【正文】 . 轉(zhuǎn)底爐附屬機(jī)械設(shè)備 轉(zhuǎn)底爐機(jī)械設(shè)備主 要有：裝料機(jī)、轉(zhuǎn)底機(jī)械、出料機(jī)、潤(rùn)滑系統(tǒng)等。每個(gè)燒嘴和每個(gè)噴風(fēng)口的空氣管上安裝手動(dòng)空氣蝶閥和波紋膨脹節(jié)。由煤氣總管分出支管，分別接到各供熱區(qū)域，再分送到各個(gè)燒嘴。 爐頂下料口、出料滑口、冷卻區(qū)的冷卻裝置、出料機(jī)保護(hù)罩等都是采用北京神霧公司研發(fā)的特殊結(jié)構(gòu)。爐體鋼結(jié)構(gòu)承載爐墻爐頂全部耐火材料的荷重，同時(shí)承載安裝在爐體上的燒嘴、管道及其他附屬設(shè)備的荷重，因此鋼結(jié)構(gòu)要足夠堅(jiān)固。 物料在加熱升溫過(guò)程中，隨著溫度繼續(xù)升高，還原反應(yīng)加劇進(jìn)行。 轉(zhuǎn)底爐圓環(huán)爐膛劃分為裝料區(qū)、還原區(qū)、冷卻區(qū)和出料區(qū)。h1 儲(chǔ)料時(shí) 間 /h 單 總 鐵礦石 配料槽 2 250 400 800 還原劑配料槽 1 250 150 150 添加劑 A 配料槽 1 250 400 400 添加劑 B 漏斗 1 4 . 設(shè)備選型計(jì)算 (1) 配料設(shè)備 表 55 配料設(shè)備參數(shù) 名稱(chēng) 設(shè)備數(shù) 量 /臺(tái) 款式 給料能力 /t 詳見(jiàn)工程總平面布置圖。 . 還原煤和添加劑 A 加工 . 生產(chǎn)工藝流程 (1) 還原煤或添加劑 A 卸入 地下受礦槽； (2) 通過(guò)手動(dòng)給礦閥將外還原煤或添加劑 A送到振動(dòng)篩分機(jī)預(yù)篩分，篩下物去配料礦槽； (3) 篩上物去錘式破碎機(jī)破碎，破碎后返回振動(dòng)篩分機(jī)； (4) 生產(chǎn)中注意兩個(gè)地下受礦槽，兩套破碎篩分，兩個(gè)配料礦槽不要錯(cuò)料。 . 鐵礦石加工 年處理 50 萬(wàn)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 19 . 礦石的機(jī)械、物理性質(zhì) 礦石真比重： 礦石松散系數(shù)： 礦石硬度： f=12~16 鐵礦石最大塊度 ≤ 500mm。 . 原料條件 本項(xiàng)目的原料為難選鐵礦，年需要量 50 萬(wàn)噸，成份如下： 表 31 難選鐵礦成分 成分 TFe P S C SiO2 Al2O3 CaO MgO 含量 /% 難選鐵礦入廠塊度為 0~500mm。 同時(shí)已焙燒細(xì)磨的鐵礦石尾礦可作為水泥行業(yè)的輔料，實(shí)現(xiàn)了資源的綜合利用。而采用蓄熱式燃燒技術(shù)，熱交換器是陶瓷材料，其允許的工作溫度比年處理 50 萬(wàn)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 14 金屬材料高得多，因此可將助燃空氣預(yù)熱到 1000℃ 以上，冷潔煤氣的理論燃燒溫度可達(dá) 2050℃ 以上，實(shí)際爐溫可達(dá) 1435℃ 以上，則滿(mǎn)足工藝需要有余。煤基還原法采用煤或焦炭作為還原劑， 還原劑取材方便。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。 20xx 年，北京神霧公司為天津榮程鋼鐵集團(tuán)公司設(shè)計(jì)的年產(chǎn) 80萬(wàn)噸蓄熱式轉(zhuǎn)底爐直接還原工程開(kāi)始建設(shè)，目前設(shè)備已進(jìn)入安裝階段，預(yù)計(jì) 20xx 年 3 月建成投產(chǎn)。 (6)在項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模上，出于對(duì)資源、資金以及各設(shè)施工藝布置及能力配置等的綜合考慮，根據(jù)實(shí)際情況，按照合理的建設(shè)程序，合理地安排各個(gè)子項(xiàng)目開(kāi)工、完工及竣工時(shí)間，以便于把握項(xiàng)目建設(shè)的總體進(jìn)度、合理分配建設(shè)資金。 本項(xiàng)目主要內(nèi)容包括： — 生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品方案、生產(chǎn)工 藝流程的選擇配置； — 主要生產(chǎn)設(shè)備的選型、車(chē)間布置； — 車(chē)間及設(shè)備的供配電、傳動(dòng)和電控三電一體化； — 熱力、燃?xì)?、通風(fēng)除塵、給排水等生產(chǎn)輔助設(shè)施； 年處理 50 萬(wàn)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 6 — 廠房和建 (構(gòu) )筑物； — 項(xiàng)目總圖設(shè)施； — 環(huán)保及安全衛(wèi)生措施； — 項(xiàng)目投資估算及效益分析； 項(xiàng)目主要工藝路線 主要工藝路線見(jiàn)下圖： 圖 11 項(xiàng)目工藝流程示意圖 . 設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想及原則 (1)采用創(chuàng)新、先進(jìn)的工藝方法及流程，包括：蓄熱式轉(zhuǎn)底爐直接還原技術(shù)，直接還原鐵 選別 技術(shù)， 直接還原鐵冷壓塊技術(shù) ， 煙氣余熱年處理 50 萬(wàn)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 7 發(fā)電技術(shù)等 。通過(guò)技術(shù)進(jìn)步，改變?cè)鲩L(zhǎng)方式，發(fā)展 循環(huán)經(jīng)濟(jì)，合理開(kāi)發(fā)利用資源，降低企業(yè)生產(chǎn)成本， 已經(jīng)成為 企業(yè) 增強(qiáng) 核心競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展 的唯一手段 。 采用新的 蓄熱式轉(zhuǎn)底爐直接還原 選別 工藝技術(shù)處理這些礦產(chǎn)資源，將這些難以用 目前常規(guī)的選礦技術(shù)，磁、浮、重選等選礦方法實(shí)施分離富集的 “呆滯 ”“無(wú)法使用 ”的礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用，將對(duì)我國(guó)的鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，減輕、擺脫我國(guó)鋼鐵工業(yè)發(fā)展對(duì)國(guó)外資源的依賴(lài)，降低鋼鐵生產(chǎn)的成本起到重要的作用。我國(guó)很多鋼鐵企業(yè)存在生產(chǎn)組織和管理粗放，環(huán)境污染嚴(yán)重以及資源消耗和浪費(fèi)較大等問(wèn)題。 4)20xx 年《指南》沿用 20xx 年《指南》 : 各領(lǐng)域內(nèi)的支持重點(diǎn)及相關(guān)要求與 20xx 年度《指南》中的規(guī)定基本保持一致。 年處理 50萬(wàn)噸難選礦 直接還原 選別工程 可行性研究報(bào)告 工程號(hào)： 08100 江蘇冶金設(shè)計(jì)院有限公司 北京神霧熱能技術(shù)有限公司研究院 二〇〇八年十 二 月 參加編制主要人員名單 專(zhuān)業(yè)名稱(chēng) 設(shè)計(jì)人 審核人 主任工程師 機(jī)運(yùn) 陳思 王正剛 劉安治 鐵前 吳龍忠 周斌 夏林 設(shè)備 堵盤(pán)華 余幼民 楊立生 燃?xì)? 王東方 何建平 耿新萍 通風(fēng) 紀(jì)子純 朱申 何建平 熱力 馬利華 耿新萍 何建平 總圖 劉斌 楊妙珍 蘇根榮 電氣 陳少燕 丁建寧 卞國(guó)成 儀表 徐青 聶英權(quán) 崔鳳 給排水 顧元華 錢(qián)國(guó)祥 許宇興 建筑 虞和剛 郭建平 林萍 結(jié)構(gòu) 王玉輝 呂揚(yáng)。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。這一點(diǎn)突出表現(xiàn)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)資源的有效回收和綜合利用。 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)。 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(wàn)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。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。 (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。 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(wàn)噸蓄熱式轉(zhuǎn)底爐 直接還原工程開(kāi)始建設(shè)，預(yù)計(jì) 20xx 年 9 月 建成投產(chǎn)。通過(guò) “適度 ”的破碎或粉碎，使金屬鐵與脈石相實(shí)現(xiàn)單體分離。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。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(wèn)題迎刃而解。 年處理 50 萬(wàn)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(wú)法比擬的。 . 產(chǎn)品方案 本項(xiàng)目 最終產(chǎn)品為冷壓鐵塊，年產(chǎn)量 萬(wàn)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。 . 供礦條件及工作制度 礦石用礦車(chē)運(yùn)到 鐵 礦 石 倉(cāng)，破碎礦量為 50 萬(wàn) t/a。 工藝流程圖如下： 年處理 50 萬(wàn)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(cāng) 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(wàn) 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。 年處理 50 萬(wàn)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(wàn)噸，預(yù)計(jì)成分見(jiàn)表 31。h1 工作制度 鐵礦石 配料礦槽 2 定量圓盤(pán)給料機(jī) 3194 二開(kāi)一，連續(xù)，可開(kāi)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(kāi)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(kāi)動(dòng)率% 添加劑 B 配料礦槽 1 減量秤 3194kg/h 連續(xù)，可開(kāi)動(dòng)率% (2) 混合機(jī) 年處理 50 萬(wàn)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(kāi)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(guò)程為：裝料 —加熱升溫 —還原 —冷卻 —出料。 物料隨爐底旋轉(zhuǎn)，經(jīng)歷上述各區(qū)后完成還原過(guò) 程。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(lái)，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。 爐頂采用特殊耐火澆 注料整體澆注。 . 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。每條支管安裝流量測(cè)量裝置和 流量調(diào)節(jié)閥。 . 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℃ 。 . 裝料機(jī) 裝料機(jī)用于承接皮帶輸送機(jī)送來(lái)的粉礦并均勻地將其散布在轉(zhuǎn)底上。 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(guò)，被預(yù)熱空氣從內(nèi)、外筒之間的環(huán)縫中通過(guò)，由于空氣通過(guò)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。 支管上安裝流量測(cè)量裝置和流量調(diào)節(jié)閥。 年處理 50 萬(wàn)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。內(nèi)外環(huán)縫用水封槽密封。 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。隨著還原過(guò)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。物料 在爐內(nèi)的還原時(shí)間 ~30min。m3 儲(chǔ)料能力 /t 用量/t整個(gè) 系 統(tǒng) 平地而建，各建筑物相對(duì)集中，車(chē)間內(nèi)部設(shè)備配置力求合理、緊湊。 年處理 50 萬(wàn)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 20 堆 場(chǎng)一 次 篩 分 機(jī)圓 錐 破 碎 機(jī)配 料 礦 槽顎 式 破 碎 機(jī)高 壓 輥 磨 機(jī)二 次 篩 分 機(jī) 圖 41 鐵礦石加工工藝流程 破碎最終產(chǎn)品粒度為 3mm。 表 41 原輔料堆儲(chǔ)系統(tǒng) 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 單位 鐵礦石 原料煤 還原煤 添加劑 A 合計(jì) 進(jìn)料 t/a 500000 57600 75000 75000 707600 堆儲(chǔ) t/a 500000 57600 75000 75000 707600 供料 t/a 500000 57600 75000