高 欣 翟玉兵 劉占平

（河北新金鋼鐵有限公司燒結廠）

摘要：介紹了在冶金鋼鐵行業中產生的各種固體工業廢物在燒結生產工序的應用情況。在燒結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，可有效替代同類別外礦粉，極大的降低了燒結鐵料消耗，降低了燒結鐵料成本，在生產過程中有效的增加了燒結液相組成，平衡了生產指標，一定程度的改善了燒結質量，具有明顯的經濟效益和社會效益。

關鍵詞：冶金工業固廢；燒結配礦；成本效益；綜合利用

1  引言

隨著黨的二十大成功召開，習近平總書記在二十大報告中提出，要推動綠色發展，促進人與自然和諧共生，要深入積極穩妥推進碳達峰碳中和的終極目標；新金鋼鐵有限公司在2023年同樣制定了雙碳目標，環境創A工程推進。

在鋼鐵生產過程中，會產生一定數量的冶金廢棄物，根據鋼鐵行業不同生產工藝流程，產生不同的冶金廢棄物，但極有少數能在本工藝中進行回收利用，其他相當一部分堆積，造成資源浪費也污染了環境。

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生的污泥通過管道通到燒結混料滾筒加水處，充分利用污泥的溫度和黏性，有利于提高燒結造球性能，提高混合料料溫；而煉鋼干法除塵粒度超細，含鐵品位高，通過罐車運輸到球團使用，可有效降低膨潤土消耗；

煉鐵除塵灰則具有含碳量高的特性，通過分類供燒結使用，既能有效進行回收利用，統一能降低燒結固體燃料消耗，降低燒結成本。

2  新金鋼鐵生產工序中鋼渣、除塵灰及污泥的基本成分及其他情況

2.1來源

在鋼鐵冶煉生產中，經過選礦、燒結、煉鐵、煉鋼、選渣及軋鋼等生產工序，含鐵廢料主要有燒結、煉鐵、煉鋼、選渣過程中產生的粉塵、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，在上料過程中吸收焦炭、球團和塊礦的煙塵，經過除塵收集后統稱為高爐一次、二次除塵灰，其化學成分主要為高含碳量，粒度超細的特性。其主要成分見表一和表二：              

（2）煉鐵槽下除塵灰，來自煉鐵卷揚系統中給高爐本體供料時產生的煙塵，經過除塵收集的含鐵除塵灰，其與上料除塵灰有一定差別，見表三：

（3）高爐重力除塵灰，主要來源于高爐內部爐塵產生的煙塵，其含碳量較高；見表四：

由于煉鐵除塵灰均具有粒度偏細，運輸困難，已造成揚塵進而污染環境的風險，因此通過改善運輸工具，使用罐車全密封運輸，在除塵器放灰處增加加等措施，從根本上減少了環境污染；

根據高爐各種工序產生的除塵灰主要成分，進入燒結工序中，使用單獨料倉進行分類使用，有效的進行了回收，并利用煉鐵除塵灰含碳量高的特點，一定程度的降低了燒結固體燃耗，真正實現了廢棄物的綜合利用。

2.3煉鋼工序

（1）煉鋼污泥是轉爐吹煉過程中產生的煙氣經過濕法除塵所得的產物，其成分見表五：

（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，溫度在120-130噸左右，二次和三次除塵灰含CaO含量偏高；見表六：

（3）煉鋼鋼渣，是經破碎磁選出帶鐵篩下粉和塊，然后進棒磨機磨成粉，再過一道磁選，將帶鐵細粉分離出來即成鋼渣粉，其成本見表七：

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

2.4其他工序

（1）燒結自產除塵灰，燒結內部有機尾除塵灰、振篩除塵灰、原料除塵灰、成品除塵灰，其含鐵品位高，有害元素相對少，內部循環利用，其成分見表九：

（2）石灰篩下物，石灰石篩下物是白灰爐工序上料后經過篩分不合格粒度以下并經過磨機后的產物，其含鈣量達到50%左右，細度在75%以上，一定程度的替代了白灰粉在燒結生產中的使用，降低了燒結成本；

3  工業廢棄物的循環綜合利用技術研究

鋼鐵工業廢棄物的循環綜合利用是燒結生產及時的必要趨勢，作為鋼鐵正常工序的“垃圾站”，燒結的整個生產工序對廢棄物的利用擁有天然優勢，通過不同化學成分和物理特性，進而在配礦中不同的配比，合理進行搭配，既對固廢等的有效回收利用，同時也能降低燒結成本，提高整個生產工序效益，有著舉足輕重的作業。

3.1煉鐵除塵灰在燒結工序的應用

根據以上信息，煉鐵除塵灰具有含碳量高的主要特點，對于燒結生產中，如果可以有效并充分的利用好，可大大降低燒結燃料消耗。

煉鐵除塵灰通過罐車運輸到燒結原料場，通過氣體輸送到獨自的罐倉，然后經過卸灰閥給料到電子皮帶秤，按一定的配比進行配加，但煉鐵槽下除塵灰的粒度偏細，在生產過程中容易出現噴灰現象，給生產波動帶來了較大影響，針對此類問題，通過對卸灰閥進行技改升級，加長卸灰閥外部刮皮，對卸灰口進行收口，并對不同配比進行生產實踐，最終在配比穩定在0.8-1%，在有效利用了內部廢棄物的同時，也降低了燒結燃耗和成本，可謂一舉三得。下面是煉鐵除塵灰在使用后的生產指標及成本對比：

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%，對燒結降低燃料消耗是有利的，但由于除塵灰含碳量不穩定，當配加含量偏高時亞鐵含量不太穩定。

整體上配加煉鐵除塵灰可有效降低燒結燃耗和成本，且對強度影響不大，從整體實驗和生產反饋可以看出對生產工序是無害的。

3.2煉鋼除塵灰及污泥在燒結工序中的應用

相比于煉鐵除塵灰，煉鋼除塵灰整體工序量相對偏低，其中主要特點時含鈣量和含鋅量偏高，對燒結生產工序中堿度和有害元素的增加是不利的，因此采取單獨使用，且小量配吃，并且定期化驗化學成分，減少對燒結生產影響；

煉鋼污泥在燒結中的應用較廣，從表五可以看出，煉鋼污泥具有含鐵品位高，有溫度，在燒結過程中起到放熱的作業，可降低一定的燃耗，通過從污泥狀態、運輸方面和使用方面整體考慮，在污泥的使用上，采取通過管道直接打到燒結混料滾筒污泥池，減少運輸污染和資源浪費，通過污泥水往混料滾筒打水，安裝自動測水和管道泵，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，減少了對環境和場地的污染，達到有效利用。

3.3鋼渣粉的應用

在2018年，鋼渣車間新上棒磨機后，更加有效的優化了鋼渣粒度組成，通過更好的選渣工藝，將煉鋼的鋼渣廢物進行綜合利用，先后經過棒磨機破碎和磁選機選鐵，選出了燒結可以使用的鋼渣粉，在混合料中按1-2%配比進行混勻使用，取得了明顯的效果，特別是在燒結原料結構緊張的情況下，礦種臨時供應不足的時候，應用鋼渣粉，可以有效改善燒結透氣性，平衡燒結堿度，降低燒結成本，很好的減少了鋼渣廢棄物的排放，減少環境污染，同時能給鐵前創造了經濟效益。

3.4氧化鐵皮的應用

新金鋼鐵從燒結生產以來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勢，可以一定程度的提高燒結礦品位，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59.13%，比磁鐵礦的亞鐵還要高出一倍，因此在燒結過程中起到氧化放熱的作業，很大程度的降低了燒結燃耗，新金燒結根據氧化鐵皮循環料的數量，配比基本穩定在1.5-2%左右，噸耗達到17kg/t。

3.5燒結自產除塵灰及石灰篩下物的應用

燒結自產除塵灰包括燒結機尾除塵灰、振篩除塵灰、原料除塵灰和成品除塵灰，使用罐車運輸和氣力輸送，送往料倉均勻配加，自燒結生產來，自產除塵灰全部用于內部循環消耗，減少除塵灰污染。

石灰篩下物可有效降低燒結對白灰的使用，可增加燒結混合料的透氣性，但因其為未煅燒的石灰石，在燒結過程中起到吸熱的作用，會一定程度的增加燒結燃料消耗，因此綜合評價，燒結在使用過程中穩定配加在0.5-1%，做到不會影響燒結過程的前提下，同時降低燒結輔料成本，同步下每增加1%石灰篩下物可降低燒結礦成本2.5元/噸。

4  經濟效益簡要分析

綜合上述可得，在針對不同的鋼鐵工業廢棄物，進行不同的配加方式，從采取優化生產操作和改善運輸等措施，大量并有效的利用各種廢棄物，經濟效益明顯。

4.1燒結配加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，同時受益于除塵灰價格廉價，同比可降低鐵料成本16.68元/噸，按年產200萬噸計算，年可創造效益1501.6萬元；

4.2用氧化鐵皮代替高品位外礦粉，綜合單價差按400元/噸計算，年可創造效益823.5萬元；

4.3用石灰篩下物代替白灰粉，綜合單價差按460元/噸計算，年可創造效益510.5萬元。

4.4使用鋼渣粉可代替低品位外礦粉，綜合單價按390元/噸計算，年可創造效益950萬元；

5  結論

5.1在鋼鐵行業廢棄物應用的過程中，會出現一系列的生產波動問題，比如在停機檢修時間，不能使用罐車運輸到料倉，造成環境嚴重污染；還有在使用過程中，因除塵灰粒度較細造成噴灰發生，給生產帶來波動等等，但是通過優化工藝，設備改造和提升管理不同的措施，有效的克服了帶來的各項問題，使生產穩定運行，進而可以穩定使用，形成良性循環。

5.2在現在的雙碳目標下，繼續穩定并改造使用各項廢棄物，不但可以有效回收變廢為寶，降低環境污染，又可以很好降低鋼鐵成本，提高了經濟效益，同時給社會創造了效益。