炼钢与环境（浅谈）

一、钢的定义和分类：

钢是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.11%之间的铁碳合金的统称。钢的化学成分可以有很大变化，其中含有少量锰、磷、硅、硫等元素，含碳量低于1.7%的钢称为碳素钢。在实际生产中，钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素，比如：锰、镍、钒等等。

 

钢的主要成分是铁和碳。其中，碳的含量不超过2%，是钢中的主要元素。另外，钢中还含有硅、锰、硫、磷等元素，这些元素的加入可以显著提高钢的性能。
硅是钢中的有益元素，可以有效地提高钢的强度和硬度。

锰在钢中主要起脱氧作用，同时可以提高钢的强度和硬度。硫在钢中是有害元素，会降低钢的韧性，引起热脆性。磷在钢中是有益元素，可以显著提高钢的强度和硬度，但是磷的加入量不能过高，否则会引起冷脆性。

为了保证钢的韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。在实际生产中，根据用途的不同，钢往往含有不同的合金元素，如锰、镍、钒等。钢是铁和碳的合金，是金属材料中的一种。按其成分、用途、成形方法和金相组织等，钢可以分为多种类型。

按成分：碳钢的含碳量一般小于2%，除含碳外还含有少量的硅、锰、硫、磷等元素。

按用途，碳钢可以分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类。其中，碳素结构钢又可以分为建筑结构钢和机器制造结构钢。按含碳量，碳钢可以分为低碳钢（含碳量小于0.25%）、中碳钢（含碳量0.25%-0.6%）和高碳钢（含碳量大于0.6%）。
按用途：钢可以按照其用途进行分类，如结构钢、工具钢、不锈钢等。
按成形方法：钢可以按照其成形方法进行分类，如锻钢、铸钢、热轧钢、冷拉钢等。
按金相组织：在显微镜下观察到的不同形状和结构的钢，可以大致分为退火状态的、正火状态的和其他状态的。

总之，钢的分类方法有很多，可以根据成分、用途、成形方法和金相组织等不同的标准进行分类。不同类型的钢具有不同的特性和用途，在应用中需要根据具体情况选择合适的类型。

二、炼钢工艺流程如下：

将熔铣送前处理站作脱硫脱磷处理。经转炉吹炼后。再依订单钢种特性及品质需求，送二次精炼处理站(RH真空脱气处理站、Ladle Injection盛桶吹射处理站、VOD真空吹氧脱碳处理站、STN搅拌站等)进行各种处理。调整钢液成份。最后送大钢胚及扁钢胚连续铸造机，浇铸成红热钢胚半成品。经检验、研磨或烧除表面缺陷，或直接送下游轧制成条钢、线材、钢板、钢卷及钢片等成品。

三、转炉炼钢（converter steelmaking）

是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程。其核心流程为转炉炼钢吹炼和精炼两个环节，先将转炉倒入铁水、废钢、铁合金等材料，然后通过氧气进行吹炼，最后通过精炼环节完成钢水的提纯。

四、炉外精炼工艺技术

是指将转炉、平炉或电炉中初炼过的钢液移到另一个容器中进行精炼的炼钢过程，也称“二次炼钢”或“钢包冶金”。

这个工艺过程包括初炼和精炼两步。初炼过程中，炉料在氧化性气氛的炉内进行熔化、脱磷、脱硫、去除杂质和主合金化，获得初炼钢液。精炼则是将初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器中进行脱气、脱氧、脱硫，去除夹杂物和成分微调等。

炉外精炼可以提高钢的质量，缩短冶炼时间，优化工艺过程并降低生产成本。

炉外精炼工艺路线一般包括以下步骤：

将钢水从转炉或其他冶炼设备中倒入LF炉中。在LF炉中对钢水进行加热，加热的目的是使钢水达到适宜的温度，便于后续的精炼操作。进行钢水的精炼操作，主要是通过氧化还原反应来去除钢水中的杂质。在精炼过程中，首先加入氧化剂，如氧气、氮气等，使钢水中的杂质被氧化。然后再加入还原剂，如铝、硅等，使氧化后的杂质被还原，从而达到去除杂质的目的。在精炼过程中，还需要进行钢水的搅拌，这是为了使钢水中的杂质更加均匀地分布在钢水中，便于精炼操作的进行。搅拌可以通过气体喷吹、机械搅拌等方式进行。

精炼完成后，需要对钢水进行取样检测，以确保钢水的质量符合要求。如果发现钢水中仍有杂质，需要进行再次精炼，直到钢水的质量符合要求为止。

以上就是炉外精炼工艺路线的一般步骤，具体操作需要根据钢种和产品质量要求的不同进行调整和优化。

五、炼钢厂的废水主要来源

钢铁生产制品过程中的各个阶段，不同生产阶段会产生不同类别的废水。例如，焦化废水主要产生于焦炉熄焦和硝化生化系统中，高炉洗涤过程中会产生高炉洗涤水，含有大量废弃物的转炉烟气废弃水，以及轧钢废水等。这些废水中含有大量的氧化铁皮、悬浮物和油类等。此外，钢铁企业在进行软化水、脱盐操作和纯水生产中也会产生大量的浓盐水。

对于炼钢厂废水的治理，首先需要对废水进行分类处理。不同类别的废水的处理工艺复杂度不同。对于冷却水，由于其处理难度较高，应作为重点处理对象。对于纯水和软化水循环系统中的废水，其处理难度相对较低，但仍需按照相关标准进行废水处理，使废水达到国家要求的排放标准。

对于焦化废水，因其含有大量悬浮物和油类，需要进行预处理，如沉淀、分离等，以降低废水中的污染物含量。对于含有大量废弃物的转炉烟气废弃水，应采取沉淀、过滤等多重处理方法，以最大限度地减少废水中残留的废弃物。对于轧钢废水，可采用旋流沉淀池进行处理，经过沉淀处理后的废水再进行过滤净化，以达到排放标准。同时，对于不同类型的废水，也可采取不同的药剂处理方法，如混凝沉淀-水稳药剂处理技术，通过分离机将废水中的沉渣分离出来，再将剩余的废水进入沉淀池，加入絮凝剂进行混凝沉淀处理。

       同时，针对钢铁企业废水的产生和治理工艺，还可采取其他措施。例如，对于钢铁企业内部的冷却系统，应尽量采用封闭式冷却系统，以减少冷却水与外界的接触，从而减少废水的产生。此外，钢铁企业应加强生产管理，优化生产工艺，尽可能地减少生产过程中的废水产生。同时，应加强对废水的监测和管理，确保废水治理设施的正常运行和废水达标排放。

综上所述，炼钢厂的废水产生来源多样，治理工艺复杂。需要采取分类处理、预处理、药剂处理等多种措施，以达到排放标准。同时，也需要加强生产管理和废水监测，以减少废水产生和保障废水达标排放。

六、炼钢废水主要可以分为以下几类：
1.炼铁废水：来源于高炉煤气洗涤水和冲渣废水，具有水温较高、含有悬浮物浓度较大的特点。

2.炼钢废水：主要是指在炼钢过程中产生的废水，包括转炉煤气洗涤水、连铸机浇钢废水、轧钢冲洗废水等。

3.轧钢废水：在轧钢生产过程中会产生大量的废水，包括热轧废水、冷轧废水等。
对于炼钢废水的处理工艺，一般可采用以下方法：
预处理：将废水中的大颗粒物质、油污等清除，以便进行后续的处理。

化学处理：向废水中投加化学药剂，如絮凝剂、混凝剂等，以形成较大颗粒的沉淀物，再通过过滤等方法将其分离出来。

物理处理：利用物理原理，如吸附、过滤等，去除废水中的细小颗粒和溶解性物质。

生化处理：利用微生物的生化作用，分解废水中的有机物和有毒物质，转化为无害的物质。

深度处理：对生化处理后的废水进行进一步处理，如活性炭吸附、离子交换等，以去除废水中的残余有害物质。

在实际操作中，炼钢废水的处理工艺需要根据废水的种类、水质和排放标准等因素来确定。一般来说，炼钢废水的处理工艺需要多种方法组合使用，以确保废水得到有效处理并达标排放。

七、焦化废水的产生：

是炼焦、煤气在高温干馏、净化及副产品回收过程中，产生含有挥发酚、多环芳烃及氧、硫、氮等杂环化合物的工业废水，是一种高COD、高酚值、高氨氮且很难处理的一种工业有机废水。其主要来源有三个：
剩余氨水。它是在煤干馏及煤气冷却中产生出来的废水，其水量占焦化废水总量的一半以上，是焦化废水的主要来源。

在煤气净化过程中产生出来的废水，如煤气终冷水和粗苯分离水等。在焦油、粗苯等精制过程中及其它场合产生的废水。焦化废水所含污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等，是一种典型的含有难降解的有机化合物的工业废水。

具体来说：易降解有机物主要是酚类化合物和苯类化合物。砒咯、萘、呋喃、咪唑类属于可降解类有机物。含氮化合物是焦化厂废水中数量众多且组成十分复杂的有机物。质谱仪定出的喹啉及某些烷基取代物，被疑为致癌物质。芳烃和芳香胺等同样有不少生物活性物质。

这些污染物和化合物的含量和成分都会随着生产过程和操作条件的变化而变化，因此焦化废水的处理需要针对其具体成分和特点进行科学有效的处理。

八、炼钢冶金行业的高盐废水及MVR蒸发

钢铁生产过程中的冷却水循环系统、酸洗过程、钢铁表面处理和冶炼炉冷却等环节。这些废水中含有高浓度的盐类化合物，如氯化钠、硫酸盐、氯化铁等。炼钢过程中，部分钢铁材料会与冷却水或水蒸气发生化学反应，产生含有盐类化合物的废水。钢铁表面的清洗和处理过程中，通常会使用含有盐类化合物的溶液，这些溶液在使用后成为高盐废水。炼钢厂使用的各种化学药剂和添加剂，如氯化物、硫酸盐等，在与其他物质发生化学反应后，会产生高盐废水。

MVR蒸发技术可以很好地解决RO浓水处理难的问题。对于RO浓水，采用普通方法处理时，出水水质难于达到排放标准，而MVR蒸发技术则能够很好地解决这一问题。MVR蒸发技术不仅可以使RO浓水再浓缩，同时蒸出水可以再次利用，做到废水处理与资源化相结合。在MVR蒸发技术中，废水被浓缩到结晶阶段，结晶经过后续处理可以得到以硫酸钠为主的无机盐，最终实现冶金工业废水零排放。韶关冶炼厂就是一个例子，该厂将MVR蒸发技术用于处理RO膜浓水，使RO浓水再浓缩，同时蒸出水可以再次利用，做到废水处理与资源化相结合，最终以蒸馏水合硫酸钠为主的无机盐形式呈现，实现废水零排 

MVR蒸发技术在冶金工业废水处理方面具有很大的优势。不仅可以降低废水中的污染物含量，还可以将废水中的有用物质回收再利用，实现资源的最大化利用。同时，MVR蒸发技术可以大大减小废水处理设施的规模和投资成本，提高废水处理的效率和效果。

总的来说，MVR蒸发技术在炼钢冶金行业中具有广泛的应用，可以帮助企业实现废水零排放的目标，促进企业的可持续发展。

九、炼钢冶金新技术包括以下几种：

1.高氮钢冶炼：通过研究压力、底吹流量等因素对钢液氮含量的影响规律，构建高压条件下氮溶解度模型和气-液反应动力学模型，研究碳氮化物的形成机制、弥散分布及其对性能的影响，开发高压底吹氮法冶炼高氮钢的新技术。

2.微合金钢冶金：研究钢液微合金化工艺、合金元素对钢液凝固过程的影响、形变过程中第二相粒子形核与长大行为、形变参数对微合金钢相变的影响，实现微合金钢的强韧化。

3.转炉渣脱磷：研究溅渣护炉气化脱磷、微波碳热还原气化脱磷机理，确定磷在气-渣-金三相间的分配规律，开发炉内与炉外转炉渣脱磷新技术，解决转炉渣循环利用过程磷的富集问题。

4.炉外精炼：研究增设钢包底吹氩条件下RH精炼过程流体流动行为以及C、O、S、P、N等元素的冶金行为和脱除动力学、设备工艺参数对精炼效果的影响，开发RH复吹精炼新工艺。

5.短流程冶炼：因为环保压力，短流程冶炼会增加占比。电炉，COREX，HISMELT，FINIX等熔融还原炼铁技术有一定市场需求，但冶炼成本及降碳是主要问题。

6.钢化联产：长期以来,钢铁副产煤气的主要用途之一是燃烧加热。这些用途虽然利用了煤气的热能，但其价值未得到充分体现。跟煤化工制取CO和H2后再生产LNG、乙醇、乙二醇相比，具有更大的成本优势。伴随着降碳需求，CO2提取、固化等项目迎来利好。CO2可以用于炼钢冶炼，粉尘抑制，还有冷链运输，食品行业等，市场需求大，而冶金行业有其成本优势。光伏项目可以给企业带来一定碳指标，目前很多钢厂也正在进行光伏项目建设，但电价的差值是否能给企业带来效益也是项目能否落地的重要指标。

7.冶金智能化：冶金市场将进一步加快钢铁行业自动化、信息化的脚步，加速数字化、智能化的进程。