《烧结厂设计规范 GB50408-2015》

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中华人民共和国国家标准

烧结厂设计规范


Code for design of sintering plant
GB 50408-2015

主编部门:中国冶金建设协会
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2015年10月1日

中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第738号

住房城乡建设部关于发布国家标准《烧结厂设计规范》的公告

    现批准《烧结厂设计规范》为国家标准,编号为GB 50408-2015,自2015年10月1日起实施。其中,第3.0.6、3.0.13、3.0.14、5.1.2、5.7.1条为强制性条文,必须严格执行。原《烧结厂设计规范》GB 50408-2007同时废止。
    本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。

中华人民共和国住房和城乡建设部
2015年2月2日

前言

    本规范是根据住房城乡建设部《关于印发<2013年工程建设标准规范制订、修订计划>的通知》(建标[2013]6号)的要求,由中冶长天国际工程有限责任公司会同有关单位,共同在原国家标准《烧结厂设计规范》GB 50408-2007的基础上修订完成的。
    在修订过程中,编制组广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准和国外先进标准,并在广泛征求意见的基础上,最后经审查定稿。
    本规范共分12章,主要技术内容包括:总则,术语,基本规定,原料、熔剂、燃料及其准备,烧结工艺,烧结设备,节能与环保,电气与自动化,辅助设施,成品烧结矿质量、计量、检验、化验与试验,设备检修,安全、工业卫生与消防。
    本次修订的主要内容:
    1.增加了余热回收、烟气循环烧结工艺等术语;
    2.增加了高原地区烧结厂设计的规定;
    3.对烧结工艺与设备的规定做了大的修改,并将烧结工艺和设备分开规定;
    4.对环境保护的规定作了修改,对能源与节能章节做了补充,并将节能与环境保护进行合并规定;
    5.增加了总图运输、除尘、通风、空调、采暖、给水、排水、压缩空气及其他气体供应、建筑、结构等辅助设施内容;
    6.对计量的内容做了补充。
    本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。
    本规范由住房城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,由中冶长天国际工程有限责任公司负责具体技术内容的解释。在本规范的执行过程中,请各单位结合工程实践,认真总结经验,积累资料,如发现需要修改或补充之处,请及时将意见和有关资料寄交中冶长天国际工程有限责任公司科技质量部(地址:湖南省长沙市劳动中路1号,邮政编码:410007),以便今后修订时参考。
    本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:
    主编单位:中冶长天国际工程有限责任公司
    参编单位:国家烧结球团装备系统工程技术研究中心
              宝山钢铁股份有限公司
              武汉钢铁股份有限公司
              宝钢集团广东韶关钢铁有限公司
              新余钢铁股份有限公司
              中冶北方工程技术有限公司
              中冶华天工程技术有限公司
              鞍山钢铁集团公司
    主要起草人:陈乙元 易曙光 何国强 王根成 叶恒棣 谭克强 王菊香 朱晓春 孙文东 毛晓明 冯国辉 严幸 汪力中 叶学农 杨熙鹏 蔡智明 王赛辉 陈猛胜 刘相佩 谌浩渺 刘昌齐 冯先德 刘再新 李良 罗政书 杨丽 张世祖
    主要审查人:郭启蛟 王维兴 季守军 刘道林 姜涛 范晓慧 郑绥旭 王学群 戴传德

1 总则


1.0.1 为保证烧结工程设计质量,实现技术先进、经济合理、安全适用、节能减排、循环利用,制定本规范。

1.0.2 本规范适用于各种类型铁矿石烧结厂的新建和改造设计。

1.0.3 烧结厂设计除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。


2 术语


2.0.1 原料 raw materials
    指含铁原料,为烧结使用的铁粉矿、铁精矿及其他含铁料的总称。

2.0.2 熔剂 flux
    石灰石、白云石、蛇纹石、生石灰、消石灰、轻烧白云石粉、菱镁石等碱性物质及硅砂等增硅熔剂的总称。

2.0.3 燃料 fuel
    焦粉、无烟煤、燃气的总称。焦粉、无烟煤又称固体燃料。

2.0.4 混匀料场 blending yard
    原料预配、堆积混匀和存放的场地。

2.0.5 混匀矿 blended ores
    理化性能不一的原料经预配料、堆积混匀后达到预计的理化性能均一的原料。

2.0.6 烧结 sintering
    含铁原料加入熔剂和固体燃料,按要求的比例配合、加水混合制粒后,平铺在烧结机台车上,经点火抽风烧结成块的过程。

2.0.7 利用系数 sintering machine productivity
    单位烧结面积成品烧结矿的小时产量,以t/(㎡·h)表示。

2.0.8 自动重量配料 automatic weight proportioning
    所需的含铁原料、熔剂、固体燃料等按重量配比自动调节各种物料给定量的方法。

2.0.9 燃料分加 divided fuel addition
    固体燃料在配料室和制粒后分别加入混合料中的方法。

2.0.10 混合料 mixture
    含铁原料、熔剂、固体燃料和添加水经过混合并制粒后的产品。

2.0.11 铺底料 hearth layer
    在烧结台车布料前先铺上的一层垫底料。

2.0.12 料层厚度 bed depth
    生产时,烧结机台车上的混合料与铺底料厚度之和。

2.0.13 料层透气性 permeability
    铺在烧结机上的混合料,在一定的料层厚度和负压情况下,单位烧结面积每分钟通过的风量。

2.0.14 小球烧结 minipellet sintering
    将混合料制成大于3mm占75%以上的小球进行烧结的方法。

2.0.15 低温烧结 low temperature sintering
    以低于1280℃的温度烧结,产生一种强度高、还原性好的针状铁酸钙为主要粘结相的烧结方法。

2.0.16 热风烧结 hot gas sintering
    将冷却机的热废气引入位于点火炉后的烧结机密封罩内进行烧结的方法。

2.0.17 烧结饼 sinter cake
    烧结完成后形成的物料。

2.0.18 热返矿 hot return fines
    烧结饼经热矿破碎和筛分后所得的粒径小于5mm的筛下物。

2.0.19 机外冷却 off-strand cooling
    烧结饼破碎后,在烧结机外的冷却机中进行的冷却。

2.0.20 机上冷却 on-strand cooling
    烧结饼在烧结机上进行的冷却。

2.0.21 烧结矿整粒 sinter sizing
    烧结矿冷却后进行筛分整粒,分出高炉要求粒度范围的成品烧结矿、烧结用的铺底料以及返矿的过程。

2.0.22 冷返矿 cold return fines
    烧结矿冷却后筛分整粒所分出的粒径小于5mm的返矿。

2.0.23 高碱度烧结矿 high basicity sinter
    碱度(CaO/SiO2)为1.7以上的烧结矿。

2.0.24 炉料结构 burden design
    高炉炼铁时装入高炉的含铁炉料的构成,即块矿、烧结矿和球团矿等各种炉料的搭配组合。

2.0.25 主电气楼 main electrical building
    设置变配电设备、自动控制设备的厂房。

2.0.26 主控室 main control room
    对生产过程和设备进行集中操作、监控、生产组织和指挥控制的中心。

2.0.27 余热回收 waste heat recovery
    对烧结、冷却过程中产生的热废气及其他热量进行回收利用的过程。

2.0.28 烟气循环烧结工艺 sintering process of flue gas re-circulation
    将烧结生产过程中产生的部分热烟气返回烧结料面再次利用的烧结工艺。

3 基本规定


3.0.1 开展烧结厂设计应有充分的设计依据和完整的设计基础资料及环境影响评价报告。

3.0.2 烧结厂厂址宜选择在钢铁公司内且靠近高炉与原料混匀料场,并应考虑地形、工程地质、水文、地震、环境保护及历史上的洪水标高、气象、自然、生态和社会经济环境、工业交通、区域经济以及钢铁公司生产要求等因素。

3.0.3 烧结厂总图布置应流程顺畅、紧凑、利用地形、节约用地、减少土石方量,并应根据规划需要确定是否预留发展余地。

3.0.4 烧结厂规模的确定,应在原料落实的基础上,根据公司发展规划和高炉炉料结构对烧结矿的数量和质量要求确定,并应考虑富余能力。

3.0.5 烧结机的规模划分应符合下列条件:
    1 大型:烧结机单机使用面积等于或大于360㎡;
    2 中型:烧结机单机使用面积等于或大于200㎡且小于360㎡;
    3 小型:烧结机单机使用面积等于或大于180㎡且小于200㎡。

3.0.6 新建和改造烧结厂烧结机单机使用面积不应小于180㎡。

3.0.7 大中型烧结机应采用带式烧结机。

3.0.8 烧结试验应符合下列规定:
    1 对常用的含铁原料只进行烧结杯试验,包括优化配矿试验等;若有类似条件的试验或生产数据,也可不进行试验;
    2 对复杂或尚无生产实践的含铁原料及特殊的工艺流程,宜在烧结杯试验的基础上,再进行半工业性试验或工业性试验。

3.0.9 烧结机利用系数应符合下列规定:
    1 铁粉矿含量等于或大于70%时,烧结机利用系数应等于或大于1.35t/(㎡·h);
    2 铁精矿含量大于50%时,烧结机利用系数应等于或大于1.25t/(㎡·h);
    3 以钒钛矿、褐铁矿、菱铁矿为原料时,应通过试验或实际生产指标进行确定。

3.0.10 烧结厂的工作制度应按连续工作制进行设计。

3.0.11 烧结厂日历作业率宜取92%~95%。

3.0.12 烧结厂设计应采用先进、安全可靠、节能和环保型的设备。辅助设备的规格和性能应与生产规模相适应。

3.0.13 严禁采用国内外淘汰的二手烧结生产设备。

3.0.14 开展烧结厂设计时必须同时开展余热回收和脱硫设计。


3.0.15 开展烧结厂设计时宜同时开展脱硝设计,并应满足国家氮氧化物排放标准要求。

3.0.16 烧结厂设计时不应选取在烧结过程中容易产生二噁英物质的烧结原料。

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4 原料、熔剂、燃料及其准备


4.1 原料、熔剂及燃料入厂条件


4.1.1 原料进入烧结厂应符合下列条件:
    1 含铁原料的粒度宜为8mm~0,轧钢皮和钢渣的粒度应分别小于8mm和5mm;特殊铁粉矿和铁精矿的粒度要求应根据试验确定;
    2 含铁原料应混匀,混匀矿铁品位波动的允许偏差宜为±0.5%;SiO2波动的允许偏差宜为±0.2%;
    3 磁铁精矿水分应小于10%,赤铁精矿水分应小于11%。

4.1.2 熔剂进入烧结厂宜符合下列规定:
    1 石灰石粒度宜为80mm~0,CaO含量不宜小于52%,SiO2含量不宜大于2.2%,水分宜小于3%;
    2 生石灰粒度宜小于或等于3mm,CaO含量宜等于或大于85%;
    3 消石灰粒度宜小于或等于3mm,水分宜为18%~20%,CaO含量宜等于或大于60%;
    4 白云石粒度宜为80mm~0,水分宜小于4%,MgO含量宜等于或大于19%,SiO2含量宜小于或等于3%;
    5 蛇纹石粒度宜为40mm~0,水分宜小于5%,(CaO+MgO)含量宜大于35%;
    6 轻烧白云石粉粒度宜为3mm~0,CaO含量宜等于或大于52%,MgO含量宜等于或大于32%,SiO2含量宜小于或等于3.5%;
    7 菱镁石粒度宜为80mm~0,水分宜小于4%,MgO含量宜等于或大于19%,SiO2含量宜小于或等于3%。

4.1.3 燃料进入烧结厂应符合下列规定:
    1 碎焦粒度宜为25mm~0,固定碳含量宜大于80%,水分宜小于12%;
    2 无烟煤粒度宜为40mm~0,水分宜小于10%,灰分宜小于15%,挥发分宜小于5%,S宜小于1%,固定碳宜大于75%;
    3 烧结点火用燃料宜采用焦炉煤气、天然气、转炉煤气、高炉煤气或其他气体燃料。采用焦炉煤气、天然气、转炉煤气及混合煤气作点火燃料时,烧结冷却室附近煤气压力不应低于4000Pa,采用高炉煤气作点火燃料时,烧结冷却室附近煤气压力不应低于7000Pa。各种煤气含尘量均宜小于10mg/m³。

4.2 原料、熔剂、固体燃料的接受与贮存


4.2.1 原料场有混匀料场时,烧结厂不宜再设原料仓。

4.2.2 在多暴雨、多台风或严重冰冻地区,混匀料场宜室内设置。

4.2.3 大、中型烧结机的大宗物料受料宜采用翻车机;轧钢皮等小批量受料宜采用受料槽,并宜设机械化卸料装置。

4.2.4 卸料不宜采用抓斗桥式起重机卸车方式。

4.2.5 采用汽车运输时,可设专用汽车受料槽。

4.2.6 翻车机室和受料槽的地下建筑部分应设防水、排水及通风除尘设施。

4.2.7 经料场混匀的原料宜由胶带输送机直接送至烧结配料槽。生石灰、轻烧白云石宜由密封罐车运至配料室并采用气力输送方式送至配料槽内。生石灰焙烧厂邻近烧结厂时,可直接将生石灰采用气力输送方式送至烧结配料槽。

4.2.8 石灰石、白云石和固体燃料在烧结厂加工时应设熔剂仓和燃料仓。有专用运输线时贮存时间宜为3d~5d,无专用运输线时宜为5d~7d。熔剂、燃料在料场贮存时间宜为7d~10d,料场到烧结厂设有专门输送胶带时,烧结厂贮存时间不宜少于12h。

4.2.9 北方地区的原料接受和贮存系统宜设防冻、解冻设施。

4.3 熔剂和固体燃料的准备


4.3.1 固体燃料破碎筛分宜设在烧结厂,石灰石、白云石宜成品采购。

4.3.2 石灰石、白云石需在烧结厂破碎时,应采用闭路破碎筛分流程。

4.3.3 配料的石灰石、白云石的最终粒度小于3mm的应占90%以上,且大于5mm的含量应小于5%。

4.3.4 当碎焦粒度为25mm~0时,应采用两段开路破碎流程。粒度小于10mm、水分含量小于10%,且小于3mm粒级的碎焦含量占30%以上时,可采用预先筛分、一段开路破碎流程。粒度大于25mm粒级含量占10%以上时可采用预先筛分分出大块,再用二段开路破碎流程。

4.3.5 无烟煤破碎,可根据粒度、水分等具体条件采用二段开路破碎流程,小于3mm粒级含量占30%以上且水分含量小于10%时,可在一段破碎前增加预先筛分流程。

4.3.6 采用铁精矿粉时,碎焦和无烟煤加工的最终粒度小于3mm的应分别占85%以上和75%以上。全部采用进口粉矿时,碎焦和无烟煤加工的最终粒度小于3mm的宜分别占75%和65%以上。

4.3.7 不同品种或理化性能相差较大的固体燃料,应分开破碎。

4.3.8 固体燃料的破碎应避免采用易于产生过粉碎的破碎设备。

4.3.9 石灰石、白云石和固体燃料破碎前应设除铁装置。

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5 烧结工艺


5.1 工艺流程


5.1.1 烧结工艺流程应以生产过程稳定、产品质量优良、资源综合利用、节能减排、安全及清洁生产、环境友好为原则,并应根据规模、原料、燃料和熔剂条件及其运输接受方式,产品方案、内部物流及其运输方式,试验结论,设备制造情况,日常维护等确定。

5.1.2 严禁采用热矿烧结工艺。

5.2 配料


5.2.1 配料系列数的确定,应和烧结机一对一设置。

5.2.2 原料、熔剂和固体燃料应采用自动重量配料。

5.2.3 配料槽应能贮存8h以上的使用量。

5.2.4 配料槽格数应根据配料量及配料设备能力确定,主要含铁原料不应少于3格,辅助原料宜为每种2格,配料量小的也可采用1格两个下料口。

5.2.5 主要含铁原料和黏性小的物料应首先进行配料,燃料不宜放在最前配料。

5.2.6 烧结和高炉返矿宜分别配料。

5.2.7 配料中应添加生石灰或消石灰作熔剂;添加数量应根据原料条件、试验结论等具体情况确定。

5.2.8 生石灰消化设施的设置,应根据原料条件、试验结论、环保要求、生石灰配加量及采用的混合制粒时间确定。

5.2.9 回收的粉尘在配料集中处理时,宜对粉尘进行加湿处理。

5.3 加水、混合与制粒


5.3.1 以铁粉矿为主要原料时应采用二段混合。以铁精矿为主要原料时若采用小球烧结法可设三次混合进行固体燃料外滚。

5.3.2 采用圆筒混合机时,总混合制粒时间宜为5min~9min。以铁粉矿为主要原料时宜取下限值;以铁精矿为主要原料时,包括固体燃料外滚的制粒时间宜取中上限值。

5.3.3 圆筒混合机充填率,一次混合机宜为10%~16%,二次混合(制粒)机宜为9%~15%。

5.3.4 一次圆筒混合机与二次圆筒混合机宜设置于地面。

5.3.5 圆筒混合机与给料胶带机宜采用顺交方式配置。

5.3.6 中、小型烧结机滚煤机宜设置在烧结冷却室的高层平台。

5.3.7 外滚煤的粒度应小于3mm。

5.3.8 混合料添加水应实行自动检测与控制。

5.3.9 混合料宜进行加热处理,加热介质可为热水、蒸汽。热水应加入混合机、制粒机内;蒸汽宜加入滚煤机及混合料矿槽内。

5.4 布料、点火与烧结


5.4.1 大、中型带式烧结机的布料应采用偏析布料方式。

5.4.2 烧结机规格应与高炉匹配并大型化。

5.4.3 烧结冷却室内大型烧结机宜设置1台,中、小型烧结机不应超过2台。

5.4.4 烧结机应设铺底料设施,铺底料贮存时间宜为1h~2h。铺至烧结机台车上的铺底料厚度宜为20mm~40mm。

5.4.5 大、中型烧结机设计应采用厚料层烧结,其料层厚度(包括铺底料厚度)以铁精矿为主时,宜等于或大于600mm,以铁粉矿为主时宜等于或大于700mm。

5.4.6 采用热风烧结时宜采用无动力供热风方式。

5.4.7 采用菱铁矿、褐铁矿烧结时,宜在点火前设干燥段预热混合料。

5.4.8 混合料点火温度宜为1050℃~1200℃,特殊原料点火温度应根据试验确定。点火时间宜为1min~1.5min。大中型烧结机点火用燃料宜采用本规范第4.1.3条第3款所述的各种煤气,不宜采用煤粉和重油点火。采用焦炉煤气、天然气为点火燃料时煤气单耗宜小于或等于0.065GJ/t-s。采用转炉煤气为点火燃料时煤气单耗宜小于或等于0.08GJ/t-s。采用高炉煤气为点火燃料时宜采用煤气、空气双预热点火保温炉,煤气单耗宜小于或等于0.16GJ/t-s。

5.4.9 烧结饼破碎后粒度应小于或等于150mm。

5.4.10 烧结工艺宜取消热矿筛。

5.4.11 有热返矿时,宜在烧结机尾直接参加配料,并应将热矿筛偏离矿槽中心。

5.5 烧结抽风与烟气净化


5.5.1 烧结主抽风机平均风量宜取90±5m³(工况)/(㎡·min),以褐铁矿、菱铁矿为主要原料时可超过95m³(工况)/(㎡·min)。

5.5.2 抽风机压力应根据原料性质、料层厚度、篦条和管道及除尘器阻力、海拔高度确定。大、中型烧结机主抽风机前的负压宜取16kPa~18kPa。

5.5.3 烧结烟气除尘应采用二段进行,第一段应为降尘管,第二段应为除尘器。大型烧结机宜设双降尘管。

5.5.4 大中型烧结机头部采用电除尘器时,降尘管应设有烟气温度自动调节装置。

5.5.5 降尘管的卸灰装置宜采用双层卸灰阀。

5.5.6 烟囱高度应通过计算并结合实际确定。

5.5.7 高原地区主抽风机应根据当地的大气压力和大气中的含氧量选型,电机功率应根据当地电机效率确定。

5.5.8 采用烟气循环时,应根据循环烟气的含氧量和压力要求确定。

5.5.9 烧结热烟气宜进行余热利用,并应根据烧结烟气露点温度确定热烟气的利用量。

5.5.10 新建烧结机应同步配套机头烟气净化设施,烟气净化设施宜联合脱除烟气中的多种污染物,如SO2、NOx、粉尘、氟化物、重金属、二噁英等。烟气净化系统应运行稳定,副产物应能合理利用,且不应造成二次污染。

5.5.11 烟气综合治理应符合现行国家标准《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》GB 28662的有关规定。

5.5.12 大中型烧结机头部采用电除尘器时,第三和第四电场的除尘灰处理措施应根据粉尘成分对烧结矿质量的影响程度确定,可设粉尘外排系统。

5.6 烧结矿冷却


5.6.1 烧结矿冷却宜选用机外冷却。对于褐(菱)铁矿,也可选用机上冷却。

5.6.2 大中型烧结机宜采用鼓风环式冷却机,鼓风环式冷却机布置困难时,也可采用鼓风带式冷却机。

5.6.3 环式冷却机漏风率宜小于10%。

5.6.4 冷却机的布料宜采用粒度分级偏析布料技术;鼓风式环冷机布料厚度宜为1400mm~1500mm。

5.6.5 采用鼓风冷却方式时,冷却面积与烧结面积之比宜为0.9~1.2;采用机上冷却方式时,冷却面积与烧结面积之比宜为0.9~1.0。

5.6.6 鼓风式冷却机的冷却风量宜按每吨烧结饼2200m³~2500m³选取,冷却时间宜为60min。

5.6.7 冷却机卸出的烧结矿平均温度应小于150℃。

5.6.8 冷却机热废气应进行余热利用,热废气的利用量宜大于40%。

5.7 烧结矿整粒


5.7.1 烧结厂设计应采用烧结矿整粒与分出铺底料工艺。

5.7.2 整粒流程应根据建设场地、烧结矿性能和高炉要求等因素确定。50mm以上粒级含量小于10%时,不宜采用烧结矿冷破碎设备,仅设三段冷筛分工艺,筛分设备宜采用振动筛。机上冷却的整粒可按具体条件确定。

5.7.3 设置烧结矿冷破碎设备时,应采用双齿辊破碎机,并应设四次冷筛分工艺,一次筛分应为固定筛,二、三、四次筛分应为振动筛。烧结矿冷破碎前应设自动除铁装置。

5.7.4 无冷破碎时,烧结矿粒度宜为150mm~5mm,其中:粒度大于50mm的烧结矿含量宜小于或等于8%,粒度小于5mm的烧结矿含量宜小于或等于5%;有冷破碎时,烧结矿粒度宜为50mm~5mm,粒度大于50mm的烧结矿含量宜小于或等于5%,粒度小于5mm的烧结矿含量宜小于或等于5%。

5.7.5 铺底料粒度宜为20mm~10mm。

5.7.6 返矿粒度宜小于5mm。

5.7.7 烧结矿整粒系统宜根据条件设置备用系列,或备用筛分设备。

5.8 成品烧结矿贮存与运输


5.8.1 烧结矿应设置直接送至高炉矿槽的运输系统,同时应设贮存设施。烧结矿贮存根据不同情况,可在原料场贮存,也可设成品矿仓贮存。原料场宜满足3d~7d的烧结矿贮存量,矿仓宜满足8h~12h的烧结矿贮存量。

5.8.2 烧结矿产量应为烧结厂输出的成品烧结矿量。

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6 烧结设备


6.1 配料设备


6.1.1 含铁原料的配料设备宜选用圆盘给料机加电子皮带秤或直拖式定量给料秤。

6.1.2 熔剂、燃料及返矿的配料设备宜选用直拖式定量给料秤或圆盘给料机加电子皮带秤。

6.1.3 生石灰、轻烧白云石的配料设备宜采用调速星形卸灰阀加电子皮带秤加环保型消化器,或变频双轴螺旋给料机加螺旋秤加环保型消化器。

6.2 混合、制粒设备


6.2.1 混合设备宜采用圆筒混合机或强力混合机。混合设备采用强力混合机时,其给料胶带机上宜设除铁装置。

6.2.2 制粒设备宜采用圆筒制粒机或圆盘造球机。

6.2.3 采用圆筒混合机时圆筒转速应控制在临界转速内,一次混合时间宜为1.5min~3min,充填率宜为10%~16%,二次混合(制粒)时间宜为3.5min~6min,充填率宜为9%~15%。

6.3 烧结、冷却设备


6.3.1 大、中型带式烧结机的布料设备应采用梭式布料机、缓冲矿槽、圆辊给料机和辊式布料器或其他布料装置。采用小球烧结法时,可采用摇头皮带机或梭式布料机、宽胶带机和辊式式料器或其他偏析布料器。

6.3.2 带式烧结机头部和尾部应采用星轮装置,尾部应采用水平移动架,风箱端部宜采用整板浮动式密封装置。烧结机漏风率宜小于25%。

6.3.3 烧结点火应采用节能型点火保温炉设备。

6.3.4 烧结主除尘宜采用四电场卧式干法电除尘器。主电除尘器断面面积宜按风速0.8m/s~0.9m/s选取,大型电除尘器宜采用部分高频电源。

6.3.5 烧结主抽风机压力应根据原料性质、料层厚度、篦条和管道及除尘器阻力、海拔高度确定。大型烧结主抽风机宜采用变频运行方式。

6.3.6 环式冷却机宜采用漏风率小于10%的设备。

6.3.7 烧结饼破碎应采用剪切式单辊破碎机。

6.4 烧结矿整粒设备


6.4.1 烧结矿筛分应采用筛分效率高、能耗低、运行可靠、使用寿命长、质量好、体积小、重量轻的设备。

6.4.2 烧结矿的筛分设备应根据工艺布置要求选择各次振动筛的筛孔尺寸和筛分效率。筛分大于18mm~20mm粒级时,振动筛的筛分效率宜等于或大于80%;筛分铺底料时,振动筛的筛分效率宜等于或大于70%;筛分返矿时,振动筛的筛分效率应等于或大于90%。一次筛分的筛孔为10mm~12mm时,振动筛的筛分效率应等于或大于90%。

6.4.3 烧结矿冷破碎设备宜采用双齿辊破碎机,破碎前宜采用固定条筛筛出大于50mm粒级的烧结矿进入破碎机。

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7 节能与环保


7.1 节能


7.1.1 烧结厂工序能耗设计指标,应以每吨成品烧结矿所消耗的千克标准煤计,并应符合国家现行标准《清洁生产标准》HJ/T 426~428和《钢铁企业节能设计规范》GB 50632的有关规定。烧结机的能耗指标应根据烧结机的规格大小、原料的种类、厂址海拔的高低综合取值,新建烧结机的工序能耗应达到一级水平,其工序能耗应小于或等于47kgce/t。

7.1.2 烧结厂设计应采用先进节能的烧结新工艺、新技术和新设备。

7.1.3 固体燃料的破碎不应选用易于产生过粉碎的设备,燃料的平均粒度应达到1.2mm~1.5mm。

7.1.4 含铁原料、熔剂、燃料应采用自动重量配料。

7.1.5 烧结配料过程中宜添加生石灰或消石灰做熔剂,并应优先选择生石灰。

7.1.6 烧结料混合过程中宜采用蒸汽、热水预热混合料。

7.1.7 包括设有固体燃料外滚时间在内的混合制粒时间宜取5min~9min,并应采用高效混合制粒设备。

7.1.8 成品筛分中应控制返矿粒度小于或等于5mm。

7.1.9 烧结过程中应选择匹配的单位烧结面积的风量和主抽风机前的负压,不应选用过大的主抽风机。

7.1.10 烧结烟气除尘应采用干式高效除尘器。

7.1.11 主抽风机宜采用变频调速。

7.1.12 烧结厂应进行余热利用设计。余热利用宜采用热风点火、热风烧结、生产蒸汽、生产热水、发电等方式,冷却机余热锅炉宜采用直联炉罩式余热锅炉。

7.2 环保


7.2.1 设计应贯彻清洁生产标准要求,并应满足现行国家标准《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》GB 28662的要求,应使用清洁的能源和原料,且应采用先进的工艺技术与设备。

7.2.2 烧结烟气中有害气体(SOx、NOx)的控制,应符合下列规定:
    1 烟气有害气体浓度低,高空稀释后能达到标准时,应采用高烟囱排放;
    2 烟气中有害气体超过国家、行业和地方规定的排放标准,或在建设地区大气环境容量不允许的情况下,应采取有效措施进行治理;
    3 引进的技术与装置,有害气体排放标准应达到或高于国内标准。

7.2.3 防尘与除尘,应符合下列规定:
    1 工艺布置应减少物料的转运次数并降低其落差,减少扬尘量;
    2 应采用粉尘产生量少的工艺、技术和设备;
    3 对生产过程中产生或散发的粉尘应采取密封和收尘措施;
    4 对废弃物的处理与堆存应防止风吹、雨淋、挥发、自燃等各种因素造成的二次污染与危害;
    5 钢铁公司的含铁粉尘泥渣应单独处理后由烧结厂回收利用;
    6 环境收尘应采用袋式除尘器、电除尘器或其他形式的高效除尘设备;
    7 产生大气污染物的生产工艺装置应设立局部气体收集系统和集中净化处理装置。所有排气筒高度不应低于15m。排气筒周围半径200m范围内有建筑物时,排气筒高度还应高出最高建筑物3m以上。

7.2.4 污水处理,应符合下列规定:
    1 烧结厂设计不应采用水冲地坪,应采用洒水清扫方式;
    2 烧结厂应无生产污水、废水排放;
    3 生活污水应经处理后达标排放。

7.2.5 噪声防治,应符合下列规定:
    1 设计应选用低噪声工艺和低噪声设备;
    2 按照工业企业厂界噪音标准,对高噪声设备应采取消声、减振或隔声等防治措施。

7.2.6 烧结厂设计应同时留有厂区绿化空间。

7.2.7 烧结厂环保设施应与主体工程同时设计、同时施工、同时投产。

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8 电气与自动化


8.1 电气


8.1.1 新建或改、扩建烧结机宜设置主电气楼,主电气楼宜布置在烧结冷却室附近并相互连通。按二级负荷供电时,应由两回路或更多回路同级电压供电;同时供电的两回路及更多回路的供配电线路中一回路中断供电时,其余回路应能满足全部二级负荷用电的要求。

8.1.2 厂内高压配电系统宜采用放射式配电型式;变电所及配电室的高压及低压母线宜采用单母线或分段单母线结线方式,分段处应装设断路器。高压配电室向变压器配电的出线开关应采用高压真空断路器;向高压电动机配电的出线开关应采用高压真空断路器或高压真空接触器及熔断器组(F-C回路)。厂内高压配电系统宜选用D、Yn11结线组别的三相配电变压器。

8.1.3 主抽风机宜采用同步电动机并宜采用软起动方式。当采用高压变频调速装置对主抽风机进行调速时,宜采用异步电动机。需要调速的设备宜采用交流变频调速装置。需频繁换向的电动机控制装置,宜采用无触点开关或交流变频器。

8.1.4 主工艺流程设备宜采用可编程控制器(PLC)控制系统,且应采用系统集中控制和单机操作方式,部分设备宜采用远程单机控制。

8.1.5 全厂应采用绿色照明设计。

8.1.6 烧结厂电气设计应实现优化供电,不得采用落后电机和变压器。

8.2 自动化


8.2.1 新建的大中型烧结厂应采用EIC三电一体的计算机控制系统,所有的过程检测参数和设备运转状态均应纳入计算机控制系统。主要的工艺过程应进行自动控制和调节。应在电气楼设置对整个烧结主工艺系统进行操作、监视、控制、报警和管理的主控室。在其他变电所设置远程站,各远程站间应以数据通信方式传达信息。过程计算机控制系统应留有与上位机的通信接口,需要时可采用上位机管理。

8.2.2 烧结厂应设置行政电话、生产调度电话,并宜采用指令对讲扩音通信、无线对讲通信。对火灾自动报警装置宜采用区域型报警系统,且火灾报警系统应与主要消防设备联动。对重要的工艺过程环节,应采用工业电视系统进行监控。

8.2.3 烧结控制系统应与钢铁公司能源管控中心联接。

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9 辅助设施


9.1 总图运输


9.1.1 烧结厂厂址宜选择在钢铁公司内,且宜靠近炼铁厂,并应节约用地和有利于保护环境。

9.1.2 烧结厂总平面布置应在满足工艺流程和防火、防爆要求的前提下,做到物流顺捷、布置紧凑、功能明确。

9.1.3 有大型设备的车间,应留有足够的场地满足其运输、安装和检修要求。

9.1.4 除尘、电力、给水等辅助设施应靠近负荷中心布置。辅助车间能合并的宜合并设置。

9.1.5 竖向布置应与总平面布置统一确定,并应与厂内相关铁路、道路、排水系统、厂区周围场地标高相适应,并应保证厂区排水畅通,防止洪涝灾害。负荷大的主要建筑物宜布置在土质均匀和地基承载力较高的地段。对于地形高差较大的厂区,宜按烧结厂功能多台阶布置。

9.1.6 厂区管线宜采用共沟、共架方式综合布置,并应满足防火、防爆的要求。

9.1.7 总平面布置应综合考虑绿化用地,可绿化的非建筑用地应进行绿化。

9.1.8 厂区内应设置通畅的道路系统,道路系统应满足运输、消防、卫生、安全、管线敷设要求。厂内道路宜采用环形布置,并宜与车间轴线平行布置,不能形成环形布置的尽头道路应设置回车场地。

9.1.9 进厂道路和主要道路宜采用双车道,用地紧张无条件采用双车道时,采用单车道宽度不宜小于4.0m。厂内道路宜采用城市型道路,道路标高应与车间标高相适应,保证车间运输要求和有利于排水。

9.2 除尘、通风、空调、采暖


9.2.1 在运输、贮存和生产过程中产生粉尘的各扬尘点,均应设除尘设施。除尘系统应降低漏风率和减少二次扬尘。

9.2.2 燃料及熔剂宜分别独立设置除尘系统。燃料除尘系统应采用袋式除尘器,除尘器的滤料应具有防静电功能;熔剂除尘系统宜采用袋式除尘器或电除尘器。

9.2.3 原料、配料、烧结及冷却、整粒和成品矿槽的除尘系统,宜根据其工序特点和粉尘性质采取集中处理方式,不具备条件时可每个工序独立设置除尘系统;除尘系统宜采用袋式除尘器或电除尘器。

9.2.4 除尘器收集的粉尘宜进入配料系统回收利用,但当工艺有要求时,也可采用粉尘外运的方式。

9.2.5 除尘器前的除尘管道在输送烧结矿、返矿、铺底料及焦粉的含尘气体时,其易受冲刷部位应采取耐磨措施。

9.2.6 烧结工艺采用二套或二套以上烧结系列布置时,各除尘系统宜与烧结系列对应设置。

9.2.7 烧结室的高温岗位,宜设置移动式喷雾轴流风机进行通风降温。

9.2.8 地下通廊及其他地下构筑物应设机械通风,换气量宜按每小时3次~5次的换气次数计算。

9.2.9 建筑物通风系统设计应符合现行国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019的有关规定。

9.2.10 厂区内对温度有要求的房间均应设置空调。

9.2.11 需要设置采暖的工程,其采暖设计应符合以下规定:
    1 工艺燃料系统的厂房内,应采用光滑易清扫的散热器。散热器入口处的热媒温度,热媒为热水时,不宜超过130℃;热媒为蒸汽时,不宜超过110℃。输煤通廊的散热器入口处的热媒温度不应超过160℃。
    2 采暖管道不应穿过变压器室,不宜穿过电气设备间,若必须穿过时,应采用焊接连接方式。
    3 电气控制室和配电室内的采暖设施宜采用电采暖,也可采用焊接连接、无阀门连接的采暖管道和散热器。
    4 采暖地区工艺的原料系统、燃料系统、混合料系统的室内环境温度不宜低于5℃。

9.3 给水、排水


9.3.1 烧结厂设计应有工业和生活给水、排水设施和消防给水设施。

9.3.2 生产给水的水量、水质应满足生产要求。生产新水的悬浮物应小于30mg/L。生活用水的水质应符合现行国家标准《生活饮用水卫生标准》GB 5749的有关规定。

9.3.3 烧结厂应设循环给水系统,循环水利用率不应低于97%。循环冷却水系统应设水质稳定处理设施,并宜设水温、水压、电导率等在线检测设施。

9.3.4 混合机添加水应优先采用回用水。当混合机添加水需要添加热水时,应优先考虑利用余热。

9.3.5 烧结厂应设置室内、室外消防给水系统,系统的设置应符合现行国家标准《钢铁冶金企业设计防火规范》GB 50414的有关规定。

9.3.6 生产车间、转运站及通廊的室内地坪清洁卫生,应采用洒水清扫地坪,洒水宜采用回用水。

9.3.7 为调节生产用水宜设置高位水箱,高位水箱应设在烧结厂最高建筑物的顶层。

9.3.8 煤气管道排水器的排水应收集后集中处理。

9.4 压缩空气设施


9.4.1 烧结工程生产所需压缩空气宜由自建压缩空气站供应,若由外部气源供应,则送至厂区交接点处的压力不应小于0.65MPa。

9.4.2 压缩空气干燥装置的选择,应根据用气品质要求与气量、当地气象条件、压缩机类型,经技术经济比较后确定。在满足用气设备露点要求的前提下,宜选用冷冻式干燥器;当用气露点要求低于3℃时,应选用吸附式干燥器;离心压缩机干燥设备宜选用余热再生型吸附式干燥器。

9.4.3 对生石灰、粉尘气力输送等用量大的间断用气用户,应就近设置储气罐或其他稳压装置。

9.4.4 螺杆压缩机宜采用联动控制,站房宜实行无人值守。

9.4.5 风冷空气压缩机的空气冷却风宜排至室外。寒冷地区,冷却风进风管应设阀门。

9.4.6 压缩空气供气主管应设压力、流量在线检测仪表,检测数据应上传至主控制室。

9.4.7 压缩空气设施的设计,除应执行本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。

9.4.8 2台及以上烧结机宜采用集中空压站供气。

9.5 建筑、结构


9.5.1 烧结厂厂房应根据生产工艺、使用功能、节能环保、当地水文地质气象资料、建筑材料的供应、施工能力等条件进行设计,且应因地制宜地采用敞开、半敞开、全封闭等建筑围护形式。

9.5.2 钢梯和栏杆的设计应符合下列规定:
    1 生产车间采用的钢梯除应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定外,钢梯的角度不宜大于45°,室外钢梯宜采用钢格栅板踏步。
    2 车间各类平台的临空周边、垂直运输孔洞以及楼梯洞口的周边均应设置防护栏杆。当临空高度小于20m时,防护栏杆的高度不应低于1050mm;当临空高度等于或大于20m时,防护栏杆的高度不应低于1200mm。钢栏杆的底部应设置高度不小于100mm的防护板。

9.5.3 全封闭的烧结冷却室屋顶应设置天窗或通风屋顶。

9.5.4 位于沿海地区或有腐蚀性介质的厂房门、窗和门、窗五金配件应采取防腐蚀措施。

9.5.5 结构设计荷载除应满足现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009要求外,还应满足生产使用、设备安装检修等荷载的要求。有动力设备的车间应考虑动力荷载对结构的影响。

9.5.6 基础应根据厂区工程地质报告确定,并应满足设备对沉降的要求。

9.5.7 抗震设防烈度为6度及以上地区的建构筑物应进行抗震设计,抗震设计应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011和《构筑物抗震设计规范》GB 50191的有关规定。

9.5.8 高温车间厂房设计应按结构件表面温度的高低采用适当的结构和材料,且对其材料强度和弹性模量应进行折减。对长期受高温作用的构件应采取隔热或冷却措施。

9.5.9 高度大于8m,跨距大于15m的运输通廊,宜采用钢结构。料仓内壁应设抗磨和防粘设施。

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10 成品烧结矿质量、计量、检验、化验与试验


10.1 成品烧结矿质量


10.1.1 高碱度烧结矿质量应符合表10.1.1的要求。

表10.1.1 高炉对高碱度烧结矿的质量要求
10.1.1.jpg


10.2 计量


10.2.1 进入烧结厂的各种含铁原料、熔剂、燃料及出厂的成品烧结矿均应设置计量和监测设备,计量设备和计量方式可根据具体条件选定。

10.2.2 水、电、煤气、压缩空气、蒸汽、氮气、氧气等能源介质应设置能源计量和监测设备,且应具有数据通信功能。能源计量和监测设备应能实时、准确、可靠地从能源计量器具上采集数据,并应传输至能源管理系统。计量、监测的项目和计量器具的配备要求应符合现行国家标准《钢铁企业能源计量器具配备和管理要求》GB/T 21368的有关规定。

10.2.3 余热产蒸汽和余热发电所需要的输入能源介质及输出并网的蒸汽、电应设置单独的计量和监测设备。

10.2.4 焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、混合煤气、发生炉煤气、天然气等气态能源的计量和监测应包括总管接口处的流量、压力、温度。

10.2.5 蒸汽、压缩空气、氮气、氧气能源的计量和监测应包括总管接口处的流量、压力、温度。

10.2.6 生活水、工业用水的计量和监测应包括总管接口处的流量、压力。

10.2.7 电的计量和监测应包括变电所入口侧的电流、电压、电度、功率、功率因数。

10.3 检验、化验、试验


10.3.1 烧结矿检验宜设置自动定时采样,并宜设置缩分、制样等设施。

10.3.2 烧结厂的各种含铁原料、熔剂、固体燃料、返矿、混合料及成品烧结矿均应定时进行物理检验与化学分析。

10.3.3 各种含铁原料、熔剂、固体燃料、返矿、混合料的物理检验与化学分析项目应包括化学成分、粒度和水分。成品烧结矿物理检验与化学分析项目应包括化学成分、粒度与强度以及还原度和低温还原粉化率等冶金性能检验。上述检验、化验可在钢铁公司检化验中心完成。

10.3.4 烧结厂设计应确定测定项目、物理检验与化学分析内容、取样制度及取样地点。

10.3.5 大型烧结厂宜设烧结试验室。

11 设备检修


11.0.1 烧结厂机械设备备件与易耗件,以及材料、油料和备件库,应由钢铁公司统一安排。

11.0.2 烧结设备的大、中、小修,应由钢铁公司统一安排,宜采用点检定修制。

11.0.3 烧结厂可设机械维修车间或检修站,也可由钢铁公司统一安排。

11.0.4 烧结厂风机转子的动平衡试验,应由钢铁公司统一进行或外协解决。

11.0.5 烧结冷却室±0.00平面宜设置台车修理场地。

11.0.6 烧结设备检修的整体装备水平,应根据烧结厂规模和设备最大件的情况确定。

12 安全、工业卫生与消防


12.0.1 烧结厂设计应包括烧结厂安全、工业卫生与消防设计。在初步设计时应单独成篇,其内容要满足国家规定的相关标准和编制要求。

12.0.2 烧结厂设计必须有防火、防爆、防雷电、防洪设施。其中点火保温炉用煤气应有自动切断保护措施,在烧嘴上方的空气总管末端采取防爆措施;机头电除尘器应根据烟气和粉尘性质设置防爆防腐设施。

12.0.3 烧结厂设计应有设备安全运转与事故防范措施。

12.0.4 烧结厂设计应有电气安全设施及安全照明设施。

12.0.5 烧结厂设计应有防伤害与保障人身安全设施。

12.0.6 不得向室内排放除空气以外的各种气体。

12.0.7 烧结厂安全、工业卫生与消防设施应与主体工程同时设计、同时施工、同时投产。

12.0.8 烧结厂设计应根据经批准的环境影响评价文件要求安装自动监控设备及其配套设施,且应与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用。

12.0.9 排气筒应设置便于采样、监测的采样口和采样监测平台。当采样平台设置在离地面高度等于或大于5m的位置时,应有通往平台的Z字梯、旋梯或升降梯。有净化设施的,应在其进出口分别设置采样口。采样孔、点数目和位置应符合国家现行标准《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》GB/T 16157和《固定源废气监测技术规范》HJ/T 397的有关规定。

12.0.10 烧结厂的防火设计,应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016和《钢铁冶金企业设计防火规范》GB 50414的有关规定。

本规范用词说明


1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
    1)表示很严格,非这样做不可的:
      正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
    2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
      正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
    3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
      正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
    4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。

2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。

引用标准名录


    《建筑结构荷载规范》GB 50009
    《建筑抗震设计规范》GB 50011
    《建筑设计防火规范》GB 50016
    《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019
    《构筑物抗震设计规范》GB 50191
    《钢铁冶金企业设计防火规范》GB 50414
    《钢铁企业节能设计规范》GB 50632
    《生活饮用水卫生标准》GB 5749
    《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》GB/T 16157
    《钢铁企业能源计量器具配备和管理要求》GB/T 21368
    《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》GB 28662
    《清洁生产标准 钢铁行业》HJ/T 426~428
    《固定源废气监测技术规范》HJ/T 397

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