炼钢废弃资源在宝钢的综合利用

1、炼钢废弃资源在宝钢的综合利用摘要： 文章概述了浅盘法、热闷法及滚筒法等宝钢渣处理工艺特点，介绍了钢渣、渣钢铁、 LT 除尘粉、 OG 泥等炼钢废弃资源在宝钢的综合利用现状，突出了可持续发展是永恒的主题。关键词： 废弃资源，综合利用，渣处理Comprehensive Utilization for Disused Resource from Steelmaking Procedure at BaosteelZhang Geng, Jiang Xiao-fang(Steelmaking Plant of Baosteel Branch, Baoshan Iron & Steel Co.,L

2、td.)Abstract: Features of steel slag processing technologies, such as processes of “ instantaneouslag chill processing(ISC) “”tank,-type hot disintegrating and”“ rotarycylinder ”are given. Status of comprehensive utilization for disusedresource from steelmaking procedure, such as steel slag, dust an

3、d OG sludge are described. The sustainable development is emphasized.Key Words: disused resource, comprehensive utilization, slag treatment0前言废弃资源综合利用一直是可持续发展永恒的主题。宝钢是以钢铁为主业的大型现代化钢铁联合企业， 在生产过程中涉及大量的二次资源的回收利用，其中，炼钢系统产生的废弃资源种类多、 数量大， 因此， 对这些废弃资源的综合利用一直是我们研究的课题。宝钢分公司炼钢厂产生的废弃资源主要包括钢渣、渣钢铁、OG 泥、 LT 除尘粉、电炉

4、除尘粉、轻烧白云石除尘粉、 石灰石和白云石泥饼及氧化铁皮等，通过有效的管理手段和合理的综合利用工艺，为废弃资源的综合利用创造了良好的前提条件，使宝钢分公司炼钢厂废弃资源的综合利用率达到了较高的水平。1钢渣的回收及利用钢渣二次利用最便捷的重要途径是作为高炉、转炉原料， 在钢铁厂自行循环使用。此外，钢渣还可用于道路工程、建材原料、 钢渣肥料及填坑造地等。宝钢对钢渣多样化处理工艺方法，形成了不同钢渣的不同特性。经过近20 年来的努力，宝钢不但扭转了建厂初期一度钢渣成灾的局面， 还形成了强化分类回收、 分类加工、 分类管理的针对性利用等措施， 从工艺、体制及制度上确保钢渣的源头管理和分类管理，为钢渣的

5、综合利用创造良好的前提条件。1.1 宝钢的渣处理工艺宝钢分公司采用的渣处理工艺主要有浅盘法、闷罐法及滚筒法等。浅盘法亦即ISC 工艺（ Instantaneous Slag Chill Process），为日本新日铁公司开发。浅盘法工艺的特点为：处理时间短，处理能力大； 整个过程采用喷水和水池浸泡，减少了粉尘污染；大大减少了渣中矿物组成和游离氧化钙以及氧化镁等所造成的体积膨胀，改善了渣的稳定性； 处理后钢渣粒度小而均匀，可减少后段破碎筛分加工工序；采用分段水冷处理，蒸汽可自由扩散，操作安全；整个处理工序紧凑，采用遥控操作和监视系统，劳动条件好等。但浅盘法工艺钢渣要经过3 次水冷， 蒸汽产生量较

6、大，对厂房和设备有腐蚀作用，对起重机寿命有影响；另外，浅盘消耗量大，运行成本高。宝钢现有一、二炼钢二条闷罐生产线。一炼钢主要处理转炉D 渣（流动性最差的）和落锤车间铸余渣残渣，称之为钢渣闷罐生产线。二炼钢集中处理所有铁渣补充闷罐生产，使钢铁渣处理设施得到了充分利用。由于宝钢渣处理工艺路线使之进入闷罐中的钢渣温度在600，甚至更低，所以游离氧化钙消解并不彻底。钢渣热闷罐法处理工艺的特点是：机械化程度较高，劳动强度低；由于采用湿法处理钢渣，环境污染少，还可以部分回收热能；处理后，钢、渣分离好，可提高废钢回收率；处理后钢渣稳定性好。滚筒法处理工艺是宝钢在购买俄罗斯专利技术的基础上，经过消化吸收和创新

7、后，于1998 年首次进行了工业化应用。该工艺主要是将液态钢渣自转炉倒入渣罐后，经渣罐车运输至渣处理场， 用吊车将渣罐运到滚筒装置的进渣流槽顶上，并以一定速度倒入滚筒装置内，液态钢渣在滚筒内同时完成冷却、固化、破碎及钢渣分离后，经板式输送机排出到渣场，此钢渣经卡车运输到粒铁分离车间进行粒铁分离后便可直接利用。经滚筒法处理后的钢渣游离氧化钙基本在4以内，其中小于2的占 45；处理后钢渣的粒度分布见表1，可见小于15mm 的钢渣约占总量的97以上，由于滚筒法渣处理可以省却与热拨法相匹配的粒铁回收车间以及如排渣车、水池等辅助设施，大大节约基建投资。生产实践表明，该装置具有流程短、 投资少、 环保、

8、处理成本低以及钢渣稳定性好等优点。滚筒法实现了渣处理工艺的革命，代表了渣处理生产技术的发展方向，宝钢已逐步用滚筒法替代浅盘法渣处理工艺，并开始实施全面的技术输出和工业化生产战略。表 1 滚筒法钢渣的粒度分布Table 1Grain size distribution of slag by rotary cylinder粒径（ mm）百分比（）>15.02.2115.0 10.09.6910.0 5.043.875.0 2.521.712.5 0.914.13<0.98.39合计1001.2钢渣资源的综合利用宝钢钢渣返回烧结利用开始于1996 年，烧结矿中配加钢渣代替熔剂，不仅回收利

9、用了钢渣中残钢、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化锰等有益成分，而且成了烧结矿的增强剂，提高了烧结矿的质量和产量。目前烧结矿中的钢渣配比为1.2% 左右，使用量稳定在15 万吨 /年以上。宝钢分公司在国内率先开发了转炉脱磷脱碳的双联法工艺，即在转炉内进行铁水脱磷处理，出半钢后再进行脱碳处理，可以稳定地生产磷含量低于80× 10 4的超低磷钢。在双联法工艺中，由于脱磷负荷主要由脱磷炉分担，因此脱碳炉的钢渣磷比较低（见表2），因而可以返回转炉利用。表 2 宝钢双联法工艺脱碳炉钢渣成分Table 2Composition of slag in De-C furnace with BRP proc

10、ess成分T.FeCaOSiO2MgOP2O5SMnO含量，16.041.011.66.51.320.06010.7目前，宝钢已经成功进行了转炉D 渣、铸余渣及脱碳炉的钢渣返回转炉利用的试验，结果表明， 通过适当的工艺，合理地将钢渣返回转炉利用，可以有效地促进转炉冶炼过程的前期化渣， 降低副原料的消耗， 达到降本增效的目的，而且， 钢渣的返回利用不会对钢水质量发生负面影响。 2005 年 8 月开始，钢渣返回转炉利用已经在一炼钢系统全钢种推开，预计推广至二炼钢及电炉单元使用后，每年可利用钢渣8 万 t 左右，并能产生良好的经济效益及社会效益。宝钢钢渣除了少部分返回烧结和转炉利用之外，主要还是用

11、于道路工程，如钢渣用于地基回填和软土地基加固、钢渣用作混凝土掺和料等，其次还用于做钢渣水泥以及用于做新型建筑材料， 如人行道砖、 人造大理石等人造建材以及用于耐海水腐蚀、防海藻附着的海岸混凝土砌块等。2 渣钢铁的回收及利用在炼钢过程中，炼钢工艺大量采用铁水预处理工艺、铁水扒渣工艺、混铁车倒渣工艺、钢包留钢工艺， 在上述工艺采用时，不可避免地产生大量的含铁资源，通过一定工艺对含铁资源进行分类回收，产生了大量的渣钢铁作为代替废钢的二次金属资源，宝钢分公司炼钢厂现在三个冶炼单元均在使用渣钢铁，由于三个冶炼单元冶炼品种、冶炼工艺不同， 渣钢铁分为两个大类， 六个品种在炼钢厂使用，渣钢类目前做到使用能力

12、大于发生量，渣铁类里面由于渣铁及渣铁球仅由电炉一个单元使用，故未曾做到发生多少使用多少。经过近几年的实践，目前已经实现了渣钢全量回收利用，渣铁回收利用率达到69。近几年渣铁、渣钢的回收利用率见图1。渣钢、渣铁近两年的使用情况见表3。100 80，率 60用利40收渣铁回20渣钢01999200020012002200320042005年度图 1近年来渣铁、渣钢的回收利用率Fig.1Rate of recovery utilization of ferrous slag in recent years表 3 渣钢铁使用情况Table 3Amount of utilization of ferro

13、us slag种类使用单元使用量，吨2004 年2005 年300 吨单元108871.08105132.96渣钢250 吨单元43684.5624161.66150 吨单元00渣铁150 吨单元81564.3489196.3渣铁球40006.5431561.32300 吨单元29529.7483051.24高纯渣铁250 吨单元57703.0188491.46150 吨单元28612.220累计237415.85292300.32通过在渣钢铁资源综合利用有益的尝试，宝钢在渣钢铁综合利用方面取得了较大的进步，有效地降低了炼钢成本，增加了公司的经济效益。3 LT 除尘粉、电炉除尘粉和 OG 泥的

14、回收及利用宝钢分公司在建设初期就大量采用除尘设备来解决环保问题，从而也回收了大量的除尘粉，LT 除尘粉、 电炉除尘粉及OG 泥均是宝钢分公司炼钢厂除尘设备回收的含铁资源，T.Fe含量在 60 70，具体发生量如下表：表 4 各类除尘粉发生量Table 4Generating amount of many kinds of dust名称发生量，吨 /年OG 粗粒25000OG 泥120000LT 除尘粉60000电炉除尘粉20000该类除尘粉的最佳利用途径是全量返回烧结使用，但含锌量较高。 由于锌容易在高炉管道中产生结瘤现象，影响高炉正常冶炼，目前，只有部分OG 泥返回烧结使用， 废弃量较大。另

15、外，部分LT 除尘粉经冷压加工后，返回炼钢使用，也是由于含锌量较高的原因不能全量返回炼钢使用，造成宝钢大量铁资源流失。基于该类含铁除尘粉含锌量高而不能全量返回炼钢或炼铁使用，宝钢准备着手筹建转底炉，采用转底炉工艺脱除或降低其中的锌含量，以期全量回收利用该类含铁除尘粉，不但会产生良好的经济效益，还能产生良好的社会效益。4 其它废弃资源的利用轻烧白云石除尘粉是炼钢厂焙烧分厂除尘系统回收的，轻烧白云石除尘粉的成分除硫含量比轻烧白云石高以外，CaO 与 MgO 的含量与轻烧白云石基本相当，因此，轻烧白云石除尘粉经冷压加工后可等同轻烧白云石使用，即 1 吨白云石压球可替代1 吨轻烧白云石， 当然，由于硫含量的不同，针对不同钢种对硫要求的不同，白云石压球在不同钢种的使用量上也有区别。轻烧白云石除尘粉年发生量约25000 吨，全部返回炼钢使用，年经济效益达