年產10萬噸預熔型輔料節能改造項目可行性研究報告(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 鋼包精煉過程中，精煉渣的選擇至關重要，以往采用活性石灰 、高鋁 熟料和螢石等組成的固體合成渣。該渣綜合脫硫率一般在 70%左右，每噸鋼消耗渣料 10～ 15 公斤，這種傳統合成渣可滿足一般煉鋼生產的需要。但是，隨著新品種潔凈鋼生產的需要對精煉渣的要求越來越高，傳統的合成渣由于功能單一、熔點高、脫硫率低和性能不穩定等遠不能足鋼包精煉爐對渣的要求。 在國外預熔型 冶金 精煉渣 已得到成熟應用，如：韓國、日本、歐美等發達國家 ，國內各鋼廠也開始采用預熔型鈣鋁復合渣 。而當前我國已有的預熔型精煉渣生產企業采用電爐、導燃窯、重油窯生產預熔型精煉渣，產品能耗大、成本高、污染相對較大，且產量不能滿足國內 鋼廠的需求。目前 遼寧 天和礦產 有限公司 已掌握以煤氣為燃料的熔爐生產預熔型冶金輔料的新工藝，可大大節約生產成本。 從目前成熟的精煉工藝來看，每噸鋼需要 鈣鋁復合渣 3～ 5 公斤，按 20xx 年我國鋼產量 、 鋼水精煉比 30%測 算 ，我國年需 30～50 萬噸，而預熔型 鈣鋁復合渣 將全面取代傳統的合成渣。 目前 ，我國寶鋼、沙鋼、石鋼、承鋼、首鋼二煉鋼、馬鋼三煉鋼、重鋼七廠、杭鋼電爐等精煉比已達 100%，其它鋼廠也在逐步提高精煉比，預熔型 鈣鋁復合渣 的消費量將大幅提升，市場前景極其廣闊。 在當今傳統的高爐 轉爐冶煉工藝中，鐵水 預處理已普遍成為必不可少的工序 。 鐵水預處理技術 就是 鐵水 “ 三脫 ” （ 脫硅、脫硫、脫磷 ）技術，是近十年來國外逐漸發展成熟的經濟、高效和清潔的鋼鐵生產工藝 。 在發達國家的高爐 轉爐工藝流程中 ， 鐵水預處理比例早已達到90%～ 100%，我國像寶鋼、武鋼、鞍鋼等大型企業鐵水預處理也已超過50%，目前一些大中型鋼廠及新建的鋼鐵廠都在提高鐵水預處理比例及預留鐵水預處理的工藝場地。 從目前成熟的工藝來看，每噸鋼在鐵水預處理時需要脫磷劑（鐵酸鈣） 30～ 40 公斤，產品也在向預熔型發展，有相當規模的市場需求。由于 鐵水預處理 是國家鼓勵發 展的技術，其應用會進一步擴大，預熔型脫磷劑（鐵酸鈣）的需求也將快速增長，市場前景廣闊。 此外，其它種類的預熔型 冶金 輔料的需求也將得到快速發展。 在國際上， 20xx 年全球 61 個主要產鋼國和地區鋼產量為 億噸，創歷史新高，同比增長 %。其中亞洲鋼產量達到 億噸，占世界總產量的 %, 同比增長 15%； 歐盟鋼產量達到 億噸，同比下降 %；北美鋼產量達到 億噸，同比下降 %；南美鋼產量達到 4530 萬噸，同比下降 %；獨聯體鋼產量為 億噸，基本與去年持平。在 發達國家預熔型 冶金 輔料已得到普遍采用，日本、韓國等鋼廠已在中國采購預熔型 冶金 輔料。而且發達國家的生產成本較高，預熔型 冶金 輔料的生產將逐漸向中國等發展中國家轉移，可見預熔型 冶金輔料在國際上也有相當好的市場。 4 生產綱領與 節能效益 生產綱領 及產品介紹 改造前后企業生產 規模維持不變，即年產以鈣鋁復合渣為代表的預熔型輔料 10 萬噸。 其中出口 3 萬噸。 遼寧 天和礦產公司在預熔型 冶金 輔料產品開發方面 做 了大量工作，與北京科技大學 冶金 輔料研究所等科研單位合作，共同開發出產品，其各項性能指標為國內先進水平。 （ 1） 鎂 鋁鈣 渣系列產品之一 —— 預熔型精煉渣。 煉鋼過程根據不同冶煉品種和不同工序采用適宜的預熔型精煉渣對于生產的節能降耗，新品種開發和提高鋼種的質量均至關重要。 采用適宜的預熔型精煉渣對于降低煉鋼工序的能耗以及各種原輔材料的消耗有很大影響。可以改善電爐冶煉和爐精煉過程的埋弧效果（精煉埋弧操作脫硫率≥ 70%，最高為 90%，且可實現超低脫硫鋼的冶煉），顯著提高加熱效率，縮短冶煉時間，降低電耗、電極消耗和耐火材料消耗；可以顯著加快成渣速度和化學反應速度從而大幅度縮短精煉時間，使能耗和耐火材料消耗明顯降低。采用低氧化性和高堿度 的預熔型精煉渣可以顯著降低脫氧和合金化過程的合金消耗量。 采用預熔型精煉渣后可以達到以下效果： 加快成渣速度，改善脫硫的動力學條件，可縮短時間 10～ 15 分鐘。降低電耗、電極消耗分別可達 50kwh/t 和 。提高精煉爐脫硫效果，特別是適合于深脫硫。由于爐渣中配制了比 CaO 更高堿度的組元，因而比傳統工藝脫硫率提高 10～ 20%。對于原始硫為 ～ %的鋼水，精煉后可以使硫含量在 %以下。 提高鋼包精煉爐襯壽命 10～ 30%。減少鋼中氫含量 1～ 。 LF總精煉成本可降低 5～ 10 元 /噸鋼。在 RH 真空槽內添加預熔型的精煉合成渣脫硫有以下優點和使用效果：鋼水原始硫小于 50ppm 條件下，精煉后鋼中硫含量 90%的爐次小于 20ppm；鋼水原始硫小于 30ppm 條件下，精煉后鋼中硫含量 90%的爐次小于 15ppm。 真空室耐火材料的侵蝕程度明顯減輕。真空室耐火材料壽命比使用機械混合型 CaOCaF2脫硫劑提高 30%。預熔型精煉渣成分穩定，水分少，運輸、貯存過程中不易吸潮，噴吹和加入法均對鋼水質量和工藝穩定有利。特別是噴吹時不易發生堵槍現象。 （ 2） 鈣 鋁 復合 渣系列產品之一 —— 凈鋼脫硫渣 凈鋼脫硫渣是提 供給爐外精煉用或鋼鐵水脫硫預處理用的新型輔料。它是一種堿性渣，具有一定的硫熔量，可以配加少量活性石灰直接用于鐵水脫硫。在各種爐外精煉過程應用時，它可以促進鋼中硫的去除； 在對鋼液吹氬攪拌時，對鋼中鋁、硅系列等氧化物有吸附作用，可降低鋼中的非金屬雜物。 由于這種渣中含有少量的 SiO MgO、 F2O3 等物質，其熔點比12CaO?7Al2O3還低，在煉鋼的溫度下，具有很好的流動性，鋪展性能好，脫硫性能好，便于穩定精煉工藝，環保性能好，是煉鋼行業的換代產品，為 21 世紀的新型輔料。 （ 3） 鈣鋁復合渣產品理化指標 ? 化學成分如下： 成分 CaO Al2O3 SiO2 MgO S+P 其它 H2O % ～ ～ ≤ ≤ ≤ 余量 ≤ % ? 粒度要求如下： 精度范圍 1～ 50mm 篩下物 ≤ 5% ? 該產品試驗結果 煉鋼爐的終點 S 含量平均 %、成品平均 S 含量 %，平均脫硫率大于 85%。 煙塵發生量明顯減少，改善環境顯著。 VD進入高真空時間有所降低，脫氧效果明顯提高，溢渣明顯減少。 VD 后鎮靜時間大于 5 分鐘的爐次比例達到 90%以上。 產品執 行企業標準 節能效益 企業 20xx 年實際產量為 109972 噸，當年耗用焦炭為 萬噸，產品綜合單耗為 /噸產品。 節能 改造后淘汰老式沖天爐，改用自行開發的 新 型窯爐，并采用煤轉換燃氣作為燃料。經測算，年產 10 萬噸輔料需用原煤量為 ，產品綜合單耗為 /噸產品。 噸產品綜合單耗從 噸標煤降低為 噸標煤；按生產 10 萬噸輔料計，年節標煤為 ，單耗降低 %。 5 主要原材料消耗及供應 主要原材料是 廢棄 高鋁轉頭和鋁灰、鋁礬土、廢棄 方解 石粉 。方 解石，主要成份 CaCO3， 年用量 10 萬噸。鋁礬土，主要成份是 Al2O3，年用量 5 萬噸。 本項目所消耗的原輔材料均在國內市場采購，市場貨源充足。 6 工藝設備 與節能措施 設計原則 （ 1）組建原料準備、熔煉、冷卻（間）、成品車間，新建生產廠房，購臵國產先進生產設備。 （ 2）本項目產品能源消耗較大，采用的設備 為自行研發的預熔型冶金輔料窯爐和 國家推薦，性能先進的節能產品，采用連續工作制，節約能源。 （ 3）為保證產品質量，關鍵檢驗設備選用進口產品。 （ 4）工藝布臵力求合理、緊湊，功能分區合理，流程順暢。 工 藝流程 及節能措施 該項目的節能措施主要包括爐窯改型及燃料的 改變。原生產使用小型沖天爐，必須使用用焦炭為原料；改造后使用自行開發的 專用窯爐，并可使用煤氣發生器轉換的燃氣來替代焦炭。 改造前工藝流程圖： 倒料 沖 天 爐 熔 煉 配料破碎 循環水套 外 排 水 箱 接料車 散 熱 成品破碎 成 品 裝袋入庫 煙氣 混料 水 空氣 下料 出渣 風機 箱 改造后工藝流程圖： 設備選擇 （ 1）數量及構成 本項目需要配臵設備包括破碎機、 窯 爐、煤氣發生爐等共 55 臺套，詳見表 61。 （ 2） 關于專用窯爐 該項目采用的預熔 性冶金 輔料窯爐系企業自行開發的新型專用窯混料 混料 供水 蒸汽 煤氣 倒料 接 料 散 熱 成品破碎 成 品 裝袋入庫 下料 煤氣發生爐 空氣 風機 箱 爐窯熔煉 配料破 碎 配比混料 方解石 鋁礬土 原 料 入 煤 爐渣 水箱 箱 水 蒸汽 爐，擬申 報 國家發明專利和實用 新型 專利。 該窯爐為蓄熱式窯爐，進行尾氣回收，充分利用余熱，將進爐的空氣從常溫加熱到 800 攝氏度；通過煤氣發生爐轉換成燃氣， 與 空氣混合燃燒，降低能耗，燃燒充分。窯爐生產過程中，自動給料、自動出料。降低勞動強度；減少粉塵與二氧化碳的排放量。 本裝臵在爐體 下 側設進風通道，進風通道與余熱粉塵通道相間布臵；采用自動給料機給料，進料口設在爐體兩側，通向窯池；出料口設在爐體前方，傾斜設臵，自動出料，可實現連續生產。 （ 3）關于煤氣發生爐 煤氣發生爐是本項目主要設備之一，它為熔爐提供能源。企業已考察了邯鄲市匯滋環保熱能有限公司、遼陽市博旺環保設備廠等幾家制造商，經比較，擬采用博旺公司產品，其水平處于國內領先地位。 博旺公司 HB 型煤氣發生爐主要特點如下： HB 型高風壓煤氣發生爐為全水套結構，水套可自產蒸汽并存入配套的蒸汽包內，滿足探火氣封及爐內汽化用蒸汽的需要，上煤系統采用機械卷揚機，給料可采用液壓加煤方式，操作維修簡單，供氣穩定。出渣方式為濕式出渣，環境清潔，易于操作。煤氣爐內爐體高 4000mm，還原性好，煤氣質量高，煤氣爐 爐底最大鼓風壓力為 4000Pa，煤氣出口壓力最大 980Pa，節約能源。該爐型自投入市場以來，已有幾百臺投入運行，普遍反映比同規格的煤氣發生爐產氣量大，氣化率高（ 75%以上），爐況穩定，操作安全簡便，勞動強度低，工作環境好，環保性好。 HB 型產品的主要技術參數如下： 爐膛直徑： 2600mm 爐堂面積： 燃料塊度：無煙煤： 13～ 25mm， 25～ 50mm 煙 煤： 25～ 50mm， 50～ 100mm 燃料消耗量： 800～ 1800kg/h 煤氣產量： 1500～ 5000Nm3/h 煤氣熱值： ～ ～ 1600Kcal/Nm3 煤氣出口溫度： 400～ 600℃ 煤氣出口壓力： 980Pa 爐底最大鼓風壓力： 4000Pa 飽和溫度： 40～ 65℃ 料層總高： 2500mm 火層高： 100～ 200mm 水套受熱面積： 水套蒸汽壓力： 灰盤轉速： 工作制度及人員 （ 1）工作制度 本項目生產車間采用三班工作制，每班工作 8 小時，全年工作 300天。 （ 2）人員 全廠勞動定員 450 人。 車間組成及布臵 新建聯合廠房，長 120 米、寬 105（ 30+30+21+24）米，對應四跨檐高分別為 1 1 9米，建筑面積 12600平方米。 四跨跨度 2 24 米廠房分別布臵原料準備、熔煉、冷卻（間）、成品車間。原料準備車間布臵混料、破碎系統，熔煉車間安排煤氣發生爐、熔爐設備，成品車間布臵破碎、檢驗、包裝系統，并設5t 橋式起重機 1臺。 新 增 設 備 明 細 表 表 61 序號 名稱及型號 數量 金額（萬元） 備注 1 窯 爐（ 15～ 20t/8h） 6 座 3360 2 羅茨風機 12 臺 180 3 鄂式破碎機（粗、細） 4 臺 100 4 鐳蒙機（ 5R） 1 臺 60 5 球磨機 3 臺 240 6 干燥機 1 臺 20 7 混拌機 3 臺 30 8 煤氣發生爐（ HB） 3 套 300 9 煤氣管道 6 套 180 10 破碎機（小粒度） 1 套 120 11 X 光學檢測儀 1 臺 150 日本產品，國內采購 12 提升機 12 臺 24 13 橋式起重機（ 5t） 1 臺 10 14 電子汽車衡（ 80t） 1 臺 20 合 計 55 4794 7 總圖土建 總圖 廠址 公司廠址位于鞍山市臺安縣經濟 開發區，占地面積 55328 平方米。廠區東鄰九股河路，路東即為九股河，西鄰林地，南面是開發區土