年冶炼20万吨含铁矿生产10万吨熔融还原铁项目工艺技术方案.docx

年冶炼20万吨含铁矿生产10万吨熔融还原铁项目工艺技术方案.docx

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年冶炼20万吨含铁矿生产10万吨熔融还原铁项目工艺技术方案

年冶炼20万吨含铁矿生产10万吨熔融还原铁项目工艺技术方案

一、编纂依据：

本项目依据：

国务院国发[2005]40号《产业结构调整指导目录（2005年本）》中华人民共和国国家发展和改革委员会令第40号 和国家发展改革委公开征求对《产业结构调整指导目录（2007年本）》（征求意见稿）的意见

二、公司简介

    沈阳博联特熔融还原科技有限公司是东北大学的冶金技术研究所有限公司与烟台市亿泰熔融还原科技有限公司整合后,新成立的煤基熔融还原铁专业研究的科技公司。

本公司以研发前沿、实用的冶金新技术为己任,更加以东北大学雄厚的学术力量为技术后盾;坐拥国家一流冶金实验室;以及双方之前各自拓展的广阔市场空间。

强强联合使整合后博联特科技公司如虎添翼。

将把我们开发出的最新、最实用的“非焦”炼铁技术（等离子熔融还原炼铁工艺）推向世界。

    可以冶炼高品位矿，特别对贫、低、呆铁矿无磁性或弱磁性等矿以及含铁尾渣，有很好的回收和利用技术。

    对鲕状赤铁矿、羚羊石矿等难以分选的矿种还原加工成砾铁或熔融铁都有较高处理水平和冶炼出高品质的炼钢炉料。

对高硫、高磷、高砷铁矿有着较好的脱硫、脱磷和脱砷技术。

三、工艺简介

 熔融还原炼铁技术是当代冶金工业中最引人注目的前沿开发技术之一、是国家发改委明文支持的炼铁项目。

它的开发是对传统的焦炉—烧结（球团）—高炉炼铁工艺的根本性变革。

我公司经数年研究，成功开发出微波等离子熔融还原炼铁工艺。

3.1、发展概况:

我公司对国外诸多熔融还原炉的原理、结构，进行了认真剖析、研究和试验。

采用微波等离子技术，对这一技术进行集成创新。

对埋入式抢、富氧浓度、还原层深度等进行了大量的研究和试验。

在还原催化、等离子喷枪、粉尘抑制、余热利用等方面取得了详实的数据，形成完整、成熟的煤基熔融还原工艺。

并在辽宁建设了炉容为28㎡的示范炉工厂，设备第一期生产时间很短，2009年3月---6月期间进行多次工业试验，主要对喷枪、供煤系统和其它辅助设备进行了大量改进，还按计划给还原炉更换了不同性质的耐火材料。

第二期生产于2009年6月中旬开始，设备超过了设计产量和运行标准，至6月底，设备达到了连续、稳定的生产状态。

本工艺生产的大量余热可以用于余热发电，完全满足整个工厂生产和生活用电，降低生产成本。

本工艺技术与国际一流的还原铁技术:

韩国浦项COREX技术、澳大利亚hismeiltr技术、日本的dios技术,一起成为中国独立知识产权的“非焦”炼铁领域最成熟、最先进的工艺、和较完备的装备，各项指标均优于COREX技术、hismeiltr技术和dios技术。

3.2 原料

 炼铁成本的主要构成有铁矿、能源、设备投资、消耗品和劳动力成本。

煤基熔融还原项目提供了使用廉价铁矿和煤的机会，以形成简单、低成本的熔融还原 铁水生产技术。

由于对铁矿质量要求不高，熔融还原 技术可处理海滩铁矿砂、精矿、金属尾矿、钢铁工业废料、硫酸渣等低价含铁原料，也可使用常规铁矿；可直接接受2 -20mm范围内的粉矿和块矿，通过加湿造球或使用喷枪也可利用小于2mm的粉矿；矿石的矿物结构要求不严，赤铁矿、含铁矿以及其它含铁的化工尾渣也可使用本技术。

由于使用了液渣熔池，原料是否爆裂和强度大小等物理特性并不重要，因此，无需价格昂贵的焦炭。

烟煤、无烟煤、可燃废料均可使用。

熔融还原工艺可使用气煤作燃料和还原剂，或者结合使用天然气，最好是用煤碳作还原剂。

虽然煤的固定碳含量越高，煤的消耗越低，而煤的挥发份越高，煤的消耗也越高，但该工艺对煤质的适用范围广。

对煤中含水量不苛刻，但水分多会增加能耗，将煤干燥至含水6%左右为好。

由于无需使用焦炭（价格高、环保费用大），避免了过大的投资费用以及与焦炉有关的环保问题。

根据我们的实验成本分析结果，产能为15万/年熔融还原铁生产设备，熔融铁水的成本低达1700元/吨。

国外使用进口铁矿和煤的同样设备，成本为1988元/吨。

而采用传统高炉生产的铁水，成本为2450元/吨。

根据上述分析，我们有理由宣称：

微波等离子熔融还原技术是目前成本最低的工业性熔融还原铁生产设备，具有强大的生命力和发展前途。

3.3、说明  

编写本方案的目的是：

为了对年产贵公司10万吨煤基熔融还原铁生产线总体进行技术、生产方案设计，提出建设的总体方案，为今后的工程施工奠定基础，同时提出项目投资估算。

3.4、项目背景介绍

采用本公司先进的微波等离子熔融还原铁工艺。

设计、建设一条熔融还原铁生产线，满足用户日处理Fe≥50%的含铁矿670吨，生产熔融还原铁的要求方案。

提出投资估算。

设计依据 ：

用户提供的原料指标说明及双方交流内容。

任务承担者 ：

 沈阳博联特熔融还原科技有限公司

3.5、设计范围

根据用户提供的原料参数，目标产品要求，设计一套微波等离子熔融还原工艺的熔融铁生产线，通过这条线实现日处理（50%）含铁矿670吨或生产330吨熔融还原铁的目的，本项目的设计、施工范围包括：

1、原料予整理、配料、上料、等离子熔融还原炉、送风系统、冷却系统、氧气（富氧）制备系统、自动控制系统等设备成套； 

2、配电系统变压器低压端以后部分； 

3、炉内温度自动控制、软件部分； 

4、系统的施工、系统软件编程、调试投入运行。

5、余热发电部分。

四、方案设计 

1．工艺概况

    本项目生产线主要工艺路线为：

采用煤粉、铁粉和助剂按工艺要求入炉，利用微波等离子喷枪等核心设备，使矿粉快速还原并熔融成铁水。

真正实现了煤基熔融炼铁。

生产运行成本非常低。

使投资业主获得很好的经济和社会效益。

煤基熔融还原铁生产的工艺过程如下：

生产原料分别放置在石灰石库、铁矿粉库、粉煤灰库，三种原料按照一定配比调节皮带称或核子秤下料量，混合成原料粉，输送系统将原料粉传送进步给料机入炉。

生料由传送皮带和入熔融炉提升机送入熔融炉料仓。

生料经入熔融炉料斗进入等微波离子熔融炉。

在等离子熔融炉内经过煤基还原、熔融成熔融还原铁并造渣。

熔融还原铁经过撇渣后，即送入铸铁机铸成成品---熔融还原铁。

2.工艺流程

煤基熔融还原铁工艺流程总图

3.主要设备

在本方案设计系统主要完成以下要求：

1、 原料整理系统

石灰石库、铁矿粉库、粉煤灰库配比调节：

在连续生产中三种原料必须按总量的配比混料。

下料装置可能采用皮带称或核子称。

操作人员通过在控制室的操作站（HMI）输入配比，自动控制系统通过调节皮带称或核子称的下料速度达到调节下料量的目的； 

2、原料输送系统

生料输送入熔融炉顺序控制：

混合好的原料经输送装置送入熔融炉料仓，经过步进给料机加入熔融炉。

所有设备按顺序启动停止，按实际设备运行情况确定顺序启停的延时时间。

入熔融炉料仓通过上限传感器来控制入熔融炉提升机和上游设备的启停，一旦料位达到上限，停止入熔融炉提升机。

3、等离子熔融炉熔炼

等离子熔融炉熔炼能力为333T/D（铁水），控制参数采集为电脑自动控制：

熔融还原铁的生产主要控制工艺就是等离子熔融炉的燃烧熔融控制。

等离子熔融炉上共有9点检测信号，由于等离子熔融炉为固定设备且熔融炉壁环境温度高，检测信号需通过通讯方式传入控制系统。

4、等离子融炉自动控制系统

等离子熔融炉温度控制：

生产高品质的熔融还原铁的主要因素就是控制等离子熔融炉的煅烧温度。

熔融炉内温度主要控制燃料燃烧，与熔融炉头喂煤量、熔融炉风量、熔融炉等离子抢、等离子束的强度，及生料下料量均有相应关系

5、出铁、除渣系统

等离子熔融炉上出铁机要求有23T/小时能力。

除渣机要求有10T/H的能力。

6．系统配置

系统配置及投资估算 

1．序号 

名称 

型号及规格 

数量 

厂家 

给料系统 

1 

料斗（带称） 

3.5×4

1台 

标准 

2 

皮带输送机 

500×12000 

1台 

通用标准 

3 

盘式出料机 

6ES7 B0 

3台 

通用标准 

4 

混料机 

5HF00-a 

1台

通用标准 

5 

斗式提升机

32×10 

2台

通用标准 

6 

步进式给料机

Bj320

1台 

通用标准 

7 

前联接器 

320

3台 

通用标准

8 

高温止逆阀

320

3台 

通用标准 

9 

导轨，530mm 

35m 

通用标准 

       10 

温度变送器

8 

11 

总控台

1套 

12 

控制柜

800×600×2100 

3个 

软件 

1 

Intouch组版

500点 V9.5 

1套 

Wonderware 

熔融还原炉

1 

333吨/天

微波等离子

1套 

制氧系统 

ET1200P/h 

1 

1200m?

/h 

1台 

通用标准 

2 

空压机 

螺旋式

1台 

通用标准 

出铁及炉前设备 

1 

744-1 铸铁机

25t/h

1套 

通用标准 

2 

废渣处理 

板式捞渣机

1套

通用标准 

五．投资估算

A. 生产线总价：

5645.5万元

B．配电系统：

80万 

C、材料预处理系统：

450万 

D．设计费：

30万

E．技术转让费：

500万 

F．熔融炉：

2530万

D．自动控制系统硬件：

20万

E. 等离子枪：

6×190=354万

F．温度控制模型：

10万 

G．编程调试费：

（A+B）×30%=15.5万×30%＝6.5万 

H．富氧站：

800万元 

J.设备运杂费：

100万 

K．铸铁机、除渣机、炉前设备：

 65万

L．不可预见费：

100万元

m. 0.5兆瓦余热发电系统:

600万

合计：

工程总费用：

5645.5万元  

六、环保指标

  6.1环境质量标准

6.1.1环境空气质量执行《环境空气质量标准》GB3095-1996二级标准

                                  单位：

 mg/Nm3

6.1.2地表水环境质量执行《地表水环境质量标准》GB3838-2002Ⅲ类，环评要求不外排。

                                  单位：

除PH外，mg/L

6.1.3声环境执行《城市区域环境噪声标准》GB3096-1993中2类标准

                                        单位:

dB  （A）

6.2.污染物排放标准

6.2.1新建隧道窑和煤气炉烟尘排放浓度和烟气黑度执行《工业炉窑大气污染物排放标准》1997年1月1日起新改扩建炉窑

6.2.2工人工作声环境暂时执行《工业企业噪声卫生标准》（试行草案）

6.2.3窑炉有害污染物SO2最高允许排放浓度执行《工业炉窑大气污染物排放标准》

                                          mg/Nm3

6.2.4《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-1990）中Ⅱ类标准

                       单位:

等效声级dB  （A）

七、效益分析（当地炼钢生铁价格按2300.00元/吨计算）

含铁矿粉：

2.0吨（TFe=50%）×260.00 =520.00元/吨

还原剂：

0.7吨×560.00元/吨        =392.00元/吨

熔剂:

                             =10.00元/吨

电:

  （按0.88元/度）                =85.80元/吨

水:

                               =10.00元/吨

工人工资（平均按1800元/人·月）      =35.3