2015年, 第50卷, 第12期　刊出日期：2015-12-15

  

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综合论述
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  推进节能环保技术管理升级 促进钢铁工业绿色转型

  黄 导，陈丽云，张临峰，李全功，李 煜

  钢铁. 2015, 50(12): 1-10.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150432

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  新环保法已于2015年1月1日开始实施，地方政策也密集频繁地发布。绿色发展已成为钢铁产业转型升级、可持续化发展、提高钢铁行业社会形象及核心竞争力的重要途径。通过分析钢铁行业污染排放的风险和挑战，介绍钢铁行业节能环保管理要点、钢铁行业节能环保技术，指出钢铁工业绿色发展的主要创新方向和重要关键技术、实现钢铁工业绿色发展的工程科技战略等，以期对钢铁行业实现绿色转型有一定借鉴作用。
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  炼焦化学工业绿色发展工程科技战略

  上官方钦，汤志刚，温燕明，郦秀萍

  钢铁. 2015, 50(12): 11-18.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150340

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  针对钢铁企业焦化工序及独立炼焦化学企业的发展现状以及其所面临的能源、环保、市场等严峻形势进行了分析，在冶金流程工程学的理论指导下，开发洁净工艺、生产洁净产品、创造洁净环境、创新过程价值，提出了中国炼焦化学工业绿色发展工程科技战略，主要包括总体思路、技术路线、发展目标、关键支撑技术和相关的政策建议。
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  焦化废水深度处理技术

  孟冠华，刘 鹏，邱 菲，方 玲，司晨浩

  钢铁. 2015, 50(12): 19-25.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150235

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  焦化废水含有大量有机污染物和有毒无机物，成分十分复杂，污染物色度高，属较难降解的高浓度有机工业废水。经预处理和生化处理后的焦化废水存在COD、氨氮、总氮及氰化物不达标的问题。通过高级氧化法、混凝沉淀法、吸附法、膜分离法、生物化学法以及组合工艺等深度处理方法可以使出水满足新标准的要求。介绍了目前国内焦化废水深度处理的工艺现状以及展望。
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  中国高炉TRT技术的应用现状和发展趋势

  周继程，张春霞，韩伟刚，郦秀萍，上官方钦

  钢铁. 2015, 50(12): 26-31.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150223

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  高炉炼铁作为当代主要的炼铁工艺，其能耗在钢铁生产中占较大比例，必须以降低炼铁能耗作为中国钢铁工业系统节能的重点。高炉炉顶压力能约占高炉二次能源产生量的7%，若扣除高炉煤气化学能，则约占高炉余热余能产生量的33%，可见回收高炉炉顶余压能，对降低高炉炼铁工序能耗具有重要意义。因此，着重介绍了高炉TRT技术的发展历程，并对中国TRT技术应用过程中存在的问题进行了总结。最后，从能源利用的角度，提出TRT技术今后应重视大型高炉配备干式TRT技术、TRT与高炉操作协同优化和提高TRT作业率等方面的研究，以进一步提高TRT技术的节能效果。
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  武钢7.63 m焦炉的环保现状及改进措施

  吴木之，严铁军

  钢铁. 2015, 50(12): 32-37.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150123

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  武钢7.63 m焦炉在降低废气中氮氧化物含量、减少装煤、结焦、推焦及熄焦过程中污染物排放等方面具有明显的环保优势；但近几年环保形势严峻，通过分析武钢7.63 m焦炉在实际生产中存在的环保问题，从降低炉顶空间温度、改进PROven系统、控制集气管压力、低温号攻关以及改制炉门与更换炉框等方面实施了具体措施，同时也加强了环保管理，效果显著。武钢7.63 m焦炉的环保水平得到了进一步提高，加快了武钢适应新环保法的步伐，也为国内其他同行提供了借鉴。
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  焦粉吸附深度处理焦化废水试验

  陈 鹏，胡绍伟，王 飞，刘 芳，王 永，徐 伟

  钢铁. 2015, 50(12): 38-41.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150272

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  以高级氧化技术处理后的焦化废水为研究对象，用焦化厂干熄焦焦粉作为吸附剂，对焦粉吸附深度处理焦化废水高级氧化出水的方法进行了研究，考察影响吸附的因素如焦粉粒径、投加量、废水pH值、吸附时间等对焦化废水COD去除率和色度的影响。试验结果表明，当焦粉粒径为0.16 mm、1 L水中投加焦粉80 g、废水pH值为4、焦粉吸附时间为2 h，最终出水的COD去除率为37.4%，色度由进水的48倍降到23倍，工艺出水水质稳定，水质可以达到《辽宁省地方排放标准》(DB 21/1627—2008)的要求，为焦化废水的达标排放提供了一条技术可行、经济合理的新途径。
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  原料铜和氯元素对二噁英排放的影响及抑制技术

  张玉才，龙红明，春铁军，吴雪健，王 平，孟庆民

  钢铁. 2015, 50(12): 42-46.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150383

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  对烧结原料中铜、氯元素对二噁英排放浓度的影响进行了研究。结果表明，烧结原料中铜、氯元素质量分数明显影响烟气中二噁英排放浓度。和基准试验相比，原料中铜质量分数由0.02%提高到0.04%，二噁英排放浓度(TEQ)由0.55提高到0.69 ng/m3；原料中氯质量分数由0.04%提高到0.06%，二噁英排放浓度(TEQ)由0.55提高到0.82 ng/m3。在烧结原料中添加少量的尿素可以显著降低二噁英排放浓度，尿素添加量为0.035%，在上述条件下，二噁英排放浓度均可降低65%以上。
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  烧结烟气脱硫石膏改造盐碱土壤

  王 征，崔 衡，

  钢铁. 2015, 50(12): 47-52.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150385

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  为了解决钢铁企业烧结烟气脱硫石膏资源化再利用问题，将其应用于盐碱土壤的改良中。通过对两家钢铁企业的不同烧结烟气脱硫工艺的脱硫副产物进行成分及重金属、二噁英含量的分析，探讨其改良盐碱土壤的可行性。分析表明，烧结烟气湿法脱硫石膏可应用于改造盐碱土壤，而干法脱硫石膏不适宜。通过土柱淋溶试验，模拟不同施用量及淋溶次数对盐碱土壤pH值、盐分及钠吸附比SAR等理化参数的影响，验证了烧结烟气湿法脱硫石膏改造盐碱土壤的可行性，为实际应用提供理论依据。
环保与能源
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  烧结烟气循环风氧平衡模型

  王兆才，周志安，胡 兵，孙 英，叶恒棣，王 敏

  钢铁. 2015, 50(12): 53-59.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150418

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  在全面掌握烧结烟气特性的基础上，建立烟气循环系统风氧平衡模型，分析烧结废气中O2体积分数、富氧气体中O2体积分数及漏风率等因素对烧结废气循环率的影响规律，提出了适宜的内外循环方案。研究结果表明：烧结机前段风箱废气中O2体积分数较低，为10%～13%，在18号风箱之后O2体积分数逐步上升。烧结废气温度升高，气体密度变小，流速增大，但各风箱支管内废气标况流量波动幅度不大。烧结循环废气和富氧气体中O2体积分数越高、烧结机漏风率越低，则烟气循环率越高。以环冷机热风为富氧气体，烟气内外循环率可达30%；以工业纯氧为富氧气体，烟气内循环率达40.70%；烟气外循环率达59.93%。内循环工艺在风箱支管取风，操作灵活，需外配大功率变频抽风机，工程改动量多，固定投资高，更适于新建项目；外循环工艺在主抽风机后烟道取风，无法避免烟气一次循环后的再生效应对烧结生产的影响，只需外配小功率引风机即可，更适用于改造项目。
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  环冷机余热回收与利用系统的能量分析

  刘传鹏，李国俊，林文佺，李明浩，许渡姜，郁鸿凌

  钢铁. 2015, 50(12): 60-66.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150254

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  根据某钢厂的环冷机系统回收与利用烧结矿显热的工艺流程，绘制了能流图、火用流图，并建立相关能量评价指标，采用热平衡方法和火用分析方法对环冷机的余热回收利用状况进行研究，分析了余热资源在回收与利用过程中的热量损失、火用量损失、热效率与火用效率。结果表明：环冷机、余热锅炉2个环节的热效率分别为26.78%和45.60%，火用利用效率分别为22.88%和45.08%，环冷机是余热回收与利用的薄弱环节；目前影响余热回收与利用的主要因素是环冷机取热段的漏风问题、第三段冷却废气所携带的显热尚未被利用以及烧结矿层的气固换热过程。
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  烧结机头电除尘灰资源化再利用

  钱 峰，于淑娟，侯洪宇，张大奎，耿继双，徐鹏飞

  钢铁. 2015, 50(12): 67-71.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150262

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  目前，中国各大钢厂烧结机头除尘灰均存在不同程度的碱金属和重金属超标现象。很多企业将这部分固废直接返回烧结使用，致使有害元素循环富集，严重影响除尘效率、烧结矿质量以及高炉的顺行。提出了一种机头电除尘灰资源化方法，采用水浸、磁选、过滤、蒸发等工艺，去除其中的有害元素，并开发出二次提纯结晶的方法，将KCl质量分数由93.0%提高到99.8%，成倍地增加了其经济价值，为烧结机头除尘灰资源化处理提供了新的路线。
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  球团烟气密相干塔脱硫-除尘一体化系统优化

  史元良，童震松，宋存义，

  钢铁. 2015, 50(12): 72-79.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150226

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  为探明脱硫-除尘一体化系统内反应密集区以及因袋式除尘器远端利用率不高而导致除尘效率低下的原因，急需对一体化系统内流场分布进行研究。应用Fluent软件对密相干塔脱硫-除尘一体化系统进行仿真模拟，标准[κ-ε]湍流模型模拟气相流动，离散相（DPM）模型模拟固相流动，对改进前后的一体化系统进行模拟。模拟结果表明：除尘器内部增加气流板及改变风口布置方式对烟气在除尘器内的均匀流动都起到了良好的作用，其中改变风口布置方式效果更显著。密相干塔内部导流板最优设计长度为7.5 m，角度为45 °。
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  含锌冶金尘泥还原烟气沉积特性

  何环宇，陈振红，崔一芳，王杰奇

  钢铁. 2015, 50(12): 80-84.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150250

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  含锌烟气沉积堵塞是制约转底炉处理冶金尘泥生产的关键所在。采用高温管式炉模拟冶金尘泥球团还原产生的含锌烟气沉积试验，对沉积物的质量分布、形貌及主要组分等沉积特性进行分析，研究了温度、碱金属及烟气气氛对烟气沉积的影响。研究结果表明，温度对烟气沉积特性影响显著，烟气沉积过程从950～1 000 ℃开始，在600～750 ℃达到最大沉积量，温度低于600 ℃后沉积逐渐结束，并且沉积物晶粒尺寸随温度降低逐渐减小，析出物混乱度逐渐增大；沉积富集区域烟尘锌质量分数为58.50%～65.23%，沉积物主要物相为ZnO、NaCl、KCl和Zn5(OH)8Cl2H2O，碱金属氯化物在沉积富集区的物态变化促进了烟尘颗粒的相互聚集、团聚；烟气的氧化性不足，使布袋除尘灰中还存在大量单质锌。
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  低质焦炭下高炉炉尘及喷吹煤粉利用率

  闫 广，吴 铿，刘 肖，门正朝，申 威，员 晓

  钢铁. 2015, 50(12): 85-90.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150041

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  为了研究低质焦炭条件下高炉喷吹煤粉的利用率，对安钢高炉两批低质焦炭及炉尘进行取样分析。测定了焦炭的常用质量评价指标及炉顶除尘灰的碳质量分数，并采用岩相测试技术分析了炉尘未消耗煤粉和焦炭的不同结构形态，定量地给出了炉尘中未消耗煤粉和焦炭颗粒的质量分数。结合安钢配煤现状，考察了3种高炉所用喷吹原煤不同粒径的燃烧率，并讨论了不同烟煤配比下挥发分质量分数对不同粒径煤粉燃烧率的影响，为低质焦炭条件下提高煤粉利用率提出合理化建议。结果表明，低质焦炭条件下，炉尘碳质量分数明显偏高并含有较多未消耗煤粉；炉尘中的未消耗煤粉分为热变煤颗粒和残炭颗粒，而未消耗焦炭则以镶嵌结构为主；控制焦炭质量波动、减少焦炭水分质量分数有利于降低炉尘碳质量分数；安钢喷煤首选无烟煤应为B煤，喷吹煤粉的挥发分适宜控制在17%左右。
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  铁水包空包加盖保温效果

  韩伟刚，郦秀萍，张春霞，周继程，石鑫越

  钢铁. 2015, 50(12): 91-94.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150408

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  铁水包空包保温对钢铁企业节能减排和降低成本具有重要意义。对加盖和不加盖的铁水包空包在5 h内的温降过程进行了现场测温，结果表明，铁水包加盖对铁水包空包，特别是中上部包衬具有显著的保温作用。铁水包加盖保温应在转炉兑铁结束后尽早进行，同时缩短空包时间，以取得最佳的保温效果。
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  镍铁合金中杂质元素铜的去除

  罗林根，王建军，王 磊，彭家庆，林银河5，李正邦

  钢铁. 2015, 50(12): 95-99.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140724

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  镍铁合金是生产不锈钢的重要原料，其中的杂质元素必须严格控制，杂质元素铜质量分数过高会引起加工热脆性，通过加入脱铜剂FeS对镍铁合金中杂质元素铜的去除进行了系统研究。研究结果表明，脱铜率随着FeS加入量的增加而增大；镍铁合金中碳质量分数在增大至1%的过程中，脱铜率随着碳质量分数增加不断增大；镍铁合金初始铜质量分数越高，脱铜效果越好；在试验温度高于1 500 ℃的高温条件下，温度的升高对脱铜效果有影响但效果不显著。
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  新型炼钢钼产品的开发

  王 磊，郭培民，罗林根，赵 沛，庞建明

  钢铁. 2015, 50(12): 100-104.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150050

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  分析了传统炼钢钼产品（钼铁、氧化钼）的生产工艺及其在应用过程中存在的问题，介绍了新一代钼冶金产品的生产工艺，并对新型炼钢产品的性质进行了研究。结果表明，钼铁和氧化钼的生产过程能耗高、污染较大，在炼钢过程中总收得率较低；而新型炼钢钼产品生产工艺简单，几乎无环境污染，冶炼过程中回收率高。所得到的新型炼钢钼产品呈疏松多孔状，堆积密度约为3.2～3.3 g/cm3，真密度为6.0～8.5 g/cm3，孔隙率为45%～60%，钼质量分数较高，杂质质量分数很低，在使用过程中收得率高，对现有的炼钢合金化流程影响小，因此可作为一种优质的炼钢钼产品。
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  基于新型辊式机的细粒转炉钢渣干法磁选试验

  史长亮，张兵豪，孙小朋，李 沙，李勇军

  钢铁. 2015, 50(12): 105-109.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150156

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  选取低品位、多组分磁性铁矿物转炉初炼钢渣，设计适用于细粒钢渣处理的多级辊式磁选机，开展了不同磨矿粒度下单级磁辊粗选及多级磁辊精选试验，对比了磁辊转频、分选行程对各粒度钢渣精矿品位及回收率的影响。结果表明：精选精矿品位明显高于粗选精矿品位，回收率略低；磁辊转频影响回收率较为明显，分选行程两边取值对磁选指标影响程度明显高于中间取值；磨矿粒度越细，磁选机综合处理效果越好；磨矿粒度小于0.3 mm粒级的占90%，精选精矿品位比原矿品位提高约32个百分点。
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  LF热态渣循环利用技术

  赵成林，张 宁，朱晓雷，张维维，王丽娟

  钢铁. 2015, 50(12): 110-113.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150237

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  LF热态渣的循环利用可减少废渣排放，降低对环境的危害。对LF热态循环渣的脱硫能力及可回收性进行了分析，热态循环渣返回LF炉和转炉参与冶金反应后，可大幅降低渣料消耗，LF炉每罐回收热态循环渣1～1.5 t，平均节省石灰及其他助溶剂用量5 kg/t（钢），转炉每罐回收热态循环渣3～5 t，渣料消耗平均降低10～15 kg/t（钢）。采用热态循环渣配加石灰的LF炉造渣制度后，在相同的处理时间内，处理终点钢水中硫质量分数与常规处理几乎相同，同时节省了能源消耗，但必须考虑对钢水增硅、增锰的影响。热态循环渣返回转炉后导致入炉铁水温度低及吹炼过程渣量较大，因此转炉吹炼全程以低枪位操作更为适宜。在不影响生产组织的情况下，热态渣以返回转炉循环利用为最佳途径。
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  循环钢渣与铜渣搭配利用的碳热还原

  张 俊，戴晓天，严定鎏，齐渊洪

  钢铁. 2015, 50(12): 114-118.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150087

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  通过理论分析，提出了铜渣与钢渣搭配利用的新工艺，并通过试验考察了含碳球团的还原和熔分情况，探讨了该工艺的可行性。铜渣和钢渣互为熔剂，促进了相互的还原过程，碱度为2.0时最有利于磷的还原，1 400 ℃还原30 min时磷的气化脱除率约为75%；碱度为1.0时最有利于铁氧化物的还原，1 200 ℃还原20 min时试样的金属化率达到92%。铜渣与钢渣的质量之比高于1.32时可以实现渣、铁分离，碱度为1.0时粒铁的收得率超过90%，磷在粒铁中的分布率接近45%。
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  轧钢污泥综合利用试验

  杨大正，刘 佳，徐 光，陈 蕾，林 宁，王桂婷

  钢铁. 2015, 50(12): 119-123.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150378

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  在用清洗剂对热轧油泥常温除油过程中，加入冷轧碱泥提高碱度以增强清洗效果，再加入冷轧酸泥破乳除油，不仅使热轧油泥除油后回收利用，而且使冷轧碱泥和冷轧酸泥混合后没有腐蚀性。3种污泥清洗后沉淀泥样的全铁质量分数为62.82%，可作为烧结原料使用，变废为宝。该方法不产生任何二次污染。给出了3种污泥综合处理实验室优化参数，进一步探讨了这些污泥工业化综合处理工艺，为热轧油泥除油和热轧油泥、冷轧酸泥、冷轧碱泥无害化资源化利用提供了新的技术路线。
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  冷连轧机组吨钢电耗综合控制技术

  白振华，乔 旋，钱 承，刘亚星，张 君，华长春

  钢铁. 2015, 50(12): 124-128.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150332

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  随着钢铁市场竞争的日益激烈与行业整体利润率的下滑，如何在不影响产品质量的前提下节能减耗已经成为现场技术攻关的焦点。为满足冷轧生产的需求，提高产品的竞争力，充分考虑到冷连轧机组的设备与工艺特点，在建立了一套吨钢电耗计算模型并分析了吨钢电耗影响因素的基础上，从轧制规程、乳化液流量、轧制速度的综合优化设定入手，以降低吨钢电耗为目标，同时考虑到机组最大轧制压力、最大轧制功率、打滑与热滑伤的防治、乳化液最大流量、乳化液综合成本、产能效益等因素的约束，提出了一套冷连轧过程吨钢效益综合控制技术，并将其推广应用到生产实践，在吨钢乳化液消耗没有增加、产能没有下降的前提下，吨钢电耗平均下降了7.53%，为机组创造了较大的经济效益，具有进一步推广应用价值。
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  不锈钢冷轧重金属污泥减量与资源化

  潘世华，石 磊，刘金成

  钢铁. 2015, 50(12): 129-134.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140734

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  不锈钢冷轧污泥成分复杂、产量大、危害严重，已成为不锈钢企业环保治理的难点，国内外尚无妥善安全又经济实用的利用途径。针对不锈钢冷轧酸洗废水的特点，采用废水源头分流、废水分段处理和污泥分类回收新工艺，实现了污泥减量、废水处理成本降低、废水处理过程顺行、分类污泥更易于利用等多重目的。研究成果在2座废水处理站的实施结果表明，年化吨材重金属污泥减量率分别为43.64%和50.29%，污泥分类回收后，前段重金属污泥中铁、镍、铬质量分数由混合污泥中的10%提高至30%～40%，氟、硫等杂质质量分数大幅降低，可参照含铁尘泥资源化利用；后段氟化物污泥中氟、硫质量分数为20%～40%，金属元素质量分数在3%以内，可参照氟石膏或萤石予以利用。本工艺符合节能减排和环境经营的理念，可缓解钢铁企业日益严峻的危废外委处置压力，推广前景广阔。