朱 毅， 侯海濱

（太原鋼鐵(集團(tuán))有限公司煉鋼二廠， 山西 太原 030003）

隨著我國(guó)鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)不銹鋼產(chǎn)量的需求逐漸增加，而不銹鋼生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的除塵灰和鉻、鎳渣鋼的處理日益突出。從減少污染，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)考慮，各不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)積極采用不同方式對(duì)除塵灰和鋼渣進(jìn)行處理后綜合利用。針對(duì)這一情況，在AOD 冶煉過程中，加入適量的除塵灰壓球和鉻、鎳渣鋼不僅實(shí)現(xiàn)了不銹鋼除塵灰和渣鋼中貴重合金元素的回收使用，而且也解決了不銹鋼除塵灰和渣鋼因處理不當(dāng)造成的環(huán)境污染問題，既收到了經(jīng)濟(jì)效益，又收到了社會(huì)、環(huán)保效益，實(shí)現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

1 不銹鋼廢棄物介紹

1.1 不銹鋼紅泥球

不銹鋼電爐和AOD 冶煉過程，產(chǎn)生的除塵灰，經(jīng)一定的工藝加工制成紅泥球回收使用。

不銹鋼除塵灰壓球的化學(xué)成分一般應(yīng)符合表1的規(guī)定。

表1 不銹鋼除塵灰壓球的化學(xué)成分 %

不銹鋼除塵灰壓球的物理性能一般應(yīng)符合表2的規(guī)定。

表2 不銹鋼除塵灰壓球的物理性能

1.2 鉻、鎳渣鋼

渣鋼是煉鋼過程中因渣和鋼分離不徹底，造成鋼渣混合的產(chǎn)物，一般渣鋼中含有80%左右的金屬，其余主要是爐渣。渣鋼經(jīng)過篩選加工，以達(dá)到煉鋼過程的需求。

渣鋼是不能直接被當(dāng)作鋼材利用的，只有將其加入煉鋼爐內(nèi)，代替部分廢鋼冶煉，利用爐內(nèi)鐵水的物理熱和化學(xué)熱，使渣鋼中的金屬熔化變?yōu)殇撍拍茱@示出它的價(jià)值。

煉鋼不銹渣鋼的規(guī)格、含渣量一般應(yīng)符合表3。

表3 不銹渣鋼使用標(biāo)準(zhǔn)

2 AOD 使用廢棄物的應(yīng)用

為達(dá)到上述廢棄物回收再利用的目標(biāo)，試驗(yàn)在180 t AOD 爐冶煉特定鋼種的過程中適量加入廢棄物，研究加入前后消耗和成本的影響。

2.1 AOD 使用紅泥球生產(chǎn)實(shí)踐

紅泥球中的金屬元素多以氧化物的狀態(tài)存在，冶煉過程中每加入1 t 紅泥球，帶入的氧量約為85 m3；試驗(yàn)安排在AOD 冶煉鎳鋼時(shí)，入爐條件保持不變的情況下，每爐從高位料倉(cāng)定量加入2 t 紅泥球，試驗(yàn)前后AOD 消耗和成本指標(biāo)如下。

2.1.1 對(duì)消耗指標(biāo)的影響（見圖1 和圖2）

從圖1 和圖2 可以看出，冶煉304 鋼種時(shí)，試驗(yàn)爐次較未加紅泥球爐次，在入爐條件相當(dāng)?shù)臈l件下，過程消耗指標(biāo)差：硅耗高1.2 kg/t、石灰消耗高3.2 kg/t、前期渣中w（Cr2O3）高0.44%；技術(shù)指標(biāo)差：還原w（S）高0.009%、前期渣堿度低0.025。

圖1 使用前后硅耗對(duì)比

圖2 使用前后其他消耗對(duì)比

2.1.2 對(duì)成本的影響

根據(jù)上述指標(biāo)對(duì)比，綜合入爐條件影響，估算試驗(yàn)加紅泥球1 t/爐，較未試驗(yàn)爐次硅耗增加1 kg/t、石灰消耗增加1.5 kg/t、前期渣中w（Cr2O3）升高0.32%，需增加AOD 成本1927 元/爐，折算每使用1 t 紅泥球增加AOD 成本1000 元。

考慮每噸紅泥球Fe 收得率80%，Ni 收得率80%，Cr 收得率80%，理論100%加入爐內(nèi)可回收成本4000 元，如按抽損30%考慮，可降低成本2800元/t，仍然每噸有1800 元的效益。

由此如擴(kuò)大紅泥球試驗(yàn)，估計(jì)可實(shí)現(xiàn)紅泥球每用1 t 實(shí)現(xiàn)1000 元的效益。

1）硅耗升高。AOD 硅耗升高造成成本增加：200×1/0.75÷1000×5200≈1387 元/爐。

2）石灰消耗增加。AOD 石灰升高造成成本增加：200×1.5÷1000×500=150 元/爐

3）前期渣中Cr2O3含量升高。AOD 前期渣中Cr2O3含量升高造成成本增加：18×0.32%×68%×10000=391 元/爐。

2.2 AOD 使用鉻鎳渣鋼生產(chǎn)實(shí)踐

鉻、鎳渣鋼因含渣量較高，AOD 在使用過程中需確保干燥，以防止加料過程發(fā)生爆炸等生產(chǎn)事故。

表4 使用鎳渣鋼爐次指標(biāo)對(duì)比

2.2.1 鎳渣鋼

AOD 冶煉鎳鋼時(shí)，在料槽中配加鎳渣鋼替代廢鋼，對(duì)比使用鎳渣鋼爐次與未使用爐次指標(biāo)如表4。

從表4 可以看出，冶煉304 鋼種時(shí)，在入爐條件基本相同的情況下，使用鎳渣鋼爐次，硅耗增加0.52 kg/t，石灰消耗增加1.62 kg/t；冶煉316/304L 鋼種時(shí)，使用鎳渣鋼爐次，入爐Si 較未使用爐次高0.24%，冷料加入量少3.4 t，硅耗和石灰消耗增加不明顯，若折算到條件相同，預(yù)計(jì)硅耗和石灰消耗升高與304 相當(dāng)。

理論計(jì)算時(shí)鎳渣鋼帶渣量20%，其他金屬成分與廢鋼降溫效果相同，使用鎳渣鋼3 t/爐，帶入的渣量為600 kg，降溫約6 ℃，影響硅耗0.2 kg/t，石灰消耗1 kg/t，合計(jì)影響成本377 元/爐。

表5 冶煉430 使用鉻渣鋼爐次指標(biāo)對(duì)比

2.2.2 鉻渣鋼

AOD 使用冶煉鉻鋼時(shí)，原工藝高鉻料槽中配加鉻廢鋼，現(xiàn)試驗(yàn)使用鉻渣鋼替代鉻廢鋼，對(duì)比冶煉430 使用鉻渣鋼爐次與未使用爐次指標(biāo)如表5。

從表5 可以看出，AOD 冶煉430 時(shí)，使用鉻渣鋼與使用鉻廢鋼爐次在入爐條件相當(dāng)時(shí)，硅耗和石灰消耗基本相當(dāng)，可達(dá)到替代作用。

3 結(jié)論

1）紅泥球。AOD 爐使用紅泥球與在電爐使用本質(zhì)上是一樣的，都是利用生鐵、鉻鐵中的Si 元素還原其中的Fe、Cr、Ni 有價(jià)值的金屬。目前AOD 小批量試驗(yàn)測(cè)算的效益為1000 元/t，若能優(yōu)化入爐條件，在冶煉過程溫度富余的情況下增加使用量，效益將進(jìn)一步擴(kuò)大。

2）鎳渣鋼。AOD 爐使用鎳渣鋼試驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算對(duì)硅耗和石灰消耗都有一定的影響，每爐使用3 t 鎳渣鋼時(shí)，影響硅耗升高0.2 kg/t，石灰消耗升高1.0 kg/t，合計(jì)影響成本377 元/爐，折算廢鋼和渣鋼的差價(jià)，效益較好。

3）鉻渣鋼。可完全替代鉻廢鋼使用，對(duì)指標(biāo)影響不明顯，效益顯著。