高 欣 翟玉兵 劉占平

（河北新金鋼鐵有限公司燒結(jié)廠）

摘要：介紹了在冶金鋼鐵行業(yè)中產(chǎn)生的各種固體工業(yè)廢物在燒結(jié)生產(chǎn)工序的應(yīng)用情況。在燒結(jié)工序中配加煉鋼污泥、煉鋼除塵灰、煉鐵除塵灰、冶金鋼渣、氧化鐵皮及石灰篩下物，可有效替代同類(lèi)別外礦粉，極大的降低了燒結(jié)鐵料消耗，降低了燒結(jié)鐵料成本，在生產(chǎn)過(guò)程中有效的增加了燒結(jié)液相組成，平衡了生產(chǎn)指標(biāo)，一定程度的改善了燒結(jié)質(zhì)量，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：冶金工業(yè)固廢；燒結(jié)配礦；成本效益；綜合利用

1  引言

隨著黨的二十大成功召開(kāi)，習(xí)近平總書(shū)記在二十大報(bào)告中提出，要推動(dòng)綠色發(fā)展，促進(jìn)人與自然和諧共生，要深入積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和的終極目標(biāo)；新金鋼鐵有限公司在2023年同樣制定了雙碳目標(biāo)，環(huán)境創(chuàng)A工程推進(jìn)。

在鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一定數(shù)量的冶金廢棄物，根據(jù)鋼鐵行業(yè)不同生產(chǎn)工藝流程，產(chǎn)生不同的冶金廢棄物，但極有少數(shù)能在本工藝中進(jìn)行回收利用，其他相當(dāng)一部分堆積，造成資源浪費(fèi)也污染了環(huán)境。

冶金廢棄物中有煉鋼污泥、煉鋼除塵灰、煉鐵除塵灰、冶金鋼渣和石灰篩下物等；

新金鋼鐵公司煉鋼濕法除塵產(chǎn)生的污泥通過(guò)管道通到燒結(jié)混料滾筒加水處，充分利用污泥的溫度和黏性，有利于提高燒結(jié)造球性能，提高混合料料溫；而煉鋼干法除塵粒度超細(xì)，含鐵品位高，通過(guò)罐車(chē)運(yùn)輸?shù)角驁F(tuán)使用，可有效降低膨潤(rùn)土消耗；

煉鐵除塵灰則具有含碳量高的特性，通過(guò)分類(lèi)供燒結(jié)使用，既能有效進(jìn)行回收利用，統(tǒng)一能降低燒結(jié)固體燃料消耗，降低燒結(jié)成本。

2  新金鋼鐵生產(chǎn)工序中鋼渣、除塵灰及污泥的基本成分及其他情況

2.1來(lái)源

在鋼鐵冶煉生產(chǎn)中，經(jīng)過(guò)選礦、燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、選渣及軋鋼等生產(chǎn)工序，含鐵廢料主要有燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、選渣過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵、除塵灰、鋼渣、污泥、軋鋼氧化鐵皮及石灰篩下物。

2.2煉鐵工序

（1）煉鐵除塵灰主要來(lái)自高爐原燃料上料工序，其中有上料除塵灰、槽下除塵灰、重力灰；上料除塵灰包含上料一次除塵灰和二次除塵灰，在上料過(guò)程中吸收焦炭、球團(tuán)和塊礦的煙塵，經(jīng)過(guò)除塵收集后統(tǒng)稱(chēng)為高爐一次、二次除塵灰，其化學(xué)成分主要為高含碳量，粒度超細(xì)的特性。其主要成分見(jiàn)表一和表二：              

（2）煉鐵槽下除塵灰，來(lái)自煉鐵卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)中給高爐本體供料時(shí)產(chǎn)生的煙塵，經(jīng)過(guò)除塵收集的含鐵除塵灰，其與上料除塵灰有一定差別，見(jiàn)表三：

（3）高爐重力除塵灰，主要來(lái)源于高爐內(nèi)部爐塵產(chǎn)生的煙塵，其含碳量較高；見(jiàn)表四：

由于煉鐵除塵灰均具有粒度偏細(xì)，運(yùn)輸困難，已造成揚(yáng)塵進(jìn)而污染環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)，因此通過(guò)改善運(yùn)輸工具，使用罐車(chē)全密封運(yùn)輸，在除塵器放灰處增加加等措施，從根本上減少了環(huán)境污染；

根據(jù)高爐各種工序產(chǎn)生的除塵灰主要成分，進(jìn)入燒結(jié)工序中，使用單獨(dú)料倉(cāng)進(jìn)行分類(lèi)使用，有效的進(jìn)行了回收，并利用煉鐵除塵灰含碳量高的特點(diǎn)，一定程度的降低了燒結(jié)固體燃耗，真正實(shí)現(xiàn)了廢棄物的綜合利用。

2.3煉鋼工序

（1）煉鋼污泥是轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過(guò)濕法除塵所得的產(chǎn)物，其成分見(jiàn)表五：

（2）煉鋼除塵灰分為干法除塵、二次和三次除塵灰，干法除塵灰顆粒較細(xì)，溫度在120-130噸左右，二次和三次除塵灰含CaO含量偏高；見(jiàn)表六：

（3）煉鋼鋼渣，是經(jīng)破碎磁選出帶鐵篩下粉和塊，然后進(jìn)棒磨機(jī)磨成粉，再過(guò)一道磁選，將帶鐵細(xì)粉分離出來(lái)即成鋼渣粉，其成本見(jiàn)表七：

（4）氧化鐵皮，是煉鋼和軋鋼的廢棄物，經(jīng)過(guò)篩分得到，其含鐵品位高，可降低一定的燃料消耗，作用較大；其成分見(jiàn)表八：

2.4其他工序

（1）燒結(jié)自產(chǎn)除塵灰，燒結(jié)內(nèi)部有機(jī)尾除塵灰、振篩除塵灰、原料除塵灰、成品除塵灰，其含鐵品位高，有害元素相對(duì)少，內(nèi)部循環(huán)利用，其成分見(jiàn)表九：

（2）石灰篩下物，石灰石篩下物是白灰爐工序上料后經(jīng)過(guò)篩分不合格粒度以下并經(jīng)過(guò)磨機(jī)后的產(chǎn)物，其含鈣量達(dá)到50%左右，細(xì)度在75%以上，一定程度的替代了白灰粉在燒結(jié)生產(chǎn)中的使用，降低了燒結(jié)成本；

3  工業(yè)廢棄物的循環(huán)綜合利用技術(shù)研究

鋼鐵工業(yè)廢棄物的循環(huán)綜合利用是燒結(jié)生產(chǎn)及時(shí)的必要趨勢(shì)，作為鋼鐵正常工序的“垃圾站”，燒結(jié)的整個(gè)生產(chǎn)工序?qū)U棄物的利用擁有天然優(yōu)勢(shì)，通過(guò)不同化學(xué)成分和物理特性，進(jìn)而在配礦中不同的配比，合理進(jìn)行搭配，既對(duì)固廢等的有效回收利用，同時(shí)也能降低燒結(jié)成本，提高整個(gè)生產(chǎn)工序效益，有著舉足輕重的作業(yè)。

3.1煉鐵除塵灰在燒結(jié)工序的應(yīng)用

根據(jù)以上信息，煉鐵除塵灰具有含碳量高的主要特點(diǎn)，對(duì)于燒結(jié)生產(chǎn)中，如果可以有效并充分的利用好，可大大降低燒結(jié)燃料消耗。

煉鐵除塵灰通過(guò)罐車(chē)運(yùn)輸?shù)綗Y(jié)原料場(chǎng)，通過(guò)氣體輸送到獨(dú)自的罐倉(cāng)，然后經(jīng)過(guò)卸灰閥給料到電子皮帶秤，按一定的配比進(jìn)行配加，但煉鐵槽下除塵灰的粒度偏細(xì)，在生產(chǎn)過(guò)程中容易出現(xiàn)噴灰現(xiàn)象，給生產(chǎn)波動(dòng)帶來(lái)了較大影響，針對(duì)此類(lèi)問(wèn)題，通過(guò)對(duì)卸灰閥進(jìn)行技改升級(jí)，加長(zhǎng)卸灰閥外部刮皮，對(duì)卸灰口進(jìn)行收口，并對(duì)不同配比進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)踐，最終在配比穩(wěn)定在0.8-1%，在有效利用了內(nèi)部廢棄物的同時(shí)，也降低了燒結(jié)燃耗和成本，可謂一舉三得。下面是煉鐵除塵灰在使用后的生產(chǎn)指標(biāo)及成本對(duì)比：

由上表可以看出，配加0.8-1%的煉鐵上料/槽下除塵灰，0.5重力除塵灰，燃料配比明顯降低了0.2-0.3%，對(duì)燒結(jié)降低燃料消耗是有利的，但由于除塵灰含碳量不穩(wěn)定，當(dāng)配加含量偏高時(shí)亞鐵含量不太穩(wěn)定。

整體上配加煉鐵除塵灰可有效降低燒結(jié)燃耗和成本，且對(duì)強(qiáng)度影響不大，從整體實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)反饋可以看出對(duì)生產(chǎn)工序是無(wú)害的。

3.2煉鋼除塵灰及污泥在燒結(jié)工序中的應(yīng)用

相比于煉鐵除塵灰，煉鋼除塵灰整體工序量相對(duì)偏低，其中主要特點(diǎn)時(shí)含鈣量和含鋅量偏高，對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)工序中堿度和有害元素的增加是不利的，因此采取單獨(dú)使用，且小量配吃，并且定期化驗(yàn)化學(xué)成分，減少對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)影響；

煉鋼污泥在燒結(jié)中的應(yīng)用較廣，從表五可以看出，煉鋼污泥具有含鐵品位高，有溫度，在燒結(jié)過(guò)程中起到放熱的作業(yè)，可降低一定的燃耗，通過(guò)從污泥狀態(tài)、運(yùn)輸方面和使用方面整體考慮，在污泥的使用上，采取通過(guò)管道直接打到燒結(jié)混料滾筒污泥池，減少運(yùn)輸污染和資源浪費(fèi)，通過(guò)污泥水往混料滾筒打水，安裝自動(dòng)測(cè)水和管道泵，減少污泥堵塞管道的情況，即可以提高混合料料溫，又可充分利用污泥的放熱作用，杜絕污泥落地，減少了對(duì)環(huán)境和場(chǎng)地的污染，達(dá)到有效利用。

3.3鋼渣粉的應(yīng)用

在2018年，鋼渣車(chē)間新上棒磨機(jī)后，更加有效的優(yōu)化了鋼渣粒度組成，通過(guò)更好的選渣工藝，將煉鋼的鋼渣廢物進(jìn)行綜合利用，先后經(jīng)過(guò)棒磨機(jī)破碎和磁選機(jī)選鐵，選出了燒結(jié)可以使用的鋼渣粉，在混合料中按1-2%配比進(jìn)行混勻使用，取得了明顯的效果，特別是在燒結(jié)原料結(jié)構(gòu)緊張的情況下，礦種臨時(shí)供應(yīng)不足的時(shí)候，應(yīng)用鋼渣粉，可以有效改善燒結(jié)透氣性，平衡燒結(jié)堿度，降低燒結(jié)成本，很好的減少了鋼渣廢棄物的排放，減少環(huán)境污染，同時(shí)能給鐵前創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益。

3.4氧化鐵皮的應(yīng)用

新金鋼鐵從燒結(jié)生產(chǎn)以來(lái)就在混勻礦中配加一定量的氧化鐵皮，一方面氧化鐵皮具有高品位的優(yōu)勢(shì)，可以一定程度的提高燒結(jié)礦品位，并能代替少量高品位礦種；另一方面，氧化鐵皮最為煉鋼和軋鋼工序篩下物，其TFe高達(dá)59.13%，比磁鐵礦的亞鐵還要高出一倍，因此在燒結(jié)過(guò)程中起到氧化放熱的作業(yè)，很大程度的降低了燒結(jié)燃耗，新金燒結(jié)根據(jù)氧化鐵皮循環(huán)料的數(shù)量，配比基本穩(wěn)定在1.5-2%左右，噸耗達(dá)到17kg/t。

3.5燒結(jié)自產(chǎn)除塵灰及石灰篩下物的應(yīng)用

燒結(jié)自產(chǎn)除塵灰包括燒結(jié)機(jī)尾除塵灰、振篩除塵灰、原料除塵灰和成品除塵灰，使用罐車(chē)運(yùn)輸和氣力輸送，送往料倉(cāng)均勻配加，自燒結(jié)生產(chǎn)來(lái)，自產(chǎn)除塵灰全部用于內(nèi)部循環(huán)消耗，減少除塵灰污染。

石灰篩下物可有效降低燒結(jié)對(duì)白灰的使用，可增加燒結(jié)混合料的透氣性，但因其為未煅燒的石灰石，在燒結(jié)過(guò)程中起到吸熱的作用，會(huì)一定程度的增加燒結(jié)燃料消耗，因此綜合評(píng)價(jià)，燒結(jié)在使用過(guò)程中穩(wěn)定配加在0.5-1%，做到不會(huì)影響燒結(jié)過(guò)程的前提下，同時(shí)降低燒結(jié)輔料成本，同步下每增加1%石灰篩下物可降低燒結(jié)礦成本2.5元/噸。

4  經(jīng)濟(jì)效益簡(jiǎn)要分析

綜合上述可得，在針對(duì)不同的鋼鐵工業(yè)廢棄物，進(jìn)行不同的配加方式，從采取優(yōu)化生產(chǎn)操作和改善運(yùn)輸?shù)却胧罅坎⒂行У睦酶鞣N廢棄物，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

4.1燒結(jié)配加0.8-1%高爐上料除塵灰，0.5重力除塵灰，同比一共可代替0.6%燃耗，等同于可降低0.6kg/t燃料，同時(shí)受益于除塵灰價(jià)格廉價(jià)，同比可降低鐵料成本16.68元/噸，按年產(chǎn)200萬(wàn)噸計(jì)算，年可創(chuàng)造效益1501.6萬(wàn)元；

4.2用氧化鐵皮代替高品位外礦粉，綜合單價(jià)差按400元/噸計(jì)算，年可創(chuàng)造效益823.5萬(wàn)元；

4.3用石灰篩下物代替白灰粉，綜合單價(jià)差按460元/噸計(jì)算，年可創(chuàng)造效益510.5萬(wàn)元。

4.4使用鋼渣粉可代替低品位外礦粉，綜合單價(jià)按390元/噸計(jì)算，年可創(chuàng)造效益950萬(wàn)元；

5  結(jié)論

5.1在鋼鐵行業(yè)廢棄物應(yīng)用的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)一系列的生產(chǎn)波動(dòng)問(wèn)題，比如在停機(jī)檢修時(shí)間，不能使用罐車(chē)運(yùn)輸?shù)搅蟼}(cāng)，造成環(huán)境嚴(yán)重污染；還有在使用過(guò)程中，因除塵灰粒度較細(xì)造成噴灰發(fā)生，給生產(chǎn)帶來(lái)波動(dòng)等等，但是通過(guò)優(yōu)化工藝，設(shè)備改造和提升管理不同的措施，有效的克服了帶來(lái)的各項(xiàng)問(wèn)題，使生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而可以穩(wěn)定使用，形成良性循環(huán)。

5.2在現(xiàn)在的雙碳目標(biāo)下，繼續(xù)穩(wěn)定并改造使用各項(xiàng)廢棄物，不但可以有效回收變廢為寶，降低環(huán)境污染，又可以很好降低鋼鐵成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)給社會(huì)創(chuàng)造了效益。