【導讀】安徽省貴航特鋼有限公司。山東省建筑材料工業(yè)設計研究院。項目負責人靳志剛。李金運王敬臣黃勝昌。李宗華李學敏商華鋒。王磊房啟濤苑功云。安徽省貴航特鋼有限公司年產190萬噸鋼鐵渣粉資源綜合利用環(huán)保工程可行性研究報告

　　

【正文】 1994 年法國 FCB 公司開發(fā)出 HOROMILL 磨（臥式輥磨）。其原理是介于輥壓機和球磨機之間，特點是一個旋轉的筒體內鑲襯板，筒內有圓輥和筒體產生的壓力及碾壓力將物料磨細。 臥式輥磨的構造是粗短的圓筒，內裝圓輥，筒體轉動帶動磨輥轉動，通過液壓調節(jié)磨輥的位置來調節(jié)磨機的粉磨壓力。 臥式輥磨 與立磨和輥壓磨原理主要區(qū)別在 于物料咬入角。對輥壓磨而言其咬入角在 6186。以下，相應的輥間隙較小。立磨其咬入角為 12186。，而臥式輥磨其咬入角為 18186。，因此適應 進料物料粒度較大（出料粒度也大）。 臥式輥磨理論上 具有節(jié)能的特點，但前期投資較大，設備需要進口。 從使用效果看，產能以及電耗、細度指標均不理想。 輥式立磨作為粉磨設備，它集破碎、粉磨、烘干、選粉為一體，具有電耗低、密封性能好、噪音比球磨機低 30～ 50db、可露天布置、占地面積小、流程簡單等特點。通過調節(jié)選粉機轉速、磨機氣流量和碾磨壓力，并與合適的擋料圈高度相結合，可獲得要求的細度和粒徑分布。 安徽省貴航特鋼有限公司 年產 190 萬噸 鋼鐵渣粉 資源綜合利用環(huán)保工程 可行性研究報告 山東省建筑材料工業(yè)設計研究院 19 在滿足入磨粒度要求以及降低鋼渣中鐵含量后， 輥式立磨的優(yōu)勢 立刻彰顯：其 產量高、電耗低，而且允許入磨水分可高達 20%，成品的比表面積可達到 450～ 500m2/kg 以上 ，有利于鋼渣粉 的大 規(guī)?；a。目前世界各大水泥裝備公司不斷研制新型耐磨材料、改良輥子和磨盤的設計及適當降低磨盤轉速、優(yōu)化液壓系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)等措施，有效延長了耐磨件的使用壽命，降低振動，提高設備運轉率。輥式立磨已成為國內外 優(yōu) 選的鋼鐵 渣 粉加工的主體設備。 自 20xx 年開始， 根據目前鋼渣粉磨技術的進展，我 院與德國萊歇公司合作，在大量理論研究與工業(yè)性 實驗 的基礎上，根據 所用鋼渣的粉磨特性（易磨性以及磨蝕性） 在山東北金集團建設了國內也是世界上第一條采用立磨對鋼渣進行單獨粉磨生產線。在粉磨設備以及工藝設計中我們注重了在粉磨過程中選除鐵質，提高研磨能力和抗磨蝕性能以及最大限度的提高鋼渣比表面，項目投產運行后，對鋼渣粉磨工藝進展產生 了 重大影響。 20xx 年開始建設的萊鋼永鋒、 萊鋼魯 碧、 山鋼喀什以及南通融達鋼鐵渣粉磨生產線也均為鋼渣立磨粉磨工藝。 與球磨機比較，立磨系統(tǒng)具有以下優(yōu)點： （ 1）單機能力大：本工程選用的 鋼 渣立磨在產品比表面積 500m2/kg 時，每臺鋼鐵渣磨 平均粉磨能力保證在 45t/h，若選用球磨機，則至少需要 3 套 大型 球磨機系統(tǒng)。 （ 2）粉磨效率高，電耗低：立磨采用了 較大量 外循環(huán) 并在外循環(huán)中有效除鐵 。此外，由于系統(tǒng)的設計更趨合理，立磨可節(jié)電 50%以上 ， 具有能量利用率高的優(yōu)越性能。 （ 3）噪音低：球磨機的噪音一般在 100～ 110dB（ A），而立磨的噪音則很低，距磨機 處的聲強為 85dB 以下。 （ 4）維修工作量小。 安徽省貴航特鋼有限公司 年產 190 萬噸 鋼鐵渣粉 資源綜合利用環(huán)保工程 可行性研究報告 山東省建筑材料工業(yè)設計研究院 20 （ 5）技術先進，故障率低。 （ 6）勞動定員少。 （ 7）對環(huán)保有利。 2. 生產可靠 生產實踐已經完全證明了立磨生產工藝設備是可靠的。 3. 產品 調節(jié)靈活 工藝設計中采用立磨系統(tǒng)進行鋼渣粉生產，產品細度調節(jié)非常方便?？筛鶕袌黾翱蛻舻男枨?，生產不同細度的產品。 4. 總圖布置緊湊，功能清晰 根據擬建廠區(qū)的地形地貌，本工程合理布置原料和成品運輸，功能清晰。各生產車間之間布置流暢簡潔。 、實用、可靠 本工程在中央控制室設置工控操作站集中監(jiān)控管理，并在各電氣室設立現(xiàn)場控制站進行分散控制?？梢猿浞职l(fā)揮先進的數(shù)字通訊和計算機信息處理技術信息傳輸快、可靠的特點。 6. 勞動生產率高 本工程由于實行了集中控制加巡檢工的模式。全員勞動生產率 高 。 7. 環(huán)境優(yōu)美 本工程嚴格執(zhí)行國家環(huán)保政策，努力降低粉塵、噪音、污水排放。全廠所有排放點都設有高效袋式除塵器，尤其是粉磨系統(tǒng)的高效氣箱脈沖布袋收塵器，在工程正式實施中，將采用當今國際上最好的脈沖閥和濾料?？梢灶A見，建成后的工廠將見不到排放的粉塵。 工廠主要的噪音源為粉磨設備，本次設計中要求立式磨機噪音在距離磨體 處噪音低于 85dB（ A），在較大的風機進口加消音器，并在訂貨中要安徽省貴航特鋼有限公司 年產 190 萬噸 鋼鐵渣粉 資源綜合利用環(huán)保工程 可行性研究報告 山東省建筑材料工業(yè)設計研究院 21 求制造廠加裝防噪音罩。另外，集中控制大大降低了工人接觸噪音的時間，對保證職工的身心健康提供了條件。 工廠主要污水為無污染的設備冷卻 水，本工程設計中采用了循環(huán)給水系統(tǒng)，循環(huán)率達 96%以上，僅有少量冷卻水隔油后排放，因此不會對環(huán)境造成污染。 總體布置上，工廠凡能綠化的地方均種上適宜的花草樹木，使建成后的工廠不僅看不到粉塵排放，而且有一個良好的生產生活環(huán)境。 8. 土建 結合 池州 地區(qū)的氣候特點及當?shù)亟ㄖ晳T做法進行建筑和結構設計，皮帶廊、煙囪等采用鋼結構，不需保溫的車間采用露天布置或 240mm 封墻，需保溫的采用 370mm 墻圍護，并采取通風、空調相結合的做法。 礦 渣 以及細碎鋼渣 采用 堆棚 儲存 ，滿足 生產 堆存以及環(huán)保要求 。 9. 單位產品投資低 本 工程借鑒國內一些鋼渣 、礦渣 粉磨工廠的經驗，結合本公司的具體情況，大力發(fā)展外部協(xié)作及利用已有設施，以降低工程總造價。 10. 工程經濟效益好 本工程充分利用原料優(yōu)勢及 現(xiàn)有工廠的有利條件和 得天獨厚的市場優(yōu)勢、依托當?shù)乇憷慕煌▋?yōu)勢，項目各項經濟 技術 指標都高于同類型工廠。 建廠條件 原 燃 材料 （ 1）鋼渣 本項目 年 需 含水分 8%的 細碎 濕 鋼 渣 萬噸（折合干 基 細碎 鋼 尾 渣 萬噸 ，內含鐵質 ） 可粉磨為鋼渣粉 ，由 緊鄰 的 貴航特鋼熱燜以及破碎篩分磁選線 經汽運 送入 本項目廠區(qū) 。 安徽省貴航特鋼有限公司 年產 190 萬噸 鋼鐵渣粉 資源綜合利用環(huán)保工程 可行性研究報告 山東省建筑材料工業(yè)設計研究院 22 鋼渣是由多種礦物組成的 固熔體，由于化學成分和冷卻條件不同造成鋼渣外觀形態(tài)、顏色差異很大。堿度較低的鋼渣呈灰色，堿度較高的鋼渣呈褐灰色、灰白色。鋼渣塊松散不粘結，質地堅硬，孔隙較少。鋼渣坨和鋼渣殼結晶細密、界限分明、斷口整齊。自然冷卻的鋼渣堆放一段時間后發(fā)生膨脹風化，變成土塊狀和粉狀。 鋼渣的含水率與燜渣方式和冷卻 、處理 條件決定了鋼渣性能 ， 鋼渣通常含水率為 3～ 10%。 未處理 鋼渣致密性高，較耐磨。標準砂易磨指數(shù)為 1，高爐渣易磨指數(shù)為，鋼渣易磨指數(shù)為 。 鋼渣粉化學成分主要為 CaO、 SiO MgO、 Fe2O MnO、 Al2O3 和 P2O5等。另外還含有 TiO V2O CaS 和 FeS 等少量氧化物和硫化物。鋼渣粉的化學成分會因其爐型和鋼種不同而有所區(qū)別。 CaO 是鋼渣的主要成分； SiO2 的含量可決定鋼渣中硅酸鈣的數(shù)量； Al2O3是決定鋼渣活性的主要成分之一，鋼渣中一般含有鋁酸鈣或硅鋁酸鈣玻璃體，有利于鋼渣活性； MgO 在鋼渣中的存在形式主要有三種：化合態(tài) (鈣鎂橄欖石、鎂薔薇輝石等 )、固溶體 (二價金屬氧化物 MgO、 FeO、 MnO 的無限固溶體，即 RO 相 )和游離態(tài) (方鎂石晶體 )； P2O5 含量較低時，可以促進硅酸鹽礦物的生成， P2O5 含量過高時，會與氧化鈣和氧化硅反應生成鈉鈣斯密特石 (7CaO? P2O5? 2SiO2)，阻礙膠凝性礦物 C3S、 C2S 等形成。 鋼渣礦物相主要是 C3S 和 C2S，其次為 RO 相，即 MgO、 FeO、 MnO、 f－ CaO 等組成的完全固融體。 安徽省貴航特鋼有限公司 年產 190 萬噸 鋼鐵渣粉 資源綜合利用環(huán)保工程 可行性研究報告 山東省建筑材料工業(yè)設計研究院 23 礦物組成主要取決于它的化學成分，尤其受堿度 R 的影響較大。鋼渣因為含有大量的 C3S 和 C2S 等礦物，使其具有良好的膠凝性，為鋼渣在水泥和混凝土方面的綜合利用創(chuàng)造了良好的條件。 本工程使用鋼渣過程將注重 在工藝及原料選擇上采用急冷 熱燜 原渣，并縮短使用周期。 避免 鋼渣原料隨著存放時間的延 長，其活性會急劇下降 。 貴航特鋼現(xiàn)有鋼渣熱燜處理 系統(tǒng) 包含了燜渣罐、噴水系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)、測溫系統(tǒng)及自 動 控制系統(tǒng)。 鋼渣破碎、 粗 磨、篩分、磁選處理 系統(tǒng) 則 包含了自鋼渣熱燜 后鋼渣破碎 、篩分、儲存、輸送、一次破碎、棒磨機、磁選、產品收集及儲存的生產設施和必要的輔助生產設施。 本 項目與 鋼渣 熱燜、 破碎、 粗 磨、篩分、磁選處理 系統(tǒng) 在總體設計中進行了合理規(guī)劃與銜接 ，符合粒度以及含鐵 量 要求的 細碎鋼渣可以 方便的 通過鋼渣磨進一步加工成鋼渣微粉 ，也 為鋼渣粉磨低能耗、低磨損、穩(wěn)產運行創(chuàng)造了必要條件。 （ 2）礦渣 本項目 礦 渣 來自貴航特鋼 高爐渣池 ， 年 供應量 可達 160 萬噸 干礦渣 。 （ 3） 其它輔助原料 借助本項目先進的處理和粉磨工藝，還可以消化鋼廠脫硫石膏和石灰窯篩下物 30mm 的石灰石，真正實現(xiàn) 鋼鐵 固體廢棄物零排放。 （ 4）煤 氣 本工程濕渣的烘干熱源由熱風爐提供，燃料在熱風爐內燃燒，將空氣加熱到約 400℃ ，利用煙氣對礦渣 、鋼渣 中的水份進行烘干。 本工程熱風爐所需的燃料為高爐煤氣。高爐煤氣從 貴航特鋼 高爐煤氣管道上接出，由管道運輸進廠接至粉磨區(qū)內，煤氣熱值： 2926kJ/Nm3。根據 鋼安徽省貴航特鋼有限公司 年產 190 萬噸 鋼鐵渣粉 資源綜合利用環(huán)保工程 可行性研究報告 山東省建筑材料工業(yè)設計研究院 24 渣 、礦渣 的含水量以及 設計 產能， 考慮到將來產能增加余地以及水分不 確定性， 一期工程 兩套 立磨 最大 需要高爐煤氣 31000Nm3/h。 按“建二備一”方案進行總體布置，即建兩條粉磨生產線，預留一條粉磨生產線的位置。在設計場地、原料能源介質（包括鋼鐵渣、水、電、煤氣）需求等方面，均按三條線總 190 萬噸進行設計和預留。 將來 3 號 礦 渣立磨實施后，三套 立磨 最大 需要高爐煤氣 46000Nm3/h。 本項目所用煤氣由 貴航特鋼 保證供應，可滿足本工程的需求。 供電 池州供電屬華東電網，共擁有 35kv 以上變電站 25 座（其中 220kv 變電站 3 座， 110kv 變電所 13 座， 35kv 變電所 9 座 ），其中前江工業(yè)園區(qū)內現(xiàn)有110kv、 35kv 變電所各 1 座， 220kv 變電站正在建設中，電力供應充裕。安徽池州九華發(fā)電有限公司 就 位于貴池區(qū)境內，總裝機容量 180 萬千瓦，一期 2臺 30 萬千瓦的火力發(fā)電機組已并網發(fā)電，二期工程 2 臺 60 萬千瓦的火力發(fā)電機組即將動工建設。 擬建廠址處于 貴航特鋼 廠 區(qū) 內 。本項目供電可以從 貴航特鋼 已有的變電站引出，電力供應可獲充分保障，完全能滿足本項目用電要求。 供水 貴航特鋼 所處 前江工業(yè)園區(qū)與江蘇百納環(huán)境工程有限公司采取 BOT 方式合作建設一座自來水廠現(xiàn)已進入 建設 階段，建成后日 供水可達 20xx0 噸。 本項目 水資源來自 貴航特鋼 供水系統(tǒng)。水量充足，水質良好，能滿足生產及生活用水要求。 生產用水量為 5502m3/d。其中，設備軸承冷卻用水采用循環(huán)系統(tǒng)，循環(huán)水量為 4782m3/d，循環(huán)率按 95%計，循環(huán)水補充量為 239m3/d，磨機噴水在生產過程中消耗掉，其用水量為 720m3/d（正常時不啟動磨內噴水）。 安徽省貴航特鋼有限公司 年產 190 萬噸 鋼鐵渣粉 資源綜合利用環(huán)保工程 可行性研究報告 山東省建筑材料工業(yè)設計研究院 25 全廠需水源補水量：正常時 377m3/d（不啟動磨內噴水時）， 磨內噴水時為： 1097 m3/d； 消防時 467 m3/d。 廠址及交通運輸 池州市是泛長三角經濟圈、中原經濟圈 、武漢經濟圈、泛珠三角經濟圈的交匯地帶，更是長三角和沿海地區(qū)產業(yè)向內陸轉移的黃金走廊。 池州市境內路網發(fā)達，國道 318 線和 206 線在此交匯，滬渝高速橫穿東西，京臺高速、京福高速、濟廣高速縱貫南北，擬建的池州西部園區(qū)快速通道和池州長江公路大橋將使前江工業(yè)園區(qū)與周邊池州市區(qū)、安慶市區(qū)無縫對接。 銅九鐵路可直達上海、南京、杭州、寧波等沿海地區(qū)，寧宜城際鐵路營運時速 250 公里 /小時，建成通車后，池州到南京 1 小時，到上海 小時。擬建的池九城際鐵路、合安城際鐵路將使池州與合肥、九江快速通達。 池州通江達海，長江黃金水 道流經池州 162 公里。池州新港區(qū)是長江干線重點港口，常年可?？咳f噸級貨輪，是國家一類對外開放口岸，年吞吐能力達 3000 萬噸和 5 萬標箱，區(qū)內海關、邊防、出入境檢驗檢疫等設施完善。