年产50万吨镍铬合金节能环保建设项目投资申请报告.doc

目 录第一章 总 论11.1 项目背景11.2 项目概况51.3 结论与建议7第二章 项目建设必要性分析92.1项目规划的相关性92.2项目建设的必要性13第三章 建设选址及建设条件153.1 项目选址153.2 资源条件153.3 外部配套条件16第四章 项目定位及规划184.1 项目客源市场分析184.2定位与功能194.3 项目规划及总体布局20第五章 建设内容与工程建设方案255.1项目建设内容255.2工程建设方案25第六章 环境保护486.1 环境现状486.2 环境保护设计原则486.3 主要污染源、污染物及对环境影响的预测486.4 环境污染治理506.5项目建设期506.6项目运营期516.7 环境影响评价53第七章 节能减排547.1节能减排的设计主要依据547.2主要的能源消费的种类、来源及消费量557.3建筑节能567.4给排水节能577.5 电气节能587.6 暖通空调、动力节能587.7太阳能热水系统利用617.8结论61第八章 项目进度安排与实施管理628.1 项目的组织及建设管理628.2项目实施进度建议63第九章 投资估算、资金筹措659.1 估算的范围和依据659.2建设投资估算669.3 建设资金筹措66第十章 项目财务评价6710.1评价依据6710.2财务评价指标6710.3财务评价结论68第十一章 社会效益分析69第十二章 结论与建议7012.1结论7012.2建议7091第一章 申报单位及项目概况第一节 项目申报单位概况一、申报项目名称及承办单位1、项目名称镍铬合金有限公司年产50万吨镍铬合金节能环保建设项目2、承办单位xx亿晨镍铬合金有限公司法定代表人： 项目负责人： 联系电话： 3、项目拟建地点山东省xx市临港经济开发区二、项目承办单位概况xx亿晨镍铬合金有限公司是由太原市宇德盛商贸有限公司于2011年3月投资成立的有限责任公司，注册资本3000万元。太原市宇德盛商贸有限公司成立于2008年5月，位于太原市兴草坪区杨家村北路，至今涉入行业已有10年之久，公司注册资本5000万元，以废旧金属、镍铬合金购销、钢材、建材、电子产品、五金交电、铁矿粉销售等主要经营业务，是山西太钢股份有限公司的长期固定合作供货商。随着经营业务的进一步拓展，销售网络的不断完善，以及经营理念的不断创新及稳定的供销渠道，公司现已发展成为年销售额6亿元，产供销一条龙，多元化经营发展，信誉度良好的品牌企业。三、承办单位法定代表人简介公司法定代表人赵武庆，太原人，出生日期：1971年6月28日， 2008年创办太原市宇德盛商贸有限公司，任法定代表人兼总经理；2011年5月创办xx亿晨镍铬合金有限公司，任法定代表人兼总经理。四、申请报告编制单位承担单位：山工程咨询资格等级：甲级证书编号：发证机关：国家发展和改革委员会第二节 项目概况一、项目总体概况1、拟建地点山东省xx市临港经济开发区，总占地面积1000亩。2、建设规模与内容(1) 建设规模本项目完成之后，将年产50万吨镍铬合金。(2) 产品方案产品规格为含镍10%的镍铬合金。(3)土建本项目土建工程包括新建生产厂房、水泵房、天然气站、变电站、办公楼、科研楼、综合楼、经营楼、职工餐厅、职工公寓楼、专家公寓楼等，总建筑面积660100.8平方米。(4)技术和设备方案为保证产品质量，本项目主要设备选用技术指标先进、操作稳定、自动化水平高的先进设备。根据生产需要，本项目需要新增包括新型燃气辐射还原炉、电弧电炉等工艺设备495台（套）。(5)供电本项目动力采用35kV、0.4kV电源，照明采用0.4kV /0.22 kV电源。根据测算，项目用电负荷合计为413000千瓦，全年用电量132817万千瓦时。本项目在厂区设35kV变电站，变压器选用节能型S13型系列变压器15台及相应的配电、控制等设备，作为动力用电及保安电源。电炉车间设置车间变电室，35KV电源来自厂区变电站。变电室内设置35KV节能型单相变压器，用于电弧电炉用电。(6)供水根据工艺及相关专业提供的数据，经测算，企业全年用水量约为1138500立方米。项目新建一座水泵房，水泵房设置自动变频给水设施。厂区生产、生活、消防用水合用一个供水系统，从水泵房引出两根给水管，在厂区内成环状布置。 (7)供热本项目采暖热源来自项目余能余热回收设备，余能余热回收利用原则是“梯级利用，高质高用”。优先把高品位余能余热用于生产，低温余热用于采暖、洗浴或生活用热。(8) 空压项目空压站设置在生产车间，共设置四组，每组压缩空气量为80m3min，压力0.6MPa。压缩空气质量要求干燥、无油、无尘。按照以上要求，选用整体水冷螺杆式空气压缩机，配套过滤器、冷冻干燥器及贮罐，可以满足项目生产中对压缩空气的要求。(9) 天然气站本项目燃气辐射还原炉需使用天然气。本项目日用气量33.33万Nm3，年用气量10000万Nm3。项目新建一座天然气站，气源来自开发区管道天然气。 (10)项目定员根据项目行业特点、规模、管理方式和机构设置情况，本着精简高效的原则，确定本项目劳动定员3500人，其中技术及管理人员400人,生产及辅助工人3100人。（11）项目实施进度安排项目进度安排：投产期2年。3、项目投资及效益情况(1) 本项目总投资176620万元。其中建设投资为154640万元，建设期利息8778万元，铺底流动资金为13202万元。项目总投资176620万元，其中申请银行贷款120000万元，企业自筹56620万元。(2)主要技术经济指标本项目技术经济评价主要指标见下表: 表1-1 主要技术经济指标表序号项 目单 位指 标备 注1生产规模镍铬合金万吨/年502项目总投资万元176620其中：建设投资万元154640建设期贷款利息万元8778铺底流动资金万元132023流动资金万元440074厂区占地面积亩10005新建建筑物建筑面积m2660100.86项目定员人35007全年生产天数天3008人员工作日天2509年用电量104kWh13281710年用水量万m3113.8511年用天然气量万Nm31000012项目主要原料年用量万吨/年45013营业收入万元/年95000014总成本费用万元/年821245达产年15新增利税万元/年160966达产年16新增利润(税后)万元/年93272达产年17投资利润率%59.9618投资利税率%79.7219项目投资财务内部收益率%68.07税后20项目投资回收期年4.07含建设期、税后21盈亏平衡点%41.04达产年 二、申请报告编制依据1、产业结构调整指导目录(2011年本)；2、中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要；3、有色金属产业调整和振兴规划;4、有色金属工业长期发展规划(20062020年)；5、国家发改委铁合金行业准入条件（2008年修订）；6、建设项目经济评价方法与参数（第三版）；7、项目承办单位提供的基础资料；8、项目建设单位关于编制本项目申请报告的委托书。三、申请报告工作的范围1、项目概况，包括项目提出的背景及建设必要性；项目建设地点及配套条件；市场分析与预测；设计方案；消防、劳动安全卫生；2、发展规划、产业政策和行业准入分析；3、资源开发及综合利用分析；4、节能方案分析；5、建设用地和征地拆迁分析；6、环境和生态影响分析；7、经济影响分析8、结论与风险及对策分析。四、项目提出的背景镍铬合金是生产不锈钢等特殊钢材不可缺少的重要原料，不锈钢与合金生产领域是镍最广泛应用领域。全球约23的镍用于不锈钢生产，因此不锈钢行业对镍消费的影响居第l位。镍在不锈钢中的主要作用在于它改变了钢的晶体结构，从而改善诸如可塑性、可焊接性和韧性等不锈钢的属性，所以镍被称为奥氏体形成元素。目前全球有色金属中，镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌，居有色金属第5位。因此，镍被视为重要战略物资，一直为各国所重视。 镍铬主要成分为镍、铁、铬，同时还含有Si、S、P、C等杂质元素。目前国内厂家生产的镍铬品位主要集中在1.62.0、48以及1015。镍一般以硫化镍和氧化镍（红土镍）的形式存在于地球上，经过长期开采，地球上的硫化镍矿已日渐枯竭。科学利用国外低价氧化镍矿冶炼镍铬合金，已成为缓解我国镍矿资源短缺，增加镍铬合金产量的有效途径。随着09年全球宏观经济的逐步复苏，在我国不锈钢产量提高和镍市回暖的双重带动下，我国镍铬行业重新得到了发展机遇，并且鉴于全球镍矿资源的形势硫化镍矿逐步减少，红土镍矿开发价值大大增加，迎来一个从单纯的电解镍替代品成长为制衡镍价的一种杠杆商品的机会。但是我国镍铬产业也面临着如下问题。目前我国镍铬冶炼的主要设备分别是高炉和矿热电炉，根据2009年国务院出台的钢铁产业调整和振兴规划细则和2010年4月7号国务院关于进一步加强淘汰落后产能工作的通知，在2010年底前将淘汰300立方米及以下的高炉产能，在2011年底前将淘汰400立方米及以下的炼铁高炉。目前我国镍铬冶炼高炉主要炉容以128立方米居多，达到300立方米以上的极少，一旦国务院关于淘汰落后产能的政策真能得到彻底的贯彻，对我国镍铬行业尤其是高炉镍铬的冲击无疑是巨大，而对不锈钢行业也将产生重大影响。但是由于小高炉冶炼效率较低，污染和耗能双高，冶炼工艺落后，从行业本身的健康发展来看优胜劣汰是必然遵循的生存法则，随着国家关于淘汰落后产能、转变经济发展方式决心的一步步地落实，我国镍铬生产的新格局或许也将由此改变，镍铬生产的非焦炉冶炼技术将成为发展趋势。从七十年代以来，世界上许多国家都投入大量的人力、物力和财力研究新的非焦炼铁工艺，用以取代焦炉和高炉，其中，熔融还原炼铁技术因为其明显的优势（包括以煤代焦，流程缩短，生产灵活性大，成本低，环境友好等）得到国内外专家的关注，成为未来钢铁工业清洁生产的重点。作为一个钢铁大国，我国在熔融还原工艺方面也进行了一些研究，如东北大学和重庆钢铁研究院等单位进行过相关的研究和比较，承钢曾经立项做过实验后来资金不足搁浅。目前国内大部分钢厂的投资重点仍在高炉数量和炉容的增加。这与资源短缺、环境保护和整个炼铁工艺的变革的观念相差深远。我国的钢铁总量、资源特点和环境压力使熔融还原工艺有着非常广阔的应用前景，应该有更多的有实力的钢铁企业在此研究熔融还原炼铁新工艺方面加大投入。尽管我国钢铁行业的部分大企业都积极与国外进行洽谈，希望引进先进的熔融炼铁工艺，但高额的引进费用以及受技术条件的限制，都进展缓慢。xx亿晨镍铬合金有限公司是专业生产镍合金的企业，通过多年研究，研制出一体式熔融还原炼铁新工艺，该工艺相对于现有工艺具有以下优点：1、降低能耗，节省资源。采用此工艺，生产每吨镍铬合金节约标准煤900kg，镍的回收率达到87-92%，铁的回收率达到80%以上。2、实现清洁生产。新工艺在还原环节采用管道煤气，天然气替代焦炭助燃，并选用袋式除尘器除尘，除尘率达到98%以上，有效减少了大气污染物的排放；生产用水重复利用率为95%，实现清洁生产。3、提高镍铬合金作为不锈钢生产原料的适用性。从技术上讲，不锈钢产品对含磷量有很高的要求，作为原料的镍铬合金应该尽可能地做到低磷的水平，从冶金学角度看，在高炉中原燃料带入的磷约95%要进入铁水，转炉预处理和炼钢过程中虽可去磷，但去磷以前，矿石中的铬将先氧化进入渣中，因此必须坚持精料入炉的方针，尽可能降低产品硫、磷、碳含量。采用新工艺可以部分解决这一问题，提高镍铬合金作为不锈钢生产原料的适用性。在以上背景下，xx亿晨镍铬合金有限公司提出年产50万吨镍铬合金节能环保建设项目。五、项目的建设前景1、产品用途镍具有良好的力学、物理和化学性能，添加适宜的元素可提高它的抗氧化性、耐蚀性、高温强度和改善某些物理性能。镍铬合金是生产不锈钢和特殊钢材不可缺少的重要原料，可作为不锈钢、高镍铬合金钢和合金结构钢原料、电子管用材料、精密合金(磁性合金、精密电阻合金、电热合金等)、镍基高温合金以及镍基耐蚀合金和形状记忆合金等。项目产品广泛应用于冶金、机械、石油化工、电子、航海、航空和航天等部门。2、金属镍市场需求分析镍的主要用途是制造不锈钢、高镍合金钢和合金结构钢，被广泛用于飞机、导弹、舰艇、宇宙飞船、原子反应堆等各种军工制造业；在民用工业中，镍常制成结构钢、耐酸钢、耐热钢等大量用于各种机械制造业、石油行业。另外，镍与铬、铜、铝、钴等元素可组成非铁基合金。镍基合金、镍铬基合金是耐高温、抗氧化材料，用于制造喷气涡轮、电阻、电热元件、高温设备结构件等；镍还可作陶瓷颜料和防腐镀层；镍钴合金是一种永磁材料，广泛用于电子遥控、原子能工业和超声工艺等领域；在化学工业中，镍常用作氢化催化剂。进入2005年以后，随着不锈钢和特钢行业产能快速增长，镍的消费量也因此与日俱增。2006年，我国不锈钢产量一举超过亚洲第一的日本，达到561万吨；2009年达到880万吨；2010年上半年至547万吨，全年超过1000万吨。“十一五”期间，我国不锈钢粗钢产量翻番。2006年，我国特钢产量为1330万吨，2009年达到3500万吨。“十一五”期间，我国特钢产量增长了161.9%。在我国镍消费结构中，不锈钢占69%，电镀占15%，有色合金及铸造占8%电池占5%，其他占3%。而根据Barclay的数据，在全球镍消费结构中，不锈钢占66%有色合金占19%，电镀占8%，电池和其他占7%。中国镍消费结构与世界镍消费结构存在差异的主要原因是中国制造业耗镍量高于世界其他国家和地区，我国制造业发达，在未来几年，这种差异仍会存在。经预测，今后几年我国各行业的镍需求仍将保持稳定增长。 （1）不锈钢等特殊钢行业镍需求中国对不锈钢的需求增长旺盛，自2001 年以来，中国一直是全球不锈钢需求第一大国，在国家政策的引导下和不锈钢需求的刺激下，国企、合资企业和民企纷纷投资建设不锈钢项目， 2006年中国不锈钢产量超过日本，成为世界上最大的不锈钢生产国。目前中国的不锈钢生产能力已经达到1300万吨，占世界1/3，令世人瞩目。 目前，我国不锈钢正趋于发展旺盛期，不锈钢的消费可以分为传统领域和新开拓领域两大领域，所谓传统领域是指那些已经应用不锈钢材料多年的领域，新开拓领域就是不锈钢新进入的领域。传统领域的不锈钢消费增长是相对平缓的，但新开拓领域的不锈钢消费的增长却是突发性的、急剧增长的。正是不断开拓的新领域的出现并大量使用不锈钢材，造成了不锈钢需求增长的阶段性跨越式趋势。 中国不锈钢消费结构与发达国家有着很大的差距，待开发的不锈钢应用领域市场十分巨大。如汽车工业，国外的不锈钢应用已十分普及，日本在汽车上的不锈钢消费量已从原来每辆10公斤增加到30公斤，美国已超过40 公斤。不锈钢除用于汽车零件和装饰外，还用于汽车排气系统。日本不锈钢火车车厢已达60以上，城市交通轨道车辆应用不锈钢的前景广阔。 化肥、石化工业是不锈钢管的最大用户之一，其需求量占不锈钢管消耗总量的三分之二。目前我国化肥工业已引进28套大型尿素生产装置，拥有56家中型化肥厂和1100多家小型化肥厂，本世纪初的化肥产量将达到1.5亿吨/年标肥，目前每年缺口3000万吨。国家有关部门拟投资50亿元，新建10套大型化肥厂，并对现有几百家中小型化肥厂进行技术改造，其潜在市场十分可观。航空航天工业年需要精密不锈钢管和高温合金管200吨。而随着我国飞机制造业的不断发展和飞机综合性能的快速提高，不锈钢精密管的需求量将会有较大幅度的增加。此外，不锈钢在建筑业、家电业、环保工业、食品业、医疗业、工业设施等领域的需求量将大幅度上升。如今后510年，我国的家电产业的不锈钢需求将达到10万15万吨。还有，中国的广大农村市场，目前不锈钢还刚起步，有的地区尚属空白，而在国外，农业上的不锈钢应用已相当普遍，像印度约有75的不锈钢被加工成器皿，主要用于农村消费。中国政府将重点解决农民及低收入阶层的收入，社会购买力增强，中国农村将是最大的不锈钢市场。含铬、钴和钼的低铁镍合金，用作高温合金时，一般称哈斯特耐蚀镍基合金，在923 时的抗拉强度高达233.24MPa。含Ni30-90%铁镍合金磁导率高，因而适用电气和电子工业，例如含Ni30%、Fe70%的克菜马克斯合金。含Ni80%、Cr14%、Fe6%的合金是一种特殊耐蚀的弹簧材料，用于牙科治疗上。1Cr18Ni9Ti、Cr17Ni11MO2等一系列耐热不锈钢，热加工性能良好，在机械、医疗、国防、轻工中得到广泛的应用。我国钢铁业尽管由于国家宏观调控暂时抑制了一定的消费需求，但这属于上升阶段的新一轮调控，整体的钢材消费量仍将是稳定增长的。另外，中国的工业化与城镇化的发展也会拉动钢材的需求。中国政府倡导绿色环保政策，不锈钢美观、使用寿命长，易于回收利用，尽管一次性投入高，但按分年度折旧计算较经济是钢铁产品结构调整的方向。新一轮的消费升级将会刺激不锈钢消费量增长。目前全国不锈钢产量中，300系（铬镍系）占比超过50%，镍的成本占304冷轧不锈钢价的50%-90%。因此不锈钢行业依然是镍铬合金消费的主要领域，市场前景广阔。（2）铸铁行业镍需求镍在铸铁中有轻微的石墨化作用，可稳定珠光体和减少铁素体含量。因此，铸铁中的镍有助于取得均匀一体的结构和良好的性能。添加少量的镍（Ni0.1%1.0%）会导致形成微细的珠光体。当含镍量较高时，会形成马氏体和奥氏体。微细而稳定的珠光体，可使铸铁具有良好的加工性能和硬度。因此，加镍高性能铸铁件，可作为汽车铸件。我国制造业发达，高性能铸铁需求量大，市场前景广阔。（3）电池行业镍需求 过去10年非不锈钢应用的镍也强劲增长，年均增长率超过4%。在非不锈钢应用部门，特殊产品的应用前景看好，如新蓄电池系统、燃料电池、电磁干扰屏蔽、多层电容器等。泡沫镍、球状氢氧化亚镍以及储氢合金粉等高能电池材料以及多品种镍粉、钴氧化物粉体是动力电池材料及燃料电池用材，中国的各类电池年产量约占世界产量的13，虽然电池行业用镍量占总量的份额不大，但是其增长速度是最快的，市场前景广阔。总之，镍的需求将因其特殊性能而增加，有许多新应用，在可预见的将来增长强劲。3、镍铬市场需求分析我国为贫镍国，同时又是不锈钢、电池生产、消费大国，对于镍的需求增长较快，国内镍产品供应将面临长期短缺的局面。由于我国镍资源的缺乏，目前无论是精炼镍还是镍精矿都需要进口，2007年我国精炼镍产量11.95万吨，精炼镍进口量10.38万吨，矿产镍量只有5.5万吨，国内镍消费量的近一半需要进口，而精炼镍的原料自给率也不到50%，如果把镍矿和精镍进口量相加，则国内镍消费量70%以上需要进口来满足。由于我国镍资源供给不足，自2007年以来，中国三大钢厂太钢，宝钢，张浦用镍铬合金取代精镍生产不锈钢，每月消耗镍铬合金的总量达到50万吨，取代了原先每月消耗的2000吨精镍。因此比较而言，镍采选和冶炼能力的扩建在现阶段都没有产能过剩的后顾之忧。近年来，随着中国经济的快速发展以及不锈钢产量的急速增长，镍的消费量也跟着急速增加。随着钢铁业的发展，“中国需求”已经成了世界范围内钢铁界分析、研究预测问题必须考虑的重要因素。国内生产、生活水平的提高，使得中国不锈钢的需求形势也发生了巨大的变化，市场需求较为可观。目前国内年产不锈钢1200多万吨，按照镍在不锈钢中的平均含量为10%，镍铬合金含镍品位15%计算，可以预测出我国镍的需求情况。表1-2 国内不锈钢与镍的需求预测 (单位：万吨)需求量201020112012不锈钢119013701570镍119137157镍铬7909101050目前我国镍铬生产能力还不能满足市场需求，由此可见，镍铬合金的市场前景十分广阔。4、市场竞争力分析本项目采用进口低价氧化镍矿，同时充分利用xx亿晨镍铬合金有限公司技术优势，生产成本低。本项目产品将借助公司战略决策，技术优势、管理优势、营销优势，获得完整的竞争优势，市场竞争力强。六、建设规模及产品方案1、建设规模根据产品市场、技术和设备及企业资金筹措能力及配套条件等因素，经综合考虑，确定项目总体建设规模为：年产50万吨镍铬合金。2、产品方案产品规格为含镍10%的镍铬合金。3、产品标准质量标准：产品质量标准采用国际标准、国家标准、行业标准、企业标准及用户的特殊标准。检测标准：GB/T24198-2009；GB/T21933.1-2008；GB/T21933.2-2008；GB/T21933.3-2008；GB/T24585-2009。七、工程技术方案1、技术方案（1）工艺方案比选1)早期高炉冶炼镍铬技术小高炉工艺是最早出现的红土镍矿冶炼镍铬的技术，1875年，在新喀里多尼亚小高炉就已应用，后法国也有采用，但该法因消耗大量优质焦炭、污染严重而为人诟病。最终该工艺在市场竞争和环保压力下停止，1985年日本矿业公司佐贺关冶炼厂的最后一座镍铬高炉熄火，标志着鼓风炉冶炼镍铬技术在欧美、日本等发达国家寿终正寝。前几年我国快速发展的不锈钢生产拉动了镍铬需求，在高镍价、低价焦炭、低环保门槛的条件下，部分投资者利用钢铁产业政策淘汰的炼铁高炉冶炼镍铬，获得暴利。但随着焦炭价位回归合理、镍价下跌和环保政策落实，目前高炉镍铬企业大部分已停产。高炉冶炼镍铬技术必将被淘汰的主要原因是： 原料适应性差、高炉无法大型化适用“高铁低镁(低镍)”红土镍矿，当红土矿含镍1.5、含铁35时可得到含镍约  4的低镍生铁。如果用低铁高镁(高镍)矿，高炉渣量大、粘度大炉况顺行难以保证。由于炉料强度低，只能采用小型高炉(矮高炉)生产镍铬。 产品质量难以符合炼钢要求高炉含镍生铁品位低，一般在28，大多在5以下，冶炼不锈钢时需要配合加入较多的镍板，这提高了单位原料镍的成本。该工艺焦炭、熔剂的用量大，P、S大部分进入产品，镍铬品位低、   (S)、(P)含量高，增加了不锈冶炼的负担。 生产工艺不稳定   镍铬的成分波动大，不易控制，难以大批量稳定供货。 焦比高   生产含镍2的镍铬，每吨镍铬的焦炭消耗大于1.0t；生产含镍5的镍铬，每吨镍铬的焦炭消耗量约2.0t。 污染严重   除去传统高炉污染，氟化物的污染更严重。为保持高炉顺行，必须加入萤石以提高炉渣流动性，萤石加入量占炉料总量的815，国内镍铬小高炉没有脱氟设备，全部放散，对人和环境伤害巨大。2)国际上目前采用的冶炼镍铬技术国际上目前普遍采用熔融还原炼铁技术。所谓熔融还原炼铁，是指非高炉炼铁方法中冶炼液态热铁水的工艺过程。其技术思想是希望发展一种无需铁矿石造块又不使用昂贵冶金焦炭，既能生产高质量铁水又无环境污染的理想冶炼工艺。目前，国外大型钢铁企业都把先进适用的熔融还原炼铁技术作为开发及应用的重点。熔融还原炼铁技术的明显优势主要体现在以下几点： 熔融还原工艺不使用焦炭，不需建焦炉和化工设施，对环境的污染极小。为实现钢铁厂清洁生产、保护环境创造了条件。焦煤资源少，且分布不均匀，炼铁不用焦煤有利于钢铁工业可持续性发展。 熔融还原炼铁流程短，投资少，具有降低生产成本的潜力。根据含铁原料预还原的程度不同，熔融还原炼铁工艺可分为一步法和二步法两类。一步法是将含铁原料先熔化然后还原，早期的熔炼发明专利大多数为一步法，因为它流程短、投资少，可以处理高磷铁矿。一步法的缺陷主要有两个：一是熔融氧化铁的腐蚀性极强，可使任何耐材迅速腐蚀成炉渣，炉衬寿命很短。二是熔融氧化铁还原时产生的高浓度的一氧化碳的能量无法有效回用于炼铁，吨铁煤耗达3000千克，煤气净化输利用的热效率不高。二步法利用熔融氧化铁碳热还原产生的含大量一氧化碳的高温煤气，将含铁原料预还原成金属化率较高的海绵铁（DRI），然后DRI在熔融还原炉中完成终还原和渣铁分离。目前，国际上先进的熔融还原炼铁工艺主要是二步法，研究和开发的重点主要包括 COREX熔融还原技术、Finex粉矿熔融还原技术。二步法在利用还原反应产生的高温一氧化碳热能方面具有一定的降低生产成本、节约资源和能源优势，但由于存在预还原反应器，使整个流程结构复杂，往往需要庞大的附属设备（如庞大的制氧和自备电厂以及煤气脱除CO2循环再利用设备等）。这不符合目前短流程的发展趋势。HIsmelt熔融还原技术是目前另一极具生产前景的熔融还原炼铁技术，采用的是改进的一步法。它是一种直接使用粉矿、粉煤和1200摄氏度热风（不用氧气，用22立方米/吨天然气）的铁浴熔融还原炼铁法，工艺流程如图4所示。HIsmelt的优点是结构简单，炉体体积和高度较小，投资成本和维修成本低，工艺无需烧结和炼焦，环保水平较高。但HISmelt法同时存在自身明显的缺陷，如HIsmelt熔融还原为低压操作，大量高温含尘煤气热能难以回收利用，吨铁能耗高，高温低热值尾气成为该工艺的“鸡肋”，炉衬腐蚀快，一代炉龄仅1218个月。因此，总体上说，尽管HIsmelt在直接利用粉矿、粉煤冶炼对钢铁业者有着较大的吸引力，但该工艺要想实现工业化生产，在热煤气利用、CO二次燃烧并将热量有效传递给熔池，提高设备利用率及降低炉衬成本方面还有很长的路要走。3）项目采用的工艺技术针对目前国际上各种冶炼镍铬技术存在的优缺点，xx亿晨镍铬合金有限公司研制出节能环保的新型直接还原炉工艺-“一体式熔融还原新工艺”。受山东省科技厅委托，山东省教育厅于二0一一年七月十二日在济南主持召开了由山东大学和xx亿晨镍铬合金有限公司承担的“一体式熔融还原炼铁新工艺”项目技术鉴定会，鉴定认为：“一体式熔融还原新工艺”属于国内首创，并达到国际先进水平。新型直接还原炉取代了回转窑焙烧工艺，再通过电弧电炉对还原炉料熔炼制取镍铬合金。新型直接还原炉工艺与传统的镍铬加工工艺相比，集合了高温热装生产效率高、还原质量好和大型电弧电炉熔炼速度快、产品质量容易控制、能耗低、烟气小易收集和处理、环保效果好的优点，综合技术经济效果优于其他制取镍铬合金工艺。与其他制取镍铬合金工艺相比，本项目的工艺主要有以下几个方面的技术特点：1）采用新型直接还原炉，电弧炉进行还原熔融处理，生产效率高，镍金属回收效率高，回收率大8792%以上，有利于生产成本下降。2）节能：比其他生产工艺节约煤炭3050%，节电3050%3）采用新型直接还原炉加电弧炉，可以高温直接装料，（无需预热）在1300以上出炉直接进入电弧炉，继续加热融化，即提高了燃能的利用率，又减少了烟尘收集处理装置的数量和烟气输送管道的长度，降低了烟气处理设备的费用和项目建设成本。4）取代了原镍铬生铁烧结与高耗能矿热炉及高炉的冶炼。5）环保：压球灌装无粉尘，热能反复利用，体积小，占地少，可以立体操作。（2）项目工艺特点1）原料燃料适应性广。对矿石的粉粒度要求不高，可适用于高品位或低品位红土镍矿的冶炼，也可适用于高磷铁矿的冶炼。还原剂可采用过褐煤、烟煤和无烟煤；燃料可用各种煤气、天然气、石油液化气。  2）节能环保，循环利用。一般原料水分较多，料场和筛分破碎运输的过程中不产生粉尘，尾气的物理热值再送往原料场重新利用；尾气中的一氧化碳送回热炉内做燃料。炉渣水淬后成为建筑工业原材料，电炉精炼后的尾渣可铺路或制作水泥。还原过程中，炉料处于全封闭，环保节能。3）生产效率高，电能损耗低：直接还原得到的海绵铁热料入电炉。相对于传统的冷料入炉，该工艺节省了大量的物理热和化学热，显著降低了电能和还原剂的消耗，提高了生产效率。 4）设备简单、操作容易，生产规模和生产能力可通过调节还原室个数灵活控制。（3）技术先进性1）提出了一体式熔融还原炼铁新工艺，该工艺原料燃料适应性广，即可以实现熔融还原炼铁制备高温铁水直接进行水淬，又可以直接还原制备海绵铁，热装入电炉。整个工艺生产效率高，电能和损耗少，在环保方面具有明显优势。2）发明了结构独特的封闭式热炉，其还原器分室设计实现了高温还原气体一氧化碳的循环利用，其生产规模和生产能力可通过调节还原室个数灵活控制。3）将该工艺应用于高品位红土镍矿的冶炼，镍元素的回收率达99.9%，产品品味高，有害杂质少。冶炼过程中，对环境没有污染，节约能源，生产成本比目前的“回转窑-矿热炉”工艺降低了35%。 （4）生产工艺流程简图配料 粉碎 混料 成型 烘干 入窑 还原 出窑 冷却 检验 入库 入炉精炼调质出炉检验入库（5）工艺流程简介镍矿石经破碎筛分，与石灰石、碎焦、电炉收尘返料按一定比例进行搅拌，混合均匀后，压球经胶带输送机运送至还原炉，高温还原，在高温下直接装入电弧炉，进行加温熔炼。生产过程主要工艺条件的控制有如下5项：1）二次燃烧率二次燃烧率=（CO2+H2O）/ （CO+H2+CO2+H2O）当熔融还原生成的CO和H2在炉膛内二次燃烧时，能放出大量的热，这部分热如果能被充分用到还原室内发生的还原吸热反应，则可有效地降低燃料消耗，改善煤气的利用率，表现为较高的生产率。为了提高一氧化碳的二次燃烧率，本工艺采用的是封闭式还原器的分室设计，将一氧化碳的燃烧热通过热辐射等方式循环利用。并回收剩余煤气再次用于炉膛内的二次燃烧。用煤条件下的二次燃烧率可达70，试验表明应用二次燃烧能与富气煤使用范围相结合，得到低能耗。2） 热传递和热效率。热由气体传至还原器，以及热在不同还原器中的快速传递的关键技术是还原器的分室设计。还原器不同分室之间的距离是煤气室中的关键工艺参数。还原反应产生的一氧化碳在炉膛内快速燃烧，放出的燃烧热以热辐射以及热对流的方式快速传递到另一个还原器分室，分室间的距离不能过大或过小，应以还原器的升温速度为参考。熔融还原工艺条件下必须得到8090的热效率；而两还原分室达到平衡的时间与分室内装料的重量大小有关。3）防止再氧化。C02+H20的含量超过再氧化的平衡条件，会使铁液再氧化。在Fe-FeO-CO2平衡条件下，再氧化度随二次燃烧率增加而迅速增大。依据热力学和动力学条件，有许多方法可以防止铁的再氧化。如矿石的粒度和孔隙度、温度、还原剂气体的组成、压力。根据固态碳还原氧化物的热力学原理，在固态碳存在的条件下，在较高温度下（1273K）,CO2实际上是极少的，再氧化反应仅能出现在较低温度下。4）炉衬寿命。高Fe0渣对炉衬的严重侵蚀一直是影响熔融还原工艺开发的关键技术和经济因素之一。高二次燃烧率产生的气体温度越高，对耐火材料的要求就越苛刻。解决该难题的关键方法是使氧化铁还原反应发生完全，降低FeO中间产物的生成，同时控制炉内气氛，使一氧化碳的二次燃烧率充分提高，该热量迅速辐射到低温的还原分室去，整个炉膛内的最高温度控制在1350摄氏度。5）气体除尘、改质、回收和利用。这些方面都有一些重要技术问题，并影响燃烧、能耗、生产率等技术经济指标。气体除尘的关键技术是在高温高压下，使气体中的烟尘再次吸附到炉渣中。2、设备方案为保证产品质量，项目主要设备选用技术指标先进、操作稳定、自动化水平高的先进设备。主要生产设备见下表：表1-3 主要工艺设备明细表序号设备名称规格/型号数量（台）单价(万元)总价(万元)1筛分机307.62282引风机SJ4500-1.33/0.89909.68643布袋除尘器HSH-4000158412603渣罐车0.2m3502512504鼓风机SJ4500-1.33/0.8985405起重行车30t842016806混料机3082407提升机T5-15A175858斜桥卷扬机8171369输送机DS540152842010铲运机50B-201836011破碎机RP1200155.147712电弧电炉30MW159601440013布袋除尘器HSH-200082520014电弧炉变压器NRSSP-25000/35153654015固定组合式电炉高压控制系统XGN-35/PGL-34G152436016新型燃气辐射还原炉550m33018125436017制球机YQJ-103030900合计495774003、主要工艺设备说明新型燃气辐射还原炉是一步法熔融还原炼铁新工艺中最重要的组成部分。（1）工艺原理将简单成型团块（矿粉、煤粉、熔剂）从给料口间隔一定时间依次分别送入炉内还原器A、B、C室。A室首先进行直接高温熔融还原，还原反应产生的高温一氧化碳被收集进入炉膛（燃烧室）内，与氧气发生二次燃烧释放热量，通过热辐射和热对流效应使还原器B室快速升温，引发B室的铁矿石发生还原反应，B室中产生的高温一氧化碳再次被收集进入燃烧室内，与氧气燃烧放出大量的化学热能，从而引发C室中铁矿石的还原反应。炉膛内剩余的高温气体从引风机引出，一方面利用其物理热能烘干原料，一方面将这部分高温气体从助燃风机再次进入炉膛，达到一氧化碳的充分燃烧。在发生反应过程中，炉中的气氛可以通过观察口观测，并通过微调煤气（或天然气）的使用量及时调整。 图1 还原炉内结构示意图（2）新型还原炉主要创新点1）结构独特的还原器分室设计：目前国际上正在研发的熔融还原炼铁工艺发生终还原的部分为熔融气化炉或铁浴炉，如图1所示。还原器为一个整体的反应空间。在这个空间中，Fe和炉渣和一氧化碳的二次燃烧均在同一炉腔内进行。本项目从提高还原剂的利用率的思路出发，对传统的还原器进行了改进，结构示意图如图2所示。该独特的还原器分室设计可以有效地将还原反应生成的高温CO的物理能和化学能通过热辐射和热对流的传递方式快速地传递