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              1. 永鋼突破鋼渣顯熱回收發電新技術,尾渣直接用作建材!

                發布時間:2019-01-06 11:52      

                鋼鐵行業是國民經濟的重要組成部分、是實體經濟發展的重要基石。作為國民經濟的重要基礎產業,鋼鐵工業的發展水平標志著一個國家的經濟水平和綜合國力。高耗能高耗水及鋼渣處理一直是困擾鋼鐵冶煉行業的難題。目前,國內外鋼渣處置一般采用熱燜法和熱潑法兩種方式,1600℃出爐鋼渣,燜渣時間超過24小時,顯熱隨蒸汽裹夾粉塵噴射放空,噸渣耗水約1.2噸,不僅大量熱能被浪費,冷卻水伴生大量水解氫氣,容易發生爆炸事故,也對環境造成污染;同時,粗鋼生產過程中,鋼渣產出率在12%左右,噸鋼渣綜合處置成本超過24元,由于鋼渣熱燜法和熱潑法工藝的自有缺陷,79%的固渣無法再生利用。長期以來,雖然眾多科研機構、科技人員為攻克鋼鐵企業的廢渣處理和資源化利用難題付出了無數辛勞,但始終沒有取得突破性進展,高爐渣可再生利用率在80%左右,轉爐鋼渣只有20%左右。

                “垃圾,是放錯地方的資源。”業界公認每噸煉鋼渣熱焓相當于95公斤左右的標煤。我國轉爐煉鋼噸鋼能耗與世界先進水平差距較大,世界先進水平為每噸鋼能耗負32公斤標煤,我國國標負25公斤標煤,實際上很多鋼企達不到國家標準。我國轉爐煉鋼約占煉鋼總量的87.5%,江蘇占比更是達到90%,江蘇2017年產鋼1.1億噸,轉爐鋼產量1億噸,轉爐渣產量1200萬噸,測算爐渣攜帶顯熱折合84萬噸標準煤。84萬噸標準煤的顯熱放空,并大量耗水冷卻鋼渣,著實可惜。

                大量鋼渣無法利用,很多企業鋼渣堆積如山,采用填埋方式,不僅占用大片土地,對環境也造成較為嚴重的污染。伴隨著我國鋼鐵工業發展,鋼渣排放量還在逐年增加,加強鋼渣的資源化利用,成為影響我國鋼鐵行業可持續性發展和生態環境保護亟待解決的課題。為促進鋼渣和其他固廢的處理利用,我國新出臺的《環境保護稅法》明確規定,每排放1噸鋼渣需繳納25元環境保護稅,從政策上引導企業加大鋼渣資源化利用研發和投入力度。

                經南京工業大學實驗室檢測鑒定,“G-Z法熔融渣多元冷淬及顯熱回收技術”產出鋼渣的渣粉符合水泥和混凝土摻和料國標Ⅰ級標準,制備水泥可直接添加,添加量可達30%。這是G-Z法熔融渣多元冷淬及顯熱回收技術繼10月16日在張家港永鋼集團順利通過中試試驗驗收、在場專家一致認為填補行業空白后,迎來的又一個重大技術節點突破,將改變鋼渣長期堆存不可直接利用的大難題。

                火紅的鋼渣倒入G-Z法余熱回收裝置并產出蒸汽

                G-Z法余熱回收裝置運行中,鋼渣不斷倒入,蒸汽連續產出

                G-Z法集成熔融渣多元冷淬造粒+顯熱回收發電+渣粉高比例摻和水泥技術,必將替代傳統的鋼鐵冶煉行業渣處置工藝。該項技術在永鋼轉爐煉鋼爐渣處置中試中,大大簡化了尾渣的后處理工序,經細磨后可直接用作建材。

                10月16日9時許,張家港永鋼集團一座整潔的車間內,一臺高大的鋼渣處理裝置收拾得干干凈凈,仿佛一個全副武裝的戰士,靜待戰斗號角的吹響。

                幾分鐘后,一輛重載卡車緩緩駛入廠房,停在裝置不遠處,車上一個巨大的渣罐,里面裝載著永鋼集團一臺轉爐剛剛倒出的熔融渣,溫度超過1450℃。隨后,空中的行車穩穩吊起渣罐平移到裝置上方,矯正位置后將渣罐里火紅的鋼渣緩緩倒入加渣漏斗,這時整個裝置已經開始運轉。只見靠近二層工作臺的汽包出汽口有一股白色氣流噴涌而出,隨著熔融渣的持續加入,蒸汽氣柱越聚越大,沖力越來越足。同時,裝置下端的出渣漏斗則不斷有黑色的顆粒狀鋼渣排放出來。

                20多分鐘后,一爐熔融渣處理完備,地上堆積了一堆顆粒大小均勻的尾渣。接著,第2爐、第3爐……3個多小時后,這套裝置順利完成6爐熔融渣的現場處置,所有環節運轉正常,頂端蒸汽穩定持續釋放,底端尾渣顆粒不斷生成排放出來……

                這個看似尋常的作業場景,成就的卻是鋼渣處理的歷史性跨越。這里正是南京有榮節能科技有限公司自主研發成功的“G-Z法熔融渣多元冷淬及顯熱回收技術”的中試試驗現場。參加觀摩論證的產研政等相關各界人士認為,中試試驗非常順利,取得了成功。

                該項技術發明總設計師郭瑛引導大家到實驗數據錄取顯示屏前,詳細講解了設備運行原理,讓大家進一步了解一系列實驗結論。該項技術在永鋼轉爐煉鋼爐渣處理中,1噸1600℃爐渣可回收顯熱產0.5噸以上的蒸汽,發電100度左右;渣、鋼有效分離,渣鋼TFe≥95%,粒徑≤70mm,達國標I級以上標準,廢鋼經磁選后可直接返轉爐煉鋼;成型渣粒徑在1-50毫米之間,可大大簡化尾渣的后處理工序,經細磨后可直接用作水泥等建筑材料。此次中試試驗裝置出來的鋼渣送經南京工業大學實驗室檢測鑒定,比表面積400m2/kg,30%鋼渣粉添加到水泥中可降低標準稠度用水量并提升砂漿流動性能,7d活性系數達69.3,安定性合格。該技術方法產出的鋼渣,各性能指標均達到國標《用于水泥和混凝土中的鋼渣粉》(GB/T20491-2006)中I級要求,很適合作為建筑材料。

                2018年6月26日,中試項目的試驗設備實現連續裝入6爐熔融渣,連續工作5小時,處理熔融態轉爐渣約5噸,處理后的鋼渣為1-50毫米的粒渣。永鋼集團總經理吳毅表示,“G-Z法熔融渣多元冷淬及顯熱回收技術”顛覆了傳統的渣處理工藝,進一步加大了負能煉鋼的節能空間。工業應用有望每噸鋼回收50kg,2.0MPa、300℃的蒸汽,相當于目前轉爐汽化冷卻系統回收的蒸汽量一半還多,完全可以用于發電。預計可降低轉爐工序能耗約6kgce/t,使轉爐煉鋼工序能耗一舉達到負30 kgce/t以上,加上轉爐渣資源化利用增值,共降低煉鋼成本約13元/t。

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