上海巍立路橋設(shè)備有限公
閱讀:234發(fā)布時(shí)間:2015-3-25
鋼渣的生產(chǎn)率約為粗鋼產(chǎn)量的10%-15%,產(chǎn)量十分巨大。zui初鋼渣被當(dāng)做廢棄物直接拋棄,大量的鋼渣堆積成山,不僅占用了大片的工業(yè)和農(nóng)業(yè)用地,而且對(duì) 環(huán)境造成了很大的污染。這樣嚴(yán)峻的形勢(shì)使各國對(duì)鋼渣環(huán)保處置及資源化利用重視。工業(yè)發(fā)達(dá)國家根據(jù)鋼渣的用途,煉鋼工藝特點(diǎn)以及有利于提高煉鋼生產(chǎn)能力 來選擇鋼渣的處理工藝,從而保障了鋼渣綜合利用率的不斷提高。目前世界主要發(fā)達(dá)國家的鋼渣利用率己經(jīng)基本達(dá)到。我國在早些時(shí)候?qū)τ阡撛木C合利用 重視不夠,鋼渣的大量堆積已經(jīng)造成了較嚴(yán)重的環(huán)境問題。例如上世紀(jì)60年代以前,首鋼的鋼渣全部堆積于北京盧溝橋西側(cè),造成對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染。這也是首鋼 被迫搬遷的主要原因之一。目前我國積存的鋼渣已達(dá)到3億多噸。隨著我國鋼鐵工業(yè)的強(qiáng)勁增長,2013年我國粗鋼產(chǎn)量預(yù)計(jì)超過7億噸,因此我國的排渣量預(yù)計(jì) 將達(dá)到7000萬噸。我國各大鋼鐵冶煉廠對(duì)巨大的鋼渣規(guī)積量的處理方法也乏善可陳。僅以武鋼為例,2011年其鋼渣產(chǎn)量便達(dá)到了 570萬噸,在武鋼廠區(qū)的堆積面積已達(dá)到2000畝以上。表1-1顯示了 20]2年全國各省、直轄市產(chǎn)生的鋼渣的分布狀況(不*統(tǒng)計(jì))。
表1-1 2012年各省份、直轄市的鋼渣產(chǎn)量
省份 | 鋼鐵產(chǎn)量 (萬噸) | 鋼渣產(chǎn)量 (萬噸) | 占全國鋼渣產(chǎn)量的百分比 (%) |
上海 | 3800 | 760 | 5.52 |
河北 | 15815 | 3163 | 22.97 |
北京 | 2140 | 428 | 3.11 |
湖北 | 2500 | 500 | 3.63 |
江蘇 | 4850 | 970 | 7.04 |
遼寧 | 5670 | 1134 | 8.23 |
山西 | 700 | 140 | 1.02 |
山東 | 7320 | 1464 | 10.63 |
天津 | 2990 | 598 | 4.34 |
甘肅 | 2000 | 400 | 2.90 |
湖南 | 2800 | 560 | 4.07 |
浙江 | 560 | 112 | 0.81 |
內(nèi)蒙古 | 800 | 160 | 1.16 |
安徽 | 2850 | 570 | 4.14 |
河南 | 1400 | 280 | 2.03 |
江西 | 3050 | 610 | 4.43 |
廣西 | 2000 | 400 | 2.90 |
四川 | 2870 | 574 | 4.17 |
廣東 | 650 | 130 | 0.94 |
重慶 | 1000 | 200 | 1.45 |
陜西 | 900 | 180 | 1.31 |
福建 | 500 | 100 | 0.73 |
云南 | 700 | 140 | 1.02 |
黑龍江 | 200 | 40 | 0.29 |
貴州 | 560 | 112 | 0.81 |
吉林 | 240 | 48 | 0.35 |
中國臺(tái)灣 | 1980 | 396 | 2.87 |
合計(jì) | 70845 | 14169 |
其中河北省的年產(chǎn)鋼渣量zui多,達(dá)到3163萬噸;其次是山東省和遼寧省,分別為1464萬噸及1134萬噸。這些鋼渣若得不到綜合治理,勢(shì)必會(huì)占用越來越多的土地,對(duì)生態(tài)環(huán)境造成很大的壓力,也會(huì)阻礙我國鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
隨著國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)行以及我國鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),如何對(duì)鋼渣廢料進(jìn)行資源化和高價(jià)值綜合利用,成為國內(nèi)外的一個(gè)持續(xù)的研究熱點(diǎn)。近些年來,隨 著環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)和冶煉工藝的不斷提高,我國對(duì)鋼渣的綜合利用效率和質(zhì)量也在逐年提高,利用方式也逐漸從簡單填埋向資源化利用轉(zhuǎn)變。在2004至2008 年之間我國主要鋼鐵廠的鋼渣利用率飆升。鋼渣主要被用作工程回填材料。雖然回填工程對(duì)鋼渣的消納能力很大,但其技術(shù)含量偏低,沒有有效開發(fā)出鋼渣的附加 值。而且經(jīng)過直接填埋的鋼渣對(duì)環(huán)境也有潛在的污染風(fēng)險(xiǎn),其滲漏的金屬離子可能會(huì)污染土壤及地下水。目前國內(nèi)有多家新聞指出,鋼渣堆場還建住宅房時(shí)土壤須做 必要的修復(fù),否則會(huì)對(duì)人體健康造成威脅。
從發(fā)達(dá)國家對(duì)鋼渣的利用經(jīng)驗(yàn)來看,道路工程,包括水泥及瀝青混凝土,是鋼渣資源化利用的主要途徑。例如在德國、日本及英國,90%的鋼渣應(yīng)用于瀝青及水泥 混凝土。這項(xiàng)技術(shù)早在上世紀(jì)30年代初便開始研究。學(xué)者普遍認(rèn)為鋼渣的力學(xué)性能較乳制的碎石好,不僅耐磨、顎粒級(jí)配形狀好,而且與瀝青有良好的粘附性。鋼 渣的利用也很好的解決了集料的不足。經(jīng)過幾十年破壞性的開采,我國多數(shù)地區(qū)的石灰石已成為稀缺資源。我國石灰?guī)r的總體儲(chǔ)量約為750億噸,按目前的消 耗速度僅僅能夠維持我國基礎(chǔ)建設(shè)需求至多15年。石灰石將是比煤炭更為寶貴的資源。各省市的建設(shè)單位在道路修筑時(shí)對(duì)石灰石等石料的采購范圍常常超出本 省區(qū)域,石料已經(jīng)達(dá)到被*的程度。以武漢地區(qū)為例,道路工程建設(shè)對(duì)石灰石的需求依然旺盛,每年武漢市城建需要消耗大約180萬噸石灰石,而其中僅僅 26萬噸來自于武漢江夏地區(qū)。絕大部分的石灰石需要向外采購,且采購難度越來越大,采購范圍己經(jīng)超出湖北省,采購價(jià)格也日益高漲。“十二五規(guī)劃"中我國高 速公路總里程將達(dá)到10萬公里,目前尚余約1萬公里等待建設(shè)。僅高速公路建設(shè)需求集料約1億噸。今后天然石料的供給缺口將越來越大。而鋼渣作為集 料應(yīng)用于瀝青路面是針對(duì)天然石料匱乏的的解決方式之一。
鋼渣比花崗巖還硬,國內(nèi)對(duì)鋼渣的處理一直是個(gè)難題,我國鋼鐵企業(yè)過去一般采用擇地填埋和堆放,因此形成有鋼鐵生產(chǎn)的地方,常常會(huì)有像山一樣的鋼渣堆放場,不僅污染環(huán)境,而且影響城市形象。
鋼渣集料的生產(chǎn)
未經(jīng)過深加工處理工藝(例如渣山冷卻法)的粗鋼渣,經(jīng)自然裂解后粒徑仍會(huì)達(dá)到約30cm以上。需要經(jīng)過破碎、篩選等工藝進(jìn)而加工成鋼渣集料。以武漢地區(qū)zui 大的鋼渣集料生產(chǎn)地-武鋼金屬資源有限公司為例,其一般的生產(chǎn)流程如圖1所示。早期鋼渣集料的生產(chǎn)流程與生產(chǎn)天然碎石的工藝基本一致。鋼渣塊放入顎式破碎 機(jī)中破碎,得到的粗細(xì)各異的鋼渣小塊隨不同尺寸的振動(dòng)篩振動(dòng),篩下部分分別被皮帶運(yùn)送至不同的料倉儲(chǔ)存。振動(dòng)篩的放置是控制鋼渣集料規(guī)格的關(guān)鍵。振動(dòng)篩按 照篩孔的大小由上至下依次放置,鋼渣從初級(jí)篩孔通過后落入下級(jí)篩孔,其工作原理與瀝青混凝土拌合樓的振動(dòng)篩類似。
圖1鋼渣集料破碎生產(chǎn)流程
為了得到合適規(guī)格的鋼渣集料,鋼渣集料生產(chǎn)時(shí)的振動(dòng)篩網(wǎng)尺寸為:42mm,36mm,28mm. 22mm,16mm, 11mm以及6mm。但初期得到的鋼渣集料的規(guī)格變異性偏大,不符合配合比的設(shè)計(jì)集料規(guī)格。集料規(guī)格變異主要由兩種原因引起,一種是振動(dòng)篩系統(tǒng)的“篩分效 率",另一種則是振動(dòng)篩篩孔尺寸的變異。鋼渣集料的破碎與篩分類似于流水線作業(yè),是一個(gè)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的過程。鋼渣在被破碎機(jī)破碎后迅速在振動(dòng)篩被篩分,然后不 同規(guī)格的鋼渣集料迅速地由皮帶運(yùn)至堆場。假設(shè)單顎的鋼渣在第n級(jí)的篩孔上振顫,如果其振動(dòng)的時(shí)間夠充分,其會(huì)通過第n級(jí)篩孔而落入更細(xì)一級(jí)的第n+1級(jí)篩 孔上進(jìn)一步篩分,而暫時(shí)成為第n與第11+1級(jí)篩孔間的集料規(guī)格。但在篩分中在某一瞬間這顎鋼渣未通過第n級(jí)篩孔,則其自然被生產(chǎn)系統(tǒng)歸類為第n-1與第 n級(jí)篩孔間的集料規(guī)格。在此過程中本應(yīng)歸入更細(xì)一級(jí)的鋼渣被錯(cuò)誤地歸入其上一級(jí),造成某設(shè)定集料規(guī)格內(nèi)的集料尺寸的變異。具體來說,它使得真實(shí)的集料規(guī)格 相較設(shè)定的集料規(guī)格更細(xì)。這種集料規(guī)格的變異涉及到振動(dòng)篩系統(tǒng)的“篩分效率"問題。剩下的鋼渣使用反擊式破碎機(jī)二次破碎。振動(dòng)篩篩孔尺寸變異主要是指篩孔 在*與鋼渣磨損過程中,其尺寸會(huì)變大。另外一種情況就是篩分過程中鋼渣表面的粉塵積聚在篩網(wǎng)上,在空氣中的潮濕水氣的作用下這些粉塵聚團(tuán)于篩孔中,造成 篩孔尺寸的變小,甚至堵塞。如此,真實(shí)尺寸在第n至第n+1級(jí)篩孔中的鋼渣集料,由于篩孔尺寸的變小而zui終被歸入更粗的第n-1至第n級(jí)規(guī)格,造成真實(shí)集 料規(guī)格相較設(shè)定的集料規(guī)格更粗。這種情況主要是由于鋼渣中夾帶的粉塵所引起的。這些粉塵還會(huì)帶來更嚴(yán)重的問題,即它們首先聚合于鋼渣表面,使得此時(shí)的鋼渣 集料相較真實(shí)的鋼渣集料尺寸更大。而在振動(dòng)篩分過程中,鋼渣表面的粉塵未在振動(dòng)過程中瓦解,造成鋼渣集料成品表面裹覆有大量的粉塵。這些集料被應(yīng)用于瀝青 路面時(shí),在壓路機(jī)碾壓過程中表面的粉塵會(huì)破碎,使得zui終用于瀝青路面的鋼渣瀝青混凝土的實(shí)際級(jí)配比設(shè)計(jì)級(jí)配要細(xì),容易引起“推移"等施工問題。
集料的棱角性
武鋼金屬資源有限公司目前采取的集料破碎裝置為顎式破碎機(jī)。這種破碎機(jī)的好處在于結(jié)構(gòu)簡單,制造容易,工作可靠,使用維修方便。但使用這種破碎機(jī)得到的鋼 渣集料棱角性不明顯,表面孔隙較大,孔隙分布不均勾,軟弱孔隙較多。棱角性不明顯帶來的直接問題是集料嵌擠力不強(qiáng),內(nèi)摩擦阻力較小,因而整個(gè)集料骨架的強(qiáng) 度不高。這也導(dǎo)致鋼渣瀝青混凝土在碾壓過程中,接近于球形的鋼渣集料容易隨碾壓機(jī)的運(yùn)動(dòng)發(fā)生推移。針對(duì)集料棱角性不豐富的問題使用圓錐破碎機(jī)替代顎式破碎 機(jī)。圓錐破碎機(jī)是一種新型高 效率的破碎設(shè)備,其特點(diǎn)是:破碎比大、耗能少、生產(chǎn)能力大、產(chǎn)品粒度均勻、并有選擇性的碎礦作用。釆用圓錐破碎機(jī)后zui顯著的改變是鋼渣集料針片狀含量減 小,而且集料也轉(zhuǎn)變?yōu)榻咏⒎襟w。由于鋼渣硬且脆,使用圓錐破碎機(jī)后,某些批次的鋼渣集料的針片狀含量仍然達(dá)到20%以上,超出我國相關(guān)規(guī)范的要求。此時(shí) 可以將破碎后的鋼渣集料重新加入圓錐破碎機(jī)中進(jìn)行細(xì)碎。經(jīng)此操作后,集料不僅棱角性豐富,而且針片狀含量極少。
西寧特鋼鋼渣處理二階段工程設(shè)備由上海巍立路橋設(shè)備有限公司提供,該公司是專業(yè)的鋼渣處理和破碎的制造企業(yè),在鋼渣破碎工藝上積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和實(shí) 際操作辦法。據(jù)介紹,西寧特鋼采用兩段破碎工藝將鋼渣破碎到10mm以下,作為燒結(jié)原料回收,該工藝采取全封閉廠房,全程渣不落地的生產(chǎn)模式,輔以大型除 塵器和密閉式輸送及倉儲(chǔ)系統(tǒng),達(dá)到了清潔生產(chǎn),環(huán)保生產(chǎn)要求,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。
上海巍立路橋圓錐破碎機(jī)用于西寧特鋼鋼渣破碎
在國家倡導(dǎo)固體廢棄物環(huán)保處置與資源化再利用的今天,作為世界上zui大固態(tài)廢棄物的鋼渣的再利用理應(yīng)成為研究的重點(diǎn)之一。特別是在筑路用集料日趨稀缺的背景下,鋼渣作為替代集料之一應(yīng)用于瀝青混凝土具有*的社會(huì)效益。
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