劉力興 馬剛
（寧夏建龍?zhí)劁撚邢薰?nbsp; 寧夏石嘴山 753000）
摘要：寧夏建龍?zhí)劁撚邢薰臼悄戤a(chǎn)350萬噸鋼的大型現(xiàn)代化民營(yíng)企業(yè)，公司十分重視冶金渣綜合利用工作，通過對(duì)鋼渣熱悶工序技改，建設(shè)鋼渣磁選生產(chǎn)線，含鐵料內(nèi)部循環(huán)利用，尾渣用作道路材料，實(shí)現(xiàn)尾渣100%綜合利用。
關(guān)鍵詞：鋼渣熱悶；磁選；道路材料；綜合利用
1 前言
寧夏建龍?zhí)劁撚邢薰荆ㄒ韵潞?jiǎn)稱寧夏建龍）是北京建龍重工集團(tuán)有限公司旗下的鋼鐵子公司。公司位于寧夏石嘴山市，鋼鐵產(chǎn)能350萬噸，占地面積5000畝，是建龍集團(tuán)鋼鐵板塊戰(zhàn)略布局中位于西北區(qū)域的重要子公司之一。公司以發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)為理念，倡導(dǎo)節(jié)能減排、綠色環(huán)保，旨在打造中國(guó)西北地區(qū)最具競(jìng)爭(zhēng)力的綜合服務(wù)型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。
2019年5月，寧夏建龍對(duì)申銀特鋼的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)進(jìn)行全面管理，原申銀特鋼鋼渣熱悶生產(chǎn)線簡(jiǎn)單粗放，移動(dòng)式熱悶池蓋，且池蓋、水封槽變形嚴(yán)重，熱悶池密封不嚴(yán)，悶渣時(shí)車間內(nèi)蒸汽彌漫，嚴(yán)重影響渣跨及加料跨天車視線，采用人工打水，水量無計(jì)量，打水多少全靠經(jīng)驗(yàn)，熱悶渣中小于10mm顆粒不足20%。渣鐵分離不徹底，外委簡(jiǎn)單磁選后尾渣堆存，無有效的綜合利用途徑，鋼渣存放場(chǎng)地堆存鋼渣約100萬噸，給公司帶來了巨大的生態(tài)環(huán)境壓力，建龍接收后首先對(duì)其鋼渣熱悶生產(chǎn)線改造，并建設(shè)一條鋼渣磁選生產(chǎn)線，同時(shí)對(duì)尾渣綜合利用研究，目前鋼渣尾渣綜合利用率100%。
2 鋼渣熱悶生產(chǎn)線改造
首先將其熱悶蓋改造，改為旋轉(zhuǎn)熱悶池蓋，并對(duì)原水封槽修復(fù)，并增加PLC控制自動(dòng)打水，改造后熱悶池自動(dòng)化程度高，密封好。
其次對(duì)其供水系統(tǒng)改造，在其熱悶池蓋均勻加裝16個(gè)噴頭，并增加自動(dòng)打水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)打水自動(dòng)控制。
同時(shí)為提高鋼渣熱悶安全性，避免熱悶過程中產(chǎn)生的可燃?xì)怏w在熱悶池上方聚集一定濃度發(fā)生爆炸事故，在熱悶池蓋增加氮?dú)夤?yīng)裝渣，熱悶過程中定期通入氮?dú)?，置換可燃?xì)怏w，杜絕熱悶爆炸事故。
過程裝渣控制，接渣靜置1小時(shí)后即翻渣入池，保證鋼渣入池溫度，每罐渣分別裝入兩個(gè)熱悶池，保證挖掘機(jī)扒渣效果，過程打水后再翻渣一次，確保裝渣過程鋼渣粉化效果。
優(yōu)化打水工藝： PLC控制自動(dòng)打水，采用間斷打水工藝，打水1小時(shí)停水，初期控制熱悶池內(nèi)回溫200℃以上，溫度變化使得池內(nèi)鋼渣充分粉化，渣鐵分離徹底，熱悶壓力控制0.3kpa，保證鋼渣中的f-Cao、f-MgO充分消解，目前熱悶渣中小于10mm顆粒達(dá)50%。
3 鋼渣磁選生產(chǎn)線建設(shè)
寧夏建龍改造建設(shè)一條鋼渣磁選生產(chǎn)線。寧夏建龍鋼渣磁選生產(chǎn)線共有3部帶磁機(jī)，一臺(tái)永磁輥筒，產(chǎn)品為渣鋼、粒子鋼、高品位磁選粉、低品位磁選粉，鋼渣運(yùn)至磁選料場(chǎng)至少靜置4小時(shí)上料，經(jīng)1號(hào)帶磁機(jī)選出渣鋼進(jìn)入顎式破碎機(jī)破碎后經(jīng)篩分；篩上物進(jìn)入棒磨機(jī)破碎，再經(jīng)2#振動(dòng)篩進(jìn)行篩分，篩上物經(jīng)過2#帶磁機(jī)將含鐵料選出；其余部分物料再進(jìn)入棒磨機(jī)。鋼渣與之前的1號(hào)振篩下鋼渣一起經(jīng)過3#帶磁機(jī)選出高品位磁選粉，其余鋼渣則落到永磁輥筒，磁力2100GS,選出低品位磁選粉，剩余鋼渣進(jìn)入尾渣庫，經(jīng)過4次磁選尾渣中金屬鐵含量已小于1.5,為尾渣綜合利用創(chuàng)造條件。
為保證鋼渣磁選效果，要求熱悶料含水量小于8%，棒磨機(jī)磨頭倉增加料位控制系統(tǒng)，保證入磨料量均勻；并在最后一條皮帶上均勻安裝4道刮料器，攤平物料，增大磁選面積，將磁選粉溜板改為非磁性耐磨板，避免磁選粉由于磁性堆積，影響磁選效果。
寧夏建龍鋼渣產(chǎn)量40萬噸，每年可選出渣鋼3萬噸，粒子鋼1萬噸，高品位磁選粉5萬噸，低品位磁選粉6萬噸其中渣鋼煉鋼、粒子鋼煉鋼工序直接配吃，高品位磁選粉含鐵品位45左右，煉鋼用作冷料使用，低品位磁選粉用于燒結(jié)配料
3、尾渣綜合利用研究：
3.1鋼渣尾渣有以下幾種綜合利用方式：
1、回填原料；
2、公路建設(shè)，水泥穩(wěn)定層，地基層、骨料等；
3、可用于道路鋪設(shè)，產(chǎn)品有路面磚、路沿石、植草磚、彩色地面磚等；
4、生產(chǎn)混凝土空心砌塊。
5、直接生產(chǎn)水泥，品種有：鋼渣硅酸鹽水泥、道路水泥等，
6、生產(chǎn)鋼渣粉，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T20491-2006 用于水泥和混凝土中的鋼渣粉。
7、作水泥原料，用于水泥生料配料，做鐵矯正原料。
8、返回?zé)Y(jié)應(yīng)用。
3.2綜合利用實(shí)例
通過調(diào)查，近年來，石嘴山地區(qū)的道路交通建設(shè)事業(yè)迅猛發(fā)展，大量道路面臨著新建或者改擴(kuò)建。而近年來，隨著各地限制砂石開采政策的頒布，如《全國(guó)礦產(chǎn)資源規(guī)劃(2016-2020年)》《關(guān)于加強(qiáng)砂石土資源開發(fā)管理的通知》等，天然集料愈發(fā)難以購(gòu)得，且價(jià)格昂貴，尋找其替代品的需求日益迫切。
據(jù)了解，寧夏交通建設(shè)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱寧夏交建）承擔(dān)著寧夏境內(nèi)各類道路交通建設(shè)的任務(wù)，經(jīng)多次與寧夏交建研討協(xié)商，雙方?jīng)Q定對(duì)寧夏建龍所產(chǎn)鋼渣開展路面規(guī)?；瘧?yīng)用的技術(shù)研究。
2021年7月10日，寧夏建龍與寧夏交建簽訂戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，雙方就鋼渣尾渣建設(shè)高速公路規(guī)?；C合利用進(jìn)行全面合作研究，實(shí)現(xiàn)工業(yè)固廢的綜合利用，減少能源消耗和環(huán)境污染，加快企業(yè)綠色低碳發(fā)展步伐，又將大大降低道路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)成本，提升雙方的核心競(jìng)爭(zhēng)力.
通過對(duì)寧夏建龍尾渣取樣，檢驗(yàn)鋼渣原材料游離氧化鈣含量小于2%，浸水膨脹率小于2%，壓蒸粉化率小于5%。經(jīng)過多次試配，確定了鋼渣瀝青混合料的級(jí)配設(shè)計(jì)，并根據(jù)體積參數(shù)以及性能指標(biāo)等關(guān)鍵因素確定鋼渣瀝青混合料的最佳油石比?；阡撛鼮r青混合料的最佳配合比設(shè)計(jì)，研究鋼渣瀝青混合料的路用性能。同時(shí)研究鋼渣應(yīng)用于基層時(shí)的材料組成設(shè)計(jì)與路用性能。主要包括：各原材料比例、水泥劑量、鋼渣特性等關(guān)鍵因素對(duì)鋼渣路面基層材料的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、劈裂強(qiáng)度、抗壓回彈模量等性能的影響規(guī)律，研究水泥穩(wěn)定鋼渣的配合比設(shè)計(jì)方法。
寧夏交建依托國(guó)道109改擴(kuò)建工程和烏瑪高速公路工程建設(shè)，實(shí)現(xiàn)鋼渣道路資源化、規(guī)?；瘧?yīng)用，2022年9月份，已在國(guó)道109改擴(kuò)建工程中，完成了1000米鋼渣瀝青面層和600米鋼渣基層的鋪筑工作，實(shí)現(xiàn)了鋼渣在寧夏地區(qū)公路路面基層和面層的首次應(yīng)用，有效緩解筑路材料需求壓力，實(shí)現(xiàn)“變廢為寶”。項(xiàng)目全部建成后，將有力提升石嘴山境內(nèi)109國(guó)道通行能力和服務(wù)水平，對(duì)推進(jìn)銀川都市圈基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通，促進(jìn)全市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展具有重要意義。該技術(shù)擬在烏瑪高速開展規(guī)?；茝V應(yīng)用
3.3鋼渣作道路工程材料有如下優(yōu)點(diǎn)
作為面層基層材料：可以實(shí)現(xiàn)大宗穩(wěn)定供應(yīng)。結(jié)合料與鋼渣之間粘結(jié)力，骨料顆粒之間的內(nèi)摩阻力。鋼渣的微膨脹性和膠凝性可以減少半剛性基層的干縮和溫縮。
做路基材料：整體強(qiáng)度高、活性好，鋼渣顆粒表面粗糙，摩擦系數(shù)較大，在機(jī)械作用下有較好的穩(wěn)定性；水穩(wěn)性及耐久性高。
相較于普通路面，利用鋼渣瀝青筑路的路面透水能力、路面防滑能力更強(qiáng)，且鋼渣瀝青路面能夠隨著溫度的變化調(diào)節(jié)路面溫度。
鋼渣筑路將會(huì)提升鋼渣的利用率，減少土地資源破壞，保護(hù)生態(tài)環(huán)境和土地植被。鋼渣原來作為工業(yè)固廢堆放，若代替砂石料進(jìn)行道路修建，可以大量節(jié)約砂石料。目前西北地區(qū)道路鋪筑材料絕大部分為沙石料，本項(xiàng)目對(duì)區(qū)域內(nèi)鋼鐵企業(yè)和交通領(lǐng)域起到了引領(lǐng)示范作用，具有很高的推廣應(yīng)用價(jià)值。
4 鋼渣處理與綜合利用效益
寧夏建龍鋼渣處理生產(chǎn)線至今已穩(wěn)定運(yùn)行近兩年。累計(jì)生產(chǎn)品位大于渣鋼6.9萬噸，粒子鋼1.6萬噸 ，降低鋼鐵料消耗6kg，生產(chǎn)高品位磁選粉6.6萬噸，作為鋼渣冷料直接從高位料倉入爐，按其中鐵元素70%回收計(jì)算，可降低鋼鐵料消耗1.5kg，低品位磁選粉7.2萬噸，應(yīng)用于燒結(jié)配料，降低燒結(jié)礦成本5元/噸，尾渣綜合利用36萬噸，可減少36萬噸砂石料開采。
5 結(jié)語
2021年2月24日，北京建龍重工集團(tuán)有限公司與金隅冀東水泥與簽署全產(chǎn)業(yè)鏈戰(zhàn)略合作協(xié)議，為拓寬尾渣綜合利用途徑，寧夏建龍準(zhǔn)備依托集團(tuán)總部資源，與金隅冀東水泥股份有限公司在鋼渣尾渣作為水泥鐵矯正原料應(yīng)用研究。
同時(shí)寧夏建龍為提高尾渣附加值，規(guī)劃建設(shè)30萬噸鋼渣粉生產(chǎn)線一條，與公司原有礦渣粉復(fù)合生產(chǎn)鋼鐵渣復(fù)合粉或鋼渣粉單獨(dú)出售。
寧夏建龍高爐渣綜合利用率100%，鋼渣全部熱悶處理，含鐵料內(nèi)部循環(huán)利用，為鋼渣綜合利邁出堅(jiān)實(shí)的一步；完成整體上的冶金渣“零排放”處理，寧夏建龍冶金渣綜合利用不僅具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，而且具有良好的社會(huì)效益。