转炉炼钢产污节点及环境监管分析

2016-10-21王仲旭贾子利盖楠楠郑艳芬杨红军

资源节约与环保 2016年9期

关键词：连铸炼钢铁水

王仲旭　贾子利　温　娟　盖楠楠　郑艳芬　杨红军

（1河北环境工程学院河北秦皇岛0661022上海市环境监察总队上海200232）

转炉炼钢产污节点及环境监管分析

王仲旭1贾子利1温娟1盖楠楠1郑艳芬1杨红军2

（1河北环境工程学院河北秦皇岛0661022上海市环境监察总队上海200232）

我国的炼钢企业数量非常多，对环境的污染非常严重，加强环境监管是当务之急。炼钢主要工艺是转炉炼钢，通过对转炉炼钢生产工艺、产污节点和治理技术的分析，明确了污染物排放的位置和种类，理清了转炉炼钢污染治理及回用技术，进而从产业政策和环境政策、环境管理、污染要素、环境风险分析、在线监测等方面深入分析环境监管的重点，为环境保护主管部门开展现场环境执法提供了参考。

转炉炼钢；产污节点；治理技术；环境监管

炼钢是钢铁生产过程中的主要环节，是将铁经过降碳转化成钢的过程，转炉炼钢是当前炼钢的主要工艺［1］。转炉炼钢对环境的污染主要是粉尘排放，尤其是无组织粉尘排放非常严重，造成了严重的大气污染。加强对转炉炼钢产污节点的分析和环境监管是解决当前大气污染的重要举措，可以为环境保护主管部门现场环境执法提供参考。

1　转炉炼钢企业生产工艺及产污节点分析

1.1转炉炼钢生产工艺

转炉炼钢是以铁水和废钢为主要原料，辅以造渣剂（石灰、萤石、白云石、合成造渣剂）、铁合金、冷却剂、增碳剂等，并从炉顶吹入纯氧进行熔炼，熔炼过程放出大量的热，不需要另加燃料。转炉炼钢工序主要包括铁水预处理、转炉吹炼、精炼和连铸等，具体过程为先将铁水倒入混铁炉，经过脱硫和挡渣后再加入废钢和辅料，经过冶炼将铁水中的硅、硫、磷、碳、锰和氧等元素进行脱除，然后在精炼炉中进一步去除杂质，并进行成分和温度的调整，最终经过连铸后形成钢坯的过程［2］。

图1　转炉炼钢产污节点图

1.2转炉炼钢产污节点分析

转炉炼钢产污节点见图1，下面对转炉炼钢每个节点污染物排放种类和特性进行分析。

1.2.1废气

原料和辅料的转运和上料，渣场装卸和运渣过程产生大量粉尘；混铁炉兑铁水和出铁水产生大量粉尘；转炉吹氧冶炼产生一次烟气，主要污染物是粉尘、一氧化碳、氟化物；转炉兑铁水、加废钢、加辅料、出钢、出渣等产生二次烟气，主要污染物是粉尘；精炼炉和火焰切割烟气设施产生主要污染物是粉尘、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物；连铸工序中钢水包的运输、钢水倾倒、结晶器拉坯、坯材切割等过程产生粉尘；钢包烘烤和中间罐产生二氧化硫、氮氧化物［3］。

1.2.2废水

转炉煤气洗涤水主要污染物是悬浮物、石油类和热污染；连铸工序的直接冷却水系统产生废水主要污染物悬浮物和石油类；间接循环水冷却系统也会产生废水，污染较轻，主要是热污染，大部分冷却后循环使用，少量外排。

1.2.3固废

转炉炼钢主要的固体废物是钢渣、脱硫渣、废耐火材料、除尘灰或除尘泥［3］。铁水预处理过程产生脱硫渣；转炉和精炼炉冶炼过程中产生钢渣；转炉炼钢一次烟气和二次烟气净化产生的除尘灰和除尘泥，主要污染物是氧化铁和石油类；连铸过程中产生边角料的废钢，连铸直接冷却水经过处理后产生的污泥，主要污染物是氧化铁；转炉、精炼炉、钢水罐、铁水罐、中间罐等的维修过程产生的废耐火材料；另外生产设备维修产生的含油废物属于危险废物，应该特别关注。

1.2.4噪声

转炉炼钢噪声主要是物料的运输、各类风机、水泵的机械噪声，转炉、放散阀、火焰清理机和切割机、煤气加压机、吹氧阀站、空压机、真空泵等产生的空气动力性噪声。最高噪声可达130dB（A）。

2　转炉炼钢污染治理技术

2.1废气治理技术

铁水预处理时应该保持负压，并设置集尘罩，采用袋式除尘；混铁炉兑、出铁水时安装气幕罩和除尘设施；转炉一次烟尘可采用湿法或干法除尘，当前国家政策鼓励干法除尘；转炉二次烟尘一般采取集尘罩和袋式除尘器；精炼炉采用集气罩和封闭引气除尘；连铸工序钢水包、中间包加盖防尘；坯材切割、中间包烘烤采取集气除尘措施［4］。

2.2废水治理技术

转炉煤气洗涤废水一般采用混凝沉淀法，连铸废水一般采用沉淀、过滤、冷却、除油后回用，直接冷却水一般降温后回用，少量外排进污水站处理。

2.3固废治理技术

钢渣、边角料的废钢和脱硫渣一般回收利用；转炉尘泥和氧化铁皮一般返烧结生产；废耐火材料部分回收利用，其余进行填埋处置；废油等危险废物应移交有资质的单位处理［5］。

2.4噪声治理技术

一般对产生噪声的设施采取消声、减振、隔声措施。设备与管道采用软连接，风机进出口安装消声器，各种风机和泵安装基础减振，并尽量安装在室内或者安装隔声罩。

3　转炉炼钢环境监管要点分析

3.1产业政策和环境政策检查

《产业结构调整指导目录》（发改委令［2013］第21号）规定：淘汰30t及以下转炉（不含铁合金转炉）。

《钢铁行业规范条件》（2015年第35号）规定：建设、改造钢铁企业转炉≥120t（普钢板带材生产线），转炉≥70t（普钢管、棒线材生产线）；现有钢铁企业转炉＞30t；建设转炉配套煤气净化回收利用装置，加热炉烟气余热回收利用设施，建设钢渣、除尘灰、氧化铁皮等固废的处理装置和循环利用措施。

大气污染物排放应该符合《炼钢工业大气污染物排放标准》（GB 28664－2012）要求；水污染物排放应该符合《钢铁工业水污染物排放标准》（GB 13456-2012）要求；另外检查转炉炼钢是否符合《钢铁工业污染防治技术政策》（2013年第31号）《钢铁工业发展循环经济环境保护导则》（HJ465-2009）《清洁生产标准钢铁行业（炼钢）》（HJ/T428－2008）等政策和规范对转炉炼钢的要求。

3.2环境管理检查

检查环境影响报告书等审批文件、环评变更批复、排污许可证、下达行政处罚、行政命令、清洁生产审核评估文件等。检查厂区环境综合管理情况：检查生产过程中油、煤气是否存在跑、冒、滴、漏现象。检查厂区道路硬化、绿化情况。检查企业被查处环境违法问题整改落实情况。

3.3废气环境监管要点

重点检查转炉一次烟气、二次烟气治理设施是否安装，是否运行，检查在线监测数据以及企业污染治理设施台帐，分析判断是否存在问题。另外如果炼钢车间的顶部出现红、黄烟现象或者排气筒冒黑烟，表明一次烟气、二次烟气集气系统或者治理设施运行不正常。

检查铁水预处理设施是否采取负压操作，是否设置集尘罩及除尘器，除尘器是否运行，烟尘排放是否达标；精炼炉是否采用集气罩和封闭引气除尘，设施是否运行，烟尘排放是否达标；连铸工序钢水包、中间包是否加盖密闭防尘；坯材切割、中间包烘烤是否安装集气除尘措施，设施是否运行，烟尘排放是否达标。

检查炼钢车间是否采取集气除尘措施控制无组织粉尘的排放；粉状物料的贮存是否采取密闭措施控制无组织粉尘；各种物料的转运过程是否全封闭［6］。

核算转炉炼钢废气产生和排放量，现场查阅转炉炼钢废气治理设施台帐，并与污染核算数据进行对比，对企业产排污数据合理性进行判断。转炉产生的烟粉尘量约为25kg/t～35kg/t钢，炼钢产生废气为500m3/t钢，经过净化后一般可回收80m3/t～120m3/t钢转炉煤气。无组织废气排放可参考第一次污染源普查《工业源产排污系数手册》。

3.4废水环境监管要点

检查转炉煤气洗涤废水是否单独收集治理，治理设施是否安装，是否运行；连铸废水是否单独收集治理，治理设施是否安装，是否运行；间接冷却水是否经冷却和水质稳定后重复利用。

核算废水产生量，进而判断废水是否有偷排情况，污水产生量参照第一次污染源普查《工业源产排污系数手册》。

3.5固废环境监管要点

检查转炉炼钢产生的钢渣、边角料的废钢、脱硫渣、转炉尘泥、氧化铁皮和废耐火材料临时贮存设施是否满足一般固废临时贮存要求，特别注意一般固废贮存场所是否有危险废物混入；通过查阅台帐检查钢渣、边角料的废钢、脱硫渣回收利用的途径。检查转炉尘泥和氧化铁皮是否返烧结生产，废耐火材料最终处置方式，回收利用率；还需要注意废水处理产生的污泥是否妥善处置，是否造成二次污染。

检查废油等危险废物是否移交有资质的单位处理，可以查阅危险废物转移联单和委托合同并估算危险废物产生量，与转运量进行核算，判断是否有非法转移问题。核算固废产生量，判断固废台帐是否正常，固废产生量可以参照第一次污染源普查《工业源产排污系数手册》。

3.6噪声环境监管要点

首先检查噪声设备是否采取了降噪措施，其次检查降噪措施效果，可以在厂区周边布点监测或者走访周边居民。

3.7环境风险监管要点

重点关注转炉煤气的环境风险，首先检查企业是否有环境应急预案，环境应急预案是否通过审核，是否已经备案；其次检查环境应急措施是否符合环境应急预案中规定。检查企业环境应急物资的准备以及是否定期进行环境应急演练。

3.8在线监测设施环境监管要点

现场检查在线监测设施是否安装，是否运行，采样位置是否正确，检查历史数据是否平稳，重点检查污染设施维修或者产能发生变化时在线监测数据是否有规律的发生变化，是否符合逻辑［7］。