“熔融鋼渣熱悶處理及金屬回收技術(shù)與應(yīng)用”獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)
鋼鐵渣是鋼鐵生產(chǎn)的必然產(chǎn)物，每煉1噸鋼產(chǎn)生0.12—0.14噸鋼渣。鋼渣中約有10%渣鋼和鋼渣黏連，回收渣鋼困難，傳統(tǒng)的熱潑處理工藝只能回收50%的渣鋼。
“熔融鋼渣熱悶處理及金屬回收技術(shù)與應(yīng)用”項(xiàng)目，是中冶建筑研究總院有限公司技術(shù)研究人員歷經(jīng)16年時(shí)間創(chuàng)新研究取得的一項(xiàng)重大科技創(chuàng)新成果。首次成功應(yīng)用于鞍山鋼鐵集團(tuán)公司，在鞍鋼營(yíng)口鲅魚(yú)圈鋼鐵新區(qū)建成“熔融鋼渣熱悶處理及金屬回收技術(shù)”示范工程。該技術(shù)成果從鋼渣中回收金屬，實(shí)現(xiàn)鋼渣高價(jià)值資源化利用，消除廢渣占地，實(shí)現(xiàn)煉鋼清潔生產(chǎn)，對(duì)鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展、節(jié)能減排有重要意義。其主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)：
發(fā)明了熔融鋼渣熱悶處理方法。根據(jù)熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)原理，揭示了鋼渣中游離氧化鈣快速消解規(guī)律和鋼渣冷卻碎裂粉化機(jī)理，開(kāi)創(chuàng)了熔融鋼渣直接熱悶8—12小時(shí)穩(wěn)定化處理新工藝，解決了鋼渣在自然條件下需數(shù)年才能穩(wěn)定的問(wèn)題，使鋼渣100%資源化利用，以及渣和鋼的有效分離；
首次解決了熔融鋼渣熱悶爆炸難題。研究了熔融鋼渣遇水反應(yīng)產(chǎn)生H2的機(jī)理和H2濃度隨熱悶時(shí)間變化的規(guī)律，發(fā)明了智能化排放H2和塵汽的移動(dòng)罩車(chē)，消除了爆炸的隱患，實(shí)現(xiàn)了安全和清潔生產(chǎn)；
研發(fā)出熱悶工藝的核心設(shè)備。建立了熱悶裝置結(jié)構(gòu)模型，通過(guò)對(duì)溫度、內(nèi)力、變形的分析計(jì)算，研發(fā)出耐高溫、急冷急熱不變形的熱悶處理裝置；
研發(fā)出渣鋼提純?cè)O(shè)備，創(chuàng)新了金屬回收工藝。根據(jù)棒磨機(jī)選擇性破碎的原理，開(kāi)發(fā)出渣鋼提純用干式棒磨機(jī)及金屬回收新工藝。與傳統(tǒng)的多級(jí)破碎金屬回收工藝相比，渣鋼可直接返回?zé)掍摵蜔Y(jié)使用，尾渣中金屬鐵含量由4%降低到2%以下。
這一技術(shù)突破了熔融鋼渣熱悶技術(shù)瓶頸，完成了方法、設(shè)備及工藝的創(chuàng)新和優(yōu)化，形成了成熟可靠、安全、環(huán)保的熱悶工藝和金屬回收工藝成套先進(jìn)技術(shù)。自2007年起，該技術(shù)已在鞍鋼、首鋼京唐鋼、太鋼等28家鋼鐵企業(yè)推廣應(yīng)用，占全國(guó)新建和改擴(kuò)建鋼渣處理生產(chǎn)線的80%，鋼渣年處理量占全國(guó)鋼渣總量的25.47%。目前累計(jì)處理鋼渣約3500萬(wàn)噸，回收廢鋼228萬(wàn)噸，磁選粉329萬(wàn)噸，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值約54.52億元，利潤(rùn)約8.67億元。
用該技術(shù)處理后的鋼渣可生產(chǎn)鋼渣粉，取代10%—30%的水泥配制混凝土，2012年在新余、九江、日照、武漢等地形成共計(jì)1110萬(wàn)噸鋼鐵渣粉生產(chǎn)能力，每年可節(jié)省石灰石1232萬(wàn)噸，粘土199萬(wàn)噸，減排CO2905萬(wàn)噸，節(jié)能402.5萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。近三年累計(jì)減少堆渣占地1750畝，為改善生態(tài)環(huán)境做出了重大貢獻(xiàn)。
目前，該技術(shù)獲授權(quán)專利14件，其中發(fā)明專利5件，實(shí)用新型專利9件，形成了以“一種熔融鋼渣熱悶處理方法”發(fā)明專利為核心的專利保護(hù)群。其中“一種熔融鋼渣熱悶處理方法”專利榮獲了2010年國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局和世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織授予的中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng)。
該院以“熔融鋼渣熱悶處理及金屬回收技術(shù)”為基礎(chǔ)主編和參編了國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)35項(xiàng)，形成了冶金固體廢棄物資源化利用標(biāo)準(zhǔn)體系，為促進(jìn)全國(guó)鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排提供了強(qiáng)有力的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范支撐，鞏固了中冶集團(tuán)在鋼鐵渣處理與利用領(lǐng)域的龍頭優(yōu)勢(shì)，也為國(guó)家“十二五”實(shí)現(xiàn)冶煉渣70%綜合利用率的目標(biāo)提供了技術(shù)支撐。
中冶建筑研究總院有限公司環(huán)保事業(yè)部常務(wù)副總經(jīng)理兼總工程師楊景玲教授，是該項(xiàng)目第一完成人。他一直從事環(huán)境工程前沿課題的研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)、工程組織與領(lǐng)導(dǎo)工作，是工業(yè)環(huán)境保護(hù)國(guó)家工程研究中心常務(wù)副主任，中國(guó)金屬學(xué)會(huì)冶金環(huán)境保護(hù)分會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)、中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)理事、《環(huán)境工程》雜志編委會(huì)副主任，被科技部、環(huán)？偩、金屬學(xué)會(huì)等組織聘為專家?guī)鞂＜摇?004年獲國(guó)務(wù)院特殊津貼榮譽(yù)。
楊景玲教授與朱桂林、蘇興文、郝以黨、張宇、孫樹(shù)杉、錢(qián)雷、焦禮靜、王純、張淑苓等團(tuán)隊(duì)人員合作，推動(dòng)了鋼鐵行業(yè)鋼渣“零排放”及資源化利用的技術(shù)進(jìn)步，形成了新的產(chǎn)業(yè)鏈，提高了企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
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