本工程設(shè)計(jì)為年產(chǎn)80萬(wàn)t氧化球團(tuán)礦的“平面循環(huán)帶式焙燒機(jī)”生產(chǎn)線的工廠設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)范圍為從原料到成品輸出的一條完整的氧化球團(tuán)礦生產(chǎn)線及配套公輔設(shè)施,具體內(nèi)容包括:
(1)工藝生產(chǎn)系統(tǒng)
新建球團(tuán)生產(chǎn)線主要工藝車間包括:原料準(zhǔn)備系統(tǒng)(配料室、皂土倉(cāng),灰倉(cāng)、干燥間及混合室)、造球室系統(tǒng)(造球室)、焙燒及冷卻系統(tǒng)(生球篩分布料系統(tǒng)、平面循環(huán)帶式焙燒機(jī))、回?zé)犸L(fēng)系統(tǒng)、主引風(fēng)系統(tǒng)及成品儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)。
(2)配套公輔設(shè)施
本工程配套的公輔設(shè)施包括:廠區(qū)范圍內(nèi)的總圖運(yùn)輸、供配電設(shè)施、給排水設(shè)施、通風(fēng)除塵設(shè)施、熱力設(shè)施、自動(dòng)控制及儀器儀表設(shè)施、電信設(shè)施和綜合管網(wǎng)。
能源介質(zhì)交接點(diǎn):水、壓縮空氣、電按業(yè)主公司供應(yīng)方向紅線界限外1m,本工程中使用煤氣的平面循環(huán)帶式焙燒機(jī)所用燃料(焦?fàn)t煤氣)的節(jié)點(diǎn)位置,在燃燒器處。
1.2.2 設(shè)計(jì)接口
(1) 工藝接口
自產(chǎn)或外購(gòu)含鐵精礦以及皂土采用汽車或前端裝載機(jī)送入配料室地倉(cāng)中,皂土由專用罐車直接打入皂土倉(cāng)中,廠內(nèi)除塵灰由氣力輸送直接送入灰倉(cāng)中。
成品球團(tuán)礦采用膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸至成品倉(cāng)后,采用汽車外運(yùn)。
(2) 能源介質(zhì)接口
補(bǔ)充新水——由業(yè)主單位送至廠區(qū)新建凈環(huán)水泵站,新建廠區(qū)不考慮生活供水系統(tǒng)。
供電——6kV高壓電由業(yè)主單位送至新建高壓配電室,設(shè)計(jì)方按照兩路獨(dú)立電源設(shè)計(jì)。
(3)焦?fàn)t煤氣
回轉(zhuǎn)窯和干燥筒所使用的焦?fàn)t煤氣,由業(yè)主負(fù)責(zé)提供,煤氣經(jīng)加壓后,送到燃燒器附近。
1.3 建設(shè)規(guī)模、工作制度及產(chǎn)品方案
1.3.1 建設(shè)規(guī)模
擬建球團(tuán)生產(chǎn)線年產(chǎn)氧化球團(tuán)礦80萬(wàn)t,采用平面循環(huán)帶式焙燒機(jī)生產(chǎn)工藝。
1.3.2 工作制度
擬建球團(tuán)生產(chǎn)線的工作制度為連續(xù)工作制,主機(jī)年工作330天,計(jì)7920小時(shí),作業(yè)率為90.4%,每天三班,每班8小時(shí)。
1.3.3 產(chǎn)品方案
擬建球團(tuán)生產(chǎn)線生產(chǎn)普通酸性氧化球團(tuán)礦。成品球團(tuán)礦粒度為8~16mm,溫度不大于120℃。成品球團(tuán)礦的物化性能見(jiàn)下表。
下表是根據(jù)京唐的原料條件做出的,只做為參考
表1.氧化球團(tuán)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(參考京唐球團(tuán)廠數(shù)據(jù))
化 學(xué) 成 分(%) | |||||||||||
TFe |
FeO |
SiO2 |
Al2O3 |
CaO |
S |
R | |||||
66.0 |
<0.5 |
2.46 |
1.29 |
0.79 |
0.66 |
0.005 |
0.39 | ||||
物 理 性 能 | |||||||||||
抗壓強(qiáng)度
(N/個(gè)球) |
粒 度
(9-16 mm) |
轉(zhuǎn)鼓指數(shù)
(+6.3 mm) |
抗磨指數(shù)
(-0.5 mm) |
膨脹率
(%) | |||||||
2500 |
>92 % |
>95 % |
≤4.5 % |
<14 | |||||||
.4 球團(tuán)生產(chǎn)線主要技術(shù)特點(diǎn)
(1)配料系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制配料,采用變頻調(diào)速的給料設(shè)備,提高原料重量配比準(zhǔn)確度。
(2)采用國(guó)產(chǎn)臥式混合機(jī),占地小,作業(yè)率高,運(yùn)行費(fèi)用低,強(qiáng)化原料的混和工序,降低添加劑的耗量。
(3)采用技術(shù)成熟的Φ6.0m圓盤造球機(jī),循環(huán)負(fù)荷小,利用系數(shù)高。
(4)采用液壓驅(qū)動(dòng)伸縮布料皮帶+寬皮帶+輥式布料器的篩分布料流程,生球合格率高,布料均勻。
(5)采用平面循環(huán)帶式焙燒機(jī)生產(chǎn)工藝特點(diǎn)如下:
a 鼓風(fēng)干燥、抽風(fēng)干燥、預(yù)熱、焙燒、均熱和一段冷卻及二段冷卻的工藝過(guò)程分都在一個(gè)設(shè)備上進(jìn)行,產(chǎn)品質(zhì)量均勻,設(shè)備簡(jiǎn)單可靠;
b 鼓風(fēng)干燥、抽風(fēng)干燥、預(yù)熱、焙燒的溫度都能夠單獨(dú)控制,調(diào)節(jié)控制靈活,對(duì)原料適應(yīng)性強(qiáng);
c 燃耗低、電耗少、生產(chǎn)費(fèi)用低;
d 臺(tái)車及篦條結(jié)實(shí)耐用,篦床及側(cè)板采用鋪熟球保護(hù),耐熱件壽命長(zhǎng)(三年以上),設(shè)備維護(hù)費(fèi)用低。
(6)采用先進(jìn)的風(fēng)流系統(tǒng),高溫?zé)犸L(fēng)不經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)直接用于燃燒器助燃,回?zé)犸L(fēng)管路短,最大限度的利用熱能,降低球團(tuán)的熱耗。
(7)主要工藝生產(chǎn)過(guò)程采用可編程控制器自動(dòng)控制和調(diào)節(jié),自動(dòng)控制水平高。
(8)生產(chǎn)廢氣采用高效除塵器除塵,廢煙氣達(dá)標(biāo)排放。
(9)耐熱風(fēng)機(jī)和主引風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速。
(10)擬采用先進(jìn)的濃相氣力輸送系統(tǒng)輸送除塵灰,除塵灰循環(huán)利用。皂土通過(guò)罐車采用氣力輸送進(jìn)皂土倉(cāng),環(huán)境保護(hù)壓力小。
(11)平面循環(huán)帶式焙燒機(jī)、大球輥篩、輥式布料器采用先進(jìn)的集中自動(dòng)控制智能潤(rùn)滑系統(tǒng)。
(12)生產(chǎn)水循環(huán)使用,不外排,生活水經(jīng)處理后,達(dá)標(biāo)排放。
表2 球團(tuán)廠主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表(參考京唐球團(tuán)廠數(shù)據(jù))
序 號(hào) |
項(xiàng) 目 |
單 位 |
指 標(biāo) |
備 注 |
1 |
球團(tuán)礦產(chǎn)量 |
104 t/a |
80 |
出廠球團(tuán)礦 |
2 |
帶式焙燒機(jī)規(guī)格 |
m2 |
139 |
臺(tái)車寬度2.5m |
3 |
作業(yè)率 |
% |
90.4 |
|
年作業(yè)天數(shù) |
d |
330 |
| |
4 |
球團(tuán)礦質(zhì)量 |
|
|
|
TFe |
% |
≥64.5 |
待定 | |
FeO |
% |
<0.5 |
| |
堿度(CaO/SiO2) |
|
0.39 |
待定 | |
球團(tuán)礦粒度9-16mm |
% |
>92 |
| |
抗壓強(qiáng)度 |
N/個(gè)球 |
2500 |
平均值 | |
5 |
原料消耗 |
|
|
|
(1) |
巴西鐵精礦粉 |
kg/t |
686.23 |
赤鐵礦 |
(2) |
秘魯鐵精礦粉 |
kg/t |
298.49 |
磁鐵礦 |
(3) |
膨潤(rùn)土 |
kg/t |
9.91 |
|
(4) |
白云石 |
kg/t |
21.11 |
|
(5) |
無(wú)煙煤 |
kg/t |
11.09 |
|
6 |
動(dòng)力消耗 |
|
|
|
(1) |
電力 |
kWh/t |
29.24 |
|
(2) |
新水 |
m3/t |
0.07 |
|
(3) |
焦?fàn)t煤氣 |
MJ/t |
600 |
|
(4) |
壓縮空氣 |
m3/t |
7.43 |
|
7 |
工序能耗 |
kg(標(biāo)煤)/t |
38.2 |
|
8 |
勞動(dòng)定員 |
人 |
83 |
|
9 |
項(xiàng)目建設(shè)總投資 |
萬(wàn)元 |
|
|
根據(jù)球團(tuán)工藝流程的需求,以國(guó)家規(guī)定的有關(guān)定員定額標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)情況,生產(chǎn)崗位人員按四班三運(yùn)轉(zhuǎn)考慮。本次設(shè)計(jì)的職工定員為110人,詳見(jiàn)表1-3。
表3 職 工 定 員 表(參考京唐球團(tuán)廠數(shù)據(jù))
號(hào) |
崗位、工種名稱 |
晝 夜 人 數(shù) |
在 籍
人 數(shù) | ||||
一班 |
二班 |
三班 |
四班 |
合計(jì) | |||
一 |
生產(chǎn)人員 |
|
|
|
|
|
|
1 |
預(yù)配料及皮帶操作工 |
1 |
1 |
1 |
1 |
4 |
|
2 |
干燥系統(tǒng)操作工 |
2 |
2 |
2 |
2 |
8 |
|
3 |
輥壓室操作工 |
1 |
1 |
1 |
1 |
4 |
|
4 |
熔燃制備系統(tǒng)操作工 |
2 |
2 |
2 |
2 |
8 |
|
5 |
配混系統(tǒng)操作工 |
1 |
1 |
1 |
1 |
4 |
|
6 |
造球操作工 |
3 |
3 |
3 |
3 |
12 |
|
7 |
焙燒操作工 |
2 |
2 |
2 |
2 |
8 |
|
8 |
風(fēng)機(jī)系統(tǒng)操作工 |
1 |
1 |
1 |
1 |
4 |
|
9 |
主控室操作工 |
2 |
2 |
2 |
2 |
8 |
|
10 |
鋪底料操作工 |
1 |
1 |
1 |
1 |
4 |
|
11 |
取制樣室操作工 |
2 |
2 |
2 |
2 |
8 |
|
12 |
設(shè)備巡檢員 |
2 |
2 |
2 |
2 |
8 |
|
13 |
循環(huán)水泵站操作工 |
1 |
1 |
1 |
1 |
4 |
|
14 |
環(huán)境除塵操作工 |
1 |
1 |
1 |
1 |
4 |
|
15 |
高壓配電室值班電工 |
2 |
2 |
2 |
2 |
8 |
|
16 |
儀表維護(hù)工 |
2 |
2 |
2 |
2 |
8 |
|
|
小計(jì) |
26 |
26 |
26 |
26 |
104 |
104 |
二 |
管理及服務(wù)人員 |
6 |
|
|
|
6 |
6 |
三 |
職工定員合計(jì) |
29 |
26 |
26 |
26 |
110 |
110 |
以上職工定員表不包括后勤及設(shè)備維護(hù)人員(首鋼各生產(chǎn)廠設(shè)備維護(hù)都外委 )
2球團(tuán)工藝
2.1 原料、燃料及粘結(jié)劑
2.1.1 含鐵原料
由于業(yè)主方面沒(méi)有提供球團(tuán)生產(chǎn)線含鐵原料品種及數(shù)量等方面的資料,故本次技術(shù)方案不作具體的原料配比。原料礦粉通過(guò)汽車運(yùn)輸進(jìn)廠區(qū)原料堆場(chǎng)堆存,生產(chǎn)時(shí)通過(guò)鏟車鏟料進(jìn)入地下受礦倉(cāng),年消耗鐵精粉約79萬(wàn)噸。
2.1.2 燃料
平面循環(huán)帶式焙燒機(jī)點(diǎn)火用燃料采用焦?fàn)t煤氣,焦?fàn)t煤氣由鋼鐵廠綜合管網(wǎng)統(tǒng)一供應(yīng),管道直接送到焙燒機(jī)燒嘴用點(diǎn)。設(shè)計(jì)焙燒煤氣單耗為600MJ/t球,設(shè)計(jì)煤氣發(fā)熱值為17.9 MJ/Nm3,煤氣單耗為3385Nm3/h,焙燒機(jī)煤氣用點(diǎn)壓力50 kPa,煤氣中硫含量要求不大于0.2 g/Nm3。年耗氣量2.68×107 Nm3。連續(xù)使用。
2.1.3 粘結(jié)劑
為改善生球的粒度組成,提高生球和干球的強(qiáng)度,在球團(tuán)原料中加入一定比例的膨潤(rùn)土,膨潤(rùn)土年耗用量約0.7928萬(wàn)噸。皂土外購(gòu)成品,采用密封的罐車運(yùn)輸。外購(gòu)皂土主要物化性能的要求見(jiàn)表4
表4 膨潤(rùn)土主要物化性能表
化 學(xué) 成 份(%) | |||||||||||
Si02 |
Al2O3 |
MgO |
CaO |
P |
S |
燒損 | |||||
57.4 |
15.7 |
3.2 |
3.7 |
0.08 |
0.025 |
7.93 | |||||
物 理 性 | |||||||||||
膠質(zhì)價(jià) |
粒度(-325目) |
膨脹倍數(shù) |
耐火度 |
水份(%) |
吸水率(18小時(shí)) | ||||||
75 % |
≥93.5 % |
15 |
1350 ℃ |
11.52 % |
600 % | ||||||
2.1.4熔劑
為改善球團(tuán)礦冶金性能,調(diào)節(jié)球團(tuán)礦的堿度,采用白云石作為熔劑。根據(jù)高爐的要求,成品球MgO含量大于0.5 %,計(jì)算確定堿度為0.39,白云石年耗量1.688萬(wàn)t;高爐要求預(yù)留自熔性球團(tuán)礦的生產(chǎn)能力,因此堿度為1.0時(shí)白云石的年耗量為5.422萬(wàn)噸。
白云石國(guó)內(nèi)采購(gòu),粒度0—3mm,采用汽車或者船運(yùn)到配套的原料場(chǎng)儲(chǔ)存,生產(chǎn)需要時(shí)通過(guò)膠帶機(jī)運(yùn)往熔燃制備間儲(chǔ)料倉(cāng),采用立式磨加工成細(xì)粉后參加配料。初步擬定白云石的理化性能見(jiàn)表5。
表5 白云石理化性能
化 學(xué) 成 分(%) | ||||||||
CaO |
MgO |
SiO2 |
Al2O3 |
Na2O |
S |
燒損 | ||
30.10 |
20.60 |
2.30 |
0.27 |
0.24 |
0.013 |
44.98 | ||
物 理 性 能 | ||||||||
粒 度 |
水 份(%) |
堆 比 重(t/m3) | ||||||
0~3 mm |
9.0 |
1.55 | ||||||
2.2.1 工藝流程
本項(xiàng)目設(shè)計(jì)確定的工藝流程,充分吸收了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的工藝與技術(shù),力求流程短捷高效,緊湊合理,具有完整性和先進(jìn)性。主要工藝流程包括熔燃制備、預(yù)配料、干燥、輥壓、配料、混合、造球、焙燒、和成品分級(jí)等。工藝流程圖(見(jiàn)圖2)。
2.2.2 物料平衡
由于用于指導(dǎo)球團(tuán)工藝設(shè)計(jì)的鐵精礦物化性能沒(méi)有針對(duì)性數(shù)據(jù),暫時(shí)不做物料平衡計(jì)算
2.3 主要車間組成
球團(tuán)生產(chǎn)線的主要生產(chǎn)車間包括:熔燃制備系統(tǒng)(熔燃制備間)、原料準(zhǔn)備系統(tǒng)(預(yù)配料室、干燥室、輥壓室)、配混系統(tǒng)(配料室、混合室)、造球系統(tǒng)(1#轉(zhuǎn)運(yùn)站、造球室)、焙燒系統(tǒng)(主廠房)、工藝風(fēng)機(jī)系統(tǒng)(5臺(tái)風(fēng)機(jī)、2臺(tái)電除塵器和一個(gè)排放主煙囪)、成品系統(tǒng)(成品分級(jí)站);