钢渣处理车间技术方案1210.docx
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钢渣处理车间技术方案1210
河北钢铁集团
石家庄钢铁有限责任公司
钢渣处理车间
技术方案
部门项目主管：
专业负责人：
审核人：
设计人：
储运工程技术所
2010年12月10日
目录I.
1.储运设施1.
1.1概述1.
1.2中包浇余大块处理工艺2
1.3钢渣一次处理生产工艺3
1.4钢渣二次处理生产工艺6
1.5主要工艺设备9
1.6操作方式1.1
1.7劳动定员1.2
2.水处理设施1.3
2.1概述13
2.2设计范围1.3
2.3给排水条件1.3
2.4给排水系统1.4
3.电气设施16
3.1低压供电设施16
3.2安全供电及保安措施16
3.3电气照明1.6
3.4电线电缆1.6
3.5防雷与接地1.7
3.6三电控制系统L118
4.建筑结构19
4.1相关法规1.9
4.2土建工程1.9
5.采暖通风空调除尘设施21
5.1除尘设施21
5.2采暖通风空调设施21
6.能源介质23
7.投资估算24
8技术经济分析25
8.1概述25
8.2劳动定员25
8.3成本及费用计算25
8.4销售收入26
8.5利税计算26
8.6技术经济指标汇总表27
8.7结论27
9.工程进度26
1.储运设施
1.1概述
本次为石家庄钢铁有限责任公司钢渣处理车间改造项目，拟在原渣跨车间配套现有的转炉和电炉新建一座钢渣处理车间，年处理中包浇余大块约3.6万吨，年处理钢渣约31万吨。
钢渣处理车间主要包含中包浇余大块处理设施、钢渣一次处理设施、钢渣二次处理设施。
中包浇余大块处理设施，在原渣跨区域。
主要采用风镐将大块的渣除掉，然后采用火焰切割，将大块切为400~500mm长的小块，根据来料情况，配套设置一台风镐，两台火焰切割。
也可以采用重锤砸的作业方法，但重锤作业效率低，含铁高的部分不容易破碎，不建议采用。
中包浇余大块切割作业面积约88〃，作业区域放到厂房的最东侧。
钢渣一次处理设施，在原渣跨区域。
主要采用闷渣池闷渣的方法处理，根据来料情况建设5座闷渣池，并根据环保要求设立倒渣除尘系统和蒸汽处理系统。
钢渣二次处理设施，受料部分在原渣跨区域，主要处理设施需要新建一跨，主要采用钢渣破碎、筛分、磁选工艺，共设计两道破碎机、三道筛分和四道磁选，钢渣最终产品方案如下：
产品名称
项目
所占比重
年产量（万吨）
铁品位
用途
序号
粒级
mm
大块渣钢
1
2%
0.62
TFe>80
回用于炼钢
渣铁粉
2
8%
2.48
TFe>60
可用于炼钢、烧结原料
尾渣
3
>5
60%
18.6
MFe<5%
作为道路基层材料和沥青混凝土路面材料
4
0~5
30%
9.3
MFe<5%
可作为水泥厂原料
钢渣二次处理新建车间厂房占地面积21mx90m=1890m2，安装有10t吊钩桥式起重机，Lk=16m，轨面标高H=12m。
钢渣处理车间内主要的辅助设施包括沉淀池及泵房、电气室、中包
浇余大块堆放区、除尘器。
1.2中包浇余大块处理工艺
1.2.1工艺说明
中包浇余大块为浇包内余下的200~300mm厚的钢水，含铁90%以上，平均每天来料13块，每年约3.6万吨。
目前的处理现状为，用电磁桥式起重机吊起重锤，砸碎大块。
处理现场噪声大，作业危险，且只能在晚上作业。
改造方案为将作业区域移至厂房东侧，四周围混凝土挡墙，以保证
作业时周围工人的安全。
作业首先采用风镐，先将大块表面的渣除去，再用火焰切割机将大块切成400~500mm长的目标块。
根据来料量需配套设两台火焰切割机，同时作业。
切割后的大块，再由铲车装汽车运走。
也可以采用原来的重锤砸的作业方式，但作业效率低，破碎效果不均匀。
并且，如果采用此种作业方式，需要拆除原32t吊钩式起重机，
并增设吊钩式起重机，造成总投资增加。
122主要设备火焰切割、风镐
1.3钢渣一次处理生产工艺
1.3.1工艺说明
（1）转炉渣来料
转炉出渣后，用渣盘经平车运至渣跨，用吊钩式天车将渣盘吊起，放在翻渣架上，再由天车吊起渣盘的侧吊耳，将渣翻入热焖渣池。
翻渣前渣池内需要铺500mm厚的干渣，可以在上一次挖渣时，留下500mm厚的渣，以防倒渣时，热渣遇水发生爆炸。
转炉渣的计量可以通过天车上的计量装置计量。
转炉渣通过后续的打水，充分消解钢渣中游离氧化钙（f-CaO）、游离氧化镁（f-MgO），使钢渣稳定性增强，钢渣入池温度600C以上，喷
水变成过热蒸气（喷水量按技术要求控制）和钢渣中的f-CaO反应生成Ca（OH）2;与f-MgO反应生成Mg（OH）2，钢和渣自然分离，尾渣最大限度粉化，提高渣铁的回收率，降低尾渣中的含铁量。
如果来渣时渣盘中钢渣已经结壳，则由天车吊着翻完的渣盘，在中包浇余大块铁堆放区域，进行磕渣，再由挖掘机将渣壳转运至渣池中。
（2）电炉渣来料
电炉渣建议在电炉车间即进行地面泼渣，使渣最大限度的粉化，然后再由汽车运至钢渣处理车间。
由于电炉渣在进入钢渣处理车间后，已经是凉渣，不再适合采用热闷法，所以可以直接进行钢渣二次处理。
电炉渣由自卸车运来后，翻入15、16轴间的渣池内暂存，再由挖掘机将
渣投入钢渣二次处理系统。
电炉渣的计量可以利用现有的汽车地磅。
（3）钢渣预选
转炉渣热闷约8~12h，闷好后，吊起渣盖，用电磁盘或者吊钩起重机将渣坑中大块的渣钢起吊至中包浇余大块破碎区，再由汽车运走。
电炉渣可以随着汽车卸料，选出其中的大块渣钢。
闷渣坑中的钢渣，则由挖掘机挖掘至就近的受料点。
（4）环保控制
为符合石家庄环保要求，闷渣过程中会产生大量的水蒸气不外排，由冷凝箱将水蒸气冷凝成水，回到沉淀池。
同为符合石家庄环保要求，需要对渣盘来的渣和汽车运过来的渣往渣池翻倒时产生的扬尘进行抑制。
对于这部分灰尘，有两种除尘方案：
干雾抑尘法和集中除尘法。
干雾抑尘法为通过喷洒1~10微米的水雾颗
粒，对悬浮在空气中的粉尘进行有效吸附聚结成团，受重力作用沉降，而达到抑尘作用。
但在热的闷渣池上使用时，热气流上升，抑尘效果不如常温场所。
集中除尘法是将闷渣盖沿着一侧的转轴翻起约60°后，集
中除尘管道与闷渣盖上的除尘接口连接，通过侧吸法，将翻渣时的粉尘吸走。
同时渣盖的三条边带有风幕，在渣池上方形成一个相对圭寸闭的空间，增强除尘效果。
1.3.2工艺设计
石家庄钢铁目前有2座60t转炉，1座60t电炉，转炉每天最大产钢量5200t，电炉每天最大产钢量1200t,按照产渣15%计算，则每天最大产渣960t。
闷渣坑有效容积5.3mx6.75mX4.5mx80%x1.6t/m3〜
200t。
闷渣时间约8~12h，加上倒渣、出渣时间，按照一个渣坑的闷渣周期为24h计算，则需要的闷渣坑个数为960-200〜5个。
1.3.2主要设备
1）闷渣盖
闷渣盖重约15吨，用于盖住闷渣坑，使坑内蒸汽达到约0.3~0.4kpa的压力，使钢渣产生更好的粉碎效果。
闷渣盖为可翻转式，翻转轴位于渣池靠近厂房柱子一侧，并带有自锁机构。
闷渣盖上设计有蒸汽减压阀和除尘接口，下方分布有喷水管。
2）水蒸气冷凝箱
利用水蒸气冷凝箱，将闷渣池产生的水蒸气冷凝成水，回到循环水池，一方面减少了大量水的蒸发，另一方面符合石家庄市的环保要求。
3）翻渣架
由于来渣是渣盘，不适宜采用天车直接翻料，故设计翻渣架，将渣盘放在翻渣架上，再由天车吊起渣盘，围绕吊耳翻转，将渣翻入渣池中。
3）风幕机
风幕机通过高速电机带动贯流或离心风轮产生的强大气流，在渣池
上面形成一圈无形的门帘。
可以有效的屏蔽渣池翻渣时的粉尘四散，可以使粉尘更有效的进入集中除尘系统。
4）履带式挖掘机
型号：
WY22
外形尺寸（长X宽X高）mm:
9830X2980X2952
使用质量kg:
22000
尾部回转半径mm:
2910
铲斗容量m3:
1.0
1.4钢渣二次处理生产工艺
1.4.1钢渣二次处理生产工艺流程框图如图1-1所示。
1.4.2工艺流程说明
本车间日处理钢渣960吨，按3班18小时工作制考虑，系统能力设计为100t/h。
闷好的钢渣以及电炉渣由挖掘机从闷渣池挖掘出来，装入就近的受料槽，受料槽为倾斜格筛，格筛由钢轨做成，钢轨间距为250mm。
倾斜格筛筛孔为250mm。
大于250mm的大块钢渣溜到一侧，由前端装载机运到破碎区，由电磁盘吊着重锤将大块钢渣砸碎，再进入处理线。
小于250mm的钢渣经受料槽下振动给料机进入Z101带式输送机。
钢渣经由Z102垂直带式输送机提升1#振动筛（筛孔100mm）,大于100mm的钢渣进入液压鄂式破碎机（一破）中，破碎到100mm以下后排出。
1#振动筛筛下钢渣及经初破后的钢渣（小于100mm）进入Z103带式输送机，其中间部位设有1台带式除铁器（1#）,将大块渣钢磁选出来存入渣钢集料箱。
Z103带式输送机头部设有1个磁选滚筒，将含铁渣粉选出进入T101带式输送机。
未被磁选的尾渣进入3#振动筛（筛孔5mm）,筛下钢渣经Z106垂直带式输送机提升至w5mm的尾渣仓暂存，再由汽车来拉走。
筛上尾渣经Z105垂直带式输送机提升至〉5mm的尾渣仓暂存，再由汽车来拉走。
由于车间高度和空间限制，尾渣仓不考虑大量存料，只起缓冲作用，可以暂存0.5个小时的尾渣。
图1-1钢渣二次处理工艺流程图
T101带式输送机和T102带式输送机将磁选滚筒所选钢渣经T103垂直带式输送机提升至渣铁粉仓暂存，再由汽车来拉走。
经带式除铁器选出的大块渣钢由吊车吊起渣钢集料箱，翻入汽车内
本车间因位置及面积限制，不方便设置大型的集中除尘设施，每条带式输送机转运处设置1套单机除尘设备，防止钢渣转运扬尘。
1.5主要工艺设备
1.5.1破碎机
1）一破：
液压鄂式破碎机
型号：
PEY500x750
最大给料粒度：
425mm
排料口尺寸：
35~100mm
生产能力：
18~45m3/h
功率：
55kW
设备重量：
19.22吨
数量：
1台
2）二破：
鄂式破碎机
型号：
PEX300x1300
最大给料粒度：
250mm
排料口尺寸：
20~90mm
生产能力：
10~65m3/h
功率：
75kW
设备重量：
11.6吨
数量：
1台
1.5.2筛分设备
1）1#棒条式振动给料机
处理能力：
100t/h
处理物料：
钢渣
筛孔尺寸：
100mm
电机功率：
2x7.5kW
重量：
6.5t
数量：
1台
2）2#篦条式振动筛
处理能力：
100t/h
处理物料：
钢渣
筛孔尺寸：
50mm
电机功率：
2x7.5kW
重量：
6.5t
数量：
1台
3）3#尾渣棒式振动筛
处理能力：
80t/h
处理物料：
钢渣
筛孔尺寸：
5mm
电机功率：
2x7.5kW
重量：
6.5t
数量：
1台
1.5.3磁选设备
1）钢渣专用带式除铁器
型号：
RCDK-10
适用带宽：
1000mm
电机功率：
7.5Kw
励磁功率：
6.5kw
磁场强度：
120mT
重量：
4.5t
数量：
2台
2）永磁除铁传动滚筒
型号：
RCY-G80-2
带宽：
800mm
磁场强度：
300mt
重量：
1.09t
数量：
2台
1.5.4其他设备
1）带式输送机
处理能力：
100/80/60t/h
带宽：
1000/800/650mm
带速：
1.0m/s
数量：
9台
槽角：
普通35°，带除铁器的槽角采用10°
2）单机除尘器
皮带运输过程中产生的大量粉尘，单机除尘器工作时，利用除尘器的离心风机在粉尘外溢处形成负压区，将含尘气体吸入除尘器内，除尘器内设多条过滤带，含尘气体通过过滤带时，粉尘被阻挡分离，净化后的气体再经风机排出。
数量：
12台。
3）前端装载机
用于将受料槽处大于250mm的大块钢渣铲到破碎区进行破碎，再运回受料槽处，进入钢渣二次处理系统。
1.6操作方式
1.6.1钢渣一次处理
由转炉车间运来的钢渣，由吊钩起重机将渣翻至铁路两边的渣池中，然后开始打水闷渣。
在渣池设置压力检测，根据压力情况，可以实
现自动间隔时间打水。
162钢渣二次处理
钢渣一次处理完后，由挖掘机将钢渣装载至二次处理系统的受料槽。
钢渣生产线设有集中控制和现场操作2种操作方式。
1）集中控制在操作室进行操作，通过程序控制界面实现系统的启动、停机等。
2）现场操作在现场机旁操作箱上进行，为无联动的单独运转，其目的是达到设备调试、维修和紧急停车后的处理。
钢渣二次处理间设有1个单独的控制室。
1.7劳动定员
钢渣处理车间为四班三运转制，劳动定员见表1-1。
表1-1储运设施劳动定员表
序号
岗位
定员（人/班）
定员合计
1
火焰切割工人、风镐工人
2
8
2
天车司机
3
12
3
前端装载机司机
1
4:
4
挖掘机司机
1
4
5
操作室操作工
1
4
6
生产线工人
2
81
7
点检工
与炼钢车间合并
0
8
值班长
1
4:
9
替班
1
4
小计
48
2.水处理设施
2.1概述
石家庄钢铁有限责任公司钢渣处理车间主要包括以下三个生产工
艺：
（1）中包浇余大块；
（2）钢渣一次处理工艺；
（3）钢渣二次处理工艺；
本设计根据上述生产规模和工艺对各设备用水的水量、水质要求，同时遵照节约用水，减少环境污染，提高生产水的重复利用率原则；设计采用清、浊分流，分压供水，串接补水等技术措施；采用可靠、先进、高效的设备和国内外先进、可靠、成熟的工艺流程。
2.2设计范围
本设计包括与生产车间配套的循环水处理设施，区域内的循环水管
道，生产、消防给水管网，生活给水管网，生产排水管网，雨水排水管网和生活污水排水管网。
2.3给排水条件
（1）设计需要的给排水量：
生产水总用水量：
1000m3/天
生产循环水总用水量：
400m3/天
生产新水总用水量：
600m3/天
（2）供水水源：
本工程所需的生产新水和生活给水由外部生产、消防给水管网和生
活给水管网供给，要求接点水压>0.3MPa
2.4给排水系统
（1）浊循环水系统
1热焖破碎磁选系统浊循环水系统
该系统主要供热焖破碎磁选工艺过程中闷渣池喷洒用水，供水系统
最大供水能力为90m3/h。
本系统采用开路循环水系统，用户使用后回水经排水流槽排入提升泵房吸水井，经泵组提升后进入平流沉淀池沉淀后，出水经泵组加压后再循环使用。
本系统补充水量为576m3/天。
生产新水由区域外部生产新水管网供给。
2其他浊循环水系统
其他的包括中包浇余大块冷却用水以及受料槽处喷雾抑尘系统。
中包浇余大块采用开路循环水系统，用户使用后回水排入平流沉淀池沉淀后，出水经泵组加压后再循环使用。
（2）给水系统
1）生产、消防给水系统
该系统供循环水系统新水补充水，车间洒水，厂区绿化用水及区域的消防给水。
2）生活给水系统
生活给水系统供区域综合办公楼等生活用水。
（3）排水系统
1）生产排水系统
钢渣利用区域生产排水量为Om3/天，所有生产排水排入浊循环水系统回用，实现零排放。
2）雨水排水系统
钢渣利用区域设雨水排水系统，雨水经汇总后排入该排水系统。
3）生活污水排水系统
生活污水排水系统，排水经化粪池初步处理后排入区域生活污水排水管道，统一排入区域外排水管网。
3.电气设施
3.1低压供电设施
钢渣处理车间新增总用电量约700kw，暂按照取自现有变压器，不新设变压器室。
钢渣处理车间内设电气室，面积约70〃，电气室内设有低压配电室、PLC室等，PLC室内设空调。
3.2安全供电及保安措施
钢渣处理车间用电设备负荷一般为三级，不需要特殊的保安措施，PLC系统使用UPS供电。
3.3电气照明
室内照明一般采用荧光灯；中控室内为两路电源照明，并适当安装带有蓄电池的事故照明灯具；紧急出口处装设带有蓄电池的事故照明灯具；一般事故照明的维持时间》30min。
厂房、通廊内采用反射型投光灯。
照明电源电压为交流380/220V,
光源电压为交流220V。
对移动式照明灯具采用交流24V电压供电。
3.4电线电缆
3.4.1电线、电缆的选择
本工程采用的电线、电缆是指厂区内不同电压等级的配电线路以及
电气设备（如电动机、配电柜）之间的连接线。
拟按以下原则选用：
（1）电线、电缆的芯线采用铜芯。
（2）对重要负荷且大量集中敷设的电缆采用阻燃电缆。
（3）选用电线、电缆时应考虑周围环境温度，环境条件和敷设方式等因素。
（4）在对移动设备供电和有振动的场所采用软电缆。
（5）对于防爆区域中敷设的电缆亦采用阻燃电缆。
342电线、电缆的敷设
在厂区内电缆的敷设方式，一般采用以下几种方式：
（1）在同一路径敷设的主要电缆的根数超过16根时，采用电缆隧道（或架空电缆通廊）敷设；主要电缆根数少于16根时，采用电缆沟敷设；电缆根数不超过6根时，采用水泥电缆槽埋地敷设；对电缆通过铁路、公路和土建构、建筑物等处时，采用穿钢管敷设。
（2）对电缆隧道、电缆室和电气室内的电缆通路采用电缆桥架敷设，对高温、多尘或有腐蚀性气体等环境恶劣场所采用热浸锌防腐的电缆桥架。
（3）对照明支线采用穿钢管的敷设方式。
（4）在电缆通廊和电缆桥架设计时，留有单独的位置用于自动控制系统的通讯电缆敷设，可以是专用的一层电缆桥架，也可以用专门的电缆槽盒。
电缆桥架和电缆槽盒应该有盖板封闭，防止信号干扰和意外损坏。
3.5防雷与接地
按照有关规定设建筑物防雷设施。
其它高度超过15m的建筑物顶部设避雷带，防雷接地电阻小于30Qo接地系统分为工作接地、保护接地，两套接地共用一套接地极，接地电阻小于4Q。
E1〜E6电气室中的PLC系统各单独设立一组接地极，接地电阻小于4Q。
所有电气设备的不接地金属外壳均应可靠接地。
接地采用TN-C-S系统，在线路末端，低压PE线或PEN线应重复接地，重复接地电阻小于10QO
电机外壳、桥架、电气设备等需要接地的设备均与就近接地极相连。
3.6三电控制系统L1
钢渣处理车间包括：
钢渣一次处理系统、钢渣二次处理系统。
本项
目的控制范围涉及上述工艺系统及其所属辅助工艺设备。
一级（L1）系
统，是由电气、仪表控制系统组成的基础自动化级，基础自动化控制系统具有较高的控制水平。
4.建筑结构
冶金企业新建工厂抗震设计若干规定（91）冶建字第735号
4.2土建工程
4.2.1主要建筑物、构筑物
新建钢渣跨、改造原钢渣跨、控制室、泵房
422钢结构
屋面系统、吊车梁系统、墙架系统、皮带机通廊及转运站、料仓、钢材及连接材料等。
4.2.3混凝土
GB50019-2003
GB50316-2000
GBZ1-2002
GBJ87-1985
GB16297-1996
2001年）GBJ16-1987
水泵房、电气室采用钢筋混凝土结构。
2通风除尘设施
2.1设计依据
应用标准：
《采暖通风与空气调节设计规范》
《工业金属管道设计规范》
《工业企业设计卫生标准》
《工业企业噪声控制设计规范》
《大气污染物综合排放标准》
《建筑设计防火规范》及局部修订条文（
5.采暖通风空调除尘设施
5.1除尘设施
转炉电炉来渣，在往渣池翻渣时会产生大量粉尘。
中包浇余大块在采用火焰切割时，或产生烟尘。
根据石家庄市环保要求，需要抑制该部分粉尘。
除尘方式为干式，系统形式为负压式。
采用脉冲袋式除尘器。
（1）钢渣一次处理系统
在翻渣时将渣盖翻起约60°,集中除尘系统与闷渣盖上的通风接口对接，打开风幕机，在渣坑上方形成一个相对封闭的环境，并打开除尘阀门，集中除尘系统开始工作，将翻渣时的粉尘抽走。
除尘方式为干式,系统形式为负压式，采用脉冲袋式除尘器。
（2）中包浇余大块处理系统
中包浇余大块切割时会产生烟尘，通过在作业台设立除尘罩，将切割时的浓烟和粉尘抽走。
除尘方式为干式，系统形式为负压式，采用脉冲袋式除尘器。
5.2采暖通风空调设施
（1）米暖设施
石家庄地区为采暖地区，本工程的辅助建筑物内采暖房间均设有散
热器采暖，热媒为高压蒸汽，由厂区热力管网接入，经减压至0.2Mpa
后送入各采暖点，冷凝水不回收，排至附近下水井。
采暖室内设计温度除工艺特殊要求外，均按《工业企业设计卫生标准》中的规定设计。
（2）通风空调设施
电气室、各操作室等设通风空调系统。
6.能源介质
钢渣处理车间需要用压缩空气、丙烷和氧气。
由工厂统一供应，top
点为钢渣处理车间的东南角
序号
介质名称
接点压力
用量
备注
1
压缩空气
0.4~0.5Mpa
110Nm3/h
2
氧气
I.OMpa
50Nm3/h
3
丙烷
O.IMpa
20Nm3/h
7.投资估算
工程静态投资概算：
按费用划分
费用名称
概算价值（万元）
占静态投资%
建筑工程
2275.00
54.99
安装工程
157.53
3.81
设备费
1609.30
38.90
工程建设其他费用
95.00
2.30
合计
4136.83
100.00
注：
不包含拆迁费用，拆迁费用约100万
总概算表
序号
工程或费用名称
估算价值（万元）
建筑工程
安装工程
设备
其他
合计
一一一
静态投资
1
工艺设备及安装
83.53
795.30
878.83
2
土建工程
2275.00
2275.00
3
水处理设施
20.00
220.00
240.00
4
供配电设施
32.00
352.00
384.00
5
通风除尘设施
22.00
242.00
264.00
6
其他费用
95.00
95.00
7
静态投资总计
2275.00
157.53
1609.30
95.00
4136.83
说明：
以上概算不包括：
（1）原有设施拆迁费用约100万;
（2）地基处理费用；
（3）其他未注明的运输车辆；
（4）车间周边道路及绿化等。
8技术经济分析
8.1概述
石家庄钢铁有限责任公司钢渣处理车间年处理钢渣总量为31万吨,
中包浇余大块3.6万吨。
项目总投资为4318.02万元，其中固定资产静态
投资4136.83万元，建设期利息73.73万元，铺底流动资金106.46万元;
年投资收益率11.73%，投资回收期：
4.0年。
8.2劳动定员
该车间共需劳动定员48人。
8.3成本及费用计算
成本计算中，各种物料的消耗均为设计指标，各种物料价格参照当
地的现行市场价格估算确定。
固定资产年折旧率按15%计算，残值
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