【正文】 圖 41 鐵礦石加工工藝流程 破碎最終產(chǎn)品粒度為 3mm。 2)、安全環(huán)保遵循 “三同時(shí) ”原則。整個(gè) 系 統(tǒng) 平地而建，各建筑物相對(duì)集中，車間內(nèi)部設(shè)備配置力求合理、緊湊。 . 配料混合 . 生產(chǎn)工藝流程 添加劑 B 單獨(dú)外購成品，人工加入添加劑 B 漏斗。m3 儲(chǔ)料能力 /t 用量/t 從原料準(zhǔn)備系統(tǒng)輸送來的均勻混合 物料 進(jìn)入轉(zhuǎn)底爐裝料口上部的料倉，通過設(shè)在料倉卸料口的閥門及給料裝置，向爐內(nèi)供料，根據(jù)爐底轉(zhuǎn)動(dòng)速度自動(dòng)控制料的流量，滿足連續(xù)均勻布料的要求。物料 在爐內(nèi)的還原時(shí)間 ~30min。為保護(hù)出料設(shè)備，完成還原的高溫 物料 在爐內(nèi)被冷卻到~900℃ 出爐。隨著還原過程的不斷進(jìn)行，鐵氧化物處在一個(gè)被 C0 還原氣體包圍的 氛圍下而逐漸被還原。 . 轉(zhuǎn)底爐設(shè)備 . 轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)能力 轉(zhuǎn)底爐按年處理粉礦產(chǎn)量為 50 萬 t，年工作時(shí)間 8000 小時(shí)計(jì)算。 爐體鋼結(jié)構(gòu)由立柱、側(cè)墻鋼板和爐頂橫梁等部分組成。爐底工作層采用抗渣澆注料，次工作層和隔熱層采用耐火磚、隔熱磚等材料。內(nèi)外環(huán)縫用水封槽密封。 本工程外供燃料采用冷潔發(fā)生爐煤氣，煤氣熱值 。 年處理 50 萬噸難選礦 直接還原 選別工程 可行性研究報(bào)告 江蘇省冶金設(shè)計(jì)院有限公司 北京神霧熱能技術(shù)有限公司研究院 28 . 燃燒系統(tǒng)流程 (1)煤氣流程 煤氣從煤氣接點(diǎn)連接轉(zhuǎn)底爐煤氣總管，總管設(shè)置硬密封蝶閥、盲板閥和快速切斷閥。 (2)空氣流程 助燃空氣由鼓風(fēng)機(jī)供給。 支管上安裝流量測(cè)量裝置和流量調(diào)節(jié)閥。煙氣經(jīng)輻射換熱器后溫度降至 ~750℃ 后送余熱鍋爐回收熱量 及 于發(fā)電。 輻射式空氣換熱器由內(nèi)筒、外筒、導(dǎo)向片和風(fēng)環(huán)等部分組成，煙氣從筒中間通過，被預(yù)熱空氣從內(nèi)、外筒之間的環(huán)縫中通過，由于空氣通過環(huán)縫流速很高，在內(nèi)筒外壁焊接螺旋導(dǎo)向形肋片，起到增加傳熱效果的作用。 配料皮帶機(jī)：用于承接皮帶輸送機(jī)送來的還原料，并將其按需分配至儲(chǔ)料倉。 . 裝料機(jī) 裝料機(jī)用于承接皮帶輸送機(jī)送來的粉礦并均勻地將其散布在轉(zhuǎn)底上。 . 輻射換熱器 由于爐尾排煙含大量粉塵，采用普通的鋼管換熱器易出現(xiàn)堵塞，年處理 50 萬噸難選礦 直接還原 選別工程 可行性研究報(bào)告 江蘇省冶金設(shè)計(jì)院有限公司 北京神霧熱能技術(shù)有限公司研究院 29 因此所有助燃空氣由輻射式空氣換熱器進(jìn)行預(yù)熱。 . 排煙系統(tǒng)流程 爐內(nèi)所有煙氣從預(yù)熱區(qū)爐頂煙道排出，煙氣排放溫度約 1000℃ 。 從鼓風(fēng)機(jī)出來助燃空氣進(jìn)入換熱器預(yù)熱，空氣預(yù)熱到 450℃ 以上。每條支管安裝流量測(cè)量裝置和 流量調(diào)節(jié)閥。助燃空氣由安裝在煙道里的換熱器預(yù)熱。 . 轉(zhuǎn)底爐供熱燃燒系統(tǒng) . 概述 蓄熱式 直接還原轉(zhuǎn)底爐既有外供燃料的燃燒，又有析出 CO 的燃燒，因此爐子布置有燃燒煤氣的燒嘴和給 CO 燃燒供空氣的風(fēng)口。在冷卻區(qū)設(shè)水冷裝置。 爐頂采用特殊耐火澆 注料整體澆注。 . 轉(zhuǎn)底爐基本尺寸 表 57 轉(zhuǎn)底爐基本尺寸 項(xiàng)目 單位 參數(shù) 爐子中心直徑 mm 45000 爐膛外徑 mm 520xx 爐膛內(nèi)徑 mm 38000 爐膛寬度 mm 7000 爐膛高度 mm 1500 . 轉(zhuǎn)底爐爐體結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)底爐爐體由固定的內(nèi)外環(huán)形爐墻、爐頂和轉(zhuǎn)動(dòng)爐底組成。在還原性氣氛下，煤中碳與粉礦中的氧結(jié)合生成 CO 游離出來，一部分快速與粉礦中鐵元素進(jìn)行還原反應(yīng)，另一部分參與燃燒，放出大量熱量。 在爐內(nèi)各區(qū)，安裝在爐膛兩側(cè)的燒嘴燃燒煤氣，另外補(bǔ)風(fēng)噴嘴吹入空氣使還原反應(yīng)釋出的 CO燃燒，為 物料 升溫和還原反應(yīng)提供熱量。 物料隨爐底旋轉(zhuǎn)，經(jīng)歷上述各區(qū)后完成還原過 程。 轉(zhuǎn)底爐的爐底勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，載著布在爐底上的 物料 依次經(jīng)過各個(gè)區(qū)段。h1 工作制度 鐵礦石 配料礦槽 2 定量圓盤給料機(jī) 3194 二開一，連續(xù)，可開動(dòng)率 % 還原用褐煤配料礦槽 1 定量皮帶給料機(jī) 514 連續(xù)，可開動(dòng)率% 添加劑 A 配料礦槽 1 定量皮帶給料機(jī) 514 連續(xù)，可開動(dòng)率% 添加劑 B 配料礦槽 1 減量秤 3194kg/h 連續(xù)，可開動(dòng)率% (2) 混合機(jī) 年處理 50 萬噸難選礦 直接還原 選別工程 可行性研究報(bào)告 江蘇省冶金設(shè)計(jì)院有限公司 北京神霧熱能技術(shù)有限公司研究院 25 表 56 混合機(jī)參數(shù) 項(xiàng)目 單位 指標(biāo) 備注 處理能力 t/h 120 可開動(dòng)率 % 96 烘干機(jī)內(nèi)徑 m 烘干機(jī)長(zhǎng)度 m 18 傾斜度 % 5 填充率 % 驅(qū)動(dòng)功率 kW 110 混合時(shí)間 s 360 . 轉(zhuǎn)底爐還原 轉(zhuǎn)底爐的工 藝過程為：裝料 —加熱升溫 —還原 —冷卻 —出料。 混勻后的混合料進(jìn)入轉(zhuǎn)底爐還原。 年處理 50 萬噸難選礦 直接還原 選別工程 可行性研究報(bào)告 江蘇省冶金設(shè)計(jì)院有限公司 北京神霧熱能技術(shù)有限公司研究院 23 5. 轉(zhuǎn)底爐直接還原工藝 . 生產(chǎn)規(guī)模 年產(chǎn)直接還原鐵 萬噸，預(yù)計(jì)成分見表 31。m3 儲(chǔ)料能力 /t 用量 t 工藝流程圖如下： 年處理 50 萬噸難選礦 直接還原 選別工程 可行性研究報(bào)告 江蘇省冶金設(shè)計(jì)院有限公司 北京神霧熱能技術(shù)有限公司研究院 21 堆 場(chǎng)手 動(dòng) 給 礦 閥倉 壁 振 動(dòng) 器振 動(dòng) 篩 分 機(jī)錘 式 破 碎 機(jī)受 料 礦 槽配 料 礦 槽 圖 42 還原煤和添加劑 A 加工生產(chǎn)工藝流程 . 生產(chǎn)能力與工作制度 破碎生產(chǎn)能力： 50 萬 t/a 工作制度：年作業(yè) 300 天 ， 2 班 /天 ， 6 小時(shí) /班 . 主要設(shè)備選擇 . 主要設(shè)備選擇的原則 1)、主要工藝設(shè)備的選型遵循 “技術(shù)先進(jìn)，運(yùn)行可靠，易操作，維護(hù)簡(jiǎn)單，性能指標(biāo)穩(wěn)定，低能耗，立足選擇國(guó)內(nèi)、外標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能設(shè)備，降低選廠生產(chǎn)成本 ”的原則。直線篩篩下產(chǎn)品為合格產(chǎn)品，經(jīng)膠帶機(jī)給入配料槽待用。 . 供礦條件及工作制度 礦石用礦車運(yùn)到 鐵 礦 石 倉，破碎礦量為 50 萬 t/a。 原輔料取料采用裝載機(jī)，裝 載機(jī)裝取原輔料運(yùn)入相應(yīng)的加料區(qū)，卸入相對(duì)應(yīng)的地下料倉內(nèi)。 . 產(chǎn)品方案 本項(xiàng)目 最終產(chǎn)品為冷壓鐵塊，年產(chǎn)量 萬噸，成份如下： 表 32 冷壓鐵塊預(yù)計(jì)成分 成分 TFe C P S SiO2 Al2O3 CaO MgO 含量 /% 2 冷壓鐵塊 形狀為桃核形，三維最大尺寸為： 402418mm。 由此可見，新工藝路線與傳統(tǒng)工藝相比，成品品位提高，尾礦品位降低，礦石的金屬回收率大大提高 ，資源有效利用優(yōu)勢(shì)明顯 。 年處理 50 萬噸難選礦 直接還原 選別工程 可行性研究報(bào)告 江蘇省冶金設(shè)計(jì)院有限公司 北京神霧熱能技術(shù)有限公司研究院 15 采用新工藝路線的金屬回收率的優(yōu)勢(shì)是傳統(tǒng)工藝無法比擬的。 2）新工藝路線的技術(shù)優(yōu)勢(shì) 新工藝路線 將傳統(tǒng)工藝采 —選 —冶改變?yōu)椴?—冶 —選，使傳統(tǒng)工藝難以有效利用的超細(xì)粒赤鐵礦、鮞狀赤鐵礦、菱鐵礦、褐鐵礦等氧化物通過轉(zhuǎn)化為易于 分離的金屬鐵或磁鐵礦，依靠金屬鐵顆粒與脈石相的熱性能差異，造成鐵顆粒與脈石分離。因此采用蓄熱式燒嘴燃燒技術(shù)可使燒低熱值煤氣如何 達(dá)到工藝要求爐溫的問題迎刃而解。冷潔煤氣用冷空氣助燃，理論燃燒溫度只有 1700℃左 右，實(shí)際爐溫只能達(dá)到 1190℃ ，遠(yuǎn)達(dá)不到直接還原工藝爐溫 1350℃的要求。我國(guó)天然氣資源不多，而煤炭資源豐富，因此煤基還原法適合在我國(guó)推廣應(yīng)用。 ⑥ 采用轉(zhuǎn)底爐余熱發(fā)電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了能源的極限回收，將整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能減排水平提高到一個(gè)新水平。通過 “適度 ”的破碎或粉碎，使金屬鐵與脈石相實(shí)現(xiàn)單體分離。采用蓄熱式燒嘴燃燒技術(shù)，使得燒低熱值煤氣也能達(dá)到1400℃ 以上高爐溫的還原工藝要求，并能控制好爐內(nèi)的還原氣氛，打破了目前國(guó)外直接還原轉(zhuǎn)底爐必須使用天然氣等高熱值燃料的常規(guī)。 20xx 年， 北京神霧公司為江蘇沙鋼集團(tuán)公司設(shè)計(jì)的年產(chǎn) 30 萬噸蓄熱式轉(zhuǎn)底爐 直接還原工程開始建設(shè)，預(yù)計(jì) 20xx 年 9 月 建成投產(chǎn)。技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下表： 表 11 蓄熱式轉(zhuǎn)底爐 選別工藝主要技術(shù)指標(biāo)表 序號(hào) 分類 指 標(biāo) 名 稱 單 位 指標(biāo)值 備 注 1 產(chǎn)品 冷壓鐵塊 萬噸 /年 2 原材料消耗 鐵礦石 萬噸 /年 50 還原用煤 萬噸 /年 潔凈煤氣用煤 萬噸 /年 添加劑 A 萬噸 /年 添加劑 B 噸 /年 500 添加劑 C 噸 /年 1282 回收：尾礦 粉 萬噸 /年 3 能源介質(zhì) 電力消耗 106kWh/a 壓縮空氣 m3/min 1 循環(huán)水補(bǔ)充水 t/h 495 生活用水 t/h 回收：余熱發(fā)電量 106kWh/a 48 4 能耗 kg 標(biāo)準(zhǔn)煤 /噸鐵 5 職工定員 人 120 6 噸成品消耗及回收指標(biāo) 鐵礦石 t/t 還原用煤 t/t 潔凈煤氣用煤 t/t 添加劑 A t/t 添加劑 B t/t 添加劑 C t/t 電力消耗 kWh/t 壓縮空氣 m3/t 4 循環(huán)水補(bǔ)充水 t/t 生活用水 t/t 回收：尾礦 粉 t/t 回收：余熱發(fā)電量 kWh/t 年處理 50 萬噸難選礦 直接還原 選別工程 可行性研究報(bào)告 江蘇省冶金設(shè)計(jì)院有限公司 北京神霧熱能技術(shù)有限公司研究院 9 表 12 工程總圖占地技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表 序號(hào) 名 稱 單位 數(shù) 量 備 注 1 建設(shè)用地面積 hm2 2 建筑覆蓋率 % 3 綠地率 % 年處理 50 萬噸難選礦 直接還原 選別工程 可行性研究報(bào)告 江蘇省冶金設(shè)計(jì)院有限公司 北京神霧熱能技術(shù)有限公司研究院 10 2. 項(xiàng) 目技術(shù)基礎(chǔ) . 神霧公司直接還原轉(zhuǎn)底爐技術(shù) 北京神霧公司組織多名國(guó)內(nèi)燃燒、冶金、工業(yè)爐、機(jī)械設(shè)計(jì)、自動(dòng)控制、熱工材料等領(lǐng)域的技術(shù)專家，跟蹤國(guó)際國(guó)內(nèi)直接還原技術(shù)發(fā)展前沿，對(duì)鐵礦石直接還原反應(yīng)的原理和化學(xué)動(dòng)力學(xué)機(jī)理、直接還原轉(zhuǎn)底爐蓄熱式燒嘴設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)底爐設(shè) 計(jì)、轉(zhuǎn)底爐無氧化加熱計(jì)算及氣流流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算等諸多領(lǐng)域開展理論及實(shí)驗(yàn)研究，取得了一系列突破性進(jìn)展。 (6)主體設(shè)備 (轉(zhuǎn)底爐、 選別設(shè)備 )立足于國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)、制造，以有效節(jié)約 寶貴的建設(shè)資金。 (3)嚴(yán)格貫徹執(zhí)行國(guó)家對(duì)冶金行業(yè)的產(chǎn)業(yè)政策及當(dāng)?shù)卣挠嘘P(guān)法律與規(guī)定，全力推動(dòng)新技術(shù)的應(yīng)用。制定可靠的生產(chǎn)工藝流 程；采用實(shí)用、成熟可靠、行之有效、便于管理和操作的工藝裝備。 項(xiàng)目主要建設(shè)內(nèi)容 原料處理部分：主要原料是 鐵礦石 、還原用煤、添加劑 A，通過破碎、篩分工藝，得到適合蓄熱式轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)用的原料。 本項(xiàng)目 采 用 蓄熱式 轉(zhuǎn)底爐 選別作為生產(chǎn)工藝 ，以褐煤作為還原年處理 50 萬噸難選礦 直接還原 選別工程 可行性研究報(bào)告 江蘇省冶金設(shè)計(jì)院有限公司 北京神霧熱能技術(shù)有限公司研究院 5 劑。通過 “適度 ”的破碎或粉碎，使金屬鐵與脈石相實(shí)現(xiàn)單體分離。 轉(zhuǎn)底爐 直接還原 的工藝特點(diǎn)是在高溫下 (1300～ 1350℃ )，敞焰加熱含碳物料的薄料層 (～ 40mm)，實(shí)現(xiàn)快速還原 (20min)。目前我國(guó)已探明儲(chǔ)量的 600億噸鐵礦資源中， 貧礦的儲(chǔ)量占總儲(chǔ)量的 80%以上 ， 且多為不能直接采用傳統(tǒng)的燒結(jié) 高爐流程生產(chǎn)的難選礦，因此我國(guó)鋼鐵工業(yè)嚴(yán)重依賴國(guó)外進(jìn)口鐵礦石。這一點(diǎn)突出表現(xiàn)沒有實(shí)現(xiàn)資源的有效回收和綜合利用。隨著鋼產(chǎn)量規(guī)模的迅速擴(kuò)大，礦石、煤炭、電力、運(yùn)輸?shù)荣Y源緊張狀況日益突出，資源價(jià)格也在不斷上漲。同時(shí)，根據(jù)國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要提出的增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力，建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的奮斗目標(biāo)，以及節(jié)約資源、建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)的總體戰(zhàn)略部署，更加強(qiáng)調(diào)以企業(yè)為主體的產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新組織的發(fā)展，更加關(guān)注循環(huán)經(jīng)濟(jì)和資源綜合化利用。 以下是近年來部分國(guó)家發(fā)改委和科技部關(guān)于鼓勵(lì)非焦煉鐵政策條文的摘抄： 1)國(guó)務(wù)院 20xx 年 7 月 27 日頒布的國(guó)家計(jì)委、經(jīng)貿(mào)委七號(hào)令《當(dāng)年處理 50 萬噸難選礦 直接還原 選別工程 可行性研究報(bào)告 江蘇省冶金設(shè)計(jì)院有限公司 北京神霧熱能技術(shù)有限公司研究院 2 前國(guó)家重點(diǎn) 鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)指導(dǎo)目錄 (20xx 年修訂 )》： 十四、鋼鐵； 直接還原。 年處理 50萬噸難選礦 直接還原 選別工程