轉爐煉鋼產污節(jié)點及環(huán)境監(jiān)管分析

王仲旭　賈子利　溫　娟　蓋楠楠　鄭艷芬　楊紅軍

（1河北環(huán)境工程學院河北秦皇島0661022上海市環(huán)境監(jiān)察總隊上海200232）

轉爐煉鋼產污節(jié)點及環(huán)境監(jiān)管分析

王仲旭1賈子利1溫娟1蓋楠楠1鄭艷芬1楊紅軍2

（1河北環(huán)境工程學院河北秦皇島0661022上海市環(huán)境監(jiān)察總隊上海200232）

我國的煉鋼企業(yè)數量非常多，對環(huán)境的污染非常嚴重，加強環(huán)境監(jiān)管是當務之急。煉鋼主要工藝是轉爐煉鋼，通過對轉爐煉鋼生產工藝、產污節(jié)點和治理技術的分析，明確了污染物排放的位置和種類，理清了轉爐煉鋼污染治理及回用技術，進而從產業(yè)政策和環(huán)境政策、環(huán)境管理、污染要素、環(huán)境風險分析、在線監(jiān)測等方面深入分析環(huán)境監(jiān)管的重點，為環(huán)境保護主管部門開展現(xiàn)場環(huán)境執(zhí)法提供了參考。

轉爐煉鋼；產污節(jié)點；治理技術；環(huán)境監(jiān)管

煉鋼是鋼鐵生產過程中的主要環(huán)節(jié)，是將鐵經過降碳轉化成鋼的過程，轉爐煉鋼是當前煉鋼的主要工藝［1］。轉爐煉鋼對環(huán)境的污染主要是粉塵排放，尤其是無組織粉塵排放非常嚴重，造成了嚴重的大氣污染。加強對轉爐煉鋼產污節(jié)點的分析和環(huán)境監(jiān)管是解決當前大氣污染的重要舉措，可以為環(huán)境保護主管部門現(xiàn)場環(huán)境執(zhí)法提供參考。

1　轉爐煉鋼企業(yè)生產工藝及產污節(jié)點分析

1.1轉爐煉鋼生產工藝

轉爐煉鋼是以鐵水和廢鋼為主要原料，輔以造渣劑（石灰、螢石、白云石、合成造渣劑）、鐵合金、冷卻劑、增碳劑等，并從爐頂吹入純氧進行熔煉，熔煉過程放出大量的熱，不需要另加燃料。轉爐煉鋼工序主要包括鐵水預處理、轉爐吹煉、精煉和連鑄等，具體過程為先將鐵水倒入混鐵爐，經過脫硫和擋渣后再加入廢鋼和輔料，經過冶煉將鐵水中的硅、硫、磷、碳、錳和氧等元素進行脫除，然后在精煉爐中進一步去除雜質，并進行成分和溫度的調整，最終經過連鑄后形成鋼坯的過程［2］。

圖1　轉爐煉鋼產污節(jié)點圖

1.2轉爐煉鋼產污節(jié)點分析

轉爐煉鋼產污節(jié)點見圖1，下面對轉爐煉鋼每個節(jié)點污染物排放種類和特性進行分析。

1.2.1廢氣

原料和輔料的轉運和上料，渣場裝卸和運渣過程產生大量粉塵；混鐵爐兌鐵水和出鐵水產生大量粉塵；轉爐吹氧冶煉產生一次煙氣，主要污染物是粉塵、一氧化碳、氟化物；轉爐兌鐵水、加廢鋼、加輔料、出鋼、出渣等產生二次煙氣，主要污染物是粉塵；精煉爐和火焰切割煙氣設施產生主要污染物是粉塵、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物；連鑄工序中鋼水包的運輸、鋼水傾倒、結晶器拉坯、坯材切割等過程產生粉塵；鋼包烘烤和中間罐產生二氧化硫、氮氧化物［3］。

1.2.2廢水

轉爐煤氣洗滌水主要污染物是懸浮物、石油類和熱污染；連鑄工序的直接冷卻水系統(tǒng)產生廢水主要污染物懸浮物和石油類；間接循環(huán)水冷卻系統(tǒng)也會產生廢水，污染較輕，主要是熱污染，大部分冷卻后循環(huán)使用，少量外排。

1.2.3固廢

轉爐煉鋼主要的固體廢物是鋼渣、脫硫渣、廢耐火材料、除塵灰或除塵泥［3］。鐵水預處理過程產生脫硫渣；轉爐和精煉爐冶煉過程中產生鋼渣；轉爐煉鋼一次煙氣和二次煙氣凈化產生的除塵灰和除塵泥，主要污染物是氧化鐵和石油類；連鑄過程中產生邊角料的廢鋼，連鑄直接冷卻水經過處理后產生的污泥，主要污染物是氧化鐵；轉爐、精煉爐、鋼水罐、鐵水罐、中間罐等的維修過程產生的廢耐火材料；另外生產設備維修產生的含油廢物屬于危險廢物，應該特別關注。

1.2.4噪聲

轉爐煉鋼噪聲主要是物料的運輸、各類風機、水泵的機械噪聲，轉爐、放散閥、火焰清理機和切割機、煤氣加壓機、吹氧閥站、空壓機、真空泵等產生的空氣動力性噪聲。最高噪聲可達130dB（A）。

2　轉爐煉鋼污染治理技術

2.1廢氣治理技術

鐵水預處理時應該保持負壓，并設置集塵罩，采用袋式除塵；混鐵爐兌、出鐵水時安裝氣幕罩和除塵設施；轉爐一次煙塵可采用濕法或干法除塵，當前國家政策鼓勵干法除塵；轉爐二次煙塵一般采取集塵罩和袋式除塵器；精煉爐采用集氣罩和封閉引氣除塵；連鑄工序鋼水包、中間包加蓋防塵；坯材切割、中間包烘烤采取集氣除塵措施［4］。

2.2廢水治理技術

轉爐煤氣洗滌廢水一般采用混凝沉淀法，連鑄廢水一般采用沉淀、過濾、冷卻、除油后回用，直接冷卻水一般降溫后回用，少量外排進污水站處理。

2.3固廢治理技術

鋼渣、邊角料的廢鋼和脫硫渣一般回收利用；轉爐塵泥和氧化鐵皮一般返燒結生產；廢耐火材料部分回收利用，其余進行填埋處置；廢油等危險廢物應移交有資質的單位處理［5］。

2.4噪聲治理技術

一般對產生噪聲的設施采取消聲、減振、隔聲措施。設備與管道采用軟連接，風機進出口安裝消聲器，各種風機和泵安裝基礎減振，并盡量安裝在室內或者安裝隔聲罩。

3　轉爐煉鋼環(huán)境監(jiān)管要點分析

3.1產業(yè)政策和環(huán)境政策檢查

《產業(yè)結構調整指導目錄》（發(fā)改委令［2013］第21號）規(guī)定：淘汰30t及以下轉爐（不含鐵合金轉爐）。

《鋼鐵行業(yè)規(guī)范條件》（2015年第35號）規(guī)定：建設、改造鋼鐵企業(yè)轉爐≥120t（普鋼板帶材生產線），轉爐≥70t（普鋼管、棒線材生產線）；現(xiàn)有鋼鐵企業(yè)轉爐＞30t；建設轉爐配套煤氣凈化回收利用裝置，加熱爐煙氣余熱回收利用設施，建設鋼渣、除塵灰、氧化鐵皮等固廢的處理裝置和循環(huán)利用措施。

大氣污染物排放應該符合《煉鋼工業(yè)大氣污染物排放標準》（GB 28664－2012）要求；水污染物排放應該符合《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標準》（GB 13456-2012）要求；另外檢查轉爐煉鋼是否符合《鋼鐵工業(yè)污染防治技術政策》（2013年第31號）《鋼鐵工業(yè)發(fā)展循環(huán)經濟環(huán)境保護導則》（HJ465-2009）《清潔生產標準鋼鐵行業(yè)（煉鋼）》（HJ/T428－2008）等政策和規(guī)范對轉爐煉鋼的要求。

3.2環(huán)境管理檢查

檢查環(huán)境影響報告書等審批文件、環(huán)評變更批復、排污許可證、下達行政處罰、行政命令、清潔生產審核評估文件等。檢查廠區(qū)環(huán)境綜合管理情況：檢查生產過程中油、煤氣是否存在跑、冒、滴、漏現(xiàn)象。檢查廠區(qū)道路硬化、綠化情況。檢查企業(yè)被查處環(huán)境違法問題整改落實情況。

3.3廢氣環(huán)境監(jiān)管要點

重點檢查轉爐一次煙氣、二次煙氣治理設施是否安裝，是否運行，檢查在線監(jiān)測數據以及企業(yè)污染治理設施臺帳，分析判斷是否存在問題。另外如果煉鋼車間的頂部出現(xiàn)紅、黃煙現(xiàn)象或者排氣筒冒黑煙，表明一次煙氣、二次煙氣集氣系統(tǒng)或者治理設施運行不正常。

檢查鐵水預處理設施是否采取負壓操作，是否設置集塵罩及除塵器，除塵器是否運行，煙塵排放是否達標；精煉爐是否采用集氣罩和封閉引氣除塵，設施是否運行，煙塵排放是否達標；連鑄工序鋼水包、中間包是否加蓋密閉防塵；坯材切割、中間包烘烤是否安裝集氣除塵措施，設施是否運行，煙塵排放是否達標。

檢查煉鋼車間是否采取集氣除塵措施控制無組織粉塵的排放；粉狀物料的貯存是否采取密閉措施控制無組織粉塵；各種物料的轉運過程是否全封閉［6］。

核算轉爐煉鋼廢氣產生和排放量，現(xiàn)場查閱轉爐煉鋼廢氣治理設施臺帳，并與污染核算數據進行對比，對企業(yè)產排污數據合理性進行判斷。轉爐產生的煙粉塵量約為25kg/t～35kg/t鋼，煉鋼產生廢氣為500m3/t鋼，經過凈化后一般可回收80m3/t～120m3/t鋼轉爐煤氣。無組織廢氣排放可參考第一次污染源普查《工業(yè)源產排污系數手冊》。

3.4廢水環(huán)境監(jiān)管要點

檢查轉爐煤氣洗滌廢水是否單獨收集治理，治理設施是否安裝，是否運行；連鑄廢水是否單獨收集治理，治理設施是否安裝，是否運行；間接冷卻水是否經冷卻和水質穩(wěn)定后重復利用。

核算廢水產生量，進而判斷廢水是否有偷排情況，污水產生量參照第一次污染源普查《工業(yè)源產排污系數手冊》。

3.5固廢環(huán)境監(jiān)管要點

檢查轉爐煉鋼產生的鋼渣、邊角料的廢鋼、脫硫渣、轉爐塵泥、氧化鐵皮和廢耐火材料臨時貯存設施是否滿足一般固廢臨時貯存要求，特別注意一般固廢貯存場所是否有危險廢物混入；通過查閱臺帳檢查鋼渣、邊角料的廢鋼、脫硫渣回收利用的途徑。檢查轉爐塵泥和氧化鐵皮是否返燒結生產，廢耐火材料最終處置方式，回收利用率；還需要注意廢水處理產生的污泥是否妥善處置，是否造成二次污染。

檢查廢油等危險廢物是否移交有資質的單位處理，可以查閱危險廢物轉移聯(lián)單和委托合同并估算危險廢物產生量，與轉運量進行核算，判斷是否有非法轉移問題。核算固廢產生量，判斷固廢臺帳是否正常，固廢產生量可以參照第一次污染源普查《工業(yè)源產排污系數手冊》。

3.6噪聲環(huán)境監(jiān)管要點

首先檢查噪聲設備是否采取了降噪措施，其次檢查降噪措施效果，可以在廠區(qū)周邊布點監(jiān)測或者走訪周邊居民。

3.7環(huán)境風險監(jiān)管要點

重點關注轉爐煤氣的環(huán)境風險，首先檢查企業(yè)是否有環(huán)境應急預案，環(huán)境應急預案是否通過審核，是否已經備案；其次檢查環(huán)境應急措施是否符合環(huán)境應急預案中規(guī)定。檢查企業(yè)環(huán)境應急物資的準備以及是否定期進行環(huán)境應急演練。

3.8在線監(jiān)測設施環(huán)境監(jiān)管要點

現(xiàn)場檢查在線監(jiān)測設施是否安裝，是否運行，采樣位置是否正確，檢查歷史數據是否平穩(wěn)，重點檢查污染設施維修或者產能發(fā)生變化時在線監(jiān)測數據是否有規(guī)律的發(fā)生變化，是否符合邏輯［7］。

4　結語

通過對轉爐煉鋼產污節(jié)點分析和環(huán)境監(jiān)管要點剖析，為環(huán)保主管部門開展環(huán)境監(jiān)管提供了參考。監(jiān)督企業(yè)環(huán)保規(guī)范化是解決當前環(huán)境嚴重污染的關鍵所在。另外煉鋼企業(yè)還應該從源頭入手，加強清潔生產，建立先進的環(huán)境管理體系，減少污染排放，從而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

［1］劉文波.煉鋼行業(yè)環(huán)境監(jiān)察要點［J］.產業(yè)與科技論壇，2011（19）：78-79.

［2］環(huán)境保護部環(huán)境監(jiān)察局.污染源環(huán)境監(jiān)察［M］.北京：中國環(huán)境科學出版社，2012.

［3］毛應淮.工業(yè)污染核算［M］.北京：中國環(huán)境出版社，2014.

［4］鋼鐵行業(yè)煉鋼工藝污染防治最佳可行技術指南（試行）H J-BAT-005［S］.

［5］鐘達理.鋼鐵企業(yè)環(huán)境治理研究［J］.鋼鐵技術，2015，（1）：40-44

［6］焦翠燕，任鋼，徐鐵兵，等.典型鋼鐵企業(yè)現(xiàn)場環(huán)境執(zhí)法監(jiān)察工作分析與研究［J］.中小企業(yè)管理與科技，2014（6）：148-150.

［7］張家煒.工業(yè)企業(yè)環(huán)境污染現(xiàn)狀與監(jiān)管對策［J］.環(huán)境與發(fā)展，2015（6）：77-80.

河北省教育廳人文社科項目（SZ151194），河北省科技廳科技計劃項目（16454201D）。

王仲旭（1980—），男，碩士，副教授，主要從事環(huán)境監(jiān)察、污染治理方面的研究。