硅铝铁可行性报告 终Word下载.docx
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0.1
269
周边采购
烟煤
0.89
2300
4
包底矽铁
0.38
1021
本公司循环利用
5
棕刚玉冶炼环保灰
1.1
3000
6
磨料环保灰
铝矾土(备用)
1000
开曼铝业废弃赤泥
硅石
300
钢屑(备用)
100
二、项目必要性
明珠电冶有限公司目前主要从事棕刚玉及刚玉砂的生产、销售。
二0一二年,电冶公司为调整产业结构,发展循环经济,经缜密调研,拟利用原二车间的原棕刚玉脱壳炉闲置生产场地,改建3600KVA硅铝铁生产线一条。
该项目的实施,必将提高电冶公司在铁合金市场的竞争力。
三、项目可行性
(一)、国家产业及优惠政策
产业结构调整指导目录(2011年本)摘录
“鼓励类:
八、钢铁
11、烧结烟气脱硫、脱硝、脱二恶英等多功能干法脱除,以及副产物资源化、再利用化技术
12、难选贫矿、(共)伴生矿综合利用先进工艺技术
13、冶金固体废弃物(含冶金矿山废石、尾矿,钢铁厂产生的各类尘、泥、渣、铁皮等)综合利用先进工艺技术
九、有色金属
3、高效、节能、低污染、规模化再生资源回收与综合利用。
(1)废杂有色金属回收
(2)有价元素的综合利用(3)赤泥及其它冶炼废渣综合利用(4)高铝粉煤灰提取氧化铝”
中国资源综合利用技术政策大纲
(二)、三门峡明珠电冶有限公司区位优势
1、明珠电冶公司位于三门峡坝区,具有独特的水、电资源优势。
2、公司地处豫西,具有邻近众多的铝矾土资源优势。
3、电冶公司现有二车间场地改造后可供本项目使用,无需征地。
4、电冶公司发展循环经济的渠道。
棕刚玉冶炼产生的炉底铁(矽铁)、环保灰;
制砂车间的环保灰、磁选废弃物(铁粉)均可回收利用于硅铝铁的生产。
5、选择硅铝铁产品有利于充分发挥区域内电力、矿产资源及企业自身优势,同时也可分化企业单一产品的风险。
6、公司拥有足够的行政管理和冶炼技术人才。
(三)、销售渠道现成
河南、河北、山西、陕西、山东钢铁企业众多,销售渠道畅通,回款率高,项目投资回收期短。
四、硅铝铁冶炼工艺及生产流程
(一)、冶炼工艺
硅铝铁合金采用矿热炉,用连续操作法生产。
整个冶炼过程不分阶段。
尽量减少停炉时间和次数。
因还原温度高,对操作者的工艺熟练度要求严格。
硅铝铁合金(FeSiAl)冶炼与硅铁(Si-75)冶炼相比特点如下:
FeSiAl
Si-75
化学成分
FeSiAl
FeSi
原料
铝钒土熟料、(可用棕刚玉环保灰、磨料环保灰、磁选废弃铁替代)
烟煤、钢屑(可用矽铁替代)
硅石、焦粒、钢屑
还原条件
2300度
1660度
熔点
1200度左右
1412度
操作
集中投料,均匀布料,重点焖烧
勤加,薄盖,扎眼透气
(二)、硅铝铁合金与棕刚玉的原材料对比:
硅铝铁合金冶炼所用主要原料有:
铝矾土、硅石、烟煤、钢屑(或铁鳞)。
对各种原料成分分别要求如下:
铝矾土
Al2O350~65%、SiO2<
30%、Fe2O3<
5%、Al2O3/SiO2>
2/1、粒度5~40(mm)无泥土等杂质、水份<
10%
电极糊
C≥83%,A(挥发)8~12%,V(灰分)3%
硅石
SiO2≥97%、粒度10~45(mm)、无杂质
C50~68%、A(挥发)<
10%、V(灰分)25~30%、M(水份)<
10%、粒度:
1~8(mm)
钢屑
长度<
100(mm)、无杂质、无其他有色金属及铸铁屑
铁鳞
Fe>
70%、粒度<
10(mm)、杂质<
5%、水份<
5%
棕刚玉冶炼对原材料成分的要求:
Al2O383%、SiO2<
7%、Fe2O3<
6%、Al2O3/SiO2>
11.85、粒度5-20(mm)无泥土等杂质、水份<
C>
85%、A(挥发)<
2%、V(灰分)<
10%、M(水份)<
2%、粒度:
5~8(mm)
生铁屑
60(mm)、无杂质、无其他有色金属
电冶公司副产品成分:
刚玉环保灰
Al2O350~65%、SiO215~30%、Fe2O310~15%、Ti<
矽铁
Al2O3<
10%、SiO2<
10%、Fe70~85%
Al2O3>
80%、SiO2<
5%、Fe<
5%、Ti<
磁选废弃铁
Al2O3>
15%、SiO2<
60%、Fe<
3%、Ti<
1%
由以上三表可以看出:
硅铝铁合金冶炼比棕刚玉冶炼对铝矾土的含硅量要求低;
目前,高品位铝矾土日益匮乏。
而硅铝铁合金冶炼正好适用低品位铝矾土。
我厂棕刚玉冶炼产出的副产品和硅铝铁合金冶炼所使用的原材料的指标非常的接近。
目前我厂冶炼副产品日产量与硅铝铁合金生产每日需用量:
原料名称
产量(吨)
用量(吨)
棕刚玉烟道灰
12~15
10~12
制砂环保灰
3
1~2
2~3
矽铁
8~10
由上表可以看出,我厂的副产品基本可以满足硅铝铁合金的原材料需求。
(三)、生产流程
硅铝铁合金作为高温无渣冶炼对工作人员的熟练程度及责任心要求较高:
(四)、材料用量计算方法:
1、生产能力计算:
冶炼炉容量3600KVA
A=
=
=2565吨
式中A---电炉年产量,t;
---熔池有效功率,KW;
Q---单位电耗,KW·
h/t
---电炉的电效率,通常波动于0.85~0.95之间;
---定期检修时间系数,约0.985;
---中修时间系数,约0.98;
---大修时间系数,约0.96;
---设备容量利用系数,约0.95;
---电网限电系数,约0.9;
8760---全年额定开工小时数。
年产2565吨硅铝铁。
2、以我厂副产品为主材生产硅铝铁所需用量计算:
(1)我厂副产品的成分含量:
棕刚玉环保灰(一分厂):
Al2O360.76%、SiO230%、Fe2O33%
棕刚玉环保灰(二分厂):
Al2O362%、SiO236.88%、Fe2O32.8%
矽铁:
Al2O37%、SiO210%、Fe2O375%
磨料环保灰:
烟煤:
C55%、A(挥发)18.3%、V(灰分)23%、M(水份)<
10%、
(2)一分厂环保灰用量45%,二分厂环保灰45%,磨料环保灰10%
(3)各种元素回收率:
Al=85%、Si=95%、Fe=98%
(4)冶炼牌号:
Al35%、Si25%、Fe33%、其他<
4%
(5)计算牌号:
Al37%、Si26%、Fe33%
经计算得出配比:
Al2O363.25%、SiO230.6%、Fe2O33.11%
配比好的材料进行制型。
以200公斤配比材料为计算单位(以Al2O3为基础):
3、还原后的金属量:
(1)Al2O3+3C=2Al+3COAl2O3×
85%
63.25×
2×
54/102=67.23(kg)67.23×
85%=57.14(kg)
(2)SiO2+2C=Si=2COSiO2×
95%
30.6×
28/60=28.56(kg)28.56×
95%=27.13(kg)
(3)Fe2O3+3C=2Fe+3COFe2O3×
98%
3.11×
112/160=4.35(kg)4.35×
98%=4.27(kg)
4、矽铁用量:
G=57.14/37%=154.43(kg)
矽铁用量:
154.43×
33%=50.96(kg)
50.96-4.27=46.69(kg)46.69/98%/75%=63.52(kg)
其他元素带入量:
AI=63.52×
7%=4.44(kg)Si=63.52×
10%=6.35(kg)
5、合金总量:
Al57.14+4.44=61.58(kg)
G=61.58/37%=166.43(kg)
Si166.43×
26%=43.27(kg)
Fe166.43×
33%=54.92(kg)
其他166.43×
4%=6.66(kg)
每批料(200kg)补充材料用量:
Si=43.27-27.13-6.35=9.79(kg)
9.79×
60/28/95%=22(kg)
22/97%=22.6(kg)
Fe=54.92-4.27-46.69=3.96(kg)
在冶炼的过程中电极,烟煤,硅石,钢钎均有铁的含量,固不再计算。
单吨硅铝铁合金材料消耗计算:
1000(kg)/166.43(kg)=6
环保灰用量:
6×
200(kg)=1200(kg)
矽铁用量:
6×
63.52(kg)=381(kg)
硅石用量:
22.6(kg)=135.6(kg)
烟煤用量:
148.43(kg)=890(kg)
副产品烧结后用量
棕刚玉环保灰1.1吨,磨料环保灰0.12吨,硅石0.13吨,矽铁0.38吨,烟煤0.89吨(因我厂所出副产品经过1700度烧结温度,易于还原,大多以莫来石状存在,固将碳量缩小5—8%,单吨电耗下降5%—8%),用电量9200KW·
h/t。
厂区动力用电500KW·
电极消耗0.1吨,钢材消耗0.015吨
每日生产炉次及产量:
小时/炉
炉/天
产量(吨)/炉
产量(吨)/天
1.4-1.8
(五)、人员配备
岗位定员表
工种及岗位
工作班制日/班/时
一
二
三
替班
合计
备注
一、冶炼车间
冶炼工
300/3/12
10
配电工
天车工
出铁工及上料工
破碎工及制团工
300/1/12
维修工
电工
化验工
300/2/24
16
38
二、其他
车间主任
300/1/8
车间副主任
技术及办事员
门卫
总计
22
44
五、项目内容及工程量
1、安装3600KVA冶炼炉一台;
2、安装3600KVA冶炼变压器一台
3、安装315KVA配电变压器一台
4、建设冶炼厂房m2
5、安装环保设施一套
6、安装车间5T/3T单梁起重机一台
7、安装换电极2T电葫芦3台
8、安装冷却水塔一台
9、安装35KW冷却水泵两台,扬程40-47米
10、安装成品锭模车一套
11、安装压球设备一套(含360型成型机一台,1.8米轮碾式搅拌机一台)
12、安装15KW颚式破碎机一台,22KW反击破破碎机一台
13、制作安装地模车、地模车道轨、接铁包、烧穿器
六、技术措施及要求
(一)、电源校核:
二车间生产电源为6.3KV电压等级。
由三门峡水电厂2号防汛配电室汛硅1开关提供。
该线路由两根YJV223×
95mm2电缆和一根220米YJV223×
150mm2电缆及1500米铝绞线LJ120组成。
其载流量如下表:
型号
20℃
25℃
30℃
YJV223×
150mm2
289A
277A
268A
LJ120
375A
95mm2(双)
403A
387A
374A
(二)、硅铝铁项目用电负荷
1、冶炼变压器:
3600KVA,按20%过负荷运行,211×
1.2=253A;
2、厂用变压器:
315KVA,额定电流29A。
共计282A。
原二车间供电线路可以满足硅铝铁项目用电负荷需要。
(三)、高压配电设备
HSZ9-3600KVA/6型冶炼变压器一台,
S9-315KVA/6型厂用变压器一台
进线柜一面,
冶炼变开关柜一面,
PT柜一面,
厂用变开关柜YJV223×
150mm2,
6KV电缆40米,型号:
(四)、低压配电设备
400V进线柜一面,
负荷馈电柜两面,
直流柜一面。
(五)、冶炼设备
1、3600KVA冶炼炉一台
2、短网系统
3、电极提升系统
4、出铁设备
5、原材料加工设备
6、成品定型设备
(六)、循环水系统
1、125m3循环水池
2、水泵两台
3、冷却塔一台
4、循环水管道
七、环保除尘
硅铝铁冶炼主要污染物为粉尘。
1、烟气及粉尘性质
烟气成分:
同空气。
烟气的含尘量约为3.50~8.0g/Nm3
粉尘成分:
Al2O3
粉尘密度:
约1.0g/cm3
粉尘安息角约35°
粉尘的质量粒径:
30~50μm
烟气温度
烟气温度根据排烟罩形式和炉外空气混合比的不同而异,本除尘系统从冶炼炉炉罩上部开口排烟,排烟温度一般为100~120℃。
2、除尘指标
(1)、岗位粉尘捕集率 ≥99%
(2)、岗位粉尘浓度 ≤10mg/Nm3(不含背景浓度)
(3)、排放浓度 ≤100mg/Nm3
(4)、排烟量(排风量)的确定
硅铝铁冶炼炉排烟量一般是根据炉容量和排风罩形式来计算,对于3600KVA炉若采用炉内排烟可取排烟量指标为5.0~7.0Nm3/KVA;
若采用高悬屋顶罩可取排烟量指标为15.0~18.0Nm3/KVA。
为保证长年达标排放,故取炉内排烟指标为7.0Nm3/KVA,即取排烟量为25200Nm3/h。
3、除尘设备型式的选择
选用PPCS型气箱式脉冲袋收尘器。
它集分室反吹和脉冲喷吹等收尘器的特点,它克服了分室反吹时动能不够和脉冲喷吹清灰过滤同时进行的缺点,因而增强了使用适应性、提高了收尘效率,延长了滤袋的使用寿命。
滤袋采用易清灰针刺毡滤料,清灰更加容易,使用寿命平均可达到两年以上。
滤袋上口不设文氏管,也没有喷吹管,降低了工作阻力,使检修、维护都相当简便。
电磁脉冲阀采用双膜片结构,具有控制灵敏、效率高、寿命长等特点。
目前,这种型式的袋收尘器已在冶金、钢铁、电力、化工、水泥等行业被广泛应用。
4、过滤风速的选取
根据硅铝铁冶炼炉粉尘的性质和长期达标排放的要求,同时考虑到系统设有旋风除尘器已除去大量粉尘,布袋除尘器粉尘负荷较低,故本方案取过滤风速为v=1.0~1.2m/min。
5、过滤面积的确定
由处理烟气量和净过滤风速的要求可得过滤面积为
㎡
6、气箱脉冲袋除尘器型号的选取
根据除尘系统过滤面积和现场情况的要求,本方案拟选PPCS96—6型气箱脉冲袋除尘器一台,其性能参数如下:
PPDC96-6型低压脉冲袋式除尘器性能参数表
型号
技术参数
PPDC96-6
处理烟气量(m3/h.)
45000
净过滤面积(㎡)
465
净过滤风速(m/min.)
总过滤面积(㎡)
558
总过滤风速(m/min.)
1.34
除尘器室数(个)
滤袋总数(条)
576
滤袋材质
500g/㎡压光涤纶针刺毡
滤袋规格(㎜)
φ130×
2450
除尘效率(%)
≥99
除尘器阻力(pa)
≤1470
除尘器承受负压(pa)
≤6000
电磁
脉冲阀
数量(个)
24
规格(英寸)
2.5
提升阀
(带气缸)
规格(㎜)
φ625
清灰
压缩空气
压力(pa)
(2~3)×
105
耗气量(m3/min)
1.0
储气罐(1台)
容积:
1.5m3公称压力:
1.0Mpa
空压机(1台)
容积流量:
2.0m3/min;
公称排气压力:
0.7~1.0Mpa
功率:
15KW
7、风机的选取
(1)、阻力估算
管网阻力(估算)500pa
旋风除尘器阻力800pa
布袋除尘器阻力1770pa
合计总阻力3070pa
(2)、系统风量风压
Q=25200m3/h;
P=3070pa;
t=100℃
(3)、风机的选取
根据风机的选择计算要求,取风机的风量风压为
Qf=K1K2QPf=(K3△P1+△P2)×
K4
式中Qf——风机的风量m3/h
K1——风管漏风附加系数取K1=1.05
K2——除尘器漏风附加系数取K2=1.03
Q——系统风量m3/h
Pf——风机的风压pa
K3——管路系统阻力附加系数取K3=1.10
△P1—管路系统阻力pa
△P2—除尘器阻力pa
K4——风机性能附加系数取K4=1.05
将以上数据代入可得所需风机的风量风压为
Qf=27254m3/hPf=3276pa
故可选Y6-51№.10D风机一台,其性能参数为
Q=28000m3/h
P=3316~3267pa
n=1800r/min
电机Y225S-4
N=45Kw
在粉尘治理的同时,对“三废”均采取了相应的治理措施。
空压机、风机等产生较高噪声的设备,通过减震、隔声、单独房间布置等措施,使作业人员工作区的噪声低于85dB,区域环境噪声达到昼间55dB以下。
硅铝铁炉的冷却水采用进行循环方式,不外排。
卫生间及车间的清扫废水、生活废水经化粪池处理后排入厂区排水管网。
该车间的废渣仅为清扫地面的垃圾和生活垃圾等,定期外运。
八、土建工程
(一)自然条件及设计依据
1、气象条件
三门峡地区主要气象条件如下:
(1)温度
极端最高温度43.2℃
极端最低温度-16.5℃
最热月平均温度26.7℃
最热月14时平均31℃
年平均气温14℃
(2)湿度
最热平均相对湿度71%
(3)降水
年平均降雨量556mm
(4)风向
主导风向东北风
次主导向风西北风
(5)天气现象
全年雷暴日数24.3日
(6)气压
夏季平均大气压:
958.3hpa
2、工程地质、水文条件
本项目利用电冶公司原二车间厂区,地处三门峡水利枢纽▽354平台高程。
根据五十年代建设三门峡大坝的资料《混凝土系统场地工程地质条件》所述:
场地为崩积,坡积以及二者混合所构成的崩场堆积区,经过1957年施工后,被开挖成三个平台:
第一个平台高程为▽320公尺,场地长400公尺,第二个平台高程为▽340公尺,第三个平台高程为▽354公尺。
场地地质构造为第四纪沉积,包含如下基层:
(1)砂质粘土夹石块(d-QIV):
层厚1~3米,砂质粘土含量60%,块石含量为40%。
(2)砂质粘土(d-QIV):
层厚9~12米,砂质粘土,土黄色,稍湿,中等密实至密实,含钙质结构,不具大空隙,含有不超过总含量10%的闪长玢石。
(3)块石碎砾夹砂(col-QIV):
层厚一般5米左右,最薄0.35米,最厚达7.95米。
块石碎砾含量约为50~60%,砂含量约为40~50%.块石直径一般在200毫克左右,成分均为闪长玢岩。
(4)粘土夹碎砾(d-QIV):
层厚一般0.4~0.6米,最厚4.5米。
粘土及碎砾均为石岩纪煤系岩风化后的产物,根据1958年滑坡探测的几个试坑中,均见有古滑坡的痕迹。
(5)砂质粘土夹碎石(al+d-QIV)层厚3米以下,断续
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