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石横渣处理工程方案设计石横特钢渣处理工程方案设计工程编号：总经理：分管领导：设计经理：济钢集团国际工程技术有限公司二○一四年七月石横渣处理工程方案设计版权声明本设计产品的版权归济钢集团国际工程技术有限公司所有。未经济钢集团国际工程技术有限公司书面准可，不得将本文本的任何部分修改、复制、提供或泄露给任何第三方。版权所有，翻制必究。石横渣处理工程方案设计目录1概述..........................................................................................................12工艺方案..................................................................................................73总图布置................................................................................................134配套设施................................................................................................145土建工程.................................................................................................166工程投资估算........................................................................................177附图........................................................................................................21石横渣处理工程方案设计概述11概述1.1项目基本情况为了贯彻循环经济和可持续发展的方针，满足政府的环保要求，实现钢铁企业的钢渣“零排放”和资源化利用，提高企业经济效益，项目建设一条年处理能力38万吨的钢渣热闷处理生产线，以及一条钢渣破碎磁选生产线。1.2项目名称项目名称：石横渣处理工程1.3设计依据——6月24日现场交流情况——石横提供总图资料及技术要求文件1.4企业概况山东石横特钢集团有限公司是大型民营钢铁联合企业。地处山东省肥城市境内，北依济南（距济南100公里），东靠泰山（距泰安60公里），与京沪、京广高速公路、京九铁路、济邯铁路相邻，公路、铁路运输便利。公司注册资本10亿元人民币，2009年实现销售收入144亿元，实现利税11.8亿元，其中利润7.5亿元。公司拥有450m3，高炉1座、10803高炉2座，45吨转炉1座、60吨转炉2座，高速线材、小型材、中型材生产线各1条，棒材生产线2条，年产96万吨焦炭生产线1条。棒材生产线、转炉炼钢生产线、高炉炼铁生产线装备水平均达到国内先进水平。公司现具有年产铁300万吨，钢300万吨，钢材300万吨，焦炭130万吨的生产能力。其中钢材产品主要有高线、棒材、中型材三大系列产品。高线产品主要品种有胎圈钢丝及钢绞线用无扭控冷高碳钢盘条、石横渣处理工程方案设计概述2焊接用盘条、钢帘线用盘条、易切削钢盘条、轴承用钢盘条、建筑用钢盘条等；棒材产品主要有钢筋混凝土用钢、树脂锚杆用热轧钢筋、轴承钢、抽油杆钢、提升链用热轧圆钢等；中型材产品主要有工字钢、矿用工字钢、角钢、槽钢、轻轨等产品。1.5企业钢渣处理现状我国目前钢渣处理工艺方式主要有闷渣法、水淬法、滚筒法、风淬法、热泼法等。由于热泼法在安全性、环保效果等方面较差，且钢渣深度利用率低，一般新建钢厂不选用热泼法处理工艺；对于其他几种工艺的特点对比如下表：适用渣成品渣去向运行成本闷渣法固/液态钢渣选出废钢及磁性渣粉尾渣做建材可实现回收余热蒸汽中水淬法全部回烧结提高烧结矿强度及高炉利用系数低风淬法制作建材低滚筒法流动性好的液态渣随着双渣操作，适用比例会不断提高选出废钢尾渣做建材成本较高由上表可知，闷渣法处理工艺具有适用性强、成品渣去向广泛等优点，本项目采用闷渣法处理工艺。1.6济钢国际闷渣技术简介石横渣处理工程方案设计概述3济钢国际一直致力于工业三废、节能减排、循环经济的技术研发和实践应用。济钢国际结合钢渣综合处理生产实际，开发完成了诸如《高压闷渣密封装置》（专利号：ZL2009203070960）、《闷渣用锁紧装置》（专利号：ZL201020111637.5）、《闷渣用密封阀》（ZL201020111641.1）《闷渣盖吊装装置》（专利号：ZL201020111649.8）、《闷渣炉罐体》（专利号：ZL201020111659.1）等一系列闷渣处理技术专利，并成功应用于济钢一炼钢、济钢三炼钢、湘潭钢铁、建龙钢铁、联峰钢铁、普阳钢铁、河北天柱、通化钢铁等。闷渣工艺是将钢渣在闷渣炉内经过喷水裂解后使钢渣变为有一定湿度的、易于利用的常温颗粒渣，生产技术比较成熟。钢渣在闷渣坑内经过喷水裂解后变为有一定湿度的常温渣，大块渣可碎化成以10mm为主的易于利用的颗粒渣，实现钢、渣有效分离，缩短后续的钢渣破碎、筛分等工序环节；闷渣处理后的钢渣含水～8%，运输过程中不会发生扬尘现象；闷渣处理后的钢渣中f-CaO和f-MgO部分与水消解反应，提高了钢渣的利用率；闷渣产生的蒸汽经换热产生热水，可用于冬季采暖。生产示意图如下：石横渣处理工程方案设计概述4经过多年生产实践，钢渣的热闷处理工艺对于炼钢行业钢渣处理相对比较成熟，在经济性、安全性等方面都具有很大的优势。主要体现如下几点：－实现高温钢渣的清洁化处理；－渣、钢分离彻底，利于后续钢渣的回收处理；－成品渣粒度均匀、性能稳定；－安全性高、占地面积小；－能耗低、维护成本小；－实现工业废水的充分利用；－有利于蒸汽集中回收利用；1.7钢渣的综合应用钢渣的利用途径大致可分为钢铁企业内循环和外循环，内循环指钢渣在钢铁企业内部利用，作为烧结的原料和炼钢的返回料。钢渣的外循环主要是指用于建筑建材行业。喷雾系统温度传感器热闷装置压力变送器流量计水泵控制柜回水石横渣处理工程方案设计概述51.7.1内循环利用烧结主要是利用钢渣中的残钢、氧化铁、氧化镁、氧化钙、氧化锰等有益成分，而且可以作为烧结矿的增强剂，因为它本身是熟料，且含有一定数量的铁酸钙，对烧结矿的强度有一定的改善作用。另外钢渣中的钙、镁均以固溶体形式存在，代替溶剂后，可降低溶剂(石灰石、白云石、菱镁石)消耗，使烧结过程碳酸盐分解热减少，降低烧结固体燃料消耗。1.7.2钢渣的外循环利用钢渣主要是在建筑建材行业进行外循环利用。（1）做水泥生料钢渣中CaO、MgO、FeO、Fe2O3含量之和能达到70%，这些成分对水泥都是有用的，钢渣做水泥生料主要作用是做水泥的铁质校正剂，目前生料中配加量为3%～5%。（2）做钢渣水泥原料和复合硅酸盐水泥的混合材根据对钢渣的岩相检定和Ｘ射线检定，钢渣之所以具有水硬胶凝性主要是含有水泥熟料中的一些矿物，C3S、C2S和铁铝酸盐，这些矿物都具有胶凝性，但其含量比水泥熟料少，慢冷的钢渣晶体发育较大，比较完整，活性较低，因而水化速度和胶凝能力都比熟料小。目前的钢渣水泥品种有无熟料钢渣矿渣水泥、少熟料钢渣矿渣水泥、钢渣沸石水泥、钢渣矿渣硅酸盐水泥和钢渣硅酸盐水泥，它们都有相应的国家标准和行业标准，掺量在20%～50%之间。（3）钢渣微粉做混凝土掺和料钢渣微粉开发利用研究是近年来继矿渣微粉大规模应用后而出现的热门话题，钢渣生产微粉或者复合微粉可以消除钢渣水泥生产中易石横渣处理工程方案设计概述6磨性差异问题，钢渣通过磨细到一定细度，比表面积大于420m2/kg时，可以昀大程度地清除金属铁，而且超细粉磨使物料晶体结构发生重组，颗粒表面状况发生变化，表面能提高，可机械激发钢渣的活性，发挥水硬胶凝材料的特性。（4）做道路材料钢渣经过稳定化处理后可以做道路垫层和基层，其强度、抗弯沉性、抗渗性均优于天然石材。闷渣处理后的钢渣中f-CaO和f-MgO几乎全部与水消解反应，同时钢渣中渣、钢分离较好，提高了钢渣的利用率。因此，闷渣处理后钢渣性能稳定，可广泛用于以上提到的领域，作为砖、水泥、钢渣微粉等建材使用。1.8项目建设内容本项目围绕炼钢厂转炉钢渣全量处理的目标开展相关设计，项目采用闷渣和破碎磁选集中处理的布置方式，即转炉钢渣在炼钢厂外进行闷渣处理之后直接由皮带转运至破碎磁选生产线进行集中的破碎、筛分、磁选处理。项目建设内容包括闷渣生产线、破碎磁选生产线及公辅配套设施；项目涉及的专业有工艺、总图运输、电气、自动化、环保、给排水、暖通、建筑结构等。1.9项目投资建设项目总投资额3815万元，投资为静态投资，其中闷渣生产线工程投资为2788.6万元，破碎磁选生产线工程投资为798.1万元，总图部分投资为28.2万元，其他费为162.4万元，预备费为37.8万元。石横渣处理工程方案设计工艺方案72工艺方案2.1生产规模及主要生产设施本工程处理钢渣能力38万吨/年。项目建设的主要生产设施内容如下：（1）炼钢闷渣生产线（2）钢渣破碎磁选生产线2.2产品方案本工程建设钢渣的处理设施，对企业产生的钢渣进行处理，通过前述生产线的综合处理，选出钢渣中的颗粒钢及渣钢直接回用于转炉炼钢，回收磁性渣精粉用于烧结配料。整个工程的产品方案见下表。表2-1产品方案序号原料产品指标年产量（万吨）用途1钢渣大块渣钢TFe-90%0.57转炉炼钢2钢渣渣钢TFe40-60%1.33转炉炼钢3钢渣磁性渣粉～TFe45%5.7烧结原料4钢渣尾渣30.4道路材料2.3闷渣处理技术方案炼钢厂的钢渣转运至渣跨，集中进行闷渣处理，日处理能力约1150t/天，年处理能力约38万吨。（1）闷渣坑参数－闷渣坑容积：约140m3－容积利用系数：0.8－闷渣坑数量：3个，备用1（2）装渣时间石横渣处理工程方案设计工艺方案8根据年处理能力，考虑一个闷渣坑同时倒渣，按照～8个小时装满一个闷渣坑进行设计。（3）闷渣时间根据生产经验，热闷时间为～10小时。（4）出渣时间根据生产经验，出渣时间一般为2～3小时。（5）生产工艺流程炼钢出渣后，将渣盘转运至渣处理车间，由车间内的铸造起重机吊起渣盘将钢渣倾翻至闷渣坑，闷渣坑装满后，盖上闷渣盖，开始喷水热闷，热闷约10h后，当钢渣的温度降至60℃以下，打开闷渣盖，用起重机将闷渣盖移走，由液压挖掘机将闷渣坑内的粉化钢渣抓至隔筛，转运至破碎磁选生产线。图2-1闷渣工艺流程炼钢出渣入渣盘运渣盘入渣跨天车吊运渣盘倾翻入渣坑盖闷渣盖喷水热闷闷后出渣至隔筛破碎磁选生产线石横渣处理工程方案设计工艺方案92.4破碎磁选技术方案钢渣热闷后的破碎磁选过程是充分回收钢渣中有价值成分的必要手段。破碎磁选工序在整个钢渣综合处理过程中处于中间阶段，位于钢渣的预处理（热闷处理）之后以及粉状产品生产线（如钢渣微粉、磁精粉）之前，属于整个过程承前启后的位置。破碎磁选工艺的选定需要考虑钢渣的预处理工艺特点，也要考虑到后部产品的制备要求，合适的工艺参数及流程选择可以降低破碎磁选工序的运行成本，有利于产品质量的提升。（1）钢渣转运能力系统的破碎磁选能力确定为150t/h；（2）筛分工序筛分的主要目的是将需要破碎的物料选出，以降低破碎机的无效功耗，也有利于后部工序的处理以及应用。钢渣原料的初始筛分，其主要目的是减少大块钢渣进入皮带机运输流程，以免卡料、堵料。对于热闷处理后的、大块不易粉化的钢渣，大多含铁量较高，所以对于原料筛的筛上钢渣，不能作为尾渣弃掉，在破碎磁选流程中专设大块钢渣的破碎设备是必要的。同时在破碎筛分流程中也设钢渣筛进行入破碎机前的粒度分级。其主要目的是提高磁选效率、降低破碎机的无效功耗，提高生产效率，降低生产成本。根据钢渣磁选的生产