年產7萬噸巖棉生產線科研報告

1.3項目背景

1.3.2項目建設的有利條件

（1）利用鋼廠的爐渣生產巖棉，具有再生資源利用、生產成本低的顯著特征。

（2）利用西格馬巖棉加熱電爐生產線生產巖棉，具有環保、節能、生產成本低的顯著特征。

（3）在西格馬以資源共享合作共贏+區域授權的全產業鏈盈利模式下，與鋼廠合作建設巖棉生產基地，即利用了鋼廠的資源，又可以充分發揮西格馬巖棉電爐生產線低成本優勢。

（4）西格馬巖棉加熱電爐生產線與中船重工第七零二所合作項目，也是國內***的、原創發明的電爐新技術，依托西格馬和中船重工的設備優勢和銷售平臺，可以減少投資風險。

1.3.3項目關鍵技術的來源和水平

（1）巖棉生產項目依托西格馬巖棉加熱電爐生產線與中船重工第七零二所合作項目，也是國內***的、原創發明的電爐創新技術，其具有環保、節能、可再生資源利用、綠色制造的顯著特征。

（2）西格馬巖棉加熱電爐生產線是一種利用傳統技術的生產新工藝，上料、預熱、熔化、溢流工藝具有全自動無人值守的現代化智能制造生產線，設計理念新穎，噸棉生產成本同比降低300-600元，具有較大的競爭優勢，西格馬與中船重工合作的進行了年產3萬噸中試生產線試驗，達到了預期效果；由西格馬發起的***條年產3萬噸巖棉加熱電爐生產線已經在江蘇南通立項建設，預計2019年9月投產。

（3）國內***技術水平：該項目的技術水平定位為國內***技術水平，下列技術特點遠優于其他生產方法，其具有熔化爐熔體溫度***低（1400-1500℃）、液體熔渣溫度均勻性（±10℃）***好，液體熔渣質量成分***均勻（酸度系數±0.08），液體熔渣流速可控性（±0.1噸℃）***好，噸棉消耗***低、成本***低。

1.4項目建設規模

2012年3月10日國家工業和信息化部發布《巖棉行業準入條件》，準入條件所稱巖棉，是指以玄武巖、輝綠巖等天然巖石為主要原料，質量符合GB/T25975《建筑外墻外保溫用巖棉制品》的巖棉制品。

該標準規定，新建巖棉項目總規模不得低于4萬噸/年，單線規模不得低于2萬噸/年。改擴建巖棉項目單線規模不得低于2萬噸/年。鼓勵建設單線3萬噸/年及以上的項目。

本項目共建設6條生產線實現年產4萬噸建筑外墻防火保溫巖棉板，總投資3.5億元，建成后年產23萬噸巖棉板，年銷售收入8.05億元，分三期建設，一期建設一條年產3萬噸生產線，二期建設二條年產4萬噸生產線，第三期建設三條年產4萬噸生產線

1.5項目產品

2012年國務院3月10日國家工業和信息化部發布《巖棉行業準入條件》：新建巖棉項目總規模不得低于4萬噸/年，單線規模不得低于2萬噸/年，新建和改擴建巖棉項目應使用清潔燃料，嚴禁使用發生爐煤氣，鼓勵使用電爐。

1.6項目實施

1.9五大比較技術優勢

1.9.1、綠色環保優勢：

與沖天爐比較無需焦炭、天然氣、液氧，與STM電爐比較無需焦炭、天然氣、液氧啟動，熔池溫度***低、***節能、能耗***低，因此，西格馬電爐是國內***節能、綠色環保產品。

1.9.2、智能制造優勢：

從側翻汽車原材料入場開始到產品包裝實現整條生產線無人在線值守，通過一系列在線傳感器和PLC控制智實現能檢測、智能控制、整條生產線全自動化，智能制造的核心技術主要體現在無人值守全自動化上料系統、無人值守全自動預熱系統、無人值守全自動溢流通道系統、全自動均質調速調溫系統。

1.9.3、節能降耗噸棉生產成本***低優勢：

國內電力過剩、淘汰高能耗火電、提高綠色環保電力是國務院去產能政策，利用剩余過剩電力資源是西格馬電爐的核心優勢之一，西格馬電爐還可以利用熱熔渣、可以利用冷爐渣、可以利用固廢爐渣、可以利用其他可再生資源生產巖棉；無論與沖天爐比較、還是與STM電爐比較，西格馬電爐的噸棉生產成本可以降低400-600元，噸棉生產成本低是西格馬電爐的***大***核心優勢。

1.9.4、區域授權+全產業鏈服務盈利模式優勢：

西格馬充分考慮巖棉行業同質同工藝無序價格競爭的銷售業態，主張采用區域授權的全產業鏈盈利模式，可以提高巖棉生產企業的后顧之憂。

1.9.5、技術性能指標國內***優：

年產3萬噸巖棉熔化爐熔體性能

熔化爐***大產量：5.0-5.5 t/h

熔化爐出水溫度：1400-1500℃

熔化爐流量范圍：5.0-5.5 t/h（可控）

熔體酸度系數： 1.6-2.0（酸度系數）

熔體流速均勻性：±0.2t/h（可控）

熔體溫度均勻性：±10℃

熔體質量均勻性：±0.1（酸度系數）

離心機出棉率：提高10-15％（同比）

二、項目原材料和產品方案

原料成分

2.1.1高爐渣

表2- 1 高爐渣的主要成分/%

2.1.2玄武巖

相關國家標準中，沒有對巖棉產品的化學成分做出相應的規定，僅對酸度系數、物理參數做出了詳細的規定，因此，巖棉的化學成分不是人們關注的焦點。巖棉的酸度系數與巖棉的成分的關聯度較大，一般來說，巖棉的主要化學成分以及玄武巖、白云石和礦渣的成分分析，

表2- 2 玄武巖的主要成分/%

2.1.3白云石

表2- 3 白云石的主要成分/%

各種原料水分含量<2％。

2.1.4原料粒度要求：

玄武巖     0～8ram；超粒度范圍<10％；

礦渣       0～8mm；超粒度范圍<10％；

白云石     0～8mm；超粒度范圍<10％；

2.1.5粘結劑要求：

 酚醛樹脂

固含量（普通未做預反應樹脂）：≥34.0%

25°下的PH值：7.2~9.0

游離醛：8.0~9.5%

水溶性：40倍，1分鐘

比重（普通未做預反應樹脂）：1.135~1.160

游離醛：<1.3%

運輸溫度：<20^C

氨水

濃度：25%

氨含量：>24.5%

憎水劑

憎水效果以產品憎水率來判斷

德國瓦克：BS1042或5137；美國道康寧：HV490

防塵油

固含量：國產：>48.5%

25°下的PH值：4.50~8.00

粘度：30~100cps

與粘合劑兼容性：無漂油

穩定性：浮層<10mm

廣州市顯榮積達貿易公司：比利時GOVI，GARO217S

蘇州康諾，蘇州中元

硅烷偶聯劑

比重：1.010~1.028

25°C下的PH值：11~13

KH550或A1100

2.1.6包裝材料要求：

卷裝聚乙烯收縮薄膜

厚度：              0.07～0.08

熔融指數：          0.2～0.39/10分鐘

縱向收縮率（％）：   60～70

橫向收縮率（％）：   10～30

寬度：              產品寬度＋400mm

2.2產品方案

本項目的產品方案主要在建筑行業上的應用，實際生產中，可根據市場需要，調整產品品種及產量。

2.3產品的技術指標

平均纖維直徑：       4～6um

渣球含量(>0.25mm)    ≤6％

(>0.O63)     ≤30％

熱荷重收縮溫度：     ≥600℃

導熱系數(70±5℃)    ≤0.044Wm.k

不燃性：              不燃

產品厚度：            30～200mm

產品密度：            40～200kgm3(分別適應不同厚度的產品)

平方米重：           3—15kgm2

2.4項目產品標準

產品質量符合國家標準：

GB/T11835-2007《絕熱用巖棉、礦渣棉及其制品》

GB/T19686-2005《建筑用巖棉、礦渣棉絕熱制品》

GB/T25975-2010《建筑外墻外保溫用巖棉制品》

工藝流程和物料計算

3.1本項目生產工藝流程如圖3- 1所示。

圖3- 1 本項目巖棉生產工藝流程圖

3.2物料計算

3.2.1熱平衡計算

相關國家標準中，沒有對巖棉產品的化學成分做出相應的規定，僅對酸度系數、物理參數做出了詳細的規定，因此，巖棉的化學成分不是人們關注的焦點。巖棉的酸度系數與巖棉的成分的關聯度較大，銷售過程中，很多銷售人員總是以玄武巖的成分多少來表述巖棉的質量，既不準確也不科學；一般來說，巖棉的主要化學成分為二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化鎂，按照實際生產過程中的原材料比例推算的巖棉成分為：

巖棉的主要成分/%

CaO-MgO-SiO2-Al2O3系相圖如下

一般來說，理論和實踐相結合的方法認為巖棉熱熔渣的密度為2.8~2.90g/cm2,熔點因成分不同差別較大，一般來說，含上述成分的物料熔點為1300-1450℃，理論上見上面的渣系相圖。

根據爐渣平均比熱的加熱升溫計算，以一次加入5000公斤物料計算如下：

下表中爐渣1300℃的平均比熱為1.3632KJ/（kg·℃），1500℃的平均比熱為1.3406KJ/（kg·℃），從800℃加溫到1500℃的平均比熱按1.3519KJ/（kg·℃）計算，5000kg液態渣升溫所需能量為：

1250×1.3519×（1500-800）=1182912.5（KJ）=328（KWh）

1KWh=3600KJ

那么加熱1.25噸液態爐渣從升溫從800℃加溫到1500℃所耗電量約為328KWh的電，為了每次新加入的較低溫度的物料不影響熔池內的現有液態爐渣1450℃連續流出，并且要盡快升溫到1500℃，當爐內仍有14噸1500℃液態渣，再加入1.25噸800℃物料時，爐內的料會很快降溫，降低的溫度不能太多，如果，混合后的溫度為t，則

由公式 Q=Cmt 進行計算，計算時仍按平均比熱1.3519KJ/（kg·℃）計算。

15000×（1500-t）=1250×（t-800）

由此解得t=1446℃，熱熔渣仍處于流動性很好的狀態。

當爐內有10噸1500℃液態渣，再加入1.25噸800℃物料時爐內的料會很快降溫，那么混合后的溫度為t，則

由公式 Q=Cmt 進行計算，計算時仍按平均比熱1.3519KJ/（kg·℃）計算。

10000×（1500-t）=1250×（t-800）

由此解得t=1422℃。該溫度下的熔融渣仍然不大影響渣的流出。

當爐內有8噸1450℃液態渣，再加入1.25噸800℃物料時爐內的料會很快降溫，那么混合后的溫度為t，則

由公式 Q=Cmt 進行計算，計算時仍按平均比熱1.3519KJ/（kg·℃）計算。

8000×（1500-t）=1250×（t-8000）

由此解得t=1405℃。該溫度下的熔融渣就有可能影響渣的流出，所以對于渣系相溫度較高的渣可適當增加加溫時間。

綜上所述，熔池的容積=15000÷2900=5.17m3

計算結果為：

熔池容積=4m（長）×2m（寬）×0.6m（高），可存放15噸1500℃熱熔渣。

物料入爐溫度為800℃

3.2.2熔化爐能源消耗計算

把1.25噸液態爐渣從升溫從800℃加溫到1500℃所耗電量約為328KWh，加熱時間為45分鐘，加熱功率為：

328×60/45=437KW

年產3萬噸生產線每年生產7920小時（11個月），每小時的成品產量為3.78噸，離心機的成棉率為75％計算，每小時需要的熱熔渣為5噸。

一般來說，變壓器的總容量=437×4÷80％÷85％=2570KW

根據經驗計算變壓器的總功率為2600-2800KW為宜。

3.2.3預熱爐能源消耗計算

生產線主要設備

4.1生產線工藝設備概述：

4.1.1巖棉生產線以玄武巖、白云石、礦渣為主要原料，按工藝配方分別稱量后送入預熱爐、熔化爐，熔化后經前爐、活動流槽導入離心機，牽引成纖維，并將混合粘結劑的纖維吹送至集棉機。纖維在鼓式集棉機上形成初棉氈，經高速輸送機、擺錘輸送機在接收輸送機上形成多層折疊結構形式的均勻棉氈，通過預壓、打褶，進入固化爐，氈層在固化爐內被上下網孔鏈板加壓定型、固化，形成具有一定厚度和強度的連續板氈，再經冷卻段、邊料切割回收、縱切機、測長裝置、飛鋸橫切、皮帶輸送機、包裝機等設備加工成所需規格品種的合格產品。

4.2電爐上料系統技術描述

4.2.1儲料倉

使用側翻汽車運輸物料，汽車進入卸料平臺，自動側翻將物料倒入出料倉內，備用，儲料倉設置有帶振動裝置的自動出料口，從出料口流出的物料直接流入日料倉。

4.2.2日料倉

日料倉主要用于稱量物料，日料倉根據控制信號自動稱料出料，流出的物料直接流入上料漏斗。

4.2.3斗式輸送機

斗式輸送機用于自動輸送物料，被輸送的物料直接進入預熱爐頂部。

4.2.4料場粉塵處理系統

料場的儲料倉等部位均設置有粉塵處理系統。

4.2.5全自動無人值守上料控制系統

物料從汽車側翻到物料進入預熱爐頂部，不需要專人值守，所有控制電源通過西門子PLC系統實現全自動控制。下圖為無人值守送料系統設計圖：

4.3巖棉加熱電爐技術描述和技術規格

4.3.1預熱爐系統

（1）預熱爐主要用于原材料的烘干、預熱、加熱、升溫，預熱爐通過進料系統間歇式進料、通過時間和流量控制實現間歇式出料，進料溫度為室溫，出料溫度為800-1000℃。

（2）預熱爐供貨說明

4.3.2二次分散加料系統

（1）二次分散加料系統主要用于原材料的二次粉料，使物料均勻分布在熔化爐內，每個熔化爐設置6個進料口，通過插板閥和PLC控制實現自動分散進料。

（2）二次分散加料系統供貨說明

4.3.3熔化爐系統

（1）熔化爐主要用于經過預熱的原材料的加熱、熔化、升溫，熔化爐通過二次分散進料系統間歇式進料、通過電氣控制實現原材料熔化、升溫，加料的同時，熔化爐內液態物料液面升高，液態物料通過溢流口自動間歇式出料，進料溫度為800-1000℃，出料溫度為1400-1500℃。

（2）熔化爐供貨說明

4.3.4均質均溫調速系統

（1）均質均溫調速系統主要用于經過熔化的液態物料的加熱、控溫、均質、調速，均質均溫調速系統通過加熱系統、控制系統、通過電氣及自動化控制實現液態物料的再加熱、再控溫、均質和調速，實現液態物料的液體成分更均勻、出水溫度更均勻、出水流速更穩定；熔化爐內的液態物料流入熔化池的同時，熔化池內液態物料液面升高，液態物料通過溢流口和高溫擋板閥控制液體流速，實現穩定流速出料，進料溫度為1400-1500℃，出料溫度為1400-1500℃。

（2）均質均溫調速系統供貨說明

4.3.5溢流通道系統

（1）溢流通道系統主要用于經過熔化的液態物料的加熱、控溫、順暢流出物料，溢流通道系統通過加熱系統、控制系統、通過電氣及自動化控制實現液態物料的再加熱、再控溫、放止液態物料凝固，實現液態物料的順暢流出物料；熔化爐內的液態物料流入溢流通道后，熔化池內液態物料液面升高，液態物料通過溢流口自動流入溢流通道，溢流通道有一定坡度，通過重力作用和液體流動性自動流入均質均溫調速系統，進料溫度為1400-1500℃，流出溫度為1400-1500℃。

（2）溢流通道系統供貨說明

4.3.6活動溜槽系統

（1）活動溜槽系統主要用于經過加熱、控溫、均質、調速的液態物料的再加熱、再控溫、液態流柱的位置調整，順暢流入離心機，活動溜槽系統通過加熱系統、控制系統、通過電氣及自動化控制實現液態物料的再加熱、再控溫，放止液態物料降溫、凝固、阻塞，實現液態物料的保溫和順暢流流入離心機；活動溜槽的位置可以通過人工調整，確保位置準確；活動溜槽的保溫系統有利于減低流出液體的迅速降溫、減少熱損失、降低熔化池的溫度，有利于整套系統的節能，活動溜槽有一定坡度，通過重力作用和液體流動性自動流入離心機，活動溜槽的加熱保溫溫度為1100-1120℃，液體流出溫度為1400-1450℃。

（2）活動溜槽系統供貨說明

4.3.7變壓器系統

（1）變壓器系統是有若干個干式變壓器組成的一個電力變壓系統，主要作用是為加熱元件提供相應的電流和電壓，滿足加熱元件的加熱效率。

（2）變壓器系統的供貨說明

4.3.8自動控制系統

（1）自動控制系統有若干個控制器組成，包含電氣控制、動作控制，主要作用為控制發熱元件發熱，以保證電爐的溫度符合生產和設計要求，通過動作控制實現生產線的自動化。

（2）自動控制系統的供貨說明

4.3.9粉塵、煙氣處理系統

（1）電爐粉塵主要為預熱爐爐頂的除塵和煙氣的除塵，除塵和煙氣的除塵通過設置在爐頂的布袋除塵器除塵。

（2）粉塵和煙氣處理系統的供貨說明

4.3.10年產3萬噸巖棉熔化爐熔體性能

熔化爐***大產量：                   4.8-5.5 t/h

熔化爐出水溫度：                   1400-1500℃

熔化爐流量范圍：                   4.8-5.2 t/h（可控）

熔體酸度系數：                     1.6-2.0（酸度系數）

熔體流速均勻性：                   ±0.2 t/h（可控）

熔體溫度均勻性：                   ±10℃

熔體質量均勻性：                   ±0.1（酸度系數）

離心機出棉率：                   提高10-15％（同比）

4.3.11巖棉加熱電爐尺寸圖、數據

巖棉加熱電爐位于第三層，占地面積為20m（長）×16m（寬）×23m（高）；

預熱爐位于第四層，占地面積為

電爐總功率為5600KW，380V,50HZ;

***層和第二層為集棉機占用的高度，***層高4370mm，第二層高2630mm

第三層高4960mm，第四層高度為13960mm，總高度為24960mm。

巖棉加熱電爐耗電量為850-1000度電/噸棉；

巖棉板生產線耗電量為300度電/噸棉，整線耗電量為1150-1350度電；

電爐熔池的壽命為1-3年；

加熱元件的壽命為4-6個月，噸棉消耗小于30元；

加熱管的壽命為6-12個月，噸棉消耗60-80元；

電器元件的保修期為1年，一年內免費維修。

4.4巖棉板生產線主要設備技術描述和技術規格（采用702所整套生產線）

4.4.1成纖系統

4.4.18巖棉生產線生產產品規格表

生產線產品規格符合下表：

 纖維主要特點

生產的產品在酸度系數≥1.8時，能滿足下列要求：

      纖維直徑 ：5~7微米

渣球含量：6~8%

導熱系數W/(m.k)：≤0.043

十、技術經濟分析

（說明：以下技術分析以年產7萬噸測算結果）

10.1工程概況

10.1.1建設規模

本項目建設規模為7萬噸，分兩期建設，一期建設一條年產3萬噸生產線，二期建設一條年產4萬噸生產線。

10.1.2投資估算

本項目的投資概算為：（1）年產7萬噸建設廠房面積10000平方米，倉儲房面積為5000平方米，***期建設廠房面積10000平方米；（2）辦公室面積為2000平方米；（3）總占地面積為30畝；（4）廠區公共建設有道路、綠化、圍墻、大門、水、電、消防、安全等基礎項目；（5）電力設施包含生產變壓器（7500KW）、電源柜；（6）生產線整套設備包含上料、電爐生產線（含環保）、標準巖棉板生產線（含環保）、包裝設備、檢驗設備、水系統設備、其他輔助設備等；（7）流動資金。

投資估算表：

10.2基礎數據

10.2.1產品方案及售價

表12-1產品方案

說明：本項目規劃產品總產量7萬噸/年，按照巖棉板統一價格計，不同區域不同質量的價格都不一樣，市場銷售價格為3000-3800元/噸，達產年銷售收入為21000 -24500萬元。

10.2.3稅金

內銷產品增值稅13％，城建稅和教育費附加分別為增值稅的7％和5％，計算時采用“銷項稅法”計算實際稅金，所得稅稅率為25％。

10.2.4定員及工資標準

項目定員工人按82人計，工人人均工資及附加按6萬人·年。管理人員按30人計，人均收入及附加9.6萬年·人。

10.2.5房屋及設備折舊

房屋及構筑物按20年折舊，機器設備按10年折舊，殘值率為5％。其他無形資產按10年攤銷，其它按5年攤銷。

10.3財務測算成本費用說明

10.4測算結果

取樣說明1、在財務分析表分析的情況中，從目前的市場情況看，二年稅后的內部投資收益率為91.75％，具備一定的經濟效益。

取樣說明2、本測算依照銷售價格為3000元/噸計算，全國各地的市場銷售價格不等，***巖棉板的價格在3000-3800元/噸，礦棉的價格在2200-2400元/噸，銷售價格又分為含稅價和不含稅價等。

取樣說明3、銷售價格受市場供應情況有關，巖棉市場同質競爭比較嚴重，生產成本與實際年產量、稅收、產品質量、投資多少、品牌、銷售模式等因素有關。

取樣說明4、綜上所述的數據只能作為參考，不作為合同依據。

10.5結論

在財務評價中，二年稅后財務內部收益率為91.75％，稅后全投資回收期2. 09（不含建設期），具有較好的經濟效益。具有抗風險能力。因此項目從財務評價的角度看是可行的。