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(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用及發(fā)展現(xiàn)狀鋼鐵工業(yè)是采、選、冶及金屬加工的工業(yè)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，在我國(guó)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)中具有極為重要的戰(zhàn)略地位,為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各生產(chǎn)部門提供鋼鐵等黑色金屬材料。我國(guó)鋼鐵工業(yè)經(jīng)過了建國(guó)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(guó)。到1９９8年底,我國(guó)鋼鐵工業(yè)重要產(chǎn)品年生產(chǎn)能力為:鋼1。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(guó)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(zhǎng)10。3%。據(jù)此，2００3年我國(guó)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-能源密集型產(chǎn)業(yè)，開發(fā)的主要對(duì)象是黑色金屬和非金屬礦物資源.從選礦、燒煤、煉鐵、煉鋼到軋鋼，每個(gè)生產(chǎn)工序都要消耗大量的能源和輔助原材料.我國(guó)鋼鐵工業(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噸以各種廢物形式排入環(huán)境。因此，鋼鐵工業(yè)又是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門中的重污染行業(yè)，廢氣、廢水、廢渣排放量占全國(guó)工業(yè)“三廢”排放總量的10～15％。我國(guó)鋼鐵工業(yè)能耗高,能源消耗占全國(guó)的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(duì)環(huán)境的污染。我國(guó)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個(gè)百分點(diǎn).由于鐵金屬綜合收得率低，要生產(chǎn)更多的鋼材,就必須多采礦、多選礦、多燒結(jié)、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,由于落后的技術(shù)裝備仍占有相當(dāng)比重，加上管理不善，我國(guó)鋼鐵工業(yè)各工序現(xiàn)有生產(chǎn)能力中有相當(dāng)一部分屬于資源（特別是能源)消耗高、金屬收得率低、污染嚴(yán)重的生產(chǎn)工藝.其中，煉鐵約有4000萬噸生產(chǎn)能力屬于污染嚴(yán)重、浪費(fèi)資源的小高爐,約占煉鐵能力的1/3；煉鋼采用落后工藝裝備應(yīng)盡快淘汰的生產(chǎn)能力約２70０萬噸,約占總能力的20％;軋鋼(不含初軋開坯)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：鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)要消耗大量的資源和能源，而金屬收得率相對(duì)較低，這就決定了在鋼鐵生產(chǎn)整個(gè)過程中將會(huì)有大量的廢氣、廢水、廢渣及其他污染物的排出(參閱圖9－１）。換言之,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。

運(yùn)輸及貯存飄塵運(yùn)輸及貯存破碎顆粒物、噪聲破碎石灰煤石灰煤水蒸汽礦石顆粒物礦石CＯ、ＮH3、SO２NOｘH2SSS、BOD碳?xì)浠衔颪H3、CN焦炭、燒結(jié)礦或球團(tuán)燒結(jié)或球團(tuán)煉焦石灰焙燒顆粒物酚顆粒物、CO、SOxNＯxＨF燒結(jié)或球團(tuán)煉焦石灰焙燒NOxSＯx碳?xì)浠衔铩⒃肼暉掕F煉鐵破碎或篩分顆粒物破碎或篩分H2S、水蒸汽SS、BODH2S、水蒸汽SS、BOD冷卻或成粒顆粒物、CO、SOx、NＯx、Zno、碳?xì)浠衔颯S、BOD、NH3、氯化物、氰化物、硫酸鹽、泥漿SS、BOD、NH3、氯化物、氰化物、硫酸鹽、泥漿熱鐵水鑄造生鐵熱鐵水鑄造生鐵廢鋼破碎鐵水預(yù)處理廢鋼破碎鐵水預(yù)處理顆粒物渣顆粒物］顆粒物噪聲備料噪聲備料高爐渣顆粒物Zn、CO、SOx、ＮOx、HP、碳?xì)浠衔镱w粒物煉鋼破碎顆粒物Zn、CO、SOx、ＮOx、HP、碳?xì)浠衔镱w粒物煉鋼破碎SS、BOD、氯化物泥渣SS、BOD、氯化物泥渣鋼水鋼水鋼包處理煉鋼爐渣泥渣鋼包處理加熱鑄錠或連鑄渣顆粒物、噪聲加熱鑄錠或連鑄泥渣SS、油圖例大氣污染物水污染物圖例大氣污染物水污染物固體廢物SOx、NOｘ、顆粒物顆粒物、噪聲火焰清理顆粒物、噪聲火焰清理噪聲熱軋和冷軋?jiān)肼暉彳埡屠滠埬嘣F皮含油廢物SS、ＢOＤ、鉻酸鹽、磷酸鹽、油、氯化物、硫酸鹽泥渣鐵皮含油廢物SS、ＢOＤ、鉻酸鹽、磷酸鹽、油、氯化物、硫酸鹽鋼產(chǎn)品鋼產(chǎn)品圖9-1鋼鐵聯(lián)合企業(yè)主要工藝及其污染物排放?圖9-1鋼鐵聯(lián)合企業(yè)主要工藝及其污染物排放表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物粉塵3１２0．5０．6—7。１煙塵煙氣SOx４0。３０。32０．２2．０-７。0ＮＯｘ10。20．２0。1０。５—2.0CＯ40０．351５０.33-６0.6３HＦ0.０4微量微量０。01不定-０.0５CｘHr0.10.2０。050。0５0。2—０．60廢水SS0．280。０60．2４0。０７0。20—0．８5COD0。050.080。１60.200．14-０.63NH3—0.030．08０。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固體物粉塵循環(huán)利用21２３０—-79泥渣１2151０—渣—-3001０0——400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)鋼鐵廠的燒結(jié)、球團(tuán)、煉焦、化學(xué)付產(chǎn)、煉鐵、煉鋼、軋鋼、鍛壓、金屬制品與鐵合金、耐火材料、碳素制品及動(dòng)力等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，擁有排放大量煙塵的各種窯爐。全國(guó)鋼鐵工業(yè)每年廢氣排放量可達(dá)120０0億ｍ3左右，其中，二氧化硫等外排放廢氣約占全國(guó)1/6，排放量?jī)H次于電力工業(yè)，居全國(guó)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。根據(jù)鋼鐵企業(yè)排放的廢氣，大體可分為三類:第一類是生產(chǎn)工藝過程化學(xué)反應(yīng)中排放的廢氣，如冶煉、燒焦、化工產(chǎn)品和鋼材酸洗過程中產(chǎn)生的煙塵和有害氣體；第二類是燃料在爐、窯中燃燒產(chǎn)生的煙氣和有害氣體;第三類是原料、燃料運(yùn)輸，裝卸和加工等過程產(chǎn)生的粉塵?，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原料處理燒結(jié)（球團(tuán)）煉鐵煉鋼軋鋼六、鐵合金粉塵粉塵粉塵粉塵煙塵、二氧化硫煙塵,二氧化硫粉塵粉塵粉塵粉塵粉塵粉塵煙塵煙塵煙塵煙塵煙塵、二氧化硫煙塵煙塵煙塵煙塵煙塵煙塵煙塵粉塵粉塵煙塵、二氧化硫粉塵粉塵粉塵煙塵粉塵煙塵煙塵煙塵煙塵原料堆場(chǎng)原料運(yùn)輸機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)礦石破碎篩分設(shè)備煤粉碎設(shè)備燒結(jié)機(jī)機(jī)關(guān)帶式(或豎爐）球團(tuán)設(shè)備燒結(jié)機(jī)機(jī)尾燒結(jié)礦篩分系統(tǒng)貯礦槽粉焦粉碎系統(tǒng)爐前原料貯存槽原料轉(zhuǎn)運(yùn)站高爐出鐵場(chǎng)高爐煤氣放散鑄鐵機(jī)混鐵爐平爐（吹氧平爐）轉(zhuǎn)爐（頂吹氧轉(zhuǎn)爐）連鑄、火焰清理機(jī)電爐爐外精煉爐化鐵爐混鐵爐鐵水脫硫散狀料轉(zhuǎn)運(yùn)站輔助物料破碎加熱爐(燒煤）鋼坯火焰清理機(jī)機(jī)械清理機(jī)熱帶連軋、精軋機(jī)冷帶連軋、雙平整機(jī)敞開式電爐封閉式電爐精煉電弧爐回轉(zhuǎn)窯熔煉爐生產(chǎn)工藝主要污染物排放源七、煉焦八、耐火九、炭素制品十、機(jī)修十一、動(dòng)力十二、輔助原料加工煙塵煙塵煙塵煙塵煙塵煙塵煙塵煙塵粉塵粉塵煙塵煙塵煙塵煙塵粉塵煙塵煙塵、二氧化硫煙塵煙塵粉塵焦?fàn)t裝煤設(shè)備出焦設(shè)備熄焦設(shè)備焦?fàn)t煤及焦粉碎、篩分、轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)豎窯回轉(zhuǎn)窯隧道室破碎、篩分設(shè)備運(yùn)輸系統(tǒng)鍛燒爐焙燒爐石墨化爐浸焙爐原料破碎、篩分轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)化鐵爐鍋爐石灰窯白云石窯礦石破碎、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(guó)4０個(gè)行業(yè)中，鋼鐵工業(yè)廢氣年排放量占全國(guó)總排放量的1８%,位居第二。鋼鐵企業(yè)的工業(yè)窯爐規(guī)模龐大、設(shè)備集中。全國(guó)40個(gè)行業(yè)中,廢氣排放量在1０0萬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40０～1000℃，最高可達(dá)140０~1600℃.在鋼鐵企業(yè)中，有１/3煙氣凈化系統(tǒng)處理高溫?zé)煔猓幚頍煔饬空颊麄€(gè)鋼鐵企業(yè)總煙氣量的2／３。由于煙氣溫度高,對(duì)管道材質(zhì)、構(gòu)件結(jié)構(gòu),以及凈化設(shè)備的選擇均有特殊要求；高溫?zé)煔庵泻?、一氧化碳，使煙氣在凈化處理時(shí),必須妥善處理好“露點(diǎn)”及防火、防爆問題.所有這些特點(diǎn)，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),無組織排放多金屬冶煉是非常復(fù)雜的反應(yīng)過程。其間,煙氣的產(chǎn)生具有陣發(fā)性,而且隨著冶煉過程的不同，散發(fā)煙氣的成分及數(shù)量也不同，波動(dòng)極大。一般凈化系統(tǒng)主要是控制煙氣最大的冶煉過程（即一次煙氣)，而對(duì)一次集塵系統(tǒng)未捕集到以及其它輔助工藝過程所散發(fā)的煙氣（即二次煙氣），形成了無組織地通過廠房或天窗外逸.二次煙氣中的煙塵雖一般僅占總煙塵量的７～10%左右,但其塵粒細(xì)、分散度高,對(duì)環(huán)境的污染影響更大。5、廢氣具有回收價(jià)值鋼鐵生產(chǎn)排出的廢氣雖然對(duì)環(huán)境有害，但高溫?zé)煔庵械挠酂峥赏ㄟ^熱能回收裝置轉(zhuǎn)換為蒸汽或電能;可燃成分如煤氣可作為燃料;凈化過程收集的塵泥多數(shù)富含氧化鐵,可以回收利用。（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(guó)的1/７,僅次于化工,位居第二.鋼鐵生產(chǎn)過程中排出的廢水,主要來源于生產(chǎn)工藝過程用水、設(shè)備與產(chǎn)品冷卻水、設(shè)備和場(chǎng)地清洗水等。70％的廢水來源于冷卻用水，生產(chǎn)工藝過程排出的只占一小部分。廢水含有隨水流失的生產(chǎn)用原料、中間產(chǎn)物和產(chǎn)品以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物。鋼鐵工業(yè)廢水通常按下述方法分為三類:第一類，按所含的主要污染物性質(zhì)，可分為含有機(jī)污染物為主的有機(jī)廢水和含無機(jī)污染物（主要為懸浮物）為主的無機(jī)廢水以及僅受熱污染的冷卻水；第二類,按所含污染物的主要成分，可分為含酚氰污水、含油廢水、含鉻廢水、酸性廢水、堿性廢水和含氟廢水等；第三類，按生產(chǎn)和加工對(duì)象，可分為燒結(jié)廠廢水、焦化廠廢水、煉鐵廠廢水、煉鋼廠廢水和軋鋼廠廢水等。各廠又有幾種主要廢水以及這些廢水處理工藝的選擇,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放廢水的工廠按污染物主要成份分類的廢水單元處理工藝選擇含酚氰廢水含氟廢水含油廢水重金屬廢水含懸浮物廢水熱廢水酸廢∧液∨水堿廢水沉淀混凝沉淀過濾冷卻中和氣浮化學(xué)氧化生物處理離子交換膜分離活性炭磁分離蒸發(fā)結(jié)晶化學(xué)沉淀混凝氣浮萃取燒結(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，污染面廣鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過程中，從原料準(zhǔn)備到鋼鐵冶煉以至成品軋制的全過程中,幾乎所有工序都要用水，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水的單元（車間）污染特征主要污染物渾濁臭味顏色有機(jī)污染物無機(jī)污染染熱污染酚苯硫化物氟化物氰化物油酸堿鋅鎘砷鉛鉻鎳銅錳釩燒結(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鋼鐵工業(yè)廢水的水質(zhì)因生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)方式不同而有很大的差異.有的即使采用同一種工藝,水質(zhì)也有很大變化。如氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐除塵污水,在同一爐鋼的不同吹煉期,廢水的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熱污染,經(jīng)冷卻后即可回用。直接冷卻水因與物料等直接接觸，含有同原料、燃料、產(chǎn)品等成分有關(guān)的各種物質(zhì).由于鋼鐵工業(yè)廢水水質(zhì)的差異大、變化大，無疑加大廢水處理工藝的難度。(四）固體廢物排放及其特點(diǎn)鋼鐵工業(yè)固體廢物(即冶金渣或廢渣）是指鋼鐵生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體、半固體或泥漿廢棄物。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、軋鋼過程中產(chǎn)生的氧化鐵皮和各生產(chǎn)環(huán)節(jié)凈化裝置收集的各種粉塵、污泥以及工業(yè)垃圾。此外，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。鋼鐵工業(yè)固體廢物產(chǎn)生于鋼鐵生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，換言之，伴隨著從礦石的采掘到鋼鐵成品的出廠，每一步工序都有其特定的固體廢物的產(chǎn)生、排放，其品種因工序而異，其發(fā)生量因工藝技術(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)话鄙a(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(chǎng)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(rùn)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，種類繁多如前所述，鋼鐵生產(chǎn)消耗原材料和燃料多,但８０％以上的消耗又以各種形式的廢物排出。其中除廢水外,以重量計(jì)又以固體廢物為主，即每生產(chǎn)1噸鋼，固體廢物排放量即超過半噸.我國(guó)現(xiàn)已成為世界第一產(chǎn)鋼大國(guó),年產(chǎn)量逾2億噸，其固體廢物產(chǎn)生量之大不言而喻,約占我國(guó)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)致排出廢物中蘊(yùn)含各種不同的有價(jià)元素,如:鐵、錳、釩、鉻、鉬、鋁等金屬元素和鈣、硅、硫等非金屬元素。這些元素對(duì)主產(chǎn)品或許是無益甚至是有害的,但對(duì)其他產(chǎn)品生產(chǎn)則可能是重要原料.因此，鋼鐵工業(yè)固體廢物是一項(xiàng)可再利用的大宗二次資源.有些固體廢物稍加處理即可成為其他生產(chǎn)部門的寶貴原料，如高爐渣經(jīng)水淬處理成為粒化高爐礦渣，是生產(chǎn)礦渣水泥的重要原料。尤其應(yīng)指出的是，含鐵固體廢物即是鋼鐵廠內(nèi)部循環(huán)利用的金屬資源，不僅綜合利用價(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”中不難看出,相當(dāng)一部分固體廢物（確切地說應(yīng)是副產(chǎn)品）可以在本企業(yè)中循環(huán)利用。產(chǎn)生的固體廢物礦煤產(chǎn)生的固體廢物礦煤選礦廠選礦廠尾礦（D)煤氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐焦碳粉礦粉（R)氣態(tài)或固體還原劑燃料直接還原高爐焦?fàn)t選礦礦物精選與燒結(jié)尾礦（D)煤氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐焦碳粉礦粉（R)氣態(tài)或固體還原劑燃料直接還原高爐焦?fàn)t選礦礦物精選與燒結(jié)熔劑焦炭熔劑焦炭精制礦精制礦高爐渣(D）高爐渣(D）直接還原渣(D）廢鋼與熔劑廢鋼與熔劑廢鋼(R）海綿鐵鐵水廢鋼(R）海綿鐵鐵水廢鋼（Ｒ）渣(U）或(D）轉(zhuǎn)爐塵(R）電爐粉塵(D）廢鋼（Ｒ）渣(U）或(D）轉(zhuǎn)爐塵(R）電爐粉塵(D）電爐錠塊鑄造和加熱鋼水鋼水初軋鋼水鋼水初軋鑄塊產(chǎn)生的鐵屑（R)鑄塊產(chǎn)生的鐵屑（R)廢鋼（R）鑄塊鑄塊廢鋼（Ｒ）鐵屑(R)連鑄廢鋼（Ｒ）鐵屑(R)連鑄廢礦和鑄模材料（D）半成品半成品廢礦和鑄模材料（D）半成品半成品精整精整廢鋼(R）廢鋼(R）渣(Ｕ）或（D）轉(zhuǎn)爐塵(Ｒ）電爐粉塵(D）捧材、型材、厚、薄鋼板等捧材、型材、厚、薄鋼板等精整加工精整加工產(chǎn)品產(chǎn)品?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，便于處理與利用鋼鐵工業(yè)除金屬鉻與五氧化二釩生產(chǎn)過程產(chǎn)生的水浸出鉻渣和釩渣;特殊鋼廠鉻合金鋼生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的電爐粉塵以及炭素制品廠產(chǎn)生的焦油、軋鋼過程表面處理廢水治理產(chǎn)生的含鉻污泥等少量有毒有害廢物外，其它固體廢物，如尾礦、鋼鐵渣、含鐵塵泥等，雖然量大，但基本屬于一般工業(yè)固體廢物。因而,較易燃、易爆、腐蝕性、有毒等危害的危險(xiǎn)固體廢物易于收集、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.概述目前鋼鐵生產(chǎn)有兩種主要工藝流程，主要差異是它們所用的含鐵原料和類型不同。同時(shí)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(zhǎng)流程"和“短流程”的鋼鐵生產(chǎn)。“長(zhǎng)流程"鋼鐵生產(chǎn)(高爐／轉(zhuǎn)爐法)長(zhǎng)流程的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)主要使用鐵礦石以及少量廢鋼鐵.在生產(chǎn)過程中,首先是從礦石煉鐵，隨后將鐵煉成鋼。這一工藝流程所用的原料包括:鐵礦石、煤、石灰石以及回收的廢鋼、能源和其他數(shù)量不同的各種輔助材料，如油料、耐火材料、合金材料、水等.其基本工藝流程見圖9－3。目前高爐/轉(zhuǎn)爐法長(zhǎng)流程煉鋼生產(chǎn)約占世界鋼產(chǎn)量的60％。我國(guó)某鋼鐵聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)工藝流程如圖9－4所示。鋼材軋鋼車間鋼坯/錠連續(xù)鑄鋼／鑄錠鋼水吹氧合金料氧氣轉(zhuǎn)爐車間(含精煉)鐵水煤粉噴吹高爐煉鐵車間焦炭燒結(jié)/球團(tuán)礦煤焦化車間燒結(jié)/球團(tuán)車間精礦粉鐵礦石鋼材軋鋼車間鋼坯/錠連續(xù)鑄鋼／鑄錠鋼水吹氧合金料氧氣轉(zhuǎn)爐車間(含精煉)鐵水煤粉噴吹高爐煉鐵車間焦炭燒結(jié)/球團(tuán)礦煤焦化車間燒結(jié)/球團(tuán)車間精礦粉鐵礦石圖9-3鋼鐵聯(lián)合企業(yè)基本生產(chǎn)工藝流程圖9-3鋼鐵聯(lián)合企業(yè)基本生產(chǎn)工藝流程燒結(jié)燒結(jié)礦礦石石灰石燒結(jié)燒結(jié)礦礦石石灰石圖９—4我國(guó)某鋼鐵聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)工藝流程

“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（DRＩ)。ＥＡＦ煉鋼主要工藝過程示意如圖9-5。電爐煉鋼不需要鋼鐵聯(lián)合企業(yè)所采用的煉鐵工序，而是直接在電爐內(nèi)熔煉回收的廢鋼鐵,并通過通常在較小的鋼包爐(LF）中添加合金元素來調(diào)節(jié)金屬的化學(xué)成分.用于熔煉的能源主要是電力,也可直接噴入電爐氧氣和其他礦物燃料來代替或補(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。廢鋼廢鋼電爐車間(含精煉)電爐車間(含精煉)電力合金料氧氣、油合金料氧氣、油鋼水鋼水鋼坯/錠軋鋼車間連續(xù)鑄鋼/鑄錠鋼坯/錠軋鋼車間連續(xù)鑄鋼/鑄錠鋼材鋼材圖9－5電爐煉鋼廠主要生產(chǎn)工藝流程示意圖

電電爐鋼廠2．5kgCO120kgCＯ26０gSO22．5kgCO120kgCＯ26０gSO2０。5kｇＮOx165g顆粒物廢氣１130kg廢鋼/DRI1t粗鋼10kg鐵合金1t粗鋼10kg鐵合金3m33m3廢水（SS、油）廢水14６kg渣19kg爐塵1６kg氧化鐵皮14６kg渣19kg爐塵1６kg氧化鐵皮2。5kg污泥17kg耐火材料0.8kg油3kg其他物質(zhì)４0kｇ溶劑固體廢物固體廢物圖9-6電爐鋼廠的主要物料平衡圖圖9-6電爐鋼廠的主要物料平衡圖對(duì)鋼鐵聯(lián)合企業(yè)煉鋼相比，電爐煉鋼工藝工序簡(jiǎn)單，占地較少。下游工藝步驟如澆鑄或連鑄、軋制，與聯(lián)合企業(yè)類似。目前電爐（EＡF法)鋼廠生產(chǎn)約占世界總產(chǎn)量1/3。平爐煉鋼平爐煉鋼以鐵水、部分廢鋼為主要原料并入熔劑，以燃油作燃料，使用高溫空氣,生成強(qiáng)烈火焰。空氣通過平爐煙氣余熱加熱，熔煉過程中亦可噴入氧氣使熔池中碳組分迅速燃燒，加快冶煉過程。平爐煉鋼實(shí)質(zhì)上仍屬于“長(zhǎng)流程"冶煉。但因其能耗高、效率低現(xiàn)已被逐步淘汰,其產(chǎn)量所占比重甚少。二．鋼鐵生產(chǎn)過程（一）原料裝運(yùn)/準(zhǔn)備原料是生產(chǎn)的基礎(chǔ)，鋼鐵生產(chǎn)消耗大量的原材料與燃料。因此，鋼鐵企業(yè)的原料供應(yīng)從裝運(yùn)到備料,系統(tǒng)十分龐雜.１.裝運(yùn)與準(zhǔn)備由于需要運(yùn)輸和裝卸數(shù)量極大的原料，所以原料運(yùn)輸費(fèi)用是選擇鋼鐵聯(lián)合企業(yè)位置時(shí)的一項(xiàng)主要因素.因此，廠址大多位于易利用當(dāng)?shù)氐V石或其他原料的地區(qū),或位于擁有必要港口設(shè)施的地區(qū)。這些設(shè)施還可以為出口成品提供便利。所以隨著大型、高效遠(yuǎn)洋運(yùn)礦巨輪（最大噸位可達(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。原料主要通過海運(yùn)輸送到煉鋼廠,其次是通過公路、鐵路或河運(yùn)。鐵礦粉(直接從遠(yuǎn)洋貨輪或從鐵路貨車/公路貨車/河運(yùn)貨船）卸下、貯存，然后露天混合?；旌峡梢蕴峁└鼮榫鶆虻挠昧?，以便提高生產(chǎn)效率和減少浪費(fèi).混合過的鐵礦通過焙燒制成燒結(jié)塊或燒結(jié)成球團(tuán)，以供高爐使用。選用燒結(jié)礦還是球團(tuán)作為高爐進(jìn)料,取決于當(dāng)?shù)厍闆r,例如原料可得性、費(fèi)用、操作要求、環(huán)境法規(guī)等。煤的準(zhǔn)備包括“清洗”以去除礦物雜質(zhì)，然后在煉焦?fàn)t中煉成焦炭，以供高爐使用。非焦煤可以粉化,作為焦炭的代替物直接噴入高爐.石灰石可以直接送入高爐,或在特殊爐窯中轉(zhuǎn)化為鍛燒石灰，用于燒結(jié)礦或球團(tuán)生產(chǎn)，或用作煉鋼的添加劑.廢鋼的準(zhǔn)備包括:切碎、分類和篩選，以便大量去除不需要的有色金屬，以及部分去除有機(jī)涂料和其他雜質(zhì).2、裝運(yùn)/準(zhǔn)備過程的環(huán)境問題與原料裝運(yùn)有關(guān)的主要環(huán)境問題是,卸料過程中產(chǎn)生的粉塵、來自貯料堆的粉塵以及車輛運(yùn)輸產(chǎn)生的粉塵和噪聲。這些問題通常通過下列方法來加以控制：向貯料堆噴水或結(jié)殼劑；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(chǎng)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)/造球燒結(jié)礦和球團(tuán)的物理特性和化學(xué)特性,是決定高爐運(yùn)行好壞的極為重要的因素,所以這些原料是煉鐵過程的關(guān)鍵性組成部分。1、燒結(jié)生產(chǎn)工藝燒結(jié)過程指的是對(duì)帶有助熔劑和焦炭粉的細(xì)鐵礦粉加熱，生產(chǎn)一種半熔狀物質(zhì)，這種物質(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(duì)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，并通過空氣冷卻.不符合尺寸要求的產(chǎn)品被篩分出來，重新破碎,粉礦返回重新燒結(jié)。燒結(jié)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.混勻礦(鐵精礦粉、石灰石、白云石)混勻礦(鐵精礦粉、石灰石、白云石)石灰石冷返礦生石灰焦粉、無煙煤石灰石冷返礦生石灰焦粉、無煙煤配料配料除塵灰混合除塵灰混合鋪底料點(diǎn)火燒結(jié)鋪底料點(diǎn)火燒結(jié)除塵系統(tǒng)除塵系統(tǒng)煙囪SＯ煙囪SＯ２、CO、塵冷返礦破碎、篩分冷返礦破碎、篩分除塵灰除塵系統(tǒng)除塵灰除塵系統(tǒng)煙囪塵成品燒結(jié)礦煙囪塵成品燒結(jié)礦圖9－７燒結(jié)生產(chǎn)工藝流程及排污示意圖燒燒結(jié)廠20ｋｇCO150kgCO21.５gSO220ｋｇCO150kgCO21.５gSO2０．６ｋｇＮOx0。2kg顆粒物廢氣950ｋｇ鐵礦石3５kg焦粉3５kg焦粉２5０kｇ回收粉塵1ｔ合格燒結(jié)礦２5０kｇ回收粉塵1ｔ合格燒結(jié)礦２50ｋｇ除塵灰固體廢物150kｇ熔劑２50ｋｇ除塵灰固體廢物150kｇ熔劑圖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)中制成直徑為12ｍm的小球而制成的.這種“濕球”通過干燥和在移動(dòng)的爐蓖上或在爐窯（豎窯或回轉(zhuǎn)窯）中加熱到130０℃而成為適于高爐生產(chǎn)的球團(tuán)礦。其工藝流程類似于燒結(jié).造球過程中主要物料平衡如圖9—9所示。球球團(tuán)廠10ｋｇ粘合劑４7０kgCO35kgCO210０gSO2500kgNOx350kg顆粒物廢氣１１50kg鐵礦石１０kg煤/焦粉30kｇ熔劑10ｋｇ粘合劑４7０kgCO35kgCO210０gSO2500kgNOx350kg顆粒物廢氣１１50kg鐵礦石１０kg煤/焦粉30kｇ熔劑1ｔ球團(tuán)礦1m３1m３廢水(SS)廢水廢水固體廢物０。25kg除塵固體廢物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)的主要污染問題燒結(jié)過程的污染物排放主要來自于原料裝卸作業(yè)(導(dǎo)致空氣含塵)和爐蓖上的燃燒反應(yīng),后一來源的燃燒氣體含有直接由爐蓖產(chǎn)生的粉塵以及其他燃燒產(chǎn)物，如CO、CO2、SＯx、NOx和顆粒物。它們的濃度取決于燃燒條件以及所用的原料。其他排放物包括：由焦炭屑、含油軋制鐵鱗中的揮發(fā)物生成的揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)（VＯCS)；在某些操作條件下由有機(jī)物生成的二惡英;從所用原料中揮發(fā)出的金屬（包括放射性同位素）；以及由所用原料的鹵化成分生成的酸蒸汽（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)生的大量含塵氣體.它們雖然可以大大降低粉塵排放量，但對(duì)所提及的其他排放物產(chǎn)生的效果很差，這些排放物可以通過工藝參數(shù)和原料選擇來加以控制.通常用單獨(dú)的小型除塵器來凈化來自不同輸料點(diǎn)、破碎裝置和篩分裝置的充滿粉塵的廢氣.除塵器收集的粉塵，通常返回混料場(chǎng).球團(tuán)生產(chǎn)過程污染物產(chǎn)生同燒結(jié)廠中基本相同，這些污染物在很大程度上取決于生產(chǎn)操作條件和所有的原料。（三）煉焦1、焦炭及其作用煉焦煤經(jīng)破碎、篩分、配煤后裝入煉焦?fàn)t中，在隔絕空氣條件下高溫干餾生成焦炭。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,提供骨架作用以讓氣體順利通過高爐料層。由于煤在熔融條件下會(huì)軟化和變得不透氣,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)被加熱室隔開的、帶有耐火墻的煉焦室。每個(gè)煉焦室一般寬０．４～0。6ｍ，高４～７m,深1２～１８m，兩端都裝有可移動(dòng)的爐門。煤通過一輛沿焦?fàn)t組頂部運(yùn)行的裝煤車，從每個(gè)煉焦室上方4個(gè)最大直徑為300ｍm的孔裝填。裝滿后,煉焦室門和裝料蓋即被密封，并開始加熱(下部燃燒）。加熱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,并被送往蒸餾裝置。當(dāng)加熱周期結(jié)束時(shí)，焦?fàn)t與總管分離開，端門被打開,固體焦炭被推入運(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。?貯煤場(chǎng)煉焦煤貯煤場(chǎng)煉焦煤焦?fàn)t煤氣焦?fàn)t煤氣送用戶除塵系統(tǒng)煤粉塵除塵系統(tǒng)除塵系統(tǒng)煤粉塵備煤系統(tǒng)煤粉塵備煤系統(tǒng)回收回收精制系統(tǒng)各種化產(chǎn)各種化產(chǎn)品焦?fàn)t煤氣焦?fàn)t煙塵、ＳO2、苯并芘煙塵、ＳO2、苯并芘高爐煤氣除塵系統(tǒng)高爐煤氣除塵系統(tǒng)焦推焦推酚氰污酚氰污水除塵系統(tǒng)煙塵、苯并芘除塵系統(tǒng)煙塵、苯并芘熄焦熄焦廢水水處理設(shè)施水蒸汽、粉焦廢水水處理設(shè)施水蒸汽、粉焦除塵系統(tǒng)除塵系統(tǒng)活性污泥篩分活性污泥篩分焦炭焦炭用戶用戶圖9-１0煉焦生產(chǎn)工藝流程及排污示意圖

焦焦化廠１25０kｇ煉焦煤１25０kｇ煉焦煤１kgCO５00kgCO214００ｇSＯ20．3kgNOx5５0g顆粒物３00g碳?xì)浠衔铮眐gCO５00kgCO214００ｇSＯ20．3kgNOx5５0g顆粒物３00g碳?xì)浠衔飶U氣1ｔ焦炭0.6m0.6m3廢水（ＳS、油、氨氮、揮發(fā)酚、氧化物）20gSＳ0．２ｋgBEＴP污泥廢水廢水85kg焦油、苯、瀝青90ｇ硫固體廢物85kg焦油、苯、瀝青90ｇ硫固體廢物圖9－11焦化廠的主要物料平衡3、煉焦生產(chǎn)的污染在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中，焦化廠是一污染大戶。其主要污染物為廢氣、廢水以及少量固體廢物。煉焦廠的廢氣排放有間歇的和連續(xù)的,它們與下部燃燒、裝料、推焦、冷卻、運(yùn)輸和篩分等作業(yè)有關(guān)。一種排放物可能出自很多分散的來源，例如爐門、蓋、出焦、下部加熱煙囪等。煙塵排放產(chǎn)生于下部燃燒、裝料、推焦和冷卻作業(yè).這些排放可以通過下列方法加以控制，不斷維護(hù)保養(yǎng)焦?fàn)t耐火墻;改進(jìn)裝料方法；嚴(yán)密控制加熱周期；以及為某些作業(yè)安裝萃取/氣體凈化系統(tǒng)。焦?fàn)t煤氣（COG）是煉焦過程中餾出的一種復(fù)雜的混合物，它含有氫、甲烷、一氧化碳、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、烴、多環(huán)芳烴(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。在作為燃料氣分配之前，CＯG在化產(chǎn)工序中處理,在那里，某些成分(如苯、焦油或硫）被去除和收集。用于這一過程的各種罐、通氣孔、泵、閥等,都是潛在的排放源。當(dāng)泄漏長(zhǎng)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?；a(chǎn)工序所用的水在排放之前,先經(jīng)生化處理場(chǎng)(ＢEＴＰ）中進(jìn)行處理,以便去除氰化物、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、高爐煉鐵主要工藝目前世界上絕大部分鐵是在高爐中生產(chǎn)的，每年產(chǎn)高達(dá)5億t鐵水。高爐消耗了大約9７%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。高爐是一個(gè)封閉的系統(tǒng)，含鐵原料（鐵礦石、燒結(jié)物和球團(tuán)）、添加劑(造渣劑如石灰石）和還原劑(焦炭），通過加料系統(tǒng)裝置連續(xù)加入爐身頂部，該加料系統(tǒng)可防止高爐煤氣逸出。熱風(fēng)（有時(shí)富含氧）和輔助燃料從底部注入，以便提供逆流還原氣體.這種鼓風(fēng)與焦炭反應(yīng)生成一氧化碳（CO），后者再將氧化鐵還原成鐵。鐵水連同渣被聚集在爐膛內(nèi)定期排出.鐵水通過混鐵罐車運(yùn)往煉鋼廠,爐渣則被加工生產(chǎn)成骨料、粒料，可供公路建設(shè)和水泥制造綜合利用.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。燒結(jié)礦、球團(tuán)礦焦炭冷返礦白云石石灰石燒結(jié)礦、球團(tuán)礦焦炭冷返礦白云石石灰石煙囪煙囪除塵系統(tǒng)上料系統(tǒng)除塵系統(tǒng)上料系統(tǒng)煙塵高爐富氧噴煤煙塵高爐富氧噴煤荒煤氣熱風(fēng)荒煤氣熱風(fēng)高爐煤氣送用戶高爐煤氣送用戶除塵系統(tǒng)爐渣鐵水SＯ2煙塵熱風(fēng)爐除塵系統(tǒng)爐渣鐵水SＯ2煙塵熱風(fēng)爐煤氣洗滌廢水處理沖渣廢水混合煤氣空煤氣洗滌廢水處理沖渣廢水混合煤氣空氣廢水鑄鐵機(jī)廢水鑄鐵機(jī)高爐瓦斯灰、泥高爐水渣送煉鋼鐵塊高爐瓦斯灰、泥高爐水渣送煉鋼鐵塊圖9－12煉鐵生產(chǎn)工藝流程及排污示意圖?高高爐煉鐵廠1500kｇ燒結(jié)礦/球團(tuán)／石灰石1500kｇ燒結(jié)礦/球團(tuán)／石灰石41５kg焦炭1ｔ鐵水１kgCＯ３00ｋgCＯ２140gＳO290kgNO41５kg焦炭1ｔ鐵水１kgCＯ３00ｋgCＯ２140gＳO290kgNOｘ85g顆粒物廢氣0．2ｍ3廢水0．2ｍ3廢水10gSS2０g油1ｇ氰化物2g金屬60kｇ煤150ｋg塊礦石150ｋg塊礦石132４ｋg渣0。４kg粉塵19kg污泥固體廢物132４ｋg渣0。４kg粉塵19kg污泥固體廢物廢水圖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)。煉鐵產(chǎn)生的主要污染物包括：基本上為氧化鐵的顆粒物（含鐵粉塵）,它們主要是在出鐵作業(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(chǎng)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和排放的系統(tǒng)。在擁有高爐出鐵場(chǎng)排氣系統(tǒng)的情況下，收集的顆粒物通常可以完全返回?zé)Y(jié)廠。廢水產(chǎn)生于高爐煤氣濕式凈化和爐渣處理工序.這些工序往往采用循環(huán)裝置,但出水在排放之前要經(jīng)過處理，以便去除SS、金屬和油。（五)煉鋼、二次精煉和鑄造鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的煉鋼廠實(shí)際包括三種作業(yè)類型，即煉鋼(轉(zhuǎn)爐、電爐)、二次精煉和鑄造,這三種作業(yè)的目的是：首先獲得鋼水；其次是調(diào)節(jié)鋼水適當(dāng)?shù)慕M分和潔凈度,以便生產(chǎn)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)和添加助熔劑和合金元素以便去除雜質(zhì)和改變組分，將來自高爐的鐵水冶煉為鋼。氧化發(fā)生在被稱為堿性氧氣轉(zhuǎn)爐(BOF)的爐身中,該爐襯有鎂和白云石耐火材料，對(duì)這一過程加以控制,以便達(dá)到成品鋼需要的碳、硅和磷含量，鐵水的脫硫和有時(shí)脫磷的預(yù)處理可以單獨(dú)進(jìn)行,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)量將取決于廢鋼鐵的可得性、鐵水的可得性、最終鋼的質(zhì)量、工藝操作條件和經(jīng)濟(jì)性等，但它很少超過30％。然后，純氧通過一根垂直氧槍從頂部吹入（LＤ法)，或與添加的燃料(如丙烷或天然氣)從底部浸沒透氣磚吹入(OBM法、LWS法、Q—BOP法）。也可以在爐底吹入隋性氣體,以幫助攪拌。在這一過程中，鐵中的碳被氧化，并以CＯ和CO2氣體的形式被釋放。硅、錳和磷也被氧化,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.這被大量冷卻廢鋼所抵消。這類冷卻廢鋼的加入被精心控制,以便確保正確的出鋼溫度?，F(xiàn)代化的煉鋼廠還能夠在靠近煉鋼爐的獨(dú)立的精煉間對(duì)鋼的成分和溫度進(jìn)行微調(diào)。當(dāng)達(dá)到成品鋼的成分和溫度要求,鋼水就被輸送到鑄造區(qū)。圖9—14為轉(zhuǎn)爐煉鋼和連鑄生產(chǎn)工藝流程及排污示意圖。圖9—1５為轉(zhuǎn)爐煉鋼廠主要物料平衡圖。煙塵鐵水倒罐站污水處理渣扒渣煤氣除塵系統(tǒng)鐵水罐高爐鐵水煙塵鐵水倒罐站污水處理渣扒渣煤氣除塵系統(tǒng)鐵水罐高爐鐵水魚雷罐車魚雷罐車輔料篩分室輔料篩分室送用戶塵泥送用戶塵泥電振給料機(jī)補(bǔ)充水電振給料機(jī)補(bǔ)充水煤氣柜煙塵煤氣柜煙塵循環(huán)水循環(huán)水鋼渣稱量漏斗廢水鋼渣稱量漏斗廢水煙囪塵轉(zhuǎn)爐煙囪塵轉(zhuǎn)爐匯總漏斗煙塵匯總漏斗煙塵鋼包及鋼包車鋼包及鋼包車煙塵精煉爐煙塵精煉爐廢水處理后回用連鑄機(jī)廢水處理后回用連鑄機(jī)ＳS、少量油ＳS、少量油鋼渣連鑄坯鋼渣連鑄坯圖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)轉(zhuǎn)爐鋼廠８5０kg鐵水８5０kg鐵水212kg廢鋼1t鑄造產(chǎn)品１kgCO３0kｇCO214０ｇSO２90ｋgNＯ212kg廢鋼1t鑄造產(chǎn)品１kgCO３0kｇCO214０ｇSO２90ｋgNＯx８5ｇ顆粒物廢氣3kｇ鐵礦石3kｇ鐵礦石0。1m３0。1m３廢水４ｇSS5g油22kg石灰22kg石灰13１kg渣１4ｋｇ氧化鐵皮２5kｇ污泥4ｋｇ耐火材料65kｇ油5kg白云石13１kg渣１4ｋｇ氧化鐵皮２5kｇ污泥4ｋｇ耐火材料65kｇ油5kg白云石固體廢物廢水圖9－１5轉(zhuǎn)爐煉鋼廠主要物料平衡（2）轉(zhuǎn)爐煉鋼的污染轉(zhuǎn)爐煉鋼過程的污染主要來自廢氣和固體廢物,特別是廢氣與煙塵應(yīng)予高度關(guān)注.轉(zhuǎn)爐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,通過爐內(nèi)的進(jìn)一步氧化，產(chǎn)生一些二氧化碳。二次反應(yīng)的強(qiáng)度取決于爐口上方煙霧罩的設(shè)計(jì)(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的含量)。如果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。煙塵主要由氧化鐵和氧化鈣組成，來源于氧槍對(duì)鋼水熔池的作用，以及一些鐵被氧化成細(xì)微氧化鐵顆粒.粉塵可能含有廢鋼鐵所產(chǎn)生的重金屬如鋅以及渣和石灰微粒。所產(chǎn)生的粉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。BＯF煤氣的凈化與回收系統(tǒng)包括濕式洗滌或干式技術(shù)。凈化過程會(huì)產(chǎn)生BOＦ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BOF爐體中的廢鋼上時(shí),以及當(dāng)鐵水與空氣接觸產(chǎn)生氧化鐵細(xì)粉塵時(shí)，出現(xiàn)裝料廢氣排放。其他排放物將取決于廢鋼中的雜質(zhì)類型。這些排放物一般升至ＢOF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。轉(zhuǎn)爐二次煙塵出現(xiàn)在吹煉過程中，并來自于爐體上方密封罩周圍主系統(tǒng)的泄漏。通常可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車間頂部,連同裝料排放物和二次排放物一起被收集和凈化，或直接排入大氣。一些工廠已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/污泥）、重新利用（耐火材料）、出售（一些爐渣、粉塵和污泥)，或作填埋處理。２、電爐煉鋼（1）電爐煉鐵工藝EAF的主要原料是廢鋼，它可能包括來自煉鋼廠內(nèi)的廢鋼（如切余料）或消費(fèi)后的廢鋼（如使用期結(jié)束的產(chǎn)品）。DRI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。然后將也帶有耐火材料內(nèi)襯或水冷卻的爐蓋轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置并下降。石墨電極從頂部插下,廢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。鐵水鐵合金石灰、螢石廢鋼鐵水鐵合金石灰、螢石廢鋼高位料倉高位料倉O2、Ar等O2、Ar等電爐含塵煙氣UＨＰ電弧爐電爐含塵煙氣UＨＰ電弧爐鋼渣鋼渣鋼水罐除塵灰鋼水罐除塵灰布袋除塵布袋除塵VOＤ爐VOＤ爐煙塵精煉爐煙塵精煉爐中間渣場(chǎng)渣場(chǎng)煙氣外排中間渣場(chǎng)渣場(chǎng)煙氣外排方坯連鑄機(jī)板坯連鑄機(jī)方坯連鑄機(jī)板坯連鑄機(jī)板坯廢水處理后回用方坯板坯廢水處理后回用方坯圖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(duì)少些。它們產(chǎn)生于爐內(nèi)，并通過爐頂（通過所謂的第四孔）或廢鋼預(yù)熱器排出.廢氣通過燃燒室去燃燒殘余的一氧化碳和有機(jī)化合物，這種方法主要用來保護(hù)煙氣系統(tǒng)低碳鋼管道免受過高溫度損害,也能用來減少氣味和有毒有機(jī)化合物的生成。爐渣層上面或內(nèi)部噴入的氧氣可以幫助廢氣在爐內(nèi)燃燒,這種方法可以增加對(duì)爐子熱輸入，從而減少總的電能需求量。離開爐子后,燃燒過的氣體通往熱交換器，以便冷卻至過濾溫度,然后,它們可以與在爐子上方的熔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：●來自通過孔如渣門、電極孔以及爐壁與爐頂之間進(jìn)入爐內(nèi)的空氣的廢氣排放。其他氣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.●粉塵排放主要由氧化鐵和其他金屬與重金屬(包括鋅和鉛）組成，它們是從鍍層鋼或合金鋼揮發(fā)出來的,或產(chǎn)生于廢鋼加料中的有色金屬碎片。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1０～18kg不等。ＥAF粉塵總排放量中的大約９０％是在一次煙氣中釋放的.二次煙氣產(chǎn)生于加料和出鋼過程中，或作為易散性煙霧出現(xiàn)在熔煉過程中。雖然加料時(shí)間很短，但加料排放可能占二次煙氣的大部分。廢氣的組分主要與廢鋼質(zhì)量和加料作業(yè)的特點(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)有屋頂大罩式或全封閉罩系統(tǒng),以便處理大量廢氣以及作業(yè)過程中可能產(chǎn)生的短時(shí)的溫度驟增，同時(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／副產(chǎn)物包括電爐渣、爐塵和耐火材料。這些東西可以出售（如爐渣用于公路建設(shè)，ＥＡＦ粉塵于煉鋅廠)，重新利用（如EＡF粉塵、耐火材料)或填埋處置(如滬渣、粉塵和耐火材料).3、二次精煉(1)二次精煉與其工藝過程在BOＦ或EAF加工處理之后，鋼水被澆入鋼水包,并通過添加鐵合金來調(diào)整組分。在鑄造之前,鋼水可能要作成分和溫度的進(jìn)一步調(diào)整,其中包括鋼包爐精煉、真空脫氣或隋性氣體攪拌。為了對(duì)鋼水特性進(jìn)行微調(diào)，很多煉鋼廠都已安裝了鋼包爐(LF)。鋼包爐由帶有能在鋼包中鋼水上方定位的電極系統(tǒng)的包蓋組成.加熱鋼可彌補(bǔ)添加合金時(shí)的熱量損失，并給煉鋼者更多的靈活性。這種處理是在通過添加適當(dāng)?shù)脑煸鼊┒纬傻暮铣稍那闆r下進(jìn)行的，電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的效率和生產(chǎn)率.通過將粗煉作業(yè)轉(zhuǎn)給小功率裝置-ＬF，大功率的EＡF可以在最佳動(dòng)力輸入情況下自由地熔化廢鋼。這可以大大減少出鋼的次數(shù)，從而可以減少熱量和動(dòng)力損失。(2）二次精煉的污染LF較低的動(dòng)力輸入和作業(yè)方法(不用吹氧管或氧氣燒嘴)意味著:所產(chǎn)生的粉塵要少得多，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）連鑄工藝在連鑄過程中,裝有鋼水的鋼水包被置于稱之為中間包的帶有耐火襯的容器上方,鋼水在預(yù)定高度澆入中間包。鋼水流可被耐火管所覆蓋，以便最大限度減少與空氣的接觸，從而減少煙霧生成以及提高產(chǎn)量和質(zhì)量。中間包常常被設(shè)計(jì)成帶有一系列擋板，目的是改善鋼水流動(dòng)以及幫助夾雜物的上浮或去除。電磁制動(dòng)系統(tǒng)也可用于這一相同目的。將中間包底部的塞棒或滑動(dòng)澆口打開，鋼水流入一個(gè)或多個(gè)水冷振動(dòng)式銅鑄模，鑄造粉被加入鑄模，以便提高鋼水流過銅表面的速度，以及使鋼水保溫。保溫粉也被加到中間包表面，以便減少溫度損失。鋼水與鑄模接觸在周圍形成固態(tài)殼,這種殼和液芯通過鑄模底部被拉出，并通過導(dǎo)輥被帶走,在噴水的幫助下完成凝固.對(duì)進(jìn)入鑄模的鋼水的流速和鑄坯抽出速度進(jìn)行控制,所以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（如薄板坯的鑄造速度就快得多）和鋼的質(zhì)量。完全凝固的鋼根據(jù)產(chǎn)品厚度用機(jī)械剪切機(jī)或火焰割炬切割成一定長(zhǎng)度。與模鑄相比，連鑄是一種很平穩(wěn)的作業(yè)，因?yàn)橥ǔＪ褂谜稚w來防止氧化,所以鋼水幾乎不曝露于大氣.火焰切割廢氣污染不大。在方坯鑄造中，植物油被用來潤(rùn)滑鑄模與鑄造產(chǎn)品的交接面。這種油的燃燒產(chǎn)物應(yīng)從鑄模頂部排出并適當(dāng)凈化。鑄造作業(yè)可能會(huì)產(chǎn)生粉塵排放,但這類排放往往較少，而且是間歇性的。噴霧室中的冷卻水可以收集鑄造產(chǎn)品表面的氧化鐵皮，這種水在重新使用之前必須要進(jìn)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℃）。在模鑄過程中,金屬液曝露于空氣，從而產(chǎn)生大量煙霧。煙霧可能產(chǎn)生于有機(jī)涂層，這些涂層有時(shí)涂在鑄模表面以便提高鋼錠質(zhì)量。對(duì)于某些鋼來說，需要添加熱絕緣化合物或放熱化合物,其他一些鋼則需要添加熔劑或排放化合物。所有這些作業(yè)都伴隨有潛在有害的易散性排放物。由于模鑄過程較長(zhǎng)，金屬損失較大,從而導(dǎo)致該法的單位能源費(fèi)用較高,因此模鑄將被淘汰。5、軋鋼軋鋼有熱軋與冷軋兩種工藝。熱軋是將加熱到符合軋制要求溫度的鋼坯或鋼錠，，通過可逆式軋機(jī)或連軋機(jī)組,生產(chǎn)不同規(guī)格的鋼材產(chǎn)品.冷軋是將熱軋鋼板或鋼帶,經(jīng)酸洗后在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。鋼水鋼水薄板坯連鑄薄板坯連鑄板坯連鑄連鑄廢水處理后回用板坯連鑄連鑄廢水處理后回用廢水處理后回用廢水處理后回用SO2SO2煙塵加熱爐廢水處理后回用廢水處理后回用線材線材軋機(jī)線材線材軋機(jī)軋機(jī)廢水處理后回用ＳS、少量油軋機(jī)廢水處理后回用ＳS、少量油廢酸回收酸洗機(jī)組廢酸廢水處理帶鋼連鑄廢酸回收酸洗機(jī)組廢酸廢水處理帶鋼連鑄型鋼型材軋機(jī)廢水處理后回用SS、少量油型鋼型材軋機(jī)廢水處理后回用SS、少量油廢水處理后回用SS、少量油鋼管鋼管軋機(jī)廢水處理后回用SS、少量油鋼管鋼管軋機(jī)冷軋機(jī)冷軋機(jī)廢水處理后回用SS、少量油中厚板中厚板軋機(jī)廢水處理后回用SS、少量油中厚板中厚板軋機(jī)廢水處理廢水處理后回用冷軋卷冷軋卷圖9—17軋鋼生產(chǎn)工藝流程及排污示意圖

（1）熱軋ａ.、熱軋工藝熱軋通過在電動(dòng)軋輥間反復(fù)擠壓加熱的金屬，改變板坯、小方坯或大方坯的形狀和冶金特性。這些產(chǎn)品屬于傳統(tǒng)稱為帶材和長(zhǎng)線產(chǎn)品類，它們要分別經(jīng)過帶材熱軋機(jī)、線材軋機(jī)、鋼板軋機(jī)或型鋼軋機(jī)加工處理.熱軋可能需要幾步軋制,以便將鑄造材料變?yōu)樽罱K產(chǎn)品。這一過程從初軋機(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。在熱軋之后,熱軋產(chǎn)品要么以卷材形式被送往冷軋機(jī)供進(jìn)一步加工，作為卷材出售，要么切割和作為薄板、鋼板、棒材或型材出售。圖９－１8為熱軋廠的主要物料平衡圖.熱熱軋廠1t熱軋產(chǎn)品8０gCO2５gSO20。25ｋgNO1t熱軋產(chǎn)品8０gCO2５gSO20。25ｋgNOx65ｇ顆粒物廢氣１0１8ｋg鑄造產(chǎn)品１0１8ｋg鑄造產(chǎn)品１.5m１.5m３廢水75ｇSS75kg油1．8kg氧化鐵皮３ｋg水處理污泥１。７kg油0。５ｋｇ其他物質(zhì)1．8kg氧化鐵皮３ｋg水處理污泥１。７kg油0。５ｋｇ其他物質(zhì)固體廢物廢水圖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、顆粒物)，它們將取決于燃料類型和燃燒條件，還包括來自軋制和潤(rùn)滑油的揮發(fā)性有機(jī)化合物（VＯCＳ）。在軋鋼過程的每一個(gè)階段，都用高壓噴水管去除表面鐵鱗。這種水含有鐵鱗和油，雖然往往會(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／副產(chǎn)物包括鐵鱗皮和切余料，它們經(jīng)常被分別返回?zé)Y(jié)廠和ＢＯF。加熱爐的廢耐火材料通常被作填埋處置。（２）冷軋a、冷軋工藝熱軋產(chǎn)品常常經(jīng)過冷軋機(jī)的進(jìn)一步加工。第一道工序是酸洗，即用鹽酸、硫酸或硝酸來去除熱軋過程中形成的氧化膜。然后在軋輥之間被擠壓冷還原,并且在脫脂之后，通過退火改變其冶金特性。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。冷軋產(chǎn)品具有高質(zhì)量的表面光潔度以及精確的冶金特性，適合用于高技術(shù)要求的產(chǎn)品,如汽車、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.

1４kgCO7gＳO1４kgCO7gＳO246gNOｘ冷軋廠1075kｇ熱軋材1075kｇ熱軋材１ｔ冷軋產(chǎn)品廢氣１ｔ冷軋產(chǎn)品廢氣１kg軋油１kg軋油４L廢水１gSS１ｇ油４L廢水１gSS１ｇ油廢水廢水１。2kg污泥0.15kg油0.8ｋg酸再生污泥15Ｌ酸固體廢物１。2kg污泥0.15kg油0.8ｋg酸再生污泥15Ｌ酸固體廢物圖9－19冷軋、酸洗、退火、回火生產(chǎn)線的主要物料平衡ｂ、冷軋生產(chǎn)的污染冷軋生產(chǎn)的污染物包括來自退火爐和回火爐的燃燒產(chǎn)物,軋鋼油產(chǎn)生的VＯＣＳ和油霧以及酸洗過程產(chǎn)生的酸性氣溶膠。廢水來自冷軋過程的SS和油乳化液以及來自酸洗過程的酸洗廢水。在調(diào)整pH值、去除SS和排放之前，乳化液需要“破乳”，以油去除和廢酸中和,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(duì)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泥.它們或被回收（切余料）、出售(酸再生污泥）或被填埋處置.第三節(jié)鋼鐵工業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)根據(jù)清潔生產(chǎn)的原理和要求，鋼鐵工業(yè)的清潔生產(chǎn)應(yīng)將整體預(yù)防的環(huán)境戰(zhàn)略持續(xù)地應(yīng)用于產(chǎn)品、生產(chǎn)過程和服務(wù)中，它包括使用清潔的能源和原材料、清潔的生產(chǎn)過程和生產(chǎn)出清潔的產(chǎn)品.但就鋼鐵工業(yè)的清潔生產(chǎn)來說,同其他行業(yè)有所不同,在原料的選擇和替代以及產(chǎn)品的更新方面,清潔生產(chǎn)的機(jī)會(huì)不多，潛力相對(duì)來說不是很大,而主要表現(xiàn)在對(duì)資源的高效利用、工藝流程的改革、工藝技術(shù)的提高以及過程的控制方面的要求，以減輕資源強(qiáng)度和對(duì)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)工藝結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本的轉(zhuǎn)變,日益向緊湊化、連續(xù)化和專業(yè)化的方面向發(fā)展,傳統(tǒng)的“鑄錠-開坯-軋鋼”生產(chǎn)工藝的松散型、萬能化鋼鐵聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)模式將逐步被淘汰，代之以“原料-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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和使有限的環(huán)境資源得到有效合理的利用,國(guó)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(chǎng)對(duì)高品質(zhì)產(chǎn)品的需求,特別是高附加值鋼種對(duì)純凈度的特殊要求,歐美及日本的許多企業(yè)都在致力于建立生產(chǎn)大量潔凈鋼的生產(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。鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的影響較大,它的清潔生產(chǎn)將對(duì)改善環(huán)境質(zhì)量，和可持續(xù)性發(fā)展起到重要作用。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)工藝隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，天然的富礦從產(chǎn)量和質(zhì)量上都不能滿足高爐冶煉的要求。而我國(guó)貧礦和多金屬共生復(fù)合礦占有相當(dāng)大的比例,這些礦石經(jīng)過破碎選礦之后粒度很細(xì),如天然富礦的粒度一般為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(duì)原料粒度的要求,而且在造塊過程中加入溶劑可以使原料達(dá)到自熔，這樣高爐煉鐵就可以少加或不加石灰石。另外，在造塊的焙燒過程中可以除去原料中的有害雜質(zhì)硫等，對(duì)原料中的其他有益元素也可進(jìn)行綜合回收，因此各國(guó)都非常重視入爐的熟料比.我國(guó)燒結(jié)礦以細(xì)精礦為主，粒度細(xì)，料層透氣性差，產(chǎn)量低，能耗高。小球燒結(jié)是解決上述問題的成熟技術(shù),投資少,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：傳統(tǒng)的燒結(jié)法是將粉礦、燃料和熔劑按一定比例混合，利用其中燃料燃燒產(chǎn)生的熱量使局部生成液相物,利用生成的熔融體使散料顆料粘結(jié)成塊狀燒結(jié)礦。而傳統(tǒng)球團(tuán)礦是將精礦粉和熔劑、粘結(jié)劑混合之后，壓成或滾成直徑1０～3０ｍm的生球，然后經(jīng)過干燥和焙燒使之固結(jié).球團(tuán)燒結(jié)、小球燒結(jié)工藝是先將礦粉和熔劑按一定比例混合造球,并在球外滾上一層焦粉，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。霧化水噴頭燒潔料一次高效圓筒混料造球機(jī)配料系統(tǒng)霧化水噴頭燒潔料一次高效圓筒混料造球機(jī)配料系統(tǒng)紅外線測(cè)水控水系統(tǒng)二次燃料添加二次高效圓筒混料造球機(jī)紅外線測(cè)水控水系統(tǒng)二次燃料添加二次高效圓筒混料造球機(jī)球團(tuán)燒結(jié)礦燒結(jié)機(jī)臺(tái)車多輥偏析布料器蒸汽預(yù)熱燒結(jié)混料機(jī)球團(tuán)燒結(jié)礦燒結(jié)機(jī)臺(tái)車多輥偏析布料器蒸汽預(yù)熱燒結(jié)混料機(jī)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(jiǎn)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有所改善?？朔藷Y(jié)礦粒度不夠均勻和球團(tuán)礦的高溫還原度低和軟化性能差的缺點(diǎn)，特別適合于細(xì)精礦等難燒礦種.３、球團(tuán)燒結(jié)、小球燒結(jié)可提高產(chǎn)量1０～１5％。因?yàn)樾∏驘Y(jié)料粒度均勻，強(qiáng)度較好，改善了料層內(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)餅的單位阻力比普通料略高,克服了普通燒結(jié)過程中風(fēng)量分布不合理的現(xiàn)象,提高了產(chǎn)品的強(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)燒結(jié)礦主要原料精礦粉中含有硫鐵礦,精礦粉中含硫量多少?zèng)Q定于鐵礦石產(chǎn)地、埋藏深度和開采年限,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，控制燒結(jié)工序排放是個(gè)非常重要的環(huán)節(jié).可采取的措施有：增加煙囪高度、降低燒結(jié)礦原料(精礦粉、燃料）的含硫量以及煙氣脫硫。采用高煙囪擴(kuò)散稀釋的方法沒有根本解決燒結(jié)二氧化硫排放總量,只有利用局部區(qū)域內(nèi)的污染控制，不利于較大區(qū)域內(nèi)的污染控制。用低硫礦代替高硫礦是控制燒結(jié)二氧化硫排放的有效方法，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），給煙氣脫硫帶來一定困難，為此付出的代價(jià)也較高；但隨著排放標(biāo)準(zhǔn)愈來愈嚴(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(shì)。氨-硫酸銨法燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)：氨—硫酸銨煙氣脫硫工藝由兩部分組成,一是焦?fàn)t煤氣中氨的利用,二是焦?fàn)t煤氣中的氨與燒結(jié)廢氣中二氧化硫反應(yīng)副產(chǎn)品—-硫酸銨的回收。對(duì)有焦?fàn)t的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)來說,這是最經(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.空氣氧化燒結(jié)廢氣焦?fàn)t煤氣空氣氧化燒結(jié)廢氣焦?fàn)t煤氣硫銨生產(chǎn)硫酸銨化氧化ＮH硫銨生產(chǎn)硫酸銨化氧化ＮH２吸收富亞硫酸銨溶液SO２吸收富亞硫酸氫銨溶液富亞硫酸氫銨溶液圖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部分亞硫酸氫銨溶液送至焦化副產(chǎn)品工序的氨吸收塔，與焦?fàn)t煤氣接觸，吸收其中的氨，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的，當(dāng)吸收塔SＯ2入口濃度為100~２00ＰPm時(shí),出口含量在2ＰPm以下,脫率效率在９9％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)煉焦生產(chǎn)是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的重點(diǎn)工序，是鋼鐵工業(yè)的主要廢水、廢氣污染源之一。下面介紹幾個(gè)鋼鐵企業(yè)的以節(jié)能為重點(diǎn)，同時(shí)可提高焦炭質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率的焦化清潔生產(chǎn)技術(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)化程序加熱法調(diào)整煤炭溫度防止邊火道升溫加強(qiáng)爐體絕熱由計(jì)算機(jī)根據(jù)煤炭特性、操作信息實(shí)現(xiàn)燃燒管理自動(dòng)化根據(jù)干餾情況控制投入的燃料氣體量煤炭水分調(diào)整到６％左右，裝入焦?fàn)t對(duì)散熱大的邊火道增加供應(yīng)燃料、空氣爐體各部位使用相應(yīng)的絕熱耐火材料節(jié)約燃料節(jié)約燃料節(jié)約燃料提高生產(chǎn)率提高質(zhì)量節(jié)約燃料節(jié)約燃料廢熱回收干熄焦（CＤQ）焦?fàn)t煤氣(COＧ）顯熱回收燃燒廢氣顯熱回收用惰性氣體冷卻紅焦,由鍋爐回收熱量在上升管用高溫有機(jī)媒體等回收ＣOＧ顯熱,焦油處理等是有待今后解決的課題使用高溫有機(jī)媒體等回收熱量回收蒸汽或電提高質(zhì)量回收蒸汽或用作調(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)電煉焦工序的節(jié)能大致上分為：降低干餾熱量、提高焦?fàn)t熱效率的措施,回收干餾時(shí)產(chǎn)生各種廢熱的措施及輔助設(shè)備的節(jié)電措施。提高熱效率的措施，是根據(jù)裝入的煤炭特性及干餾情況的信息，采取恒定控制干餾時(shí)間的燃燒管理自動(dòng)控制與程序加熱法.此外,在減少裝入煤炭水分、降低干餾熱量的同時(shí)，也采取提高生產(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）,把干餾后擁有最大潛熱量的焦炭顯熱回收，以蒸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。此外,輔助設(shè)備的節(jié)能措施是節(jié)約除塵風(fēng)機(jī)等的用電。此外還可以調(diào)整裝媒溫度，焦?fàn)t燃燒管理自動(dòng)化控制，干熄焦技術(shù)，降低爐體散熱技術(shù)，提高焦油化工付產(chǎn)物的回收率及利用率，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)煉鐵工序是鋼鐵生產(chǎn)的主要工序，也是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的耗能和用水大戶，其工序能耗約占總能耗的41％,用水量占總用量的20％左右。煉鐵生產(chǎn)的廢氣廢水污染也比較嚴(yán)重。因此，在煉鐵工序大力推行清潔生產(chǎn)，對(duì)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)高爐富氧噴煤技術(shù)，是世界煉鐵工業(yè)迅速發(fā)展的重大技術(shù)之一，受到各國(guó)的重視，取得了飛速發(fā)展。該技術(shù)是通過在高爐冶煉過程中噴入大量的煤粉和一定量的氧氣，強(qiáng)化高爐冶煉，達(dá)到提高產(chǎn)量、節(jié)約焦炭、降低能耗的目的,隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展,煉焦煤變得日益緊張，再加上世界上焦?fàn)t正趨于老化，新建焦?fàn)t投資巨大，環(huán)保要求日益嚴(yán)格等原因,用大煤量噴吹代替部分價(jià)格昂貴而緊缺的冶金焦是一發(fā)展趨勢(shì)。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。根據(jù)我國(guó)煤炭資源特點(diǎn)，為解決噴吹用煤的供應(yīng)問題，大多數(shù)企業(yè)應(yīng)就近選擇噴吹煙煤或煙煤與無煙煤混合噴吹,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.當(dāng)擴(kuò)大煉鐵能力時(shí)，采用富氧噴煤技術(shù)與傳統(tǒng)的新建高爐和焦?fàn)t相比,當(dāng)凈增生鐵能力相同時(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(guó)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)電為了回收高爐煤氣的物理能,設(shè)置高爐爐頂余壓透平設(shè)施(以下簡(jiǎn)稱TＰT)，將煤氣的壓力能、熱能轉(zhuǎn)換為電能，是一種回收能源的有效方法.其工藝流程為：從高爐爐頂出來的煤氣（0．2Mpa左右）,經(jīng)過重力除塵器和一級(jí)、二級(jí)文氏管(濕式）／布袋除塵器（干式）除塵以后，從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)，利用高爐煤氣的余壓和熱能，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，發(fā)電后的煤氣進(jìn)入調(diào)壓閥組后的煤氣管網(wǎng)。發(fā)出的電能可公司使用也可進(jìn)入電網(wǎng)。(三）煉鐵廢水零排放技術(shù)高爐、熱風(fēng)爐的冷卻，高爐煤氣的洗滌、鼓風(fēng)機(jī)及其附屬設(shè)備的冷卻,鑄鐵機(jī)及其產(chǎn)品的冷卻，爐渣的粒化處理和水力輸送都是用水的主要設(shè)施。此外，還有一些用量較小或間斷用水的地方，如上料系統(tǒng)的潤(rùn)濕、除塵、沖洗、煤氣水封等。水在使用過程中的作用可大致分為: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。經(jīng)以上各種用途使用過的水，都可以稱做煉鐵廢水.根據(jù)使用條件的不同，這些水又可分為間接冷卻廢水,直接冷卻廢水，生產(chǎn)工藝廢水等。1。設(shè)備間接冷卻廢水高爐爐體、風(fēng)口、熱風(fēng)爐的熱風(fēng)閥以及其它不與產(chǎn)品或物料直接接觸的冷卻水都屬于間接冷卻廢水。因?yàn)檫@種廢水不與產(chǎn)品或物料接觸,使用后只是水溫升高，如果直接排放至水體，一方面浪費(fèi)了寶貴的水資源，同時(shí)也可能造成一定范圍的熱污染.所以到目前為止,這種間冷水一般多設(shè)計(jì)成循環(huán)供水系統(tǒng)，在系統(tǒng)中設(shè)置冷卻設(shè)施，使廢水降溫后循環(huán)使用。不過水在循環(huán)過程中還要解決水質(zhì)穩(wěn)定問題.2.設(shè)備和產(chǎn)品的直接冷卻廢水設(shè)備的直接冷卻主要指高爐爐缸噴水冷卻、高爐在生產(chǎn)后期的爐皮噴水冷卻以及鑄鐵的噴水冷卻。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，不但水溫升高，而且水質(zhì)被污染。由于設(shè)備或產(chǎn)品的直接冷卻對(duì)水質(zhì)要求不高，對(duì)水溫控制不十分嚴(yán)格，一般經(jīng)沉淀、冷卻后即可循環(huán)使用。這一類系統(tǒng)的供水原則應(yīng)該是盡量循環(huán)使用，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)高爐煤氣洗滌水高爐煉鐵使用大量的焦炭