走好绿色循环发展道路！钢渣资源化利用的永钢方案
钢渣的合理利用和有效回收是现代钢铁工业技术进步的重要标志之一，搞好钢渣综合利用，实现钢尾渣“零排放”，一直是业内人士努力的方向。钢渣具有耐磨性强、吸水性低、水硬性好、多棱角等特点，将其用作建筑材料，对促进绿色发展、助力“双碳”具有重要意义。
江苏永钢集团有限公司（以下简称：永钢）始终把实现绿色发展作为重中之重的工作来抓，积极探索钢渣等固废的资源化利用途径，提高钢渣处理利用的能力和技术水平。钢渣铺路、制砖、用于3D打印项目是永钢探索工业固废协同利用的良好途径，是实现资源循环利用的重要举措，为国内钢厂处理钢渣提供了实践经验。
绿色智造
渣铁分离更彻底
永钢炼钢厂热焖车间内共有16个热焖池，采用传统的池式热焖工艺易造成二次污染，影响车间生产环境。为彻底改善生产条件，永钢炼钢厂热焖车间引进了新一代钢渣处理工艺——MES钢渣粒化消解系统。
2021年8月，钢渣热焖车间正式开始改造。MES钢渣粒化消解系统的粒化与消解都是在密闭体系下完成，含尘蒸汽经由除尘管道有组织进入洗涤塔及湿电处理后达标排放，这从根本上解决了运作时产生大量扬尘的问题。钢渣处理车间负责人介绍说，“MES工艺具备建设投资低、占地省、运行成本低、装备化自动化程度高等多项优势，而且经过新系统热焖后，渣、铁能够分离得更加彻底，析出的铁量也得以增加。”
全新的钢渣粒化消解系统是热焖车间里的“先进代表”，永钢用科技赋能，践行绿色智造。
变废为宝
铺就资源循环路
为充分发挥钢渣在硬度、耐磨等方面的性能优势，永钢开展了将钢渣应用于道路的攻关试验。因铺设道路需要不同规格的钢渣颗粒，因此要对钢渣尾渣进行筛分，但筛分钢渣的装置经常出现堵料问题，筛分的精准度也较低。为解决筛分装置问题，永钢研究小组采购了不同筛分装置，对每个装置的优点和缺点进行分析，对筛分装置进行改造与整合试验。终于，研究小组通过改进装置的孔眼形状和材质、加装挡板、加大自动振动频率，提高了筛分效率与精准度。研究小组成员表示，“最难的是，钢渣中存在游离氧化钙（f-CaO），因此会受外部湿度等环境因素影响体积膨胀甚至分裂。”研究小组针对原渣进行了长期跟踪取样，发现不同工序产生的原渣f-CaO具有明显差异，为降低筑路用钢渣中f-CaO的含量，采取对原渣分类收集处理的措施。此外，为了能快速检测钢渣的稳定性，研究小组对钢渣打水，加速膨胀分裂，并每个月对同一堆钢渣进行成分检测。仅是成分检测这一步就用了六个月时间，终于总结出f-CaO含量在第三个月开始稳定在标准值之内的结论。2020年8月，永钢在循环经济产业园完成钢渣耐磨沥青道路的铺设。钢渣耐磨沥青道路具有沥青粘合度高、耐磨损、成本低等优点，相对于传统的沥青道路，其吸水性能、耐磨性能更优，路面的抗滑性能也更好。与传统玄武岩相比，同样铺设1000平方米、厚度4厘米左右的沥青，用钢渣原料可节约成本1万多元。
2020年10月，在张家港市住建局的推动引领下，永钢在梁丰路完成钢渣透水沥青路面的铺设，这是苏州市首条采用钢渣作为骨料铺设的透水沥青混凝土道路，也是张家港市海绵城市建设的试点工程。此次所用的钢渣透水沥青混合料的空隙率达到20％左右，渗水流量15秒达到1000毫升，透水性能极强，遇到降雨时，雨水能快速渗入地底。相较于传统的玄武岩沥青道路，钢渣透水沥青道路抗滑性能也更好，不仅如此，钢渣透水沥青道路的经济效益也很明显，同样是摊铺400米长的道路，钢渣比传统玄武岩节省了近10万元。
为进一步开发钢渣沥青道路的潜力，江苏永钢集团有限公司于2022年9月联合苏州交通投资集团有限责任公司、苏州交通工程集团、苏州三创路面工程有限公司与东南大学签订了《基于废弃钢渣的新型低碳沥青路面关键技术攻关及产业化应用项目》科研合作协议，力图将钢渣沥青道路推广至省级、高速公路。目前成功用于G1522常台高速（苏嘉杭高速北段）路面养护工程以及妙丰公路（604省道）路面修补工程，现场压实度检测可达98.4%，平均渗水量仅30ml/min,摩擦系数56，形成《公路钢渣沥青混合料设计施工技术规程》、《环氧沥青路面用钢渣及其混合料性能评价标准》两项行业标准，并入选苏州市科技局2023年社会发展项目，立项为《基于废弃钢渣的新型低碳沥青路面关键技术攻关及应用示范》。
住建部发布消息，永钢参与的“基于多维海绵监测系统的区域径流污染控制及绿色循环技术”项目荣获“2021年度华夏建设科学技术奖”二等奖，这其中，永钢的钢渣透水沥青路面技术得到了生动实践。
合理利用钢渣既降低了道路工程造价，同时也解决了天然石料供应不足、工业固废占地和环境污染等问题，提高了钢渣的利用附加值，提升了永钢固废的资源化利用水平。
多废共治
助力海绵城市建设
道路会“呼吸”、花园能“喝水”……透水性是关键。在永钢循环经济产业园的金城永联环保科技有限公司内，各式各样的再生砖块遍地铺展，企业展厅中，一块透水砖被摆放在显眼位置，质检科负责人介绍，从水接触砖面到完全渗透，前后不超过5秒钟。“透水砖主要铺设于人行道与非机动车道。相较于普通的行道砖，透水砖内部的颗粒更大、空隙更大，强度可承受一般小轿车的重量，这就是它的神奇之处。”
2021年初，永钢投资建设的建筑垃圾资源化综合利用项目正式投产，该项目可将建筑垃圾实现资源利用，生成再生砌块、砖、干混砂浆等产品，其中融入钢渣等固废的透水砖，还具有抗压强度高、承载性能强、透水性能好等优势，目前已在人行步道、广场等公共场所得到实际应用，是未来海绵城市建设的“明星产品”。
3D打印
开辟钢渣资源化利用新途径
3D打印环保技术以节约资源、高效定制化生产的特点为大众所熟知。为推进资源全面节约和循环利用，实现生产系统和生活系统循环链接，2018年，永钢投资5000万元，引入了钢渣3D打印生产线。3D打印生产流程主要包括五个环节：创意设计、产品建模、配制油墨、打印产品、出厂交货。
设计创意。根据订单需求，设计产品样式和整体构造，对设计方案的结构和力学稳定性进行充分论证，确保产品方案的可行性和安全性。
产品建模。根据设计图纸，对产品进行建模，制作刀路和钢筋网片，并对网片的强度和受力进行审核测试。与此同时，根据工件要求制作出相应的产品工序卡，确保产品生产流程规范严密。
配制油墨。钢渣是3D打印的主要原料之一，钢渣经过热焖、筛选、精磨成为钢渣微粉，经合理的配比相关辅料后，就形成了打印所使用的“油墨”。这种油墨凝固后的强度相当于C30混凝土，非常坚固，且环保无害。
打印产品。生产工序卡、钢筋网片、油墨准备就位后，打印机根据预先设置好的打印程序完成产品的打印。
出厂交货。3D打印产品一体成型，具有方便快捷，随时移动的特点。根据客户的需求，对产品进行外观喷涂或配饰装潢后安排出货，可以很方便地运输至客户指定地点进行交货。
与构件传统浇筑方法相比，3D打印技术具有节材、节能、高效、定制化等优势。比如要实现一个产品，仅需一个创意、一张图纸、一部电脑、一台打印机和数名工人就可完成整个流程，大大节约了人力和物力成本。
永钢3D打印可满足小批量、定制化、个性化要求，可以为客户提供定制特色产品的服务，且打印出的产品在安全、环保、效率等方面更有优势。从环保小屋衍生到花盆、污水池、生态厕所、二级护坡……永钢3D打印生产的品种越来越多，应用范围也越来越广。
据悉，永钢还将与高校及科研院所合作，应用钢厂固废和建筑垃圾油墨化技术，将钢渣粉、脱硫石膏、碱渣和矿渣粉等制备成大掺量固废胶凝材料，不仅可用于建筑打印，更有利于固废资源存储，实现建筑建造不再开矿，还青山绿水于自然，同时实现钢厂固废资源化和建筑生产智能化，真正做到钢厂固废零排放，为国内钢厂处理固废提供实践经验。
响应号召
走好绿色循环发展道路
发展循环经济是转变增长方式、实现可持续发展的必然选择。永钢积极响应国家节能减排、发展循环经济的号召，着力建设了包括钢渣尾渣资源化利用项目等一大批环保项目，实现了钢渣、建筑垃圾等废弃材料的“再利用”，不仅为企业增加了经济效益，更实现经济效益与社会效益相统一，为建设美丽永联、美丽乡村、美丽中国贡献了自己的一份力量。
《世界金属导报》
2023年第42期 封1、封2
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