【文章內(nèi)容簡介】 川、福建等地建了不同工藝、不同規(guī)模的回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn) 海綿鐵 ，有的還準備擴大規(guī)模 。上海寶鋼、邯鋼馬頭、焦作凱馬、福建大田等地的有關單 11 位，正在積極籌備并將 海綿鐵 列入重大科技項目，進行招標引資。據(jù)初步統(tǒng)計，目前我國 海綿鐵 年生產(chǎn)能力已達到 60 萬 t 以上。然而，這與我們產(chǎn)鋼大國的地位極不相稱。雖然我國鋼產(chǎn)量居世界第一位，但結(jié)構(gòu)不合理，低附加值的普通鋼過多，許多橋梁、船舶、航天、軍工用特殊材料的優(yōu)質(zhì)鋼仍靠進口，國內(nèi)鋼鐵工業(yè)逐步調(diào)整結(jié)構(gòu)，鋼鐵發(fā)展的重點將由產(chǎn)量轉(zhuǎn)向品種質(zhì)量。因此發(fā)展優(yōu)質(zhì)鋼材是我國鋼鐵工業(yè)參與國內(nèi)外市場的根本前提。由于優(yōu)質(zhì)鋼材逐年增長，對 海綿鐵 需求也相應增長，按目前國內(nèi)電爐鋼年產(chǎn) 2021 萬 t，配用 海綿鐵 以 20％～ 30％計算，每年需求量約 500萬 t，可見，市場前景非常廣闊。 據(jù)調(diào)查， 最近河北 邢臺海綿鐵制造公司隧道窯生產(chǎn)的海綿鐵在銷往西寧、大冶（未經(jīng)壓塊價格為 2450 元 /噸）的同時又有日本、南韓及國內(nèi)的幾家鋼廠上門求購海綿鐵，產(chǎn)品供不應求，香港外商在福建省廈門投資建設的年產(chǎn) 20 萬噸 海綿鐵生產(chǎn)線，現(xiàn)已投產(chǎn)運行，未經(jīng)壓塊產(chǎn)品售價為 2450 元 /噸。據(jù)悉，上海寶鋼和廣鋼兩家，每家年需海綿鐵 30萬噸以上，正在尋找供貨廠家。 同時， 敖漢旗的周邊地區(qū)也有較大量的海綿鐵市場需求，比如，本溪鋼鐵公司每 年的海錦鐵采購量為 4050 萬噸，可成為本項目的最大潛在客戶 ；另外 ，包鋼 最近 也在尋求海綿鐵供貨廠家，需求量也較大。 本項目投產(chǎn)后，產(chǎn)品外部市場十分廣闊。 12 第四章 建設條件與廠址選擇 建廠的有利條件 自然地理概況 敖漢旗位于內(nèi)蒙古中東部、赤峰市東南部，東鄰哲盟奈曼旗，西與遼寧省建平縣接壤，南與遼寧省北票市、朝陽市相連，北與赤峰市松山區(qū)、翁牛特旗隔老哈河相望。地處科爾沁沙地南緣和燕山山脈向松遼平原過渡地帶，地形復雜、地貌類型多樣。全境東西約 112 公里，南北 175公里，總面積 8300 平方公里 。地理位置位于東經(jīng) 119176。 30′ — 120176。 53′ ，北緯 41176。 42′ — 43176。 02′ 之間。 氣候?qū)侔敫珊荡箨懶约撅L氣候，四季分明，太陽輻射強烈，日照豐富，氣溫日差較大，歷年最高氣溫 ℃ ，最低氣溫 ℃ ，無霜期平均 145 天左右，年降雨量 310－ 460 毫米之間 ，且 分布不均，從南向北逐減。 社會經(jīng)濟概況 敖漢旗轄 29個鄉(xiāng)鎮(zhèn)（蘇木）， 323 個行政村， 2021 年末總?cè)丝诩s為 萬人，旗政府所在地新惠鎮(zhèn)城區(qū)人口 萬人。 2021 全旗地區(qū)生產(chǎn)總值完成 億元，增長 %。其中，第一產(chǎn)業(yè)增 加值完成 億元，增長 %；第二產(chǎn)業(yè)增加值完成 億元，增長 %；第三產(chǎn)業(yè)增加值完成 億元，增長 %；財政收入完成 億元，增長 %；農(nóng)牧民人均純收入達到 2120 元，同比增加 579 元；城鎮(zhèn)居民人均可支配收入達到5310 元，同比增加 410 元；全社會固定資產(chǎn)投資完成 億元，增長 %，糧食總產(chǎn)實現(xiàn) 億斤。 區(qū)位交通 敖漢旗 區(qū)位優(yōu)勢 明顯， 地處環(huán)渤海經(jīng)濟圈，毗鄰東北老工業(yè)基地，距京、津、唐、沈、大、錦等大中城市的距離都在 500 公里以內(nèi)，是內(nèi)蒙古自治區(qū) 距離出?？谧罱牡貐^(qū)。距錦洲港僅 230公里，距朝陽區(qū)飛機場 45 公里，距赤峰飛機場 110公里。京通鐵路橫貫中部，旗內(nèi) 8個站點。區(qū)域公路網(wǎng)已具相當規(guī)模，密度較高，達到 公里 /百平方公里，路網(wǎng)連通度為 ，基本上形成了四通八達的公路 13 網(wǎng)絡。公路通車路程為 2200 公里，其中有 30 111 國道和縣道玉四線經(jīng)過旗政府所在地。赤通高速 2021 年開工建設， 在敖漢境內(nèi)有 85 公里，設有 3 個出口，到 2021 年全線貫通。 赤峰至朝陽高速也將于 2021 年開工建設， 2021 將將建成通車。 電力資源。赤峰是產(chǎn)電大市，年 發(fā)電量 80 億度，市內(nèi)僅用 35 億度，每年向東北電網(wǎng)供電 45億度，是電力輸出市。敖漢旗電網(wǎng)接在東北電網(wǎng)赤峰地區(qū)首端，由 220 千伏一次變 66 千伏出線，全旗現(xiàn)有 66 千伏送電路 千米，變電站 12 座，總量 104500 千伏安； 10 千伏配電線路 3202 千米，配電變壓器 3266 臺，總?cè)萘?168500 千伏安，全旗用電設備總?cè)萘?134008 千瓦，二期城網(wǎng)改造工程的實施，將新增供電能力 20210 千瓦。大工業(yè)用電價格 元 /千瓦時；居民照明用電價格 元 /千瓦時；商業(yè)用電 元 /千瓦時。 通訊。全 旗實現(xiàn)了村村通程控電話。中國移動、中國聯(lián)通移動電話網(wǎng)絡覆蓋全境，實現(xiàn)了服務無盲區(qū)。 土地、水、勞動力資源。全旗總面積 8300 平方公里，發(fā)展空間巨大；境內(nèi)主要有河流五條，地上、地下水資源豐富。老哈河、叫來河、孟克河屬西遼河水系，牦牛河、小凌河屬大凌河水系。地上水總量 億 m3，地下水補給量 億 m3。敖漢旗總?cè)丝?60 萬人，其中農(nóng)業(yè)人口 54 萬人，勞動力 26 萬人，可供 使用剩余勞動力 15 萬人。 投資環(huán)境 。 投資者可享受國家西部大開發(fā)的各項優(yōu)惠政策，同時享受自治區(qū)、赤峰市和敖漢旗出臺的各種投資優(yōu) 惠政策，涵蓋土地、稅收、收費等各方面。還可享受內(nèi)蒙古自治區(qū)連續(xù)幾年幫扶敖漢發(fā)展的優(yōu)惠政策，即：資金扶持，項目優(yōu)先。對外來投資企業(yè)實行 “ 一條龍服務，一站式辦公 ” ，對重點企業(yè)實行掛牌保護，對特殊情況采取一事一議、特事特辦制度。 廠址選擇 建廠地點位于敖漢旗貝子府鎮(zhèn)貝子府村北山，屬山坡地，較平緩，位于 305國道后墳段東側(cè)。貝子府鎮(zhèn)位于敖漢旗東南部，努爾虎山北麓，教來河由東向西縱穿全鎮(zhèn)，國道 305 線、縣道寶老絲交叉從鎮(zhèn)區(qū)穿過，地 理 位置為北緯41176。 58′ — 42176。 15′ ，東經(jīng) 120176。 16′ — 120176。 32′ ， 距 旗政府所在地新惠鎮(zhèn) 60 公 14 里 。 15 第五章 工藝技術方案 現(xiàn)有工藝技術特點分析 世界直接還原工藝根據(jù)使用還原劑的不同，可分為兩大類：使用氣體還原劑的氣基直接還原法和使用固體還原劑的煤基直接還原法。 氣基直接還原法，主要分布在中東、南美等天然氣資源豐富的地區(qū)，這些地區(qū)以電爐短流程為主的鋼鐵工業(yè)也得到迅猛發(fā)展。代表工藝為 Midrex豎爐法、 HYL，反應罐法和流態(tài)化法。煤基直接還原法，主要分布在南非、印度、新西蘭等地，天然氣資源有限，但有優(yōu)質(zhì)的鐵礦資源和豐富的煤炭資源。代表工藝有 SLRN 法和 Krupp 法。 我國從能源儲量和合理利用考慮，還不能為冶金工業(yè)生產(chǎn)提供足夠的天然氣，即使有氣可用，成本也太高，生產(chǎn)一噸 海綿鐵 ，若用天然氣要 400— 500m3，天然氣部分的成本就占 600— 750 元；若用煤氣，要 1600m3煤氣成本 1600 元。因此氣基直接還原無法考慮。在國內(nèi)使用較多的工藝有隧道窯工藝、回轉(zhuǎn)窯工藝和倒焰窯工藝三種，均為煤基還原法，國內(nèi)一些單位也做了一些其它工藝的研究試驗，均未得到工業(yè)性生產(chǎn)的成功。 倒焰窯在我國發(fā)展較早，其特點有：投資少、上馬快、成本低、規(guī)模靈活、操作簡單、對原料要求低，但其產(chǎn)品質(zhì)量 差且不穩(wěn)定，生產(chǎn)效率低、能耗高、勞動強度大、操作環(huán)境差、環(huán)境污染嚴重、裝備水平落后、全人工操作，無機械化可言，但因其投資少還有一些小型企業(yè)在使用，國家不提倡使用。 回轉(zhuǎn)窯工藝的特點：機械化程度較高、操作環(huán)境較好、勞動強度低、污染較輕，但也存在著產(chǎn)品成本高、投資大、易于發(fā)生結(jié)圈故障，產(chǎn)品質(zhì)量較低，填充系數(shù)低（一般在 10%— 20%）產(chǎn)品分化率高。對原料及還原劑要求苛刻，生產(chǎn)效率較低，熱效率低等缺點，在國內(nèi)有幾家使用過，但均不太成功。 隧道窯工藝具有工藝成熟可靠、投資少、見效快、成本低、產(chǎn)品質(zhì)量高且穩(wěn)定、操作簡單、設備運行穩(wěn)定、能耗低、對原料的要求不苛刻、規(guī)模靈活填充系數(shù)高（一般在 30%以上）等優(yōu)點。在國內(nèi)有十幾家 海綿鐵 廠在使用，在國內(nèi)屬成熟可靠使用較多的工藝。本項目就選用該工藝。 16 隧道窯工藝優(yōu)勢分析 隧道窯罐裝法生產(chǎn)海綿鐵是瑞典人在 1911 年首先用于工業(yè)生產(chǎn)海綿鐵的方法，經(jīng)過多年的技術發(fā)展，已經(jīng)是一種有效的生產(chǎn)海綿鐵的方法。 國內(nèi)部分 隧道窯設計與施工單位 已 研制開發(fā)了新型隧道窯 海綿鐵 生產(chǎn)方法，它是將精礦粉、煤粉、石灰石粉，按照一定的 比例和裝料方法，分別裝入耐火罐或金屬罐中，然后把罐放在罐車上，推入條形隧道窯中，料罐經(jīng)預熱， 1150℃加熱焙燒和冷卻之后，使精礦粉還原，得到 海綿鐵 的方法。 隧道窯 海綿鐵 生產(chǎn)工藝已有幾十家采用并有幾十條生產(chǎn)線建成投產(chǎn)。當精礦粉含鐵 67%以上時，此法生產(chǎn)的 海綿鐵 實物分析結(jié)果是： 碳 — %， 硫%，磷 %，二氧化硅 3%，金屬鐵 85%以上，全鐵 92%以上，金屬化率≥92%。 隧道窯生產(chǎn)工藝的特點： （ 1） 原料、還原劑、燃料容易解決 此方法所用的原料是精礦粉，這遠比富鐵塊礦好解決，同時，生產(chǎn) 中不需要把精礦粉先變成氧化球團，生產(chǎn)費用也低；還原劑是普通的無煙煤粉或焦碳末，煤中灰分熔點也不要求很高；供熱的燃料是普通動力煤或煤粉，有多余高爐煤氣，焦爐煤氣，混和煤氣，轉(zhuǎn)爐煤氣、石油氣、天然氣的地方也可用這些氣體做熱動力，還可使用發(fā)生爐煤氣或重油，本 項目 擬采用 混合煤作燃料。 （ 2） 生產(chǎn)工藝容易掌握，生產(chǎn)過程容易控制 隧道窯工藝采用煤、煤粉或煤氣的加熱方式，燃燒孔設在沿隧道長度方向的兩面?zhèn)葔ι匣驙t頂上，根據(jù)爐溫的加熱曲線調(diào)整燃煤量或燃氣量，使爐內(nèi)溫度穩(wěn)定地控制在一定的范圍內(nèi)。正常反應的爐頂溫度為 1100— 1150℃。對于條形隧道窯車上的焙燒罐連續(xù)地從窯頭裝入窯內(nèi)，經(jīng)過預熱段、還原段、保溫緩冷段后，完成還原過程，進入卸料工序；精礦粉和煤粉的比例和裝罐方法很容易掌握，焙燒溫度和焙燒時間也不難實現(xiàn)，因此，隧道窯工藝容易掌握，過程容易控制。 （ 3） 設備運行穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量均勻 17 隧道窯 海綿鐵 工藝的工序環(huán)節(jié)少，設備簡單，條形隧道窯的特殊結(jié)構(gòu)保證了運行可靠，隧道窯本身在上述焙燒溫度下壽命很長，幾乎沒有故障可出。因為每個料罐都在同樣的氣氛下，經(jīng)過同樣時間的預熱、焙燒還原、保溫緩冷的過程，在一定容積的焙燒罐內(nèi)，精礦粉和煤粉按照一定的比例 和裝料方法裝入焙燒罐后，在一定的焙燒溫度和焙燒時間的條件下，必然能得到一定金屬化率的產(chǎn)品。產(chǎn)品質(zhì)量必然是均勻的，生產(chǎn)實踐已證實了這一點。 （ 4） 固定資產(chǎn)投資少 隧道窯 海綿鐵 的噸 海綿鐵 固定投資僅為 350— 450 元，比單純建小高爐一個工序的投資還便宜，規(guī)模加大比例投資會更少。 （ 5） 生產(chǎn)成本低 1993 年天津無縫鋼管公司從馬來西亞進口的 海綿鐵 的廠價為 元 /噸；2021 年我國從國外進口的 海綿鐵 到岸價為 310 美元 /噸，再加上其它費用到廠價為2700 元 /噸，國內(nèi)所建的年產(chǎn) 30 萬噸 海綿鐵 廠的噸鐵成本為 2400 元。而用隧 道窯工藝，在靠近精礦粉產(chǎn)地且資金或場地受一定限制的地方用此工藝建 海綿鐵 廠比較理想，每噸 海綿鐵 的成本在 800— 1300元之 間。 （ 6） 工廠的規(guī)劃靈活 隧道窯 海綿鐵 工藝 一條至 三條隧道窯為一組，每組生產(chǎn) 海綿鐵 2～ 5 萬噸 ，一個工廠可同時建一組或多組，當資金暫時緊張時，還可建年產(chǎn) 1 萬噸的一條隧道窯，投資 為 400萬元，規(guī)模靈活。噸鐵投資和成本不因規(guī)模變化而有懸殊變化，本 項目 確定規(guī)模為年產(chǎn) 20萬噸 ，選用 4條 隧道窯 ，每條可年產(chǎn)海綿鐵 5萬噸 。 （ 7） 具有更廣泛的應用潛力 用含鐵 67%以上的精礦粉生產(chǎn)的 海綿鐵 ，可作為電爐煉鋼的原料；用 含鐵%以上的精礦粉生產(chǎn)的 海綿鐵 ，可用于粉末冶金。 （ 8） 污染 較小 由于精礦粉在隧道窯中，焙燒還原游離鐵的過程是一種高溫下的化學變化，還原反應物主要是 CO2和金屬鐵，沒有水污染， 噪聲污染 也較小 。 18 （ 9） 年產(chǎn) 20 萬噸海綿鐵 方案，終產(chǎn)品為冷壓塊，深受煉鋼廠的喜愛。 （ 10） 設備簡單 隧道窯工藝一般只由還原爐、臺車、過渡車、頂車機、測溫儀表、煙囪等簡單易操作設備組成。 （ 11） 上馬快，建設周期短 年產(chǎn) 20萬噸 的 海綿鐵 生產(chǎn)線建設周期僅 為 8－ 12個月。 從上面的數(shù)據(jù)分析可以看出，隧道窯 海綿鐵 生產(chǎn)工藝在投資少、成本低、運行穩(wěn)定方面更為突出 。因此， 本項目選用此種生產(chǎn)工藝 。 本項目生產(chǎn) 線介紹 ． 1年產(chǎn) 20 萬噸海綿鐵 生產(chǎn)線生產(chǎn)工藝 焦粉或煤粉 +精礦粉 +石灰石粉→裝罐→入爐焙燒→冷卻→成品檢驗→入庫。精礦粉、焦粉或煤粉，石灰石粉按一定比例裝罐，人工碼放在臺車上，由推進器推入爐內(nèi)，經(jīng)預熱、加熱并保溫一定時間后出爐，空冷后