一、項目簡介

在產能提升的同時，鋼渣處理工作暴露出大量的問題，主要有以下幾個方面：

鋼渣處理過程中，發生過各類安全事故。從鋼渣的產生到運輸、從運輸到處理、從鋼渣中回收加工渣鋼和渣鐵。這些事故有一個共性，即通過管理難以徹底解決。既有鋼渣爆炸引起的工亡和燙傷事故、也有渣罐穿漏鋼渣引起的火災事故、還有脫硫渣堆存區域CO濃度高于24×10^-6以后，造成職工CO中毒的事故。回收渣鋼和渣鐵過程中，使用落錘作業產生的次生事故，以及拉運廢棄鋼渣外排運輸過程的道路安全事故等。

鋼渣處理工藝流程中間，粉塵和噪音的污染嚴重。粉塵的污染源是KR脫硫渣和精煉爐鑄余渣，噪音的主要污染來源于：①精煉爐鑄余渣粘罐后，采用炮頭車敲擊鑄鋼材質的渣罐產生；②采用落錘作業破碎大塊渣鐵和渣鋼時產生。

從鋼渣和脫硫渣中間回收利用含鐵料的工藝不合理，造成脫硫渣中間的大塊鐵和精煉爐鑄余渣中間的大塊鋼，尺寸大，不符合煉鋼的工藝要求，不能夠用，而且來不及加工，只能堆存。2009年，第二煉鋼廠廠區，堆存了5萬噸待處理的精煉爐鑄余渣鋼，該廠一度成為被鑄余渣鋼大塊包圍的鋼廠；2012年年底，鋼渣廠老區堆存了25萬噸渣鋼和渣鐵，無法及時循環利用。

鋼渣的綜合利用率低，其中脫硫渣和部分廢棄的耐火材料沒有利用途徑，只能作為工業廢棄物向烏魯木齊縣硫磺溝礦區外排填埋處理。在2010年度，公司向硫磺溝婁家莊礦區外排各類鋼渣和廢棄耐火材料15.47萬噸。

針對以上的問題，我們開始查閱相關的文獻，通過學習我們發現，鋼渣處理工藝涉及鐵水脫硫、轉爐煉鋼、電爐煉鋼、精煉、渣處理等多個工藝環節，包含復雜的冶金反應和相變反應，是一個從高溫到低溫的能量轉移過程，是將高溫液體從煉鋼廠向鋼渣廠，在空間上進行位移轉化的過程，各個工序環節涉及的技術問題眾多，部分技術問題，已公開的文獻中間沒有詳細的介紹。

為了解決鋼渣處理工藝過程中出現的問題，公司多批次派出技術人員，前往內地的先進企業，學習渣處理技術，同時建設了熱悶渣工程，用于緩解鋼渣處理工藝能力不足的問題。

2012年熱悶渣工程建設投產后，緩解了公司鋼渣處理工藝中，鋼渣加工處理能力不足的矛盾，但是鋼渣處理工藝過程的安全問題依然存在。遺留的安全技術問題還沒有解決，新投產的熱悶渣工藝環節又產生了新的安全問題。

此外，熱悶渣工程是需要將煉鋼廠的高溫液態鋼渣，通過汽車拉運到7.5Km的鋼渣廠進行處理。汽車拉運液態鋼渣，國內企業出現過爆炸和火災等事故。汽車拉運高溫液態鋼渣危險性極大。

鋼渣的資源化利用，國內外研究比較成熟的是轉爐鋼渣，在建材原料、水泥生產原料、路橋材料等領域已有廣泛的應用，脫硫渣和LF精煉渣、廢棄耐火材料的資源化利用研究，正在進一步的研究和優化之中。

本課題的切入點是鋼渣處理工藝流程包含的一系列技術問題，著眼點在煉鋼的安全生產和鋼渣的綜合利用。

項目組歷時8年，先后學習、分析、研究了鋼渣處理工藝過程中存在的問題，發現了解決問題的一些工藝方法。這些工藝方法，在生中應用后，解決了在煉鋼和渣處理工藝過程中的大部分安全問題。

在渣處理安全工作上取得進步的同時，項目的資源化綜合利用研究，助推了公司從鋼渣中間回收利用含鐵金屬料的技術提升、推動了煉鋼廠全量循環利用渣鋼渣鐵的技術工作；脫硫渣改質資源化利用工藝成功開發；電爐熱兌轉爐液態鋼渣的工藝試驗，為鋼渣的熱能資源化利用、轉爐渣磷容量較大的潛在價值的再利用，提供了工藝參考；鋼渣修路項目的研究，為鋼渣修路項目在新疆實施做了前期的基礎工作，環境效益和經濟效益顯著。

二、關鍵技術及創新點

1、系統研究了轉爐液態渣在鑄鋼材質的渣罐內形成的渣膜特點，將轉爐“濺渣護爐”的技術原理復制，應用于渣罐防止粘罐和穿罐，防止渣罐開裂，消除了渣罐使用（液態鋼渣拉運）過程中的安全隱患。

2、以鋼渣重構理論為基礎，以轉爐液態渣為母液，改質處理脫硫渣，將粉末狀的脫硫渣向轉爐渣轉化，實現了脫硫渣的資源化利用，消除了脫硫渣處理過程中的安全隱患和粉塵污染。

3、鋼渣的爆炸研究，采用減量（降低鋼渣中的鐵含量）和控溫技術的工藝，對于控制爆炸事故效果明顯。

4、以耗散結構理論和晶界工程原理開發的阻斷脫硫渣和LF鑄余渣技術，優化了渣鋼渣鐵的加工工藝，消除了安全隱患。

5、電爐熱兌轉爐液態鋼渣技術，實現了轉爐液態鋼渣熱能和潛在價值在電爐的利用；短流程應用渣鋼渣鐵的工藝，減少了能耗，降低了生產成本，鋼渣產生總量減少，渣輔料消耗降低。

6、LF精煉爐白渣生產脫氧劑、用于鋼渣修路項目，為白渣的工業化應用找到了工藝方法。

三、項目的經濟效益和社會效益

1.項目的直接經濟效益主算依據

（1）公司渣處理領域的安全事故得到了根本的扭轉，其中第二煉鋼廠的渣罐由過去需要65個降低到40個，每年減少投用新渣罐25個，每個渣罐的鑄造成本為25萬元，從2011年起，累計節約渣罐投入成本：25萬元/個×25個/年×7年=4375萬元。（2）精煉爐鑄余渣防止粘罐技術投用，汽車3隊用于敲罐和解體的炮頭車節約1部，鏟運脫硫渣的鏈軌鏟車節約1部，專門拉運脫硫渣的罐車2部，按照1750元的臺班費用計算，自2011年起，節約車輛費用：4×1750×3班/天×365天/年×7年=5365.5萬元，每部特種車輛均價120萬元，減少新車采購費用：120×4=480萬元，車輛費用減少后，累計節約：5365.5+480=5845.5萬元。（3）2013～2017年回收渣鋼（粉）合計:1608436.34噸（2010～2012年的數據不完整，沒有核算），按照企業內部價格，均價300元/噸計算，產生效益：1608436.34噸×300元/噸=48253.09萬元項目累計產生直接經濟效益：4375萬元+5845.5萬元+48253.09萬元=5.8473億元

2.項目實施后，年凈增經濟效益如下：

① 每年渣罐節約資金：25萬元/個×25個/年=625萬元/年② 特種車輛每年節約運行費用：4臺車×1750元（臺班）/臺車×3臺班/天×365天/年=766.5萬元/年③ 平均每年從鋼渣中間回收的金屬料產生的價值：48253.09萬元（5年）÷5=9650.618萬元年凈增經濟效益：10615.67984+766.5+625=11042.12萬元

3.項目產生的間接效益

項目實施后產生的間接經濟效益如下：①渣處理工藝過程中杜絕了渣罐穿漏引起的火災事故和爆炸事故，熱悶渣拉運工藝沒有發生事故，安全方面的投入成本降低，相應的管理成本也有所降低。②鋼渣處理的水耗、拉運車輛的減少、崗位人員由于工藝優化得以精簡，渣處理成本降低。③脫硫渣轉化為改質渣以后，原有的脫硫渣處理車間的勞動負荷降低，物流成本減少。④鋼渣從2014年實現零排放以后，企業與當地政府、路政、養護單位的關系改善，管理成本降低。

4.項目產生的社會效益項目的社會效益體現在以下幾個方面：① 安全和環保是目前發展的主題，公司渣處理工藝環節中間，粉塵的減少，事故的控制，改善了企業的形象，提升了企業的競爭力。② 企業與2014年實現固廢零排放后，對于環境的影響減少，企業的固廢作為再生資源，降低了公司的生產成本。③ 公司的渣處理已經接待了梅鋼、酒鋼、山西太鋼等鋼廠學習的團隊，社會效益亦有體現。