電爐煉鋼廠環(huán)境影響評價(jià)中的技術(shù)要點(diǎn)探討

李銀銀

（中冶南方工程技術(shù)有限公司，武漢 430223）

“十三五”時(shí)期，隨著國家對鋼鐵行業(yè)供給側(cè)改革和去產(chǎn)能的不斷深入，尤其是全面取締“地條鋼”的行動(dòng)使中頻爐全面退出歷史舞臺，社會廢鋼鐵資源迅速增加。我國廢鋼鐵產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出發(fā)展的重大轉(zhuǎn)折期，電爐煉鋼技術(shù)和爐外精煉技術(shù)飛速發(fā)展，一大批電爐煉鋼新改擴(kuò)建項(xiàng)目涌現(xiàn)。雖然相比長流程鋼鐵廠，短流程的電爐鋼廠生產(chǎn)要簡單靈活，對環(huán)境的污染也比較單一，但隨著環(huán)境治理壓力的逐年增大，如何更高效地治理電爐鋼廠的環(huán)境污染仍是今后環(huán)境管理工作的重點(diǎn)。

在電爐煉鋼建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)過程中，重點(diǎn)需要關(guān)注同時(shí)也是難以準(zhǔn)確把握的是：要嚴(yán)格對照國家相關(guān)法律法規(guī)、產(chǎn)業(yè)政策及行業(yè)環(huán)保政策，深入了解電爐煉鋼的生產(chǎn)工藝流程，分析其產(chǎn)污環(huán)節(jié)，并提出最佳且可行的污染防治措施。

1 電爐煉鋼生產(chǎn)工藝流程及產(chǎn)污特點(diǎn)

電爐煉鋼廠生產(chǎn)工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié)如圖1所示。

1.1 電爐煉鋼廠的主要工藝流程

來自社會的廢鋼入廠檢驗(yàn)后，進(jìn)行分選、切割、剪切、打包、歸堆并運(yùn)至電爐車間，裝入電爐料罐。由起重機(jī)將裝滿原料的料罐吊至電爐附近，待電爐爐蓋提升并旋開后，吊車迅速將料罐吊至電爐上方，并將底部打開，將原料裝入爐內(nèi)，同時(shí)根據(jù)硅錳鐵裝入比率確定熔化工藝要求。通電熔化時(shí)，合上電源開關(guān)，電極自動(dòng)下降并起弧，同時(shí)爐壁氧槍吹氧。開始的3 min內(nèi)，采用低壓短弧操作。接著，打開爐門碳氧槍，造泡沫渣，加快熔化并保護(hù)爐襯和水冷爐壁。升溫時(shí)，主要是吹氧加造渣劑脫碳和脫磷。待鋼液溫度和成分符合要求后，即可倒出。

鋼液通過鋼水包車運(yùn)至爐外處理，再通過行車吊運(yùn)到精煉爐鋼水包車上，鋼水包車開至精煉爐工位，然后向鋼水包中加入還原脫氧劑、鐵合金，最終達(dá)到對鋼液脫硫、脫氧、去除夾雜物、合金化、調(diào)溫等效果。精煉爐處理結(jié)束后，鋼水包車從加熱工位開出，然后行車吊著鋼水包送至連鑄中間包。精煉后的高溫鋼水由中間包連續(xù)不斷地送入連鑄機(jī)中，拉出高溫鑄坯，鑄坯送軋鋼車間進(jìn)行軋制。

圖1 電爐煉鋼廠生產(chǎn)工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié)

1.2 電爐煉鋼廠的主要產(chǎn)污節(jié)點(diǎn)

1.2.1 廢氣

廢鋼原料預(yù)處理階段產(chǎn)生的廢氣主要是在原料分選、切割過程中產(chǎn)生的無組織揚(yáng)塵；煉鋼連鑄工序產(chǎn)生的廢氣主要來自電爐、精煉爐冶煉時(shí)產(chǎn)生的煙塵。

1.2.2 廢水

煉鋼車間廢水包括間接冷卻廢水和直接冷卻廢水，間接冷卻廢水是電爐本體、電爐滑動(dòng)水套、結(jié)晶器、連鑄設(shè)備以及除塵系統(tǒng)等設(shè)備的水冷后產(chǎn)生的廢水。煉鋼車間直接冷卻廢水是連鑄機(jī)設(shè)備直接冷卻產(chǎn)生的廢水。

1.2.3 噪聲

原料預(yù)處理階段產(chǎn)生的噪聲污染源主要來自汽車在出入廢鋼堆場運(yùn)輸物料時(shí)產(chǎn)生的交通噪聲，起重機(jī)在裝卸物料時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械噪聲，以及剪切機(jī)、打包機(jī)在加工廢鋼料時(shí)產(chǎn)生的噪聲等。煉鋼連鑄工序的噪聲源主要為電爐和精煉爐冶煉噪聲、連鑄機(jī)噪聲、除塵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)噪聲以及水泵運(yùn)行噪聲。

1.2.4 固體廢物

廢鋼原料處理工序產(chǎn)生的固體廢物主要有廢鋼料分揀和加工過程中產(chǎn)生的不合格廢鋼（主要為含油廢鋼、帶涂鍍層廢鋼、廢鋁、廢銅等有色金屬），以及塑料渣土等非金屬雜質(zhì)。煉鋼、連鑄產(chǎn)生的固體廢物有電爐鋼渣、鑄余渣、廢耐火材料、氧化鐵皮（泥）、濁環(huán)水系統(tǒng)收集的廢油脂以及除塵系統(tǒng)收集的除塵灰等。

2 電爐煉鋼車間的污染特點(diǎn)

2.1 廢氣和粉塵產(chǎn)生量大

電爐加料、吹氧、冶煉和出鋼期間產(chǎn)生的含塵煙氣較多，電爐在吹氧冶煉過程中會產(chǎn)生大量高溫含塵煙氣，收集的煙氣為一次煙氣；電爐加料系統(tǒng)、出鋼期間也會產(chǎn)生含塵煙氣，其與電爐冶煉時(shí)爐體四周逸散的煙塵被統(tǒng)稱為二次煙氣；此外，煉鋼車間與電爐配套的精煉爐在冶煉期間也會產(chǎn)生含塵煙氣。這就給有效收集和去除煙塵提出了很高的要求，要求其具備較高的煙塵捕集率和除塵效率。

2.2 二噁英控制難度大

電爐煉鋼的主要原料為廢鋼，其中普遍含有油脂、油漆涂料、塑料等有機(jī)化合物和氯化物，其在廢鋼冶煉的過程中會產(chǎn)生大量二噁英，該氣體會混入煙氣中。另外，廢鋼預(yù)熱和裝入電爐的過程都會有二噁英生成，因此如何減少電爐煉鋼煙氣中的二噁英排放需引起高度重視。

2.3 電爐冶煉噪聲污染

電爐煉鋼利用電極放電時(shí)產(chǎn)生的高溫進(jìn)行物料熔化和冶煉，電極放電時(shí)將產(chǎn)生強(qiáng)弧光、高溫和炸雷聲，該聲音為連續(xù)爆炸響聲，持續(xù)時(shí)間在20 min左右，聲級值高達(dá)125 dB（A）。此段時(shí)間為物料熔化期，之后噪聲強(qiáng)度減弱，聲級值保持在113 dB（A）左右，一直持續(xù)到一爐鋼冶煉結(jié)束[1]。如果不采取有效的降噪措施，很容易造成車間內(nèi)和廠界外的噪聲值超過國家標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 固體廢物處置

對照《國家危險(xiǎn)廢物名錄》（2016年版），電爐煉鋼過程中除塵裝置收集的粉塵和廢水處理污泥屬于HW31類含鉛廢物，應(yīng)按照危險(xiǎn)廢物管理要求進(jìn)行暫存和處置。

3 環(huán)境影響評價(jià)技術(shù)要點(diǎn)

3.1 產(chǎn)業(yè)政策及規(guī)劃符合性

在電爐煉鋼項(xiàng)目的環(huán)境影響評價(jià)過程中，需要嚴(yán)格對照《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》（2013年本）、《部分工業(yè)行業(yè)淘汰落后生產(chǎn)工藝裝備和產(chǎn)品指導(dǎo)目錄》（2013年本）、《鋼鐵行業(yè)規(guī)范條件》（2015修訂）、《國務(wù)院關(guān)于化解產(chǎn)能嚴(yán)重過剩矛盾的指導(dǎo)意見》（國發(fā)[2013]41號）和《工業(yè)和信息化部關(guān)于印發(fā)部分產(chǎn)能嚴(yán)重過剩行業(yè)產(chǎn)能置換實(shí)施辦法的通知》（工信部產(chǎn)業(yè)[2015]127號）等相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的要求，新建裝備不能有屬于國家要求淘汰和限制的落后工藝裝備。同時(shí)，建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)符合當(dāng)?shù)爻鞘邪l(fā)展規(guī)劃、工業(yè)園區(qū)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和環(huán)保規(guī)劃等要求。

3.2 污染防治措施

3.2.1 電爐煙氣除塵

電爐煙氣除塵系統(tǒng)包括兩大部分：煙氣捕集系統(tǒng)和煙氣凈化系統(tǒng)。對于煙氣凈化系統(tǒng)，國內(nèi)外絕大部分采用袋式除塵器，其技術(shù)已經(jīng)成熟。電爐煙氣治理的關(guān)鍵是煙氣的捕集率，捕集率越高，除塵效果越好。為了提高煙氣的捕集率，人們應(yīng)針對一次煙氣和二次煙氣分別采取高效的捕集措施：電爐冶煉時(shí)產(chǎn)生的高溫?zé)煔猓ㄒ淮螣煔猓┎捎玫谒目着艧熛到y(tǒng)（直流電爐稱第二孔排煙），即在電爐爐蓋上開一個(gè)專用排煙孔，直接將爐內(nèi)煙氣抽入除塵系統(tǒng)；電爐上料系統(tǒng)、出鋼時(shí)以及爐體四周煙氣（二次煙氣）采用密閉罩和屋頂煙罩捕集，再集中送至除塵系統(tǒng)。

3.2.2 二噁英控制

電爐煉鋼減排二噁英，首先要著眼于源頭控制，從原料開始減少二噁英的生成條件，對進(jìn)廠廢鋼進(jìn)行預(yù)處理，分揀出原料中的有機(jī)物，最大限度減少入爐有機(jī)物的量；其次是過程控制，對燃燒后的煙氣進(jìn)行急冷處理，使其快速冷卻，溫度保持在200℃以下，使煙氣盡量避開二噁英的生成溫度區(qū)間；最后是末端治理，采取二噁英脫除技術(shù)，如高效過濾技術(shù)、物理吸附技術(shù)、高溫氧化技術(shù)和催化分解技術(shù)[2]。

3.2.3 廢水

電爐煉鋼廠通常采用干法除塵，產(chǎn)生的廢水主要包括間接冷卻循環(huán)水和直接冷卻循環(huán)水。電爐、LF爐、連鑄機(jī)、空壓機(jī)、氧壓機(jī)和各種除塵風(fēng)機(jī)等設(shè)備間接冷卻為凈環(huán)水，使用后僅水溫升高，水質(zhì)未受污染，經(jīng)冷卻后循環(huán)使用，為保持水質(zhì)穩(wěn)定，產(chǎn)生的少量排水補(bǔ)入濁環(huán)水系統(tǒng)。

連鑄坯二次冷卻水含有氧化鐵皮和少量油，經(jīng)旋流沉淀池沉淀、化學(xué)除油器加藥沉淀去除油及懸浮物后，泵至高速過濾器過濾，出水經(jīng)冷卻后循環(huán)使用，系統(tǒng)少量排污水可作為鋼渣冷卻用水，不外排。

3.2.4 噪聲

對電爐冶煉、LF爐冶煉噪聲，爐側(cè)煙氣導(dǎo)流罩和屋頂罩可以起到隔聲作用，并且冶煉設(shè)備均設(shè)置在廠房內(nèi)，利用建筑隔聲并設(shè)隔聲門窗。此外，有專家指出，Consteel煉鋼電弧爐采用廢鋼預(yù)熱和連續(xù)加料方式，相比傳統(tǒng)煉鋼電弧爐，噪聲影響會小很多[3]。石墨電極的端部插在泡沫渣中，電弧始終被包圍在熔池鋼液表面的泡沫渣內(nèi)對鋼液實(shí)施埋弧加熱，而不直接接觸固體廢鋼。因此，熔池工況十分平穩(wěn)，電弧比較穩(wěn)定，電壓波動(dòng)非常小，噪音也相對較低（95 dB），工作環(huán)境明顯改善。

3.2.5 固體廢物

電爐煉鋼項(xiàng)目產(chǎn)生的一般工業(yè)固廢均可作為二次資源回收綜合利用。危險(xiǎn)廢物除了含油抹布混入生活垃圾后，統(tǒng)一由地方環(huán)衛(wèi)部門處置，根據(jù)《國家危險(xiǎn)廢物名錄》（2016年版）中的相關(guān)要求，該處置環(huán)節(jié)下的廢含油抹布屬于豁免類，實(shí)行危險(xiǎn)廢物豁免管理要求。其他危險(xiǎn)廢物（電爐除塵灰、廢礦物油和廢油脂等）均定期交由有資質(zhì)的危廢處置單位進(jìn)行安全處置。

4 結(jié)語

在電爐煉鋼項(xiàng)目的環(huán)境影響評價(jià)中，關(guān)于項(xiàng)目與產(chǎn)業(yè)政策要求的符合性，人們不僅要關(guān)注主體設(shè)備是否符合準(zhǔn)入條件，也要全面分析排放指標(biāo)要求和采取的環(huán)保治理措施的合理性和可行性，以減少污染物對周邊環(huán)境的影響。