煤基短流程生產(chǎn)線總平面布置

王阿猛

（中冶南方工程技術(shù)有限公司， 湖北 武漢430223）

釩鈦磁鐵礦是一種寶貴的稀缺資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的綜合利用具有重大的意義。

陜西洋縣境內(nèi)礦山現(xiàn)已探明釩鈦磁鐵礦資源儲(chǔ)量3.6億t，擬對(duì)此礦山進(jìn)行采選，在礦山建設(shè)年產(chǎn)80萬t釩鈦磁鐵精礦粉生產(chǎn)線。并在洋縣工業(yè)園區(qū)內(nèi)采用“煤基豎爐（直接還原鐵）→電爐→精煉→連鑄→軋鋼”短流程工藝對(duì)釩鈦磁鐵精礦進(jìn)行資源綜合利用，得到高品位釩渣、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、工業(yè)純鐵、霧化鐵粉等高附加值產(chǎn)品。所需的磁鐵精礦粉由釩鈦磁鐵精礦粉生產(chǎn)線提供，通過管道輸送至廠區(qū)，煤粉及其他原燃料均由附近地區(qū)提供。

1 產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模

1.1 產(chǎn)品方案

該方案最終產(chǎn)品為釩渣、Φ16～Φ70 mm圓鋼、工業(yè)純鐵和霧化鐵粉，其中主要鋼種為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（45）、合金結(jié)構(gòu)鋼（40Cr）。產(chǎn)品方案見表 1。

表1 產(chǎn)品方案

1.2 生產(chǎn)規(guī)模及物料平衡

設(shè)計(jì)規(guī)模為生產(chǎn)60萬t直接還原鐵，最終產(chǎn)品為37.57萬t圓鋼和7萬t霧化鐵粉，采用“煤基豎爐→電爐→精煉→連鑄→軋鋼”的短流程生產(chǎn)工藝，并配套建設(shè)相應(yīng)的公輔設(shè)施。主體系統(tǒng)生產(chǎn)規(guī)模見

表2。物料平衡圖見圖1。

表2 主體系統(tǒng)生產(chǎn)規(guī)模

圖1 物料平衡圖

2 主體工藝系統(tǒng)

2.1 煉鐵系統(tǒng)

煉鐵考慮采用煤基豎爐1套，單套生產(chǎn)能力60萬t/年。

該技術(shù)主要設(shè)備是以煤制氣為燃料，以經(jīng)過篩分的釩鈦磁鐵精礦粉原料，壓制成塊，與無煙煤等混合成爐料，由爐頂布料系統(tǒng)連續(xù)加入爐內(nèi)煤基立式反應(yīng)器，燃料通過專用燃燒器在爐內(nèi)燃燒加熱，高溫?zé)煔饣厥沼糜谠剂系母稍铩㈩A(yù)熱，爐料在封閉的立式反應(yīng)器中進(jìn)行“預(yù)熱→還原”，還原后的產(chǎn)品DRI熱裝入電爐煉鋼，海綿鐵溫度按出料800℃、熱裝海綿鐵壓塊600℃送至電爐。

2.2 煉鋼系統(tǒng)

煉鋼系統(tǒng)需滿足年生產(chǎn)47.52萬t鋼水要求，電爐煉鋼得到11.84萬t/年釩渣，釩渣按要求收集后加工得到釩制品，鋼水根據(jù)鋼種（45、40Cr、工業(yè)純鐵）要求進(jìn)行精煉，精煉后39.52萬t鋼水進(jìn)入連鑄工序，另外7萬t鋼水單獨(dú)送至“霧化鐵粉”工序制鐵粉，其中霧化鐵粉工序單獨(dú)設(shè)置車間。

工業(yè)純鐵按用途主要分為：原料純鐵、電工純鐵、軍用純鐵。

1）工業(yè)純鐵的生產(chǎn)工藝：電爐熔煉—LF精煉—連鑄—熱連軋。

2）霧化鐵粉的產(chǎn)品有：純鐵粉、合金鋼粉合金、擴(kuò)散型合金鋼粉、無偏析合金粉、易切削鋼粉，其中除了純鐵粉不添加合金元素外，其它均需添加合金。

3）霧化鐵粉的生產(chǎn)工藝：電爐熔煉—LF精煉—霧化裝置。

4）煉鋼系統(tǒng)設(shè)備配置：新建1座70 t電弧爐、1座70 tLF精煉爐，電弧爐和LF精煉爐并輔以吹氬站組合的配置方案。

2.3 連鑄系統(tǒng)

新建1套三機(jī)三流方坯連鑄機(jī)，滿足年產(chǎn)鋼坯38.33萬t要求。方坯規(guī)格：斷面180 mm×180 mm，定尺6～9 m。坯料外形及表面質(zhì)量：執(zhí)行YB/T 2011—2004標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 軋鋼系統(tǒng)

軋機(jī)系統(tǒng)生產(chǎn)規(guī)格Φ16 mm～Φ70 mm圓鋼，鋼種為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（45）、合金結(jié)構(gòu)鋼（40Cr）、工業(yè)純鐵等3種，共計(jì)37.57萬t/年。

3 總平面布置

3.1 用地情況

該項(xiàng)目用地面積38.61萬m2,場地平坦，無拆遷，地質(zhì)條件良好，滿足工程建設(shè)用地要求。

3.2 主要車間組成

1）主要生產(chǎn)設(shè)施。煉鐵車間（原料庫、壓球烘干、還原爐等）、煤制氣（原煤庫、發(fā)生爐、脫硫系統(tǒng)等）、70t電爐煉鋼、連鑄車間、棒材車間及配套的公輔設(shè)施等。

2）全廠公輔設(shè)施。制氧站、110 kV變電站、液化石油氣站、空壓站、綜合機(jī)修設(shè)施、廢鋼堆存區(qū)、鋼渣二次處理設(shè)施、辦公樓、食堂、浴室。

3.3 總圖布置原則

要求具有緊湊合理、占地省、投資低、物流簡潔順暢、環(huán)保除塵效果好、自動(dòng)化程度高、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低、勞動(dòng)定員少等特點(diǎn)。

3.4 總平面布置

主體生產(chǎn)設(shè)施依次從廠區(qū)西側(cè)至東側(cè)布置，煤制氣→還原爐→電爐煉鋼連鑄車間→棒材車間。

1）煉鐵系統(tǒng)。從西至東，從南至北依次布置原料庫→烘干壓球廠房→還原爐本體廠房。輔助設(shè)施（除塵、水處理）靠近廠房就近布置。

2）煉鋼連鑄系統(tǒng)。布置在還原爐廠房的東側(cè)，與其相接，輔助設(shè)施（除塵、水處理、廢鋼間）布置在廠房南側(cè)。

3）軋鋼系統(tǒng)。布置在煉鋼連鑄廠房的東側(cè)，與其相接，鋼坯實(shí)現(xiàn)熱送，輔助設(shè)施（水處理、檢驗(yàn)室）布置在廠房南側(cè)。

4）全廠公輔系統(tǒng)。全廠公輔設(shè)施布置在廠區(qū)南側(cè)，從西向東依次布置鋼渣二次處理設(shè)施、鐵合金、耐火材料倉庫、110 kV變電站、制氧站、廠前區(qū)。具體布置，總平面布置見圖2。

圖2 煤基豎爐、電爐、連鑄、軋鋼短流程項(xiàng)目總平面布置圖

3.5 運(yùn)輸

本工程外部運(yùn)輸為管道運(yùn)輸及道路運(yùn)輸兩種方式，釩鈦磁鐵精礦粉通過管道輸送至廠區(qū)，石灰石、無煙煤、廢鋼、鐵合金等原燃料及成品均采用道路運(yùn)輸。

本廠區(qū)共設(shè)置3個(gè)出入口。1號(hào)出入口：設(shè)在廠區(qū)南側(cè)，靠近煉鐵車間，主要為原、燃料等貨物的出入口。2號(hào)出入口：設(shè)在廠前區(qū)南側(cè)，靠近廠前區(qū)，作為人流主出入口。3號(hào)出入口：設(shè)在廠區(qū)東側(cè)，主要為成品貨物的出入口。

4 結(jié)語

對(duì)采用“煤基豎爐（直接還原鐵）→電爐→精煉→連鑄→軋鋼”短流程工藝生產(chǎn)線的總平面布置，既要考慮到用地合理集約、物料流向順暢，還要考慮到平面布局合理，生產(chǎn)流程順暢，能源介質(zhì)管網(wǎng)短捷，節(jié)約投資等因素。