年产10万吨预熔型辅料节能改造项目可行性研究报告(编辑修改稿)

年产10万吨预熔型辅料节能改造项目可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

钢包精炼过程中，精炼渣的选择至关重要，以往采用活性石灰 、高铝 熟料和萤石等组成的固体合成渣。 该渣综合脱硫率一般在 70%左右，每吨钢消耗渣料 10～ 15 公斤，这种传统合成渣可满足一般炼钢生产的需要。 但是，随着新品种洁净钢生产的需要对精炼渣的要求越来越高，传统的合成渣由于功能单一、熔点高、脱硫率低和性能不稳定等远不能足钢包精炼炉对渣的要求。 在国外预熔型 冶金 精炼渣 已得到成熟应用，如：韩国、日本、欧美等发达国家 ，国内各钢厂也开始采用预熔型钙铝复合渣。 而当前我国已有的预熔型精炼渣生产企业采用电炉、导燃窑、重油窑生产预熔型精炼渣，产品能耗大、成本高、污染相对较大，且产量不能满足国内 钢厂的需求。 目前 辽宁 天和矿产 有限公司 已掌握以煤气为燃料的熔炉生产预熔型冶金辅料的新工艺，可大大节约生产成本。 从目前成熟的精炼工艺来看，每吨钢需要 钙铝复合渣 3～ 5 公斤，按 20xx 年我国钢产量 、 钢水精炼比 30%测 算 ，我国年需 30～50 万吨，而预熔型 钙铝复合渣 将全面取代传统的合成渣。 目前 ，我国宝钢、沙钢、石钢、承钢、首钢二炼钢、马钢三炼钢、重钢七厂、杭钢电炉等精炼比已达 100%，其它钢厂也在逐步提高精炼比，预熔型 钙铝复合渣 的消费量将大幅提升，市场前景极其广阔。 在当今传统的高炉 转炉冶炼工艺中，铁水 预处理已普遍成为必不可少的工序。 铁水预处理技术 就是 铁水 “ 三脱 ” （ 脱硅、脱硫、脱磷 ）技术，是近十年来国外逐渐发展成熟的经济、高效和清洁的钢铁生产工艺。 在发达国家的高炉 转炉工艺流程中 ， 铁水预处理比例早已达到90%～ 100%，我国像宝钢、武钢、鞍钢等大型企业铁水预处理也已超过50%，目前一些大中型钢厂及新建的钢铁厂都在提高铁水预处理比例及预留铁水预处理的工艺场地。 从目前成熟的工艺来看，每吨钢在铁水预处理时需要脱磷剂（铁酸钙） 30～ 40 公斤，产品也在向预熔型发展，有相当规模的市场需求。 由于 铁水预处理 是国家鼓励发 展的技术，其应用会进一步扩大，预熔型脱磷剂（铁酸钙）的需求也将快速增长，市场前景广阔。 此外，其它种类的预熔型 冶金 辅料的需求也将得到快速发展。 在国际上， 20xx 年全球 61 个主要产钢国和地区钢产量为 亿吨，创历史新高，同比增长 %。 其中亚洲钢产量达到 亿吨，占世界总产量的 %, 同比增长 15%； 欧盟钢产量达到 亿吨，同比下降 %；北美钢产量达到 亿吨，同比下降 %；南美钢产量达到 4530 万吨，同比下降 %；独联体钢产量为 亿吨，基本与去年持平。 在 发达国家预熔型 冶金 辅料已得到普遍采用，日本、韩国等钢厂已在中国采购预熔型 冶金 辅料。 而且发达国家的生产成本较高，预熔型 冶金 辅料的生产将逐渐向中国等发展中国家转移，可见预熔型 冶金辅料在国际上也有相当好的市场。 4 生产纲领与 节能效益 生产纲领 及产品介绍 改造前后企业生产 规模维持不变，即年产以钙铝复合渣为代表的预熔型辅料 10 万吨。 其中出口 3 万吨。 辽宁 天和矿产公司在预熔型 冶金 辅料产品开发方面 做 了大量工作，与北京科技大学 冶金 辅料研究所等科研单位合作，共同开发出产品，其各项性能指标为国内先进水平。 （ 1） 镁 铝钙 渣系列产品之一 —— 预熔型精炼渣。 炼钢过程根据不同冶炼品种和不同工序采用适宜的预熔型精炼渣对于生产的节能降耗，新品种开发和提高钢种的质量均至关重要。 采用适宜的预熔型精炼渣对于降低炼钢工序的能耗以及各种原辅材料的消耗有很大影响。 可以改善电炉冶炼和炉精炼过程的埋弧效果（精炼埋弧操作脱硫率≥ 70%，最高为 90%，且可实现超低脱硫钢的冶炼），显著提高加热效率，缩短冶炼时间，降低电耗、电极消耗和耐火材料消耗；可以显著加快成渣速度和化学反应速度从而大幅度缩短精炼时间，使能耗和耐火材料消耗明显降低。 采用低氧化性和高碱度 的预熔型精炼渣可以显著降低脱氧和合金化过程的合金消耗量。 采用预熔型精炼渣后可以达到以下效果： 加快成渣速度，改善脱硫的动力学条件，可缩短时间 10～ 15 分钟。 降低电耗、电极消耗分别可达 50kwh/t 和。 提高精炼炉脱硫效果，特别是适合于深脱硫。 由于炉渣中配制了比 CaO 更高碱度的组元，因而比传统工艺脱硫率提高 10～ 20%。 对于原始硫为 ～ %的钢水，精炼后可以使硫含量在 %以下。 提高钢包精炼炉衬寿命 10～ 30%。 减少钢中氢含量 1～。 LF总精炼成本可降低 5～ 10 元 /吨钢。 在 RH 真空槽内添加预熔型的精炼合成渣脱硫有以下优点和使用效果：钢水原始硫小于 50ppm 条件下，精炼后钢中硫含量 90%的炉次小于 20ppm；钢水原始硫小于 30ppm 条件下，精炼后钢中硫含量 90%的炉次小于 15ppm。 真空室耐火材料的侵蚀程度明显减轻。 真空室耐火材料寿命比使用机械混合型 CaOCaF2脱硫剂提高 30%。 预熔型精炼渣成分稳定，水分少，运输、贮存过程中不易吸潮，喷吹和加入法均对钢水质量和工艺稳定有利。 特别是喷吹时不易发生堵枪现象。 （ 2） 钙 铝 复合 渣系列产品之一 —— 净钢脱硫渣 净钢脱硫渣是提 供给炉外精炼用或钢铁水脱硫预处理用的新型辅料。 它是一种碱性渣，具有一定的硫熔量，可以配加少量活性石灰直接用于铁水脱硫。 在各种炉外精炼过程应用时，它可以促进钢中硫的去除； 在对钢液吹氩搅拌时，对钢中铝、硅系列等氧化物有吸附作用，可降低钢中的非金属杂物。 由于这种渣中含有少量的 SiO MgO、 F2O3 等物质，其熔点比12CaO•7Al2O3还低，在炼钢的温度下，具有很好的流动性，铺展性能好，脱硫性能好，便于稳定精炼工艺，环保性能好，是炼钢行业的换代产品，为 21 世纪的新型辅料。 （ 3） 钙铝复合渣产品理化指标 • 化学成分如下： 成分 CaO Al2O3 SiO2 MgO S+P 其它 H2O % ～ ～ ≤ ≤ ≤ 余量 ≤ % • 粒度要求如下： 精度范围 1～ 50mm 筛下物 ≤ 5% • 该产品试验结果 炼钢炉的终点 S 含量平均 %、成品平均 S 含量 %，平均脱硫率大于 85%。 烟尘发生量明显减少，改善环境显著。 VD进入高真空时间有所降低，脱氧效果明显提高，溢渣明显减少。 VD 后镇静时间大于 5 分钟的炉次比例达到 90%以上。 产品执 行企业标准 节能效益 企业 20xx 年实际产量为 109972 吨，当年耗用焦炭为 万吨，产品综合单耗为 /吨产品。 节能 改造后淘汰老式冲天炉，改用自行开发的 新 型窑炉，并采用煤转换燃气作为燃料。 经测算，年产 10 万吨辅料需用原煤量为 ，产品综合单耗为 /吨产品。 吨产品综合单耗从 吨标煤降低为 吨标煤；按生产 10 万吨辅料计，年节标煤为 ，单耗降低 %。 5 主要原材料消耗及供应 主要原材料是 废弃 高铝转头和铝灰、铝矾土、废弃 方解 石粉。 方 解石，主要成份 CaCO3， 年用量 10 万吨。 铝矾土，主要成份是 Al2O3，年用量 5 万吨。 本项目所消耗的原辅材料均在国内市场采购，市场货源充足。 6 工艺设备 与节能措施 设计原则 （ 1）组建原料准备、熔炼、冷却（间）、成品车间，新建生产厂房，购臵国产先进生产设备。 （ 2）本项目产品能源消耗较大，采用的设备 为自行研发的预熔型冶金辅料窑炉和 国家推荐，性能先进的节能产品，采用连续工作制，节约能源。 （ 3）为保证产品质量，关键检验设备选用进口产品。 （ 4）工艺布臵力求合理、紧凑，功能分区合理，流程顺畅。 工 艺流程 及节能措施 该项目的节能措施主要包括炉窑改型及燃料的 改变。 原生产使用小型冲天炉，必须使用用焦炭为原料；改造后使用自行开发的 专用窑炉，并可使用煤气发生器转换的燃气来替代焦炭。 改造前工艺流程图： 倒料 冲 天 炉 熔 炼 配料破碎 循环水套 外 排 水 箱 接料车 散 热 成品破碎 成 品 装袋入库 烟气 混料 水 空气 下料 出渣 风机 箱 改造后工艺流程图： 设备选择 （ 1）数量及构成 本项目需要配臵设备包括破碎机、 窑 炉、煤气发生炉等共 55 台套，详见表 61。 （ 2） 关于专用窑炉 该项目采用的预熔 性冶金 辅料窑炉系企业自行开发的新型专用窑混料 混料 供水 蒸汽 煤气 倒料 接 料 散 热 成品破碎 成 品 装袋入库 下料 煤气发生炉 空气 风机 箱 炉窑熔炼 配料破 碎 配比混料 方解石 铝矾土 原 料 入 煤 炉渣 水箱 箱 水 蒸汽 炉，拟申 报 国家发明专利和实用 新型 专利。 该窑炉为蓄热式窑炉，进行尾气回收，充分利用余热，将进炉的空气从常温加热到 800 摄氏度；通过煤气发生炉转换成燃气， 与 空气混合燃烧，降低能耗，燃烧充分。 窑炉生产过程中，自动给料、自动出料。 降低劳动强度；减少粉尘与二氧化碳的排放量。 本装臵在炉体 下 侧设进风通道，进风通道与余热粉尘通道相间布臵；采用自动给料机给料，进料口设在炉体两侧，通向窑池；出料口设在炉体前方，倾斜设臵，自动出料，可实现连续生产。 （ 3）关于煤气发生炉 煤气发生炉是本项目主要设备之一，它为熔炉提供能源。 企业已考察了邯郸市汇滋环保热能有限公司、辽阳市博旺环保设备厂等几家制造商，经比较，拟采用博旺公司产品，其水平处于国内领先地位。 博旺公司 HB 型煤气发生炉主要特点如下： HB 型高风压煤气发生炉为全水套结构，水套可自产蒸汽并存入配套的蒸汽包内，满足探火气封及炉内汽化用蒸汽的需要，上煤系统采用机械卷扬机，给料可采用液压加煤方式，操作维修简单，供气稳定。 出渣方式为湿式出渣，环境清洁，易于操作。 煤气炉内炉体高 4000mm，还原性好，煤气质量高，煤气炉 炉底最大鼓风压力为 4000Pa，煤气出口压力最大 980Pa，节约能源。 该炉型自投入市场以来，已有几百台投入运行，普遍反映比同规格的煤气发生炉产气量大，气化率高（ 75%以上），炉况稳定，操作安全简便，劳动强度低，工作环境好，环保性好。 HB 型产品的主要技术参数如下： 炉膛直径： 2600mm 炉堂面积： 燃料块度：无烟煤： 13～ 25mm， 25～ 50mm 烟 煤： 25～ 50mm， 50～ 100mm 燃料消耗量： 800～ 1800kg/h 煤气产量： 1500～ 5000Nm3/h 煤气热值： ～ ～ 1600Kcal/Nm3 煤气出口温度： 400～ 600℃ 煤气出口压力： 980Pa 炉底最大鼓风压力： 4000Pa 饱和温度： 40～ 65℃ 料层总高： 2500mm 火层高： 100～ 200mm 水套受热面积： 水套蒸汽压力： 灰盘转速： 工作制度及人员 （ 1）工作制度 本项目生产车间采用三班工作制，每班工作 8 小时，全年工作 300天。 （ 2）人员 全厂劳动定员 450 人。 车间组成及布臵 新建联合厂房，长 120 米、宽 105（ 30+30+21+24）米，对应四跨檐高分别为 1 1 9米，建筑面积 12600平方米。 四跨跨度 2 24 米厂房分别布臵原料准备、熔炼、冷却（间）、成品车间。 原料准备车间布臵混料、破碎系统，熔炼车间安排煤气发生炉、熔炉设备，成品车间布臵破碎、检验、包装系统，并设5t 桥式起重机 1台。 新 增 设 备 明 细 表 表 61 序号 名称及型号 数量 金额（万元） 备注 1 窑 炉（ 15～ 20t/8h） 6 座 3360 2 罗茨风机 12 台 180 3 鄂式破碎机（粗、细） 4 台 100 4 镭蒙机（ 5R） 1 台 60 5 球磨机 3 台 240 6 干燥机 1 台 20 7 混拌机 3 台 30 8 煤气发生炉（ HB） 3 套 300 9 煤气管道 6 套 180 10 破碎机（小粒度） 1 套 120 11 X 光学检测仪 1 台 150 日本产品，国内采购 12 提升机 12 台 24 13 桥式起重机（ 5t） 1 台 10 14 电子汽车衡（ 80t） 1 台 20 合 计 55 4794 7 总图土建 总图 厂址 公司厂址位于鞍山市台安县经济 开发区，占地面积 55328 平方米。 厂区东邻九股河路，路东即为九股河，西邻林地，南面是开发区土。