【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 余地。（2）有充足的電源，及可滿足項(xiàng)目投產(chǎn)后的供電量（6000kW）。（3）有充足的水源（給水）。（4）交通方便，廠區(qū)附近最好有鐵路，公路或高速公路，便于原材料運(yùn)入及產(chǎn)成品外運(yùn)。考慮產(chǎn)品今后的出口，當(dāng)然離港口越近越好，便于出口運(yùn)輸及報(bào)關(guān)。（5）便于原材料采購(gòu)的區(qū)域。（6）優(yōu)惠政策寬松的地區(qū)。 廠址選擇 選址及交通狀況該釩氮合金項(xiàng)目選址于寧夏銀川市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)。擬在該址征地300畝進(jìn)行建廠。選址區(qū)有包蘭電氣化鐵路、國(guó)道10110線及石中高速公路穿境而過，距銀川火車站約5KM（K43次、K44次、K177次、K178次、K885次等列車經(jīng)停該站），距自治區(qū)政府所在地3 KM，距銀川河?xùn)|機(jī)場(chǎng)40KM，交通十分方便。 氣象與地震裂度情況1)氣象情況 銀川市屬中溫干旱區(qū)，具有明顯的大陸性氣候特征 具有春暖快。夏署短， 秋季旱，冬寒長(zhǎng)，雨雪稀少等氣候特征 （1）歷年平均溫度：℃ （2）歷年最高氣溫：℃ （3）歷年最低氣溫：℃ （4）年平均降雨量：195mm （5）年平均蒸發(fā)量： （6）年平均相對(duì)濕度：% （7）年平均氣壓：892毫巴 （8）年平均沙塵暴日數(shù)： （9）年平均風(fēng)速： （10）最大風(fēng)速：28m/秒 （11）最大積雪深度：48mm （12）凍土層深度： （13）結(jié)冰期：120天 （14）采暖期：150天 （15）冬季主導(dǎo)風(fēng)向：西北 （16）夏季主導(dǎo)風(fēng)向：西南 （17）無霜期平均為165181天 （18）年日照時(shí)數(shù)3069小時(shí) 2)地震裂度 依據(jù)中國(guó)科學(xué)院蘭州地震研究所劃分，寧夏銀川市地震裂度為8度。 選址區(qū)域工程地質(zhì)情況1）地形地貌 該選址區(qū)域地形較平坦，地貌單元為沖洪積平原，地層除素填土外，均為第四系全新系統(tǒng)沖洪積物。2）地質(zhì)構(gòu)造及環(huán)境工程地質(zhì)條件 區(qū)域地處賀蘭山東麓沖洪積平原，銀川內(nèi)陸斷陷盆地的西北邊緣，構(gòu)造單一，屬我國(guó)南北地震帶，是鄂爾多斯周緣活動(dòng)斷裂系的一部分。3）選址區(qū)所處環(huán)境無崩塌、滑坡、泥石流、震陷等各類不良地質(zhì)作用，地基上從第四系全新系統(tǒng)沖洪積物為主，空間分布穩(wěn)定、均勻、所處地質(zhì)環(huán)境有利于工業(yè)項(xiàng)目建設(shè)。第六章 工藝技術(shù)方案 項(xiàng)目組成本項(xiàng)目建設(shè)年產(chǎn)10000噸釩氮合金生產(chǎn)裝置及配套的分析測(cè)試中心和辦公后勤銷售等輔助設(shè)施。另外擬建立釩研究所，對(duì)釩的深加工和下游產(chǎn)品進(jìn)行深入研發(fā)。1) 一期建設(shè)公用工程及2000噸/年釩氮合金生產(chǎn)線。2) 二期建設(shè)3000噸/年釩氮合金生產(chǎn)線.3) 三期又建設(shè)5000噸/釩氮合金生產(chǎn)線。最后總產(chǎn)能達(dá)到1萬噸/年釩氮合金的生產(chǎn)規(guī)模。4) 1萬噸/年釩氮合金配套的公用工程（道路、配電、給排水、車間、倉(cāng)庫(kù)、辦公樓、分析測(cè)試中心、食堂、宿舍）。5) 建立釩研究所和釩應(yīng)用開發(fā)省級(jí)實(shí)驗(yàn)室，對(duì)釩的進(jìn)一步深加工和應(yīng)用進(jìn)行研究。6) 釩相關(guān)專業(yè)博士后科研流動(dòng)站。擬建設(shè)的主要和輔助設(shè)施有：1) 車間部分：釩氮合金車間一、釩氮合金車間二、多功能車間一、制氮車間及罐區(qū)、機(jī)修車間。2) 倉(cāng)儲(chǔ)部分：乙類倉(cāng)庫(kù)、丙類倉(cāng)庫(kù)、機(jī)修倉(cāng)庫(kù)。3) 輔助設(shè)施部分：消防水池、循環(huán)水池、變電站、配電房、泵房、測(cè)試中心。4) 綜合管理部分：釩研究所(包括省級(jí)實(shí)驗(yàn)室)、辦公樓5) 其它輔助設(shè)施：門衛(wèi)及傳達(dá)室、食堂、宿舍、浴室、廠區(qū)內(nèi)室外廁所、車棚。釩研究所（省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、企業(yè)博士后科研流動(dòng)站）擬采用如下方案：本項(xiàng)目配套建設(shè)釩研究所，研究所的主要目標(biāo)是進(jìn)行釩相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)的研究開發(fā)，為釩的深加工和下游產(chǎn)品提供幫助，力求使得項(xiàng)目公司在釩行業(yè)保持技術(shù)和產(chǎn)品雙領(lǐng)先的地位；另外根據(jù)企業(yè)和市場(chǎng)需要，對(duì)冶金爐料進(jìn)行研究開發(fā)，成為一個(gè)在冶金爐料行業(yè)具有影響力的科研單位。研究所所長(zhǎng)由公司首席科學(xué)家兼任，建所初期擬設(shè)三個(gè)課題組，每個(gè)課題組3人，其中一人為課題組長(zhǎng)，要求碩士學(xué)位以上人員擔(dān)任。三個(gè)課題組共可同時(shí)進(jìn)行3～6個(gè)課題或者產(chǎn)品的研究開發(fā)。研究所建成后根據(jù)企業(yè)和行業(yè)發(fā)展需要，可以進(jìn)行擴(kuò)充和強(qiáng)化建設(shè)。研究所運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，擬申請(qǐng)?jiān)O(shè)立釩專業(yè)相關(guān)的省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，申請(qǐng)?jiān)O(shè)立釩相關(guān)專業(yè)或者冶金爐料學(xué)科方面的企業(yè)博士后科研流動(dòng)站。 生產(chǎn)技術(shù)方案本項(xiàng)目采用立窯工藝生產(chǎn)釩氮合金（釩氮合金），以五氧化二釩、碳粉和氮?dú)鉃橹饕?，接近常壓下一次焙燒得釩氮合金產(chǎn)品。不需要真空設(shè)備，整個(gè)生產(chǎn)過程連續(xù)自動(dòng)化，勞動(dòng)強(qiáng)度低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定并且方便不同型號(hào)的產(chǎn)品生產(chǎn)。通過控制立窯升溫段和高溫段的長(zhǎng)度，避免了對(duì)程序升溫控制的嚴(yán)格要求。 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)釩氮合金（釩氮合金）產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)符合國(guó)標(biāo)GB/T20567～2006。主要指標(biāo)為：表觀密度：≥179。；（本項(xiàng)目實(shí)際產(chǎn)品的表觀密度～179。）；氮含量：12%～18%（根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格要求）碳含量：1%～10%（根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格要求）釩含量：≥77%參照?qǐng)?zhí)行釩氮合金國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T20567～2006）表六：牌號(hào)化 學(xué) 成 分 （ % ）VNCSiPSApMn不大于VN878～826～10VN1277～8110～14VN1676～8014～18參照?qǐng)?zhí)行攀鋼釩氮合金內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)表七：牌號(hào)VNCApSP%%不 大 于VN1276～8210～1410VN1676～8214～186 本項(xiàng)目所采用的生產(chǎn)工藝流程和技術(shù)參數(shù)本項(xiàng)目采用立窯工藝生產(chǎn)釩氮合金（釩氮合金），以五氧化二釩、碳粉和氮?dú)鉃橹饕?，接近常壓下一次焙燒得釩氮合金產(chǎn)品。不需要真空設(shè)備，整個(gè)生產(chǎn)過程連續(xù)自動(dòng)化，勞動(dòng)強(qiáng)度低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定并且方便不同型號(hào)的產(chǎn)品生產(chǎn)。通過控制立窯升溫段和高溫段的長(zhǎng)度，避免了對(duì)程序升溫控制的嚴(yán)格要求。釩氮合金單耗(按10000噸/年，)：1) 每噸釩氮合金耗 五氧化二釩≤。2) 每噸釩氮合金耗 氮?dú)狻?50Nm3。3) 每噸釩氮合金耗 碳粉≤。4) 每噸釩氮合金耗 電≤5000kwh。5) 每噸釩氮合金耗 其它輔料 ≤￥。工藝流程圖五氧化二釩(片釩)五氧化二釩(粉釩)粉碎碳粉拌料其它添加劑壓塊成型還原氮化質(zhì)量檢測(cè)包裝工藝流程簡(jiǎn)述：1）粉碎工段將原料片釩（五氧化二釩的一種形式）進(jìn)行粉碎，才用本工藝獨(dú)特的全密封粉碎技術(shù)，無粉塵產(chǎn)生。之所以設(shè)置這個(gè)工段，是因?yàn)橛袝r(shí)片狀比粉狀五氧化二釩價(jià)格低。粉碎后粒度要求90%物料能夠過100目分樣篩。2）拌料工段將五氧化二釩（粉釩或者粉碎后的片釩）、碳粉和其它添加劑按一定比例加入拌料機(jī)中混和均勻，并加入少許水使得物料稍微潤(rùn)濕。3）壓塊成型將混和均勻的物料送入成型機(jī)壓成大小約5cm的橢球塊狀。%。4）還原氮化工段壓塊成型后的物料進(jìn)入還原釩氮合金爐，高溫氮?dú)鈿夥障略衔逖趸C先經(jīng)碳質(zhì)還原劑還原，并經(jīng)氮?dú)獾a(chǎn)釩氮合金。還原氮化爐內(nèi)氮?dú)夂凸腆w物料逆向移動(dòng)。5）包裝入庫(kù)出還原氮化爐的釩氮合金產(chǎn)品經(jīng)過質(zhì)量檢測(cè)后，以內(nèi)部覆塑牛皮紙袋包裝，每5kg一袋，每50袋1標(biāo)準(zhǔn)鐵桶。然后入成品庫(kù)。 工業(yè)化制備工藝對(duì)比目前已經(jīng)工業(yè)化的比較可行的工藝主要有美國(guó)聯(lián)合碳化物公司的真空還原氮化工藝，國(guó)內(nèi)主要有推板窯工藝、立窯工藝和微波立窯工藝。國(guó)內(nèi)的工藝都在常壓下碳熱還原氮化五氧化二釩或者三氧化二釩制備釩氮合金，工藝的區(qū)別主要在加熱方式及窯爐形式上面。常壓還原氮化工藝明顯的比真空還原氮化工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、能耗低、生產(chǎn)能力大。目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用比較廣的是推板窯碳熱還原氮化工藝、和本項(xiàng)目采用的立窯碳熱還原工藝，簡(jiǎn)稱推板窯工藝和立窯工藝。這三種工藝都采用常壓氮?dú)鈿夥?，主要原料釩和碳的單耗基本相當(dāng)。理論上，%%。還有一個(gè)共同點(diǎn)就是這三種工藝都可以方便的調(diào)節(jié)產(chǎn)品的碳和氮含量。推板窯工藝一般采用電阻加熱，原料壓塊后裝入石墨坩鍋中推入爐膛加熱進(jìn)行反應(yīng)，為了控制受熱和氣體傳質(zhì)的均勻性，石墨坩鍋不宜太大，否則坩鍋下部中間的原料還原和氮化會(huì)受到一定的影響。原料壓塊也不宜過大，否則塊中心不易被還原或者氮化。也因此加熱時(shí)間比較長(zhǎng)。另外，加熱爐保溫和氣密性需要進(jìn)一步的改進(jìn)，以降低電耗和氣耗。微波加熱的熱效率高，但是由于單個(gè)微波管的功率不能做得太大，一般較大的做到5kw的功率，那么當(dāng)需要整個(gè)窯爐的功率密度比較大的情況下，一般采用多個(gè)微波管，但是微波管過多時(shí)，不同微波管之間容易相互加熱，導(dǎo)致微波管壽命降低、熱效率降低。由于微波穿透能力有限（一般小于10cm），爐子做得太大后會(huì)導(dǎo)致加熱不均勻。以上兩個(gè)原因使得單臺(tái)設(shè)備生產(chǎn)規(guī)模受到限制。一般單爐做到年產(chǎn)100噸釩氮合金左右。另外，由于釩氮合金制備過程中，隨著還原程度的加深，反應(yīng)介質(zhì)越來越具有金屬的性質(zhì)，使得越到反應(yīng)后期，介質(zhì)對(duì)微波的反射越強(qiáng)，導(dǎo)致反應(yīng)不易完成，產(chǎn)品中會(huì)殘留較多的氧。本項(xiàng)目提出的立窯工藝的窯爐體積利用率比較高，容易做到氣密性和良好的保溫性能，也容易實(shí)行大規(guī)模生產(chǎn)。目前已經(jīng)克服用V2O5為原料時(shí)料塊之間的粘接，不再存在物料結(jié)塊堵塞導(dǎo)致停窯事故的情況。該工藝是目前唯一實(shí)現(xiàn)單爐年產(chǎn)釩氮合金1000噸規(guī)模的裝置。由于目前作者能夠獲知的微波爐工藝產(chǎn)量較小，無大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)意義，下面將立窯工藝和推板窯工藝做一個(gè)對(duì)比表。對(duì)比以同等產(chǎn)量即年產(chǎn)1000噸釩氮合金規(guī)模為基準(zhǔn)。見表2。表2. 年產(chǎn)1000噸VN不同工藝對(duì)比表項(xiàng)目立窯工藝 (本項(xiàng)目工藝)推板窯工藝(國(guó)內(nèi)某大型企業(yè))窯數(shù)量1條立窯3條推板窯窯爐占地/m2≤3001500裝機(jī)容量630KVA1500～1800KVA設(shè)備維護(hù)少多（液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)、液壓油系統(tǒng)、發(fā)熱元件、推板、導(dǎo)軌）窯爐易耗品少，只有少量?jī)?nèi)襯易損耗導(dǎo)軌、推板、石墨籃、加熱元件（必須在規(guī)定使用次數(shù)內(nèi)更換，否則必須拆窯排除故障）拆窯并恢復(fù)方便，損耗小，費(fèi)時(shí)短（1星期），開停車靈活復(fù)雜，損耗嚴(yán)重，費(fèi)時(shí)長(zhǎng)（1～2個(gè)月），大致相當(dāng)于重新建新窯首次主要設(shè)備投資 只及推板窯工藝的一半年產(chǎn)量/噸≥1000900電耗kwh/噸≤5000≥14500氣耗Nm3/噸≤650≥3600原料片釩、粉釩或者紅釩號(hào)稱可以用V2O5，實(shí)際使用V2O3(直接使用V2O5粘結(jié)嚴(yán)重)其它消耗相當(dāng)相當(dāng)建設(shè)方便性交鑰匙工程承包商做好一切業(yè)主自行確定工藝、裝置組合、分析方法和設(shè)備并進(jìn)行人員培訓(xùn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)有(承包商持有專利)無（設(shè)備商無VN專利）綜合評(píng)價(jià)單耗低原料適應(yīng)性強(qiáng)可以直接使用低成本原料維護(hù)方便，維護(hù)費(fèi)用低勞動(dòng)強(qiáng)度低投資小，占地少有知識(shí)產(chǎn)權(quán)單耗高對(duì)原料種類有特殊要求最好不要直接使用V2O5不易維護(hù)，維護(hù)費(fèi)用高勞動(dòng)強(qiáng)度大投資大，占地大無VN生產(chǎn)專利，有知識(shí)產(chǎn)權(quán)隱患從上表可見，本項(xiàng)目所采用的立窯釩氮合金生產(chǎn)技術(shù)，與推板窯相比：1) 電耗降低～10000度(kWh)/噸，如果電按照￥，節(jié)約成本約￥4500元/噸釩氮合金；2) 氣耗降低～3000m3/噸，氮?dú)獍凑眨?，?jié)約成本約￥1800元/噸釩氮合金；3) 窯爐維護(hù)及易耗品方面，本公司立窯工藝只及推板窯工藝的1/9，節(jié)約成本￥160萬元/年/1000噸，平均每噸節(jié)約成本￥1600/噸釩氮合金。以上三項(xiàng)共節(jié)約成本～￥8000元/噸釩氮合金。4) 另外年產(chǎn)2000噸的設(shè)備投資只及推板窯工藝的1/2，占地面積只及推板窯工藝的1/4。5) 從窯爐停止?fàn)顟B(tài)開始開車，到開始投料所用的時(shí)間，本公司立窯工藝只需要3天，而推板窯需要28天。從這次大的經(jīng)濟(jì)危機(jī)情況來看，開停車方便具有巨大的優(yōu)勢(shì)，除了攀鋼以外，其它只有單條推板窯釩氮合金生產(chǎn)線的企業(yè)幾乎全部停產(chǎn)，即使有少量的訂單，由于開車費(fèi)時(shí)長(zhǎng)，訂單流失，而且也不敢為了比如50或者100噸的訂單開車(因?yàn)橥瓢甯G開車需要28天對(duì)窯爐程序升溫，停車也需要15天程序降溫，無用的電耗非常大)。因此，這次經(jīng)濟(jì)危機(jī)中，采用本項(xiàng)目立窯工藝的廠家能夠抓住機(jī)遇生意反而更好。綜上所述，采用本公司立窯工藝，不但每噸釩氮合金節(jié)約成本￥8000元以上，而且投資省、占地少、維護(hù)方便。更重要的是開停車快捷，更加適合多變的市場(chǎng)環(huán)境，更容易抓住市場(chǎng)機(jī)遇。 自控方案本項(xiàng)目的自控采用單臺(tái)設(shè)備獨(dú)立控制，可以獨(dú)立開停各單元設(shè)備，為檢修和靈活安排生產(chǎn)提供方便。但是控制單元需預(yù)留DCS集散控制接口，待10000噸/年釩氮合金生產(chǎn)裝置完全建成后，可考慮采用DCS控制。對(duì)氮?dú)饬髁靠刂频某炭亻y設(shè)置手動(dòng)旁路，對(duì)氮?dú)獾牧髁繖z測(cè)設(shè)置帶電子檢測(cè)顯示的孔板流量計(jì)，并且與程控流量閥聯(lián)動(dòng)。另外設(shè)置串連轉(zhuǎn)子流量計(jì)直觀測(cè)量裝置。 主要工藝設(shè)備選擇本項(xiàng)目的生產(chǎn)線上所有的設(shè)備，包括分析儀器總承包給成都甌蘿生化科技有限公司完成。該公司法人擁有兩個(gè)釩氮合金生產(chǎn)專利，并成功建立了一條年產(chǎn)1000噸的釩氮合金生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線依據(jù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)1年多。序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量備注1氮化爐電爐、外殼不銹鋼，600kVA臺(tái)10設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工總承包（EPC）合同。2制氮機(jī)300+1200Nm3/h臺(tái)23粉碎機(jī)1噸/h 100目臺(tái)54攪拌機(jī)2噸/h臺(tái)55成型機(jī)2噸/h臺(tái)56檢測(cè)化驗(yàn)設(shè)備套27包裝設(shè)備套28變壓器臺(tái)2由項(xiàng)目單位負(fù)責(zé)費(fèi)用及施工。9電器配電線桿、電纜、配電室等