【文章內(nèi)容簡介】 于處理含鎳量高于 %的紅土礦是特別適合的，因此本工程選擇火法工藝生產(chǎn)鎳鐵合金。即干燥一焙燒/還原一電爐熔煉的工藝流程。3．2 產(chǎn)品品種設(shè)計主要產(chǎn)品為鎳鐵合金 （平均鎳含量在 10%的鎳鐵）商品鎳鐵品種規(guī)格如下：鎳鐵牌號及化學(xué)成分 19化學(xué)成分（%）牌號Ni Si C P SNiFc8 810 12 12 ≤ ≤NiFe10 1012 12 12 ≤ ≤NiFe12 1215 12 12 ≤ ≤3．3 生產(chǎn)規(guī)模生產(chǎn)規(guī)模為建設(shè) 30000kVA4＋42022 kVA5 礦熱電爐，年產(chǎn)鎳鐵合金30 萬 t/a。車間年工作日為 350d。3．4 主要原輔材料和技術(shù)條件3．4．1 鎳鐵合金生產(chǎn)需要的主要原輔材料和技術(shù)條件3．4．1．1 紅土礦紅土礦（氧化鎳礦石）是生產(chǎn)鎳鐵合金的主要原料，主要是由鐵、鎳、硅等含水氧化物組成的疏松粘土狀礦石，由于鐵的氧化，礦石呈紅土狀。紅土礦一般含有 20～40%的水分，需要在干燥、還原焙燒階段將水分去除，這個過程是在干燥窯和回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行的，礦石在料場破碎后加入干燥窯，然后破碎并加入炭素還原劑加入到回轉(zhuǎn)窯。礦石被焙燒脫水和預(yù)還原后送礦熱電爐車間。紅土礦原礦 （約含 %）年需要量 240 萬 t，主要由東南亞國家菲律賓、印尼、新喀里多尼亞等進(jìn)口。紅土礦技術(shù)條件見表 31。 表 31 紅土礦技術(shù)條件CaO 化學(xué)成分%物料名稱 Ni Cr2O3 ΣFe SiO2 MgO Al2O3粒度mm紅土礦 ≤603．4．1．2 炭質(zhì)還原劑 20選用焦炭還原劑入爐，年需要量為 30 萬 t，主要從市內(nèi)或山西等地購買。炭質(zhì)還原劑入爐技術(shù)條件見表 32。 表 32 炭質(zhì)還原劑技術(shù)條件化學(xué)成分%物料名稱 固定炭 灰分 揮發(fā)分 P S H2O粒度mm焦炭 6 5～303．4．1．3 石灰主要從當(dāng)?shù)刭忂M(jìn)，汽車來料，年用量 30 萬 t，入爐。其主要技術(shù)指標(biāo)見表33。表 33 石灰技術(shù)條件CaO SiO2 P S粒度mm石灰 5～303．4．1．4 電極糊礦熱電爐采用電極糊生產(chǎn)，需要量 1200Ot/a。采用密閉糊。電極糊理化性能按 YB/T521596 標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。電極糊入爐尺寸 50～15Omm。具體要求見表 34。 表 34 電極糊理化性能指標(biāo)灰分% 揮發(fā)分%抗壓強(qiáng)度MPa電阻率μΩm體積密度g/cm31 ～ ≥18 ≤65 ≥2 ～ ≥17 ≤75 ≥3．5 生產(chǎn)工藝簡述 鎳鐵合金以紅土礦為主要原料，焦炭作還原劑，石灰作熔劑，在鎂磚內(nèi)襯爐內(nèi)進(jìn)行冶煉生產(chǎn)。成 分%品名項目序號 21 鎳鐵合金礦熱電爐需要的干燥紅土礦在在保溫的狀態(tài)下通過電動車被送到鎳鐵合金礦熱電爐車間由車間內(nèi)吊車吊至鎳鐵合金礦熱電爐爐頂平臺爐頂料倉內(nèi)，鎳鐵合金礦熱電爐所需焦炭、石灰由皮帶機(jī)送至配料倉，然后經(jīng)稱量系統(tǒng)按批次配料，冉由皮帶機(jī)送至爐頂料倉內(nèi)，需要時爐料經(jīng)料管靠自重下降。 鎳鐵合金礦熱電爐設(shè)兩個出鐵口，每 2h 出一次鐵。熔渣和鐵水同時從鐵口流入鐵包車上的鐵水包內(nèi)，熔渣再流入渣盤內(nèi)，鐵包車牽引至澆注跨，經(jīng)32/lOt 起重機(jī)將鐵水澆注成錠，經(jīng)冷卻，精整，破碎加工，包裝，然后送成品庫稱量，存放。由于當(dāng)?shù)厝彼?，熔渣采用干渣處理，外銷綜合利用。 鐵水澆注采用鑄鐵機(jī)方式，設(shè)計選用鏈輪中心斜長為 32m，單鏈帶滾輪移動式 3 臺，用于鎳鐵合金的產(chǎn)品成型生產(chǎn)。鑄鐵機(jī)最大生產(chǎn)能力 102t/d。 工藝流程圖見圖 31。3．6 車間組成3．6．1 主廠房主廠房由爐子跨、澆鑄跨、成品跨、變壓器跨及公用輔助設(shè)施組成。主廠房參數(shù)見表 35。表 35 礦熱電爐主廠房參數(shù)主廠房參數(shù)（m）序號 跨間名稱跨度 長度 軌面標(biāo)高起重機(jī)配置t臺1 爐子跨 18 90 30 5６2 澆鑄跨 24 90 12 32/1093 變壓器跨 904 成品跨 1 24 90 8 1073．6．2 公用輔助設(shè)施 23為滿足鐵合金生產(chǎn)要求，還設(shè)有原料系統(tǒng)、車間變電所、凈循環(huán)稅系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)等公用輔助設(shè)施，詳見有關(guān)章節(jié)說明。 24圖 31 鎳鐵合金生產(chǎn)工藝流程圖3．7 生產(chǎn)能力及主要設(shè)備選擇鎳礦石 布袋除塵器≦60mm塵回收530mm焦炭皮帶皮帶混料皮帶提升機(jī)塵回收回混料工序汽車運廢渣回收單位運走入庫粉塵 粉塵料倉 料倉塵回收回混料工序廢氣排放回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)布袋除塵器礦熱爐澆鑄布袋除塵器石灰石配料530mm精整包裝稱重 253．7．1 生產(chǎn)能力計算Q=式中： Q——電爐日產(chǎn)量，t/a24——電路每天工作小時，24h。P——電路變壓器額定容量，取 30000kVA 和 42022KVA。K——電路變壓器功率利用系數(shù)，取 ；COSΦ——電路功率因數(shù)，取 ；（補(bǔ)償后）W——單位產(chǎn)品的冶煉電耗，取 7500kWh/t。%——產(chǎn)品合格率；30000kVA 礦熱爐日產(chǎn)量＝ ＝車間 4 座礦熱爐年產(chǎn)量=（4）350=116620t 設(shè)計取 10 萬 t/a。42022kVA 礦熱爐日產(chǎn)量＝ ＝車間 5 座礦熱爐年產(chǎn)量=（5）350=204050t 設(shè)計取 20 萬 t/a。車間礦熱爐年產(chǎn)量共計 30 萬 t/a。3．7．2 設(shè)備選擇a．爐型24PKCOSΦ%W2430000750024420227500 26進(jìn)行工藝設(shè)計時，考慮了兩種目前國內(nèi)較先進(jìn)爐型，并進(jìn)行比較，見表 36。表 36 爐型方案比較爐型 半封閉礦熱爐 封閉礦熱爐結(jié)構(gòu)特點煙罩為矮煙罩，設(shè)爐門，半封閉式 煙罩與爐體全封閉，不設(shè)爐門優(yōu)點可采用除塵措施，消除污染，自動化程度較好，維修容易，操作已掌握，投資較市，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較好爐氣易回收，節(jié)市能源，自動化程度高，操作條件好，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好缺點不易回收煤氣，煙氣凈化處理量較大，能耗較高爐子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資大，對原料要求嚴(yán)格，運行和維護(hù)費用高 從方案比較看，認(rèn)為全封閉礦熱爐在國外內(nèi)運行已是成熟，可靠的生產(chǎn)工藝設(shè)備，且投資市更適應(yīng)本工程實際情況。因此，本設(shè)計選用全封閉固定式爐型。b．電極升降、壓放、把持系統(tǒng)電極升降采用液壓缸升降方式。把持器采用液壓波紋管，每個波紋管單獨頂一塊銅瓦，能保證每塊銅瓦與電極都接觸良好。壓放裝置采用液壓抱閘和壓放缸組成。c．爐頂上方配備有電動單梁懸掛吊車。d．每臺電爐采用三臺單相變壓器，單臺容量 10000kVA、14000KVAe．電爐主要技術(shù)參數(shù)表 37 30000VA 礦熱電爐主要技術(shù)參數(shù)序號 參數(shù)名稱 單位 主要技術(shù)參數(shù) 備注1 電爐爐型 封閉矮煙罩 2730000 單項 100002 額定功率 kVA42022 單項 140003 變壓器一次側(cè)電壓 kV 354 二次側(cè)電壓 V 160～3005 電極材質(zhì) 自焙電極6 電極直徑 mm 15007 極心圓直徑 mm 3600～38008 電極升降速度 m/min 9 電極工作行程 mm 12003．7．2 鑄鐵機(jī)設(shè)計選用鏈輪中心斜長為 32m,單鏈帶滾輪移動式鑄鐵機(jī) 9 臺，用于鎳鐵合金的產(chǎn)品成型生產(chǎn)。鑄鐵機(jī)最大生產(chǎn)能力 102t/d。單臺鑄鐵機(jī)技術(shù)性能見表 38.表 38 鑄鐵機(jī)技術(shù)性能表序號 項目 技術(shù)規(guī)格 單位1 鑄鐵機(jī)的形式 單鏈帶滾輪移動式2 鑄鐵機(jī)鏈輪中心斜長 32 m3 鑄鐵機(jī)傾角 9o33’4 鏈輪節(jié)園直徑 Φ400 mm5 鏈帶速度 m/min6 鐵塊重量 20 kg7 鐵?？倲?shù) 240 個8 鐵模間距 200 mm9 生產(chǎn)能力 102 t/d10 減速機(jī) JZQ50014Z,I=11 設(shè)備總重 30 t鑄鐵機(jī)受鐵水由前方支柱、鐵水包、鑄鐵通廊構(gòu)成。與鑄鐵機(jī)相配套的設(shè)施有冷卻用的循環(huán)水池及泵房以及相 關(guān)的噴漿設(shè)施。 283．8 工藝特點及裝備水平 冶煉工藝采用成熟、可靠的工藝技術(shù)，爐體設(shè)備設(shè)計采納和吸收國內(nèi)許多成熟可靠的先進(jìn)技術(shù)和裝備。為提高勞動生產(chǎn)率，上料系統(tǒng)采用自動化、機(jī)械化控制，配料準(zhǔn)確可靠達(dá)到精料入爐并減輕工人勞動強(qiáng)度。采用封閉矮煙罩爐型，改善工人操作環(huán)境，為煙氣凈化除塵和今后余熱利用創(chuàng)造較好條件。 每臺電爐采用三臺單相變壓器，單臺容量 10000kVA、14000KVA，縮短了電爐短網(wǎng)長度，提高了電爐功率因數(shù) 短網(wǎng)采用水冷銅管，軟母線采用水冷電纜。 電極升降、壓放和把持裝置采用液壓傳動。3．9 車間主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 鎳鐵合金車間主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表 39。 29表 39 鎳鐵合金車間主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)序號 指標(biāo)名稱 單位 指標(biāo) 備注1 電爐座數(shù) 座 92 電路容量 kVA 30000、420003 產(chǎn)品品種 鎳鐵合金 約含鎳 10%4 產(chǎn)品合格率 % 5 車間年工作日 d 3506 車間年產(chǎn)量 t/a 3000007 車間主廠房面積 m28 主要原輔材料單耗 濕紅土礦 kg/t 合金 24000 石灰 kg/t 合金 3000 焦炭 kg/t 合金 3000 電極糊 kg/t 合金 120 鋼材等 kg/t 合金 36 耐火材料 kg/t 合金 90 單位產(chǎn)品電耗 kg/t 合金 7500 動力電耗 kg/t 合金 750 304 原料系統(tǒng)4．1 概述 原料系統(tǒng)由原料一次堆場、原料棚、原料干燥棚，原料的整粒系統(tǒng)、配料系統(tǒng)及礦石干燥、預(yù)還原系統(tǒng)組成。原料一次料場主要堆存濕紅土礦。原料棚具有對濕紅土礦的破碎，篩分的功能，原料干燥棚主要堆存紅土礦。配料系統(tǒng)將各種原燃料經(jīng)人工配料后送至電爐車間。4．2 主要原、燃料來源 生產(chǎn)鎳鐵合金主要原料為紅土礦、焦炭、石灰等，其主要來源和化學(xué)成份見冶煉工藝說明。4．3 原、燃料及輔助材料 鎳鐵合金原料消耗見表 41。表 41 鎳鐵合金消耗表序號 原料名稱 單位 單耗 kg/t 入爐粒度 mm 堆比重 t/m31 濕紅土礦 kg/t 合金 8000 2 石灰 kg/t 合金 1000 5～30 3 焦炭 kg/t 合金 1000 5～30 ～4 電極糊 kg/t 合金 40 ～5 鋼材等 kg/t 合金 126 耐火材料 kg/t 合金 33 314．4 原料系統(tǒng)工藝 根據(jù)廠址地形特點經(jīng)多方案比較后，決定原料系統(tǒng)由原料一次堆場，原料棚、原料干燥棚、原料的整理系統(tǒng)及配料系統(tǒng)等組成。4．4．1 原料一次露天堆場 外購濕紅土礦由汽車運至一次堆場堆存，貯存期為 3 個月。4．4．2 原料棚原料棚主要是對濕紅土礦進(jìn)行整粒，棚內(nèi)設(shè)鏟斗車三臺，PEF4O0600 額破三臺，3 振動格篩六臺。紅土礦經(jīng)破碎篩分后由膠帶機(jī)送至回轉(zhuǎn)窯焙燒。焙燒后由保溫罐送入電爐冶煉車間。4．4．3 原料干燥棚濕紅土礦出回轉(zhuǎn)窯焙后，其中一部份由膠帶機(jī)送至干燥棚內(nèi)進(jìn)行貯存。貯存時間為 5 個月，以備冬季使用。棚內(nèi)設(shè)鏟斗車三臺、移動漏礦車、膠帶機(jī)各三條，PDl600 圓盤給料機(jī)三臺。4．4．4 焦炭干燥棚焦炭干燥棚對焦炭進(jìn)行干燥，貯存期為 1 個月。 棚內(nèi)設(shè)有焦炭破碎篩分系統(tǒng)。柵內(nèi)配有 5t 抓斗三臺。 焦炭破碎篩分系統(tǒng)設(shè)有 Φ610400 雙光輥破碎機(jī)三臺，YAl236 圓振動格篩三臺，L=3m 拖料秤六臺。焦炭經(jīng)整理粒后，焦粉作為還原劑由膠帶機(jī)送至回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行配料。4．4．5 配料室各種原燃料經(jīng)整理后由膠帶機(jī)送至配料室。室內(nèi)配有 5t 抓斗六臺，振動給料機(jī)十二臺，膠帶機(jī)及大傾角膠帶機(jī)各三臺。各種原燃料按工藝要求，按一定的重量比加入炭素還原劑和熔劑混 勻中合后送至礦熱爐配料倉。 324．4．6 原料系統(tǒng)工作制 原料系統(tǒng)除原料一次料場采用二班工作制外，其余均為三班工作制。4．5 回轉(zhuǎn)窯干燥及焙燒 回轉(zhuǎn)窯焙燒工藝是對濕紅土礦干燥及預(yù)還原。4．5．1 回轉(zhuǎn)窯車間組成：（1）濕紅土礦原料堆場（2）濕紅土礦篩分運輸系統(tǒng)（3）干燥回轉(zhuǎn)窯（4）干紅土礦整粒及配料系統(tǒng)（5）預(yù)還原回轉(zhuǎn)窯（6）煙氣除塵凈化設(shè)施（7）控制站及操作室（8）成品儲運和計量設(shè)施（9）熱礦冷卻（帶冷機(jī)）4．5．2 回轉(zhuǎn)窯設(shè)備選型及技術(shù)特點 （1）根據(jù)工藝生產(chǎn)要求，回轉(zhuǎn)窯直徑 、長度 65m，單臺回轉(zhuǎn)窯小時處理量 。（2）回轉(zhuǎn)窯從窯尾來的高溫?zé)煔?，直接穿過料層，與礦石進(jìn)行熱交換，礦石預(yù)熱溫度高，可達(dá) 110O℃，回轉(zhuǎn)窯尾排出的廢氣溫度較低，小于 20O℃，熱利用率高。（3）回轉(zhuǎn)窯采用直徑較大、窯長較短、兩點支撐的窯型，既減少了窯體上下串動幅度，又節(jié)約了占地；采用變頻調(diào)速電機(jī)驅(qū)動窯體，并設(shè)有輔助電機(jī)/工作穩(wěn)定，易于調(diào)節(jié)；窯頭窯尾