我国目前仍以长流程转炉炼钢方式为主,占比90%左右,因此提高钢渣利用率主要关注转炉钢渣的处置利用。结合国外钢渣处置发展的经验和我国的国情,建材化利用是规模化消纳钢渣的主要途径。然而,建材化利用面临着以下问题:
1、钢渣的稳定性不良。钢渣中的C₂S在钢渣冷却过程中,其晶型由β型向γ型转变使体积增大。钢渣中的f-CaO和f-MgO遇水发生水化反应生成Ca(OH)₂和Mg(OH)₂,导致体积膨胀,若应用于道路、建材等行业,会出现膨胀开裂现象;
2、钢渣中金属铁含量高。金属铁的存在,造成磨矿难度和能耗的增加,对颗粒均匀性造成不利影响,另外,在使用过程中也较容易出现铁锈现象;
3、受炼钢工艺、钢种特点、造渣制度等因素影响,钢渣的成分复杂、波动性大,造成其使用难度增大;
4、国内在钢渣分类(如脱硫渣、转炉渣、钢包渣)处理方面存在不足,是钢渣利用率难以提高的关键因素之一;
5、钢渣的密度大,压实后堆密度超过3t/m³,是普通建材的1.2~1.4倍,导致钢渣在运输和使用时的能耗要增加10%左右[1]。
上述问题中,最核心的是稳定性和金属铁的回收问题。钢渣应用技术要求(GB/T32546—2016)中也明确提到:胶凝材料和骨料(集料)用钢渣在使用前应经稳定化和除铁处理,其金属铁含量应不大于2.0%(用于抹灰砂浆时其金属铁含量应不大于1.0%),且体积稳定性合格。
为达到上述目的,通常采用两次预处理法处理钢渣:第一次处理主要为热处理,使钢渣稳定化,第二次处理主要为破碎分级和最大限度的回收铁。
(一)加强工业节能。加强电力、钢铁、有色、化工、建材、造纸等高能耗行业能耗管控,督促重点耗能企业积极开展能源审计,组织节能专家和节能服务公司深入重点用能单位,挖掘节能潜力,制定节能目标及措施,加快节能技术改造。按照《福建省重点用能单位能耗在线监测系统建设实施方案》部署,完成重点用能单位能耗在线监测系统建设,进一步提升重点用能单位节能管理信息化和精细化水平。严格执行《福建省固定资产投资项目节能审查实施办法》,严格限制高耗能项目准入。继续实施燃煤锅炉节能环保综合提升工程,扩大锅炉能效和环保测试范围,每年开展在用锅炉的能效测试5-10家,基本实现重点用能单位在用锅炉能效测试全覆盖。鼓励永磁同步电机、变频调速、能量反馈等节能技术的集成应用。推广高效换热器,提升热交换系统能效水平。适时在钢铁、火电等重点行业开展用能权交易试点。到2020年,规模以上工业企业单位增加值能耗较2015年降低18%。
(二)推动建筑节能。全面实施绿色建筑设计标准和评价标准,推行绿色建造方式,推广节能门窗、绿色建材,推广装配式和钢结构建筑,实现低星普及化、高星示范化。引进培育建筑节能服务公司,推广合同能源管理(EMC)模式,强化既有公共建筑节能改造,重点改造达不到国家现行节能设计标准的0.5万平方米以上公共建筑和2万平方米以上社会投资公共建筑。到2020年,全市城镇新建民用建筑全部执行绿色建筑标准,全市完成既有公共建筑节能改造4万平方米。
(三)强化交通节能。引导营运车辆向专业化、标准化、清洁化方向发发展,鼓励运输企业加快淘汰老旧、高耗能、高排放车辆,推广应用集装箱、厢式、冷藏、散装、液罐、城市配送等先进成熟的专用运输车辆和标准车辆。鼓励使用新能源环保型车辆,到2020年,全市累计推广新能源汽车3万辆。加大老旧船舶更新力度,鼓励发展与产业相适应的船舶船型。加快港口装卸运输装备与机械技术升级改造,淘汰低效率、高污染的老旧设备。推动交通运输智能化,实现道路客运全市网上售票和多数车站联网售票,引导培育“共享”交通运输模式。
(四)促进公共节能。持续推进节约型公共机构示范单位创建,争创国家级、省级节约型公共机构示范单位。开展公共机构节水型示范单位的建设,鼓励采用合同节水管理模式实施节水改造,推动节水新技术、新产品的应用,在院校、公立医院推广用水计量收费。加快公共机构既有建筑围护结构、空调、配电、照明、电梯等重点用能设施、设备绿色化改造,推动公共机构垃圾分类回收,强化公共机构能耗统计和审计工作。