電爐煉鋼廠環境影響評價中的技術要點探討

李銀銀

（中冶南方工程技術有限公司，武漢 430223）

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

在電爐煉鋼建設項目環境影響評價過程中，重點需要關注同時也是難以準確把握的是：要嚴格對照國家相關法律法規、產業政策及行業環保政策，深入了解電爐煉鋼的生產工藝流程，分析其產污環節，并提出最佳且可行的污染防治措施。

1 電爐煉鋼生產工藝流程及產污特點

電爐煉鋼廠生產工藝流程及產污環節如圖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后，進行分選、切割、剪切、打包、歸堆并運至電爐車間，裝入電爐料罐。由起重機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，同時根據硅錳鐵裝入比率確定熔化工藝要求。通電熔化時，合上電源開關，電極自動下降并起弧，同時爐壁氧槍吹氧。開始的3 min內，采用低壓短弧操作。接著，打開爐門碳氧槍，造泡沫渣，加快熔化并保護爐襯和水冷爐壁。升溫時，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至爐外處理，再通過行車吊運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，最終達到對鋼液脫硫、脫氧、去除夾雜物、合金化、調溫等效果。精煉爐處理結束后，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不斷地送入連鑄機中，拉出高溫鑄坯，鑄坯送軋鋼車間進行軋制。

圖1 電爐煉鋼廠生產工藝流程及產污環節

1.2 電爐煉鋼廠的主要產污節點

1.2.1 廢氣

廢鋼原料預處理階段產生的廢氣主要是在原料分選、切割過程中產生的無組織揚塵；煉鋼連鑄工序產生的廢氣主要來自電爐、精煉爐冶煉時產生的煙塵。

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、電爐滑動水套、結晶器、連鑄設備以及除塵系統等設備的水冷后產生的廢水。煉鋼車間直接冷卻廢水是連鑄機設備直接冷卻產生的廢水。

1.2.3 噪聲

原料預處理階段產生的噪聲污染源主要來自汽車在出入廢鋼堆場運輸物料時產生的交通噪聲，起重機在裝卸物料時產生的機械噪聲，以及剪切機、打包機在加工廢鋼料時產生的噪聲等。煉鋼連鑄工序的噪聲源主要為電爐和精煉爐冶煉噪聲、連鑄機噪聲、除塵系統風機噪聲以及水泵運行噪聲。

1.2.4 固體廢物

廢鋼原料處理工序產生的固體廢物主要有廢鋼料分揀和加工過程中產生的不合格廢鋼（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。煉鋼、連鑄產生的固體廢物有電爐鋼渣、鑄余渣、廢耐火材料、氧化鐵皮（泥）、濁環水系統收集的廢油脂以及除塵系統收集的除塵灰等。

2 電爐煉鋼車間的污染特點

2.1 廢氣和粉塵產生量大

電爐加料、吹氧、冶煉和出鋼期間產生的含塵煙氣較多，電爐在吹氧冶煉過程中會產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、出鋼期間也會產生含塵煙氣，其與電爐冶煉時爐體四周逸散的煙塵被統稱為二次煙氣；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、塑料等有機化合物和氯化物，其在廢鋼冶煉的過程中會產生大量二噁英，該氣體會混入煙氣中。另外，廢鋼預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產生的高溫進行物料熔化和冶煉，電極放電時將產生強弧光、高溫和炸雷聲，該聲音為連續爆炸響聲，持續時間在20 min左右，聲級值高達125 dB（A）。此段時間為物料熔化期，之后噪聲強度減弱，聲級值保持在113 dB（A）左右，一直持續到一爐鋼冶煉結束[1]。如果不采取有效的降噪措施，很容易造成車間內和廠界外的噪聲值超過國家標準。

2.4 固體廢物處置

對照《國家危險廢物名錄》（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，應按照危險廢物管理要求進行暫存和處置。

3 環境影響評價技術要點

3.1 產業政策及規劃符合性

在電爐煉鋼項目的環境影響評價過程中，需要嚴格對照《產業結構調整指導目錄》（2013年本）、《部分工業行業淘汰落后生產工藝裝備和產品指導目錄》（2013年本）、《鋼鐵行業規范條件》（2015修訂）、《國務院關于化解產能嚴重過剩矛盾的指導意見》（國發[2013]41號）和《工業和信息化部關于印發部分產能嚴重過剩行業產能置換實施辦法的通知》（工信部產業[2015]127號）等相關產業政策的要求，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，建設項目應當符合當地城市發展規劃、工業園區產業規劃和環保規劃等要求。

3.2 污染防治措施

3.2.1 電爐煙氣除塵

電爐煙氣除塵系統包括兩大部分：煙氣捕集系統和煙氣凈化系統。對于煙氣凈化系統，國內外絕大部分采用袋式除塵器，其技術已經成熟。電爐煙氣治理的關鍵是煙氣的捕集率，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：電爐冶煉時產生的高溫煙氣（一次煙氣）采用第四孔排煙系統（直流電爐稱第二孔排煙），即在電爐爐蓋上開一個專用排煙孔，直接將爐內煙氣抽入除塵系統；電爐上料系統、出鋼時以及爐體四周煙氣（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。

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，對進廠廢鋼進行預處理，分揀出原料中的有機物，最大限度減少入爐有機物的量；其次是過程控制，對燃燒后的煙氣進行急冷處理，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間；最后是末端治理，采取二噁英脫除技術，如高效過濾技術、物理吸附技術、高溫氧化技術和催化分解技術[2]。

3.2.3 廢水

電爐煉鋼廠通常采用干法除塵，產生的廢水主要包括間接冷卻循環水和直接冷卻循環水。電爐、LF爐、連鑄機、空壓機、氧壓機和各種除塵風機等設備間接冷卻為凈環水，使用后僅水溫升高，水質未受污染，經冷卻后循環使用，為保持水質穩定，產生的少量排水補入濁環水系統。

連鑄坯二次冷卻水含有氧化鐵皮和少量油，經旋流沉淀池沉淀、化學除油器加藥沉淀去除油及懸浮物后，泵至高速過濾器過濾，出水經冷卻后循環使用，系統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，爐側煙氣導流罩和屋頂罩可以起到隔聲作用，并且冶煉設備均設置在廠房內，利用建筑隔聲并設隔聲門窗。此外，有專家指出，Consteel煉鋼電弧爐采用廢鋼預熱和連續加料方式，相比傳統煉鋼電弧爐，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對鋼液實施埋弧加熱，而不直接接觸固體廢鋼。因此，熔池工況十分平穩，電弧比較穩定，電壓波動非常小，噪音也相對較低（95 dB），工作環境明顯改善。

3.2.5 固體廢物

電爐煉鋼項目產生的一般工業固廢均可作為二次資源回收綜合利用。危險廢物除了含油抹布混入生活垃圾后，統一由地方環衛部門處置，根據《國家危險廢物名錄》（2016年版）中的相關要求，該處置環節下的廢含油抹布屬于豁免類，實行危險廢物豁免管理要求。其他危險廢物（電爐除塵灰、廢礦物油和廢油脂等）均定期交由有資質的危廢處置單位進行安全處置。

4 結語

在電爐煉鋼項目的環境影響評價中，關于項目與產業政策要求的符合性，人們不僅要關注主體設備是否符合準入條件，也要全面分析排放指標要求和采取的環保治理措施的合理性和可行性，以減少污染物對周邊環境的影響。