設計初步方案
目錄1 概述 1
2 建設規模及產品方案 1
2.1 生產規模 1
2.2 產品方案 2
3 原料要求及工藝計算 2
3.1 原料 2
3.2 輔助材料 4
3.3 產量計算 4
3.4 主要技術經濟指標 5
4 生產工藝 5
4.1 生產工藝原理 5
4.2 工藝流程 6
4.3 生產車間組成及工藝布置 7
4.4 電爐工藝引數 10
4.5 主要生產裝置 11
5 公用及輔助設施 12
5.1 土建工程 12
5.2 電氣 13
5.3 自動化儀表 13
5.4 給排水 13
5.5 煙氣除塵及餘熱** 14
5.6 機修、電極殼製造及化驗 14
6 勞動定員 15
7 節能降耗 15
8 環境保護 15
9 投資估算及建設進度 16
本工程新建2臺31500kva矽鐵電爐,並配套相應公輔設施。設計年產75#矽鐵41000噸。工程主要組成為:
原料上料系統、電爐冶煉主廠房(熔煉跨、澆注冷卻跨、成品跨)、除塵及餘熱利用設施、變配電室、迴圈水池及幫浦房、備品備件庫、機修間、材料庫、電極糊庫、微矽粉庫、地磅房、門衛室、綜合辦公樓(含化驗室、食堂、職工宿舍)等。
矽鐵是在電爐中用矽石、還原劑(蘭炭、冶金焦等)、含鐵料(鋼屑)為主要原料而生產的產品。冶煉採用31500kva矮煙罩半封閉式爐型。每台電爐採用hkdspz-10500kva/110kv型變壓器3臺(本設計中電爐變壓器按110kv進線考慮)。
主要工藝為:原料按配比進行配料,由皮帶運輸機運至加料倉,混合均勻後加入爐內,爐內電極深而穩地插在爐料中,通過電弧加熱化學反應制得矽鐵。矽鐵在電爐內連續埋弧無渣冶煉,定時出鐵、澆注、冷卻、精整、破碎、包裝、入庫外銷。
本工程擬建2臺變壓器額定容量為31500kva的矽鐵電爐,及與其配套的原料系統、除塵系統和其它公輔設施。計畫年生產矽鐵41000噸,單爐日產量62.1t。
配套公輔設施包括:原料上料系統、電爐冶煉主廠房(熔煉跨、澆注冷卻跨、成品跨)、除塵及餘熱利用設施、變配電室、迴圈水池及幫浦房、備品備件庫、機修間、材料庫、電極糊庫、地磅房、門衛室、綜合辦公樓(含化驗室、食堂、職工宿舍)等。
冶煉產品確定為75#矽鐵,產品的化學成份及物理效能要求執行國家標準gb2272-2009的規定。
1)技術要求
產品的牌號及化學成分見表2-1。
表2-1 矽鐵產品牌號及化學成分
物理狀態:矽鐵澆注厚度fesi75系列各牌號矽鐵錠不超過100mm,矽的偏析不大於3%。
2)化學分析方法
矽鐵的化學分析按gb/t4333.5-1997《矽鐵化學分析方法》進行。
一般來講矽鐵冶煉所需的原料有矽石、還原劑、含鐵原料。矽石要求矽含量高,雜質含量低,粒度合適;常用還原劑可以採用冶金焦、石油焦、瀝青焦、半焦、無煙煤、煙煤等,對還原劑的物理、化學性質均有一定要求。另外由於爐子執行方面的原因,對原料粒度均有要求。
以下是對一般原料的要求。
1)矽石
矽石是冶煉75#矽鐵的主要原料(sio2≥98%),矽石成品進廠,不計損耗,本工程年需要用量為75030t,其化學成分見下表3-1。
表3-1 矽石化學成分
矽石入爐粒度40~150mm,要求熱穩定性能良好、表面無泥土。
2)焦炭
矽鐵冶煉所需的還原劑為焦炭(冶金焦或蘭炭),本工程蘭炭年需要用量為47150t(不計損耗)。鐵合金焦的質量標準按yb/t034-92的規定執行。鐵合金蘭炭入爐粒度5-30mm,冶金焦入爐粒度5-25mm。
3)鋼屑(或其它)
要求為含磷低、無合金元素和有色金屬的炭素鋼屑,不准使用有色金屬屑、合金鋼屑。鋼屑不應夾帶外來雜質,鏽蝕嚴重和沾有油汙的鋼屑不能入爐。不計損耗,年需用量為10004t,鋼屑成分要求見表2-4。
表3-3 鋼屑成分要求
表3-4 單台31500kva矽鐵電爐原料消耗
電爐生產75#矽鐵所需輔助材料為電極糊、電極殼等,均由市場購進。不計損耗,電極糊年用量為2255t,電極殼年用量為246t。
單台31500kva矽鐵電爐年產量按以下公式計算
式中:q——電爐生產量,t/a;
24——電爐每天連續作業24h;
t——電爐工作日曆天數,取330t/a;
p——電爐變壓器額定容量,31500kva;
k1——電源電壓波動係數,取0.95;
k2——電爐變壓器功率利用係數,取1;
k3——電爐作業時間利用係數,取0.98;
cosφ——電爐自然功率因數,取0.75;
w——產品電耗,8500kw·h/t。
電爐年停爐時間:35天,其中中修一年一次20天,小修每月一次,每次一天,共計12天,非計畫停爐3天。
表3-5 31500kva電爐產量表
31500kva矽鐵電爐主要技術經濟指標見表3-7。
表3-6 31500kva矽鐵電爐主要技術經濟指標
本工藝採用矮煙罩半封閉式礦熱爐進行埋弧無渣冶煉,在冶煉過程中,還原劑中的碳將矽石中的矽還原出來,生產矽鐵。其主要反應方程式如下:
sio2 + 2c = si + 2co
sio2 + 2c + fe = fesi + 2co
1)原料處理
矽鐵冶煉主要原料有矽石、還原劑(焦炭)、含鐵原料(鋼屑)。原料矽石最好要求成品礦進廠,在冶煉前必須要經過數次水洗,以去除運輸過程中帶入的雜質,降低矽石原料雜質含量。沖洗後存放在原料間內。
鐵合金蘭炭在原料間破碎、篩分,粒度達到5~30mm,存放在原料倉內。
含鐵原料鋼屑由市場購進,要求粒度小於100mm以下,存放在原料場。
2)電爐配料
合格的矽石、焦炭及含鐵料經皮帶機(或裝載機)輸送到配料倉,由短皮帶落料,經電子稱量鬥稱量後經長皮帶機送至混料倉,由大傾角皮帶機將混和料送至4層中間料倉內,經料倉口氣動扇形閥卸入自動卸料罐,由5t單梁行車吊起自動卸料罐將混合料送入13個料倉中(或皮帶機、料車配送至下料料倉),下料倉爐料通過料管、液壓插板閥控制進入爐膛。或可以採用皮帶機將混合料送至爐頂布料機,布料機下料至13個料倉中。
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