120万吨链篦机回转窑氧化球团矿工程可行性研究报告

1、天津钢管新矿业有限责任公司天津钢管新矿业有限责任公司年产年产 120 万吨链篦机万吨链篦机-回转窑氧化球团矿工程回转窑氧化球团矿工程工程可行性研究报告工程可行性研究报告rt天管天管ky-2007 山东瑞拓球团工程技术有限公司山东瑞拓球团工程技术有限公司山西省冶金设计院山东分院山西省冶金设计院山东分院保密等级：一 般 保密期限：长 期 天津钢管新矿业有限责任公司天津钢管新矿业有限责任公司年产年产 120 万吨链篦机万吨链篦机-回转窑球团矿工程回转窑球团矿工程工程可行性研究报告工程可行性研究报告rt天管天管ky1-2007 公司总经理：总设计师：工程总设计师：声明：本作品权益属山东瑞拓球团工程技术

2、有限公司。所含信息、专有技术应予保密。未经本公司书面许可，不得修改、复制、提供或泄露给任何第三方。claim：this work belongs to the property of shandong ruituo pelletizing engineering & technology co., ltd. all information and proprietary know-how contained therein are confidential, and shall not be copied, duplicated, changed or altered, submitted o

3、r disclosed to any third party without the prior witten permission of sdrt.山东瑞拓球团工程技术有限公司山东瑞拓球团工程技术有限公司山西省冶金设计院山东分院山西省冶金设计院山东分院2007 年年 05 月月 20 日日参加的专业人员 专 业专业负责人设计人员审核球团工艺球团设备总 图热 力给排水电 气仪表自动化土 建消 防环境保护劳动安全卫生能 源技术经济文件分发单位及份数文件分发单位及份数分发单位分发单位份份 数数天津钢管新矿业有限责任公司5本公司档案室1目目 录录1. 总论总论.51.1 项目名称 .51.2 公司概

4、况 .51.3 球团生产现状 .71.4 链篦机回转窑工艺优于竖炉工艺 .121.5 市场前景分析 .141.6 资源分析 .141.7 设计依据 .141.8 设计原则 .151.9 建设规模 .151.10 工程建设周期 .152 球团工艺球团工艺.142.1 原料、燃料及辅助原料 .142.2 生产规模及产品方案 .152.3 物料平衡和热平衡(假定).162.4 工艺流程及车间组成 .162.5 主要工艺技术特点和装备水平 .282.6 工艺主要设备表 .303 总图运输总图运输.313.1 地理位置及交通 .313.2 自然条件 .313.3 总平面布置 .313.4 竖向布置 .3

5、13.5 运输 .313.6 绿化 .324 采暖、通风和除尘采暖、通风和除尘.324.1 设计依据 .324.2 气象参数 .324.3 设计范围 .334.4 设计内容 .334.5 除尘 .334.6 粉尘处理 .344.7 噪音控制 .355 给排水给排水.355.1 设计范围及设计依据 .355.2 给水 .355.3 排水 .386 电气电气.386.1 概述 .386.2 说明 .386.3 供配电 .386.4 电力传动及控制 .406.5 设备及电缆选型 .406.6 照明及防雷接地 .407 通信通信.417.1 通信种类 .417.2 通信线路 .428 仪表自动化仪表自

6、动化.438.1 设计依据 .438.2 设计内容 .438.3 设计原则 .438.4 控制方式 .438.5 设计范围 .438.6 生产过程的主要检测和控制项目 .449 生产过程自动化及其控制生产过程自动化及其控制.4910 供压气供压气.5210.1 概述 .5210.2 压气管道 .5211 机修设施及化验室机修设施及化验室.5311.1 设计原则 .5311.2 机修设施 .5311.3 仓库设施 .5311.4 化验室 .5412 热力热力.5512.1 燃料 .5512.2 热力及管道 .5513 土建土建.5513.1 设计依据 .5513.2 自然条件 .5613.3 主

7、要计算数据 .5613.4 地质条件 .5713.5 其他 .5713.6 建筑结构形式的选择 .5713.7 建筑防火 .5714 节能节能.5814.1 设计依据 .5814.2 工程概述 .5814.3 能源种类 .5814.4 工序能耗计算（球团工艺） .5814.5 节能措施 .5815 生态环境影响分析生态环境影响分析.5915.1 设计依据 .5915.2 拟建工程概况 .5915.3 主要污染源、污染物及其治理措施 .6015.4 厂区绿化 .6215.5 环境管理与环境监测 .6215.6 环保投资 .6315.7 环境影响简要分析 .6316 安全与工业卫生安全与工业卫生.

8、6316.1 设计依据和标准 .6316.2 工程概况 .6316.3 生产过程主要危险、有害因素及防范措施 .6316.4 安全卫生防护措施的预期效果 .6517 消消 防防.6517.1 设计依据 .6517.2 工程火灾因素分析 .6517.3 防范措施 .6517.4 防火及消防措施效果预测与评价 .6618 概概 算算.6718.1 工程概况 .6718.2 投资范围如下： .6718.3 投资范围不包括的项目 .6718.4 静态投资分析 .6718.5 按费用划分（静态投资划分见表 19-1）.6718.6 编制依据 .6818.7 工程环境保护投资 .6818.8 工程消防投资

9、 .6819 技术经济技术经济.6819.1 评价原则 .6819.2 资金筹措及使用 .6819.3 实施进度 .6819.4 劳动定员 .6919.5 销售收入 .6919.6 成本及费用 .6919.7 销售税金及附加（一期） .7019.8 损益计算（一期） .7019.9 盈利能力分析 .7019.10 综合评价 .7019.11 主要技术经济指标 .70附：附：120 万吨链蓖机万吨链蓖机-回转窑球团矿工程总平面图回转窑球团矿工程总平面图1. 总论总论1.1 项目名称项目名称天津钢管新矿业有限责任公司年产120万吨链篦机-回转窑球团矿工程。1.2 公司概况公司概况天津钢管集团有限公

10、司（以下简称“天管集团”）位于天津市滨海新区，占地4平方公里。西距市区23公里，东距塘沽港15公里，南濒海河，北依京山铁路、天津滨海国际机场和京津塘高速公路，是国家特大型企业，是天津市最大的工业企业。天管集团是目前国内规模最大的石油套管生产基地，俗称天津“大无缝”。该项目是国家“八五”重点工程。1989年破土动工，1992年热试成功，1996年正式投产。原设计为年产钢坯60万吨，无缝钢管50万吨，其中石油套管35万吨。主要产品还有高中压锅炉管、高压气瓶管、液压支架管、管线管等专用管材。围绕无缝钢管产品结构发展成为了炼铁、炼钢、轧钢的综合企业。“十五”期间，公司以科学发展观为统领，抢抓机遇，加快

11、发展，铸就了辉煌。实现了建设实现了建设“大无缝大无缝”的初衷。的初衷。随着“大无缝”的崛起和国内同行业的发展，全国石油套管进口量已由 1993 年的 90%下降到目前的不足 20%，国产化率达到 85%以上，同时降低了国内各油田石油管材的采购成本，实现了“以产顶进”的目标。目前，公司石油套管国内市场占有率保持在 50，提高了全国无缝钢管生产的集中度；产品出口到 70 多个国家和地区，跻身中国企业进出口 500 强。为我国 2003 年成为油井管净出口国做出了贡献。形成了自主创新能力。形成了自主创新能力。不断消化吸收引进技术，持续进行技术改造，保持了技术装备的领先水平。与国外联合研发关键技术，新

12、建了世界第一套 pqf 机组，无缝钢管总量、核心装备技术进入世界钢管集团四强。具备了冶金成套设备的制造能力和“走出去”的水平。2005 年 3 月，与德国西马克米尔公司联合中标白俄罗斯钢管项目，实现了由技术引进型向技术输出型企业的转变。多项产品填补国内空白。多项产品填补国内空白。建立了国家级技术中心，建设了先进的钢管加工试验线。产品由原设计的 3 个钢级发展到 25 个钢级、235 个品种、上千个规格，其中 62 项填补国内空白，获得国家专利 33 项，形成了具有自主知识产权的 tp 产品系列。实物质量达到世界先进水平。实物质量达到世界先进水平。石油套管成为“中国名牌产品”，无缝钢管成为“国家

13、免检产品”和“中国名牌出口商品”。2002 年获“国家质量管理卓越企业”称号。新工艺新技术研究成果，获国家科技进步二等奖两项，省部级科技进步奖 18 项。生产能力和经济效益大幅提升。生产能力和经济效益大幅提升。2005 年，钢坯生产能力达到 220万吨，无缝钢管生产能力达到 150 万吨，成为世界最大的无缝钢管生产企业；实现销售收入 204.8 亿元。经济效益综合指数位居全国重点钢铁企业前列。跻身中国企业 500 强和中国制造业 500 强。企业管理水平不断提升。企业管理水平不断提升。推行以创世界一流企业为目标的管理再造，2003 年获“第九届国家级企业管理现代化创新成果一等奖”。加强信息化建

14、设，推进 erp 管理，跻身中国企业信息化 500 强。连续五年获天津市“双优”企业称号。2004 年获全国“五一”劳动奖状。为了提高炼铁强度，降低炼铁成本，天管集团提出对炉料结构调整优化，提高入炉铁料品位和熟料比，实现高碱度烧结矿配高品位氧化球团矿的精料方针。为了降低生产直接还原铁的成本，消除进口原料的不稳定因素，稳定回转窑直接还原铁的产量，保证炼钢的产量和质量，天管集团提出dri的高品位氧化球团的国产化。目前天管集团尚无球团矿生产能力，收购的竖炉球团和土球团，无论是质量还是数量都不能满足高炉生产需求。与此相对应，球团矿的需求缺口仍然很大，特别是高质量的球团矿更是供不应求。高质量球团矿的需求

15、在未来将有较大的市场空间本。1.3 球团生产现状球团生产现状1.3.1 球团生产在国、内外的发展趋势球团生产在国、内外的发展趋势氧化球团是国内外高炉炼铁实现先进的炉料结构和精料，达到降低生铁生产成本的一项最基本和最重要的技术措施。也是生产直接还原铁的原料来源。1）国外先进高炉炼铁炉料结构的发展趋势自上世纪九十年代，随着世界钢铁产量的饱和和钢铁市场的不景气到来，西欧和日本对钢铁生产采取了不同的对策。在高炉炼铁方面，欧盟的技术进步最大，达到了一个新的水平，居于世界的前列。其中以霍戈文荷兰艾莫伊登厂为代表，实现了高炉炼铁的高产量、高喷煤、低焦比以及高炉龄。1997年焦比就达234kg/t；利用系数2

16、.8t/ m3d（最高3.1t/m3d）和13年以上的炉龄的综合性指标。其主要原因是炉料结构的先进性和实行了精料方针，即50%球团矿与50%烧结矿，而且球团矿和烧结矿必须都是优质的。欧盟高炉炼铁、球团矿的用量在1996年都达到了20%70%。瑞典的ssab厂，为实现“精品战略”，高炉几乎使用100%的球团矿，高炉利用系数达到3.5t/m3d；综合燃料比457kg/t；渣量146kg/t，是世界高炉炼铁的又一先进典型。由于球团矿用量的增加和入炉综合铁品位的提高，高炉炼铁的渣量明显下降，产量大幅提高，而焦比和综合燃料都处于很低的状态，德国不莱梅194kg/t（烧结矿51%，球团矿49%）；加拿大的

17、霍戈斯科为194kg/t（几乎100%球团）。降低渣量是当今高炉炼铁大幅改善冶炼指标的最重要的技术措施。另外日本神户十多年来坚持用70%的球团矿进行冶炼，而不用烧结矿（烧结机，环保差），也取得了满意的效果。2）国内的发展状况我国中、小高炉，生产指标相对比较先进，特别是利用系数高达4.0t/m3d以上。最明显的原因就是使用了相对较多的球团矿。即使是质量并不高的竖炉球团矿，也起了较好的作用。像济钢、杭钢（球团矿用量为60%）和三明等高炉生产指标的先进，其原因主要是由于球团矿用量较高的作用。早年冶金部推广的“济钢经验”指出：济钢高炉先进经验就是不吃生料，多吃球团矿（20%以上）。其它的例子如：马钢四

18、铁厂球团矿的用量由1.61%增加到20.1%，高炉利用系数均由2.0t/m3d，提高到2.461t/ m3d；焦比从415kg/t降低到348kg/t；喷煤比从120kg/t增加到134kg/t。武钢5号大型高炉，曾进行加大球团矿用量的冶炼探索，当球团矿配比由19%增加到23%时，生产实践证明高炉利用系数由2.245t/m3d提高到2.437t/m3d；焦比由379.6kg/t降低到368kg/t，均刷新了历史记录。3）先进炉料结构的发展趋势根据以上情况北京科技大学孔令坛教授提出：就我国高炉炼铁在全国范围内的情况看，未来我国高炉的炉料结构的发展趋势应是：减少烧结矿用量（下降到60%70%）增加

19、球团矿的用量（上升到2030%以上）少吃和不吃块矿（5%）总之，我国越来越多的炼铁工作者都对使用球团矿和增加球团矿在炉料中的比例有了一个飞跃性的认识。把球团矿称为“顺气丸”，是高炉炼铁精料的最基本和最重要的技术措施。因而球团矿的需求将越来越大，球团厂的建设在我国正蓬勃快速发展，以满足不断改进炉料结构对球团矿的用量。4）生产直接还原铁的最佳原料天津钢管公司直接还原铁厂由于采用球团矿为原料，不但产品质量好，而且作业率和产量大幅提升。 1.3.2 依据国情国家产业政策倡导发展球团依据国情国家产业政策倡导发展球团1) 高炉炼铁的需求高炉炼铁的需求2005年我国钢产量达6.4亿吨，预计2006年将增长达

20、6.8亿吨，如此则需要铁料8.9亿吨，若按球团矿的用量20计算，需球团矿约1.8亿吨以上。目前球团生产工艺的主要有三种：竖炉、带式焙烧机、链篦机回转窑。高炉球团矿入炉量在西欧总体达到20-70。国内高炉球团入炉比例为很低，国产球团矿总量2006年预计到1亿吨左右。高质量氧化球团矿对于高炉增产降耗作用显著。在20002005年冶金科技发展指南中提出了实现“十五”炼铁科技发展目标的措施和对策，其中指出“要从选矿、烧结、球团、炼焦各方面采用措施，提高高炉精料水平，特别是要进一步提高入炉品位，在大量喷煤、降低焦比的情况下，高炉料柱透气恶化，为了保证炉况顺行，必须大幅度提高入炉品位，降低渣量，要大力发展

21、球团生产，建立商品球团生产基地，提高熟料中球团的配比。球团配比要从目前不足10%提高到2030。为此要提高铁精矿的品位和细度。要大力发展球团生产，建立商品球团生产基地，提高熟料中球团的配比”。2) 直接还原的需求直接还原的需求近年来，随着世界钢铁工业的技术进步和环境保护的迫切要求，直接还原铁生产越来越被人们所认知。其在国际和国内市场的身价倍增，并且国际市场还严格控制其出口。不仅如此，就连生产直接还原铁的原料球团矿都十分紧俏。在20世纪80年代中期，全球直接还原产量已突破了1000万吨， 90年代初期突破了2000万吨，到2000年已突破了4000万吨，达到4378万吨。近几年，一些以短流程生产

22、为主的钢厂开始涉及高级钢种的生产，这对金属炉料的纯净度要求更加严格，使直接还原铁的需求量进一步增加。据统计，目前我国直接还原铁的生产能力仅为60万吨，而实际生产量仅有3540万吨。天津钢管还原铁厂因受进口球团矿的影响，2006年产量仅为22万吨，较2005年减产6万吨。而我国进口直接还原铁也呈明显递减趋势，原因是国外普遍控制直接还原铁的出口。2000年7月27日经国务院批准，自2000年9月1日起执行的当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录氧化球团生产列为钢铁发展项目的第3项。1.3.3 对生产氧化球团矿的要求对生产氧化球团矿的要求从现代大型高炉的实践出发，球团矿的强度应按2500n/个球

23、为合格标准，有时甚至要求更高。从回转窑直接还原的实践出发，球团矿的转鼓指数在95%以上，另外为了更好的体现球团矿优越的冶金性能，在此必须强调球团强度的均匀性。强度的偏低和不均匀对高炉炼铁肯定会带来很大的不利。目前我国球团矿的粒度一般控制在 8-16mm,根据对造球和焙烧过程系统的试验和研究得出：最佳的球团粒级为 11-12mm。为了充分发挥球形规则、粒度均匀对高炉料层结构带来的优越性，成品球团矿的粒级范围要缩小，总体粒度也要缩小。在北美所见球团矿的生产，总体上体现了“小而匀”。 由于我国目前大部分球团厂用于球团生产的铁精粉粒度较粗，一般0.074mm粒级在70-80左右，粗粒级多，对生球质量极

24、为不利，而且粗颗粒多粘附在表面，这些粗颗粒在运动中非常容易掉落。同时由于膨润土的质量问题，在升温中可能产生爆裂而产生粉粒，焙烧球团层内的含粉率升高，造成成品球团矿粉率高。含粉率高易在焙烧过程中产生结块、结圈现象。为了防止这一现象的产生，往往在操作中采取降低焙烧温度来实现。这样势必使球团焙烧达不到应有的最高焙烧温度，而导致成品球矿强度的下降。同时还由于粉末含量多的原因而影响焙烧球在冷却机和进一步氧化。粉末是球团矿生产的“大敌”，因而严格控制焙烧球团层内的含粉率是强化生产和提高成品球团矿质量的一大关键，含粉率应控制在1.5%之内。 1.3.4 竖炉球团向链篦机回转窑球团的转变竖炉球团向链篦机回转窑

25、球团的转变上世纪70年代，我国高碱度烧结矿兴起，球团矿作为酸性炉料与之配合作为炼铁原料，才有了较快的发展。竖炉能用高炉煤气作燃料，故而在各大钢铁厂发展起来，自1968年在济南钢铁厂第一座8m2竖炉建成以来，至2004年已建成76座竖炉。直到上世纪末，首钢矿业公司在迁安矿山将生产海绵铁的设备，改造成以煤粉为燃料的链篦机回转窑，年产球团矿120万吨的成功实施，为我国发展链篦机回转窑球团工艺奠定了基础，也为我国在矿山建设球团厂提供了样板。此后，鞍钢工长岭铁矿、武钢程潮铁矿相继建起了大型的链篦机回转窑球团厂，至2004年，全国链篦机回转窑已迅速攀升至33套，还有一批链篦机回转窑正在建设中。这批大中型球

26、团厂工艺技术装备水平及产量较高，环保也较好，质量也不错，有的球团厂球团矿tfe65%,抗压强度达到2500n/球以上。标志着我国链篦机回转窑球团厂的设计、设备制造和生产迈上了一个新的台阶，已形成竖炉球团向链篦机回转窑球团法转换的势态。表 1-1 近 5 年来我国兴建的链篦机回转窑生产能力 （万吨/年）500240200120806040数 量 （套）1535986竖炉球团的发展为我国高碱度烧结矿搭配酸性球团矿入炉的合理炉料结构做出了贡献。但是竖炉一般只适应焙烧磁铁铁精矿，而且单机生产能力小，劳动生产率低，膨润土添加量大，球团矿品位降低多，质量不均匀，难以保证满足现代化和大型化的生产要求。竖炉存

27、在的问题与三个方面有关：竖炉断面上温度分布的均匀性，竖炉焙烧的气流分布状况，竖炉的操作。1) 竖炉断面上温度分布的均匀性是获得高质量球团矿的先决条件，而温度分布均匀与否则直接受气流分布状况的影响。由于料柱对气流的阻力作用，使燃烧气流从炉墙向料柱中心的穿透深度受到限制。2) 气流分布状况是限制竖炉大型化发展的重要原因之一，国外竖炉最大宽度限制在 2.5m 左右。竖炉宽度过大时，由于球团对气流产生阻力所导致的边缘效应，使得竖炉中心气流较弱，炉子中心易形成“死料柱”，当下料速度过快时， “死料柱”成楔状向下伸入焙烧带，其上部则发展成愈来愈厚的湿料层，进而产生死料，使焙烧过程难以进行。3) 在竖炉操作

28、过程中，对炉内气流性质的控制是一个不容忽视的重要因素。料柱气流中 o2含量不得低于 24，即炉内应属氧化气氛，否则铁氧化物将被还原生成 feo, feo 与 sio2则生成低熔点的2feosio2 ,从而最终影响球团矿质量。目前有的竖炉厂家为了延长竖炉大水梁的寿命，把大水梁移到竖炉焙烧带以外，此种办法虽延长导风墙，但依然解决不了竖炉球团抗压强度的问题。1.4 链篦机回转窑工艺优于竖炉工艺链篦机回转窑工艺优于竖炉工艺 对原料及其性质波动的适应性对原料及其性质波动的适应性竖炉工艺仅适用于磁铁矿（配加赤铁矿量一般不超过 10%）的球团生产。链篦机-回转窑工艺不但可用于磁铁矿、赤铁矿，我公司总包的西昌

29、年产 50 万吨球团工程赤铁矿比例达到 70%的生产线，是国内第一条大配比红矿生产线。因为链篦机、回转窑、冷却机可分别在一定范围内调整速度，使其热工制度能较好地适应原料性质波动引起的变化，而带式焙烧工艺则是很难以做到的。 规模生产规模生产竖炉单系列一般规模不能超过 50 万 t/a。而链篦机-回转窑更适于中、大型球团厂的建设，目前最大的（单系列）规模可达 500 万 t/a 以上。 球团矿的质量球团矿的质量竖炉由于其端面上温度的不均性和球团在炉内向下运动的快慢不同，其焙烧质量的均匀性很差,大部分抗压强度不到 2000kn/个球，不适合高炉的发展。灵活可调的热工制度和球团在窑内不断的翻滚，这样的

30、加热焙烧过程，不但使成品球的焙烧质量好，而且特别均匀。抗压强度大于2200kn/个球，有的达到 3500kn/个球。 可用煤作燃料，更适合我国的国情和降低球团矿的生产成本可用煤作燃料，更适合我国的国情和降低球团矿的生产成本竖炉目前只能用煤气和油作燃料；用煤作燃料，目前尚无成熟的工业生产先例。链篦机回转窑燃料不但可用煤气和重油，而且可用 100的使用煤粉，也可混合使用两种燃料，高炉煤气、高焦混合煤气、转炉煤气和发生炉煤气都可作为链篦机回转窑的燃料。 膨润土的用量膨润土的用量目前国内竖炉膨润土的配比在 2.66.2%;链篦机-回转窑工艺膨润土的配比在一般在 2%左右，有的配到1.01.5%，每配

31、1%的膨润土，成品球品位下降 0.55%. 球团矿的粒度球团矿的粒度目前我国球团矿的粒度一般控制在 8-16mm,根据对造球和焙烧过程系统的试验和研究得出：最佳的球团粒级为 11-12mm。为了充分发挥球形规则、粒度均匀对高炉料层结构带来的优越性。竖炉成品球的粒度很不均匀，一般球团矿 10-16mm 平均才占在51.44%左右。链篦机成品球的 8-16mm 占 90%。 含粉率含粉率竖炉含粉率平均在 10-12%，有的竖炉含粉率达 14%。链篦机含粉率一般控制在 1.5%之内。从投产以来的生产实际看，存在含粉率高、能耗高、故障率高、作业率、消耗新水高等问题，特别是抗压强度等产品质量指标难以满足

32、用户要求。 新水耗量新水耗量竖炉新水耗量平均在 0.5-2.0（t/t）。链篦机的新水耗量平均在 0.2-0.3（t/t）。 工序能耗工序能耗同等规模的竖炉工序能耗大于链篦机回转窑工艺，如：50 万吨/年的竖炉能耗 70kg/标煤t,而同等规模的链篦机回转窑工艺 49kg/标煤t。 工程投资工程投资同等规模的竖炉投资小于链篦机回转窑工艺，大规模（年产 80万吨以上）链篦机回转窑工艺优于竖炉。综合效益链篦机回转窑工艺好。链篦机-回转窑球团是当今世界上最先进的球团矿生产工艺。1.5 市场前景分析市场前景分析1) 作为高炉炼铁的原料国家产业政策鼓励大力发展国产球团矿，在我国即使把全部的精矿都转化为球

33、团矿，平均在高炉炉料中的比例也达不到50。因而球团矿的需求将越来越大，球团厂的建设在我国正蓬勃快速发展，以满足不断改进炉料结构对球团矿的用量。2) 作为生产 dri 产品的原料2006年3月20日在东北大学召开了全国非高炉炼铁熔融还原会议中指出，球团矿是生产直接还原的理想原料，天津钢管直接还原铁厂采用了巴西的球团矿生产直接还原铁，不但产品质量好，而且作业率和产量都大幅提升，由于该厂用的是巴西的球团矿，吨球团矿在1140元左右，故而运行成本很高。我公司和东北大学正在联合开发把链篦机回转窑生产氧化球团的技术和hyl法竖炉熔融还原炼铁技术结合在一起的技术开发。1.6 资源分析资源分析 氧化球团生产所

34、需原、燃料主要有：铁精矿、膨润土、烟煤。各种原、燃料需要分别约为：120 万吨，2.4 万吨，3.6 万吨。原料供应量和来源为：1) 铁精粉：唐山和河北周边的磁铁矿。 2) 膨润土：外购钠基膨润土。膨润土需要量一般在 2%左右，年用量约2.4 万吨。为提高球团品位，减少膨润土用量，对膨润土质量应严格控制。 （膨润土减少 1%，品位增加 0.55%左右） 。3) 燃料：回转窑焙烧和精矿干燥用煤单耗 30kgcel/t 球，年需要量约 3.6万吨，主要来自山西优质烟煤。1.7 设计依据设计依据1) 依据钢铁产业结构调整指导目录(2005年本) 第一类 鼓励类120万吨/年链蓖机-回转窑生产氧化球团

35、工艺。2) 天管集团提供的有关数据、资料。1.8 设计原则设计原则为使拟建工程达到“流程合理；高效率；环保型、节能型工厂。 在编制过程中力求节省投资、技术进步的原则在编制过程中要考虑企业建设的高起点，充分发挥各种高新技术的优势。坚持采用实用、高效、成熟的技术，用先进适用的技术提升传统产业，提高工艺和技术装备水平，提高产品质量和数量，提高劳动生产率，降低成本，增强市场竞争力。 尽量减少企业用地，节约土地资源的原则在总图设计中力图把工艺路程压缩到最短，在规范允许的范围内，最大限度地压缩工艺和辅助设施的占地面积，尽量减少各种物料的折返率，增加土地建筑系数，使土地资源得到充分利用。 可持续发展的原则把

36、保护环境放在重要地位，推进节能环保清洁生产技术，采用源头控制策略，降低污染物和有毒物对环境的污染，对产生的废水、废气、噪声和固体废物均进行充分研究，采取有效的控制措施。1.9 建设规模建设规模拟建一条年产120万吨的链篦机-回转窑氧化球团矿生产线（其中用于生产海绵铁的球团矿50万吨，用于高炉炼铁或商品球团70万吨）。1.10 工程建设周期工程建设周期建设期10个月，一年后达到年产120万吨能力。表表 1-3 工程建设进度初步安排表（球团工程的建设）工程建设进度初步安排表（球团工程的建设）2007 年项 目23456789101112可研、初步设计施工图设计设备采购及制造土建施工设备安装调试2

37、球团工艺球团工艺2.1 原料、燃料及辅助原料原料、燃料及辅助原料2.1.1 铁矿粉铁矿粉球团生产线所使用的含铁原料主要来源唐山和河北周边的磁铁矿，年耗量为132 万吨(干料量)，如果在生产过程中需要配加赤铁精矿粉，最多配比小于 30%，铁矿粉的主要物、化性能见表 2-1。表表 2-1 铁矿粉主要物化性能表铁矿粉主要物化性能表化学成分%tfefeosio2mgocaoal2o3sp65660.15.56.50.05物理性能水份%堆比重 t/m3-200 目粒度烧损%5060%2.1.2 燃料燃料焙烧使用的燃料可为全喷煤，焦炉煤气，高焦混合煤气，发生炉煤气，高炉煤气加附助喷煤。在没有高炉和焦炉煤气

38、的地方，可采用全喷煤 。回转窑喷煤和精矿干燥用煤单耗 35kg/t 球，年需要量 3.6 万吨，主要来自山西、内蒙优质烟煤。燃料为高热值烟煤。链篦机-回转窑球团工艺对煤质优一定要求。根据国内外生产实践，确定煤种主要技术指标见表 2-3，2-4。表表 2-3 烟煤主要技术指标烟煤主要技术指标发热值挥发份灰份灰熔点含硫量粒度27 29mj/kg2535%812%14001500oc0.5%025mm表表 2-4 无烟煤主要技术指标无烟煤主要技术指标发热值粒度挥发份灰份含硫量灰熔点27.5mj/kg025mm8%14002.1.3 膨润土膨润土为改善生球的粒度组成，提高生球和干球的强度，在球团混合料

39、中加入 2%的膨润土，采用钠基膨润土。膨润土由国内采购，要求膨润土进厂粒度200 目的含量95%，采用编织带包装，合格袋装膨润土由汽车运输，储存在膨润土仓内。膨润土的主要物化性能见表 2-5。表表 2-5 膨润土的主要物化性能表（假定）膨润土的主要物化性能表（假定）化学成分%sio2al2o3feomgocaok2ona2o烧损601422.51.250.82.58物理性能蒙脱石含量胶质价-0.074mm膨胀倍数耐火度水份%吸水率64.5%75%98%15135010%500-600%2.2 生产规模及产品方案生产规模及产品方案2.2.1 工作制度工作制度工作制度为连续工作制，主机年工作日为

40、330 天，计 7920 小时，作业率为 90.4%，每天三班，每班 8 小时。2.2.2 产品方案产品方案1) 球团生产线生产酸性氧化球团用于高炉生产，成品球团矿粒度为 8-16mm，其中 10-16mm 占 90%，质量标准如下：tfe: 63% （根据铁精矿来源，有可能6566%）feo: 1.0%抗压强度：2500n/个iso 转鼓强度：+6.3mm 95%抗磨指数： -0.5mm 5 %筛分指数： -5mm 5 %膨胀指数： 15%2) 球团厂生产线生产高品位酸性氧化球团用于 dri 生产，成品球团矿粒度为 8-16mm，其中 10-16mm 占 90%，质量标准如下：tfe 66%

41、（原矿品位 tfe 69%）sio2 3%抗压强度：2500n/个iso 转鼓强度：+6.3mm 95%抗磨指数： -0.5mm 5 %筛分指数： -5mm 3 %膨胀指数： 15%2.3 物料平衡和热平衡物料平衡和热平衡(假定假定)表表 2-6 物料平衡表（以物料平衡表（以 1 分钟产量计算）分钟产量计算）收入（kg）% 支出（kg）%混合精粉2438.7387.33球团矿2536.7990.84膨润土50.501.78水蒸汽246.128.81氧气57.842.07烧损7.400.26水分246.128.81so22.190.08总计2793.19100.00总计2792.5100.00表

42、表 2-7 热平衡表热平衡表收入（kcal/min）% 支出（kcal/min）%煤粉燃烧297102.2159.34球团带走40588.538.11铁矿氧化201118.4240.17废气带走96477.7519.27硫氧化2432.670.49散热损失350761.9270.06水蒸汽12825.112.56总计500653.30100.00总计500653.30100.002.4 工艺流程及车间组成工艺流程及车间组成2.4.1 工艺流程工艺流程见工艺流程图 2-12.4.2 主要车间组成主要车间组成新建球团生产线的拟定的主要生产车间包括：铁矿粉精选车间、膨润土仓库及配料室、干燥室、润磨室

43、、造球室、生球筛分布料系统、链篦机-回转窑-环冷机系统、主引风系统、成品储运系统，煤粉制备系统 ，主控室和配电室，水泵房和循环水池等附属设施。干燥 dri 高炉高炉图图 2-1 链篦机回转窑球团工艺流程图链篦机回转窑球团工艺流程图 铁矿粉精选膨润土配 料烘干圆盘造球双层辊式筛分布料回转窑鼓风机环式冷却机成品储运系统高炉或直接还原热废气800-1000除尘链篦机煤粉抽风机除尘预热烟囱鼓风机干燥抽风机除尘润磨放散铁矿粉（tfe6566%，-200 目55% ）2.4.2.1 铁矿粉精选车间铁矿粉精选车间铁矿粉的精选主要为了生产高品位的氧化球团供直接还原生产用，精选车间生产规模是年产 80 万吨铁精

44、粉，连续作业制，年作业 300 天。进厂原料条件拟定为：细度：200 目 55%左右，铁品位：65%以上（磁铁矿） ，可磨度：中等。1）磨矿分级：采用一段全闭路磨矿流程，磨矿产品细度200 目 80%。分级采用耐纳特旋流器和高频细筛联合分级，这样既利用了旋流器工作效率高、处理能力大的优点，又利用了细筛严格控制分级粒度和脱除颗粒较大的贫连生体的优点，将两者很好的结合。2）磁选：磨矿合格的200 目 80%产品进入弱磁性磁选机两次连续磁选，磁选铁精矿进入精矿脱水作业，磁选铁尾矿进入尾矿脱水作业。铁回收率：90%，铁品位：69%（磁铁矿） 。3）铁精矿脱水：精矿脱水采用两段机械化脱水。一段采用磁力脱

45、水槽，它既有脱水作用，又对提高精矿品位有一定的作用。二段采用先进的陶瓷过滤机，设备功耗很低，水分低，水分可控制在10%，降低了后续烘干的成本。4）铁尾矿脱水：铁尾矿脱水采用两段机械化脱水。一段采用周边齿条传动浓密机脱水。二段采用陶瓷过滤机，水分较低，水分可控制在10%。5）成品的输送通过磨矿-磁选-脱水的铁精矿粉由 b=1000mm 受料皮带机送到球团的铁精矿仓库中，由 b=1000mm 受料皮带机送到铁精粉的成品堆场6445m 或者直接送入配料室。2.4.2.2 配料室配料室用皮带机(b=1000mm)把铁精粉库的铁精矿粉送至精矿仓，精矿仓内配置 6 个铁矿粉仓，每个矿仓有效容积 100m3

46、，可贮存生产用铁矿粉约 10 小时。精矿仓下配备变频调速的宽皮带给料机和电子皮带称进行配料(一体机)。2.4.2.3 膨润土仓膨润土仓配料室 2 个膨润土仓，每个仓的有效容积为 603，可储存 100 吨膨润土，储存时间约 1.5 天。膨润土采用斗提装到仓中或者气力输送，膨润土仓下各设一台称重螺旋给料机或减量称（双出料）进行配料作业。膨润土配加量为矿粉的2%左右。配料比的设定值由 plc 微机控制、自动调节。2.4.2.4 干燥室干燥室干燥室内配置一台3.225m 干燥筒。按生产要求配好的矿粉和膨润土经配料皮带机运到干燥室，经过初步混合后给入干燥筒干燥。混合料的水份为 10.0%，正常工作处理

47、能力为 160180t/h，干燥后的精矿粉水份为 8.0%左右。精矿干燥热风炉以煤气为燃料，进口烟气温度 700，出口废气温度 120，从干燥机排出的废气经除尘净化后排放。精矿干燥室设有独立的监控室，有专人看护。2.4.2.5 润磨室润磨室干燥后的混合料经配料皮带机运至润磨室进一步润磨、混匀。润磨室内配置了 2 台3.56.2m 润磨机，单台处理量为 70t/h。润磨后的混合料成份中-200 目85%。在生产中可采用部分润磨；部分不润磨，走旁路系统。润磨的作用:提高铁精矿的细度，增加铁精矿的比表面积，改善铁精矿的造球性能，降低膨润土的用量, 使用润磨工艺后效果十分明显，下面为某球团厂物料润磨和

48、不润磨的各项性能指标的比较 表 2-3。表表 2-8 物料润磨和不润磨的各项性能指标的比较物料润磨和不润磨的各项性能指标的比较序号项目钠基膨润土用量%生球落下次数湿球返料%造球机产量 t/h球团矿品位%1润磨1.53555064.163.82不润磨2.723163462.82.4.2.6 造球室造球室混合料由皮带机运至造球室上部，分别卸至 6 个混合料仓内。仓下分别配备 6 台6.0m 圆盘造球机，单机生产能力为 50t/h，5 台运行，1台备用。混合料仓设料位计，仓下配 1.0m 宽皮带给料机，将混合料给到造球盘上。每个造球盘的进料由皮带机向造球盘布料。为保成球质量，造球盘可调速，其倾角也可

49、以调整。造球是球团工艺中一个十分重要的工序，生球质量的好坏直接影响到球团焙烧工艺的正常进行和成品球的质量。影响造球的因素很多，除设备参数的可调性外，造球盘的加料、加水方式、水量的精确控制都与造球工水平的高低有关，是影响成球率和生球质量的重要因素。对此本设计中进行了充分考虑，采用了性能较好的造球设备和较高的自动化控制水平。一般磁铁精矿适宜的成球水分8%，成球时间12min。对生球的质量要求如下：粒度 916mm落下强度大于 5 次/0.5m抗压强度大于 15n/个球6 台造球盘生产出的生球经皮带机收集后运往生球筛分布料系统。2.4.2.7 生球筛分和布料生球筛分和布料生球筛分、布料系统由梭式皮带

50、机、大球辊筛、宽皮带机、辊式布料器和返料皮带机组成。大球辊筛辊子间隙可调，筛上大于 16mm 的不合格生球经皮带机收集后返回重新造球，筛下小于 16mm 的生球经宽皮带机输送到辊式布料器上，宽皮带机可变频调速，辊式布料器筛除残余的 8mm 以下不合格小球，并将 816mm 合格生球向链篦机篦床上布料。这套联合筛分布料装置可将生球均匀地分散平铺开来，再次筛除夹杂在生球中的粉料，并使生球进一步滚实、滚紧，最终将合格生球均匀地平铺在链篦机篦床上。经两次筛分筛除的超粒级和小粒级球，经粉碎机打散处理后由带式输送机送回成球系统重新造球。2.4.2.8 链篦机链篦机-回转窑回转窑-环冷机系统环冷机系统新建链

51、篦机、回转窑和环冷机三大主机组成焙烧系统。生球在链篦机上干燥和预热，在回转窑中焙烧、固结，在环冷机中进行冷却。该球团生产线，链篦机采用四室四段工艺，采用挠性篦床技术，减少小轴的受力负荷；采用可在线调节式的铲料板，降低机头的漏料率；三个室的隔墙砖可调节开口大小，以利于生球更好的干燥预热。回转窑采用两支承短窑结构，可增大气体辐射层厚度，改善传热，提高产量、质量和减少结圈现象，采用起动性能好的液压马达传动，滚动轴承代替滑动轴承降低运行阻力；回转窑大齿圈与筒体的连接采用变刚度弹簧板结构，使传动平稳，减少对窑内衬的冲击负荷；托圈采用可调垫铁技术，使其更换方便。冷却采用鼓风冷却，环形冷却机，销齿传动，环冷

52、机设 9 个风箱，三台鼓风机，环冷机的转速根据回转窑的转速可以调节，环冷机罩分为三个区，一冷、二冷区回收热风至回转窑和链篦机，三冷区废气温度较低，通过烟囱排放。在球团工程中，链篦机是最最关键的设备，它关系到整条生产线的作业率和产量等。它所处的环境也是最恶劣的。该台设备承受从常温到温度 700左右，它不同于烧结机，烧结机有铺底料，设备的材质不仅要满足强度要求，更重要的是材质的抗热疲劳性要好，要能保证材质能急热急冷。(1)生球干燥、预热生球干燥、预热链篦机规格为 b436m。采用四室四段工艺。链篦机布料厚度为180-200mm，正常生产速度为 1.5m/min。生球干燥与预热在链篦机上完成。干燥预

53、热分为鼓风干燥段、抽风干燥段、预热段。1) 鼓风干燥 生球在鼓风干燥段内用 180250的干燥气流进行干燥，去除生球附着水，同时可以避免下部生球过湿。鼓风干燥用热气流来自环冷机第三冷却段热废气。环冷机三冷段热废气温度在 300350之间，通过风机和管路系统送往鼓风干燥段。管道上设有冷风阀，兑入部分冷风，以使鼓风干燥风温度控制在 180250。以保护链篦机风箱恒压。 生球的湿料层起着烟尘过滤作用，从料层出来带有水分的热废气，通过链篦机上部烟囱排向大气，排出废气含尘100mg/m3.2) 抽风干燥抽风干燥段采用来自预热 ii 段近 400回收热废气对料层进行干燥，使生球脱水、干燥，并可以承受预热

54、i 段 700以上温度。设一台主抽风机，从风箱抽出的热废气，经主电除尘器除尘后由主抽风机再经烟囱排入大气。 3) 预热 i 段 在预热 i 段 700以上热气流通过料层使生球继续干燥，并开始氧化，以保证球团在预热 ii 段可以承受 1000以上高温。 预热 i 段主要热源为来自环冷机二冷段热废气，并补充部分来自预热 ii 段 1050热气流，这股热气流通过预热 i 段与预热 ii 段烟罩间隔墙孔导入。来自环冷机二冷段热废气通过管路直接进入预热 i 段烟罩。 预热 i 段热废气通过风箱两侧汇集总管与抽风干燥段热废气一起，通过主电除尘器、主抽风机和烟囱排放。4) 预热 ii 段 在预热 ii 段，

55、球团进行氧化、分解和加热，并完成部分固结硬化，使球团有一定强度，能经受由链篦机落到回转窑时的冲击，在回转窑运动过程中不致破碎。其热源来自窑尾约 1100热气流。 链篦机篦床上最下层球团在离开链篦机进入回转窑时的温度控制在750左右，以使链篦机篦板不致承受过高温度而损坏。 在预热 ii 段烟罩顶部设放散烟囱和放散阀，作为烘炉和故障操作用。 生球在链篦机上干燥、预热共 22.7min。预热后球团矿获得足够强度，经铲料板、溜槽进入回转窑。(2)氧化焙烧氧化焙烧回转窑规格a533m，设计正常处理能力 155t/h。球团焙烧固结在回转窑中进行，焙烧温度 12001300。回转窑在窑头（出料端）设有粉煤或

56、煤气烧咀供热，同时由来自环冷机 i 冷却段的高温废气作为二次风进入窑内。预热球进入窑内随着窑体的转动而不停地翻滚，使球团与高温热气流充分接触，以达到均匀焙烧的目的。这也是回转窑工艺与竖炉、带式焙烧机工艺最本质的区别之一。球团在回转窑中经过 2530min 的高温焙烧，由磁铁矿氧化成的 fe2o3微晶再结晶，同时完成晶粒长大形成晶桥及产生部分低熔点化合物等化学反应，使球团固结致密、强度显著提高，可达 2500n/个球以上。窑头和窑尾罩采用新型的密封装置，并设结构冷却风机。在一、二档基础出处设有检修通道。采用红外测温-双色测温-固定热电偶测温相结合的检测方式，检测和控制回转窑的温度。焙烧好的球团矿

57、通过回转窑窑头罩内的溜槽和固定筛卸到环冷机受料斗内。(3) 环冷机环冷机环冷机有效冷却面积为 69m2，中径 12.5m，台车宽 2.2m。正常处理能力 160t/h。正常冷却时间为 3045min，料层厚 760mm，环冷机由回转部分、风箱、传动装置、机架和上罩组成。设 3 台鼓风机冷却风机和两台结构冷却风机。从回转窑排出的球团温度1250，粒度 816mm，其 feo 含量67%。高温球团在环冷机上不仅完成冷却，而且还须进一步氧化，使其 feo 含量降至 1%以下。环冷机采用鼓风冷却。由于回转窑是高温作业，物料在一定条件下,可能有低熔点化合物的产生,会产生少量结块，因而也会间断有大块排出。

58、为保证环冷机的冷却效果，高温物料在进入环冷机前先经过一次固定筛分，筛除的大于 200mm 大块粘结料，任其自然冷却后人工回收处理。筛下小于 200mm 部分则进入环冷机布料斗将其均匀地布到环冷机台车上，布料高度 760mm（可根据回转窑给料量的波动调整环冷机的速度） 。球团矿从台车的受料端到卸料端沿途经过鼓风冷却后平均温度将降至120以下，机上冷却时间 3050min（可调） 。环冷机根据风流平衡计算配备 3 台冷却鼓风机，风机均设有自动调节阀门，可通过调节冷却风量来控制回热温度。环冷机热风罩分为三段，高温段废气（1100）通过回热管直接引入回转窑作二次风；中温段废气（580）被引至链篦机预热

59、过渡室,低温段废气也被用作链篦机鼓风干燥段热源；正常生产中环冷机的热废气全部得到利用。2.4.2.9 工艺风流程工艺风流程从环冷机一冷段返回的 9501100的高温热风，通过回转窑窑头罩至窑头，即做燃烧的二次风，又增加窑尾返至链篦机预热段的含氧量，提高球团的氧化程度。从二冷段返回的 500左右的热风通过回热风系统到链篦机干燥 ii 段，进一步使生球干燥脱水。同时链篦机预热段风箱返回的 350左右的热风经除尘器和耐热风机至链篦机干燥 i 段烟罩，对生球进行干燥。干燥 i、ii 段出来的废气经除尘、主引风机、烟囱排入大气。工艺风流图见图 2-2。图 2-2 链篦机回转窑工艺风流程图2.4.2.10

60、 主引风系统主引风系统来自链篦机干燥段风箱的废烟气汇集后，经除尘器、主引风机、烟道通过烟囱外排。主抽风机正常风量为 80104m3/h，负压 5kpa，通过主电除尘器，主抽风机和烟囱排出废烟气，排放浓度100mg/m3 。2.4.2.11 成品球团矿的贮存和外运成品球团矿的贮存和外运链篦机回转窑工艺生产的氧化球团矿，正常情况下产品中含粉率很低，一般-5mm 粒级不超过 2%。球团矿冷却后用链板机或者皮带机直接送往成品仓贮存，用汽车外运外运。成品仓设有 3 个矿槽，成品仓总贮存量约 3000t，可贮存一天的产量。除此之外，还设置有成品球外排堆场。2.4.2.12 工艺废气处理工艺废气处理1）废气