年产六万吨电熔镁生产线项目可行性研究报告.docx
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年产六万吨电熔镁生产线项目可行性研究报告
年产六万吨电熔镁生产线项目
可行性研究报告
总论
XX耐火材料有限公司,是由XX实业有限公司合资兴办的企业,是以生产镁质制品为主的企业。
营口和平XX矿产有限公司地处被誉为“中国镁都”之称的辽宁省大石桥市。
大石桥市菱镁矿资源丰富,现已探明储量高达25亿吨,占中国总储量的85%,占世界总产量的20%,是中国镁质耐火材料生产和出口基地。
我公司是规模化生产镁碳砖、铝镁碳砖、补炉砖、镁钙砖、镁铬砖、镁铝尖晶石转、镁砖、新型镁砖等定形耐火制品、镁质、橄榄石质、白云石质耐火材料和不定型制品的中外合资企业。
全公司下属破碎及混炼工厂、原材料焙烧、造渣球工厂、不烧成砖工厂烧成砖工厂等五个工厂,现有员工580人,其中从事新产品的研发和开发、生产工艺设计及监控、原材料及产品的检测等方面高、中、初级技术人员59人。
电熔镁是当前世界各国钢铁冶炼企业的发展方向,及优质耐火材料。
也是钢铁企业普通应用的理想高级耐火材料,用它加工的镁碳砖是有耐腐蚀性强、热震稳定性高、使用寿命长的优点,具有广阔的市场和应用前景。
大力推广用电熔镁生产的耐火材料是当今耐火材料行业的发展方向,用电熔镁生产的耐火定形及不定型耐火材料具有炉龄高、耐高温等诸多优点,因此节约了能源、施工方便、价格便宜等。
是钢厂提高炉龄节能降耗的首选,其市场份额逐年上升。
随着中国加入WTO,世界贸易壁垒的打破,全国经济一体化进程的加快,近期全球耐火材料行业最大的几家企业都把目光投向中国辽南地区,纷纷在此投资或将生产基地从欧美移到辽南地区。
他们主要看中的是辽南地区丰富的菱镁矿资源和劳动力资源。
XX矿产有限公司地处辽南地区,是此地电熔镁需求最大的公司之一,亦是世界镁碳砖及不定型耐火材料生产基地之一。
本项目充分利用了当地丰富的菱镁矿资源优势;另一方面XX矿产有限公司年产所需电熔镁可达到20多万吨。
故本项目将具有良好的市场前景,将产生良好的社会效益和经济效益,在全球也有良好的市场优势。
1.1依据及建设规模
1.1.1设计依据和内容
AXX经济技术开发经济发展文件〈2006〉61号。
B开展XX矿产有限公司设计室设计,设计中明确主要内容为:
a主生产线包括:
6万伏变电所,破碎系统,电炉冶炼系统,冷却及破碎系统,检选系统,按品位检选库房系统b除尘系统,锅炉房,空压机。
c检化验室。
d办公楼,锅炉房浴池,警卫室。
e厂内总图,地中衡。
f机修车间。
g中央变电所。
h厂区外线。
1.1.2建设规模
a建设规模:
20台电炉。
每3台为一个单元生产体,电炉变压器1600KVA具有35%的超载能力,年生产电熔镁6万吨的生产能力。
b原料来源:
全部市场购入。
每年需要菱镁矿石24万吨,所用碳极4500吨,年用电量20000万度。
c产品质量主要控制指,按国家现行标准和企业标准,其中98%电熔镁质标。
工厂总图布置中应考虑到今后的发展需要,其他方面配套,亦进行了综合考虑。
1.2设计范围
根据国家标准,设计年产6万吨电熔镁生产线。
项内容有工艺、热力、供暖建议用电熔镁余热。
通风除尘、总图运输、土建、给排水、消防、电力电讯、仪表、环境、环保安全与工业卫生、概算、技术经济分析等专业的设计。
1.3设计原理
1.3.1本项目是该公司规划厂区的一期工程,主生产线和公辅设施。
1.3.2电熔镁生产工艺。
1.3.3破碎、检选及混料。
1.3.4成品仓库。
1.4电熔镁生产线的设备水平。
设计时应在确保产品质量前提下来确定生产线的设备水平,在生产的关键环节,电炉变压器,选用国内最先进的全自动控制微机控制。
对煅烧电流自动调节,无载调压可做到精确煅烧,保证质量,以减少手动操作对产品的质量的影响。
在其安全生产工序则不强调生产线的高度自动化成本太高,能满足生产工艺要求即可。
生产水平为机械化和自动化相结合,个别生产环节采用手工操作,
各工序选用主要设备情况如下:
颚式破碎机每3台炉一台。
皮带上料每3台炉用2条皮带上料。
料台采用7米宽。
电炉变压器采用S11-1600KVA的电炉变压器采用无载调压。
电炉台车,每台炉用8台。
采用5吨桥式吊车运料上碳极。
升降装置,采用微机自动调整,该工厂工程用电就近取自高压线网上厂
内没有专用变电所、空压站、锅炉房等。
完全可以满足生产生活需要。
本项目产品电熔镁原料的来源于菱镁矿石含镁量47%以上,经过鄂式破碎40-80mm之间,根据各种矿石含含铁含钙的比例不同,进行调整送入电炉进行煅烧,除尘达到国家规定的工业排放标准方可排放。
1.5市场调查
优质的电熔镁是炼钢厂大型转炉、炉衬、钢包衬、中间包衬等应用最佳的耐火材料,具有抗渣性强、热震稳定性高、使用寿命长等优点,具有广阔的市场和应用前景。
1.6主要技术经济指标1-1
表1-1主要技术经济指标表
序号指标名称单位指标备注
1规模品种
规模t/a60000
品种:
电熔镁98%t/a20000
电熔镁97%t/a30000
电熔镁96%t/a10000
电熔皮砂93%t/a30000
炉底料t/a10000
2原材料
菱镁石
石墨碳极
3能源与动力
生活用煤
生产用水
生活用水
蒸汽冬季
夏季
压液空气
电:
有功
无功
视在功率
年耗电量
4劳动定员与生产率
全场人员
其中:
生产工人
检修工人
管理人员
劳动生产率以产量计算
全员
生产工人
以销售收入计
全员
生产工人
5工程用地面积
建筑用地面积
道路面积
土方工程量
其中:
挖方
填方
运输量
其中:
运入量
运出量
总图运输
2.1概况
根据XX矿产有限公司的规划及构思,工艺专业提供的资料开展总图运输设计。
根据规划厂区占地40000m2,根据地势利用高差设计工艺布置。
新建电熔镁生产线设计能力生产63t/年。
2.2总平面
新建电熔镁砂厂由石场、电容灯、晾晒区、检选区和公辅设施组成。
电熔镁生产线包括成品仓库、碳极库及除尘装置、高、低压变电所、机修车间、办公楼、职工宿舍、食堂等组成。
根据场地条件、工艺流程、兼顾环保、美观、分期实施等因素进行平面布置。
就设计道路将电熔镁生产线分成7个生产区,办公区、预留公辅区、计划自行车房、公厕及浴池等。
见总图
2.3竖向布置和场地雨排水
根据地形、自然坡度、和建房要求,仅需简单平整,生产区为27144m2,公辅区13000m2。
场地雨排水采用暗管形式。
在道路下下排水管,雨水通过管网汇集后排放到指定地点。
2.4运输
菱镁矿石、成品、原料、生活用煤等全部采用汽车运输。
为适应运输要求,厂区内建四横五纵的环形道路,路面宽度根据运量情况设12m、6m两种厂区道路及铺没面积16300m2。
运输设备由协作单位及本公司车队共同解决,本设计除新增一台汽车衡外100t,不增加其他设备。
2.5厂区绿化
在办公楼前、道路两侧、建筑物周围的空地种植适应当地条件的乔木、灌木、草皮,使工厂绿化覆盖率达到15%,成为绿化花园式工厂。
2.6消防
消防由厂内消防站负责,在厂房周围设环形道路,沿道路设消防栓,满足消防要求。
2.7定员
总图运输定员包括运输、绿化、保养和门卫,该工程运输设备由协作单位负责,运输定员设汽车衡计量岗位。
除门卫按3班运转外,其他岗位按日班设置,具体定员见附表2.8主要技术经济指标。
总图运输技术经济指标见附表:
表2-1表2-2
序号岗位名称定员备注
一班二班三班小计
1门卫1113
2汽车衡计量112
3绿化养护及卫生1010
合计15
序号指标名称单位数量备注
1厂区建筑面积m240000
2建筑物面积m214000
3建筑系数%35
4道路面积m216300
5运输设备汽车衡台1
6绿化系数%15%
7运输、绿化、门卫定员人15
表2-1运输、绿化、门卫人员表
表2-2技术经济指标注:
技术经济指标按一次规划统计
第三章生产工艺
3.1概述
根据营口和平XX矿产有限公司要求的电熔镁砂的技术要求确定电熔镁砂的生产工艺流程。
在设计中遵循工艺设备布置紧凑,故工艺流程中各程序之间衔接力求简单合理,而且工艺流程较为流畅。
满足生产要求,保证产品质量。
新建中心实验室是为了保证产品质量、研究产品在生产中质量波动的原因,指导生产而建。
可承担化学分析和物理检验。
3.2生产品种
本工程建设规模为年产电熔镁砂60000t。
3.2.1产品品种与规格
产品品种规格（t/a）
98%电熔镁砂15000
97%电熔镁砂27000
96%电熔镁砂18000
电熔镁砂和炉底料不计产量
合计60000
3.2.2产品质量指标
参照国家现行标准和企业标准,本工程产品质量主要指标暂定表3-1
电熔镁砂理化指标
牌号化学成分（质量分数）%颗粒体积密度（g/cm3）≥
MgO≥SiO2≤CaO≤Fe2O3≤AL2O3≤
电熔镁砂98980.610.60.23.5
电熔镁砂979711.40.70.33.5
电熔镁砂969611.80.90.33.45
3.2.2.1粒度要求
（a）粒度为0~50?
:
其中小于1?
的颗粒不超过10%。
（b）粒度为0~120?
:
其中小于1?
的颗粒不超过5%。
3.2.2.1试验方法
（a）电熔镁砂氧化镁含量的测定按GB/T5069.11的规定进行。
（b）电熔镁砂氧化硅含量的测定按GB/T5069.2的规定进行。
（c）电熔镁砂氧化钙含量的测定按GB/T5069.10的规定进行。
（d）电熔镁砂氧化铁含量的测定按GB/T5069.5的规定进行。
（e）电熔镁砂氧化铝含量的测定按GB/T5069.6的规定进行。
（f）电熔镁砂颗粒体积密度的测定按GB/T2999的规定进行。
（g）电熔镁砂粒度的测定按GB/T2007.7的规定进行。
3.2.3原料的质量要求
3.2.3.1矿石原料:
依据当地丰富的菱镁矿资源,运输方便。
3.2.3.2电极:
采用石墨电极。
3.3主要技术方案确定
（a）每3台电熔镁炉为1个单元,1个操作平台。
采用2台鄂式破碎机和2条皮带输送给料。
（b）电极采用自动升降系统。
（c）每个单元为1个回车道,运输返烧料。
返烧料运到操作平台下面后由电弧炉吊车吊到操作平台,准备重烧。
3.4工艺流程
3.4.1工艺流程图
3.4.2工艺流程简述矿石由汽车运输到石场后,经检测合格的矿石由人工给料给入到料斗中,经鄂式破碎机破碎成不大于20~80?
的粒度。
粒度可通过调节鄂式破碎机鄂板间距控制,经过筛分系统将小于10?
粒度单独放在一起准备作为填充电弧炉的底料。
同时也是对矿石品位的一种拣选。
合格的粒度经电磁振动给料机给皮带输送机,由皮带输送机运到操作平台上,由人工投入到电弧炉中,电弧炉底部应放入炉底保护层,炉底料填充厚度为500左右,然后投入电极块引弧,起弧以后再投入矿石。
矿石在电弧炉中经过3000℃加热熔融,熔融时间为10小时左右。
矿石在熔融过程中随时调节电流流量,电流分起弧电流,煅烧电流,封炉电流,根据矿石在电弧炉中的熔融时期灵活调整电流状态,以保证煅烧出的产品质量和节省电耗。
熔融时间结束以后,整个电弧炉由电弧车推到在晾料场,经过7天左右的晾晒,然后人工拣选分级。
拣选出的98%电熔镁砂,97%电熔镁砂和96%电熔镁砂过磅后,人工由手推车运到成品库分别堆放,等待检测化验,检测合格后投入市场。
靠近电弧炉边缘的欠烧料即返烧料装入料斗放置在电弧炉台车上经由回车道运到操作平台下面。
经由电弧炉吊车吊起,经过操作平台的返回料人孔吊到操作平台上准备二次投料。
炉底料过磅后放在成品库可作为重烧使用。
电熔皮砂炉底料过磅后放在成品库可到市场出售。
3.4.3快速分析室
快速分析室有粒度分析间,化学分析间组成。
3.5工作班制、原料用量
工作制度表
序
号工段名称年工作制每日工作
班制每日工作小时
1给料系统35028
2焙烧系统35028
3拣选系统350112
原料消耗表
序
号原料名称规格年用量备注
1矿石MgO≥4722.5万吨
2电极石墨电极4500吨
3电量2x108℃
第四章锅炉房与空压站
4.1热力
热力介质
序
号介质
名称参数消耗量备注
P（MPa）t（℃）单位消耗全年消耗蒸汽0.4~0.6饱和3.63t/h13068t
2压缩空气0.74018.24m3/min7989120m3
3净化压缩空气0.74028.8m3/min12614400m3
本工程所需热力介质有蒸汽、压缩空气、净化压缩空气。
各热力介质消耗量详见表
4.2热力介质供应
4.2.1蒸汽供应
本工程所需蒸汽由新建燃煤蒸汽锅炉房供应。
4.2.2压缩空气供应
本工程所需的生产用压缩空气及除尘用净化压缩空气由新建压缩空气站供应。
4.3热力介质
4.3.1锅炉房
根据本工程所需蒸汽要求,新建燃煤蒸汽锅炉房一座。
内设DZL4-0.7-AII型Q4t/h,锅炉上煤采用SM-2型竖式上煤机,除渣采用螺旋式除渣机,烟囱出口内径Φ700,烟囱高H35m,烟气除尘采用陶瓷多管除尘器,其除尘效率达99%。
锅炉鼓、引风机分别为:
鼓风机:
G4-72-11型№4A左135°
参数:
Q4020~7420m3/h,P2001~1315Pa
附电动机:
Y132S1-2,N5.5KW,n2900r/min
引风机:
Y5-47-12型№6C右90°
参数:
Q7372~13908m3/h,P2844~2069Pa
附电动机:
Y160M2-2,N15KW,n2930r/min
锅炉房其他辅助设备主要包括:
a180D2-1465型全自动软化水设备1台,处理能力Q4t/h;
b40DLX8型水泵1台,Q4.9~7.4m3/h,P0.99~0.86Pa
cIS50-32-160型加压泵1台,Q7.5m3/h,P0.343Pa
4.3.2压缩空气站
根据本工程所需压缩空气及净化压缩空气要求,新建压缩空气站一座。
内设SA-132W型Q25.2m3/min,P0.75Pa水冷螺杆式空气机三台,二台运行,一台备用;设二套FXH-27型Q27m3/min,P1.0Pa冷冻式压缩空气干燥器,一套运行,一套备用。
压缩空气及净化压缩空气分别经:
外部生产压缩空气管道YS1D89X3.5、外部除尘净化压缩空气管道YS2D108X4二根管道输送,且均设有计量装置。
经处理后的净化压缩空气质量为:
最大含尘粒径:
≤5μm
最大含尘浓度:
≤5mg/m3
压力露点:
≤+3°
最大含油量:
≤1mg/m3
4.3.3管道敷设
本工程热力内部管道尽可能利用建（构）筑物敷设,以减少工程投资。
外部蒸汽管道、压缩空气管道、净化压缩空气管道均采用地下管沟敷设方式。
本工程蒸汽管道采用CFBT保温管壳,保护层为镀锌铁皮。
第五章采暖、通风和除尘
5.1概述
5.1.1设计依据及标准
通风、除尘设计依据下列标准和规范编制的。
a《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19-2002
b《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996
c《工业企业噪声控制设计标准》GBJ187-85
d《工业窑炉大气污染排放标准》GB9087-96
5.1.2气象资源
a冬季大气压力1026.2hPa
b夏季大气压力1005.4hPa
c冬季室外平均风速3.4m/s
d夏季室外平均风速2.5m/s
e冬季采暖室外计算温度-14℃
f年平均温度9.2℃
g夏季通风室外计算温度28℃
h冬季通风室外计算温度-10℃
i夏季主导风向及频率W14.8%
j冬季主导风向及频率NNE4.8%
k极端最高温度34.2℃
l极端最低温度-30.8℃
5.1.3主要有害物及治理
在矿石破碎过程中,产生大量的灰尘,矿石在熔融煅烧的过程中。
将产生大量的CO2等气体,如不及时采取净化回收措施,这些气体直接排放到空气中,将污染厂区及周围大气环境,危害人体健康。
为改善生产环境及消除大气污染,保护人体健康,设计除对生产过程中产生粉尘的设备进行最大限度的密闭外,在每个操作平台上安装除尘系统,将生产过程中外溢的含尘气体吸收,送入除尘器净化。
净化后的气体通过风机排入大气,使含尘浓度控制在国家排放标准以内。
5.2采暖
a本工程生产车间不设置采暖设施。
b办公室室内冬季采暖,冬季室内温度为16℃。
5.3除尘
本工程除尘主要是矿石熔融过程中产生的大量烟气,烟气中以CO2,CO最多。
为达到最大的除尘效果,采取二步除尘措施,首先采用旋风除尘器将大颗粒的粉尘吸收,再用布袋脉冲除尘器反吹。
旋风除尘器和布袋脉冲除尘器为一组除尘系统,每个操作平台设二组除尘系统,本工程共设14个除尘系统。
5.4除尘维修与管理
本工程通风、除尘系统的维修均由营口和平XX矿产有限公司统一管理。
第六章给水、排水
6.1给水
厂区内给水由生产、生活及消防给水组成。
水源由市政管网引入,并设自备水井,当水压及水量不能满足生产及生活用水要求时,可由厂内自备水井供水。
6.1.1给水及消防设施
a厂区内设生产、生活用水泵房及循环给水管网。
b设200M3生活、消防共用水池、水泵房及循环给水管网。
c办公楼等建筑设室内消防栓给水系统,厂房等建筑按100M间距设室外消火栓。
6.1.2生活及消防用水量
生活用水量:
5.0M3/h（按职工人数266员考虑）。
消防用水量:
室内5l/s,室外15l/s（为一次性用水量）。
6.2排水
厂区内排水由雨水及生活污水组成,生产废水由部分冷却废水及冲洗地面废水组成,无污染。
6.2.1排水设施
1.厂区内设雨水和生产废水共用排水管网,并直接排至市政排水管网。
2.另设生活污水管网,食堂污水经隔油设施处理后引至化粪池,其它生活污水直接引至化粪池,化粪池污水经消化处理后直接排至市政排水管网。
第七章电气、通讯、仪表
7.1厂区高压变电所
高压电源由最近11万伏T接电源引至厂区高压变电所门行进户。
根据全厂用电负荷分配情况见负荷计算书,由电业局和建设单位具体规划。
7.2低压供电
根据全厂用电负荷分布,及现在新开工建设时所需要有一过度时期,及今后发展的种种情况,结合建设单位意见并考虑性能价格等诸多因数,定为全厂设置配电室四处,低压变电所一处。
变电所内设置低压配电室一处,负责全厂负荷的配出及各变压器不含电炉变压器二次联络,并进行相应电容补偿。
每两个生产线单元设低压配电室一处,电源由低压变电所配出柜引入,正常运行时为分裂运行。
在一路电源故障或检修时,投入互联开关以解决办公楼和食堂铁炉等负荷。
每个低压配电室都要进行电容补偿,每个低压配出对应配出颚式破碎机,电极自动手动升降系统,对应厂房电照、风机及电动葫芦吊。
机修厂房的低压供电由变电所直接配出。
高压变电所以两台3.15万KVA的主变并网运行,整个高压变电所采用微机自动控制,对两台主变采用高低后备及差动保护。
电炉变压器直接由高压变电所配出柜控制,并设有高压电容补偿柜2台。
低压配电室选用GGD-3型低压配电柜。
主要配置如下:
1低压配电所,低压配电柜18面
2一二生产线低压配电柜5面
3三四生产线低压配电柜5面
4五六七生产线低压配电柜8面
5办公楼配电柜1面
6化验室配电柜1面
各低压配电室以放射方式向各用电设备供电。
移动设备采用滑动/软电缆方式供电。
供电线路在一层平面以电缆沟内敷设,或直埋地方式为主。
二层以上各平面以电缆桥架布线为主。
供电回路采用自动开关进行短路保护。
采用自动开关,热继电器进行过载保护。
低压配电室进线采用塑料外壳式断路器,采取瞬时脱扣方式,并加有欠电压脱扣附件。
对随机械设备成套供应的电器装置,除工艺要求连锁外,一般仅提供电源。
对工艺要求,电极升降装置设备,要自动控制实行PLC可编程序控制及电器连锁。
对于无特殊要求的设备,仅考虑机旁操作。
7.3检测与控制
一电极升降控制部分要求有自动、手动之分对碳极控制电流采样反馈到PLC控制器,达到煅烧电流自动调整。
二对桥式吊车及电动葫芦吊要装有极限控制。
三空压站:
1.外送净化压缩空气流量,显示报警。
2.冷却供水量显示、积累。
四锅炉房:
1.进水总管压力,显示报警。
2.蒸汽出口压力,显示报警。
3.汽包水位显示报警,实现自动水位控制。
五电炉变压器:
1.电炉变压器采用S11-1600KVA。
2.铜线4x840mm2。
3.铜排采用12x12x2。
4.电炉变压器采用无载自动调压装置。
5.电炉变压器控制装置要设在操作室内。
6.电炉变压器要有可靠的接地网,对地电阻不能大于0.4欧姆。
7.电炉变压器二次电压可调范围110-160v之间。
7.4照明
鉴于本生产线低压配电为380/220V中性点直接接地系统,照明与动力共用一台变压器。
各照明电源引自就近的控制站或动力配电箱。
照明网络电压采用380/220V三相四线制系统,检修照明电压为36V,在特殊潮湿的场所为12V。
生产线内设工作照明、局部照明、检修照明。
厂区道路设道路照明
采用新光源与节能型灯为主、部分采用白炽灯。
7.5防雷及接地
根据计算考虑防直击雷的措施。
对烟囱考虑了防直击雷措施。
配电装置及电气设备正常非载流的金属部分均应保护接零。
凡与变电所的距离超过50m的控制站和动力配电箱均应作重复接地。
7.6电信及仪表
厂区电话、无主机指令电话系统、火灾报警系统及外部接线。
7.6.1电信设计内容
1通讯系统
a厂区电话为本地市内电话用户,由建设单位和市话局负责设计。
b生产上需要速度而频繁联系的市场岗位,安装无主机指令电话系统一套,共计无主机指令电话用户17点。
2防报警及通信
a于火灾危险场所设置火灾报警系统,系统形式为区域火灾报警系统。
该系统由一台区域火灾报警系统控制器和火灾探测网组成。
区域火灾报警控制器容量为1回路,火灾探测网点15点。
b本工程利用本地市内电话用户和无主机指令电话作为消防通信。
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