随着曹妃甸、鲅鱼圈等一大批新建的大型钢铁精品项目的陆续投产以及达产,国内钢铁产能进一步提升。按目前工艺测算,每年将产生1亿多吨钢渣。近年来,中冶宝钢技术服务有限公司全资子公司上海宝冶钢渣综合开发实业有限公司坚持“吃干榨尽、化害为利、变废为宝”的资源再生与综合利用经营理念,以宝钢冶炼产生的转炉、电炉等冶金钢渣综合利用为中心,聚焦循环经济、专注技术开发、积极探索钢渣综合利用产业化之路。

    一、聚焦循环经济研究、专注于钢渣绿色利用技术开发

从目前行业发展来看,钢渣处理工艺技术发展较快,而尾渣综合利用技术难度和局限性较大、相对发展较慢,大量的积存钢渣不仅对钢铁企业的生产与发展造成压力,还成为环境污染的主要因素,如处置不当,会给土壤、水体、大气等都带来严重的污染,甚至对人们的健康环境构成威胁。究其原因,主要集中在两个技术层面:一方面是渣与铁的有效分离;另一方面是钢渣产品化利用的稳定化处理和性能改善。

针对钢渣利用这一世界性难题,该公司作为上海市认定的资源综合利用十佳企业,按高新技术企业要求,建立了产学研、产销研管理模式,以“高效处理、清洁生产、环保利用”为目标,打造了冶金渣实验室、钢渣微粉试验线、钢渣混凝土搅拌站等多个试验应用平台,创建了年产百万吨钢渣粉、型砂集料、混凝土制品等高新技术产品的综合利用能力的循环经济工业园。

 该公司聚焦循环经济,系统深入开展开发利用研究,持续有效地开展产品化利用技术开发。钢渣利用面临的是一个全新的行业,钢渣绿色利用领域成熟的技术路线较少,“原创”才是出路。为此,该公司专注于知识产权开发,开展“圈地运动”,目前已形成关于钢渣利用的自主知识产权59项,其中发明专利技术36项,实用新型23项。另外,该公司在钢渣利用方面建立了一个钢渣新产品的标准体系,目前共有标准14项,其中企业级标准10项,地方级标准2项,国家级标准2项。

实践证明,钢渣综合利用产品具有广阔的应用前景。该公司作为综合利用服务业的经营定位,循环经济工作的生力军,正不断开拓利用途径加快发展。并先后在钢渣粉、钢渣特种型砂和特种混凝土制品等基础性产品的工业化利用领域,屡次获得中央级建筑施工企业、上海市人民政府、中冶集团等国家(省部)级科技进步奖、科技成果奖、优秀发明金奖、优秀论文奖等奖励和荣誉。

二、勇于技术应用实践、探索钢渣“四化”绿色利用之路

经过10余年的研究与开发,该公司已形成以“型砂化”、“混凝土化”、“制品化”和“微粉化”四化为核心技术的资源综合利用系列化产品。

一是型砂化,主要有耐磨型砂和非金属磨料两种。钢渣耐磨型砂可代替棕刚玉、石英砂等耐磨骨料作为混凝土耐磨硬化剂使用,有助于改善耐磨地面的耐磨度、抗折强度等力学性能,28天抗压强度满足100Mpa要求。其主要应用在购物中心、停车场、地下车库、人行道、公路、庭院、学校、医院、工业厂房、仓库、码头等需要高耐磨地面的场所。钢渣特种型砂可代替铜矿砂、石英砂在船舶制造与修理、钢结构制作、集装箱修理等领域作为除锈喷砂磨料使用,除锈后钢材表面除锈等级可以达到Sa3.0级。目前,由中冶宝钢技术起草的《钢渣特种型砂GB/T 17850.11》推荐性国家标准已通过评审。

二是混凝土化,即钢渣特种混凝土。目前,钢渣特种混凝土主要应用于建筑用透水、透气、抗浮、配重、承重路面、建筑基础等混凝土领域,拥有抗折强度高、比重大、长期性能好、耐磨等特点。生态型透水钢渣混凝土充分挖掘了钢渣固体废弃物硬度高、耐磨性好、具有表面活性等特点,按“无砂”混凝土技术配制的环保型新型建材,具有透水、透气、抑制城市热岛效应、消音降噪的生态补偿功能、长期使用无“掉粒”现象等特点。抗浮、配重型钢渣特种混凝土是选用稳定的钢渣作为混凝土粗、细集料配制而成的超重或配重型混凝土及其特制品,不但具有比重大(最高可达4.2×103kg/m3)、抗折、耐磨、抗浮等特点、而且能大大改善高密度混凝土的和易性等工作性能。

三是制品化,即高强高透水钢渣砖(板)、钢渣大理石等。高强高透水钢渣砖(板)是钢渣特种混凝土的制品形式,通过特殊成型工艺和物料配比,得到一种强度可以达到Cc40以上、透水率达到3mm/s以上的多规格高强高透水混凝土制品。钢渣大理石是将经特殊处理后钢渣粒料、水泥(或树脂聚合物)、外加剂等混合后,振动加压、成型、切割、磨光、抛光而成,具有耐磨性好、硬度高、耐高温、放射性元素含量极低等优势,强度可以达到天然大理石的150%以上,放射性仅为天然大理石的10%。

四是微粉化,即钢渣粉的利用,主要用于水泥掺和料、混凝土掺和料、冶金用格栅。钢渣粉是具有潜在水硬活性的水泥“熟料”,与普硅水泥熟料性能相近。钢渣粉产品是由宝钢精选钢渣经过加工、筛选、干燥、磨细并掺加适当适量的外加剂加工后制备的水泥基复合胶凝材料产品。钢渣粉既可以作为水泥粉磨掺和料使用,可在提高废渣利用率的同时,降低水泥水化热和生产的综合成本,满足各类水泥耐久性能需求;也可以作为混凝土复合掺和料的应用,可单掺、复掺替代水泥使用,提高混凝土的和易性,降低混凝土水化热,提高抗折强度、耐久性,降低混凝土生产成本。

三、重视产品产业化转化,推进钢渣综合利用示范工程应用

该公司始终坚持以技术专利化、专利标准化、标准产业化、产业利润化为目标。目前,该公司充分利用已有和新增的专利和技术、标准为基础,走高附加值的产业化之路。

----几年来,该公司透水钢渣混凝土及其制品大量应用于多个市政工程、高档生活小区、公园等景观路面使用,得到用户的一致好评。2009年,该公司透水钢渣混凝土产品又一举跻身2010年上海世博园区,被全部用于永久性景观路面,占全部世博透水景观工程量的60%以上。

 ----该公司的特种型砂是由宝钢特选钢渣经过特殊工艺整形处理后得到的一定粒度级配范围的钢渣颗粒,具有粒度分布均匀、硬度高、菱角多、纯净度高、无游离结晶硅等优点。目前,已广泛应用于长三角及沿海地区船舶和钢结构除锈,除锈等级可以达到Sa2.5级以上,可循环利用次数较铜矿砂等非金属磨料提高100%以上,且尾料仍可作为水泥铁质校正料使用,具有良好社会效益和经济效益。

 ----自2007年以来,该公司抗浮、配重钢渣混凝土产品已在上海芦潮港海岸线防浪块工程等多个房地产、起重机械、电梯、铁路路基等工程中大量应用,得到了社会的广泛认可。尤其是上海虹桥交通枢纽工程,在保证混凝土表观密度3.2t/m3的前提下,实现了100米以上的长距离泵送作业的技术突破。

----2007年,该公司在全行业率先完成的《钢渣粉混凝土应用技术规程》的地方标准制定与发布工作,创造性地解决了高f.CaO钢渣微粉的世界性利用难题,从技术上解决了钢渣尾渣高附加值利用的根本出路。这标志着未来10年钢渣利用将步入微粉产业化利用的时代。
    

四、以世博工程为起点,促进钢铁企业资源与环境和谐发展

该公司跻身2010年上海世博工程的生态型钢渣透水混凝土(砖)产品,具有高透水性、高强度(C35)、耐久性和高性能化等特点,工程技术质量达到绿色建筑最新最高版本的美国LEED标准要求。钢渣透水混凝土(砖)产品在上海世博工程的成功应用,充分展示了中冶宝钢技术在钢渣环保与绿色利用方面的最新技术成果,用固废资源响应环境经营的绿色行动,科学实践了节约办博、绿色世博、和谐世博的宗旨,也是典型的国家提倡发展低碳经济的环保绿色再利用工程,符合节能减排与循环经济技术发展的要求。

目前,从资源、环境和低碳经济的发展要求看,钢渣产品化绿色利用是新兴的环保性朝阳产业。特别是在当前国家大力提倡实践科学发展观,走可持续发展道路的大背景下,宝钢提出了“环境经营”的理念,已向世界宣布正式实施钢铁企业的生态化、低碳化的环境经营战略,着重创建绿色宝钢的环境经营体系。面对新形势、新任务,中冶宝钢技术上海宝冶钢渣综合开发实业有限公司将充分发挥专业技术的优势,抓住钢渣“节能减排、技术创新与绿色利用”主题,围绕钢渣的源头输入、过程管理、产品输出全过程,推进钢渣处理工艺优化、环境整治与综合利用工作,以宝钢固废场(渣场)搬迁改造为契机,增加相应的功能区,把渣场建成为高品位渣钢(铁)加工基地和尾渣返生产利用加工基地,走好走稳钢渣产品制品化、工程化、产业化利用的绿色转型发展之路。  (中冶宝钢技术 金 强) ②