钢铁行业生产工艺与排污特征课件

1、钢铁行业生产工艺与排污特征2007年07月目 录一、钢铁的生产工艺二、产排污节点、污染治理设施 主要污染物的去除三、产排污系数的选用 和污染物排放量计算一、钢铁的生产工艺行业发展概况一、钢铁的生产工艺行业发展概况 2006年世界粗钢产量登上12亿吨新台阶.中国连续11年居世界钢产量排行榜第一种类产量（万吨）生铁40416.70粗钢41878.20钢材46685.432006年我国钢铁产量钢的生产工艺分为长流程和短流程。（1）长流程（以铁矿石为冶炼原料）： 生产过程包含有烧结、球团、炼焦、高炉炼铁、转炉炼钢、连铸/模铸、轧钢等多道工序。一、钢铁的生产工艺M钢的生产工艺分为长流程和短流程。（ 2）

2、短流程（以废钢和直接还原铁为原料）： 与长流程相比，省去了烧结、球团、炼焦、高炉炼铁等铁前工序。一、钢铁的生产工艺特点： 钢铁生产是典型的流程制造过程 具有很强的连续化作业特点 一、钢铁的生产工艺钢铁工业是一个材料与能源高度密集型的行业，既是原料消耗的大户，又是能耗大户；几乎有一半以上的物料投入以废气、固体废弃料或副产品的形式产出，被排放到环境中产生污染。无论是产品流还是废料流中，水以及能量等方面，多个生产部门联系密切。特点： 一、钢铁的生产工艺主要体现为： 烧结生产原料连续进入、成品矿连续生成并产出； 高炉炼铁原料间歇进入，铁水连续生成间歇排出； 转炉炼钢原料间歇进入，合格钢水间歇排出； 钢

3、水连铸原料连续进入，钢坯连续生成并产出； 钢坯轧制原料连续进入，钢材连续产出。一、钢铁的生产工艺一、钢铁的生产工艺一、钢铁的生产工艺炼铁 包括高炉法 直接还原铁法 熔融还原法在此重点介绍高炉法和直接还原铁法。一、钢铁的生产工艺炼铁 （1）高炉法 高炉法包括烧结、球团、高炉炼铁工序。 烧结： 工序流程：原料-破碎-配料-混料 -（预热）-布料-点火 -烧结-冷却-破碎筛分-成品矿一、钢铁的生产工艺炼铁（1）高炉法 烧结： 主体生产设备：堆取料机、破碎机、振动筛、混料槽、带式/板式运、输机、配料仓、混料造球机、布料机、烧结机等二、产排污节点、污染治理设施对主要污染物的去除球团 球团矿在国内的生产工

4、艺主要有： 竖炉法 带式焙烧法 连篦机-回转窑法。 一、钢铁的生产工艺球团竖炉法主体生产流程： 原料-配料-混料及烘干-造球及筛分-布料-竖炉焙烧-冷却-筛分-成品矿主体生产设备： 配料仓、干燥机、混合机、造球机、带式/板式输送机、筛分机、布料机、竖窑、带冷机、鼓风机等。一、钢铁的生产工艺球团带式焙烧法主体生产流程： 原料-配料-混料及烘干-造球及筛分-布料-带式机焙烧-冷却-筛分-成品矿主体生产设备： 配料仓、干燥机、混合机、造球机、带式/板式输送机、筛分机、布料机、带式焙烧机、带冷机、鼓风机等。一、钢铁的生产工艺球团连篦机-回转窑法主体生产流程： 原料-配料-辊磨、造球及筛分-布料-干燥及

5、预热-回转窑焙烧-筛分-冷却-成品矿主体生产设备： 配料仓、精矿干燥机、辊磨机、强力混合机、造球机、带式/板式输送机、筛分布料机、链篦机、回转窑、环冷机、鼓风机等高炉炼铁主体生产流程： 原料-给料-输送-炉顶装料-高炉炼铁-炉前出铁水-铸造主体生产设备： 高炉、热风炉、给料仓、带式/板式输送机、粉磨机、鼓风机、铸铁机一、钢铁的生产工艺一、钢铁的生产工艺炼铁2）直接还原铁法隧道窑法主体生产流程： 原料-配料-隧道窑预热、还原-冷却-破碎-磁选-压块-海棉铁主体生产设备： 配料仓、隧道窑、带式/板式输送机、破碎机、磁选机、压块机、鼓风机等。一、钢铁的生产工艺一、钢铁的生产工艺炼铁炼钢 钢水冶炼主要

6、分为转炉法和电炉法； 钢水炉外精炼主要有LF法、CAS罩、VD法、RH法、VAD/AOD法等 ； 部分特殊钢还采用电渣重熔、真空自耗电极等重熔冶炼方法 ； 钢水浇铸除部分特殊钢仍采用模铸法外，大部分钢种采用了连铸技术。 一、钢铁的生产工艺炼钢转炉法冶炼主体工艺： 铁水-（预脱硫、磷、硅）-转炉吹炼-炉外精炼-连铸-火焰切割-连铸钢坯主体生产设备： 铁水罐/鱼雷罐、铁水包、混铁炉、转炉、钢包精炼炉、钢包加热炉、CAS罩、连铸机、火焰切割机等。一、钢铁的生产工艺炼钢电炉炼钢主体工艺： 原料-电炉熔炼-（炉外精炼）-连铸/模铸-钢坯主体生产设备： 电炉、精炼炉、钢包加热炉、连铸机/模铸机等。一、钢铁

7、的生产工艺炼铁炼钢轧钢 轧钢工艺主要分热轧法和冷轧法 。 一、钢铁的生产工艺轧钢热轧法一、钢铁的生产工艺轧钢热轧法连铸坯热轧法主体工艺为： 连铸坯-加热-热连轧-（矫直/精整）-卷取/横切-轧材法 。模坯热轧法主体工艺为： 模坯-加热-开坯-加热-热轧-轧材主体生产设备： 加热炉、开坯机、快锻机（轧制工具钢）、热连轧机组、矫直机、平整机、卷取机、飞剪机等。一、钢铁的生产工艺轧钢冷轧法一、钢铁的生产工艺轧钢冷轧法板带冷轧法主体工艺： 热轧板带-开卷-酸洗-冷连轧-（脱脂、退火）- 精整-卷取/横切-冷轧材钢管冷轧主体工艺： 热轧管坯-加热炉-穿孔-退火-打头-酸洗-涂油-冷 轧-热处理-矫直-冷

8、轧材冷轧法主体设备： 开卷机、焊接机、冷连轧机组、退火炉、加热炉 （管坯穿孔）、矫直机、酸洗槽、脱脂槽、平整机、卷取机、飞剪机等。钢铁联合企业残渣/副产品管理 一、钢铁的生产工艺典型钢铁厂水资源合理利用示意图 一、钢铁的生产工艺二、产排污节点、污染治理设施对主要污染物的去除炼铁 二、产排污节点、污染治理设施对主要污染物的去除炼铁 （1）高炉法 烧结气态污染物 ：烧结机头、机尾产生的烟气（含烟尘、SO2、NOx、CO、HF、重金属、二恶英等）。 治理方法主要为干法除尘。 原料准备系统、混合料系统、整粒系统、热矿冷却系统产尘（含粉尘）。 治理方法主要采用冲激式湿法除尘器、泡沫式湿法除尘器或布袋除尘

9、器 二、产排污节点、污染治理设施对主要污染物的去除炼铁 （1）高炉法 烧结水污染物 ：湿法除尘废水（含SS等） 治理方法主要沉淀循环或梯级利用，部分外排 。 沉积污泥定期排出进行脱水处理，泥饼返用于烧结配料 烧结固废主要为除尘系统收集的冶金尘泥，返用于烧结配料。 烧结工序中各产排污节点及治理设施对主要污染物的去除污染物种类产排污节点污染物名称治理方法气态污染物烧结机头、机尾烟尘、SO2、NOx、CO、HF、重金属、二恶英等干法除尘、电除尘、多管除尘原料准备系统、混合料系统、颗粒系统、热矿冷却系统粉尘冲激式湿法除尘器、泡沫式湿法除尘器、布袋除尘器水污染物湿法除尘废水含SS等集中浓缩法处理固废污染

10、物除尘系统收集的冶金尘泥尘泥返用于烧结配料二、产排污节点、污染治理设施对主要污染物的去除二、产排污节点、污染治理设施对主要污染物的去除球团气态污染物： 焙烧烟气（含烟尘、SO2、NOx、CO、HF、重金属、二恶英等）、配料、筛分及转运扬尘（含粉尘）、热矿冷却废气（含粉尘）。焙烧烟气的治理方法与烧结矿生产相似。配料、筛分、转运及热矿冷却等分散式产尘点治理方法也相似。水污染物： 湿法除尘废水（含SS、酸等）、设备间接冷却水。间接冷却水处理方法与烧结工艺类似。除尘废水处理方法及效果与烧结工艺类似。固废：除尘系统收集的冶金尘泥，返用于球团配料。球团工序中各产排污节点及治理设施对主要污染物的去除污染物种

11、类产排污节点污染物名称治理方法气态污染物焙烧烟气烟尘、SO2、NOx、CO、HF、重金属、二恶英等 干法除尘、电除尘、多管除尘配料、筛分及转运扬尘、热矿冷却废气粉尘冲激式湿法除尘器、泡沫式湿法除尘器、布袋除尘器水污染物湿法除尘废水、设备间接冷却水含SS、酸等集中浓缩法处理固废污染物除尘系统收集的冶金尘泥尘泥返用于球团配料二、产排污节点、污染治理设施对主要污染物的去除高炉炼铁气态污染物：高炉荒煤气（含烟尘、CO、氰化物等）、热风炉烟气（含烟尘、SO2、NOx、CO等）、铸铁机扬尘（烟尘）、碾泥机、炉前矿槽、炉前出铁扬尘（含粉尘）。 水污染：煤气湿法洗涤水（含SS、氰化物、挥发酚、COD等）、设备

12、间接冷却水、冲渣水（含SS）。冲渣过程基本不产生污染，冲渣水经过滤后循环使用，基本不外排。煤气湿法洗涤水一般处理后水循环使用。二、产排污节点、污染治理设施对主要污染物的去除高炉炼铁固废水淬渣和除尘系统收集的冶金尘泥，水淬渣一般用作水泥原料，冶金尘泥返用于烧结配料。二、产排污节点、污染治理设施对主要污染物的去除高炉炼铁工序中各产排污节点及治理设施对主要污染物的去除污染物种类产排污节点污染物名称治理方法气态污染物高炉荒煤气烟尘、CO、氰化物等 布袋除尘、文氏洗涤器净化热风炉烟气烟尘、 SO2 、NOx、CO等 烟囱排放铸铁机扬尘烟尘电除尘器或布袋除尘器碾泥机、炉前矿槽、炉前出铁扬尘粉尘水污染物煤气

13、湿法洗涤水含SS、氰化物、COD等自然沉淀或混凝沉淀设备间接冷却水、冲渣水含SS冲渣水过滤后循环使用固废污染物除尘系统收集的尘泥水淬渣、尘泥水淬渣一般做水泥原料、冶金尘泥返用于烧结二、产排污节点、污染治理设施对主要污染物的去除二、产排污节点、污染治理设施对主要污染物的去除炼铁（1）高炉法（2）直接还原铁法回转窑法炼铁气态污染物主要为： 窑头烟气（含烟尘、CO、SO2、氰化物等）、原料场、配料仓、冷却及筛分产尘（含粉尘）。 窑头烟气一般经多管干式除尘或水膜湿法除尘后用作燃料气；分散式产尘点扬尘治理方式与烧结法类似，但部分企业存在无组织排放。水污染物主要为：窑头烟气洗涤水（含SS、COD等）、设备

14、间接冷却水。烟气湿法洗涤水一般采用沉淀法处理后水循环使用，部分外排。固废主要为：分选后冶金废渣和除尘系统收集的冶金尘泥，冶金废渣可用作耐火材料或建筑材料，冶金尘泥返用于配料。回转窑法工序中各产排污节点及治理设施对主要污染物的去除污染物种类产排污节点污染物名称治理方法气态污染物窑头烟气烟尘、CO、 SO2 、氰化物等 多管干式除尘或水膜湿法除尘后用作燃料气原料场、配料场、冷却及筛分粉尘冲激式湿法除尘器、泡沫式湿法除尘器、布袋除尘器水污染物窑头烟气洗涤水含SS、COD等 沉淀法处理，处理后水循环使用设备间接冷却水固废污染物分选后冶金废渣、冶金尘泥尘泥、冶金渣冶金渣用做耐火材料或建筑材料、冶金尘泥返

15、用于配料二、产排污节点、污染治理设施对主要污染物的去除二、产排污节点、污染治理设施对主要污染物的去除炼铁2）直接还原铁法隧道窑法污染物种类产排污节点污染物名称治理方法气态污染物窑头烟气烟尘、CO、 SO2 、Nox、氰化物等 多管干式除尘或水膜湿法除尘后用作燃料气原料场、配料仓、冷却及破碎粉尘冲激式湿法除尘器、泡沫式湿法除尘器、布袋除尘器水污染物窑头烟气洗涤水SS、COD等 沉淀法处理，处理后水循环使用设备间接冷却水固废污染物分选后冶金废渣、冶金尘泥尘泥、冶金渣冶金渣用做耐火材料或建筑材料、冶金尘泥返用于配料二、产排污节点、污染治理设施对主要污染物的去除炼铁炼钢：分为转炉法和电炉法； M转炉炼

16、钢的气态污染物主要为：转炉一次烟气（含烟尘、CO等）、混铁炉、钢包加热炉及火焰切割烟气（含烟尘、SO2、NOx、CO等）、转炉二次烟尘、脱硫站、连铸机及精炼炉产尘（含烟尘）、装料产尘（含粉尘）。转炉炼钢的水污染物主要为：煤气洗涤废水（含SS，高铬钢冶炼含六价铬）、设备间接冷却水、连铸机直接冷却水（含SS，石油类、COD）。转炉法冶炼中各产排污节点及治理设施对主要污染物的去除污染物种类产排污节点污染物名称治理方法气态污染物转炉一次烟气烟尘、CO等LT干法OG湿法净化后用作燃气混铁炉、钢包加热炉、火焰切割烟尘、 SO2 、NOx、CO等 烟气经烟囱集中排放装料粉尘集气罩搜集、布袋除尘器转炉二次烟气

17、尘、脱硫站、连铸机、精练炉烟尘水污染物煤气洗涤水SS、高铬钢冶炼含六价铬混凝沉淀法或磁聚沉淀法处理设备间接冷却水、连铸机直接冷却水SS、石油类、COD沉淀-除油-过滤法进行处理固废污染物转炉、精练炉冶炼产生的冶金废渣和除尘系统搜集的尘泥冶金渣、尘泥作为配料回用于冶炼二、产排污节点、污染治理设施对主要污染物的去除电炉法冶炼中各产排污节点及治理设施对主要污染物的去除污染物种类产排污节点污染物名称治理方法气态污染物电炉烟气烟尘、CO等布袋除尘钢包加热炉、火焰切割烟气烟尘、 SO2 、NOx、CO等 经烟囱排放连铸机、精练炉烟尘集气罩搜集、布袋除尘器装料粉尘水污染物设备间接冷却水、连铸机直接冷却水SS

18、、石油类沉淀-除油-过滤法进行处理固废污染物转炉、精练炉冶炼产生的冶金废渣和除尘系统搜集的尘泥冶金渣、尘泥作为配料回用于冶炼二、产排污节点、污染治理设施对主要污染物的去除炼钢电炉炼钢二、产排污节点、污染治理设施对主要污染物的去除炼铁炼钢轧钢 轧钢工艺主要分热轧法和冷轧法 。 热轧法轧钢中各产排污节点及治理设施对主要污染物的去除污染物种类产排污节点污染物名称治理方法气态污染物加热炉烟气烟尘、CO、 SO2、 NOx烟囱集中排放精轧机轧制废气粉尘集气罩搜集水污染物轧机及钢材直接冷却废水SS、石油类旋流沉淀法、混凝沉淀法、沉淀-过滤法设备间接冷却水固废污染物冶金废渣、除尘系统收集的尘泥冶金渣、尘泥回

19、收用于炼钢或烧结原料二、产排污节点、污染治理设施对主要污染物的去除轧钢热轧法冷轧法轧钢中各产排污节点及治理设施对主要污染物的去除污染物种类产排污节点污染物名称治理方法气态污染物加热炉、退火炉烟气烟尘、CO、 SO2、 NOx、工业废气量经烟囱排放酸洗雾酸集气罩搜集后进行湿法洗涤碱洗雾碱乳化液雾乳化油精整粉尘集气罩搜集水污染物轧机直接冷却废水SS、石油类酸洗废水酸中和法固废污染物冶金废渣回用于炼钢或作烧结原料酸洗废液进行再生后回用于酸洗二、产排污节点、污染治理设施对主要污染物的去除轧钢冷轧法污染物产生（排放）系数的定义 污染物产生系数:简称产污系数，是指在典型工况生产 条件下，生产单位产品（使用

20、单位原 料）所产生的污染物量。污染物产生 系数包括原始产污系数和个体产污系数。三、产排污系数的选用和污染物排放量计算污染物排放系数:简称排污系数，是指在典型工况生产 条件下，生产单位产品（使用单位原 料）所产生的污染物量经污染治理设 施削减或直接排放到环境中的污染物 量，后者的量值与产污系数相同。污 染物排放系数包括原始排污系数和个 体排污系数。三、产排污系数的选用和污染物排放量计算M实测数据获取方案四同:指在某一行业中，对产品、原材料、生产工艺和 生产规模四种因素的组合。一个四同组合（条 件）代表生产相同（或类同）产品时、使用相同 （或类同）原材料、采用相同（相近）生产工艺、 具有相同（相近

21、）生产规模。 四同组合分类原则 分级区分原则、基本覆盖原则、差异性原则四同组合分类方法 产品分类、原料分类、工艺分类、规模分类 三、产排污系数的选用和污染物排放量计算M样本企业选取原则与方法对每种四同组合对应的个体产排污系数，选取2-6个不同企业进行调查或实测；样本企业数量的选取，主要依据所对应的产品产量、污染因子的危害性选取；侧重于对中小规模的选取；样本企业污染物排放总量不少于全行业污染物排放量的5%；体现原料（矿石、冶金原料）种类的多样性及地域分布特点；体现技术及管理水平的差异性；排污治理企业优先原则。三、产排污系数的选用和污染物排放量计算主要污染物的分析监测方法项 目监测方法方法来源废水

22、监测废水流量污水流量计法、量水槽法、溢流堰法HJ/T91-2002HJ/T92-2002化学需氧量(COD)重铬酸甲法GB11914-89石油类红外分光光度法GB/T16488-1996六价铬二苯碳酰二肼分光GB7467-87铅原子吸收分光光度法GB7475-87双硫腙分光光度法GB7470-87氰化物异烟酸-吡唑啉酮比色法GB7487-87废气监测废气流量固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法GB/T16157-1996烟尘、粉尘二氧化硫碘量法HJ/T56-2000电位电解法HJ/T57 -2000氮氧化物盐酸奈乙二胺分光光度法HJ/T43-1999紫外分光光度法HJ/T42-1999三、产排污系数的选用和污染物排放量计算气态污染物：对配有除尘装置的产污点，在除尘装置进、出口取样；对于没有除尘装置的产污点，只在集中排放管道处取样。水污染物：对于水污染因子，在工段废水进口、排出口及水处理厂出口处测定排污量，即测3