朱 毅， 侯海濱

（太原鋼鐵(集團)有限公司煉鋼二廠， 山西 太原 030003）

隨著我國鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，對不銹鋼產(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)濟考慮，各不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)積極采用不同方式對除塵灰和鋼渣進行處理后綜合利用。針對這一情況，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造成的環(huán)境污染問題，既收到了經(jīng)濟效益，又收到了社會、環(huán)保效益，實現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟。

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成分一般應符合表1的規(guī)定。

表1 不銹鋼除塵灰壓球的化學成分 %

不銹鋼除塵灰壓球的物理性能一般應符合表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，以達到煉鋼過程的需求。

渣鋼是不能直接被當作鋼材利用的，只有將其加入煉鋼爐內，代替部分廢鋼冶煉，利用爐內鐵水的物理熱和化學熱，使渣鋼中的金屬熔化變?yōu)殇撍?，才能顯示出它的價值。

煉鋼不銹渣鋼的規(guī)格、含渣量一般應符合表3。

表3 不銹渣鋼使用標準

2 AOD 使用廢棄物的應用

為達到上述廢棄物回收再利用的目標，試驗在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；試驗安排在AOD 冶煉鎳鋼時，入爐條件保持不變的情況下，每爐從高位料倉定量加入2 t 紅泥球，試驗前后AOD 消耗和成本指標如下。

2.1.1 對消耗指標的影響（見圖1 和圖2）

從圖1 和圖2 可以看出，冶煉304 鋼種時，試驗爐次較未加紅泥球爐次，在入爐條件相當?shù)臈l件下，過程消耗指標差：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%；技術指標差：還原w（S）高0.009%、前期渣堿度低0.025。

圖1 使用前后硅耗對比

圖2 使用前后其他消耗對比

2.1.2 對成本的影響

根據(jù)上述指標對比，綜合入爐條件影響，估算試驗加紅泥球1 t/爐，較未試驗爐次硅耗增加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。

由此如擴大紅泥球試驗，估計可實現(xiàn)紅泥球每用1 t 實現(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對比

2.2.1 鎳渣鋼

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

從表4 可以看出，冶煉304 鋼種時，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，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，預計硅耗和石灰消耗升高與304 相當。

理論計算時鎳渣鋼帶渣量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，合計影響成本377 元/爐。

表5 冶煉430 使用鉻渣鋼爐次指標對比

2.2.2 鉻渣鋼

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

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

3 結論

1）紅泥球。AOD 爐使用紅泥球與在電爐使用本質上是一樣的，都是利用生鐵、鉻鐵中的Si 元素還原其中的Fe、Cr、Ni 有價值的金屬。目前AOD 小批量試驗測算的效益為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，效益將進一步擴大。

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

3）鉻渣鋼。可完全替代鉻廢鋼使用，對指標影響不明顯，效益顯著。