矿渣微粉年产15万吨超细粉工程可行性研究报告.docx

矿渣微粉年产15万吨超细粉工程可行性研究报告.docx

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矿渣微粉年产15万吨超细粉工程可行性研究报告

矿渣微粉

可行性研究报告

1总论

1.1前言

1.2项目提出的必要性

1.3项目基本根况

1.4生产规模及产品品种

1.5项目可行性研究的依据

1.6可行性研究工作范围

1.7可行性研究设计原则

1.8技术装备

1.9资金筹措

1.10主要技术经济指标

1.11结论和建议

2市场预测

2.1全国矿渣微粉市场及预测

2.3沈阳市水泥及矿渣粉市场现状及预测

3主要建设条件

3.1原料

3.2供电

3.3供水

3.4交通运输

3.5建设场地

3.6工程地质

3.7地震

3.8气象条件

4技术方案

4.1生产工艺

4.1.1工艺设计条件

4.1.2物料平衡表

4.1.3主要工艺设备

4.1.4各种物料的储存量及储存期

4.1.5主机检修起重设备

4.1.6生产车间工作制度

4.1.7工艺流程

4.1.8高炉矿渣微粉特性

4.2总图运输

4.3电气

4.4过程控制

4.5给水排水

4.6土建工程

4.6.1建筑

4.6.2结构

4.7通风、空调、动力

4.8机、电仪修理

5环境保护

5.1设计中采用的标准

5.2污染源

5.3环境现状和预测

5.4环保措施和污染物的排放

5.5环保投资

6节约与合理利用能源

6.1节能措施

6.2节能效果

7工业卫生与劳动安全

7.1设计依据

7.2工业卫生设施

7.3劳动安全设施

7.4职业安全卫生机构

8项目实施进度

9组织机构设置、劳动定员及人员培训

9.1组织机构设置

9.2劳动定员

9.3人员培训

10投资估算

10.1概述

10.2编制范围

10.3编制依据

10.4投资估算表

11经济效益评价

11.1概述

11.2项目总投资资金筹措

11.2.1建设投资

11.2.2建设期利息

11.2.3流动资金

11.2.4总投资

11.3资金筹措

11.4生产成本与费用计算

11.4.1可变成本计算

11.4.2固定成本计算

11.4.3无税产品成本计算

11.5财务经济评价

11.5.1财务评价条件

11.5.2财务评份指数

11.5.3不确定分析

11.6分析结论

1、总论

1.1前言

高炉矿渣是高炉炼铁生产过程中排放的工业废渣，是以硅酸钙为主的熔融物，经水淬冷凝为粒状物。

其化学成份主要是SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3等，与水泥熟料一样，具有潜在的水化活性，而活性的大小与化学成份及水淬产生的玻璃体含量有关。

但其必须在碱性激发下才呈现活性。

长期以来，矿渣主要被水泥生产企业，尤其是立窑水泥生产企业作为加速水泥熟料中的游离钙消解，降低水泥成本、增加水泥产量等目的混合材来使用。

目前，我国虽然在水泥生产总量上已跃属世界第一位，但是大小水泥、立窑、回转窑水泥比例严重失调，水泥结构极不合理，水泥质量的总体水平大大低于世界平均水平。

因此，为了迅速改变这种状况，国家有关部门决定对水泥工业结构进行大幅度的调整，大力实施“上大压小”的政策，自2000年始，立窑水泥产量已减少了1亿多吨，也就意味着混合材掺量减少3000多万吨，而其中大部分为矿渣则是不争的事实。

随着高炉矿渣需求量的下降，使高炉矿渣的来源变得丰富。

加之近年来钢铁行业发展迅速，也要为矿渣处理寻找新的出路，矿渣的价格也将走低。

另一方面，由于矿渣与水泥熟料相比具有玻璃体含量高，易碎难磨的物理特性，和水泥熟料一起粉磨时，难以磨细，影响了其潜在活性的发挥。

因此，目前世界上许多发达国家，兴起了矿渣单独粉磨的生产工艺，并取得了良好的使用效果。

实验表明：

只有将矿渣磨至比表面积350m2/kg以上时，活性才能得到激发，且比表面积越高，活性越好，甚至可以超过水泥的活性。

另外，矿渣微粉掺入混凝土后，可以降低混凝土集料（沙、石等）热化反应引起的混凝土体积膨胀开裂；矿渣微粉内较多的钙钒石结晶，能降低混凝土的孔隙率，从而降低氯离子的渗透，形成对钢筋的防腐保护层；降低水泥中的铝酸三钙及可溶性氢氧化钙的含量，因而降低由于硫酸盐等侵蚀引起的混凝土膨胀，改善混凝土的泵送、坍落度损失等工作性，提高混凝土的后期强度，具有良好的耐久性、耐蚀性和耐磨性。

尤其适合配置高标号、高性能的混凝土。

矿渣微粉是高炉矿渣经烘干、粉磨至适当细度的粉体，由于上述的优良性能，使其成为优质的混凝土掺合料和水泥混合材，近年来世界上的美、英、日、加等国已得到广泛的应用，并都有各自的产品标准。

我国的北京、上海等地也相继在一些重大工程中采用了矿渣微粉，均取得了良好的效果。

我国也于2000年12月颁布实施了《用于水泥和混凝土中的粒化高炉渣微粉》国家标准。

矿渣微粉的著多优良性能也为越来越多的混凝土制造商和建筑商所赏识。

我国建材工业“十五”规划明确指出：

大力发展混凝土搅拌站，推广矿渣和粉煤灰的超细粉磨，根据市场需求配制水泥和高性能的混凝土。

而高性能的混凝土中除了有水泥、集料、高效减水剂外，必须掺加足够数量的矿物细掺料。

至今，国际上通行的矿物细掺料就是矿渣微粉。

矿渣微粉的使用不仅改善、提高了混凝土的性能，同时由于其大大低于优质水泥的价格也降低了混凝土的生产成本，并降低建筑物的造价，会产生良好的社会经济效益。

沈阳金石盾矿渣粉有限公司根据自身的各种优势及发展需要，决定投资建设一条年产15万吨的超细矿粉生产线。

于2007年3月提出项目建议书，已呈报苏家屯区相关部门。

据此沈阳金石盾矿渣粉有限公司厂于2007年3月开始编制项目可行性报告。

1.2项目提出的必要性。

项目建设的必要性：

①变废为宝保护环境

本项目是沈阳金石盾矿渣粉有限公司利用鞍钢、本钢、抚钢及附近电厂生产中排放的工业废渣——矿渣、粉煤灰进行深加工，实现资源的综合利用，改善生产环境，减少废渣场地占用和环境污染，变废为宝，利国利民。

②提高产品质量、改善产品结构

矿渣微粉的著多优良性可以提高混凝土和水泥的产品质量，增加产品品种，扩大应用领域，改善产品结构，促进产品销售。

③降低生产成本，提高经济效益

本项目是直接利用钢厂废弃的资源，运输费用低廉，产品成本大大低于优质水泥成本，在混凝土中替代优质水泥掺量达30~50%，在普硅水泥中的掺量也高达30%，经济效益十分可观。

④是实现沈阳金石盾矿渣粉有限公司可持续发展的又一举措。

本项目经济效益和社会效益并重，利用自身资源优势，实现工业生产的良性循环，既成为新的经济增长点，又促进沈阳金石盾矿渣粉有限公司的可持续发展。

1.3项目基本概况

（1）企业名称：

沈阳金石盾矿渣粉有限公司

（2）项目名称：

年产15万吨超细粉工程

（3）企业地址：

沈阳市苏家屯区大沟乡

1.4生产规模及产品品种

（1）生产规模

粉磨能力：

15万吨/年

粉磨物料：

矿渣、粉煤灰

（2）产品品种

超细矿粉，比表面积≥430m2/kg

1.5项目可行性研究的依据

（1）沈阳金石盾矿渣粉有限公司年产15万吨粉磨站技改项目建议书。

（2）沈阳金石盾矿渣粉有限公司可行性研究报告。

（3）沈阳金石盾矿渣粉有限公司提供的各种设计基础资料。

1.6可行性研究工作范围

从矿渣、粉煤灰及煤等原、燃料进厂到物料储存、矿渣烘干、矿渣的粉磨、储存、矿渣微粉的散装发运为止的生产线，涉及的专业有工艺、总图运输、电气、过程控制给排水、建筑、结构、环保、工程经济、技术经济等专业。

1.7可行性研究设计原则

（1）贯彻执行国家和省市关于基本建设项目的有关规定、方针和政策。

（2）坚持生产可靠、技术先进、节约投资、提高经济效益的原则。

（3）工艺方案优化、工艺流程简化、布置紧凑，选用节能的机电设备，降低能耗和生产经营费用。

（4）采用先进的高细粉磨技术，降低粉磨能耗。

（5）严格执行国家的环保政策，以防为主，防治结合，搞好环境粉尘、噪音、污水的治理，使之符合国家环保要求。

1.8技术装备

从项目规模和性质出发，本项目将完全采用国产设备。

主要生产设备采用了开流矿渣微粉型管磨机。

本报告选用的主机设备如下：

序号

项目

规格

数量

备注

1

矿渣烘干

Ф2.4×18m高效回转烘干机

1

2

矿渣粉磨

Ф2.4×13m开流矿渣微粉管磨机

2

粉磨物料:

矿渣和粉煤灰

3

成品散装

矿渣微粉汽车散装机

2

1.9资金筹措

本项目建设静态总投资为2134.99万元，全部建设资金为沈阳金石盾矿渣粉有限公司自有资金。

1.10主要技术经济指标

序号

项目名称

单位

数量

备注

1

建设规模及品种

矿渣微粉（产品全部散装）

吨

158400

2

主要生产设备

2.1

Ф2.4×18m高效回转烘干机

台

1

2.2

Ф2.4×13m开流矿渣微粉磨

台

2

2.3

矿渣微粉汽车散装机

台

2

3

全厂性指标

3.1

设备总重量

t

530

3.2

装机容量

Kw

1850

3.3

年耗电量

×104Kw·h/a

1188

3.4

日耗水量

m3/d

100

4

项目建设投资

万元

2366.86

5

总估算投资构成

5.1

建筑工程

万元

792.70

5.2

设备购置及安装

万元

1080.85

5.3

其它费用

万元

261.45

6

厂区总平面指标

6.1

场区占地面积

ha

1.78

6.2

建构筑物占地面积

ha

0.43

6.3

建筑系数

%

24

6.4

绿化系数

%

24.9

7

劳动定员

名

40

7.1

全员劳动生产率

吨/人·年

3960

8

吨产位指标

8.1

吨产品综合电耗

Kw·h/t

65

8.2

吨产品投资

元/t

134.78

8.3

产品综合成本

元/t

138.13

9

利税指标

9.1

销售额（年均）

万元

2963.55

9.2

销售成本（年均）

万元

2177

9.3

销售税金（年均）

万元

215.55

9.4

销售税金附加（年均）

万元

19.40

9.5

销售利润（年均）

万元

767.2

10

财务经济评价指标

10.1

全投资财务内部收益率（税后）

%

25.54

10.2

投资回收期（含1年建设期）

a

4.96

10.3

投资利润率

%

32.41

10.4

投资利税率

%

42.40

1.11结论和建议

（1）将高炉矿渣粉磨成矿渣微粉，用其代替部分水泥来搅拌制备的混凝土，或掺入水泥中配制出具有低热、耐磨和耐久性好的新型矿渣硅酸盐水泥，再用来制备的混凝土可用于各种大型基础工程建设，在世界许多国家及地区得到了广泛应用，产生了良好的经济效益和社会效益，并呈现出较强的发展潜力。

我国钢铁工业和水泥工业界对这一发展趋势也都十分重视，近年来加强了这方面的研究开发工作，取得了一些实质性的进展。

高炉矿渣微粉在美国、英国、日本等国家已有各自的产品标准，都得到了广泛的应用。

高炉矿渣微粉作为一种产品在上海等地已有了地方性的产品标准，并相继在一些重大的工程中采用了矿渣微粉，取得了很好的效果。

《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣微粉》的国家标准已正式实施。

当前在水泥工业“上大改小”和对小水泥采用“淘汰、限制、改造、提高”的产业政策的指导下，随着许多小水泥厂家停产，在高炉矿渣资源丰富的我国其富裕量将更大，因此，对高炉矿渣高细粉磨后进行高级利用既是一件利国、利民的好事，也是一个前景广阔、意义重大的课题。

随着商品混凝土的不断发展，预计高炉矿渣微粉的市场将是良好的。

（2）高炉矿渣微粉用来作为混凝土的掺合料，不但可以等量代替部分水泥，还可获得水化热低、耐久性好、后期强度高的性能，十分适用于作为修建江、河、湖、海的堤坝材料。

这对于经历了“98”洪涝灾害的长江流域而言，利用矿渣微粉和高细粉煤灰来代替部分水泥修筑堤坝，不但可节省资金，更重要的是使堤坝混凝土具有耐久性好和后期强度能在潮湿环境下持续发展的特点。

（3）本项目采用的成熟、可靠的粉磨技术将高炉矿渣磨成微粉，生产工艺简单、经济节能。

（4）本项目的实施符合我国水泥工业的产业政策，项目具备节能、环保和利废的特点。

（5）项目经济效益较好，全投资财务内部收益率25.54%（税后），投资利润率32.41%，投资利税率42.40%，投资回收期4.96年（税后）（含1年建设期）。

（6）该项目充分利用了沈阳金石盾矿渣粉有限公司现有的资源优势和市场优势。

（7）综上所述，本项目的建设不但本身具有较好的经济效益，而且实现了工业废渣的高级利用，对企业的发展也都起着很大的作用，因此，项目的建设也有着良好的社会效益。

2、市场预测

沈阳金石盾矿渣粉有限公司拟建设15万吨/年的生产线，每年生产15万吨的渣微粉。

矿渣微粉的价格较低，掺矿渣微粉搅拌的混凝土，具有经济性，并适合在集中搅拌的商品混凝土使用，而且还可以提高和增加混凝土的许多性能。

如矿渣微粉与水泥、石子、黄沙搅拌成的混凝土，具有后期强度高、水泥化热低、耐磨性好，与钢筋粘结力好等优点，特别适用于高层建筑、大坝、机场、大型深基础及水下工程。

本项目的产品主要供给予沈阳市诸多混凝土搅拌站和沈阳、辽阳、本溪地区的各家水泥生产企业，产需求量在200万吨以上。

还可根据市场需要利用交通便利条件销往吉林、黑龙江等地。

2.1全国矿渣微粉市场及预测

据统计，1995年全国工业废渣为7.4亿吨，累计堆存量达65亿吨，占地5~6万公顷。

我国是世界上头号产煤大国，1996年粉煤灰排放量达1.4亿吨，加上高炉矿渣、钢渣等，预计通过化学活化和机械活化每年可得具有胶凝性的固体废渣4亿吨左右。

我国开发利用工业废渣已进行几十年，也取得显著成绩，但比起美国等发达国家来说，我国工业废渣的利用仍不高，有待于进一步扩大对废渣的利用市场。

目前我国工业废渣主要用作生产水泥的混合材、新型墙体材料的原料以及混凝土的水泥外加剂。

从许多工程使用工业废渣的实际情况看，使用后不仅能获得较高的经济效益且能提高工程质量。

如在安徽省铜陵金隆铜业公司精矿库地基的复合地基处理，造价仅为前者的45%，而其性能满足设计和使用要求，其他基承载能力提高幅度为原天然地基的2~3倍；北京首都时代广场应用超细矿渣微粉高性能混凝土，其工程的耐久性如抗渗、抗冻、抗老化性都有改善，且降低工程成本；此外还有采用磨细粉煤灰配制混凝土建造的江阴长江大桥工程等许多利用废渣建设的工程都产生良好的效果。

我国建材行业“九五”期间技术改造工程重点其中包括，调整结构、合理利用资源、大幅度降低能源消耗、加强环保、增加产品品种。

生产水泥、粘土砖等墙体材料需用大量的石灰石、粘土等自然资源（仅生产水泥每年就需要5亿吨以上的石灰石），再大幅度增加建筑材料的产量，则必须考虑可持续发展的需求，最佳途径就是充粉利用工业废渣，这样就正符合国家建材行业“十五”发展规划和政策，不仅可减少废渣的占地面积和其造成的环境污染，而且有助于合理利用自然资源、满足工程的许多性能的要求，另外，这几年来，国家制定了一系列有关废渣综合利用和对袋装水泥使用限制的有关规定，这些都将大大促进散装水泥及商品混凝土的推广应用，为实现国家散装水泥的发展目标（到2000年散装率达到20%，到2010年散装率达到40%）创造有利条件，提高了全国各地开发和推广应用工业废渣的积极性，而国家颁布的《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣微粉国家标准》必将促进矿渣微粉的生产和利用。

混凝土商品化生产和供应以及降低其成本已成为我国建筑业和建材工业面临的机遇和挑战。

目前，我国建筑业在迅速发展，从而为商品混凝土的发展创造了条件，“十·五”期间，我国城镇将新建住宅27.9亿平方米，城镇住房投资占全国固定资产投资的比重大体上要保持在13%左右，若按平方米住宅建设需用300千克水泥计算，“十·五”期间每年可带动7500万吨的水泥用量，如矿渣微粉可按与优质水泥用量（此处优质水泥用量按每年7500万吨的1/3考虑）的1/3掺入，则“十·五”期间每年将消耗矿渣微粉833万吨，而矿渣微粉的价格大大低于优质水泥的价格，这样掺入矿渣微粉的商品混凝土成本就可降低不少。

这里仅仅分析在我国住宅建设方面矿渣微粉的潜在市场，而在我国铁路、能源、交通等基础设施、水利建设和其他建筑业方面的矿渣微粉的潜在市场也将是巨大的。

2.2沈阳市水泥及矿渣微粉市场现状及预测

本项目交通条件优良，产品可经沈大、沈本等高速公路及其辅线运至附近的各大水泥生产企业和各搅拌站。

2005年沈阳市共消费水泥1160万吨，其中本市生产水泥量395万吨（散装水泥355万吨，袋装水泥40万吨）；外省市进沈水泥量为765万吨（散装水泥652万吨；袋装水泥113万吨）。

总消费量中：

沈阳市内的各个开发区消费量约占25%，重点工程消费约占25%，农村消费约占16.6%，其余为城市及住宅建设用量。

“振兴东北”是国家的重要战略决策，“让沈阳走向世界、让世界了解沈阳”是沈阳市的重大战略目标，沈阳市规划要用15年（2005-2020）建成国际贸易中心。

2010年，初步建成框架，解决制约国民经济发展问题，向国际接轨，城市基础建设向国际特大型城市靠拢，浑南新区将有较大发展。

上世纪九十年代国民生产总值年均增长10.5%左右，全社会固事实上资产投资平均增加11.2%，预计2006年沈阳水泥需求量为1400万吨左右，沈阳市水泥生产能力仍将缺口近300万吨。

为适应城市建设对建筑材料的需求，近几年来沈阳的商品混凝土发展很快，至2005年沈阳市商品混凝土总生产能力600万立方米。

每立方米商品混凝土若按消耗水泥400公斤计算，2005年消耗水泥200万吨，如果沈阳的商品混凝土生产都推广使用矿渣微粉其年用量可达60万吨以上，据预测2006年沈阳市生产商品混凝土660万立方米，需消耗水泥240万吨，由此估计沈阳市2006年矿渣微粉年用量可达近70万吨。

随着浑南和长白新城的开发建设、沈阳中部七城市经济区及中部城市环城高速公路的建设和沈阳地铁的开工，沈阳优质水泥用量及商品混凝土需求量的不断增加，矿渣微粉用量将随之不断增加。

3、主要建设条件

3.1原料

①高炉矿渣

本项目主要原料为粒化高炉矿渣，年湿矿渣用量为17万吨。

矿渣主要来自地本钢集团公司所属的北台钢铁有限公司，距拟建地点只有50Km。

由汽车运输至厂区堆棚，十分方便。

且矿渣质量较好，化学成分如下：

化学成分

SiO2

CaO

MgO

Al2O3

FeO

高炉矿渣（%）

28.22

32.21

9.34

16.46

1.2

②粉煤灰

主要作为助磨及提高矿粉比表面积的辅材，年用量1.44万吨，来自金山电力有限公司由散装汽车运至厂区储库。

③煤

粉磨站所需煤主要用来烘干矿渣，年用量约为0.5万吨，一般为本溪的烟煤。

将由汽运至厂区后再由汽车倒运至堆棚内。

3.2供电

本项目将利用原有总降压站供电，总降压站距粉磨站约1km，以10KV高压电缆向新设的厂区配电站供电。

3.3供水

本项目将采用地下水来作为生产及消防用水的水源，要求连续24小时出水量≥7m3/h。

生活用水量很小，因此建议厂方从现有生活给水管网接入。

如条件不允许，就要对井水作适当处理来供生活饮用。

3.4交通运输

本工程建设场地选择在辽宁省沈阳市苏家屯区大沟乡，厂区紧邻107省道，距沈大、沈丹、沈本等高速公路及沈营公路10-20公里，交通十分便利。

3.5建设场地

拟建场地在沈阳市苏家屯区大沟乡内，东西长约200m，南北宽约133m，面积约为40亩，场地属沈阳市苏家屯区大沟乡所有。

3.6气象条件

建设区属于亚热带湿润气候，四季分明，气候温和。

年平均气温：

10.6℃

最高气温31.5℃

最低气温-23.5℃

最大降雨年分降雨量431mm

最小降雨年分降雨量93mm

年平降雨量26.2mm

主导风向：

无明显主导风向，北、西北风向略大。

3.7地震烈度

根据《中国地震烈度区划图》，本项目所处地域地震烈度为6度。

4、技术方案

4.1生产工艺

4.1.1工艺设计条件

（1）生产规模

本项目为建设一条年产为15万吨矿渣微粉生产线。

（2）产品品种及产量

矿渣微粉：

15万吨/年，产品比表面积≥430m2/kg

（3）矿渣微粉配比

粉磨矿渣微粉时配比矿渣：

粉煤灰=90%：

10%

（4）设计原则

充分利用固体工业废渣,以生产矿渣微粉为主，产品暂按散装设计，并考虑企业今后的发展及市场的需要，生产工艺上将预留一条生产线的可能性。

（5）原、燃料

①高炉矿渣

本项目主要原料为粒化高炉矿渣，年湿矿渣用量为近17万吨。

矿渣主要来自本钢集团公司所属的北台钢铁有限公司.

粒化高炉渣是指在高炉冶炼生铁时，所得以硅酸钙与铝硅酸钙为主要成分的熔融物，经淬泠成粒后，即为粒化高炉矿渣。

生产高炉矿渣微粉时采用矿渣应满足GB203《用于水泥中的粒化高炉矿渣》的要求。

北台钢铁有限公司的矿渣化学成分如下：

表4-1

化学成分

SiO2

AL2O3

Fe2O3

CaO

MgO

TiO2

MnO

总各

质量系数

粒化高炉矿渣

28.22

16.46

1.20

32.21

9.34

1.35

0.36

96.15

1.80

按GB203《用于水泥中的粒经高炉矿渣》的要求，粒化高炉矿渣的质量系数（

）不得小于1.2，因此，上述矿渣可满足标准要求。

②粉煤灰

粉磨矿渣时所用粉煤灰来自热力公司，由散装汽车运输至厂区储库，粉煤灰年用量约1.44万吨。

进厂粉煤灰一般满足下列要求：

粒度：

<0.5mm

水分：

<0.5%

烧失量：

<10%

SO3：

<3%

③煤

生产所需煤主要用来烘干矿渣，年用量约为0.5万吨，一般为本溪的烟煤。

由汽运至厂区，汽车再倒运至储库内。

烟煤一般质量如下：

工业分析

表4-3

工业分析（%）

St,ad

（t）

Qnet.ad

Mad

Aad

Vad

FCad

烟煤

4.88

22.14

28.23

44.74

23027.7

4.1.2物料平衡表

单位：

吨表4-4

物料名称

水

分

%

物料平衡（带2%生产损失）

备注

干基

湿基

每小时

每天

每年

每小时

每天

每年

矿渣

12

22.5

552

153648

24.25

582

174600

1、年运转天数：

300天

粉煤灰

2.55

60

18000

2.55

60

18000

2、粉煤灰掺入量：

10%

矿渣微粉

25

600

158400

3、燃料热值：

23027.7KJ/kg

烘干矿渣

用煤

8

0.64

15.36

4609

0.70

16.70

5009

4、烘干热耗：

4982.3KJ/kg.水

4.1.3主要工艺设备

表4-5

项目

设备名称

设备

台数

技术性能

年利用率

（%）

装机容量

（Kw）

矿渣烘干

Ф2.4×18m

回转烘干机