Управление твердыми отходами на сталелитейном заводе

Утилизация твердых отходов на сталелитейном заводе

Сталелитейная промышленность в целом производит большое количество твердых отходов при переработке материалов с помощью различных процессов. Эти твердые отходы содержат много ценных продуктов, которые могут быть повторно использованы при экономичном восстановлении. Сталелитейная промышленность во всем мире уже предприняла ряд инновационных мер и продолжает принимать меры для 100% утилизации этих отходов с конечной целью повышения операционной эффективности и экономики сталелитейной промышленности. Эти меры не только снижают затраты на утилизацию отходов и загрязнение окружающей среды, но также обеспечивают значительное количество железной руды и флюсовых материалов, а также экономию топлива в существующем процессе, тем самым сохраняя соответствующее количество сырья.

Металлургия является капиталоемкой и энергоемкой, объемы ее производства очень высоки. Технологические цепочки в отрасли длинные. Применяется множество различных технологий, и промышленность оказывает значительное влияние на окружающую среду. Одной из основных забот мировой металлургии является утилизация отходов, образующихся на различных стадиях переработки. Из-за естественного стремления к экономической эффективности наблюдается растущая тенденция к внедрению таких технологий утилизации отходов, которые превращают отходы в богатство, тем самым превращая отходы в побочные продукты. Это привело к стремлению к развитию безотходных технологий. Технологии, разработанные для экономичного преобразования отходов сталелитейных заводов в богатство, также открывают новые возможности для бизнеса для потенциальных предпринимателей.

Согласно Всемирной ассоциации производителей стали (WSA), мировая сталелитейная промышленность во многих отношениях применяет принципы сокращения, повторного использования и переработки (3 R) для повышения устойчивости отрасли. Благодаря этому промышленность резко сократила потребность в сырье. В 1970-х и 1980-х годах современным сталелитейным заводам требовалось в среднем 1,44 тонны сырья для производства 1 тонны стали. Благодаря инвестициям в исследования, совершенствованию технологий и хорошему планированию сталелитейная промышленность сегодня использует только 1,15 тонны ресурсов для производства 1 тонны стали, что означает сокращение на 21 %.

В наши дни существует много дублирующих друг друга интерпретаций слов «твердые отходы» и «побочные продукты». На самом деле некоторые твердые отходы в сталелитейной промышленности представляют собой продукты, образующиеся при различной обработке материалов в процессах, связанных с производством чугуна и стали. Например, до последнего десятилетия шлак, пыль и шлам, образующиеся в сталелитейной промышленности, назывались твердыми отходами, но теперь этот термин был заменен побочным продуктом для этих отходов. Из-за интенсивного повторного использования отходов некоторые твердые отходы в настоящее время все чаще называют «побочными продуктами».

  Согласно WSA, восстановленные побочные продукты (термин, используемый взаимозаменяемо с побочными продуктами), могут быть переработаны в процессе производства стали или проданы для использования в других отраслях. Использование побочных продуктов поддерживает устойчивость сталелитейной промышленности. Это предотвращает захоронение отходов, снижает выбросы CO2 и помогает сохранить природные ресурсы. Продажа сопутствующих товаров также является экономически устойчивой. Он приносит доходы производителям стали и формирует основу прибыльной мировой отрасли. Некоторые производители стали сообщают об уровне использования и вторичной переработки побочных продуктов, достигающем 99 %. Основными побочными продуктами производства чугуна и сырой стали являются шлаки, пыль, лом и шламы.

Утилизация твердых отходов, образующихся в результате процессов сталелитейной промышленности, является серьезной проблемой. Таким образом, сталелитейная промышленность должна принять философию сокращения, повторного использования и переработки (3 R) и эффективного управления отходами.

Ниже приведены основные твердые отходы/сопродукты/побочные продукты в различных производственных процессах сталелитейной промышленности.

  Приготовление кокаина

Основными твердыми отходами, образующимися при производстве металлургического кокса, являются угольная пыль, коксовая пыль, гудроновый шлам и кислый шлам. Угольная пыль рециркулируется через угольную смесь. Угольная пыль также может быть переработана вместе с коксовой пылью путем добавления их в шихту аглошихты. Смоляной шлам добавляют в угольную смесь для повышения ее плотности. Кислый шлам необходимо нейтрализовать перед его утилизацией.

  Производство агломерата

Твердые отходы, образующиеся при производстве агломерата, представляют собой пыль и шламы. Пыль образуется на этажах агломашин, циклонах и ЭФ (электростатических осадителях). Шлам образуется в осветлителе станции водоподготовки. Эти пыли и шламы богаты железом (Fe) и содержат большое количество извести (CaO), магния (MgO) и углерода (C). Эти материалы являются очень хорошими материалами для повторного использования в производстве агломерата. Эти материалы либо смешивают с железной рудой, либо брикетируют для переработки.

  Пеллетный завод

Основными твердыми отходами, образующимися на заводе по производству пеллет, являются пыль и низкосортные сырые окатыши. Оба они возвращаются обратно в сырье для гранул.

  Производство чугуна в доменной печи

Твердые отходы, образующиеся в процессе производства чугуна в доменной печи (ДП), представляют собой пыль, отсев шихты на складе, шлам желобов литейного двора, шлам литейного двора, доменный шлак, колошниковая пыль, пыль или шлам ГКП, огнеупорные отходы и чугун. (HM) череп ковша.

Пыль и отсев шихты возвращаются обратно в производство агломерата. Заготовки литейных желобов либо продаются как железный лом для переплавки, либо перерабатываются в сталеплавильном цехе. Навоз литейного дома сбрасывается как насыпной материал.

Большая часть жидкого шлака доменной печи гранулируется и продается производителям цемента для производства шлакоцемента доменной печи. Небольшое количество доменного шлака охлаждается на воздухе. Шлак доменной печи с воздушным охлаждением либо вывозится на свалку, либо используется для ремонта дорог на сталелитейном заводе. В любом случае примеси железа из шлака отделяются и продаются для переплавки.

Колошниковая пыль и сухая пыль ГПУ (при сухой газоочистке) перерабатываются в аглофабрику. Влажный шлам ГЦП (в случае мокрой газоочистки) из отстойника высушивается и либо смешивается с железорудной мелочью на сырьевом складе, либо брикетируется и перерабатывается в аглофабрике.

Отходы огнеупоров цеха ремонта ковшей продаются и используются производителем огнеупоров при изготовлении строительных растворов. Череп ковша ТМ разбивается либо сбрасыванием груза, либо прокалыванием, а разбитый череп продается как железный лом или используется в сталеплавильном цехе.

  Производство железа методом прямого восстановления

В процессе производства чугуна прямым восстановлением основными твердыми отходами являются уголь (в случае заводов, использующих угольную технологию), пыль (как угольная, так и железная), низкосортный ЖПВ (железо прямого восстановления) и отходы ПВЖ. Уголь используется на собственной электростанции в качестве топлива для котла. Угольная и железная пыль используются на аглофабриках. Угольная пыль также может быть использована в котле. Железная пыль также может продаваться производителям цемента. ПВЖ меньшего размера брикетируют и используют вместе с ПВЖ в сталеплавильном цехе. Отказы DRI возвращаются обратно в процессе.

Литье свиней

Во время разливки чугуна в чушках образуются отходы, такие как затор плиты, затор желоба и известковый шлам. Замятие пластин и желобов после обработки продается как железный лом. Известковый шлам используется для нейтрализации.

  Основное производство кислородной стали

  Основными отходами конвертерного производства стали являются конвертерный шлак, лом, отходы огнеупоров, конвертерный шлам и шлам газоочистки (ГПУ). За исключением шлама GCP, все остальные отходы обычно образуются в смешанном состоянии, что означает, что в процессе образования один отход загрязняется другим отходом. Следовательно, сортировка является очень важным этапом переработки отходов производства стали.

Влажный шлам GCP из отстойника высушивается и либо смешивается с железной рудой на складе сырья, либо брикетируется и перерабатывается при производстве агломерата.

Конвертерный шлак после удаления лома повторно используется в аглошихте в качестве замены известняка. Конвертерный шлак также используется при ремонте дорог, для балласта железнодорожных путей и в качестве кондиционера почвы.

Лом, удаленный из конвертерного шлака, а также из шлама, возвращается обратно в конвертер для охлаждения. Стальной лом также образуется при проходе через ковш или конвертер, хотя это явление очень редкое.

Из конвертера вывозится шламовый лом и огнеупорные отходы, а остаток направляется на захоронение.

Огнеупорные отходы обычно бывают двух типов. Первый тип получается из бывшей в употреблении футеровки конвертера и в основном состоит из магниево-углеродистых огнеупоров. Большая часть этих незагрязненных огнеупоров используется в конвертере для ямочного ремонта днища. Второй тип – ковшовые огнеупорные отходы. Если эти отходы являются основными, то их перерабатывают аналогично конвертерным огнеупорным отходам. Если они глиноземные, то огнеупорные отходы используются для изготовления строительных растворов.

  Производство электротехнической стали

Основными отходами в электросталеплавильном производстве являются ЭДП (дуговые электропечи) ГПУ пыль, шлак, лом и отходы огнеупоров. Магнезиальные огнеупоры из углеродистых отходов используются в качестве кондиционера шлака в ЭДП.

Шлак электродуговой печи (ЭДП) из-за его высокой кристалличности и высокого содержания железа в настоящее время не имеет хорошо отработанного метода потенциальной переработки. Индекс основности (BI) шлака обычно составляет от 1,2 до 1,8, что относится к низкогидравлической группе мервинита. Кроме того, индекс измельчаемости, который является мерой энергии, необходимой для измельчения определенного материала до заданного размера, является высоким из-за высокого содержания оксида железа. Это делает дальнейшее измельчение и переработку шлака ЭДП энергоемким. Шлак использовался в качестве эффективного заполнителя для строительства дорог. Из шлака ЭДП также была получена стеклокерамическая плитка.

Непрерывный кастинг

Основными отходами, образующимися в процессе непрерывной разливки, являются окалина непрерывной разливки, огнеупорные отходы, лом, шлак и шлам. Здесь также образуются отходы в смешанном состоянии, и сортировка необходима в качестве первого шага для разделения различных типов отходов.

Окалина непрерывного литья перерабатывается на аглофабрике. Металлолом перерабатывается в сталелитейном производстве. Другие отходы используются в качестве засыпки.

  Прокатные станы

Основными твердыми отходами, образующимися на прокатных станах, являются прокатная окалина, огнеупорные отходы из нагревательных печей и металлолом.

Прокатная окалина перерабатывается на аглофабрике. Лом перерабатывается в сталеплавильном цехе. Отходы огнеупоров в зависимости от состояния либо идут на изготовление раствора, либо вывозятся на свалку.

  Прокаливание извести

Твердые отходы, образующиеся на обжиговой установке, представляют собой отсев известняка и доломита, известковую пыль и известковую мелочь. Известковая пыль и известковая мелочь брикетируются и перерабатываются либо в аглофабрике, либо в сталеплавильном цехе. Отсев известняка и доломита перерабатывается на аглофабрике.

  Тепловая электростанция

Основными твердыми отходами, образующимися на электростанции, являются летучая зола и зольный остаток. Летучая зола используется в производстве цемента. На некоторых заводах зола направляется в золоотстойник. Зола, извлеченная из золоотвала, используется для повышения высоты дамбы золоотвала.

  Управление твердыми отходами

Управление отходами твердых отходов состоит из образования, предотвращения, характеристики, мониторинга, обработки, обработки, повторного использования и остаточного удаления. Это требует нового отношения сотрудников и руководства. Традиционное мышление возлагает всю ответственность на нескольких экспертов, которые за него отвечают. Новый акцент – возложить ответственность за управление отходами на каждого работника. Важность обращения с твердыми отходами заключается в том, чему должны научиться менеджеры и рабочие, ориентированные на производство. Их участие и сотрудничество имеют решающее значение для эффективного управления твердыми отходами.

Кроме того, приверженность руководства необходима и жизненно важна для успешной программы обращения с отходами. Руководство может продемонстрировать свою приверженность, обучая сотрудников методам обращения с отходами, поощряя предложения сотрудников, предоставляя ресурсы для мероприятий 3 R, а также измеряя и контролируя образование и переработку отходов.

Конечной целью управления должно быть полное отсутствие твердых отходов на заводе. Для этого последующие действия и постоянные улучшения имеют решающее значение. Измерение и отчетность по сокращению отходов и достижению целей экономии затрат также помогают улучшить результаты работы и обеспечить устойчивое развитие сталелитейного завода.

3 «Правила обращения с твердыми отходами» показаны на рис. 1

Рис. 1 3. Правила обращения с твердыми отходами