劉志朝  鄧  濤  程子波  陳 偉

（河鋼集團邯鋼公司新區  河北 邯鄲 056403）

摘要：本文以邯鋼新區為研究對象，深入探討了鋼鐵企業鋼渣處置與利用的現狀、挑戰及優化措施。針對邯鋼新區的鋼渣處理流程中面臨的尾渣回收利用不足和外銷困難等問題，通過改進鋼渣粒化技術、優化尾渣配吃方案、轉變尾渣外銷模式等措施，有效提高了鋼渣利用率，降低了生產成本，緩解了環保與生產平衡壓力。同時，本文還展望了鋼渣處置及利用的未來發展方向，為鋼鐵企業鋼渣資源化利用提供了新的思路和實踐參考。

關鍵詞：鋼渣處置；尾渣配吃；資源化利用

鋼鐵工業是我國國民經濟的重要支柱產業，但其制造過程中會產生大量鋼渣，如何高效處置和利用這些鋼渣一直是行業面臨的重大挑戰。鋼渣產生體量大，市場化需求不足，加之其穩定性差、耐磨性高和膠凝性低等，造成鋼渣的處理和資源化利用受到很大限制，如大量鋼渣被堆放處理，還會對環境造成污染，因此鋼渣的資源化利用對鋼鐵企業的可持續發展和環境保護具有重要意義^[1]。本文以邯鋼新區公司為案例，深入分析其鋼渣處置和利用的現狀，探討存在的問題，并結合處置過程困境與不足提出改進措施，旨在為鋼鐵企業鋼渣資源化利用提供新的思路和實踐參考。

1  鋼鐵廠鋼渣處理概述

鋼渣是鋼鐵生產過程中產生的主要固體廢棄物之一，主要來源于煉鋼過程中的氧化反應和造渣反應，根據產生階段的不同，主要可分為轉爐鋼渣、電爐鋼渣和精煉鋼渣等，它的主要組分包括CaO、SiO₂、MgO、FeOx、MnO、P₂O₅等^[2]，其化學成分賦予了它潛在的利用價值。

鋼渣處理的主要方法包括熱潑法、盤潑法、風淬法和粒化法等。熱潑法是將熔融鋼渣直接潑灑在渣場，自然冷卻后破碎處理；盤潑法是將熔融鋼渣潑灑在旋轉的渣盤上，形成薄層后快速冷卻；風淬法是利用高速氣流將熔融鋼渣擊碎并快速冷卻；粒化法則是將熔融鋼渣通過高壓水流或機械作用力破碎成細小顆粒。這些處理方法各有優缺點，鋼鐵企業通常根據自身條件和需求選擇合適的處理方式。

2  邯鋼新區鋼渣處置利用現狀及不足

2.1 鋼渣處置及利用現狀

邯鋼新區位于河北省邯鄲市涉縣龍西工業園，系邯鋼老區退城整合搬遷項目，該項目占地5908多畝，于2024年6月全線貫通投產，成為全世界第一個全流程利舊搬遷的長流程鋼鐵企業，煉鋼系統主要包括1座250噸轉爐、2座100噸轉爐、1座250噸LF精煉爐、2座100噸LF精煉爐和1座100噸RH精煉爐以及余熱回收利用、固廢處理等配套設施。

鋼渣原渣采用MES(機械粒化-靜態消解工藝）進行一次處理和磁選，精煉鋼渣則采取熱潑法進行處置，所有鋼渣經初次處理后進入二次鋼渣工序進行下一步處理，二次處理產生的粒子鋼直接回轉爐配吃，鋼渣精粉則送往料場參與配料，尾渣進行外售。鋼渣處置流程見圖1。

圖1 邯鋼新區鋼渣處置流程

2.2 不足之處

2.2.1鋼渣綜合回收利用程度低

邯鋼新區的鋼渣利用主要集中在一次磁選以及二次處理后粒子鋼和鋼渣精粉的回收利用上，相對于產量巨大的尾渣，受配料圓盤數量及尾渣磷含量高限制，內部未進行有效利用。

2.2.2尾渣處置平衡秩序難于建立，且虧損加劇

新區地處武安、涉縣交接，周邊鋼企眾多，尾渣產出量遠遠大于有限的市場需求，導致尾渣始終難以建立穩定的銷售渠道，間接對鐵鋼工序穩定生產造成干擾。其次，受制于銷售半徑及運輸成本，尾渣價格壓縮極低，鋼企綜合收益往往為負數。最后，隨著環保要求日益嚴格，尾渣的堆放和處理成本也不斷上升，鋼企的效益虧損進一步加大。

3 鋼渣處置改進與優化

為建立穩定的鋼渣平衡秩序，實現綜合效益最大化，該廠立足自身實際情況，采取了以下改進措施：

3.1 進一步攻關鋼渣粒化技術，提高含鐵料回收利用

在全面投產后的運行實踐中，組織設備及技術人員，對全密閉步進式粒化機進行改造和優化冷卻工藝參數，實現了一次處理后鋼渣塊尺寸進一步減低、粒度更加均勻，同時大于40mm大塊產生量降低了20%，含鐵料回收率提高了10%，有效提高了鋼渣一次處理含鐵料回收利用量。

3.2 制定尾渣配吃方案，降低煉鐵成本

從該廠尾渣成分分析看出，尾渣成分見表1，其TFe含量為15-16%，CaO與MgO含量分別為41%與9%左右，理論上參與料場配料可替代部分鐵料和熔劑使用，同時該廠參考并研究了國內利用鋼渣尾渣與Ca(OH)₂試劑調節堿度對燒結高溫基礎特性的影響^[3]，并自行進行燒結杯試驗，驗證了鋼渣尾渣配入燒結中參與燒結成礦反應可行性,結果來看技術上完全可行，還具有較大的經濟效益，經該廠測算，料場配吃1%尾渣粉，噸鐵可降低成本10元，按該廠年產600萬噸鐵水，年可降本6000萬元。但因尾渣中磷含量較高，過量配加尾渣會造成鐵水磷含量大幅增加，從而影響煉鋼成本和質量。因此該公司結合自身實際情況，綜合考慮全工序成本、質量等，制定了動態、科學的尾渣配吃方案，并組織了實施。

(1）首先，優化倒運與配吃流程，克服料場圓盤配料倉不足的困難，結合鋼渣精粉與尾渣需求量，按比例混合后倒運至料場地面料倉內，然后通過皮帶運至圓盤配料倉共同參與混勻配料。

(2）其次，根據該廠原燃料含磷情況，摸索出鋼渣精粉加尾渣配比為1.5%時，鐵水含磷量正常為0.14-0.15%，此時綜合性價比是最優的，如果鐵水含磷量連續高于0.15%，則料場降低尾渣配比，同時查找其他原燃料等原因，反之亦然，最大化提高尾渣利用率同時，也對其他原燃料質量起到監控作用。

(3）煉鋼冶煉鋼種對鐵水含磷量有較大特殊要求時，生產制造部提前通知料場調整尾渣配比，同時優化排產計劃，組織煉鋼進行集中生產。

表1  邯鋼新區鋼渣精粉與尾渣分析

3.3 轉變尾渣外銷模式

針對該廠所屬地域鋼企扎堆，因尾渣產出與市場需求的不平衡，為擺脫環保壓力、保產壓力、經濟效益低下的多重困境，該企業經過充分調研和測算，大膽解放思想、轉變外銷模式，通過與客戶簽訂互保協議，采取尾渣和精煉鋼渣捆綁外銷的策略，實現了綜合效益最大化。

4 取得效果

經過改進與優化鋼渣處置流程和外售模式，該廠在提高鋼渣利用率、降低成本、保障生產和提升效益等多方面都取得了顯著且積極的效果。

（1）鋼渣粒化技術較前期取得了較大進步，原渣一次處理過程中含鐵料回收率提高了10%。

（2）通過綜合考量全工序成本，并優化組織流程、新增尾渣配吃，摸索出燒結工序鋼渣料最優配比后，鋼渣料比例較之前增加了約0.6%，預計年降本達3600萬元。

（3）結合地域與自身情況，該廠將尾渣單獨外銷轉變為綜合效益最優的捆綁外銷后，有效建立了鋼渣處理平衡秩序，成功擺脫了環保、生產和經濟效益方面的多重困境。

5 鋼渣處置及利用前景展望

鋼渣作為鋼鐵企業產出量巨大的固廢，隨著處理技術和鋼企管理的進步，已大大提高了鋼渣處理的效率和效果，但多數鋼企內部回收和利用程度低仍是普遍現象。同時，我們也看到個別鋼企鋼渣資源化利用發展較好，也為眾多鋼鐵企業起到啟示，例如，寶鋼采用預脫磷工藝將尾渣P₂O₅含量降至1%左右，大大提高了內部尾渣利用率，首鋼集團開發了鋼渣微粉生產技術，將鋼渣加工成高附加值的產品等。

未來，隨著環保要求的日益嚴格和資源節約意識的增強，鋼渣資源化利用將成為鋼鐵行業發展的必然趨勢，鋼渣利用將朝著提高含鐵料回收率，增加尾渣內部利用，由傳統建筑材料、路基材料利用領域拓展到新型材料、現代農業等多個領域發展。

6 結論

(1)本研究通過對邯鋼新區鋼渣處置和利用現狀的分析，指出了當前鋼渣利用中存在的主要問題。同時，該廠結合自身實際，經過技術攻關和優化流程，有效提高了鋼渣利用率，降低了生產成本，緩解了生產和環保壓力。

(2)鋼企管理和理念進步是提高鋼渣資源化利用的基礎，新型工藝技術的發展和應用為其提供了有利保障，探索高值化、多元化的鋼渣利用途徑，需要全社會共同的努力。

參考文獻

[1]  安勝利,黃蘭,柴軼凡,陳宇昕,彭軍,張芳.鋼渣處理技術及資源化利用研究進展[J].鋼鐵,1-13.

[2]  劉昕,王仲亮,包燕平.轉爐鋼渣資源化利用研究現狀與應用展望[J].工程科學學報,1-16.

[3]  張露,周仙霖,羅艷紅,萬軍營,李柳英,陳鐵軍,蔣佳穎,余正雄.鋼渣尾渣對燒結成礦的影響機制[J].鋼鐵,1-13.