第九章－鋼鐵工業(yè)清潔生產(chǎn)

（清潔生產(chǎn)）第九章－鋼鐵工業(yè)清潔生產(chǎn)第九章鋼鐵工業(yè)清潔生產(chǎn)第一節(jié)鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)概述一．鋼鐵工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的作用及發(fā)展現(xiàn)狀化經(jīng)濟(jì)建設(shè)中具有極為重要的戰(zhàn)略地位，為國民經(jīng)濟(jì)各生產(chǎn)部門提供鋼鐵等黑色金屬材料。我國鋼鐵工業(yè)經(jīng)過了建國后50多年來的發(fā)展，特別是近十余年的快速發(fā)展，也成為世界第一產(chǎn)鋼大國。到19981.34億噸，生鐵1.2億噸、成材1.38億噸。當(dāng)年實(shí)際產(chǎn)鋼1.145億噸、生鐵1.185億噸、鋼材1.074億噸。預(yù)計(jì)2003年我國鋼鐵需求將突破2億噸大關(guān)。達(dá)到2.15億噸，比2002年增長10.3%。據(jù)此，2003年我國鋼產(chǎn)量將比2002年增加19.4%，達(dá)到2.15億噸。二．鋼鐵工業(yè)產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)鋼鐵工業(yè)是資源—鐵工業(yè)每生產(chǎn)1噸鋼需消耗6～7噸原料和燃料，其中80%以上，即5～6噸以各種廢物形式占全國工業(yè)“三廢”排放總量的10～15%。10%以上，1998年全行業(yè)噸鋼綜合能耗1290kgce，比世界先進(jìn)水平高出20～40%，能源的適量消耗，更加劇了鋼鐵工業(yè)對環(huán)境的污染。我國鋼鐵工業(yè)鐵金屬一次綜合收得率為54.45%，比世界先進(jìn)水平的72.88%相差18.43多煉鐵、多煉鋼，投入多、產(chǎn)出少，必然流失大，從而造成惡性循環(huán)。特別應(yīng)當(dāng)指出的是，煉鐵約有40001/3采用落后工藝裝備應(yīng)盡快淘汰的生產(chǎn)能力約270020%開坯）中屬落后工藝裝備應(yīng)淘汰的生產(chǎn)能力約3250萬噸，屬應(yīng)更新改造的生產(chǎn)能力約4700萬噸，合計(jì)占總能力的58%。三．鋼鐵工業(yè)污染物排放及其特點(diǎn)（一）鋼鐵工業(yè)污染物排放情況：9－1每生產(chǎn)出一噸鋼鐵產(chǎn)品，將伴隨著大量的污染環(huán)境的各種廢物排出。表9－1為聯(lián)合圖環(huán)境規(guī)劃署提供的“鋼鐵工廠環(huán)境管理指南中列舉的鋼鐵廠每噸軋材（鋼鐵工業(yè)最終產(chǎn)品）所排放的污染物。飄塵顆粒物、噪聲水蒸汽顆粒物CO、NH3、SO2NOxH2SSS、BOD碳?xì)浠衔颪H3、CN焦炭、燒結(jié)礦或球團(tuán)顆粒物酚NOxSOx顆粒物渣顆粒物]高爐渣煉鋼爐渣泥渣渣顆粒物、噪聲泥渣SS、油蒸汽圖例大氣污染物表9－1鋼鐵廠噸軋材排放的污染物kg/t材污染物因子燒結(jié)煉焦煉鐵煉鋼軋鋼綜合總量顆粒粉塵物煙塵3120.50.6—7.1SOx40.30.320.22.0—7.0煙NOx10.20.20.10.5—2.0氣CO400.35150.33—60.63HF0.04微量微量0.01不定—0.05CxHr0.10.20.050.050.2—0.60SS0.280.060.240.070.20—0.85COD0.050.080.160.200.14—0.63廢水NH3—0.030.08———0.11酚—0.005————0.005氰化物—0.020.03———0.05氯化物——0.050.050.20—0.30硫酸鹽0．004—0.003—0.40—0.407固粉塵循環(huán)利1230——2泥渣用121510—79體渣——300100——400物氧化鐵皮————30—30含油廢物————10—10其它耐火材料—————2020工業(yè)垃圾—————4040生活垃圾—————1010（二）煙氣排放及其特點(diǎn)廢氣排放量可達(dá)12000億m31/6于電力工業(yè)，居全國第二位。鋼鐵工業(yè)在各工業(yè)部門中是廢氣污染環(huán)境的大戶之一。粉塵?，F(xiàn)將排放量大的煙塵、粉塵和二氧化硫的來源列于表9－2。表9－2鐵鋼企業(yè)煙塵、粉塵、二氧化硫的主要來源一覽表生產(chǎn)工藝主要污染物排放源一、原料處理粉塵原料堆場二、燒結(jié)（球團(tuán)）粉塵原料運(yùn)輸機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)三、煉鐵粉塵礦石破碎篩分設(shè)備四、煉鋼粉塵煤粉碎設(shè)備五、軋鋼煙塵、二氧化硫燒結(jié)機(jī)機(jī)關(guān)六、鐵合金煙塵，二氧化硫帶式（或豎爐）球團(tuán)設(shè)備粉塵燒結(jié)機(jī)機(jī)尾粉塵燒結(jié)礦篩分系統(tǒng)粉塵貯礦槽粉塵粉焦粉碎系統(tǒng)粉塵爐前原料貯存槽粉塵原料轉(zhuǎn)運(yùn)站煙塵高爐出鐵場煙塵高爐煤氣放散煙塵鑄鐵機(jī)煙塵混鐵爐煙塵、二氧化硫平爐（吹氧平爐）煙塵轉(zhuǎn)爐（頂吹氧轉(zhuǎn)爐）煙塵連鑄、火焰清理機(jī)煙塵電爐煙塵爐外精煉爐煙塵化鐵爐煙塵混鐵爐煙塵鐵水脫硫粉塵散狀料轉(zhuǎn)運(yùn)站粉塵輔助物料破碎煙塵、二氧化硫加熱爐（燒煤）粉塵鋼坯火焰清理機(jī)粉塵機(jī)械清理機(jī)粉塵熱帶連軋、精軋機(jī)煙塵冷帶連軋、雙平整機(jī)粉塵敞開式電爐煙塵封閉式電爐煙塵精煉電弧爐煙塵回轉(zhuǎn)窯煙塵熔煉爐生產(chǎn)工藝主要污染物排放源七、煉焦煙塵焦?fàn)t裝煤設(shè)備八、耐火煙塵出焦設(shè)備九、炭素制品煙塵熄焦設(shè)備十、機(jī)修煙塵焦?fàn)t十一、動(dòng)力煙塵煤及焦粉碎、篩分、轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)十二、輔助原料加工煙塵豎窯煙塵回轉(zhuǎn)窯煙塵隧道室粉塵破碎、篩分設(shè)備粉塵運(yùn)輸系統(tǒng)煙塵鍛燒爐煙塵焙燒爐煙塵石墨化爐煙塵浸焙爐粉塵原料破碎、篩分轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)煙塵化鐵爐煙塵、二氧化硫鍋爐煙塵石灰窯煙塵白云石窯粉塵礦石破碎、篩分、轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)鋼鐵工業(yè)廢氣的物點(diǎn)是：1、排放量大、污染面廣鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過程中釋放的廢氣，每噸鋼的廢氣排放量約為20000m3（標(biāo)）,在全國40個(gè)行業(yè)中，鋼鐵工業(yè)廢氣年排放量占全國總排放量的18%，位居第二。40100萬m3（標(biāo)）以上的76個(gè)大戶中，鋼鐵企業(yè)即有14戶，占18.4%。2、煙塵顆粒細(xì)，吸附力強(qiáng)鋼鐵冶煉過程中排放的多為氧化鐵煙塵，其粒徑在1μ以下的占多數(shù)。由于塵粒細(xì)，比表面積大，吸附力強(qiáng)，易成為吸附有害氣體的載體。3、廢氣溫度高，治理難度大冶金窯爐排出的廢氣溫度一般為400～10001400～1600有1/3煙氣凈化系統(tǒng)處理高溫?zé)煔?，處理煙氣量占整個(gè)鋼鐵企業(yè)總煙氣量的2/3。由于煙氣構(gòu)成了高溫?zé)煔庵卫碇械钠D巨性和復(fù)雜性，使處理技術(shù)難度大、設(shè)備投資高。4、煙氣陣發(fā)性強(qiáng)，無組織排放多的7～10%左右，但其塵粒細(xì)、分散度高，對環(huán)境的污染影響更大。5、廢氣具有回收價(jià)值利用。（三）廢水排放及其特點(diǎn)鋼鐵工業(yè)用水量很大，每煉一噸鋼，約用200～250m3水，外排廢水量約占全國的1/7，與產(chǎn)品冷卻水、設(shè)備和場地清洗水等。70%的廢水來源于冷卻用水，生產(chǎn)工藝過程排出的只物。理工藝的選擇，如表9－3所示。表9－3鋼鐵企業(yè)主要廢水及其單元處理工藝選擇一覽表排按污染物主要成份分類的廢水單元處理工藝選擇放含含含重含熱酸堿沉混過冷中氣化生離膜活磁蒸化混萃廢酚氟油金懸廢廢廢淀凝濾卻和浮學(xué)物子分性分發(fā)學(xué)凝取水氰廢廢屬浮水∧水沉氧處交離炭離結(jié)沉氣的廢水水廢物液淀化理換晶淀浮工水水廢∨廠水水燒結(jié)●●●●●●廠焦化●●●●●●●●●●●●●廠煉鐵●●●●●●●廠煉鋼●●●●●●●●●廠軋鋼●●●●●●●●●●●●●●●●●●廠鐵合●●●●●●●●●●●●●金其●●●●●●●●●●●●●●●它鋼鐵工業(yè)廢水的特點(diǎn)是：1、廢水量大，污染面廣都要用水，都有廢水排放。2、廢水成分復(fù)雜、污染物質(zhì)多表9－4列出了鋼鐵工業(yè)廢水的污染特征和主要污染物質(zhì)。從中可以看出鋼鐵工業(yè)廢水污染特征不僅多樣，而且往往含有嚴(yán)重污染環(huán)境的各種重金屬和多種化學(xué)毒物。表9－4鋼鐵工業(yè)廢水的污染特征和主要污染物排放廢污染特征主要污染物水的單有機(jī)無機(jī)熱硫氟氰渾臭顏

元（車污染污染污酚苯化化化油酸堿鋅鎘砷鉛鉻鎳銅錳釩濁味色

間）物染染物物物燒結(jié)●●●焦化●●●●●●●●●●●●●●煉鐵●●●●●●●●●●煉鋼●●●●●●軋鋼●●●●●酸洗●●●●●●●●●●●鐵合金●●●●●●●●●3、廢水水質(zhì)變化大，造成廢水處理難度大pH值可在4～13之間，懸浮物可在250～25000mg/L之間變化。間接冷卻水在使用過程中僅受難度。（四）固體廢物排放及其特點(diǎn)廢棄物。主要包括：采礦廢石、礦石洗選過程排出的尾礦、冶煉過程產(chǎn)生的各種冶煉礦渣、外，按固體廢物管理范疇還包括容器盛裝的酸洗廢液和廢油等。因工藝技術(shù)而增減。表9－5列出了鋼鐵廠通常產(chǎn)生的固體廢物和副產(chǎn)品。表9－5鋼鐵工業(yè)中的廢物和副產(chǎn)品（節(jié)選）生產(chǎn)階段副產(chǎn)品和廢物焦炭生產(chǎn)硫酸銨、苯、濃焦油、萘、瀝青、粗酚、硫酸、焦油；鍋爐與冷卻器清除殘?jiān)?；氨生產(chǎn)中排出的石灰泥漿；焦化廢水機(jī)械澄清排出的污泥；熄焦水與溫法除塵器排出的濕塵泥；焦化廢水處理的活性污泥；粉塵燒結(jié)廠廢氣凈化產(chǎn)生的粉塵；二次煙塵產(chǎn)生的粉塵高爐高爐渣；鑄造場煙氣除塵產(chǎn)生的粉塵；煤氣凈化產(chǎn)生的粉塵；煤氣洗滌水凈化產(chǎn)生的污泥煉鋼鋼渣；二次排放控制產(chǎn)生的粉塵；干法煙氣除塵產(chǎn)生的粉塵；鋼廠除塵用工藝水產(chǎn)生的污泥熱成型和連鑄鐵屑軋機(jī)污泥鐵皮坑渣輾磨與切削廢物軋輥輾磨產(chǎn)生的污泥精加工來自表面機(jī)械處理的鐵屑；工藝水處理產(chǎn)生的鐵屑；粉塵；再生設(shè)備產(chǎn)生的Fe2O3；再生設(shè)備產(chǎn)生的FeSO4·7H2O；酸洗廢液；中和污泥；廢熱處理鹽；來自金屬表面除油與清洗的殘?jiān)渌o助部門含油廢棄物：液態(tài)廢棄物：如廢油和廢油乳化液，含油污泥；含油固體廢棄物：如潤滑劑生成的固體廢物及含油的金屬切削物軋鋼廢料，建造和拆除的廢鋼廢耐火材料屋頂集塵；挖掘出的土；下水道污泥；家庭廢物；大塊的廢物。鋼鐵工業(yè)固體廢物的特點(diǎn)是：1、量大面廣，種類繁多80%以上的消耗又以各種形式的廢物排出。1我國現(xiàn)已成為世界第一產(chǎn)鋼大國，年產(chǎn)量逾2我國工業(yè)固體廢物發(fā)生總量的1/5，排在礦業(yè)和電力行業(yè)之后，位居第三。從表9－5中又可以看出固體廢物產(chǎn)生于鋼鐵生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，不僅涉及面廣，而且種類各異、品種繁多。2、蘊(yùn)含有價(jià)元素，綜合利用價(jià)值高鋼鐵工業(yè)原料多為各種元素共生礦物。生產(chǎn)過程中“取主棄輔，必然導(dǎo)致排出廢物中元素。這些元素對主產(chǎn)品或許是無益甚至是有害的，但對其他產(chǎn)品生產(chǎn)則可能是重要原料。價(jià)值高，而且減少廢物外排，有利于減少污染。從圖9－2“綜合性鋼鐵企業(yè)中主要的副產(chǎn)品與廢物流程圖體廢物（確切地說應(yīng)是副產(chǎn)品）可以在本企業(yè)中循環(huán)利用。煤尾礦（D）選礦廢鋼與熔劑鐵水電爐鑄塊產(chǎn)生的鐵屑（R）

廢鋼（R）精整加工圖9－2綜合性鋼鐵企業(yè)中主要的副產(chǎn)品與廢物流程圖3、有毒廢物少，便于處理與利用易于收集、輸送、加工、處理，也便于作為二次資源加以利用。第二節(jié)鋼鐵生產(chǎn)工藝過程一．概述還存在著這兩種工藝流程的變化和組合。以這兩種主要工藝流程構(gòu)成鋼鐵聯(lián)合企業(yè)（高爐/轉(zhuǎn)爐法）和電爐（EAF法）鋼廠，即“長流程”和“短流程”的鋼鐵生產(chǎn)?！伴L流程”鋼鐵生產(chǎn)（高爐/轉(zhuǎn)爐法）藝流程見圖9－3。目前高爐/轉(zhuǎn)爐法長流程煉鋼生產(chǎn)約占世界鋼產(chǎn)量的60%。我國某鋼鐵聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)工藝流程如圖9－4所示。圖9－4我國某鋼鐵聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)工藝流程氧氣轉(zhuǎn)爐車間連續(xù)鑄鋼鑄錠“短流程”電爐煉鋼（EAF法）電爐煉鋼主要使用廢鋼或越來越多地使用其它來源的金屬鐵，例如直接還原鐵（DRIEAF煉鋼主要工藝過程示意如圖9－5是直接在電爐內(nèi)熔煉回收的廢鋼鐵，并通過通常在較小的鋼包爐（LF代替或補(bǔ)充電能。EAF法主要投入和產(chǎn)出的主要物料平衡如圖9－6所示。圖9－5電爐煉鋼廠主要生產(chǎn)工藝流程示意圖電爐鋼對鋼鐵聯(lián)合企業(yè)廠連鑄、軋制，與聯(lián)合前電爐（EAF法）鋼廠生產(chǎn)約占世界總產(chǎn)量1/3。平爐煉鋼加快冶煉過程。平爐煉鋼實(shí)質(zhì)上仍屬于“長流程量所占比重甚少。二．鋼鐵生產(chǎn)過程（一）原料裝運(yùn)/準(zhǔn)備裝運(yùn)到備料，系統(tǒng)十分龐雜。1．裝運(yùn)與準(zhǔn)備大噸位可達(dá)32萬噸）的出現(xiàn)，鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的廠址不一定為了節(jié)省成本而非要位于供礦地附近。貨輪或從鐵路貨車/公路貨車/以去除礦物雜質(zhì)，然后在煉焦?fàn)t中煉成涂料和其他雜質(zhì)。2、裝運(yùn)/準(zhǔn)備過程的環(huán)境問題確保車輪和道路保持清潔；以及使裝卸作業(yè)區(qū)遠(yuǎn)離居民區(qū)。來自原料裝卸場的徑流通常被收集和處理，以便去除其中的懸浮固體物和油。（二）燒結(jié)/造球些原料是煉鐵過程的關(guān)鍵性組成部分。1、燒結(jié)生產(chǎn)工藝質(zhì)再固化成具有作為高爐進(jìn)料所必需的大小和強(qiáng)度特性的多孔燒結(jié)物。燒結(jié)層厚度最大為600mm的濕料被傳送到不停運(yùn)行的爐蓖上。在爐蓖起始處料層表面被煤氣噴嘴點(diǎn)燃，空氣通過移動(dòng)床抽吸，從而導(dǎo)致焦炭燃燒。對爐蓖速度和氣流加以控制，以確?！盁?，燃燒的焦炭層到達(dá)爐蓖底部的瞬間，剛好出現(xiàn)在燒結(jié)物排放之前。固化的燒結(jié)物在破碎機(jī)中破碎，生產(chǎn)工藝流程及其排污狀況如圖9－7所示。燒結(jié)廠主要物料平衡如圖9－8所示。圖9－7燒結(jié)生產(chǎn)工藝流程及排污示意圖燒結(jié)廠圖9－8燒結(jié)廠的主要物料平衡2、球團(tuán)生產(chǎn)工藝球團(tuán)是通過將磨碎的鐵礦、水和粘合劑混合物在造球機(jī)中制470kgCO35kgCO2成的通過干100gSO2500kgNOx所示。350kg顆粒物廢水0.25kg除塵圖9－9造球過程的主要物料平衡3、燒結(jié)/球團(tuán)生產(chǎn)的主要污染問題COCO2SOxNOx軋制鐵鱗中的揮發(fā)物生成的揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)（VOCS的酸蒸汽（如HCl和HF）.燃燒廢氣通常采用干式靜電除塵器（ESP）來凈化，這類除塵器能處理燒結(jié)過程中產(chǎn)生混料場。作條件和所有的原料。（三）煉焦1、焦炭及其作用成焦炭。焦炭在高爐中的主要作用是將氧化鐵還原成鐵金屬。焦炭還充當(dāng)燃料，透氣，所以它無法發(fā)揮這些作用。因此，煤必須在無氧環(huán)境中加熱到1300℃達(dá)15～21h轉(zhuǎn)化為焦炭。2、煉焦工藝過程煉焦?fàn)t是焦化廠最主要的生產(chǎn)設(shè)備，一個(gè)焦?fàn)t組可能擁有40個(gè)或更多個(gè)被加熱室隔開0.4～0.6m4～7m12～18m4個(gè)最大直徑為300mm過程中干餾出的以焦油和焦?fàn)t氣（COG）形式出現(xiàn)的蒸餾產(chǎn)物，被收集在焦?fàn)t組的總管中，運(yùn)焦車。運(yùn)焦車沿焦?fàn)t組一側(cè)行至冷卻塔，在那里，將新水或循環(huán)水噴灑在熾熱的焦炭上，使其溫度降至200℃以下。另外一種可選擇的干熄焦法是：使隋性氣體（N2）重復(fù)循環(huán)地通過熱焦炭，回收的熱被用于發(fā)生蒸汽。煉焦生產(chǎn)工藝流程及排污狀況如圖9－10所示。圖9－11為焦化廠主要物料平衡圖?；厥站珗D9－10煉焦生產(chǎn)工藝流程及排污示意圖圖9－11焦化廠的主要物料平衡3、煉焦生產(chǎn)的污染物。等。取/氣體凈化系統(tǒng)。COG二氧化碳、氮氧化物、水蒸汽、氧、氮、硫化氫、氰化物、氨、苯、輕油、焦油蒸氣、萘、PAHs）和凝聚的顆粒物。這種氣體排放可能來自門、蓋、罩等沒有得到密封的地方，只能通過密切注意維修保養(yǎng)和密封作業(yè)來減少這類排放。COG期未被發(fā)現(xiàn)時(shí)，這些常常位于地下的罐也是一種潛在的地面污染源。BETP揮發(fā)酚、NH3—N、硫氰酸鹽和SS。固體廢物包括用過的耐火材料、焦油渣、BETP渣等。（四）高爐煉鐵1、高爐煉鐵主要工藝5億t97%的開采出的鐵礦石；其余鐵礦石在以天然氣或煤為基礎(chǔ)的直接還原鐵（DRI）廠中被制成海綿鐵，供EAF用。炭反應(yīng)生成一氧化碳（CO制造綜合利用。高爐爐頂部的煤氣經(jīng)過凈化，然后配送到其他工序作為燃料。圖9－12為煉鐵生產(chǎn)工藝流程及其排污示意圖，圖9－13為高爐生產(chǎn)主要物料平衡。圖9－12煉鐵生產(chǎn)工藝流程及排污示意圖1kgCO300kgCO2140gSO290kgNOx85g顆粒物0.2m3廢水10gSS20g油

1g氰化物2g金屬圖9－13高爐煉鐵生產(chǎn)的主要物料平衡2、煉鐵生產(chǎn)的污染1324kg渣0.4kg粉塵19kg污泥煉鐵生產(chǎn)排出的污染物數(shù)量大，且廢氣、廢水和固體廢物幾乎數(shù)量相當(dāng)。鐵作業(yè)期間以及一些輔助作業(yè)排放的；渣處理過程排出的不同數(shù)量的H2S和SO2，這些排放物會(huì)產(chǎn)生氣味問題。高爐出鐵場可裝有排氣/袋濾凈化裝置，或設(shè)有可用來減少顆粒物形成廠。排放之前要經(jīng)過處理，以便去除SS、金屬和油。（五）煉鋼、二次精煉和鑄造適應(yīng)各種用途的產(chǎn)品；以及將其固化成適合于軋制的形狀。1、氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼（1）轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝氧氣煉鋼包括：通過采用純氧（主要是去除碳，但也去除硅和其他元素）和添加被稱為堿性氧氣轉(zhuǎn)爐（BOF）的爐身中，該爐襯有鎂和白云石耐火材料，對這一過程加以控因?yàn)闊o法在BOF中有效地進(jìn)行這些預(yù)處理。首先，將廢鋼鐵加入BOF，并通過澆包將鐵水注入。加入的廢鋼鐵的數(shù)量將取決于廢鋼30%。然后，純氧通過一根垂直氧槍從頂部吹入（LDOBMLWSQ－BOPCO和CO2化，并被熔劑捕集形成渣。硅、碳和氧之間的反應(yīng)是強(qiáng)放熱性的，從而導(dǎo)致爐內(nèi)溫度升高。鋼的成分和溫度要求，鋼水就被輸送到鑄造區(qū)。圖9－149－15為轉(zhuǎn)爐煉鋼廠主要物料平衡圖。圖9－14轉(zhuǎn)爐煉鋼和連鑄生產(chǎn)工藝流程及排污示意圖轉(zhuǎn)爐鋼廠圖9－15轉(zhuǎn)物料平衡（2）轉(zhuǎn)爐煉鋼的污染煉鋼主要的廢氣和粉塵排放來自吹氧過程中的BOF爐口。但轉(zhuǎn)爐煤氣成分主要是一氧化碳，（即特別合適的罩可以最大限度減少空氣進(jìn)入，為此，最大限度地增加轉(zhuǎn)爐氣中的CO的含CO含量足夠高，這種氣體就可以收集用作寶貴的能源，否則它將被燒掉。塵量取決于吹氧系統(tǒng)、操作條件（如流速）和是否使用泡沫渣以及廢鋼的質(zhì)量。BOFBOF污泥或煙塵，它們可以根據(jù)雜元素含量來決定是否返回這一流程，作為水泥添加劑出售或被填埋處理。當(dāng)鐵水澆在BOFBOF熔煉車間頂部，被在那里的靜電除塵器或袋式過濾凈化裝置收集和凈化后排入大氣。以象裝料排放那樣被收集和處理。BOF熔煉車間中的其他廢氣排放，來自鋼水運(yùn)送和預(yù)處理作業(yè)。這些廢氣排氣往往升至采用隋性氣體覆蓋來減少這些來源的排放物形成。轉(zhuǎn)爐煤氣濕式凈化裝置所用的水是循環(huán)的，少量排水處理后，去除SS和油以及控制pH值。固體廢物/副產(chǎn)物包括鋼凝殼、轉(zhuǎn)爐渣、廢耐火材料、粉塵和污泥。它們將被回收（凝殼/爐渣/粉塵/理。2、電爐煉鋼（1）電爐煉鐵工藝EAFDRI也因其低殘余含量和多變的廢鋼價(jià)格，而越來越多地被用作原料。廢鋼由料罐加入爐中，該爐體一般在爐渣層下面有耐火材料內(nèi)襯。上面帶有水冷卻板。鋼被廢鋼與電極之間形成的電弧產(chǎn)生的熱所熔化。交流電（AC）或直流電（DC）產(chǎn)生的熱，得到噴入的天然氣、煤、油和氧氣的補(bǔ)充?，F(xiàn)代大功率EAF主要用于廢鋼熔化，金屬精煉在單獨(dú)的鋼包爐（LF）中進(jìn)行。圖9－16為電爐煉鋼和連鑄生產(chǎn)工藝流轉(zhuǎn)及排污示意圖。圖9－16電爐煉鋼和連鑄生產(chǎn)工藝流程及排污示意圖（2）電爐煉鋼污染與轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝類似，電爐煉鋼的主要污染物仍是廢氣與粉塵。但固體廢量相對少些。煉車間頂部收集到的二次煙氣混合，這種混合廢氣通常在袋式除塵器中凈化。（3）主要廢氣污染源包括：體包括廢鋼加料上的礦物燃料和有機(jī)化合物燃燒產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)物。EAF粉塵的鋅含量可能高達(dá)30%，電爐排放的粉塵總量可能為每噸鋼10～18kgEAF粉塵總排放量中的大約90%是在一次煙氣中釋放的。點(diǎn)有關(guān)。例如，第一罐、第二罐或可能的第三罐料是否加入，以及廢鋼是否加在金屬液上。加料排放物的量可能為500～1500g/t鋼，若要保護(hù)操作人員健康免受損害，通常設(shè)有屋頂時(shí)減少電爐熔煉時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)噪聲。EAF作業(yè)通常設(shè)有閉路凈環(huán)水系統(tǒng)，這類系統(tǒng)很少需要廢水處理。來自EAF作業(yè)的固體廢物/EAFEAF粉塵、耐火材料）或填埋處置（如滬渣、粉塵和耐火材3、二次精煉（1）二次精煉與其工藝過程在BOF或EAF體攪拌。為了對鋼水特性進(jìn)行微調(diào)，很多煉鋼廠都已安裝了鋼包爐（LF磁攪拌或隋性氣體攪拌被用來將合金元素混入鋼水。LF的應(yīng)用大大提高了EAF—LF率的EAF以減少熱量和動(dòng)力損失。（2）二次精煉的污染LF多，而且由于不加入廢鋼，所以其他成分排放的可能性很小。由于只采用閉路循環(huán)冷卻系統(tǒng)，所以LF本身并不產(chǎn)生廢水，但其他二次精煉作業(yè)（如真空脫氣VD等）會(huì)產(chǎn)生需要處理以便去除SS的廢水。4、鑄造鋼水澆鑄有模鑄和連鑄兩種工藝。模鑄是將鋼水包中鋼水注入鋼錠模內(nèi)進(jìn)行冷卻固化，固化后的鋼錠由模中脫出，連鑄是將鋼水包中鋼水注入連鑄機(jī)直接澆鑄成鋼坯。目前2/3以上的鋼生產(chǎn)是根據(jù)成品鋼以及冶金和軋制要求，通過連鑄成半成品如板坯、小方坯或大方坯，其余則是澆鑄入獨(dú)立的鑄模生產(chǎn)鋼錠。（1）連鑄工藝失。鑄模中鋼水的高度保持不變。鑄造速度通常為1.5～4.0m/min，這取決于鋼坯尺寸（如薄板切割成一定長度。但這類排放往往較少，而且是間歇性的。行沉淀處理。主要處理SS、油。（2）模鑄工藝在模鑄過程中，鋼水通過鋼水包送往澆鑄車間，在那里被澆注入生鐵鑄模，以便凝固。從鑄模中移出之后，固態(tài)鋼坯在均熱爐中被加熱到軋制溫度（1200模鑄將被淘汰。5、軋鋼常溫下通過可逆式軋機(jī)或連軋機(jī)組軋成冷軋鋼板或帶材。軋鋼生產(chǎn)工藝流程如圖9－17所示。圖9－17軋鋼生產(chǎn)工藝流程及排污示意圖（1）熱軋a.、熱軋工藝特性。這些產(chǎn)品屬于傳統(tǒng)稱為帶材和長線產(chǎn)品類，它們要分別經(jīng)過帶材熱軋機(jī)、線材軋機(jī)、一過程從初軋機(jī)開始，并以精軋機(jī)作業(yè)告終，達(dá)到最終產(chǎn)品的規(guī)格。么切割和作為薄板、鋼板、棒材或型材出售。圖9－18為熱軋廠的主要物料平衡圖。80gCO25gSO20.25kgNOx65g顆粒物1.5m3廢水75gSS75kg油圖9－18熱軋廠的主要物料平衡b、熱軋生產(chǎn)的污染熱軋階段的主要排放物包括來自加熱爐和（或）均熱爐的燃燒廢氣（如CO、CO2、SO2、NOx化合物（VOCS往往會(huì)采用閉路循環(huán)水系統(tǒng)，但這些系統(tǒng)的出水在排放之前必須經(jīng)過處理，以便去除SS和油。固體廢物/BOF耐火材料通常被作填埋處置。（2）冷軋a、冷軋工藝改變其冶金特性。最后一個(gè)軋制階段或“表面光軋，可使產(chǎn)品平滑，并提高表面硬度。冷白色產(chǎn)品等。圖9－19給出冷軋、酸洗、退火、回火生產(chǎn)線主要物料平衡。冷1.2kg污泥軋0.15kg油圖9－19冷軋、火生產(chǎn)線的主要物料

b、冷軋生產(chǎn)的污染0.8kg酸再生污泥冷軋生產(chǎn)的污染物包括來自退的燃燒產(chǎn)物，軋鋼油產(chǎn)生的VOCS和油霧以廠及酸洗過程產(chǎn)生的酸性氣溶膠。廢水來自冷軋過程的SS和油pHSS和排放之前，乳化液需要“破乳和廢酸中和，以及沉淀溶解金屬。廢酸再生裝置本身會(huì)產(chǎn)生酸性廢水，將根據(jù)所用的酸洗酸的類型和/或所采用的再生方法，對這種廢水中的廢酸、純氧化鐵或硫酸鐵進(jìn)行處理。固體廢物/副產(chǎn)物包括切余料、酸洗池污泥、酸再生污泥和廢水處理裝置的氫氧化物污第三節(jié)鋼鐵工業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)對生態(tài)環(huán)境的破壞。鋼鐵工業(yè)清潔生產(chǎn)，主要要以下面幾個(gè)方面考慮：（1）調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)專業(yè)化生產(chǎn)——隨著冶金技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，鋼鐵生產(chǎn)—開坯—軋鋼料—煉鋼—精煉—連鑄—連軋”四位一體的新流程生產(chǎn)模式。（2）發(fā)展高效生產(chǎn)技術(shù)，節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本——為提高企業(yè)的市場競爭力和使有限的環(huán)境資源得到有效合理的利用，國外鋼鐵企業(yè)高度重視各種設(shè)備的高效化生產(chǎn)技術(shù)，以提高生產(chǎn)效率，減少能耗和各種原材料消耗，降低鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)成本。（3）提高產(chǎn)品質(zhì)量，建立潔凈鋼體系——為滿足市場對高品質(zhì)產(chǎn)品的需求，特別是高生產(chǎn)體系。（4）加強(qiáng)資源綜合利用和環(huán)境保護(hù)，走可持續(xù)發(fā)展道路。到重要作用。一、燒潔工序清潔生產(chǎn)技術(shù)（一）球團(tuán)燒結(jié)、小球燒結(jié)工藝富礦的粒度一般為0～8mm，精礦粉的粒度小于0.074mm（200網(wǎng)目）的占40%以上，所以必須事先造成塊狀，然后才能裝入高爐冶煉。礦石經(jīng)過燒結(jié)或球團(tuán)成塊以后，一般稱為“熟料。原料經(jīng)過造塊不僅可以滿足冶煉對資少，效益明顯，集中了低溫?zé)Y(jié)和厚料層操作的優(yōu)點(diǎn)，適合于精礦配比較高的燒結(jié)機(jī)。球團(tuán)燒結(jié)、小球燒結(jié)工藝與傳統(tǒng)燒結(jié)和球團(tuán)工藝比較：粉和熔劑、粘結(jié)劑混合之后，壓成或滾成直徑10～30mm的生球，然后經(jīng)過干燥和焙燒使之焦粉，然后再在燒結(jié)機(jī)上進(jìn)行燒結(jié)。圖9－20給出小球燒結(jié)工藝流程圖。圖9－20小球燒結(jié)工藝流程圖球團(tuán)燒結(jié)、小球燒結(jié)工藝與傳統(tǒng)燒結(jié)、球團(tuán)工藝相比有如下優(yōu)點(diǎn)。1、小球燒結(jié)工藝可在一個(gè)簡單生產(chǎn)工藝中，同時(shí)使用燒結(jié)原料和球團(tuán)原料。而以前這兩種原料需要采用兩種工藝來處理。2、球團(tuán)燒結(jié)、小球燒結(jié)工藝生成的產(chǎn)品為球團(tuán)燒結(jié)礦，其還原度和低溫還原粉化率均適合于細(xì)精礦等難燒礦種。310～15%善了料層內(nèi)部的氣體動(dòng)力分布狀況，使原始混合料透氣性能比普通燒結(jié)料提高了30%，同時(shí)也改善了水分蒸發(fā)條件，使干燥帶厚度減薄。4、由于小球料的堆比重和粒度較大，燃料分布均勻，使小球在燒結(jié)軟化后生成的燒結(jié)強(qiáng)度。5、采用球團(tuán)燒結(jié)、小球燒結(jié)工藝可降低能耗20%左右。（二）燒結(jié)煙氣的氨—硫酸銨法脫硫技術(shù)度和開采年限，一般礦山開采年限越久，埋藏深度愈深，精礦粉中含硫量愈高。鋼鐵廠燒結(jié)工序二氧化硫排放量占總排放量50%左右。就鋼鐵工廠SO2控制而言，控制礦粉、燃料）的含硫量以及煙氣脫硫。的有效方法，但受到低硫礦原料資源的制約。解決燒結(jié)煙氣二氧化硫排放的最終手段是煙氣脫硫。因燒結(jié)煙氣排量很大（噸燒結(jié)礦4000～6000Nm3愈嚴(yán)，環(huán)保要求愈來愈高，從清潔生產(chǎn)角度講，燒結(jié)煙氣脫硫是必然趨勢。氨—硫酸銨法燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)：氨—氨與燒結(jié)廢氣中二氧化硫反應(yīng)副產(chǎn)品——是最經(jīng)濟(jì)有效的煙氣脫硫方法。氨—硫酸銨煙氣脫硫系統(tǒng)流程見圖9－21。圖9－21氨—硫酸銨脫硫工藝流程使用濃度為30%的亞硫酸銨溶液吸收燒結(jié)廢氣中SO2，反應(yīng)生產(chǎn)亞硫酸氫銨；（NH4）2SO3+SO2+H2O→2NH4HSO3吸收劑又轉(zhuǎn)換成亞硫酸銨；NH4HSO3+NH3→（NH4）2SO3由于吸收液在二氧化硫和氨兩個(gè)吸收段中循環(huán)使用，濃度便會(huì)提高。將部分溶液取出，與空氣發(fā)生氧化反應(yīng)，生成硫酸按。（NH4）2SO3+1/2O2→（NH4）2SO3該工藝的最大特點(diǎn)是既能去除燒結(jié)廢氣中的SO2，又能去除焦?fàn)t煤氣中的氨，而且還合理利用了回收的SO2，生成硫酸銨化肥。氨—硫酸銨法燒結(jié)煙氣脫硫效率是各種方法中最高SO2入口濃度為100～200PPm2PPm99%以上。除上述方法外，還有石灰/石灰石—石膏法，氧化鈣/氫氧化鈣—石膏法，氫氧化鎂法、活性碳—硫酸法等脫硫工藝。二、焦化工序清潔生產(chǎn)技術(shù)術(shù)。表9－6列出鋼鐵企業(yè)煉焦工序的節(jié)能方案。表9－6煉焦工藝的節(jié)能方案分類節(jié)能技術(shù)技術(shù)概況效果提高熱效率焦?fàn)t燃燒管理控制自動(dòng)化節(jié)約燃料程序加熱法燒管理自動(dòng)化節(jié)約燃料調(diào)整煤炭溫度根據(jù)干餾情況控制投入的燃料氣體量節(jié)約燃料防止邊火道升溫煤炭水分調(diào)整到6%左右，裝入焦?fàn)t提高生產(chǎn)率加強(qiáng)爐體絕熱提高質(zhì)量體各部位使用相應(yīng)的絕熱耐火材料節(jié)約燃料節(jié)約燃料廢熱回收干熄焦（CDQ）用惰性氣體冷卻紅焦，由鍋爐回收熱量回收蒸汽或電焦?fàn)t煤氣（COG）顯熱回收在上升管用高溫有機(jī)媒體等回收COG顯熱，提高質(zhì)量燃燒廢氣顯熱回收焦油處理等是有待今后解決的課題回收蒸汽或用使用高溫有機(jī)媒體等回收熱量作調(diào)溫的熱源回收熱量節(jié)電O控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速采用VVVF、液力聯(lián)軸節(jié)等節(jié)電各種廢熱的措施及輔助設(shè)備的節(jié)電措施。采取提高生產(chǎn)率及改進(jìn)焦炭強(qiáng)度的煤炭調(diào)濕法。余熱回收方面是采用干熄焦法（CDQ汽或電力形式加以利用。其他的廢熱有焦?fàn)t煤氣（COG）及焦?fàn)t燃燒廢氣的顯熱。用率，等措施實(shí)現(xiàn)焦化工序清潔生產(chǎn)。三、煉鐵工序清潔生產(chǎn)技術(shù)占總能耗的41%20%在煉鐵工序大力推行清潔生產(chǎn)，對企業(yè)的節(jié)能、降耗、減污和增效，具有十分重要的作用。（一）高爐富氧噴煤技術(shù)量噴吹代替部分價(jià)格昂貴而緊缺的冶金焦是一發(fā)展趨勢。高爐富氧噴煤的特點(diǎn)：1、高爐富氧噴煤技術(shù)可以大幅度增產(chǎn)節(jié)焦。根據(jù)工業(yè)試驗(yàn)，富氧量1%；可增加噴煤量23kg/t鐵，綜合焦比降低1.28%，煤焦置換比提高到0.88，增鐵3%左右，噸鐵成本降低6.91元。鼓風(fēng)含氧量與噴煤量的一般關(guān)系為：不富氧，噸鐵噴煤量應(yīng)達(dá)到80～100kg；鼓風(fēng)含氧量23～25%，噴煤量可達(dá)到150kg左右；鼓風(fēng)含氧量達(dá)到26～28%，噴煤量可達(dá)到200kg左右。2、噴吹煤種應(yīng)就近優(yōu)化，選擇灰份、硫份含量低的煤?；驘熋号c無煙煤混合噴吹，以減少煤炭運(yùn)輸量。3、高爐采用富氧鼓風(fēng)和噴煤后，噸鐵可比能耗有所降低，高爐煤氣熱值有所提高。4、節(jié)省投資，降低成本，減少污染。相同時(shí)，大約節(jié)約投資25%，生產(chǎn)成本也有所降低，因此，高爐采用大量噴煤技術(shù)具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，結(jié)合我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，高爐采用這項(xiàng)技術(shù)是非常必要的。（二）高爐爐頂余壓發(fā)電TPT0.2Mpa/TRT煤氣管道經(jīng)過截止閥、緊急截止閥和流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)入透平機(jī)，利用高爐煤氣的司使用也可進(jìn)入電網(wǎng)。（三）煉鐵廢水零排放技術(shù)分為：設(shè)備間接冷卻用水，設(shè)備及產(chǎn)品的直接冷卻用水，生產(chǎn)工藝過程用水及其它雜用水。間接冷卻廢水，直接冷卻廢水，生產(chǎn)工藝廢水等。1．設(shè)備間接冷卻廢水過水在循環(huán)過程中還要解決水質(zhì)穩(wěn)定問題。2．設(shè)備和產(chǎn)品的直接冷卻廢水噴水冷卻。產(chǎn)品的直接冷卻主要指鑄鐵塊的噴水冷卻。其特點(diǎn)是水與設(shè)備或產(chǎn)品直接接觸，用，只補(bǔ)充循環(huán)過程中損失水量，其“排污”量盡可能控制在最小限度。3．生產(chǎn)工藝過程廢水（1）高爐煤氣洗滌水400～600kg焦炭，每消耗1噸焦炭可生產(chǎn)3500～4000Nm3的高爐煤氣。煤氣中含有大量可燃成份，也夾150～40060浮物600～3000mg/L，水中還含有酚、氰等有毒有害物質(zhì)，這種水不允許直接排放。因此必循環(huán)使用。（2）爐渣?；盟伤?，以便作為水泥的原料加以利用。1t渣需要7～10t經(jīng)過脫水后，即得到成品水渣和沖渣廢水，沖渣廢水可以循環(huán)使用。占有很大比重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國鋼鐵企業(yè)中煉鐵生產(chǎn)用水約占鋼鐵企業(yè)用水總量的22.5%。因到少排或不排廢水，對于節(jié)約水資源、保護(hù)環(huán)境具有重大意義。（四）熱風(fēng)爐余熱利用250～350段。1、雙預(yù)熱器熱風(fēng)爐余熱利用積極的推廣作用，對提高風(fēng)溫、節(jié)能增鐵及降低煤氣消耗有著重要意義。續(xù)蒸發(fā)。如此不斷循環(huán)，達(dá)到煤氣和空氣雙預(yù)熱的目的。雙預(yù)熱器的主要技術(shù)參數(shù)見表9－7。表9－7雙預(yù)熱器主要技術(shù)參數(shù)煙氣換熱器入口溫度250℃出口溫度135℃空氣預(yù)熱器入口溫度16℃出口溫度134℃煤氣預(yù)熱器入口溫度50℃出口溫度133℃雙預(yù)熱器投入運(yùn)行前后情況比較見表9－8表9－8雙預(yù)熱器投入運(yùn)行前后情況比較平均風(fēng)溫噸鐵煤消耗單爐煤氣消耗拱頂溫度（℃）（GJ/t）（萬m3/h）（℃）運(yùn)行前1081.62.1927.21210運(yùn)行后11242.0905.61288由上表可知，雙預(yù)熱器投入運(yùn)行后，平均風(fēng)溫提高42.4℃，噸鐵煤氣消耗減少0.102GJ，單爐煤氣消耗減少1.6萬m3/h，拱頂溫度提高78℃。藝，各有其優(yōu)缺點(diǎn)，也是煉鐵工藝改革的一個(gè)方向。四．煉鋼工序清潔生產(chǎn)技術(shù)（一）連鑄技術(shù)工需要的鋼錠或鋼坯。1．目前的兩種澆注工藝：（1）鋼錠模澆注工藝—模鑄鋼錠尚需送至初軋工序，初脫錠、加熱、開坯后，主育軋制成材。（2）連續(xù)鑄鋼工藝—連鑄的結(jié)晶器內(nèi)，粘結(jié)在一起，由拉矯機(jī)咬住與“活底相連的裝置，把鑄坯拉出。這種使高溫鋼水直接澆鑄成鋼坯的新工藝叫連續(xù)鑄鋼。2．連鑄與傳統(tǒng)的“模鑄—開坯”工藝相比，具有下述優(yōu)點(diǎn)：（1）簡化生產(chǎn)鋼坯的工藝流程用均可節(jié)省40%，占地面積減少5%，設(shè)備費(fèi)用減少70%，耐火材料消耗降低15%，成本下降10～20%。（2）降低能量消耗由于連鑄省掉了均熱爐內(nèi)再加熱工序，可使能量消耗減少50～70%。據(jù)日本各廠統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)一噸連鑄坯比原來模鑄—開坯方式節(jié)能0.42～1.26GJ，我國某鋼廠省去初軋開坯工序，噸坯節(jié)能1.3GJ；太鋼二鋼連鑄噸坯能耗比初軋開坯噸能耗降低1.38GJ。（3）提高金屬收得率和成材率因連鑄鋼坯減少了初軋開坯時(shí)金屬損耗和不需要每根鋼錠切去7～7%的坯頭，因而成材率可提高10～15%。（4）改善勞動(dòng)條件工作條件，并為鋼鐵生產(chǎn)向連續(xù)化、自動(dòng)化發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。（5）提高鋼坯質(zhì)量多采用該技術(shù)見表9－9。表9－9世界主要產(chǎn)鋼國連鑄比國家日本