冶金矿粉冷固球团粘结剂项目可行性投资建议书.doc

审核通过，存档整理。 受控资料，禁止外传！一、项目背景 近年来，随着我国钢铁产量不断攀升，高炉益日上大型化、现代化发展，对炉料的需求提出了更高的要求，合理的炉料结构越来越受到重视。但随着矿石资源的日趋紧张，受铁矿石资源和设备加工、粘结剂条件的制约等问题，造成球团矿质量进一步恶化， 尤其是我国普遍采用膨润土、硅酸钠、水泥作为粘结剂，大都存在着生球粉化率高、干燥速度慢、强度低，含铁品位降低严重等问题与国外产品相比有很大差距，为满足高炉生产合理炉料结构的原料要求，不得不从国外进口球团矿。 另外，据统计我国钢铁年产量已达 3.5 亿吨，伴生的含铁二次含铁资源（如烧结除尘灰、返矿、高炉除尘灰、炼钢转炉污泥等含铁尘泥）每年约产生千万吨以上，这些含铁尘泥含铁量高达 45左右，有些企业将部分含铁尘泥返回烧结厂加以利用，但由于该物料用普通粘结剂极难成型，致使成球性能、烧结矿品质、透气性都达不得高炉应用要求。只能放进废料场积存，既对环境污染严重，又浪费资源，所以，如何提高“资源利用率、优化高炉炉料结构、提高球团矿冶金性能，解决现有球团矿因粘合剂质量及含铁尘泥粉料再利用等问题、实现企业循环发展”成为行业科研部门研究的重点。二、我国冷固球团矿粘合剂的现状 近年来，我国许多冶金科技工作者致力于研制球团粘合剂的制作和实际应用，在认真总结经验的前提下，为了解决球团粘合剂在实际应用中出现的具体质量问题，提出了多方面提高球团的粘结强度、干燥速度和减低成本的配制方法。大多采用膨润土、水泥、CMC、焦油、淀粉、聚乙烯醇等作球团粘结剂。传统球团矿生产主要用膨润土、水泥作粘结剂，属含水铝硅酸盐，siO2 和 Al2O3 含量高达71.14，K2O、Na2O 等有害杂质含量高达 2.6，这一特性决定了球团矿品位的降低。目前我国球团矿生产膨润土配加量平均在 25，水泥 8-10之间，在炼铁过程中它们转化为废渣，成为废弃物。根据经验数据，利用无机物作粘结剂配加量每提高 1，球团矿品位降低 0.6，球团矿每降低 1的品位，同时，含铁炉料每提高 1SiO2 含量，相当于增加渣量 814，每 100Kg 渣量影响高炉冶炼产量和焦比各为 34，这将给炼铁厂造成巨大的经济损失；采用 CMC、淀粉、聚乙烯醇等作球团粘结剂，但因耐高温性能差，在焙烧过程中易失去粘性，造成粉化率提高，影响球矿质量；采用焦油作球团粘结剂，虽说球团性能好，但生产应用工艺复杂，影响生产产量。所以改善粘结剂质量，提高含铁尘泥再利用率是企业发展的重要途径之一。三、冶金矿粉及含铁尘泥冷固球团粘结剂技术研究 球团矿的物理性能及冶金性能是球团矿质量的重要组成因素，球团矿质量的好坏，关键是配料和粘结剂，配料是高炉优质、高产、低耗的先决条件，粘结剂是加工球团矿的关键，所以粘结剂的选择与研制特别重要，尤其含铁尘泥球团再利用问题。 为此，为了达到冶金矿粉及含铁尘泥生产冷固球团用于炼铁工艺要求，我所选择“冶金矿粉及含铁尘泥冷固球团粘结剂技术”为研究与开发课题。 同时我所并进行了“熔剂性球团矿、冷固结含碳球团矿、含钛护炉球团矿、直接还原和熔融还原等预还原球团矿”等品种成型的研究工作。 本项目经河南省分析测试中心检测，产品的各项技术指标符合Q/KJMH001-2006 标准要求，经云南昆钢技术中心试验和昆钢集团、郑州新华炉料科技有限公司等国内冶金、化工企业应用表明，成品球团强度、化学成分等多项指标均可达到冶金生产需要。本冶金矿粉及尘泥球团粘结剂技术与国内现有球团粘结剂相比，可代替传统膨润土等有、无机粘结剂具有粘结力强、改善矿粉成球性能、提高生球强度与抗磨指数、降低反矿率和球团矿焙烧温度、缩短焙烧时间，提高球团矿品位、改善还原性能等特点。2006 年 12 月有河南省科技厅组织冶金、化工领域专家、学者对该项目进行了鉴定，一致认为：“该项目原料资源丰富，生产工艺简便，使用于冶金矿粉及含铁尘泥生产冷固球团效果好，其整体技术水平达到国内先进水平，经济效益和社会效益显著，具有重要的推广应用价值”。四、冷固球团粘结剂的机理 1、该粘结剂具有极强的水化作用，遇水后迅速高度分散成单体，填充在矿粉颗粒的空隙中，由于单体有很强的胶体性质，增强了矿粉的粘结作用，因其塑性使生球受到冲击时，不至变形破碎，提高了生球的落下强度。 2、该粘结剂对矿粉有很强的亲合粘结功能，可改善混合料的亲水性，促使母球迅速生成，缩短造球时间，提高生球产量。因粘结剂成分中有催化剂，可提高生球的干燥速度，缩短干燥时间，从而利于提高生球产量成品球强度。 3、该粘结剂的高温可燃性，可增加球的内外透气性，使成品球的微气孔度增加，还原性改善，抑制还原迟滞现象，消除夹生球现象，从而缩短焙烧时间、提高产量、节省燃耗和电耗，使球团入炉比例增加，焦比降低，铁含量增加。五、冷固球团粘结剂性能及作用 1、解决传统球团粘结剂生球强度低、粉化率高、干燥速度慢、降低品位严重、冶金含铁粉料成型难度大、利用率低等问题； 2、提高造球率和生球强度，提高球团爆裂温度，又可提高成品球团矿的强度； 3、提高球团矿的还原软化温度，抑制球团矿还原时的迟滞现象； 4、提高球团矿品位和球团微孔隙度，改善球团矿的还原性能。 5、缩短球团矿的高温焙烧时间，提高球团矿产量，降低电能消耗和总热量消耗成本。六、球团粘合剂技术创新点 本项目用于冶金矿粉或含铁尘泥（如高炉灰、轧钢皮、铁屑、沉泥、返矿、除尘布袋料、炼钢除尘灰及其它含铁粉料）生产冶金炉料冷固球团。可代替传统球团用传统膨润土、硅酸钠、水泥、焦油、CMC、淀粉、聚乙烯醇等作球团粘结剂。可解决采用上述粘结剂球团生产生球粉化率高、干燥速度慢、强度低，降低品位严重；冶金含铁粉料成型造粒难度大、利用率低等问题。具有粘结力强、改善矿粉成球性能、提高球团强度、降低反矿率和球团矿焙烧温度、缩短焙烧时间，提高球团矿品位、改善烧结产量指标、提高烧结矿品质等特点。七、应用领域 1、烧结球团：适于各种矿粉及含铁废物料成型造粒用于烧结炉料； 2、高炉炼铁：适用于各种铁矿，生产自烧性、酸性和含碳球团； 3、转炉炼钢：适用于轧钢铁磷、沉泥等生产冷压球团用于转炉做造渣脱磷剂和冷却剂； 4、直接还原铁：铁矿含碳球团用于环形转底炉生产化铁球团或用于生产海绵铁； 5、高炉冶炼高锰渣：各种锰矿制成冷压球团生产高锰渣。 6、化铁炉化铁：铁矿含碳球可直接入化铁炉冶炼，用自还原球团代替 20 左右的生铁不会对化铁炉操作产生不利影响。 7、焦粉、铭矿粉、磷矿粉、铜、铅、锌等有色矿粉及耐火材料制成冷压球团用于冶炼或煅烧。八、 冶金矿粉及含铁尘泥球团成型 冶金矿粉及含铁尘泥球团成型可分：造粒成型和对辊成型两种工艺： 1、造粒成型工艺：原料按比例通过元盘配料机，皮带输送给造球机，按比例加入球团料、粘结剂、水，成球后过滚筒振动筛入仓，储存 24 小时出厂运至烧结厂焙烧。该球团粒度小，目前大部分厂烧结球团生产使用； 2、对辊成型工艺；将上述搅拌好的物料通过输送机输送到对辊成型，启动辊成型机，然后将球团通过输送机输送成品场地自然干燥或用烘干即可。 该球团粒度大，适于生产熔剂性球团矿、冷固结含碳球团矿、含钛护炉球团、直接还原和熔融还原等预还原球团矿品种。九、烧结球团粘结剂的生产及用量 1、固体干粉生产：采用高分子材料、催化剂、活性剂复配而成。 添加量为：直接与球团物料混合造粒；添加量为 11.2（根据物料性质而定）。 2、液体生产：工艺简单，冷水制作 30 分钟出产品，无能源消耗、无污水、无有害气体排放，吨成本 380 元左右。生产工艺流程如下： 原料 水 助剂 常温反应 成品 添加量为：根据物料性质添加液体粘结剂，添加量为 815。十、生产设备 反应釜（搅拌机）、粉碎机、风选机 、输送泵、成品罐、罐装、计量等用具。十一、技术服务内容 1、可委托我所根据客户的原料性质和要求进行研究、选择、优化球团粘结剂配方； 2、依合同提供冷固球团粘结剂生产工艺（原料搭配、粘合剂配方及加工方法）； 3、依合同规定，派人技术指导；培训技术人员、产品达到生产要求； 4、提供粘结剂原料生产厂家，保证原料各地均可购到； 5、提供粘结剂生产设备、也可提供生产厂家供选择； 6、冷固球团粘结剂技术服务费面议。 我所备有粉料成型机械和各类添加剂及检测设备，可供客户携粉煤、焦未、金属矿粉废料前来加工各种成型样品，然后再决定考虑上此项目。供多种型号成型设备生产线。 浅谈球团生产线 发布时间：2009 年 3 月 24 日 8 时 36 分 近年来，球团生产成为冶金、煤炭、化工等领域企业关心和关注的热点，为了使您对型煤、型焦、冷固球团技技术方面更深的认识、了解，根据我所多年的经验和众多生产厂家的情况，特编写关于型煤、型焦、冷固球团的有关生产工艺技术方面的资料供您参考！ 1 球团生产线工艺流程的选择 1.1 工艺流程的确定是球团生产线能否顺利达产的首要问题。 1.2 球团工艺流程按粘结剂区分： （1）“原料加无机粘结剂”工艺流程，该流程比较简单，但由于无机原料灰分高，故制成的球团灰分含量高； （2）“原料加有机粘结剂”工艺流程，该流程增加了有机粘结剂的制备工段，制成的球团灰分低，但热强度较差； （3）“原料加复合粘结剂”流程，该流程粘结剂制备较复杂，制成的球团冷、热强度高，灰份少，如开封洁净煤化工研究所的球团粘结剂效果特别理想。 （4）“原料无粘结剂”工艺流程，该流程采用高压成型机，使原料在干粉状态下辊压成型，制成的球团初始强度好，球团密度高，但有些物料成型率低，后期没有强度；只适合部分矿粉压球。1.3 根据球团干燥与否的流程配置： （1）“原料/成品干燥”流程，原料干燥系统可控制原料水份，对后期搅拌、成型型球顺利进行，这类工艺流程适用于高产量，连续性生产线； （2）“原料干燥”流程；适用于水份过大无法成型的地区以及某些对水份要求严格的有机粘结剂流程；大部采用的干燥设备为滚筒干燥； （3）成品干燥机：分立式、卧式、网带式干燥，结构简单，经济适用，热源既可以采用企业的废气余热，又可用各种燃料专门供热。1.4 根据球团生产线的地基分类：（1）钢架结构，这类流程布局简化，建设周期短；（2）立式结构，这类流程占地面积少，通过几层平台的高度，对各设备进行溜槽联结，减少了物料输送设备；（3）平行式结构，这类流程一般利用平地平行布置设备，占地面积较多，设备之间均需输送设备联接；（4）复合式结构，这类流程一般把破碎工段置放平地，然后把料仓.搅拌.压球机按一定的高度布置，占地面积较少，考虑了设备维修方便，应用较多。2 球团生产线主机的配置 目前国内球团机械有对辊、四辊、对辊高压、液压等。2.1 压球机是球团生产的把关设备，决定着生产线的实际产量。2.1.1 如何确定压球机的实际产量。如果原料成型前物料水份为 12，单球重量50 克，主轴实际转速每分钟 15 转，总球窝 180 个，则湿球小时产量单球重球窝数量主轴转速60。有的设备厂家标注年产量是 3 万吨，5 万吨，10 万吨，是不准确的，应该以每年实际运转工作时间来确定压球机的小时产量，再以小时产量的公式来规定机器实际产量，这样就可以检验设备厂家提供的压球机是否满足要求。此外：同规格压球机的球窝越大，压球机产量越大；球窝越小，压球机的产量也越小。1.1.2 压球机的传动方式 A 电机带动硬齿面减速器，减速器低速输出为双轴平行，通过齿轮联轴器带动球辊相对运转，给料方式采用螺旋推进和排气装置，适用于干粉成型。此种传动方式，压球辊转动平稳，齿轮寿命长，传动扭矩大，辊面线压力高达 100KN 以上，一般应用于冶金、耐火企业的干粉成型的球团生产线上。由于国内对此种机型开发力度不够，至今大产量的单机还很少。 B 电机带动减速器，减速器低速输出轴为单轴，通过联轴器带动压球辊轴上一对大齿轮相对运动，即悬挂式齿轮形式。此种传动方式为目前大多数压球机生产厂家普遍采用，由于其结构简单，价格较低，国内使用广泛。 C 改进型；即把悬挂式齿轮改为齿轮箱，增大了传动扭矩，提高了生产量，价格比双输出轴形式低许多，已在国内逐步推广。 D 开式传动方式，即电机直接带动几档开式齿轮传动，仅限于小型试验或极低产量使用，目前已在国内市场逐步淘汰。2.1.3 压球机的压力调整方式 1 油缸形式：液压泵把油压入油缸，油缸抵住压球机浮动轴承座，通过压力表显示来控制和反馈物料成型时的实际压力。 2 弹簧形式：采用螺旋式或碟型弹簧抵住浮动轴承座，通过调整弹簧的压缩量，控制物料成型时的实际压力。 3 螺杆固定形式：予先设定螺杆的强度，机器运转时不能反映和控制物料的实 际压力，这种设备结构简单，制造成本低，售价便宜。2.1.4 压球机辊套形式 1 无键芭湫问剑浩渲蟹治?A 紧配合热装法，即把带球窝的辊套加热后装到轮毂上，这种装配形式加工精度高，加工温度控制严格，更换时必须有专用装置，一般用于高压压球机；B 锥套装配法，即辊套或轮毂设计有锥度，依靠中间锥套把紧，这种形式有利于辊套的拆装，应用于中低压压球机。C 螺栓紧固法，即辊套和轮毂设计有螺栓孔，用精制的高强度螺拴把紧，这种方式有利于辊套的现场拆装，湿法中低压压球机应用较多。 2 键联结装配方式：即轴和辊套均有键槽，利用键把轴和套联接，由于轴上开有键槽和螺纹，故主轴直径比无键装配形式的轴径略粗大。 3 辊瓦拆卸装配形式：即辊套分若干等分，依靠轮毂上面的定位销和螺栓进行紧固。在辊瓦制造过程中，采用热处理，辊瓦极易变形，将来不能顺利更换，省去热处理，辊瓦又不耐用。由于这种装配方式，辊瓦的体积小，重量轻，极利于现场的更换，因此很有推广使用价值，但是辊瓦的耐用性还需尽快提高。22 搅拌机是球团生产的咽喉设备，关系到球团的最终质量和压球机的顺利成型。不少球团生产线在设备选型时，等量考虑物料的搅拌，造成投产后搅拌工段供料不及时，影响整线产量。221 搅拌机按工作时间来分，有间歇式和连续式两种。A 间歇式搅拌：几种物料用定量斗按比例加入搅拌机中，经 3-8 分钟充分混合搅拌后，卸料进入成球工段，这种搅拌方式可以不用给料机连续给料，适用于搅拌要求高的场合，如果采用多台轮流工作，可以形成连续供料。B 连续式搅拌：几种物料通过各自的给料机连续不断地进入搅拌机中混合搅拌，混合均匀的物料连续不断地卸料后氤汕蚬危庵纸涟璺绞绞视糜诮洗蟛康纳摺?22 搅拌机按结构来分，有卧式，立式，组合式三种。 卧式有双轴，三轴螺旋搅拌机；立式有轮辗，混捏机，单轴，双轴，三轴螺旋搅拌混捏机；组合式即把两种机型加以组装改进而成。 大型生产线采用连续双轴螺旋搅拌机比较适用，中小型生产线两种搅拌方式均可采用。23 破磨设备用于球团生产线原料制备，必须确保出料粒度和产量。 破磨设备虽然属于非标准设备，但多年来各行各业应用广泛，已形成通用的机器型号，在选择使用时比较方便。球团生产采用破碎机、磨粉机，如对辊破、反击破、雷蒙磨、球磨等立式、卧式。2.3.1 立式破、磨机器有： A 立式复合破碎机、立轴式破碎机，立式复合破碎机的转子上有锥形的锤板，下部设有锤盘和锤头，转子体运转时蓄能较大，入料粒度可以偏大一些；立轴式破碎机采用二排或三排上下布列的锤盘和锤头，适用于粒度小于 30mm 的物料破碎；立式破碎机的锤头磨损后，调整比较困难，大多采用更换锤头的方法。B 立式磨粉机、搅拌磨机，加工的物料粒径细小，粒度均允，均是国内新推广的高效机型。2.3.2 卧式破、磨机有： A 破碎机有锤式、环锤式、反击锤式、可逆锤式、笼式破碎机。锤式、环锤式破碎机，下部带有筛板容易堵料，适用于水份不大的物料破碎；笼式破碎机，由于功率大，破碎棒不及时更换，转子体易出现问题等，逐渐被其他类型的破碎机代替；相比之下，近年来，冶金，电力等行业，引进的国外反击锤式破碎机和可逆反击锤式破碎机更有实用优势，在锤头更换方面，采用了可调整结构，缩短了设备维修时间，特别有利于现场的快速调整更换。B 磨机有球磨机、振动磨机，采用干法或湿法制粉，为了提高粉磨效率，进年推广的辊压机和高效节能球磨机是制粉生产的更新换代设备。3 球团生产线的安装调试3.1 球团生产线各种设备的安装： 首先，要选择对工艺流程和机器结构比较熟悉的人员，这样，可以避免因不熟悉情况而出现的失误；其次，要合理确定各设备的联结角度，严格检测各安装部位是否按图施工，尺寸位置是否准确无误；最后，要及时调整、处理安装中发生的机、电、构件、基础、连接件的问题，不得推诿扯皮，影响安装工作顺利进行。32 球团生产线的调试3.2.1 机器调试：第一步，单机进行空载试车，顺序是由后面的设备逐台进行，检验电机运转方向是否正确，各主机运转是否正常，轴承温升是否过高，润滑油脂添加是否适量，如果异常，停车查清故障，排除后方可再次启动试车。第二步，整线负荷试车，顺序是由后面的设备逐台启动，整线机器运转正常后投料运行。物料的添加先少量，逐步到正常，检查各机器是否闷车，电流是否过大，溜槽是否排料顺畅，如发生异常，由前往后逐台停车，进行检查，排除异常后再开车运行。第三步，整线试生产，一般要连续运转 4-8 个小时，不得有任何异常情况发生，如有发生，由前往后逐台停车，排除故障后重新运转，时间重新计算。3.2.2 原料水分的调试： 在球团生产过程中，物料水分要严格控制，控制位置一般在搅拌机处。物料太干，压球时，容易出现两半球和碎球现象；物料太湿，压球时容易造成压球机球窝粘满物料不出球和闷车现象。一般压球机成球时水份：粘结剂采用石灰和粘土成型时水份为 18-20；粘结剂采用纸浆或腐植酸成型时水份为 10-12；采用复合型粘结剂成型时水份为 11-13；粘结剂采用沥青成型时水分为 2-4；无粘结剂年青褐煤成型时水份为 12-18；无粘结剂风化无烟煤挤压成型时水份为 15-18；无粘结剂干粉成型时水分小于 2。 球团生产线的调试过程，既是对工艺流程、机器设备的调整试验，更是操作、维修人员培训、实习、锻炼过程，因此要充分利用生产线调试阶段，选配生产指挥人员，组建操作队伍，培养队伍、锻炼队伍，熟悉工艺流程，掌握设备操作规程和操作技术，从而使生产线早日正式投产，发挥更大的经济效益。4 球团生产线的清洁生产 目前，球团生产现场大都粉尘大，既不利于操作工人的身体健康，又不符合环境保护要求，今后要逐步做到球团生产线的清洁生产，改善劳动环境，创建清洁文明球团生产厂。4.1 球团生产线设计时，要按建设清洁工厂去考虑方案，这里既有硬件的要求，又有软件的要求，只要真正重视并实际去做，球团的清洁生产会实现的。4.2 对球团生产厂不清洁源头采取措施： （1）破、磨工段最脏，粉尘污染最大。治本寻源在设备选型时尽量采用破、磨时风量较小，或有风量减弱装置的机型；安装时把破、磨设备单独置放在密闭的房间或地下；输送设备尽量采取封闭式的机型。 （2）混料工段污染也很严重，采取封闭式搅拌机，给料机采用封闭式机型，尽量减少粉尘的泄漏。 （3）各设备的接口采取密封式结构，厂房内采取雾状喷水器，增设收尘装置。 通过多种设施的治理和防范，球团的清洁生产一定会实现。5 结论 冶金企业把粉状物料压成球团，回炉冶炼，扩大了物料的使用范围；耐火材料企业把粉料压成球团，煅烧后提高了物料的纯度；化肥企业利用粉煤压成球团制造气型煤，达到降耗增收；这些都是各类企业利用球团技术的范例。因此，球团生产牵扯方方面面，哪个环节不到位，处理不好，都会影响企业的经济效益。因此在建设球团生产线的同时，多掌握一些实际情况，提高判断能力与处理能力，大大加强球团生产线的改进和完善，从而实现球团生产线顺利运转达产，是十分有益的。