劉力興  馬剛

（寧夏建龍特鋼有限公司  寧夏石嘴山 753000）

摘要：寧夏建龍特鋼有限公司是年產350萬噸鋼的大型現代化民營企業，公司十分重視冶金渣綜合利用工作，通過對鋼渣熱悶工序技改，建設鋼渣磁選生產線，含鐵料內部循環利用，尾渣用作道路材料，實現尾渣100%綜合利用。

關鍵詞：鋼渣熱悶；磁選；道路材料；綜合利用

1 前言

寧夏建龍特鋼有限公司（以下簡稱寧夏建龍）是北京建龍重工集團有限公司旗下的鋼鐵子公司。公司位于寧夏石嘴山市，鋼鐵產能350萬噸，占地面積5000畝，是建龍集團鋼鐵板塊戰略布局中位于西北區域的重要子公司之一。公司以發展循環經濟為理念，倡導節能減排、綠色環保，旨在打造中國西北地區最具競爭力的綜合服務型鋼鐵聯合企業。

2019年5月，寧夏建龍對申銀特鋼的生產經營進行全面管理，原申銀特鋼鋼渣熱悶生產線簡單粗放，移動式熱悶池蓋，且池蓋、水封槽變形嚴重，熱悶池密封不嚴，悶渣時車間內蒸汽彌漫，嚴重影響渣跨及加料跨天車視線，采用人工打水，水量無計量，打水多少全靠經驗，熱悶渣中小于10mm顆粒不足20%。渣鐵分離不徹底，外委簡單磁選后尾渣堆存，無有效的綜合利用途徑，鋼渣存放場地堆存鋼渣約100萬噸，給公司帶來了巨大的生態環境壓力，建龍接收后首先對其鋼渣熱悶生產線改造，并建設一條鋼渣磁選生產線，同時對尾渣綜合利用研究，目前鋼渣尾渣綜合利用率100%。

2  鋼渣熱悶生產線改造

首先將其熱悶蓋改造，改為旋轉熱悶池蓋，并對原水封槽修復，并增加PLC控制自動打水，改造后熱悶池自動化程度高，密封好。

其次對其供水系統改造，在其熱悶池蓋均勻加裝16個噴頭，并增加自動打水系統，實現打水自動控制。

同時為提高鋼渣熱悶安全性，避免熱悶過程中產生的可燃氣體在熱悶池上方聚集一定濃度發生爆炸事故，在熱悶池蓋增加氮氣供應裝渣，熱悶過程中定期通入氮氣，置換可燃氣體，杜絕熱悶爆炸事故。

過程裝渣控制，接渣靜置1小時后即翻渣入池，保證鋼渣入池溫度，每罐渣分別裝入兩個熱悶池，保證挖掘機扒渣效果，過程打水后再翻渣一次，確保裝渣過程鋼渣粉化效果。

優化打水工藝： PLC控制自動打水，采用間斷打水工藝，打水1小時停水，初期控制熱悶池內回溫200℃以上，溫度變化使得池內鋼渣充分粉化，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50%。

3  鋼渣磁選生產線建設

寧夏建龍改造建設一條鋼渣磁選生產線。寧夏建龍鋼渣磁選生產線共有3部帶磁機，一臺永磁輥筒，產品為渣鋼、粒子鋼、高品位磁選粉、低品位磁選粉，鋼渣運至磁選料場至少靜置4小時上料，經1號帶磁機選出渣鋼進入顎式破碎機破碎后經篩分；篩上物進入棒磨機破碎，再經2#振動篩進行篩分，篩上物經過2#帶磁機將含鐵料選出；其余部分物料再進入棒磨機。鋼渣與之前的1號振篩下鋼渣一起經過3#帶磁機選出高品位磁選粉，其余鋼渣則落到永磁輥筒，磁力2100GS,選出低品位磁選粉，剩余鋼渣進入尾渣庫，經過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%，棒磨機磨頭倉增加料位控制系統，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，水泥穩定層，地基層、骨料等；

3、可用于道路鋪設，產品有路面磚、路沿石、植草磚、彩色地面磚等；

4、生產混凝土空心砌塊。

5、直接生產水泥，品種有：鋼渣硅酸鹽水泥、道路水泥等，

6、生產鋼渣粉，執行標準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、返回燒結應用。

3.2綜合利用實例

通過調查，近年來，石嘴山地區的道路交通建設事業迅猛發展，大量道路面臨著新建或者改擴建。而近年來，隨著各地限制砂石開采政策的頒布，如《全國礦產資源規劃(2016-2020年)》《關于加強砂石土資源開發管理的通知》等，天然集料愈發難以購得，且價格昂貴，尋找其替代品的需求日益迫切。

據了解，寧夏交通建設股份有限公司（以下簡稱寧夏交建）承擔著寧夏境內各類道路交通建設的任務，經多次與寧夏交建研討協商，雙方決定對寧夏建龍所產鋼渣開展路面規模化應用的技術研究。

2021年7月10日，寧夏建龍與寧夏交建簽訂戰略合作框架協議，雙方就鋼渣尾渣建設高速公路規模化綜合利用進行全面合作研究，實現工業固廢的綜合利用，減少能源消耗和環境污染，加快企業綠色低碳發展步伐，又將大大降低道路建設和養護成本，提升雙方的核心競爭力.

通過對寧夏建龍尾渣取樣，檢驗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%。經過多次試配，確定了鋼渣瀝青混合料的級配設計，并根據體積參數以及性能指標等關鍵因素確定鋼渣瀝青混合料的最佳油石比。基于鋼渣瀝青混合料的最佳配合比設計，研究鋼渣瀝青混合料的路用性能。同時研究鋼渣應用于基層時的材料組成設計與路用性能。主要包括：各原材料比例、水泥劑量、鋼渣特性等關鍵因素對鋼渣路面基層材料的無側限抗壓強度、劈裂強度、抗壓回彈模量等性能的影響規律，研究水泥穩定鋼渣的配合比設計方法。

寧夏交建依托國道109改擴建工程和烏瑪高速公路工程建設，實現鋼渣道路資源化、規模化應用，2022年9月份，已在國道109改擴建工程中，完成了1000米鋼渣瀝青面層和600米鋼渣基層的鋪筑工作，實現了鋼渣在寧夏地區公路路面基層和面層的首次應用，有效緩解筑路材料需求壓力，實現“變廢為寶”。項目全部建成后，將有力提升石嘴山境內109國道通行能力和服務水平，對推進銀川都市圈基礎設施互聯互通，促進全市經濟社會發展具有重要意義。該技術擬在烏瑪高速開展規模化推廣應用

3.3鋼渣作道路工程材料有如下優點

作為面層基層材料：可以實現大宗穩定供應。結合料與鋼渣之間粘結力，骨料顆粒之間的內摩阻力。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：整體強度高、活性好，鋼渣顆粒表面粗糙，摩擦系數較大，在機械作用下有較好的穩定性；水穩性及耐久性高。

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，且鋼渣瀝青路面能夠隨著溫度的變化調節路面溫度。

鋼渣筑路將會提升鋼渣的利用率，減少土地資源破壞，保護生態環境和土地植被。鋼渣原來作為工業固廢堆放，若代替砂石料進行道路修建，可以大量節約砂石料。目前西北地區道路鋪筑材料絕大部分為沙石料，本項目對區域內鋼鐵企業和交通領域起到了引領示范作用，具有很高的推廣應用價值。

4  鋼渣處理與綜合利用效益

寧夏建龍鋼渣處理生產線至今已穩定運行近兩年。累計生產品位大于渣鋼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%回收計算，可降低鋼鐵料消耗1.5kg，低品位磁選粉7.2萬噸，應用于燒結配料，降低燒結礦成本5元/噸，尾渣綜合利用36萬噸，可減少36萬噸砂石料開采。

5   結語

2021年2月24日，北京建龍重工集團有限公司與金隅冀東水泥與簽署全產業鏈戰略合作協議，為拓寬尾渣綜合利用途徑，寧夏建龍準備依托集團總部資源，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用研究。

同時寧夏建龍為提高尾渣附加值，規劃建設30萬噸鋼渣粉生產線一條，與公司原有礦渣粉復合生產鋼鐵渣復合粉或鋼渣粉單獨出售。

寧夏建龍高爐渣綜合利用率100%，鋼渣全部熱悶處理，含鐵料內部循環利用，為鋼渣綜合利邁出堅實的一步；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濟效益，而且具有良好的社會效益。