刘力兴  马刚

（宁夏建龙特钢有限公司  宁夏石嘴山 753000）

摘要：宁夏建龙特钢有限公司是年产350万吨钢的大型现代化民营企业，公司十分重视冶金渣综合利用工作，通过对钢渣热闷工序技改，建设钢渣磁选生产线，含铁料内部循环利用，尾渣用作道路材料，实现尾渣100%综合利用。

关键词：钢渣热闷；磁选；道路材料；综合利用

1 前言

宁夏建龙特钢有限公司（以下简称宁夏建龙）是北京建龙重工集团有限公司旗下的钢铁子公司。公司位于宁夏石嘴山市，钢铁产能350万吨，占地面积5000亩，是建龙集团钢铁板块战略布局中位于西北区域的重要子公司之一。公司以发展循环经济为理念，倡导节能减排、绿色环保，旨在打造中国西北地区最具竞争力的综合服务型钢铁联合企业。

2019年5月，宁夏建龙对申银特钢的生产经营进行全面管理，原申银特钢钢渣热闷生产线简单粗放，移动式热闷池盖，且池盖、水封槽变形严重，热闷池密封不严，闷渣时车间内蒸汽弥漫，严重影响渣跨及加料跨天车视线，采用人工打水，水量无计量，打水多少全靠经验，热闷渣中小于10mm颗粒不足20%。渣铁分离不彻底，外委简单磁选后尾渣堆存，无有效的综合利用途径，钢渣存放场地堆存钢渣约100万吨，给公司带来了巨大的生态环境压力，建龙接收后首先对其钢渣热闷生产线改造，并建设一条钢渣磁选生产线，同时对尾渣综合利用研究，目前钢渣尾渣综合利用率100%。

2  钢渣热闷生产线改造

首先将其热闷盖改造，改为旋转热闷池盖，并对原水封槽修复，并增加PLC控制自动打水，改造后热闷池自动化程度高，密封好。

其次对其供水系统改造，在其热闷池盖均匀加装16个喷头，并增加自动打水系统，实现打水自动控制。

同时为提高钢渣热闷安全性，避免热闷过程中产生的可燃气体在热闷池上方聚集一定浓度发生爆炸事故，在热闷池盖增加氮气供应装渣，热闷过程中定期通入氮气，置换可燃气体，杜绝热闷爆炸事故。

过程装渣控制，接渣静置1小时后即翻渣入池，保证钢渣入池温度，每罐渣分别装入两个热闷池，保证挖掘机扒渣效果，过程打水后再翻渣一次，确保装渣过程钢渣粉化效果。

优化打水工艺： PLC控制自动打水，采用间断打水工艺，打水1小时停水，初期控制热闷池内回温200℃以上，温度变化使得池内钢渣充分粉化，渣铁分离彻底，热闷压力控制0.3kpa，保证钢渣中的f-Cao、f-MgO充分消解，目前热闷渣中小于10mm颗粒达50%。

3  钢渣磁选生产线建设

宁夏建龙改造建设一条钢渣磁选生产线。宁夏建龙钢渣磁选生产线共有3部带磁机，一台永磁辊筒，产品为渣钢、粒子钢、高品位磁选粉、低品位磁选粉，钢渣运至磁选料场至少静置4小时上料，经1号带磁机选出渣钢进入颚式破碎机破碎后经筛分；筛上物进入棒磨机破碎，再经2#振动筛进行筛分，筛上物经过2#带磁机将含铁料选出；其余部分物料再进入棒磨机。钢渣与之前的1号振筛下钢渣一起经过3#带磁机选出高品位磁选粉，其余钢渣则落到永磁辊筒，磁力2100GS,选出低品位磁选粉，剩余钢渣进入尾渣库，经过4次磁选尾渣中金属铁含量已小于1.5,为尾渣综合利用创造条件。

为保证钢渣磁选效果，要求热闷料含水量小于8%，棒磨机磨头仓增加料位控制系统，保证入磨料量均匀；并在最后一条皮带上均匀安装4道刮料器，摊平物料，增大磁选面积，将磁选粉溜板改为非磁性耐磨板，避免磁选粉由于磁性堆积，影响磁选效果。

 宁夏建龙钢渣产量40万吨，每年可选出渣钢3万吨，粒子钢1万吨，高品位磁选粉5万吨，低品位磁选粉6万吨其中渣钢炼钢、粒子钢炼钢工序直接配吃，高品位磁选粉含铁品位45左右，炼钢用作冷料使用，低品位磁选粉用于烧结配料

3、尾渣综合利用研究：

3.1钢渣尾渣有以下几种综合利用方式：

1、回填原料；

2、公路建设，水泥稳定层，地基层、骨料等；

3、可用于道路铺设，产品有路面砖、路沿石、植草砖、彩色地面砖等；

4、生产混凝土空心砌块。

5、直接生产水泥，品种有：钢渣硅酸盐水泥、道路水泥等，

6、生产钢渣粉，执行标准GB/T20491-2006 用于水泥和混凝土中的钢渣粉。

7、作水泥原料，用于水泥生料配料，做铁矫正原料。

8、返回烧结应用。

3.2综合利用实例

通过调查，近年来，石嘴山地区的道路交通建设事业迅猛发展，大量道路面临着新建或者改扩建。而近年来，随着各地限制砂石开采政策的颁布，如《全国矿产资源规划(2016-2020年)》《关于加强砂石土资源开发管理的通知》等，天然集料愈发难以购得，且价格昂贵，寻找其替代品的需求日益迫切。

据了解，宁夏交通建设股份有限公司（以下简称宁夏交建）承担着宁夏境内各类道路交通建设的任务，经多次与宁夏交建研讨协商，双方决定对宁夏建龙所产钢渣开展路面规模化应用的技术研究。

2021年7月10日，宁夏建龙与宁夏交建签订战略合作框架协议，双方就钢渣尾渣建设高速公路规模化综合利用进行全面合作研究，实现工业固废的综合利用，减少能源消耗和环境污染，加快企业绿色低碳发展步伐，又将大大降低道路建设和养护成本，提升双方的核心竞争力.

通过对宁夏建龙尾渣取样，检验钢渣原材料游离氧化钙含量小于2%，浸水膨胀率小于2%，压蒸粉化率小于5%。经过多次试配，确定了钢渣沥青混合料的级配设计，并根据体积参数以及性能指标等关键因素确定钢渣沥青混合料的最佳油石比。基于钢渣沥青混合料的最佳配合比设计，研究钢渣沥青混合料的路用性能。同时研究钢渣应用于基层时的材料组成设计与路用性能。主要包括：各原材料比例、水泥剂量、钢渣特性等关键因素对钢渣路面基层材料的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量等性能的影响规律，研究水泥稳定钢渣的配合比设计方法。

宁夏交建依托国道109改扩建工程和乌玛高速公路工程建设，实现钢渣道路资源化、规模化应用，2022年9月份，已在国道109改扩建工程中，完成了1000米钢渣沥青面层和600米钢渣基层的铺筑工作，实现了钢渣在宁夏地区公路路面基层和面层的首次应用，有效缓解筑路材料需求压力，实现“变废为宝”。项目全部建成后，将有力提升石嘴山境内109国道通行能力和服务水平，对推进银川都市圈基础设施互联互通，促进全市经济社会发展具有重要意义。该技术拟在乌玛高速开展规模化推广应用

3.3钢渣作道路工程材料有如下优点

作为面层基层材料：可以实现大宗稳定供应。结合料与钢渣之间粘结力，骨料颗粒之间的内摩阻力。钢渣的微膨胀性和胶凝性可以减少半刚性基层的干缩和温缩。

做路基材料：整体强度高、活性好，钢渣颗粒表面粗糙，摩擦系数较大，在机械作用下有较好的稳定性；水稳性及耐久性高。

相较于普通路面，利用钢渣沥青筑路的路面透水能力、路面防滑能力更强，且钢渣沥青路面能够随着温度的变化调节路面温度。

钢渣筑路将会提升钢渣的利用率，减少土地资源破坏，保护生态环境和土地植被。钢渣原来作为工业固废堆放，若代替砂石料进行道路修建，可以大量节约砂石料。目前西北地区道路铺筑材料绝大部分为沙石料，本项目对区域内钢铁企业和交通领域起到了引领示范作用，具有很高的推广应用价值。

4  钢渣处理与综合利用效益

宁夏建龙钢渣处理生产线至今已稳定运行近两年。累计生产品位大于渣钢6.9万吨，粒子钢1.6万吨 ，降低钢铁料消耗6kg，生产高品位磁选粉6.6万吨，作为钢渣冷料直接从高位料仓入炉，按其中铁元素70%回收计算，可降低钢铁料消耗1.5kg，低品位磁选粉7.2万吨，应用于烧结配料，降低烧结矿成本5元/吨，尾渣综合利用36万吨，可减少36万吨砂石料开采。

5   结语

2021年2月24日，北京建龙重工集团有限公司与金隅冀东水泥与签署全产业链战略合作协议，为拓宽尾渣综合利用途径，宁夏建龙准备依托集团总部资源，与金隅冀东水泥股份有限公司在钢渣尾渣作为水泥铁矫正原料应用研究。

同时宁夏建龙为提高尾渣附加值，规划建设30万吨钢渣粉生产线一条，与公司原有矿渣粉复合生产钢铁渣复合粉或钢渣粉单独出售。

宁夏建龙高炉渣综合利用率100%，钢渣全部热闷处理，含铁料内部循环利用，为钢渣综合利迈出坚实的一步；完成整体上的冶金渣“零排放”处理，宁夏建龙冶金渣综合利用不仅具有良好的经济效益，而且具有良好的社会效益。