年产24万吨高钛渣生产项目可行性研究报告 116页

'第一章总论1.项目背景攀枝花地区的钛资源极为丰富，其储量名列世界前茅，在已探明的储量中，攀西地区钛资源的贮量占全国的90.5%，占世界储量的35.17%，居世界第一位。我国是名符其实的钛资源大国。但是，在钛资源的利用上，却又与钛资源大国的地位极不相称，如：钛渣产量不足世界产量的3%，海绵钛产能占世界的5%左右，钛白的产量近几年增长较快，占世界产量的10%左右，达85万吨，但却大部分为低档的硫酸法钛白，远远满足不了我国经济飞速发展的需要，我国每年都要进口高档钛白。钛材产量也仅占世界产量的3～4%。我国钛白粉工业近年在发展以金红石型为代表的高端产品方面进行了不懈的努力，2007年的金红石型产品也还只占钛白粉总产量的35%，距国际上85～90%的比例还有较大差距。由此可见，我国在钛资源的利用上，无论是钛渣、钛材还是钛白都与钛工业发达国家存在着很大的差距。由于目前世界范围适合氯化法技术的高品位天然金红石原料供应有限，因此适合氯化法的富钛料需求极大，实现富钛料大型化生产对发展中国金属钛和钛白粉工业具有决定性的意义。要提高我国钛资源的利用水平，就必须先建设富钛料的生产线，113 才可以进一步生产海绵钛、钛材及氯化法钛白。我国目前的富钛料生产，仅限于供海绵钛和人造金红石生产所需的高钛渣，因而受到市场的制约，富钛料的生产发展缓慢而又落后。世界上已利用的钛资源90%以上用来生产钛白，在所有的钛工业生产中，只有钛白的市场需求量最大。国外的钛白生产企业，由于环保的要求，无论是硫酸法钛白还是氯化-氧化法钛白，大都使用富钛料为原料，而且规模较大。所以，要发展我国的钛工业，必须加大钛资源的开发与利用的力度，必须发展富钛料的生产。我国钛白生产，自2001年之后己居世界第二位，2007年达到85万t/a，但钛白生产中硫酸法比例占到98%。原料几乎全部用钛精矿。目前国内硫酸法生产采用钛精矿46～50%的矿，吨钛白用硫酸量4.lt，其结果造成废酸、废水和废渣的排放量很大，对环境造成很大的压力。为保护环境，须走国外钛白工业通常的原料路线，采用高钛渣，高钛渣含TiO2为78%，工艺流程可省去结晶、分离、浓缩等三个工段，不产生FesO4·7H20，废渣、废酸、废水等酌量相对减少,有利于环境保护为适应市场的需求和自身发展的需要，充分发挥矿产资源及电力资源优势，提高资源开发整体效益，米易县把高钛渣项目列为重大产业发展项目和重点招商引资项目。本可行性研究报告就是根据米易县有关要求及相关文件进行编制的。2.项目建设的外部条件。2.1米易县基本情况概况米易县地处青藏高原东南缘，四川省西南角，攀枝花市东北部，安宁河与雅碧江交汇区。全县幅员面积2152平方公里，辖12个乡(镇)，总人口21万。境内北高南低，河流交错，最高海拔3447米，最低海拔980米，气候资源独特、矿产资源丰富、水能资源富集、生物资源多样、交通便捷，是攀西资源开发的腹心地带，开发潜力巨大、发展前景广阔。2.2钒钛磁铁矿资源丰富113 全国闻名的特大型钒钛磁铁矿--白马矿位于米易县白马镇境内，加上新街、潘家田两个中型矿床，使米易境内的钒钛磁铁矿储量达22亿吨以上，且均是多金属共生矿，其中：钛资源储量1.5亿吨、钒资源储量510万吨，具体矿段为:白马矿及及坪矿段、白马矿田家村两矿段、白马矿夏家坪矿段、白马矿青杠坪矿段、白马矿马槟榔矿段、潘家田钒钛磁铁矿、新街钒钛磁铁矿及钛砂矿、黑谷田钒钛磁铁矿。可供出让的矿山有：白马矿夏家坪矿段、白马矿马槟榔矿段、新街钒钛磁铁矿及钛砂矿。2.3区位和交通优势明显米易县东连会理县，南接盐边县，西望盐源县，北邻德昌县，地处攀西资源开发的腹心地带。交通便捷，南距攀枝花市78公里，北距西昌157公里，东距会理58公里（会米路，较108国道少42公里），西距盐源126公里（盐米路，较盐源至西昌少34公里）；成昆铁路、214省道线和西攀高速公路从南向北纵贯全境，境内拥有5个火车站和3个高速公路出口，在县境内已建成2个铁路战略装车点，随着货运量和物流量增大的需要，还可新建丙谷和青杠2个战略装车点；北连成都的雅泸（雅安—泸沽）高速公路和南连昆明的攀昆（攀枝花—昆明）高速公路已开工建设，已形成开放式交通网络。目前，我县正在抓紧规划建设铁路、高速公路、214省道相互连接的高效物流通道。2.4环境有较大的承载能力米易县森林覆盖率59%，空气环境质量始终保持国家二级标准，干流雅砻江米易段水质达到国家二级标准，安宁河在县境内最枯流量为60m3/s，日均流量在500万m3113 左右，米易段水质达到国家地面水环境质量三级标准，生态环境指数位列全省第4名，万元GDP的工业废水、COD、SO2、烟尘、粉尘、氨氮、固体废弃物的排放强度远远低于全省平均水平，为工业发展提供了较大的环境容量空间。2.5工业发展具备较好基础。2008年全县完成工业总产值45.81亿元，增长57.5%；完成工业增加值16.99亿元，增长33.2%。围绕资源开发，产业结构调整和产业链延伸取得新的进展，引进和培育了一批产业关联度大、核心竞争力强、产值上亿元、税收上千万的优势骨干企业。到2008年,年产值上亿元的企业达9户，兴辰钒钛、钢企球团、东方钛业、华铁钒钛等企业资源综合利用项目的开工和投产，使我县工业产品由产业链、价值链的低端向高端拓展延伸。初步形成了钒钛磁铁矿采选加工、建材、电力、化工、农产品加工等支柱产业，我县工业经济呈现出强劲的发展态势。钒钛磁铁矿采选加工初具规模，优势产业集群初步形成。目前我县已形成铁精矿600万吨、钛精矿50万吨、氧化球团170万吨、钛白粉4万吨、五氧化二钒3500吨、钒铁3000吨的生产能力，钒钛磁铁矿采选加工业产值已占全县规模以上工业总产值的80%左右。预计到2009年，我县将形成铁精矿700万吨、钛精矿60万吨、氧化球团310万吨的生产能力；到2011年将铁精矿1000万吨、钛精矿80万吨、氧化球团360万吨、钛白粉10万吨的生产能力，钒钛磁铁矿资源综合利用将取得突破性进展。113 电力骨干网络日趋完善。总装机330万千瓦的二滩水电站和正在建设的总装机60万千瓦的桐子林电站仅距县城不足40公里，且米易地方电网已与国家大电网并网连结，米易县内现有小水电装机12万千瓦。目前有110KV变电站5座、35KV变电站6座，2010年前将新建一枝山500KV变电站、湾丘220KV变电站和丙谷、垭口2座110KV变电站，形成以220KV为骨干的电力网络，将为资源综合开发利用提供充足的电力保障。3.白马工业园区规划建设情况米易县是中国钒钛磁铁矿资源开发的腹心地带和攀枝花市打造世界钒钛之都的重要组成部分。围绕钒钛磁铁矿的综合开发利用，根据矿产资源分布状况和地形地貌的实际，坚持“高起点规划、高标准建设、高水平运作”原则，按照 “一园多区，产业集聚，彰显特色”的总体设想，优化工业布局，加快规划建设特色产业园区。目前已完成《四川米易白马工业园区发展规划（2008～2020）》的编制并通过省级评审,四川省发展和改革委员会以川发改经济综合〔2008〕196号文对发展规划予以了正式批复，现正在按程序完善申报省级工业园区的手续。3.1规划目标：以国家产业政策为指导，建立对钒钛磁铁矿深加工的工业体系。树立循环经济观点，以生态工业理念规划建设工业集中区。使其成为功能布局合理、基础设施完善的系统化、规模化、现代化的综合型钒钛磁铁矿深加工基地。规划期限：近期2006年~2010年；中长期2010年~2020年。经济目标：近期工业总产值50亿元；中长期工业总产值100亿元,远景工业总产值200亿元以上.3.2规划结构:四川米易白马工业园区下设钒钛磁铁矿采选加工工业区（白马）、钒钛工业区（一枝山）、石材工业区（长坡）。园区规划总面积为6457公顷，其中采矿区面积3718公顷，工业加工区建设面积2739公顷，经过两年多的开发与建设，四川米易白马工业园区现已初具规模。目前，入园企业已达到28户，113 园区优势产业集群基本形成，产业链不断向高端拓展延伸，已形成从铁精矿到氧化球团、从钛精矿到钛白粉的产业链，从铁精矿到特殊钢的产业链正积极争取突破。具有建设成为促进攀西经济区生产要素流动和特色资源开发重要载体的基础和条件。（1）白马钒钛磁铁矿采选加工工业区将发挥米易县钒钛磁铁矿的资源优势和生产要素的配置优势，依托关键技术的突破和重大项目的建设，构建从铁精矿到还原铁、钛渣、钒渣、钒铁、特种钢为主导的产业集群，建成钛铁、钒铁、特种钢铁等为主的钒钛钢铁新材料加工基地，建成攀枝花市打造“世界钒钛之都”较为重要的支撑点和原料基地。（2）米易一枝山钒钛工业区将依托县内和周边的资源优势，发挥米易县钒钛磁铁矿的资源禀赋和生产要素的配置优势，以循环经济、生态工业、高科技产业为目标，依托关键技术的突破和重大项目的建设，努力打造成以钒、钛及下游产品、海绵铁及特种钢为主导产业，附带发展精细化工产品的现代工业园区，建成全国重要的钛铁、钒铁、特种钢铁、磁性材料等为主的钒钛钢铁新材料加工基地和攀枝花市打造“世界钒钛之都”的重要支撑点。（3）米易（长坡）石材工业区将以整合全县花岗石资源，提升产业档次，做强做精花岗石产业并建成西南地区最大的石材产业加工基地为目标,定位为攀西地区加工、批发、销售一条龙综合性大型建材和一、二类工业集聚地的生态型工业产业园区。3.3一枝山工业集中区产业定位:高钛渣项目拟选在一枝山钒钛工业集中区，一枝山钒钛113 工业集中区位于米易县丙谷镇与垭口镇交界处，总规划面积1030公顷，一期规划533公顷，以原坪山紫胶林场的国有林地为主。工业区依托县内和周边的资源优势，以钒钛磁铁矿资源综合利用和精深加工为目标，依托关键技术的突破和重大项目的建设，构建从钛精矿到富钛料、钛白粉、海绵钛、钛铁、钛功能材料为主导的产业集群。3.4一枝山工业区内攀枝花东方钛业公司10万吨/年钛白粉一期4万吨/年项目，30万吨/年活性石灰一期10万吨/年项目已具备投产条件，四川华铁钒钛科技股份有限责任公司4万吨/年二氧化钛脱硝催化剂项目和兴辰公司镍钴项目正在建设之中。兴辰公司钒钛磁铁矿高效利用项目即将入驻工业区。工业区在完成了《总体规划》、《区域环境影响评价》、《水土保持方案报告书》、《地质灾害危险性评估》等的基础上，正全面推进水、电、道路、渣场等基础设施建设，与之配套的110KV变电站扩将于今年开工建设，丙谷220kv变电站正在开展前期工作。4.米易县建设高钛渣工程的必要性及有利条件。4.1加快推进钒钛磁铁矿资源综合利用，培育特色支柱产业，加速地方经济发展。米易县具有得天独厚的资源优势。县域内主要有白马、新街、潘家田、黑谷田等钒钛磁铁矿矿藏，米易县钛资源储量1.5亿吨、钒资源储量510万吨。经过多年努力，米易县钒钛磁铁矿的开发已初具规模，加之长坡新街钛砂矿普查储量1000万吨规模，为加工钛渣提供了丰富的资源储备。但目前主要产品以钒钛铁精矿和钛精矿为主，现有的冶炼技术及科技手段为本项目提供了可靠的技术支撑，丰富的水电资源、矿产资源和较为完善的配套设施为该项目提供有利条件，是米易县打造“采矿→选矿→高钛渣→（电冶）→钛白（钛材）”产业链的重大项目。建设该项目已势在必行。113 4.2推进产业优化升级和节能减排。按照现在的传统工艺，用钛精矿采取硫酸法制取钛白粉，不仅其生产过程中的铁生成硫酸亚铁难以利用，造成资源浪费而且还污染环境。如果利用高钛渣仍然采取硫酸法制取钛白粉，钛精矿在还原时产生的生铁可用于炼钢、铸造和生产雾化铁粉，钛精矿的价值将提高4.6倍；这是一个既符合国家产业政策，又特别适合攀枝花地域特色的环保型、经济型、资源综合深度利用型项目，有利于资源的综合利用，能大大提高钛精矿的价值。4.3钛渣作为硫酸法钛白生产原料客观上是必须选择以钛渣为原料在硫酸法钛白生产的应用具有明显优势，对于企业消除硫酸亚铁、提高企业竞争力具有积极作用；国外大型硫酸法钛白厂家都采用钛渣为原料，国内已有攀枝花鼎星钛业、上海焦化及山东东佳等钛白厂家开始逐步试用。随着国家对环保要求的日益严格以及行业之间竞争的日益激烈，钛渣作为硫酸法钛白生产原料客观上是必须选择，在钛白行业的应用也将是一种必然趋势，钛渣项目的实施和产品投放市场，对我国钛产业的科技进步、提高钛白产品质量和钛白产品的升级换代，改变钛白工业以硫酸法为主的落后格局将起到积极作用。4.4米易发展钛渣具有得天独厚的钛精矿、电力等各种资源优势。目前选钛企业钛精矿生产能力约50万吨，2011年将达80万吨以上,加之长坡钛砂矿普查储量1000万吨规模，为加工钛渣提供了丰富的资源储备。113 攀枝花地区的电力资源非常丰富，钛渣工程建设可利用充足和优惠的电价，大大降低产品的生产成本，为产品参与市场竞争创造了有利条件。钛渣生产所需焦炭可由攀枝花市内焦化企业直接供应。因此，米易县发展钛渣优势独特，可将将资源优势转化为经济优势。4.5生产合适的富钛料，满足海绵钛和金红石钛白的所需原料。投产后，所生产的酸溶渣主要用于海绵钛和硫酸法钛白粉原料，一可保证海绵钛的原料供应不受外部市场所限，二可以促进硫酸法钛白生产工艺的升级。5.高钛渣生产技术现状及项目技术来源富钛料作为钛产业发展的前提和必要条件，必须率先启动，目前形成工业化规模的富钛料工艺有酸浸法、还原锈蚀法生产的人造金红石和电炉冶炼钛渣三种方法。酸浸法、还原锈蚀法，首先是将钛精矿中的铁氧化物通过回转窑还原为金属铁或二价铁；再进行锈蚀或酸浸处理，原料需要采用TiO2为55～60%氧化砂矿，矿中铁元素未得到综合利用。酸浸法还存在废酸回收、产品粒度细影响下一工序应用、流程长等缺点；还原锈蚀法流程长、占地面积大、需要高品位钛精矿原料，对原料要求极严，澳大利亚的锈蚀法所用原料TiO260%的氧化砂矿。因此受工艺技术对原料等条件的限制，酸浸法和还原锈蚀法仅在世界上部分地区应用，规模约130万吨/年；电炉冶炼法由于技术成熟可靠、生产流程短、占地面积小、成本较低，能够更好利用矿中有价铁元素，不产生固体及液体废料，适应原料范围广等特点在世界上得到广泛应用，目前世界上著名的钛渣生产厂商有加拿大魁北克钛铁公司（简称QIT）、南非理查兹湾矿业公司（简称RBM，为QIT全资子公司）、南非南马克瓦矿砂公司（简称Namaka）、挪威Tinfos钛铁公司（简称TTI）等，年生产能力分别达125万吨、105万吨、23.5万吨和20万吨，总规模已在300万吨/年。113 根据攀枝花钛原料铁、钛总量低、属于原生矿的特点，不适合采用酸浸法和还原锈蚀法工艺，而比较适宜采用电炉法冶炼钛渣技术，发展富钛料目前比较符合实际的应采取电炉法生产钛渣工艺。目前国际上先进的钛渣生产厂采用的是连续加料连续冶炼密闭电炉生产钛渣工艺，就电炉密闭和煤气回收而言，采用该技术是成熟可靠的，我国已有多座大型电炉成功应用。钛渣工程采用密闭电炉、对煤气实行回收利用、粉矿直接入炉、分批加料、周期性间断冶炼的自焙电极钛渣冶炼技术；为今后探索连续加料冶炼创造条件。6.编制依据6.1《攀枝花市工业布局总体规划》。6.2《米易县国民经济和社会发展“十一五”规划（草案）》。6.3《四川省米易白马工业园区总体规划》6.4米易县政府与中冶长天国际工程有限责任公司2007年8月编撰《四川省米易县一枝山工业集中区总体规划》。7.主要编制内容7.1原料车间：包括所需原料的贮存、输送、配料工艺及各专业的配套设计；7.2电炉冶炼车间：包括电炉间、浇注间、成品处理间的工艺及配套设计；7.3辅助及公用设施：包括供配电设施、化验室、电极壳制作间、循环冷却水、空压站、全厂通讯等；7.4总图运输：包括平面布置及厂内外运输；7.5投资估算；7.6技术经济分析。8.编制原则及主要设计决定113 8.1编制原则7.1.1尽可能节约工程投资，同时考虑到经济、实用、可靠、安全、先进的原则；8.1.2在考虑系统能保证正常运转的前提下，尽量简化工艺流程；8.1.3严格执行“安全、环保三同时”的设计原则。8.2主要设计决定8.2.1钛渣炉采用自焙电极密闭电炉；8.2.2对电炉生产产生的煤气全部回收；8.2.3建设规模：建设4座25MW密闭钛渣电炉，钛渣厂最终形成年产高钛渣24万吨/年的能力；8.2.4钛矿按全部采用细粒钛精矿，对细粒钛精矿进行制粒处理。9.结论性意见9.1、项目选址项目拟选址于米易县一枝山工业集中区，占地面积28.22ha，构筑物占地面积为4.6×104m2。一枝山钒钛工业集中区位于米易县丙谷镇与垭口镇交界处，总规划面积1030公顷，一期规划533公顷，以原坪山紫胶林场的国有林地为主。一枝山钒钛工业集中区交通方便，距县城12公里，距丙谷镇2公里，距丙谷铁路货运站和垭口战略装车点分别为3公里、7公里，工业区远离居民居住区，周围无环境敏感点。工业区在完成了《总体规划》、《区域环境影响评价》、《水土保持方案报告书》、《地质灾害危险性评估》等的基础上，正全面推进水、电、道路、渣场等基础设施建设。9.2生产规模及产品方案9.2.1生产规模113 新建4台25MW电炉，可生产酸溶渣24万吨/年，副产铁水9万吨。9.2.2产品方案全厂4座电炉生产酸溶渣24万吨/a以满足硫酸法钛白、氯化钛白及海绵钛的生产原料需要。其成份指标如下：表1-1钛渣渣指标牌号化学成分：%产能（万吨）总钛（以TiO2计）低价钛（以Ti2O3）不大于FeO不大于S不大于P不大于酸溶渣～79205～60.100.0224副产品：含C约1％～2％的铁水约9万吨的铁水暂按在线铸块处理。9.3主要原材料的供应9.3.1钛精矿投产后共需钛矿约42万t/a，县内和附近地区可供应解决。9.3.2还原剂本工程年共需还原剂约37800t，钛渣生产所需还原剂无论采用冶金焦还是无烟煤均可在攀枝花及周边地区调剂解决。9.3.3电极糊本工程年共需电极糊约4800t，可直接外购。9.4原料车间原料运入方式采用汽车运输，粗粒级钛精矿运入厂区后送至料仓内；细粒钛精矿经吊车吊装卸入造球工段原料仓，设细粒级钛精矿制粒、烘干设施，设成品储配料仓3个，贮存造球成品，储存量按3天考虑。还原剂运入厂区后直接进入料仓储存，按7天考虑。113 电极糊采取成品采购，堆放在综合仓库，使用时运至电极平台供生产使用。9.5电炉车间钛精矿、还原剂通过运输设备运至电炉车间，进入每台电炉上方的6个环形料仓，料仓下设置有配套自动计算和控制精确的布料系统，并通过多根加料管根据炉内任何位置的需要而精确和及时地布料。物料在炉内进行高温反应，熔炼的渣和铁水分别定期从炉内放出，并注入渣车及进行炉前在线铸铁。渣车送至浇注间后，经水喷淋及空气冷却后，运送到成品处理间；再经过破碎、除铁、粉磨加工成成品渣，送入储仓等待外运。铁水在线铸块外销。冶炼间为多层厂房（共五层），一层为出铁区，第二层为操作平台，第三层为水冷烟罩安装检修及变压器平台，第四层为电极升降平台，第五层为加料及电极更换平台，冶炼间布置4台25MW全密闭钛渣冶炼电炉占地160m×45m。浇注间为单层厂房，占地160m×36m。钛渣冷却区160m×45m。冷却区钛渣进入原料处理系统采用机械运输方式。9.6总图布置设细粒钛精矿处理系统、液氮贮存气化站、成品库房、变电所、空压站、主厂房、渣处理等；设循环水系统、煤气回收系统含煤气柜、煤气加压机房；设电炉除尘系统，构筑物占地面积为26360.41m2。9.7电力供应总装机容量约为102000kVA+12000kW，年总耗电量为74.7×108kWh。厂区内设置4台25MVA110/35kV动力变113 压器，分别为本工程4座电炉供电；设置2台25MVA110/10kV动力变压器，作为全厂10kV全部用电负荷及预留铁水加工系统的用电负荷。9.8给排水本工程的供水分为净环水、浊环水和生活水系统，新水耗量为402.1m3/h。净环水耗量6478m3/h，浊环水耗量100m3/h，生活用水12m3/h。外部水源从园区环状管网引接，园区供水能力可满足需求。9.9除尘本工程生产过程中主要有害物是粉尘、烟气和设备散热。设计对产尘部位设密闭罩抽风，通过布袋除尘器净化后排入大气。车间产生的设备散热以自然通风为主，机械通风为辅的方式来消除。从而保证车间内劳动卫生、粉尘的排放浓度达到国家标准要求。9.10热力压缩空气用量～140Nm3/min，选用4台铭牌产量为40m3/min、压力为0.80MPa的空压机，以满足原料风送、电炉、破碎及清扫的用气。电炉烟气采用汽化冷却烟道降温，回收烟气部分热量，产生低压饱和蒸汽供厂内和附近用户使用。9.11燃气煤气处理量为：4040Nm3/h，设计共作了干法回收及湿法回收调整方案，经综合比较设计推荐采用干法工艺。回收的煤气一部分供厂内自用（约3355m3/h），剩余煤气约3370Nm3/h供附近厂使用。生产用氧气、氮气的耗气量分别为60Nm3/d（最大用量4Nm3/min）和32Nm3/d（最大用量5Nm3/min），气源分别由厂外用车运进。9.12自动化仪表113 设计对各系统的设施根据需要进行了必要的检测和控制，控制方式按集中控制和现场控制两种方式考虑。9.13电极壳制作间建电极壳制作间，配普通车床、牛头刨床、万能升降台铣床、摇臂钻床、交流手工弧焊机等，以满足电极壳增加量的制作要求及日常维护生产急需的较简单的备品备件。其余的备品备件，复杂设备等均由外协解决。9.14土建工程建、构筑物按地震烈度7度设防。根据场地地质条件，主要生产车间厂房按钢筋砼排架结构设计（主厂房基础按今后可改造为连续加料厂房设计），公辅设施及车间库房、配电室按框架结构设计，生活福利设施按砖混结构设计。9.15能源评价本工程主要设备采用引进较先进的电炉软件及冶炼技术，同时采取了多种有效的节能措施。本项目的能耗指标在国内同行业中处于领先水平。9.16环保、安全及消防本工程主要污染源及污染物有：生产过程中产生的烟尘及设备运转过程中产生的噪声。对以上污染源及污染物，设计采取了相应的技术措施，使废气排放标准达到国家标准，降噪达到昼间65dB（A），夜间55dB（A）的标准要求。主要不安全因素有：火灾、设备损坏、违章伤人，裸露传动设备伤害事故，高空、坑、沟、池等造成人体坠落。设计按国家有关的规范及标准采取了相应的预防措施，以保证安全生产。113 设计严格按照国家消防规范及标准进行设计，保证工厂的正常安全运行。9.17工程项目组成⑴原料车间；⑵电炉车间；⑶除尘净化车间；⑷配电站；⑸给排水设施；⑹电极壳制作间；⑺空压站扩建；⑻氧气及氮气贮存设施；⑼总图运输；⑽综合仓库；⑾总图布置、道路、综合管线。9.18劳动定员：生产岗位人数共470人。9.19建设进度本项目建设进度安排约为1年时间；可行性研究审查1个月，技术谈判及主要设备招标1个月，初步设计及审查2个月，施工图设计约需2个月；施工及设备制作、安装5个月，调试及负荷试车约需1个月。9.20投资估算见表1-2。表1-2投资组成表单位：万元项目名称24万吨/年钛渣工程工程总造价59671.02其中：工程费用53374.54113 其它费用4558.48预备费17389.21资金筹措固定资产投资及流动资金40%为企业自有资金，60%为贷款。9.22经济效益本项目按设计产能全部达产后的经济效益见表1-3：表1-3评价指标汇总表序号项目名称单位指标备注1总投资万元62208.721.1固定资产投资万元56208.72含建设期利息2834万元1.2流动资金万元60002年销售收入万元310803年总成本费用万元257944年利润总额万元46885年所得税万元11726年税后利润万元35157平均投资利润率%13.18内部收益率%14税后9投资回收期年5.1税后（含建设期一年）9.23主要技术经济指标（见表1-4）。表1-4主要技术经济指标表序号项目指标备注单位数量1电炉产量t/a2400002产品产量其中：高钛渣升级钛渣生铁t/a2400000900003电炉容量单位产品冶炼电耗MWkWh/t4×252600113 功率因数COSφ～0.884主要原料及辅助原料消耗⑴钛精矿⑵还原剂⑶电极糊t/at/at/a4320007200096001800㎏/t300㎏/t40㎏/t5动力消耗⑴电⑵水⑶压缩空气⑷氧气⑸氮气108kWh/a104m3/a104Nm3/min104Nm3/h104Nm3/a74.72260180001860.2～0.3MPa0.5MPa6占地面积ha18.227建筑面积104m23.6368建筑系数%25.99厂外运入量104t/a6910厂内运出量104t/a5611围墙长度km6.0112道路长度9m宽6m宽kmkm1.91.213土方工程量其中：挖方填方104 m3104 m36.58.514汽车数量辆915绿化面积104 m2616绿化系数%2517估计设备总量t680018定员人47019建设投资万元62208.7210.结论与建议10.1本项目充分利用本地及周边地区的资源和电力条件，把资源优势转化为经济优势，实现资源的可持续利用，有着重大意义。113 10.2本项目的实施和产品投放市场，能改善本地区的环境。同时，对我国钛产业的科技进步、提高钛白产品质量和钛白产品的升级换代。10.3本项目的产品在国内均有良好的市场前景，经济效益较好。综上所述，本项目在技术上可行，经济效益良好，产品市场前景光明，符合国家环保及产业政策，建议尽快批准实施。第二章市场预测1.钛渣生产现状1.1国外情况电炉冶炼法是生产富钛料最主要的方法，本质是将钛铁矿与固体还原剂无烟煤或焦碳混合加入电炉利用电能将物料熔化、还原，矿中的铁氧化物被选择性还原为金属铁，而钛被富集在炉渣中的过程，富集后的炉渣称钛渣，根据其不同用途，用于硫酸法钛白的称酸溶性渣，用于氯化法钛白的称氯化渣。由于钛渣生产受制于矿源、电力及价格等诸多因素，和炼钢、化工等行业不同，钛渣生产厂家较少，目前世界上著名的钛渣生产厂商有加拿大魁北克钛铁公司（简称QIT）、南非理查兹湾矿业公司（简称RBM，为QIT全资子公司）、南非南马克瓦矿砂公司（简称Namaka）、挪威Tinfos钛铁公司（简称TTI）等，年生产能力分别达125万吨、105万吨、23.5万吨和20万吨，采用密闭电炉连续冶炼技术，实现了设备密闭、大型、自动，电炉容量最大已达10万kWA。QIT、TTI分别生产TiO280%、75%的钛渣用作硫酸法钛白原料，RBM生产TiO2113 85%的钛渣既可用于硫酸法钛白，也可用于氯化法钛白（钛渣成份见表2-1），三家公司代表了世界钛渣行业技术的最高水平，其中QIT在钛渣领域一直占据着主导地位，由于行业的局限性，先进的钛渣生产技术也被三家公司高度垄断，此外乌克兰等独联体国家也采用5000－25000kVA电炉进行钛渣生产，总产量约20万吨但其生产水平、规模、技经指标、设备等各方面仍落后于三大公司。表2-1各钛渣生产商钛渣成份情况（%）公司TiO2Ti2O3TFeFeOMFeSiO2Al2O3MgOCaOMnOCr2O3V2O5SC备注QIT8017.08.09.60.62.53.05.30.60.250.170.560.10.03-0.1RBM85.525.07.59.40.21.52.00.90.141.40.220.400.060.07TTI757.65.31.27.90.09Namaka86.091.81.40.70.09从目前世界钛渣生产情况看，钛渣生产技术已很成熟，工艺技术上朝着设备大型化、自动化，生产规模逐步扩大方向发展，通过提高原料品位(铁、钛氧化物总量)来提高钛渣品位，以满足硫酸法和氯化法钛白生产的市场需要。1.2国内情况国内钛渣生产厂家众多，目前主要集中在云南、遵义、辽宁外，近年来又增加了攀枝花盐边伟健冶炼厂、源通钛业、高钛公司等厂家113 ，都是利用原铁合金电炉转产钛渣，品位在90%以上，主要市场是锦钛氯化钛白熔盐氯化的原料，部分用作电焊条原料，生产规模小，最大电炉容量3200kVA。另有遵义钛厂6300kVA电炉生产氯化渣，全部自用，国内钛渣产能约15万吨左右。生产技术相对落后，采用都是敞口电炉间断冶炼，这种方法存在热损失大、粉尘多、劳动条件差、劳动强度和噪音大、产品质量不稳定、收率低等诸多问题。由于受国外对钛渣生产技术的封锁和诸多因素，多年来，国内钛渣生产技术发展缓慢，钛渣（TiO2约92%）主要用作电焊条和国内少量海绵钛的原料，与世界钛白行业的快速发展差距极大，无法满足国内日益增长的钛白生产需要。2.钛渣市场概况从目前情况看，世界欧美、日本等主要钛白生产商均采用钛渣或渣、矿混合作为钛白原料，预计2010年世界钛白总产能将超过550万吨，使用钛渣等富钛料为原料的钛白产能已超过世界钛白总产能的70％；其中在氯化钛白生产中使用钛渣等富钛料为原料的产能将超过85%；硫酸法钛白使用钛渣为原料的将达到50%。随着国家对环保的日益重视及相关环保政策的出台和执行力度的加大，硫酸法钛白特别是万吨级以上规模的厂家面临愈加严重的硫酸亚铁的环保压力和更加激烈的市场竞争，使用钛渣高档原料将成为硫酸法钛白厂家消除硫酸亚铁实现环保、清洁生产和提高竞争能力的手段和必然趋势；特别是随着氯化法钛白工艺垄断局面的打破，氯化法工艺因其“三废”少、生产连续等工艺特点、符合国家环保和行业的可持续发展的政策导向必将得到快速发展，由于国内适合氯化要求的原料极少，从而必将带动以钛渣为主的高品位原料需求的发展，因此钛渣具有广阔的市场。3.钛渣的消费预测以钛渣为原料生产钛白粉具有以下优点：A、因为钛渣中含铁量少了，硫酸的消耗量可以大大地降低；B、可以省去钛液冷冻、绿矾结晶和晶体分离工序；C、新硫酸用量将减少三分之一，三废的量也相应地减少。随着我国对环境保护意识的日益增强，用钛渣取代钛精矿生产钛白必将成为一种发展趋势。113 国内目前生产的钛渣中大多是Ti02含量大于90%高钛渣，其主要用于生产海绵钛、氯化钛白和电焊条，还没有厂家生产用于制造硫酸法钛白粉的酸溶性渣。2007年我国钛渣总产能15万t/a，规模化生产也只有8万t/a，而现有钛白的产能对钛白渣的需求是50万t/a，相距甚远。从钛白工业发展需求上考虑，须加快大型钛渣生产基地的建设，以适应钛白工业的发展。4.钛白粉的生产和消费4.1钛白粉是一种重要的白色无机颜料，具有无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤和橡胶等工业。钛白粉大体可分为两类：一类是金红石型钛白粉，耐光性非常强，适用于制造室外涂料或制品；另一类是锐钛型钛白粉，耐光性较差，主要用于制造室内涂料或制品。世界钛白粉的消费近60%用于制造涂料，21%用于生产塑料，13%用于造纸，3%用于印刷油墨，3%用于其它方面。预计近期内世界钛白粉的需求将以年均3.4%的速度增长。4.2我国钛白工业始于20世纪50年代。20世纪80～90年代，通过引进3套硫酸法、l套氯化法较为先进的钛自生产装置的基础上，又经过了十几年国产化的努力，使建设投资大幅度降低，从原引进装置吨金红石型钛白投资4．6～2.6万元降至l.06万元。迎来了钛白工业的飞快发展，2005年产量70万t/a，2006年产量达85万t/a，年平均增长率约20%。2007年全国金红石型钛白产量首次突破30万t，在钛白总产量中的比例进一步提升。目前国内万吨级规模的钛白厂家已达27家（见表2-2）。113 表2-2　国内主要钛白厂家2005年产量（吨）113 序号厂名产量序号厂　　名产量合计7500001山东东佳集团4486229广西藤县金茂钛白粉有限公司96432中核华原钛白股分有限公司3888430攀钢钛业公司91003镇江钛白集团3500231衡阳永生化工实业有限公司86004四川龙蟒集团钛业公司3520032常州长江钛白粉厂76375攀钢重庆钛业股份有限公司3382033马鞍山金星化工集团73236济南裕兴化工总厂2655534武汉方圆钛白粉有限公司72567铜陵安纳达钛业股份有限公司2301635苏州宏丰钛业有限公司71008云南大互通工贸有限公司2140236衡阳和记化工实业有限公司70899苍梧顺风钛白粉有限责任公司2058037攀枝花兴中钛业有限公司700310南京钛白化工有限责任公司1875638广东宏宇钛白厂650011河南佰利联化学股分有限公司1764039广西博白县宏宇化工有限公司630012藤县金茂钛白有限公司1750040河北磁县宏鹏化工实业公司620013广西平桂飞碟股份有限公司1684741湖北丽明化工有限公司620014河南漯河兴茂钛业公司1675642藤县富华化工有限公司598015藤县雅照钛白公司1666043广西陆川钛白粉厂595016衡阳天友化工有限公司1600044镇江泛宇钛白粉厂550017湖南永利化工股份有限公司1544645广西兴美祥钛白粉有限公司520018无棣海星煤化工有限公司1569046广西藤县藤钛化工有限公司471619湖南今天化工股份有限公司1566747重庆新华化工厂470020攀钢锦州钛业股份有限公司1461548枣庄天元精细化工有限公司465521广西大华化工厂1365049山西平定县永安化工厂430022江苏淮安飞洋钛白粉制造有限责任公司1203150攀枝花鼎星钛业有限公司390023江西添光化工有限责任公司1119051山东嘉祥蒂澳钛白粉厂385024无锡锡宝钛业有限公司1120052大庆鑫隆化工有限公司350025上海焦化公司钛白粉厂1100053上海东钛化工厂340026广州钛白粉厂1027254商丘市沪东钛白粉有限公司145027广西百合化工股份有限公司1021355攀枝花东方钛业有限公司4000028宁波新福钛白粉有限公司10000113 第三章主要原料及动力供应1.主要原料的技术条件及技术要求1.1钛精矿1.1.1攀枝花钛精矿表3-1攀枝花钛精矿的成分组成表成份TiO2∑FeFeOFe2O3SiO2SPMgOAl2O3CaOMnOV2O5CuCoNi％47.3731.3135.375.422.120.140.0085.591.331.40.5990.0780.00520.00130.0087表3-2攀枝花钛精矿的粒度组成表粒度（目）6060～100100～200200目以上％7.828.446.217.6水份要求＜2%。1.1.2攀枝花细粒级钛精矿表3-3攀枝花细粒级钛精矿的化学成份如下成份TiO2∑FeFeOFe2O3SiO2SPMgOAl2O3CaOMnOV2O5CuCoNi％47.2831.4336.4344.22.010.1380.0754.591.021.180.6160.091-0.0130.0087攀枝花细粒级钛精矿的粒度组成全部在200目以上（0.073～0.019mm）。水份要求＜2%。1.1.3外购钛铁矿见表3-4。表3-4外购钛铁矿的化学成份表成份TiO2∑FeFeOFe2O3SiO2SPMgOAl2O3CaOMnOV2O5CuCoNi%46～4835.1932.4214.272.010.050.0751.641.020.60.80.2-其粒度组成及水份要求应与攀枝花钛精矿相同。1.2还原剂本工程电炉生产拟采用冶金焦或无烟煤作为还原剂，冶金焦的技术条件符合GB/T1994-94中的规定。113 表3-5冶金焦化学成份及粒度要求名称工业分析（%）粒度（mm）固定碳挥发份灰份冶金焦≥76≤1.9≤121～51.3电极糊本工程电炉生产拟采用自焙电极，自焙电极用电极糊的技术指标如下。表3-6电极糊的化学成份成份固定碳灰份挥发份（％）78～804～513～15表3-7自焙电极的技术性能性能假比重（g/cm3）1.45～1.65真比重（g/cm3）1.85～1.95孔隙度%＜20比电阻（Ω.cm）55～68×10-4线膨胀系数（273～1273K）5×10-6/K导热率（kJ/h.kWh）25.0～418抗压强度（㎏/cm2）250～350抗弯强度（㎏/cm2）50～100抗拉强度（㎏/cm2）30～50灰分含量　%4～5许用电流密度（A/cm2）＜7表3-8电极糊的灰分化学成份表成份Fe2О3SiO2Al2O3CaOMgO含量（%）15～2020～3525～3015～184～52.主要原材料及动力的供应113 2.1钛精矿的供应：根据市场的需要，硫酸法钛白对酸溶渣TiO2的要求一般在~79%左右。按攀枝花的资源条件，全厂共需攀钛矿约42万t/a。目前选钛企业钛精矿生产能力约50万吨，加之长坡钛砂矿普查储量1000万吨规模，为加工钛渣提供了丰富的资源储备。2.2还原剂的供应：高钛渣生产所需还原剂无论采用冶金焦还是无烟煤均可在攀枝花调剂解决。2.3电极糊的供应：钛渣厂的冶炼电炉自焙电极所需电极糊可直接外购，国内碳素厂均可生产。2.4压缩空气的供应：本厂的压缩空气主要用于原燃料的风送、样品风送及吹扫用气，用气量为～270Nm3/min。因此，在厂区设置空压站一座，选用4台（3用1备）铭牌产量为160m3/min，压力为0.85MPa的空压机、压缩空气采用管道向各用户供应。2.5氧气供应：本厂氧气主要用于电炉车间生产出炉时对渣口、铁口的烧穿，每天用量较少仅为72Nm3。因此，在厂区设两台容积为2m3的高真空低温液氧槽，液氧外购，氧气采用管道向电炉车间供给。2.6氮气供应：本厂氮气主要用于进行铁水脱硫，每天用量较少仅为15Nm3。因此，在厂区设置氮气供应站用于储存外购的氮气，氮气采用管道向用户供给。2.7供水本工程全厂总循环水量约为2200t/h，新水补给量约为402.1t/h。由一枝山工业集中区满足全厂生产用水要求。2.8供电总装机容量约为102000kVA+12000kW年总耗电量为74.7×108113 kWh。厂区内设置4台25MVA110/35kV动力变压器，分别为本工程4座电炉供电；设置2台25MVA110/10kV动力变压器，作为全厂10kV全部用电负荷及预留铁水加工系统的用电负荷。第四章原料车间1.概述建成后按年总产量为24万吨钛渣的生产规模来考虑原料车间的设计。原料车间包括原料储存库、原料处理、原料配料及原料输送系统组成。2.原料车间的任务2.1贮存攀枝花钛精矿、电极糊和各种还原剂。2.2对攀枝花细粒级钛精矿进行制粒烘干处理。2.3根据冶炼钛渣的品种需要，对钛精矿、电极糊和各种还原剂进行配料。2.4向电炉车间的炉顶料仓加料系统供应各种合格的原料。3.主要原料的需要量和加工量钛渣的生产所需原料为钛精矿及还原剂，主要辅助材料为电极糊。原燃料的运入，主要采用汽车运输进入厂区。钛精矿由米易相关选钛企业供给，冶金焦由攀枝花焦化企业供给。由于大宗原料均由米易县属地企业供应，运输距离较短，不存在原料的组织和运输困难的问题，利用原料区域的空旷场地搭建简易棚堆存原料，原料的堆存及料仓储存时间按7天左右考虑。电极糊用量极少，堆放在综合仓库，需用时用汽车运至冶炼间供生产使用。正常情况下一台电炉平均日产钛渣（酸渣）约为800t/d，全年4113 台电炉产量为24万吨。按此计算每天和每年需要的合格原料量，列于表4-1中。表4-1主要原料的需要量和加工量原料名称需要量（t）天年钛精矿1400420000冶金焦31694800电极糊44.813440注：钛精矿的量包括微细粒级钛精矿4.原料车间组成和工艺流程4.1原料车间组成原料车间由以下几个部分组成：原料输送、供应及配料系统；细粒级钛精矿制粒处理系统；原料储仓——用于存放钛精矿；还原剂储仓——用于存放冶金焦或优质无烟煤。4.2原料车间工艺流程原料供应及处理的工艺流程：全部原料经汽车运进厂区卸料场，袋装外购富矿卸在料场后，通过设置在储料仓上方的2t电动葫芦吊至受料斗经人工拆包进入储料仓存放。细粒级钛精矿由于其粒度细小，直接进入电炉冶炼则煤气会带走微细粒级钛精矿，造成钛精矿的利用率降低。因此，细粒级钛精矿必须经过制粒加工后才能进入电炉冶炼。其工艺过程为，袋装细粒级钛精矿经汽车或叉车运至造球加工区域的卸料厂房，利用吊车把袋装细粒级钛精矿吊至料仓平台，拆包后卸入料仓；料仓共设5个，每个600m3，5113 个仓的料可供两条造球生产线24小时；细粒级钛精矿经料仓下的称量皮带和斗提机进入受料斗，钛精矿、粘结剂、水在此按粘结剂：水：钛精矿=3.5∶2∶100（重量比）的比例加进混料机混料经高压压球机压球制粒，制粒后经三层带式干燥机烘干，然后直接进入储料仓存放。根据年产30万吨/年钛精矿球团的生产需求，确定主要生产设备如下：行星混辗机：型号JHX750，生产能力8～12t/h，年实际产量8万吨/年，设备负荷率为90％。数量4台。钛精矿球团成型压机：型号GQ800A，设计产量15～25t/h，年实际产量15万吨/年，设备负荷率90％。数量2台。热风循环带式干燥机：型号DW3×1.0—20，球团处理量18.5t/h（干燥前含水率3%、干燥后含水率0.2%），数量2台。制粒工艺流程如下：钛精矿粘结剂混料高压压球生球干燥干球113 5.控制系统及辅助设施供料系统由给料机和皮带机组成。供料系统在其专用控制室内进行操作。通过监测器了解储料仓内的料位。当发现某个料仓需要供料时，启动配料系统及供料输送系统并根据需要向该料仓供料。原料车间系统采用集中联锁和单机操作方式，各系统均设有电讯号及电话通讯联系。在供料系统中设置计量装置，以便对各种原料进行累计和瞬时量的记录。另外为防止粉尘和噪声，改善环境，在各扬尘点设置除尘设施；在各声源点设置隔音设施。6.原料车间技术经济指标见表4-2。表4-2原料车间技术经济指标序号指标名称数值备注1合格原料供应量钛精矿冶金焦电极糊420000t/a94800t/a13440t/a2原料存放天数电极糊钛精矿冶金焦90天5天7天3工艺设备总重量第五章电炉车间1.生产规模及产品方案1.1生产规模建设规模为年产钛渣24万吨（按酸溶渣计），产品全部外销。根据钛渣厂的最终规模，经初步计算，选择25MW的钛渣电炉4台，达到钛渣24万吨/年、铁水约9万吨规模。4台电炉实行三班连续作业制，年工作天数为300天。113 1.2产品方案钛渣工程主要生产酸溶渣，满足硫酸法钛白粉厂的原料需求，同时生产一部分熔盐氯化渣以满足海绵钛。全厂4座电炉用3座电炉生产酸溶渣18万吨/a；另一座电炉生产熔盐氯化渣约6万吨/a。产品指标见表5-1。表5-1　钛渣指标表牌号化学成份：%总钛（以TiO2计）低价钛（以Ti2O3）不大于FeO不大于S不大于P不大于酸溶渣～79205～60.100.02氯化渣～8530～20.100.02酸溶渣粒度－20目≥95%，氯化渣－40目≥95%1.3副产品建成并生产正常后将副产生铁约9万吨，暂按简易铸铁块处理，作为炼钢原料外销。2.钛渣电炉车间工艺简述钛渣电炉车间由冶炼间、浇铸间（包括铁水处理）和炉渣处理间组成。包括原料给料系统、电炉加料系统、出渣、渣处理、出铁、铁水处理等工序组成。113 钛精矿和冶金焦经电子秤合理配料后，由带式输送机送往电炉熔炼车间上部料仓，然后，由带式输送机送往电炉顶部料仓贮存。待上一周期熔炼的钛渣和铁水放出后，将电炉顶部贮存的混合料放入炉内，送电进行熔炼。熔炼结束后，将合格的钛渣和铁水由电炉内放出，钛渣通过出渣口流入渣槽中，铁水通过出铁口流入铁水包中。酸溶性钛渣或氯化用钛渣分别经过水冷或自然冷却、破碎、磁选、球磨后成为合格的钛渣产品，经包装后送到成品钛渣储仓。铁水在线处理成生铁制品外销。电炉烟气经除尘处理后，达到国家排放标准的烟气经烟囱排空。2.1原料给料系统电炉上端设置有原料分料仓，分料仓可以容纳足够一炉钛渣所需的原料。给料系统设置一条B=800mm的输送皮带，设4台加料小车分别向4座电炉供料；原料运输系统可自动控制向电炉上端原料分料仓的给料，其给料速度是每小时300t钛精矿和还原剂，整个运输系统都设置在主厂房的22.600m平台上。2.2电炉加料系统加料系统设有六个料仓，其中四个料仓用于存放混合料，其余两个分别存放钛精矿和焦碳，各料仓设置料位仪。钛精矿和还原剂料仓设置下料控制和计量装置，按冶炼要求将物料加入炉内；混合料仓中的物料通过加料管分别从电极间和电极中心加入炉内；炉况调节的钛精矿或焦碳从中心料管加入。为使电炉加料更均匀，密闭电炉共设置了多根加料管，各料管设有防止炉气外逸的装置；为今后生产分批加料及向连续加料过渡创造条件。2.3电炉熔炼首先将预先贮存于电炉顶部混合料料仓内的混合料通过炉顶加料管分批次加入已出完渣、铁的电炉内，送电启动电炉。手动将负荷逐渐加大到额定负荷，然后开始自动配电进行钛渣冶炼。冶炼过程中电炉内发生的主要反应如下：FeTiO3+C=Fe+TiO2+CO3FeTiO3+C=3/4Fe+1/4Ti3O5+4CO113 2/3FeTiO3+C=3Fe+Ti2O3+CO1/2FeTiO3+C=1/2Fe+1/2TiO+CO熔炼过程中主要控制钛渣中的氧化铁含量，当电炉冶炼耗电能分别为总消耗电能的60%、70%、80%、90%时，人工取样快速分析渣中氧化铁含量，当钛渣中氧化铁含量达到酸溶性钛渣或氯化用钛渣成份要求时，熔炼结束并停电。2.4出渣每台电炉设置一个水冷出渣口，为了有利于出渣，渣口布置在对准电极的位置。出渣口设有相应的铁路系统，以确保渣车被摆放在出渣溜槽前。每次出渣需要配备相应的渣车及渣盘，每次出渣量约为90t，每天出渣三次。打开和堵上渣口主要是依靠钻口机及泥炮，打开渣口最后还需要用氧气来吹开。钻口机及泥炮安置在同一机架上，机架悬挂在轨道上，而轨道是安置在操作平台的下部，轨道可以在电炉上行走以保证钻口机及泥炮可以运行到同一个出渣口。热渣通过溜槽流到渣车上，在出渣过程中产生的烟气通过上部设置的烟罩收集经管道输送到布袋除尘器，烟气收集系统采用锁气阀门控制以保证集气烟罩不工作时与之隔开。出渣过程中渣盘连接渣车平滑移动，由控制平台操作的速度是1.5～4.5m/min。熔炼工可根据渣模中渣的装满情况，从控制台上调整渣车速度。当渣面高度不足渣口10%时，认为渣已出完。在开始出渣时，进入渣模温度为（1680～1740℃）。按照设计从渣在渣模中冷却的时间开始，到渣锭是20～40分钟。渣车和渣模通过绞盘运到渣锭冷却区。113 2.5渣的处理2.5.1酸溶性钛渣的冷却渣车及装满钛渣的渣模通过绞盘运到冷却区，停3～4小时，期间可以向渣盆喷适量的水，以使渣成锭并有足够的强度可从渣模中取出到冷却区。操作工人使用桥式起重机，用钓钩钳住钛渣，从渣模中移出钛渣到其中一个冷却场地。一个冶炼期间，有六个渣位装钛渣，每一个渣位都可以熄渣。每一个渣场位都有独立的循环水可以熄渣，循环水由一个遥控阀门控制。当阀门打开时，开始计熄渣时间（3～4小时），直到阀门自动关闭。钛渣放在渣场里面冷却（2～3天），直到被起重机运到钛渣初碎场地，钛渣的初碎采用碾压机碾压。熄渣过程的水通过排水沟收集到水池，然后通过泵循环利用。可在这个池中检测水位。当水位达到一定高度，为池供水的截止阀门打开，达到预设的值后，阀门自动关闭。当达到最小值时，池中的泵关闭。当排水沟和池中的固体含量多时，人工清理收集，收集的固体物可置于热渣下一并处理。池中的杂质可采用吊车的抓斗收集。2.5.2氯化渣的冷却运输和冷却氯化渣的第一阶段，与以上冷却酸溶渣的路线相似。渣锭在后来是可在户外彻底冷却。钛渣并不要求在特定的环境下进行水冷到室温，冷却时间与低价钛的含量、渣的尺寸、室温有关，需5～10天。渣饼卸下后将其搬运到冷却区，冷却区可以同时容纳700块渣饼，渣饼还要在此继续采用喷淋水冷却两天，之后还要经过5天的空气冷却。整个冷却区域的冷却水收集沉淀后进入污环水处理系统。113 2.5.3钛渣的加工冷却区的钛渣经皮带机及斗提机进入原料处理系统。2.6出铁当控制室的计算接收到铁水已达到预设值的信号，开始出铁。出铁是通过电炉单独设置的出铁口来完成的，通常每次出铁的重量约为40t。每台电炉每天出铁约3次，出铁20～40分钟。同样，出铁口的开口和封堵都是采用安装在轨道上的钻口机和泥炮来完成的。整个操作过程与2.3描述是一样的，最后的开口工作是通过氧气管枪来完成的。在出铁过程中产生的烟气将通过集气罩和输气管道输送到布袋除尘器进行处理。烟气集气系统采用锁气阀以保证单个的集气罩工作时能与其他的集气罩隔离开。2.7铁水处理工艺要对从电炉放出的铁水进行化验，铁水处理暂按炉前在线铸块处理。铸铁机布置在炉前，出铁后直接铸块，铸铁机生产大约40分钟，其生产能力约在80t/h左右。这些小块的铸造生铁从铸铁机的末端卸到密封的钢垫上，然后用水冷却。最终产品是每块重约5～10㎏左右的铸造生铁，这种产品在市场上容易被接受。3.钛渣电炉车间工艺布置冶炼间为多层厂房，内设25MW电炉4座。每座炉顶平台上设6个炉顶料仓，其上有炉顶加料皮带，接受配料站送来的炉料向炉顶料仓加料。该层平台上方每台电炉设有一台Q=5t113 单梁吊车，用于接长电极壳和充填电极糊，第三层平台上，设有三台单相变压器，电炉烟罩也固定在该平台上。第二层平台，为电炉炉口操作平台，电炉控制室设在该层平台上。电炉间的底层（地坪）为出铁操作区。为了进行出铁操作，在电炉的铁口及渣口旁设置有泥炮和开口机，用于打开和堵住出铁口和渣口。出铁场及运送炉渣的小车也布置在底层。冶炼间长80m，跨度为30m。浇铸间在一期的基础上延长80m，其内设铁水处理，铁水包清理、砌筑等作业。铁水包烘烤装置设在电炉间端头的小房子内，有轨道与冶炼间相连。4.主要设备选型4.1电炉冶炼钛渣的电炉按型状来分一般有两种，一种为圆形电炉，另一种为矩形电炉。矩形电炉采用多根电极（6根），每根电极上释放出的能量较小，控制较简单，适合于特大功率电炉采用。但其生产时易出现炉壁弯曲、变形、炉衬脱落等现象，且其布料系统极为复杂，加料口多达60个。圆形电炉内衬稳定，布料系统相对简单，与其它圆形电炉在技术方面大多是一致的，生产历史长，可靠性高（98%以上）。根据资料介绍，分配到每根电极的功率最大为14MW，超过此值，就会产生中心过热，影响电炉操作，炉盖寿命大大缩短。因此，圆形电炉采用适合于42000kVA以下的电炉，对大于42000kVA以上的电炉采用矩形电炉。选择25000kVA的圆形封闭式还原电炉作高钛渣厂的主要生产设备。每台钛渣电炉的生产能力按如下公式计算：式中：酸溶性钛渣氯化用钛渣113 P-年产能t/at/aN-电炉容量25000kVA25000kVACosα-有效电能的效率Cosα=0.88Cosα=0.88K1-变压器效率K1=0.96K1=0.93K2-炉次间停炉时间系数K2=0.90K2=0.90K3-炉次内停炉时间系数K3=0.95K3=0.95W-炉前电能单耗W=2200kW.h/tW=2900kW.h/tT-电炉的年度工作时间基数T=7920小时T=7920小时则：一台电炉生产酸溶性钛渣的年产能为：设酸溶性钛渣喷淋和破碎损失率为5%，则成品酸溶性钛渣单台电炉的年产量为：4台25000kVA电炉生产酸溶性钛渣，其年产能为：61756t/a×4=247024t/a一台电炉生产氯化用钛渣（TiO2≥85%）的年产能为：设氯化用钛渣破碎损失率为5%，则成品氯化用钛渣单台电炉的年产量为：25MW封闭式还原电炉其主要技术参数列于表5-2中。表5-225MW封闭式还原电炉的主要技术参数序号项目单位数值113 1电炉变压器容量kVA3×90002变压器二次侧电压V110～320～4203电极电流A710004电炉自然功率因数COSφ0.885自焙电极直径mm～10006电极中心间距mm2500～31007电极最大行程mm25008电极移动速度mm/min25009烟罩内径mm～1100010烟罩高度mm～120011炉壳内径mm1200012炉壳高度mm～838013炉膛内径mm930014炉膛深度mm～510015出渣口个数个116出铁口个数个117炉内料管个数个10电炉设备主要由电极系统、炉体、烟罩、加料、冷却水、液压及气动系统等组成。4.1.1电极系统组合式电极系统由上、下两部分组成、电极系统上部主要包括：电极升降装置、电极压放装置、上部把持筒、压放平台、空气密封及加热装置、液压管路等。电极系统下部主要包括：下部把持筒、水冷保护套、导电铜管、底环、接触元件、水冷管路等部件。113 每根电极有五组压放装置，每组压放装置均由一个压放缸和一个夹紧缸组成。五组压放装置围绕一根电极安装在电极柱上部的压放平台上。通常，五组压放装置的夹紧缸靠弹簧力牢固地夹住电极壳上的五根筋片。压放平台的两端与两个升降油缸活塞杆端部铰接，当电极需要提升或下降时，升降油缸的提升力就通过压放平台上的压放装置传到电极上，使得电极系统可在垂直方向上下运动。当需要压放电极时，升降油缸停留在某一位置不动，电极在压放装置的作用下向炉内进给（压放），每次进给（压放）量20mm。其压放电极的程序如下：⑴第一组压放装置的夹紧缸打开，压放缸上升20mm。然后夹紧缸夹紧电极壳筋片。⑵第二组压放装置中的夹紧缸打开，压放缸上升20mm。然后夹紧缸夹紧电极壳筋片。⑶第三组及以下各组重复以上动作过程，直到五组压放装置全部动作完毕，在新的位置上做好压放准备。⑷五组压放装置同时动作，将电极压放20mm。全部压放程序完成。每个电极的升降系统主要由两个行程为2500mm吊缸组成，使电极可在行程为2500mm的范围内完成升降运动。4.1.2炉体炉体是一个圆柱体。4.1.3烟罩该电炉为封闭式烟罩，烟罩顶部为水冷盖板加轻质耐火混凝土组成，烟罩侧壁下部设有观察孔。4.1.4加料系统113 加料系统共设多根料管，其中3根布置在电极三角形外，1根布置在3根电极的正中，其余布置在炉侧壁，伸入炉内的料管部分均需水冷。料管上方设有多套加料系统，加料系统经振动给料机及计量阀通过料管向炉内加料，当电炉需要炉料量，启动振动给料机给电炉加料。炉内料管还设有相应的气封装置。4.1.5冷却水系统电炉电极把持器、烟罩、下料管嘴等构件均通水冷却，其水量依靠人工调节。4.1.6液压系统电炉设有液压站，液压站布置在三层平台，本液压系统由三部分组成，包括：泵站、电极压放盘装置和烟道阀门控制装置。4.2铸铁机按电炉每次出铁40t计算，铸造生产大约50分钟，故每座电炉选用一台生产能力为80t/h左右的铸铁机。5.钛渣生产物料衡算本设计规模为年产成品酸溶性钛渣18万t，6万t氯化渣。这两种产品（酸溶性钛渣和氯化用钛渣）物料衡算是以4台25000kVA钛渣电炉产能为基准计算的。主要原料的单耗指标见表5-3。表5-3原料的单耗指标（t/t渣）钛精矿冶金焦电极糊铁水生产～79%TiO2酸溶性钛渣1.750.30.040.55生产～85%TiO2氯化用钛渣2.000.40.050.65在生产过程中各主要工序物料损失率见表5-4。表5-4各主要工序物料损失率113 工序名称物料名称损失率%备注原料库钛精矿、冶金焦1电炉熔炼钛精矿、冶金焦0.5电炉熔炼电极糊1.5包括厂内储运破损钛渣喷淋钛渣2钛渣破碎钛渣3铁水处理半钢43台电炉生产TiO2含量～79%酸渣，其物料衡算结果如下：三级除尘一﹑二级除尘501301216802排空49450（达标）678尘（出售）原料库电炉钛渣破碎钛精矿210210210000129670123500成品酸溶性冶金焦363603600071000钛渣综合仓库铁水处理电极糊4872480068160酸溶性钛渣物料衡算（单位：t/a）113 1台电炉生产TiO2含量～85%氯化渣，其物料衡算结果如下：三级除尘一﹑二级除尘371783401排空36838（达标）339尘（出售）原料库电炉钛渣破碎钛精矿92400840004200040000成品氯化用冶金焦184801680026104钛渣综合仓库铁水处理4551448226000电极糊生铁锭氯化用钛渣物料衡算（单位：t/a）6.车间主要技术经济指标电炉车间的主要技术经济指标见表5-5。表5-5电炉车间主要技术经济指标序号指标名称单位数量（吨）备注1建设规模t/a2400004座电炉按酸渣计酸溶性钛渣年产量t180000氯化钛渣年产量t60000铁水t900002主要生产设备电炉kVA4×250003主要原材料、燃料及动力单耗钛精矿t/t-酸渣1.75t/t-氯化渣2.0冶金焦t/t-酸渣0.3t/t-氯化渣0.4113 电极糊t/t-酸渣0.040t/t-氯化渣0.05电kWh/t-酸渣2966kWh/t-氯化渣3550铁水t/t-酸渣0.55t/t-氯化渣0.654主要原、燃料年耗量钛精矿酸渣216000氯化渣80000冶金焦酸渣36000氯化渣16000电极酸渣4800氯化渣20005电耗年总用电量酸渣万kWh53400氯化渣万kWh213006占地面积m21822007劳动定员人470第六章电极壳制作间1.生产大纲实施后，全厂一年需机修用备件约220t，建一个年产约100t备件能力的综合小电极壳制作间，提供日常维护生产急需的较简单的备品备件，并承担简单设备的检修装配任务。因攀枝花市现机加工能力比较大，其余的备品备件能够外购解决。2.工作制度和年时基数：113 电极壳制作间采用1.5班生产，机床年工作3475小时。3.生产工艺→机械加工───→　─→更换、组装下料──↑→成品→→焊接───→─→进入库房4.设备选择按照满足日常维护生产的原则，配备一定的设备，以加工圆柱面和平面为主。主要设备有：普通车床、牛头刨床、万能升降台铣床、摇臂钻床、交流手工弧焊机等。5.设备工艺布置第七章电力1.设计依据国家有关设计标准及相关的规程规范。2.设计范围本设计包括以下内容的供配电系统设计：2.1原料及除尘系统供配电系统设计；2.2电炉及除尘系统供配电系统设计；2.3炉前及渣冷却、除尘系统供配电系统设计；2.4成品系统供配电系统设计；2.5水处理系统供配电系统设计；2.6空压站供配电系统设计；2.7炉气处理系统供配电系统设计。3.电力负荷及电压113 3.1电压等级⑴高压供电电压：AC110kV三相⑵电炉配电电压：AC35kV三相⑶高压配电电压：AC10kV三相⑷低压动力电压：AC380V三相⑸照明电压：AC380/220V三相四线制⑹控制电压：AC220V/DC220V/DC24V⑺检修照明电压：AC24V（特殊环境12V）3.2电力负荷3.2.1计算负荷电力负荷由电炉负荷和一般设备用电负荷组成，电炉负荷为8台8500kVA单相电炉变压器，采用三角形连接方式形成三相系统。本工程总装机容量：102000kVA+12000kW。本工程总计算负荷：Pjs=82764kW；Qjs=19472kvar；Sjs=101916kVA；COSØ=0.81。其中10kV计算负荷：补偿前：Pjs=7692kW；Qjs=4086kvar；Sjs=8710kVA；COSØ=0.88。补偿后：Pjs=7692kW；113 Qjs=2460kvar；Sjs=4038kVA；COSØ=0.95。补偿容量：1626kvar。3.2.2年耗电量本工程年耗电量为74.7×108kWh。3.2.3负荷等级电极升降机构、电炉冷却水、浇注间起重机等设备一级负荷，电炉和料仓上料装置、炉气处理装置、煤气加压机等为二级负荷，其余设备均为三级负荷。4.供电4.1现状园区现有220kV高压线通过，规划建设1座110KV开关站供园区工业企业。4.2供电电源4.2.1本工程建一座35kV变电站，负责向本工程的全部负荷供电。供电电源从110kV开关站母线T接。4.2.2微机保护装置35kV变电站内设置一套微机综合自动化系统，以取代传统的中央控制系统，使控制及操作更加可靠简便。4.2.3直流电源35kV变电站直流系统采用了一套220V113 100Ah带程控的免维护铅酸蓄电池系统，其充电机及直流输出采用了PWM脉宽调制技术，调节精度高，输出波纹小。在机柜上可实现数据采集、故障监控、操作控制、趋势显示等功能。4.3高压供电4.3.1建12.5MVA110/10kV动力变压器。4.3.2本工程建一座净环水站10kV配电所，电源来自现有10kV变电所两段母线，负责向新增车间变电所的10/0.4kV动力变压器及10kV电机供电。4.3.3电气二次接线10kV内设置一套微机综合自动化系统，以取代传统的中央控制系统，使控制及操作更加可靠简便。由于该系统通讯管理机、微机保护及相关安全自动装置等的二次设备均直接安装在相应的开关柜上，故使二次线电缆大大减少。同时能满足无人值班综合自动化的要求。高压柜采用免维护直流电源装置操作及控制。继电保护采用变电所综合装置，按规范配置。4.4功率因数补偿电炉车间有8台8500kVA，35kV电炉变压器，其无功补偿装置不在本设计范围。10kV配电所无功补偿装置设置在两段母线上，车间变电所0.38kV侧设置低压无功补偿。5.供配电本工程设4个车间变电所。5.1#1车间变电所#1车间变电所电源来自净环水泵站10kV配电所，计算负荷约为1074kVA，功率因数为0.95。内设2台1000kVA113 变压器及一个低压配电室，主接线采用单母线分段方式。当一台变压器故障或检修时，另外一台变压器能承担90%负荷。该变电所主要给炉前及渣冷却、#1电炉系统、炉顶料仓及加料除尘系统、炉气处理装置、煤气加压机等设施供电。5.2#2车间变电所#2车间变电所电源来自净环水泵站10kV配电所，计算负荷约为928kVA，功率因数为0.95。内设2台1000kVA变压器及一个低压配电室，主接线采用单母线分段方式。当一台变压器故障或检修时，另外一台变压器能承担100%负荷。该变电所主要给#2电炉系统、炉顶料仓及加料除尘系统、电炉出渣、出铁除尘系统、炉气处理装置等设施供电。5.3#3车间变电所#3车间变电所电源来自净环水泵站10kV配电所，计算负荷约为446kVA，功率因数为0.95。内设2台500kVA变压器及一个低压配电室，主接线采用单母线分段方式。当一台变压器故障或检修时，另外一台变压器能承担100%负荷。该变电所主要净环泵站供电，该变电所设备均为一类负荷。5.4#4车间变电所#4车间变电所电源来自现有10kV配电所，380V侧等效三相负荷约为1200kVA。内设1台1250kVA变压器及一个低压配电室。该变电所主要为电极壳间的2台400kVA缝焊机及1台160kVA缝焊机（均为单相线间负荷）供电，其中有1台400kVA缝焊机及1台160kVA缝焊机为原有设备。5.5空压站配电3台132kW的空压机及3台13.5kW113 电加热器，计算负荷约为358kVA，由#2车间变电所供电，#2车间变电所现有负荷调整后为1058kVA，满足供电要求。5.6浊环水泵配电3台22kW的浊环水泵由原水泵站预留回路配电。5.7原料系统配电380V侧计算负荷约为188kVA，由#2车间变电所供电。5.8成品系统配电2台11kW的包装机由原成品配电室预留回路配电。5.9电炉出渣、出铁除尘风机配电10kV除尘风机由现有10kV高压配电室预留回路配电。5.10电极壳制作间配电由#2车间变电所预留回路配电。6.电气传动6.1电炉出渣、出铁除尘风机采用高压变频调速装置，以到达节约能源的目的，配料系统皮带秤电机采用变频调速控制。6.2本工程0.38kV、45kW以上电机采用软启动装置启动，其余电机采用直接启动。6.3操作方式为集中和机旁手动操作相结合。7.主要设备选型动力变压器：SCB9；高压柜：KYN28A-12Z；低压屏：GGD。8.电缆敷设本工程电缆采用电缆桥架和电缆沟或穿管埋地敷设。113 9.电气照明本工程照明电源电压采用～380/220V，灯具均采用节能灯具，新增道路采用路灯照明。10.防雷接地按三类防雷工业建筑物设防雷措施，保护接地、工作接地、防雷接地共一套接地装置，接地电阻不大于1欧。11.消防11.1火灾自动报警系统按照国家有关规范和标准设置；11.2高压开关柜选用中置式真空断路器柜等无油设备；11.3变压器室选用干式变压器；11.4电气设施按规程设置灭火装置；11.5配电柜柜底板采用防火隔板，控制室进出孔洞施工后全部封堵，设备安装后的孔洞用耐火泥封堵；11.6所有电缆均应按规范刷涂防火涂料。第八章给排水1.设计条件1.1供水量、水压、水温见表8-1。表8-1供水量、水压、水温序号用户名称供水量m3/h供水压MPa回水压MPa水温℃水质备注供水出水一净环水系统1电炉等冷却设备34000.700.15≤45≤55软水有压回水2除尘等冷却设备120.400.15≤45≤55软水有压回水3空压站冷却设备300.300.15≤45≤55软水有压回水4炉气回收装置冷却360.300.10≤45≤55软水有压回水5变压器冷却水3000.500.30≤30≤35净环水有压回水二浊环水系统1钛渣及铸铁机冷却喷淋1000.500.00≤45-55≤65浊环水无压回水113 2旋流脱水器160.400.00≤45-55≤65浊环水无压回水三安全供水1电炉等冷却设备按正常供水量的一半考虑17000.30与海棉钛合建待定1.2水质标准生产给水水质控制指标详见表8-2。表8-2生产给水水质控制指标一览表项目系统名称悬浮物mg/L总硬度以dho计mg/LCl-mg/LPH值备注净环水≤10≤4-8(软水)≤2507~9浊环水≤400≤16-30(硬水)≤4007~9补充水（工业新水）≤20≤16-30(硬水)≤2507~91.3外部供水条件工业新水补充：净环补水173.9m3/h；浊环补水30m3/h；水压0.2MPa。1.4外部药品供给条件表8-3药品供给条件表药品种类形状受入方式酸苯乙烯阳离子交换树脂袋状袋装：50kg/袋，卡车运入氯化钠粉状袋或桶装：10~20kg/桶，卡车运入1.5排水条件生产排水：最终排入厂区雨排水系统。1.6厂区自然条件水处理干球温度：38.5℃水处理湿球温度：32.1℃室外平均风速：夏季：2.2m/s，冬季1.8m/s；113 主导风向：夏季：SE，冬季SE、S；大气压力：夏季：0.088MPa，冬季0.089MPa；2.给排水系统本工程包括以下给排水系统：⑴净环水系统；⑵浊环水系统；⑶安全供水系统；⑷工业新水及消防水系统；⑸生产排水系统。新建净环系统供水量为7556m3/h。2.1净循环水系统工艺流程：本系统是向电炉装置设备等各间接冷却设备（用户）供水的系统，水在使用的过程中仅温度升高，未受到其它污染，用过的水利用余压通过管道收集后，送至拟建场地热水池，通过水泵送冷却塔，经冷却塔降温处理后循环使用，系统循环水量3478m3/h，循环率按照95%计。为满足供水水质，设计考虑在净环出水主管上安装离子棒水处理器及管道过滤器。变压器冷却系统采用；冬季由冷却塔冷却，夏季由外管网供部分新水混合冷却的方式解决，变压器出水一部分供软水间，一部分供冷却塔，以保证系统的水量平衡。2.1.1净环泵站净环泵站主要由泵房、电气室、冷却塔、软水间等组成；泵站内设以下设施：⑴电炉等冷却设备供水泵组：300S90泵、Q=850m3/h、H=80m、N=315kW/台、V=10kV，6台、4用2备。113 ⑵送冷却塔供水泵组：300S32泵、Q=850m3/h、H=30m、N=90kW/台、V=380V，6台、4用2备⑶旁滤供水泵组：250S39泵、Q=560m3/h、H=31m、N=75kW/台、V=380V，3台、2用1备。⑷电动单梁吊车：配CD15-6D电动小车、N=2×0.8+7.5+0.8kW，Lk=11m。⑸净环冷却塔：10BZGN-1000△t=10℃N=45kW/台，4座，⑹离子棒水处理器：HTSC800-3400-1.0，1台。⑺管道过滤器：CTF-KB-L16N=0.75kW/台，4台。⑻高速过滤器：φ30004台。⑼软水间钠离子交换器：φ2500钠离子交换器4台，再生泵N=5.5kW/台、V=380V，2台、1用1备，搅拌机N=1.5kW，1台，自动加盐机1台。⑽变压器供水设施；离子棒水处理器2台，管道过滤器1台，水泵2台，冷却塔1台。2.1.2泵站内设以下建、构筑物⑴循环水池尺寸为L×B×H=69.1×12×4m，钢混结构地上式。池顶设净环冷却塔4座，L×B×H=8400×8400×9350m，W=50000㎏。φ3000m高速过滤器2台，W=80000㎏。⑵泵房尺寸为L×B×H=69.1×12×7.5m，5吨桥式吊车、轨顶面标高6.0m。⑶泵房内配电室尺寸为L×B×H=16×12×10.5m。⑷软水间尺寸为L×B×H=18.3×7.5×9m，钢混结构地上式。2.2浊循环水系统工艺流程：113 钛渣喷淋冷却后的水进入车间内的排水沟，然后通过回水管沟进入浊环沉渣水池，去除大部分悬浮物后，再用泵加压送钛渣喷淋冷却循环使用，系统循环水量100m3/h，循环率按照70%计。水泵型号：100WFB，N=22kW/台、V=380V。2.3安全供水电炉等冷却设备安全供水，由公司在完成海绵钛厂址征地后统一考虑并安排提前实施。2.4工业新水及消防水系统工业新水补水主要指净、浊环水系统，在运行的过程中由于蒸发、渗漏、风吹、过滤器反洗等损失部分水量的补给。二期需要的工业新水为202.1m3/h，该部分新增水量请用户向工业园区申请。高钛渣室外消防水量20L/s，室内消防水量10L/s，消防水与工业新水共用管道，一期时该系统已经形成，二期在新建厂房外增设4座消火栓即可。2.5生产排水系统供排水系统中的检修以及水池的溢流放空水进入生产排水系统，该系统最终进入工业园区的排洪沟。2.6操作系统净环泵站操作室设有DCS113 操作系统，有手动和自动操作两种，CRT画面显示，在净环泵站内设有机旁操作箱和就地及远方转换开关。系统中的各组水泵、水池水位等在泵站操作室内均有工作、停止、故障等信号显示和报警，各组供水泵出水总管上有流量、压力等检测，水池内设有水位、水温等监测，并将信号传送到控制室。高速过滤器采用程序控制自动运行。水泵及补充水阀与水池水位连锁，各泵组设有工作泵及备用泵自动倒换，互为备用。第九章自动化仪表1.概况设计范围包括：原料系统、炉顶装料系统、电炉系统、煤气回收系统、铁水脱硫除尘系统、公辅系统等自动化仪表的检测、控制设计。2.主要检测、控制项目2.1原料系统2.1.1钛精矿贮料仓（3个）、焦炭贮料仓（1个）、除尘（1个）料位检测：10套；2.1.2原料配料皮带秤称重检测：8套；2.1.3粉尘配料螺旋秤称重检测：2套。2.2炉顶装料系统（2座电炉）炉顶料仓（10个）称重检测：2×10套。2.3电炉系统（2座电炉）2.3.1电炉内衬温度检测：2×55套；2.3.2电炉电极加热风温检测：2×3套；2.3.3电炉出炉炉气温度检测：2×1套；2.3.4电炉循环冷却水支管出口温度检测：2×63套；2.3.5电炉出渣口、出铁口温度检测：2×2套；2.3.6铁水包衬温度检测：2×1套；2.3.7电炉炉盖底压力检测：2×3套；2.3.8电炉循环冷却水进口总管压力检测：2×1套；2.3.9堵出铁口塞子压缩空气压力检测：2×2套；2.3.10炉底冷却空气压力检测：2×1套；113 2.3.11熄渣处冷却水压力检测：2×2套；2.3.12电炉循环冷却水（电炉每个区域总管）流量检测：2×8套；2.3.13电炉循环冷却水支管进、出口流量监控检测：2×125套；2.3.14电炉料斗位置检测：2×3套；2.3.15电炉电极位置检测：2×3套；2.3.16电炉炉气中O2/CO含量检测：2×1套；2.3.17电炉出铁口铁水包称重检测：2×1套；2.3.18炉压自动控制系统：2×1套；2.3.19炉气自动排放系统：2×1套。2.4煤气回收系统2.4.1炉气引风机前、后温度检测：2×2套；2.4.2煤气加压机前、后温度检测：2套；2.4.3炉气引风机前、后压力检测：2×2套；2.4.4煤气加压机前、后压力检测：2套；2.4.5炉气引风机后流量检测：2×1套；2.4.6煤气柜升降高度检测：1套；2.4.7炉气回收装置区域煤气泄漏检测：12套。2.5公辅系统2.5.1空压站出口压缩空气流量、压力、温度检测：3套；2.5.2氮气站出口氮气流量、压力、温度检测：3套；2.5.3净环系统循环冷、热水温度检测：2套；2.5.4净环系统循环冷、热水总管压力检测：2套；2.5.5净环系统高速过滤器进、出口压力检测：4套；2.5.6净环系统循环冷、热水总管流量检测：2套；113 2.5.7净环系统循环冷、热水池液位检测：2套。3.仪表总体装备水平及控制方式原料系统、炉顶装料系统、电炉系统、铁水脱硫除尘系统、煤气回收系统分别进入PLC控制系统中。由PLC完成各工艺参数的显示、记录、报警、调节、控制等功能，信号交接通过I/O接口直接信号交接，为使PLC控制系统运行可靠、防止现场干扰所有交接信号须经过隔离处理。控制方式设自动、控制室键盘手动及现场手动。公辅系统采用常规仪表显示、记录及报警。PLC控制系统由计算机专业统一配置。4.仪表选型原则检测仪表主要立足于国内购买，选用性/价比高的产品。4.1电炉出炉炉气温度和出渣、出铁口温度及铁水包衬温度采用高温红外测温仪，其余测温选用热电阻、热电偶；4.2压力、差压变送器选用智能式仪表；4.3气体流量检测小口径采用旋涡流量计，大口径采用环形孔板，液体流量检测小口径采用电磁流量计，大口径采用环形孔板，电炉循环冷却水支管进、出口流量监控检测采用流量开关；4.4原料仓料位、电炉料斗位置检测采用雷达料位计，电炉电极位置检测采用长距离线性电阻检测装置，水池液位检测采用超声波液位计；4.5配料系统采用电子皮带秤、螺旋秤，炉顶料仓称重采用全电子秤，铁水包称重采用高温测重传感器的轨道衡；4.6调节阀采用一体化电子式电动调节蝶阀，快开阀采用气动快速三偏心蝶阀；4.7电炉炉气中O2113 /CO含量检测采用预处理国内成套、分析仪为进口设备；4.8其余选用Ⅲ型常规仪表。5.仪表动力消耗5.1对重要控制回路，仪表须设置无停电电源装置（UPS）等事故电源。无停电电源的供电时间不少于15分钟。其它仪表所需220V.AC电源由电力专业提供。5.2仪表用净化压缩空气由热力专业提供压力：0.5～0.8MPa；流量：10Nm3/h。6.控制室与计算机、电控操作室共用，控制室的布置由电控专业统一考虑。7.接地仪表接地电阻≤1Ω。第十章计算机1.设计依据国家有关设计标准及相关的规程规范。2.设计范围本设计包括以下工序的自动化系统设计：2.1原料系统控制系统设计；2.2电炉系统控制系统设计；2.3炉气回收系统控制系统设计；2.4除尘系统控制系统设计；2.5水处理系统控制系统设计。113 3.控制电源3.1电压等级控制电源：AC380V/AC220V、DC24V。3.2电源控制电源采用两路电源进线，电源引自电气配电室两段母线，控制系统采用UPS供电。4.控制系统4.1控制方式本工程新建各系统均采用PLC控制系统进行控制。采用CRT操作员站取代模拟屏和操作台，取消二次仪表，在CRT上监视工艺流程、设备的运转，以及过程参数的变化并实现参数设置以及设备操作。PLC控制系统主要完成原料配料、上料、加料系统；电炉电极升降、电极压放、电炉负压以及电炉液压站、冷却水、炉气回收系统；除尘系统以及水处理系统等工艺设备的各种控制功能以及数据采集、处理、监视及操作管理，报表打印、参数报警等功能。4.2系统配置4.2.1原料系统钛渣工程的原料配料、上料及加料系统的控制系统设置1套S7-400系列PLC控制系统、1套工程师站/操作员站，操作站与PLC系统之间用以太网进行通讯。现有配料系统PLC利旧，通过IM-153接口模块改造为分布式I/O机架，通过Profibus-DP现场总线接入原料PLC系统，重新编制控制程序。113 钛渣工程原料除尘系统，与工艺有关设备控制进入原料PLC系统。除尘器本体采用PLC控制，由供货商成套提供，与原料系统PLC系统通过Profibus-DP现场总线进行通讯。4.2.2电炉系统钛渣工程2座电炉分别设置1套S7-400系列PLC控制系统以及1套工程师/操作员站、1套操作员站。操作站与PLC系统之间用以太网进行通讯，完成电炉本体、冷却水以及液压站的控制及监视。4.2.3炉气处理系统炉气处理系统设置1套S7-300系列PLC控制系统，与工艺有关设备控制进入PLC系统。炉气处理PLC与电炉PLC系统之间用以太网进行通讯。在电炉PLC系统操作站上完成对炉气处理系统的操作及监控。炉气处理系统本体采用PLC控制，由供货商成套提供，与炉气处理PLC系统通过Profibus-DP现场总线进行通讯。4.2.4公辅系统⑴炉前除尘系统炉前除尘系统设置1套S7-300系列PLC控制系统、1套工程师/操作员站，与工艺有关设备控制进入炉前除尘系统PLC系统。操作站与PLC系统之间用以太网进行通讯，完成炉前除尘系统的控制及监视。除尘器本体采用PLC控制，由供货商成套提供，与炉前除尘系统PLC系统通过Profibus-DP现场总线进行通讯。⑵水处理系统水处理系统设置1套S7-300系列PLC控制系统、1套工程师/操作员站。操作站与PLC系统之间用以太网进行通讯，完成净环水站、浊环水站的控制及监视。113 净环水站高压室设置1套综合自动化系统，与净环水站PLC系统通过Profibus-DP现场总线进行通讯。4.2.5系统软件本工程中，各PLC控制系统操作站均采用工控机作为主机，操作系统采用Windows2000SP4中文专业版。工程师/操作员站配置WinCCV6.0完全版，操作站配置WinCC6.0运行版。编程软件采用STEP7V5.3，完成各PLC系统的控制及监控功能。4.2.6通讯系统本工程中，各PLC控制系统的控制站、操作站，采用网络交换机OSM实现工业以太网通讯方式。以太网采用环网的冗余结构，提高系统的可靠性。4.3PLC控制系统I/O点的构成各工序子系统I/O点的构成如下：4.3.1原料系统（含原料除尘系统）⑴数字量输入：DC24V583；⑵数字量输出：DC24V305；⑶模拟量输入：4～20mA40；⑷模拟量输出：4～20mA10。4.3.2#2电炉系统⑴数字量输入：DC24V265；⑵数字量输出：DC24V100；⑶模拟量输入：4～20mA161；⑷模拟量输出：4～20mA18。4.3.3#3电炉系统113 ⑴数字量输入：DC24V265；⑵数字量输出：DC24V100；⑶模拟量输入：4～20mA161；⑷模拟量输出：4～20mA18。4.3.4炉气回收系统⑴数字量输入：DC24V129；⑵数字量输出：DC24V60；⑶模拟量输入：4～20mA22；⑷模拟量输出：4～20mA8。4.3.5炉前除尘系统⑴数字量输入：DC24V118；⑵数字量输出：DC24V66；⑶模拟量输入：4～20mA31；⑷模拟量输出：4～20mA1。4.3.6水处理系统⑴数字量输入：DC24V330；⑵数字量输出：DC24V157；⑶模拟量输入：4～20mA18。4.4控制站主要控制功能各控制站主要控制功能如下：4.4.1原料系统⑴原料配料系统的控制及监视；⑵原料上料系统的控制及监视；⑶原料加料系统的控制及监视；113 ⑷炉料料单的设定；⑸原料加料除尘系统控制及监视；⑹原料炉顶除尘系统的控制及监视；⑺与电炉系统的联锁控制。4.4.2电炉系统⑴电炉电极升降控制及监视；⑵电炉电极压放控制及监视；⑶电炉炉压控制及监视；⑷炉料料单的监视；⑸电炉冶炼工艺参数的监视；⑹电炉冶炼冷却水温度及流量的监视；⑺电炉电极液压系统的控制及监视；⑻电炉电极加热系统的控制及监视；⑼电炉配电系统电流、电压等电气参数的监视。⑽与原料系统的联锁控制；⑾与炉气回收系统的联锁控制；⑿与炉前除尘系统进行联锁控制；⒀各种事故、故障的报警及监视。4.4.3炉气回收系统⑴炉气引风机变频器的控制及监视；⑵煤气加压机的控制及监视；⑶冷却水系统的控制及监视；⑷除尘器的控制及监视；⑸煤气罐各参数的监视；113 ⑹与电炉系统的联锁控制。4.4.4炉前除尘系统⑴除尘器本体控制及监视；⑵除尘风机及电机各参数的监视；⑶输灰系统的控制及监视；⑷各阀门的控制及监视。4.4.5水处理系统⑴净环水站各泵组的控制及监视；⑵管网管道电动阀门的控制及监视；⑶管网压力、流量、温度等参数的监视；⑷高压室电量参数的监视；⑸与电炉系统的联锁控制。4.5操作地点及操作方式4.5.1操作地点设置机旁和集中两地操作。4.5.2操作方式各工艺设备在机旁操作箱上操作时，只具有现场手动操作方式，该操作方式下设备间只具备必要的安全联锁；而集中操作方式为操作站CRT操作方式，则具有自动方式和手动方式两种操作方式。⑴自动方式：在该方式下，根据工艺流程及预先设定的参数，各设备按程序控制自动运转，不需要人工的干预；⑵手动方式：由操作人员在CRT画面上对设备进行手动操作，各设备间保持相应的联锁；⑶113 现场手动方式：由操作人员在现场对设备进行单独的手动操作，具有操作地点选择操作模式，设备间只具备必要的安全联锁。该方式用于设备的单机调试及维护。5.设备安装本工程各系统的PLC控制系统安装在各系统的控制室内，操作站安装在操作室内。6.电缆敷设本工程电缆采用电缆桥的形式敷设为主，辅以局部配管。7.其它7.1PLC系统接地与电气地采用联合接地方式，接地电阻≤1Ω；7.2控制室、操作室的进出电缆口采用防火泥封堵。第十一章通风除尘1.设计内容1.1电炉出渣、出铁除尘；1.2炉顶料仓及加料系统除尘。1.3细粒矿造球系统除尘。2.气象资料2.1室外平均风速：夏季：2.2m/s，冬季1.8m/s；2.2主导风向：夏季：SE，冬季SE、S；2.3大气压力：夏季：0.088MPa，冬季0.089MPa；2.4夏（冬）季通风室外计算干球温度：31（12）℃。3.设计原则及采用的标准3.1《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996；3.2《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19-87；3.3《钢铁企业采暖通风设计手册》；113 3.4控制除尘系统规模，在满足功能要求的前提下尽可能节约投资。4.方案设计4.1电炉出渣、出铁除尘4.1.1除尘风量见表11-1。4.1.2在电炉出渣/铁口位置设置收尘烟罩、电动阀门、管道，组成一个除尘系统。考虑系统各点不同时工作特性，系统风量确定为：100000m3/h。表11-1除尘风量除尘点个数同时使用点数除尘风量（m3/h）烟气温度（℃）烟气含尘浓度（g/Nm3）电炉出渣、铁口6110000080～1301～24.1.3系统各点含尘烟气采用长袋低压布袋除尘器进行收尘处理后达标排放。为保证收尘效果，采用覆膜玻纤滤料。系统流程为：各点含尘烟气→管道→电动阀门→管道→长袋低压布袋除尘器→风机→管道→达标排放4.1.4各除尘点用电动阀门联锁调节。在进入除尘器前设置混风阀及温度检测装置，随时检测到烟气温度，当烟气温度超过设定值时，自动打开混风阀，混入冷风，保护除尘器滤袋。4.1.5系统主要设备布置在园区内预留的电炉除尘用地区域内。4.1.6系统收集的灰尘，贮存在贮灰仓内，定期用气力输送至配料工段回收利用。4.1.7除尘风机电机采用380V进电，直接启动。设有机旁操作和控制室集中控制两种方式。4.1.8主要设备选型113 4.1.8.1长袋低压布袋除尘器1台，CDL-2，s=1880m2，L=12万m3/h，v=1～1.3/min，△P≤1800Pa；4.1.8.2锅炉引风机1台，Y4-68№14D，n=14500r/min，L=96900～143881m3/h，H=4638～3648Pa；配套电机1台，Y355M-4，N=250kW，AC380V。4.2炉顶料仓及加料系统除尘（2套）4.2.1一套炉顶料仓及加料系统除尘风量见表11-2。表11-2除尘风量除尘点个数同时使用情况单个点风量（m3/h）除尘风量（m3/h）烟气含尘浓度（g/Nm3）犁式卸料器1同时240024001～2三通下料点2500010000皮带头、中、尾5500025000合计8374004.2.2料仓及加料工段在生产过程中有产尘，系统处理风量为：40000m3/h。4.2.3系统各产尘点均采用气箱脉冲布袋除尘器进行收尘处理后达标排放。为保证收尘效果，采用覆膜针刺毡滤料。系统流程为：各点含尘气→管道→回转反吹风布袋除尘器→风机→管道→达标排放4.2.4系统收集的灰尘含有大量钛渣成分，有回收价值，可直接返回皮带机回收利用。4.2.5收尘系统主要设备均就近布置在电炉厂房加料平台上。4.2.6主要设备选型4.2.6.1气箱脉冲布袋除尘器2台，每台参数为：LFGM96-7，s=650m2113 ，L=46800m3/h，v=1.2～2/min，△P≤1800Pa；4.2.6.2锅炉风机2台，G4-68№10D，每台参数为：n=1450r/min，L=33173～50295m3/h，H=3403～2864Pa；配套电机2台，Y250M-4，N=55kW，AC380V。4.3微细粒矿造球系统除尘4.3.1除尘风量见表1。表11-3除尘风量除尘点个数同时使用点数除尘风量（m3/h）烟气温度（℃）烟气含尘浓度（g/Nm3）混料机552500030～501～2压球机331500030～50干燥机头、尾44200000200～300合计4.3.2微细粒矿造球系统共有2套，工艺考虑同时使用。在混料机、压球机、干燥机头、尾位置设置收尘烟罩、电动阀门、管道，组成一个除尘系统。系统风量确定为：240000m3/h。4.3.3系统各点含尘烟气采用长袋低压布袋除尘器进行收尘处理后达标排放。为保证收尘效果，采用覆膜针刺毡滤料。系统流程为：各点含尘烟气→管道→阀门→管道→长袋低压布袋除尘器→风机→管道→达标排放4.3.4两套干燥系统间设电动阀门调节。在进入除尘器前设置混风阀及温度检测装置，随时检测到烟气温度，当烟气温度超过设定值时，自动打开混风阀，混入冷风，保护除尘器滤袋。4.3.5系统主要设备布置在收尘系统主要设备均就近布置在原料场区域内。113 4.3.6系统收集的灰尘，贮存在贮灰仓内，定期用气力输送至原料工段回收利用。4.3.7除尘风机电机。设有机旁操作和控制室集中控制两种方式。4.3.8主要设备选型4.3.8.1长袋低压布袋除尘器1台，CDL-4，s=3760m2，L=24万m3/h，v=1～1.3/min，△P≤1800Pa；4.3.8.2锅炉引风机1台，Y4-73№22F，n=960r/min，L=211700～302400m3/h，H=4790～4312Pa；配套电机1台，Y450-4-6，N=630kW，10kV。5.主要技术经济指标5.1装机容量：～380V/220V，～450kW；～10kV，～630kW；5.2设备总重：～280t。第十二章热力1.设计内容1.1为钛渣二期用户提供压缩空气；1.2对电炉烟气进行余热回收；1.3富余煤气的回收利用。2.设计参数2.1压缩空气见表12-1。表12-1压缩空气表用户名称用气量（Nm3/min）用气压力（MPa）用气品质使用制度除尘系统120.4～0.6除油、水、尘间断仪表系统60.5除油、水、尘间断113 气动设施100.4除油、水、尘间断取样气动输送450.4除油、水、尘连续吹扫及其余用户100.4间断总计：（最大同时）700.4～0.6除油、水、尘间断（平均用量）600.4～0.6除油、水、尘连续2.2电炉烟气2.2.1电炉数量：4座2.2.2单炉烟气参数装料及加热阶段时间：1小时最大烟气量：1603Nm3/h烟气温度：1250℃飞灰及固体颗粒含量：3150kg/h飞灰及固体颗粒温度：～500℃熔炼阶段时间：7小时最大烟气量：3440Nm3/h烟气温度：1450℃飞灰及固体颗粒含量：1350kg/h飞灰及固体颗粒温度：～1400℃钛渣调整阶段时间：1小时最大烟气量：198Nm3/h烟气温度：1350℃飞灰及固体颗粒含量：150kg/h113 飞灰及固体颗粒温度：～1300℃2.3富余煤气煤气量：3300Nm3/h煤气热值：14160kJ/Nm33.主要设计决定3.1用气量约～140Nm3/min，设置4×40m3/min空压机供气。3.2电炉烟气采用汽化冷却烟道降温，回收烟气部分热量，产生低压饱和蒸汽供厂内和附近用户使用。3.3富余煤气外供使用。4.设计方案4.1压缩空气系统4.1.1工艺流程设计采用以下制气工艺：大气→吸风过滤器→压缩机→气液分离器→高效除油器→空气干燥器→粉尘过滤器→缓冲罐→用户4.1.2供气能力压缩空气最大用量为140Nm3/min，进行海拔和气温修正后，得到空气压缩机铭牌供气能力为176m3/min。4.1.3主要设备选型⑴根据空气使用量及压力要求，选用螺杆式空压机4台，供应全厂用气；设备型号及参数如下：空气压缩机LU132-8Q=40m3/minPN=0.8MPa⑵根据空气使用品质要求，选用组合式空气净化装置4套，同时工作，设备型号及参数如下：113 空气干燥器PQZ-20/8Q=20Nm3/minPN0.8MPa压力露点：-20℃高效除油器LN23-20/8ZQ=20Nm3/minPN0.8MPa成品气含油量≤1mg/m3气液分离器QY-20/8Q=20Nm3/minPN0.8MPa机械油水分离效率≥95%⑶为保证用气压力稳定可靠，根据用气波动情况选用空气缓冲罐5个，在瞬时用气量大的用户点分别放置，储气罐参数为：V=5m3，PN0.8MPa。4.2富余煤气利用富余煤气约3370Nm3/h供附近厂使用。另外，PUS渣试验厂生产需要约7605Nm3/h煤气，若该厂建在钛渣厂附近，剩余煤气可全部供给PUS渣试验厂使用。5.站房布置空压站：内设4台空压机和空气净化装置，厂房后布置压缩空气缓冲罐，空气母管延长共用。6.管线新增管线有压缩空气管、低压蒸汽管、次中压蒸汽管、煤气管、软水管、除氧水管、生产水管、排污管、凝结水管、取样化验管和炉内加药管等。煤气管径D420×8，次中压蒸汽管径D133×5，低压蒸汽管径D89×4，压缩空气主管为D159×5。厂房外大部分管段沿厂区建构筑物和皮带通廊敷设，局部地方采用独立支架架空敷设；厂房内管道沿平台、厂房柱和大管道敷设。113 各类介质管线均按枝状布置，在各用气点附近接出支管供气（汽）、水；每根支管都在方便操作处设有控制阀。煤气管道采用焊接钢管，其余管道全部采用无缝钢管；所有管道外壁都进行防腐，压缩空气管道内壁还需进行喷砂除锈；采用自然弯转和补偿器结合的方式满足管道热补偿需要，达到柔性设计要求；气体管道低点设置排水阀，水管高点设置放散阀；热介质管道进行保温处理。7.动力消耗压缩空气2.0×106Nm3/a电39×106kW·h/a新水3.2×104t/a煤气2.61×107Nm3/a8.人员配置空压站不增设定员；余热锅炉系统定员5人。9.环保螺杆机噪声值约78dB，满足国家规范；废油水排入原系统收集箱，沉淀分离后排放；锅炉燃料为煤气，烟气几乎不含尘；锅炉排污经降温后排放。第十三章燃气1.设计内容为新建钛渣冶炼炉提供氧气、氮气；对钛渣炉炉气进行回收处理并向各烘烤炉供气。2.遵循的设计规范《工业企业煤气安全规程》GB6222-2005；《氧气及相关气体安全技术规程》GB16912-1997。3.氧气供应3.1氧气用量113 本工程有4座电炉需用氧气进行开铁口作业。氧气用量为120Nm3/d（最大用量8Nm3/min），压力为0.7MPa。3.2氧气供应将氧气站出口减压阀组阀后压力调升至0.8MPa以便供气。4.氮气供应4.1氮气用量用于每座炉气回收装置的蒸发冷却塔需使用氮气作为水的雾化气源，用量为3Nm3/min座。4.2氮气供应建一座液氮贮存气化站，该站的设备配置除气化器气化量为2000Nm3/h外。5.炉气回收5.1炉气发生过程在熔炼钛渣的过程中，对炉内气体总数和成分进行了计算。熔炼过程中，炉内反应气体的温度和计算出的最大、最小及平均数量见下表。表13-1回收炉气数量和成分成份装料及加热阶段熔炼阶段平均量钛渣调整阶段СО119Nm3/h（max）3361Nm3/h（max）119Nm3/h（max）Н2О848Nm3/h（max）0Nm3/h（max）0Nm3/h（max）СН4636Nm3/h（max）79Nm3/h（max）79Nm3/h（max）C（气体带走的量）643㎏/h（max）637㎏/h（max）637㎏/h（max）S142㎏/h（max）0㎏/h（max）0㎏/h（max）灰尘2857㎏/h（max）1216㎏/h（max）57㎏/h（max）持续时间1小时7小时1小时113 上表第一阶段的熔炼数据（装料和加热阶段），产生的炉气包括水蒸气、挥发物、物料中的S（将在300～700℃时去除），以及少量的CO。此时少量的CO是由电极之间的还原反应产生的，因为在该温度下，大批的物料还没有发生还原反应。在熔炼的初期阶段，将看到炉气携带出大量的粉尘。当加热到700℃时固体物料开始慢慢熔化。在固-液相还原阶段，物料温度将在2小时内从700℃升到1200℃。在这个期间，炉气为CO和少量的电极挥发物。当进入熔化和过热阶段时，熔化温度达到1740℃，炉气达到最大量，计算的CO平均最大量为：4040Nm3/h。熔炼的最后阶段（钛渣调整阶段），CO2量减少。实际上在此阶段还原反应已经结束。实际上，从加热、熔化到冶炼阶段炉气温度是相同的，平均为1450℃。5.2炉气回收5.2.1湿法回收5.2.1.1炉气湿法除尘工艺流程如下：高温水冷烟道→非金属膨胀节→高效喷雾冷却塔→环缝文氏管→旋流脱水器→管道→煤气引风机→三通阀→放散烟囱达标放散（点燃放散）。煤气回收系统（煤气柜及煤气加压机）即：炉气经高温水冷烟道及高温非金属膨胀节进入高效喷雾冷却塔，经冷却降温后，烟气变为饱和烟气，温度由1450℃降至80℃左右，并得到粗除尘，除尘干灰经溢流密封放灰阀排出冷却塔重复利用。113 降温后的饱和一次烟气（合格炉气）进入可调喉口文氏管（除尘文氏管），可调喉口文氏管采用环缝文氏管，该文氏管有两个作用，其一，炉气回收时，通过微差压检测装置和液压伺服装置，对喉口的开度进行自动调节，使钛渣炉上部处于-10～+10Pa左右的微正负压状态，用以控制炼钢过程中产生的CO不燃烧或少燃烧。其二，控制烟气流速，使高速气流通过喉口进行精除尘。通过除尘文氏管精除尘后的炉气温度降至70℃左右，净化后的饱和炉气通过90°弯管进入旋流脱水器精脱水，经管道进入风机。净化后炉气由引风机压送至三通切换阀。放散时，由三通切换阀切换至放散烟囱点火放散；回收时，由三通切换阀切换至回收系统并经煤气管道送入煤气柜。炉气净化回收系统的运行、放散和回收操作由PLC自动控制。5.2.1.2工艺特点该工艺用高效喷雾冷却塔取代了一级文氏管及一级弯头脱水器（或重力脱水器），系统阻力可以降低2.5kPa，用水量较一级文氏管减小1/3；解决了水冷夹套结构复杂、对冷却水水压水量要求苛刻的问题。采用环缝文氏管取代传统的R－D文氏管。采用中心雾化喷嘴喷水，并且是在收缩段喷水，净化效果好，排放炉气含尘量不超过80mg/Nm3，满足了国家的排放要求。采用旋流脱水器，在保证脱水效果的前提下，阻力小，不易堵塞，清理任务小、工作劳动强度低。除尘循环水中所夹带矿粉经浓缩沉淀后，重复利用。该工艺具有技术先进、系统能耗低的优势，除尘水循环量较传统湿法可以减少1/3，给水泵、污水处理设备也都可以相应降低处理能力。113 5.2.1.3工艺效果⑴系统阻力低。⑵除尘水用水量小。⑶可以提高净化效果，降低粉尘排放量，减少风机的积灰，延长风机的运行周期。5.2.1.4除尘系统主要设备概述本系统为未燃法炉气湿式净化系统，为保证系统的正常稳定运行、保证净化效果，并尽可能降低系统能耗，在系统中采用了下列设备：⑴炉气冷却、粗除尘采用高效喷雾冷却塔喷雾冷却塔系统由非金属膨胀节、冷却塔塔体、排水水封、控制系统四部分组成。根据计算，冷却塔直径2m，总高约8m。塔内冷却和除尘关键设备喷枪和喷嘴采用美国喷雾公司产品。喷雾冷却的原理：一是利用快速（小于0.5秒）蒸发吸热降低炉气温度，二是利用极小极快的雾化水滴收集微细粉尘成大粉尘，以利于炉气收缩从而气体流速减慢之后，粉尘进行沉降。喷雾冷却塔以一顶三，它不仅替代了一级除尘文氏管，还取消了灭火水封，一级脱水器。因为是蒸发冷却，所以节省水量；靠喷进去的水直接雾化，捕集粉尘，所以炉气流速低，阻力损失小；没有死角，从根本上消除了安全隐患；由于气体流速低，含尘水滴易于分离，解决了一级脱水器的排水水封裹带炉气的问题。降低了除尘水量，节省了这部分水加压所使用的电费，并且后续污水处理系统投资少；系统阻力降低之后，炉气引风机功率下降，又降低了一部分电费。取消灭火水封，降低了工人劳动强度。冷却塔的运行阻力在1kPa以下。113 ⑵精除尘采用环缝文氏管本工艺采用的环缝文氏管，中心雾化喷嘴喷水，并且环缝文氏管为长径文氏管，气水混合均匀，净化效果好，排放浓度小于80mg/m3；取消了结构复杂的氮气捅针，故障率降低.文氏管的阻力大约在12～14kPa运行。文氏管的直径为D720，总高度约6m。⑶精脱水采用旋流脱水器该设备结构简单，运行阻力低，脱水效果好，故障率低。解决了丝网脱水器易堵塞、复挡式脱水器结构复杂、阻力偏大、结垢后不易清理的问题。旋流脱水器的运行阻力在0.5kPa左右。旋流脱水器的直径为D2000，总高度约10m。⑷引风机采用离心式煤气引风机，性能参数如下：风量：6000Nm3/h；全压：10kPa；电机功率：110kW（配防爆变频电机）；炉气温度：80℃。5.2.2干法回收5.2.2.1炉气干法除尘工艺流程如下：高温水冷烟道→非金属膨胀节→高效喷雾冷却塔→塑烧板除尘器→管道→煤气引风机→三通阀→放散烟囱达标放散（点燃放散）。113 煤气回收系统（煤气柜及煤气加压机）即：炉气经高温水冷烟道及高温非金属膨胀节进入高效喷雾冷却塔，经冷却降温后，炉气变为饱和烟气，温度由1450℃降至80℃左右，并得到粗除尘。降温后的饱和一次炉气（合格煤气）进入塑烧板除尘器，精除尘后的炉气含尘量降至100mg/Nm3以下，经管道进入风机。以上两设备的除尘干灰经溢流密封放灰阀排出冷却塔重复利用。净化后炉气由引风机压送至三通切换阀。放散时，由三通切换阀切换至放散烟囱点火放散；回收时，由三通切换阀切换至回收系统并经煤气管道送入煤气柜。转炉一次除尘的引风机电机采用变频器进行调速。炉气净化回收系统的运行、放散和回收操作由PLC自动控制。5.2.2.2工艺特点该工艺用高效喷雾冷却塔取代干式空冷器，降温效果好，占地面积小。采用塑烧板除尘器，该除尘器有如下优点：①体积小；②排放浓度低；③允许处理含油、腐蚀、有水蒸汽的炉气；④寿命8年以上维修量少；⑤该除尘器运行阻力在2000kPa以下。另该除尘器炉气入口温度需较低。该除尘器净化效果好，排放烟尘含量不超过100mg/m3，满足了国家的排放要求。5.2.2.3引风机设置采用离心式煤气引风机，性能参数如下：风量：6000Nm3/h；全压：10kPa；113 电机功率110kW（配防爆变频电机）；炉气温度：80℃。5.2.2.4工艺效果⑴系统阻力极低；⑵除尘用水量很小；⑶可以提高净化效果，降低粉尘排放量，减少风机的积灰，延长风机的运行周期。5.2.3炉气回收装置布置见附图。5.2.4炉气回收工艺比较两套回收工艺相比，干法较湿法优势更明显：系统阻力更低、系统耗水量更小、系统电耗更低、系统控制更简单。设计推荐采用干法工艺。5.3炉气放散点火装置根据炉气中氧气的含量的在线检测数据需确定回收炉气或放散炉气；需放散时三通切换阀在短时间内打开阀门，并给出放散信号至点火装置控制箱，并点燃引火源（液化石油气）为炉气提供火源。非放散时间内，引火源处于熄灭状态。5.4煤气柜容积的确定5.4.1炉气供需平衡炉气按4座钛渣炉15个小时内重叠回收考虑。⑴冶炼周期每炉炉气产量23529Nm3（7个小时内）；⑵4座炉错开冶炼时间耗炉气量4座炉每个冶炼周期出铁溜槽在出铁前烘烤约2小时，每座炉小时用气量约为1000Nm3/h，共耗气约8000Nm3；向原料制粒系统供气耗气约6000Nm3/h；其它零星用气约1000Nm3/h；113 ⑶其余所产炉气约3370Nm3/h剩余煤气约3370Nm3/h供附近厂使用。⑷15小时内炉气供需基本平衡；5.4.2煤气柜选用10000m3湿式煤气柜一座，经计算煤气柜活塞升降速度小于1m/min，可采用湿式螺旋柜。煤气柜性能参数如下：直径：30m；塔节数：3；总高度：31；压力：2700Pa。5.4.3煤气柜布置见总图专业图纸。5.5煤气加压机由于各烤包燃烧器所需压力大于3kPa，而煤气柜所能提供的炉气压力仅为2～3kPa，另输送管道及阀门也有一定阻损，故需设置煤气加压机对出煤气柜的炉气进行加压，加压机设置两台（一用一备），采用离心式煤气加压机，性能参数如下：风量：6000Nm3/h；全压：6kPa；电机功率：55kW（配防爆电机）；炉气温度：50℃。第十四章土建1.设计内容1.1电炉冶炼主厂房设计；渣冷却厂房设计；包装厂房设计；113 电极壳制作间机修设备基础设计；空压站厂房设计；液氮贮存站土建设计；煤气回收系统土建设计。1.2原料系统土建设计；循环水系统土建设计；除尘系统土建设计；电气系统土建设计；总图场坪挡墙设计；车间办公楼及备品备件综合楼。2.设计条件2.1本工程抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.1g，所属的设计地震分组为第二组；2.2本工程设计基本风压为0.4kPa；2.3建构筑物结构的安全等级为二级，设计使用年限为50年，丙类抗震；2.4根据地勘资料，地基承载力特征值fak=180kPa。2.5本专业采用的主要规范：《建筑结构荷载规范》GB50009-2001；《混凝土结构设计规范》GB50010-2002；《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002；《建筑抗震设计规范》GB50011-2001；《钢结构设计规范》GB50017-2003；《砌体结构设计规范》GB50003-2001；《构筑物抗震设计规范》GB50191-93。3.建（构）筑物设计3.1电炉冶炼主厂房设计：主厂房分为主跨和副跨。副跨为单层钢筋混凝土排架结构，轨顶标高10m，柱顶标高15m，平面尺寸24m×80m，与一期厂房连接，内设50/10t吊车，地面设置浇铸设施及烘包装置。副跨墙皮为彩色压型钢板带采光带墙皮，屋盖采用钢结构，带天窗。主跨为113 四层框架结构，局部五层，层高7m左右，总高30m，平面尺寸为30m×80m，与一期厂房相接。主跨一层布置有电炉本体及出渣出铁操作平台、低压配电室和运渣线；二层布置有电炉本体及水冷系统、控制室；三层布置有三台电炉变压器、液压站；三层半布置有高压室、电容器室；四层布置有电极制备、配料皮带、炉顶料仓、炉顶加料除尘系统、炉气处理设施；屋盖顶部设3t悬挂单梁吊，屋盖为彩色压型钢板，屋盖设天窗。厂房梁柱混凝土强度等级为C35，柱下桩基础混凝土强度等级为C25。吊车梁为焊接工字型钢吊车梁。电炉基础为钢筋混凝土块式基础，顶部耐热温度为500℃，四周设耐火砖保护层。主厂房建筑面积约14000m2，每40m设伸缩缝分开，防火等级为二级，厂房根据规范每座电炉设两个进出通道。厂房两侧设塑钢窗采光，屋顶设天窗和自然通风帽通风采光，屋面采用有组织排水。四周围护砖墙采用乳胶漆墙面，地面为200厚C15混凝土地坪。钢材采用Q235B，焊条采用E43型，钢构件均红丹打底，刷防腐漆两度。3.2渣冷却厂房设计：单层钢筋混凝土排架结构，轨顶标高17m，柱顶标高20m，平面尺寸30m×80m，内设20/5t吊车。地面设置渣冷却设施及排水沟，墙皮为彩色压型钢板带采光带墙皮，屋盖采用钢结构，带天窗。排架柱混凝土强度等级为C35，柱下桩基础混凝土强度等级为C25。吊车梁为焊接工字型钢吊车梁。厂房建筑面积约2480m2，防火等级为三级，厂房两侧设雨搭及采光带，屋顶设天窗通风采光，屋面采用有组织排水。四周围护砖墙采用乳胶漆墙面，地面为240厚耐火砖下为150厚C15混凝土地坪。钢材采用Q235B，焊条采用E43型，钢构件均红丹打底，刷防腐漆两度。3.3包装厂房设计：单113 层钢筋混凝土排架结构，轨顶标高7.5m，柱顶标高9m，平面尺寸24m×60m，内设5t吊车。墙皮为彩色压型钢板带采光带墙皮，屋盖采用钢结构，带天窗。排架柱混凝土强度等级为C30，柱下桩基础混凝土强度等级为C25。吊车梁为焊接工字型钢吊车梁。厂房建筑面积约1500m2，防火等级为三级，厂房两侧设雨搭及采光带，屋顶设自然通风帽通风，屋面采用有组织排水。四周围护砖墙采用乳胶漆墙面，地面为200厚C15混凝土地坪。钢材采用Q235B，焊条采用E43型，钢构件均红丹打底，刷防腐漆两度。3.4电极壳制作间机修设备基础设计：在电极壳间增设机修设备，设备基础采用块式钢筋混凝土基础，混凝土强度等级为C25，破除的地坪原样恢复。3.5空压站厂房设计：单层钢筋混凝土框架结构，轨顶标高5m，柱顶标高7m，平面尺寸12m×9m，内设2t吊车，内设3套空压机。框架梁柱混凝土强度等级为C25，柱下独立基础混凝土强度等级为C25，空压机基础混凝土强度等级为C25。吊车梁为焊接工字型钢吊车梁。建筑面积约120m2，防火等级为二级，厂房两侧设塑钢窗采光，屋面采用有组织排水。四周围护砖墙采用乳胶漆墙面，地面为200厚C15混凝土地坪。钢材采用Q235B，焊条采用E43型，钢构件均红丹打底，刷防腐漆两度。3.6液氮贮存站土建设计：拆除现有氮气汇流间，在此基础上建液氮贮槽基础及检修平台，平台尺寸为8m×4.8m，混凝土强度等级为C25。3.7煤气回收系统土建设计：煤气加压机房为单层钢筋混凝土框架结构，层高5m，平面尺寸15m×6m，框架梁柱混凝土强度等级为C25，柱下独立基础混凝土强度等级为C25，煤压机基础混凝土强度等级为C25。建筑面积约100m2113 ，防火等级为二级，厂房两侧设塑钢窗采光，屋面采用有组织排水。四周围护砖墙采用乳胶漆墙面，地面为200厚C15混凝土地坪。煤气柜直径为30m，高30m，总重5900t，基础为直径32m板式钢筋混凝土基础，混凝土强度等级为C25。炉气回收管道支架为单片门式钢结构支架，管道双层布置，支架基础为柱下独立基础，混凝土强度等级为C25。钢材采用Q235B，焊条采用E43型，钢构件均红丹打底，刷防腐漆两度。3.8除尘系统土建设计：除尘设备基础为C25钢筋混凝土基础，烟囱及管道支架采用钢结构，管道支架为单片门式钢结构支架，烟囱直径2.2m，高35m。钢材采用Q235B，焊条采用E43型，钢构件均红丹打底，刷防腐漆两度。3.9循环水系统土建设计：净循环水池为钢筋混凝土相形地上式，平面尺寸69m×12m，高4m，池顶设四座冷却塔，每座50吨，池子抗渗等级为P6，混凝土等级为C25。净环泵房为单层钢筋混凝土排架结构，轨顶标高6m，柱顶标高8.5m，平面尺寸12m×52m，内设5t吊车，建筑面积约650m2，防火等级为三级，厂房两侧设塑钢窗采光，屋面采用有组织排水。四周围护砖墙采用乳胶漆墙面，地面为200厚C15混凝土地坪。排架柱混凝土强度等级为C25，柱下独立基础混凝土强度等级为C25，水泵基础混凝土强度等级为C25。软水间为单层钢筋混凝土框架结构，柱顶标高9m，平面尺寸7.5m×18m，内设四台交换器。建筑面积约650m2，防火等级为三级，厂房两侧设塑钢窗采光，屋面采用有组织排水。四周围护砖墙采用乳胶漆墙面，地面为200厚C15混凝土地坪。框架梁柱混凝土强度等级为C25，柱下独立基础混凝土强度等级为C25，设备基础混凝土强度等级为C25。113 3.10原料系统土建设计：原料仓设计，单仓直径φ10m，仓高14m，共五个仓，钢筋混凝土筒仓，下设皮带机基础。原料棚设计：单层钢结构排架结构，五跨总宽50m，长40m，平面尺寸40m×50m，跨内设3t单梁吊车，屋盖为彩拱结构，墙皮为彩色压型钢板带采光带墙皮，柱下独立基础混凝土强度等级为C25。3.11电气系统土建设计：110kV变电站设计，两台变压器，高压杆段构架为预制混凝土管组装而成，构架及变压器基础为C25钢筋混凝土基础。控制室为单层砖混结构，层高4.2，平面尺寸7.2m×9m，砖墙采用MU10煤矸石砖M5混合砂浆砌筑，墙下采用C15毛石混凝土条形基础。两侧设塑钢窗采光，屋面采用有组织排水。砖墙采用乳胶漆墙面，地面为200厚C15混凝土地坪。水泵站高压配电室设计：三层框架结构，一层层高5m，二层层高2.5m，三层层高4.2m，平面尺寸12m×16m，建筑面积约600m2，防火等级为一级，设塑钢窗采光，屋面采用有组织排水。四周围护砖墙采用乳胶漆墙面，地面为200厚C15混凝土地坪。框架梁柱混凝土强度等级为C25，柱下独立基础混凝土强度等级为C25。#6变电所设计：单层砖混结构，层高4.5，平面尺寸7.2m×4.5m，紧靠原#2变电所。砖墙采用MU10煤矸石砖M5混合砂浆砌筑，墙下采用C15毛石混凝土条形基础。两侧设塑钢窗采光，屋面采用有组织排水。砖墙采用乳胶漆墙面，地面为200厚C15混凝土地坪。113 电缆桥架通廊设计：一段沿现有2号挡墙设置三角钢架，共五层，间距2m，总长约250m，二段为桁架式钢桥架由挡墙进控制式和泵站高压配电室。挡墙上的支架采用植筋技术锚在挡墙上，地面架空桥架采用钢结构门架。钢材采用Q235B，焊条采用E43型，钢构件均红丹打底，刷防腐漆两度。3.12车间办公楼及备品备件综合楼设计：二层框架结构，一层层高5m，二层层高3.5m，平面尺寸12m×42m，一层作为备品备件库房使用，二层为车间办公和化检验用房。楼房两端分别设置楼梯，建筑面积约1100㎡，防火等级为二级，设塑钢窗采光，屋面采用有组织排水。四周围护砖墙采用乳胶漆墙面，地面为200厚C15混凝土地坪。框架梁柱混凝土强度等级为C25，柱下独立基础混凝土强度等级为C25。3.13总图场坪挡墙设计：挡墙高度小于12m（含12m）的采用浆砌毛石砌筑，沙浆为M10，毛石强度等级为MU30。对于高度为22m、24m，墙顶设有1：2放坡，坡高7m～9m的挡墙采用钢筋混凝土扶壁式挡墙；在填方区则采用加筋土挡土墙，预制混凝土板面，筋带采用CAT钢塑复合拉筋带，规格为30mm×2.0mm，强度标准值为150MPa，墙后回填土为碎石土，分层碾压，位于老填土区的在挡墙下增设钢筋混凝土板基。挡墙每隔15m设伸缩缝，缝内采用沥青板填塞。第十五章总图1.场地概述工程拟建于米易县一枝山工业集中区，占地面积约7.4km2。该集中区原为紫胶林场，现林场内紫胶林基本被毁，只种植了少量旱季作物，其余均为山地，基础设施缺乏。为保证入驻项目正常生产，前期拟建净化站一座，生产能力4万t/d，留有后期扩充用地；工业污水处理站一座，污水处理规模为35000m3/d；生活污水处理站一座，污水处理规模为5000m3/d。113 集中区紧邻丙谷镇，距县城12km，通信、邮政、互联网接入均方便。2.总图布置拟建细粒钛精矿处理系统（轴线尺寸24m×55m、占地1320m2）布置于1108m及1094m台阶；综合楼（轴线尺寸12m×42m、占地504m2）布置于1094m台阶；液氮贮存气化站（轴线尺寸5m×8.1m、占地40.5m2）布置于1094m台阶；35kV变电站在1088m台阶向北扩建21m（扩建站区占地924m2）；#2变电所向东扩建4.5m（轴线尺寸4.5m×7.2m、占地32.4m2）；成品库房（轴线尺寸24m×60m、占地1440m2）在1088m台阶；空压站在1088m台阶向南扩建12m（轴线尺寸9m×12m、占地108m2）；主厂房（轴线尺寸54m×80m、占地4320m2）在1076m台阶；渣处理（轴线尺寸30m×80m、占地2400m2）在1076m台阶建；循环水系统包含循环水池（轴线尺寸69.1m×12m、占地829.2m2）、泵房（轴线尺寸69.1m×12m、占地829.2m2）、软水间（轴线尺寸18.3m×7.5m、占地137.25m2）布置于1076m平台；煤气回收系统含煤气柜（直径30m、占地706.86m2）、煤气加压机房（轴线尺寸6m×15m、占地90m2）布置于1076m平台南端；电炉除尘系统（轴线尺寸12m×31m、占地372m2）布置于1076m平台东侧。建构筑物占地面积为16360.41m2。充分利用厂区空地进行绿化，对园区排洪隧道经过区域及台阶边坡进行重点绿化。厂区绿化需专项处理，总绿化系数可达25%。场地排雨水采用明沟汇集经场地中部现有排洪沟排出。3.运输113 厂外运输总量为124.2万t/a；其中运入为69.2万t/a，运出为55万t/a，采用公路运输，汽车采用租用方式解决。设计道路型式为城市型，砼路面宽7m、4m，人行道宽2m。厂内道路最小内缘半径为9m。4.主要技术经济指标见表15-1。表15-1主要技术经济指标表序号指标名称单位数量备注1厂区总用地面积ha28.222建构筑占地面积m236356.413道路、场坪m2120004绿地m2160005土石方万m325挖11.5填138.5第十六章能源评价1.依据能源评价按以下文件为依据进行1.1国务院1986年1月12日发布的“节约能源管理暂行条例”。1.2冶金工业部1987年下达的“关于印发《铁合金高炉、电炉等级计定标准》的通知及附件”。2.能源利用情况原料车间、电炉车间所耗用的能源为电、冶金焦、煤、水和压缩空气等。按生产180000t/a钛渣，所消耗的能源情况，见表16-1所示：表16-1序号能源名称单位所需数量折合标准煤备注1电104kW·h/a74700298802冶金焦104㎏/a72000698803水104t/a2520295113 4压缩空气104Nm3/a180007205氧气104Nm3/a187.26氮气104Nm3/a187.27小计104㎏/a100789.43.能源平衡本项目所消耗的能源全部依靠外部供应；电能是本工程所消耗能源的大项，全部由本地区电力公司供应。碳质还原剂将由攀钢公司内部供应。4.单位产品综合能耗本工程生产的钛渣的吨渣能耗如表16-2所示：表16-2吨高钛渣能耗情况表序号能源名称单位所需数量折合标准煤（㎏）1电kW·h/t260010522冶金焦㎏/t3002913水m3/t708.24压缩空气m3/t500205氧气m3/t0.50.26氮气m3/t0.50.2小计1371.6*上述数字中不包括除尘和动力用电。高钛渣冶炼所消耗的能源中，～71.66%是电能，～25.8%是还原剂带入的能。5.节能措施本项目的高钛渣生产有良好的节能效果，是由于采取了以下措施：5.1113 采用国内外先进的生产技术，包括采用科学的供电制度和操作方式，使用优质还原剂，回收利用高热值煤气的技术等。5.2提高配料准确度本工程的炉料采用先进的炉顶配料系统，做到配料称量准确，布料均匀。由于配料提高了准确度，使炉况稳定顺行，相应使电炉增产节电。5.3提高入炉钛精矿的入炉品位提高入炉钛精矿（TiO2）的入炉品位，减少其化学成分的波动，提高炉料比电阻，致使炉况和操作工艺稳定，从而达到增产节电的目的。5.4认真执行精料入炉的原则：还原剂严格按粒度进厂，对于还原剂的水分严格控制，水分大于2%时必须进行干燥后才能入炉，以保证入炉固定炭比例不变。5.5采用先进的变压器二次侧补偿新技术，降低无功损耗提高电效率。6.能源评价本工程高钛渣产品的工序能耗主要由冶炼电耗、焦耗及动力电耗组成。目前国内主要生产钛渣产品的厂家，由于还原剂、钛精矿等品种及供应条件的不同，以及生产工艺、规模、设备技术及运行、管理等情况所致，其主要生产技术经济指标变化范围较大。据有关资料介绍，近年我国钛渣主要生产厂家的主要情况如表16-3所示：表16-3我国钛渣主要生产厂家的主要情况表工厂名称电炉功率（kVA）产量（万t/a）钛渣品位（TiO2%）用途钛矿单耗（t/a）钛矿品位（TiO2%）电耗（kW·h/t）锦州铁合金厂3×50002.192熔盐氮化1.8750-523000遵义钛厂1×63000.792沸腾氧化2.150-533200113 阜新有色冶炼厂3×10000.794沸腾氧化2.1150-543000富化钢厂2×10000.587沸腾氧化2.0550-533200宣化钢厂1×1800停电焊条四方铝铁合金厂4×6000.5871.9250-553000巩县金红石厂2×10000.387电焊条2.0450-553100株州东风冶炼厂1×4001×15000.287电焊条1.9550-553150北海钛厂2×10000.387电焊条1.9550-553100巩县冶炼厂2×10000.287电焊条2.0050-543100厦门冶炼厂1×10001×8000.387电焊条2.050-553150本工程4×31502479酸溶性钛1.8＞472600从上表可以看出，我国目前钛渣生产厂家规模偏小，全部为10000kVA以下的小电炉，能耗较高。本工程电炉属引进技术，同时采用了电炉煤气回收利用装置，故本工程设计能耗指标均大大好于国内生产厂家的指标，处于国内领先水平。第十七章环境保护与综合利用1.设计依据1.1《建设项目环境保护管理条例》中华人民共和国国务院令[1998]第253号；1.2《建设项目环境保护设计规定》（87）国环字002号文；1.3《冶金工业环境保护设计规定》YB9066-95。1.4《建设项目环境保护设计规定》（87）国环字第002号文；1.5《钢铁工业污染物排放标准》GB4911-85；1.6《污水综合排放标准》GB8978-88；113 1.7《工业企业厂界噪音标准》GB12348-90；1.8《中国大气环境质量标准》GB3095-96；1.9《大气污染物综合排放标准》GB16297-96。2.工程概况本项目的主要生产设备有4台25MVA三相钛渣密闭电炉及钛渣处理生产设备。项目有原料车间、电炉车间、钛渣处理车间及供配电、供排水、通风除尘和空压站等辅助设施组成，年产钛渣24万吨。3.主要污染源和污染物本项目主要污染源和污染物为原料在破碎、筛分及转运过程中产生的粉尘，电炉在冶炼过程中产生的烟尘和炉渣，破碎—制粉系统产生的粉尘，除尘风机、破碎风机、破碎机和空压机产生的噪声等。4.污染控制措施及综合利用4.1电炉车间烟尘的治理4.1.1电炉烟尘的治理电炉产生的高温含尘煤气，每台电炉炉顶引煤气管道（管道内外保温）至煤气处理站，煤气经初级文丘里洗涤塔和次级文丘里洗涤塔降温除尘，再经脱水旋流器脱除水份后，送出废气处理站。4.1.2电炉出铁口、浇铸区和炉渣破碎机烟（粉）尘的治理电炉出铁口、浇铸区产生的烟尘和炉渣破碎机的粉尘量较少，分别经烟罩收集后进入电炉烟气净化系统一并处理。4.1.3还原剂粉尘的处理在还原剂准备过程中产生的粉尘，均在产尘点设置密封罩，采用布袋除尘器进行净化，净化效率99%，净化后外排气体的含尘浓度＜80mg/m3，符合《工业“三废”排放试行标准》的规定。113 钛渣在破碎、筛分、转运制粉和装袋的过程中产生粉尘，产尘点设置密封罩捕集粉尘，经布袋除尘器净化，净化效率为99%，净化后外排气体含尘浓度＜80mg/m3。4.2污水的治理本项目循环水均为设备间接冷却水及钛渣喷淋冷却水，仅水温升高，水质没有变化，经沉淀后重复循环利用。外排水中含悬浮物＜200mg/L，符合国家排放标准的规定。生活污水为9m3/h，经化粪池消化后达标排放。4.3固体废弃物的综合利用钛渣电炉冶炼、出铁、出渣、浇铸区布袋除尘器收集到的粉尘，每年约10368t，均回收利用，其中90%约93312t/a，作为原料返回配料系统重新回炉利用，10%约1036t/a，作为炼钢保温剂。其它工段，布袋除尘器收集到的粉尘共2213t/a，全部回收利用。4.4噪声控制措施原料车间和成品车间的破碎、筛分等生产过程均在密闭的破碎机及筛分机内进行，减少了噪音对环境的影响；空压机吸风口安装消声器。以上设备噪声经隔声、消声控制、厂房阻隔和噪声衰减后均符合《工业企业噪音标准》III类的规定。污染物治理后的排放量见表17-1。表17-1污染物治理后排放量（或源强）序号污染源名称污染物名称单位排放量（或源强）备注125MVA电炉烟尘t/a197SiO230%CaO20%C12%CaC230%炉渣t/a4002原料车间粉尘t/a1（全部回收）113 3原料破碎噪声dB（A）804电炉除尘风机85原始噪声值945空压机原始噪声值956工业垃圾t/a100原始噪声值885.环境监测设施和环境管理机构本项目投产后例行监测工作委托攀钢环保监测站定期进行，环保管理工作由厂方统一安排并负责监督管理。6.厂区绿化本项目厂区绿化占地系数约25%。第十八章安全与工业卫生1.设计依据本工程所依据的主要规定、规范和标准为：1.1《冶金工业安全卫生设计暂行规定》；1.2《工业企业设计卫生标准》TJ36-79；1.3《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87-85；1.4《爆炸危险场所电气安全规程》1987年；1.5《铁合金安全规程》。2.工程概况本项目的主要生产设备有4台25MVA三相钛渣密闭电炉及钛渣处理生产设备。项目有原料车间、电炉车间、钛渣处理车间及供配电、供排水、通风除尘和空压站等辅助设施组成，年产钛渣24万吨。3.生产过程中不安全和职业危害因素分析113 本项目在生产过程中存在的主要不安全因素有：铁水遇水时将会引起爆炸；各种电气设备由于接地不良或操作人员不慎，接触带电物体，均可造成人身触电伤亡事故；裸露的传动设备容易造成机械伤害事故；操作平台和坑沟等处，均易造成人体坠落事故。主要职业危害因素有：原料在破碎、筛分、转运过程中产生的粉尘；电炉在生产过程中产生的烟尘；电炉炉口、出铁区和浇铸区有较强的热辐射以及破碎设备、除尘风机和空压机等产生的噪音。4.设计采取的安全技术措施4.1防爆措施电炉出铁和浇铸操作区附近工作场地必须保持干燥，不得有坑洼积水，以免铁水遇水爆炸伤人。4.2防雷、防静电措施4.2.1主厂房较高的除尘设施、烟囱和主要电气设备等均设有防雷接地装置。4.2.2制粉系统管道设有防静电接地措施，接地电阻不大于4Ω，以免因静电产生火花引起爆炸。4.3供电、供水安全措施4.3.1冷却水泵、电极升降液压站、电极把持器压力环油泵及事故照明等，均设有保安电源。4.3.2为防止电极的把持器、短网——导电系统和烟罩等水冷部件漏水，设计上设置水温、水压和流量的监控仪表，如有漏水，立即组织抢修或停炉。4.3.3为了保证电炉、冷却部件的安全，在循环泵站设有保安电源，以便在事故停电的情况下，保证安全供水。4.3.4电气设备、电炉炉壳均设有接地保护，保障人身安全。113 4.3.5带电导体的裸露部份设保护网。4.3.6高压电气设备和控制柜按规程要求考虑安全措施，如电炉变压器带有防爆装置。4.3.7为防止变压器事故漏油，设置事故油池。4.3.8车间内设有事故照明，配电室、操作室等重要部门设有事故照明，车间出入设应急照明灯。4.3.9设备检修设有移动式照明，采用36V安全电压。4.3.10配电室设有二个出口。4.4防机械伤害和人体坠落措施4.4.1为了确保桥式起重机检修时的人身安全，在桥式起重机两端均设有安全走道，车间两端设有起重机检修平台。4.4.2吊运铁水和炉渣的起重机，设有过载报警装置，并设两道升降过极限安全保护装置。4.4.3对裸露的传动设备，设有安全防护罩，保证操作人员的人身安全。4.4.4所有操作平台、地坑和沟道均设有安全栏杆或盖板。4.4.5为预防事故的发生，对存在不安全因素的地区，均根据国家标准设置安全标志，涂有安全色。5.设计采取的工业卫生措施5.1防尘措施本设计对电炉烟气采用烟罩捕集，并经旋风和布袋两级除尘器净化，原料系统以及成品破碎——制粉系统，尽可能密闭或完全密闭，并采用布袋除尘器净化，使车间内作业区岗位粉尘浓度＜10mg/m3，符合《工业企业设计卫生标准》的规定。113 5.2防热辐射和防暑降温5.2.1在热辐射强度大的高温操作区如炉口、出铁口、浇铸作业区和成品精整区，分别设有移动式轴流风机。5.2.2在各高温制作区都设有防热辐射的安全遮挡。5.2.3电炉控制室设置空调，以保证仪表的正常运行和适宜操作条件。5.2.4电炉车间厂房建筑充分考虑了防暑降温，设置了有组织的自然通风天窗。5.3防噪声措施设备噪声控制措施详见本设计第十九章4.4节。除此之外，为了保护制作人员的健康，在破碎机区域设隔声控制室，空压站设隔声值班室，室内噪声背景声均不超过70dB（A）。6.生活与卫生设施本工程设有食堂、浴室、更衣室、女工卫生室、哺乳室及保健室，均设在生活福利楼内，各车间设有工人休息室和卫生间。7.安全卫生检测站和安全卫生管理机构本项目安全卫生检测站缓建，有关安全卫生检测工作，委托攀钢卫生检测站承担。本项目设有安全卫生管理机构，管理人员按职工总人数的0.3～0.5%配备。8.安全与工业卫生投资安全与工业卫生设施大多与环保设施和生产设施有关，很难单独分出，故其投资均包含在本项目各项投资费用中。9.安全与工业卫生预期效果113 本项目设计严格执行国家有关安全与工业卫生的规定，根据工艺流程和特点，在防雷、防静电、供电供水安全措施，防机械伤害和人体坠落等方面，对各处隐患均采取了有效的安全防范措施，因而制作人员和设备的安全得到了保障。对于有害烟气、粉尘污染及热辐射等，采取了有效的治理措施，对噪声影响较大的部分设备，采用隔声、消声降噪措施，对操作人员采用隔声室保护，因此操作人员的工作环境和身体健康可以得到保障。第十九章消防1.设计依据消防设计所依据的主要规程和规范：1.1《中华人民共和国消防法》；1.2《建筑设计防火规范》GB50016-2006；1.3《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98；1.4《爆炸危险场所电气安全规程》；1.5《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005（1997年版）；1.6《石油库设计规范》GB50047-2002（车间供油站11.0.2条）；1.7《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003；1.8《火力发电厂与变电所设计防火规范》GB50229-96；1.9《铁合金安全规程》。2.工程概况本项目的主要生产设备有4台25MVA三相钛渣密闭电炉及钛渣处理生产设备。项目有原料车间、电炉车间、钛渣处理车间及供配电、供排水、通风除尘和空压站等辅助设施组成，年产钛渣24万吨。113 3.工程的火灾因素分析本项目存在的火灾隐患是各车间配电室、控制室、变压器、还原剂准备工段均有可能发生火灾；高大厂房、烟囱、有爆炸危险的建筑物和电气设备因遭受雷击造成火灾。各车间配电室及控制室属乙类火灾危险性生产场所；变压器室、原料车间还原剂工段和空压站属丙类火灾危险性生产场所。4.设计采取的防范措施本设计认真贯彻执行预防为主、防消结合的消防工作方针及国家有关安全防火方面的规定，在总图布置、消防给水，易发生火灾场所的消防措施和建筑设计等方面均按现行有关规范要求进行设计。4.1总图布置根据生产、运输及厂区消防要求，在各建筑物之间设有环行消防通道，保证消防车辆畅通无阻。在总图布置上，建、构筑物之间的消防间距严格按照《建筑设计防火规范》的规定执行。4.2消防组织和消防给水4.2.1消防组织本项目的消防工作由攀枝花市消防部门统一负责，厂内不设消防站。4.2.2消防给水消防给水为低压供水，通过厂区环形管网送至用户，灭火时由消防车加压灭火。室内消防用水量为15L/s，室外消防用水量为20L/s。室外消火栓间距不大于200m。室内设有消火栓和消防水泵结合器。113 此外，高位水池可以作为消防贮水池，水源泵站、循环水泵站均设有保安电源，可自动切换。4.3主要生产设施的消防措施4.3.1各车间配电室、控制室以及电炉变压器室均设有烟雾及火灾自动监测报警装置，并配备手提二氧化碳灭火器。4.3.2变压器设有贮油池可贮存全部变压器油，一旦发生火灾，可迅速将变压器油放出，以免火灾扩大。变压器室采用非燃烧性的门窗。4.3.3高大厂房、除尘设施、烟囱和主要电气设备均设有防雷接地装置，制粉系统管道设有防静电接地措施，以免因雷击和静电火花而引起火灾。4.3.4汽车库内设有手提泡沫灭火器。4.4建筑设计主车间和空压站按二级耐火等级设计；办公楼、化验楼按三级耐火等级设计；食堂按四级耐火等级设计。5.防范措施预期效果设计严格执行《中华人民共和国消防法》和《建筑设计防火规范》等有关规定，考虑了一系列的消防措施，在正常情况下，严格按照操作规程进行工作，可避免火灾事故的发生，确保生产安全。一旦发生火灾，可利用较完善的消防手段，使灾情及时得到控制，把灾害造成的损失减少到最低程度。第二十章劳动定员本工程生产岗位定员是参照国内同类型生产厂家的定员进行编制的，生产岗位总人数共470人，按车间或设施编制的岗位定员如表20-1所列。岗位人员培训包括工艺理论、控制原理、113 操作规程以及生产设备的操作实践等，操作者应具有现场实际操作和演示经验（可以通过派人外出实习来实现）。培训的内容包括以下方面：⑴工艺方面；⑵生产方面；⑶控制系统操作；⑷控制系统维护；⑸设备操作；⑹设备维护。表20-1车间及工种班次合计备注123替班一、原料车间⑴装载机司机22⑵原料准备工6612⑶还原剂准备工448⑷供料系统操作工5510⑸配上料系统操作工448⑹设备维护管理和统计44小计44二、电炉车间⑴原料工666624⑵电炉操作工666624⑶冶炼工666624⑷出铁工666624⑸出渣工666624⑹筑炉工44113 ⑺电极工44⑻值班维护工（钳、焊工）464418⑼值班电工（包括维护）333312⑽炉渣处理77⑾叉车司机12115⑿吊车司机343313⒀技术与管理人员36312小计195三、成品加工车间⑴破碎及包装工444416⑵成品装卸工373316⑶库房人员33339⑷吊车司机333312⑸技术与管理人员333312小计65四、除尘净化车间⑴值班定员444416⑵车间技术、管理人员202小计18五、配电站及供电设施⑴配电站值班电工333312⑵全厂维修电工363315小计27六、供排水设施⑴水源（1号）泵站22217⑵循环水（2号）泵站22217小计14七、空压站⑴值班人员22217113 小计7八、综合维修车间⑴机床工343212⑵钳工343212⑶板金工343212⑷焊工454417⑸辅助工23229⑹技术、管理人员22228小计70九、检（化）验室⑴制样及粒度测定1113⑵原料分析1113⑶碳硫分析11⑷炉渣分析22228⑸物性测定11⑹气相测定11⑺试（标）样处理11⑻仪表维修11小计19十、总图运输⑴司机33⑵电工、乙炔工11⑶地磅员213⑷绿化人员33小计9110十一、库房管理人员⑴成品库1214⑵综合仓库22小计6十二、技术、行政管理人员44工人小计44合计470113 第二十一章建设进度本项目建设进度安排约为1年时间；可行性研究审查1个月，技术谈判及主要设备招标1个月，初步设计及审查2个月，施工图设计约需2个月；施工及设备制作、安装5个月，调试及负荷试车约需1个月。第二十二章投资估算本工程为估算阶段，其费用包括土建、水道、电气、总图、工艺、热力、仪表、通风、燃气等12个专业。1.编制依据1.1定额依据：《四川省建筑工程计价定额》SGD1-2000、《四川省装饰工程计价定额》SGD2-2000、《全国统一安装工程预算定额四川省估价表》SGD5-2000。使用价格：材料按攀枝花市市场价格；设备价格为询价。1.2设计费、监理费：按《工程勘察设计收费标准（2002修订本）》计取。1.3预备费：按建安费用和其它费用的3%计取。1.4安全及技术措施费：按建安费5%计取。1.5联合试车费按设备费0.5%计取。1.6勘察费：按建安费0.5%计取。安全与环境评估费暂按10万元计列。2.投资组成见表22-1。表22-1投资组成表单位：万元项目名称24万吨/年钛渣工程113 工程总造价59671.02其中：工程费用53374.54其它费用4558.48预备费1738米易县24万吨/年钛渣工程估算表表22-2单位：万元序号项目或工程名称估算值合计技经指标备注建安费设备费其它费用单位数量指标一工程费用　　　　1总图　1019.680　　1019.682土建　1169.49　0　1169.493给排水　947.461802.8　2750.264电气　1736.273248.63　4984.95自动化　91.2810.1　901.36仪表　302.11489.64　1791.747机械　6.0494.46　100.58热力　213.13947.48　1160.619通风　1338.572536　3874.5710工艺2405.1630153.05　32558.2111燃气　734.941922.8　2657.7412弱电　84.04321.5　405.54小计10048.0843326.46　53374.54二其它费用　　　　1勘察费　　　169.67169.67113 2设计费　　　2618.892618.893联合试车费　　　271.66271.664编程费　　　221.52221.525措施费　　　996.74996.746监理费　　　2002007安全与环境评估费　8080小计　　　4558.484558.48三预备费　　　17381738四总投资10048.0843326.466296.4859671.02第二十三章经济分析与评价1.评价原则本章对该项目进行经济分析与评价，遵循以下原则：1.1执行现行的建设项目评价方法。1.2执行现行的财务和税务制度。1.3视本项目为独立的经济核算单位。2.基础数据2.1设计生产规模项目投产后，年产酸溶性钛渣18万t，氯化钛渣6万t。2.2项目实施进度项目建设期约需1年时间，投产第一年达到设计能力80%，第二年达到设计生产能力。生产期15年，整个计算期16年。2.3投资规模和资金筹措项目总投资：62208.72万元其中：工程费用：53374.54万元；其它费用：4558.48万元；113 预备费用：1738万元；建设期贷款利息：2834万元；铺底流动资金：6000万元。经测算项目正常年需流动资金约5700万元。固定资产投资及流动资金40%为企业自有资金，60%为贷款。2.4销售额酸溶性钛渣按2060元/t（不含税价，下同）测算，年销售额为37080万元。氯化钛渣按3500元/t（不含税价，下同）测算，年销售额为21000万元。合计年销售额为58080万元。2.5成本和费用2.5.1根据工艺设计指标确定各类物料的年耗用量，参照市场行情计算各类物料的价格。2.5.2项目劳动定员470名，人均年工资及福利按30000元，则年工资及附加总额1410万元。2.5.3项目建成后，形成固定资产原值53374万元，按15年折旧，残值为4%，年折旧费为3416万元。2.5.4达产年，年修理费1682万元。2.5.5管理费用按100万元/年估列。2.5.6销售费用按销售收入的1%计算。2.5.7其他制造费用按880万元/年估列。2.6所得税、销售税金及附加项目建成投产后，应缴纳增值税、城市建设维护税、教育费附加和所得税。113 产品增值税税率为17%，城市建设维护税为增值税的7%，教育费附加为增值税的3%，所得税税率25%。3.财务评价3.1损益分析在达产期，年利润总额和税后利润分别为10109万元和7379万元。测算得出：投资利润率=（年平均利润总额÷项目总投资）×100%=10109÷59671.02×100%=16.94%3.2现金流量分析在附表中，对项目的全部投资现金流量进行了测算，并得出如下指标：所得税后财务内部收益率为14%，全部投资回收期为6.1年(含建设期一年)。这些技术经济指标均高于行业的平均水平。3.3不确定性分析3.3.1敏感性分析本项目对固定资产投资、产品售价、原材料价格等因素作敏感分析，项目对产品售价和主要原料价格较敏感，当产品售价下降8%或主要原料价格上涨10%时，投资风险显现。3.3.2主要财务评价指标本项目的主要财务评价指标汇总见表23-1。4.评价结论从汇总的主要财务评价指标来看，各项指标良好，因此本项目在经济上是可行的。表23-1评价指标汇总表113 序号项目名称单位指标备注1总投资万元62208.721.1固定资产投资万元56208.54含建设期利息2834万元1.2流动资金万元57002年销售收入万元580803年总成本费用万元46411.044年利润总额万元101095年所得税万元27306年税后利润万元73797平均投资利润率%16.948内部收益率%14税后9投资回收期年6.1税后（含建设期一年）表23-2酸溶性钛渣正常年总制造成本估算表金额单位：万元项目单位单价单耗单位金额总金额元/单位单位元万元一、外购原料173251.钛精矿t5501.75962.517325二、辅助材料-5371.381.生铁t-15000.45-675-121502.焦炭t7100.25177.531953.电极糊t25000.0410018004.编织袋条0.8825.122.09397.625.冷轧板t560022.4403.26.圆钢t390015.6280.87.吹氧管t450091628.其它30540三、燃料及动力17018.821.电kWh0.32960888159842.水t1.833054.81986.58113 3.氧气m321.342.6848.24四、工资及附加58.751057.5五、制造费用4484其中：基本折旧142.32562修理费70.11262其它制造费36.7660合计34513.94表23-3氯化渣正常年总制造成本估算表金额单位：万元项目单位单价单耗单位金额总金额元/单位单位元万元一、外购原料66001.钛精矿t550211006600二、辅助材料-3292.261.生铁t-15000.65-975-58502.焦炭t7100.32227.21363.23.电极糊t25000.041006004.编织袋条0.8825.122.09132.545.冷轧板t560022.4134.46.圆钢t390015.693.67.吹氧管t45009548.其它30180三、燃料及动力6742.861.电kWh0.3355010656390113 2.水t1.833054.81328.863.氧气m322424四、工资及附加58.75352.5五、制造费用421.41494其中：基本折旧142.3854修理费70.1420其它制造费36.7220合计11897.1113 米易县24万t/a钛渣项目可行性研究报告113 目录第一章总论第二章市场预测第三章主要原料及动力供应第四章原料车间第五章电炉车间第六章电极壳制作间第七章电力第八章给排水第九章自动化仪表第十章计算机第十一章通风除尘第十二章热力第十三章燃气第十四章土建第十五章总图第十六章能源评价第十七章环境保护与综合利用第十八章安全与工业卫生第十九章消防第二十章劳动定员第二十一章建设进度第二十二章投资估算第二十三章技术经济分析附表：1.主要设备表2.工程材料、设备、工程量、投资综合汇总表—115— —115—'