鋼渣的合理利用和有效回收是現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)技術進步的重要標志之一，搞好鋼渣綜合利用，實現(xiàn)鋼尾渣“零排放”，一直是業(yè)內(nèi)人士努力的方向。鋼渣具有耐磨性強、吸水性低、水硬性好、多棱角等特點，將其用作建筑材料，對促進綠色發(fā)展、助力“雙碳”具有重要意義。
江蘇永鋼集團有限公司（以下簡稱：永鋼）始終把實現(xiàn)綠色發(fā)展作為重中之重的工作來抓，積極探索鋼渣等固廢的資源化利用途徑，提高鋼渣處理利用的能力和技術水平。鋼渣鋪路、制磚、用于3D打印項目是永鋼探索工業(yè)固廢協(xié)同利用的良好途徑，是實現(xiàn)資源循環(huán)利用的重要舉措，為國內(nèi)鋼廠處理鋼渣提供了實踐經(jīng)驗。
綠色智造，渣鐵分離更徹底
永鋼煉鋼廠熱燜車間內(nèi)共有16個熱燜池，采用傳統(tǒng)的池式熱燜工藝易造成二次污染，影響車間生產(chǎn)環(huán)境。為徹底改善生產(chǎn)條件，永鋼煉鋼廠熱燜車間引進了新一代鋼渣處理工藝——MES鋼渣粒化消解系統(tǒng)。
2021年8月，鋼渣熱燜車間正式開始改造。MES鋼渣?；庀到y(tǒng)的粒化與消解都是在密閉體系下完成，含塵蒸汽經(jīng)由除塵管道有組織進入洗滌塔及濕電處理后達標排放，這從根本上解決了運作時產(chǎn)生大量揚塵的問題。鋼渣處理車間負責人介紹說，“MES工藝具備建設投資低、占地省、運行成本低、裝備化自動化程度高等多項優(yōu)勢，而且經(jīng)過新系統(tǒng)熱燜后，渣、鐵能夠分離得更加徹底，析出的鐵量也得以增加。”
全新的鋼渣?；庀到y(tǒng)是熱燜車間里的“先進代表”，永鋼用科技賦能，踐行綠色智造。
變廢為寶，鋪就資源循環(huán)路
為充分發(fā)揮鋼渣在硬度、耐磨等方面的性能優(yōu)勢，永鋼開展了將鋼渣應用于道路的攻關試驗。因鋪設道路需要不同規(guī)格的鋼渣顆粒，因此要對鋼渣尾渣進行篩分，但篩分鋼渣的裝置經(jīng)常出現(xiàn)堵料問題，篩分的精準度也較低。為解決篩分裝置問題，永鋼研究小組采購了不同篩分裝置，對每個裝置的優(yōu)點和缺點進行分析，對篩分裝置進行改造與整合試驗。終于，研究小組通過改進裝置的孔眼形狀和材質(zhì)、加裝擋板、加大自動振動頻率，提高了篩分效率與精準度。研究小組成員表示，“最難的是，鋼渣中存在游離氧化鈣（f-CaO），因此會受外部濕度等環(huán)境因素影響體積膨脹甚至分裂。”研究小組針對原渣進行了長期跟蹤取樣，發(fā)現(xiàn)不同工序產(chǎn)生的原渣f-CaO具有明顯差異，為降低筑路用鋼渣中f-CaO的含量，采取對原渣分類收集處理的措施。此外，為了能快速檢測鋼渣的穩(wěn)定性，研究小組對鋼渣打水，加速膨脹分裂，并每個月對同一堆鋼渣進行成分檢測。僅是成分檢測這一步就用了六個月時間，終于總結出f-CaO含量在第三個月開始穩(wěn)定在標準值之內(nèi)的結論。2020年8月，永鋼在循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)園完成鋼渣耐磨瀝青道路的鋪設。鋼渣耐磨瀝青道路具有瀝青粘合度高、耐磨損、成本低等優(yōu)點，相對于傳統(tǒng)的瀝青道路，其吸水性能、耐磨性能更優(yōu)，路面的抗滑性能也更好。與傳統(tǒng)玄武巖相比，同樣鋪設1000平方米、厚度4厘米左右的瀝青，用鋼渣原料可節(jié)約成本1萬多元。
2020年10月，在張家港市住建局的推動引領下，永鋼在梁豐路完成鋼渣透水瀝青路面的鋪設，這是蘇州市首條采用鋼渣作為骨料鋪設的透水瀝青混凝土道路，也是張家港市海綿城市建設的試點工程。此次所用的鋼渣透水瀝青混合料的空隙率達到20%左右，滲水流量15秒達到1000毫升，透水性能極強，遇到降雨時，雨水能快速滲入地底。相較于傳統(tǒng)的玄武巖瀝青道路，鋼渣透水瀝青道路抗滑性能也更好，不僅如此，鋼渣透水瀝青道路的經(jīng)濟效益也很明顯，同樣是攤鋪400米長的道路，鋼渣比傳統(tǒng)玄武巖節(jié)省了近10萬元。
為進一步開發(fā)鋼渣瀝青道路的潛力，江蘇永鋼集團有限公司于2022年9月聯(lián)合蘇州交通投資集團有限責任公司、蘇州交通工程集團、蘇州三創(chuàng)路面工程有限公司與東南大學簽訂了《基于廢棄鋼渣的新型低碳瀝青路面關鍵技術攻關及產(chǎn)業(yè)化應用項目》科研合作協(xié)議，力圖將鋼渣瀝青道路推廣至省級、高速公路。目前成功用于G1522常臺高速（蘇嘉杭高速北段）路面養(yǎng)護工程以及妙豐公路（604省道）路面修補工程，現(xiàn)場壓實度檢測可達98.4%，平均滲水量僅30ml/min,摩擦系數(shù)56，形成《公路鋼渣瀝青混合料設計施工技術規(guī)程》、《環(huán)氧瀝青路面用鋼渣及其混合料性能評價標準》兩項行業(yè)標準，并入選蘇州市科技局2023年社會發(fā)展項目，立項為《基于廢棄鋼渣的新型低碳瀝青路面關鍵技術攻關及應用示范》。
住建部發(fā)布消息，永鋼參與的“基于多維海綿監(jiān)測系統(tǒng)的區(qū)域徑流污染控制及綠色循環(huán)技術”項目榮獲“2021年度華夏建設科學技術獎”二等獎，這其中，永鋼的鋼渣透水瀝青路面技術得到了生動實踐。 合理利用鋼渣既降低了道路工程造價，同時也解決了天然石料供應不足、工業(yè)固廢占地和環(huán)境污染等問題，提高了鋼渣的利用附加值，提升了永鋼固廢的資源化利用水平。
多廢共治，助力海綿城市建設
道路會“呼吸”、花園能“喝水”……透水性是關鍵。在永鋼循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)園的金城永聯(lián)環(huán)保科技有限公司內(nèi)，各式各樣的再生磚塊遍地鋪展，企業(yè)展廳中，一塊透水磚被擺放在顯眼位置，質(zhì)檢科負責人介紹，從水接觸磚面到完全滲透，前后不超過5秒鐘?！巴杆u主要鋪設于人行道與非機動車道。相較于普通的行道磚，透水磚內(nèi)部的顆粒更大、空隙更大，強度可承受一般小轎車的重量，這就是它的神奇之處?！?/span>
2021年初，永鋼投資建設的建筑垃圾資源化綜合利用項目正式投產(chǎn)，該項目可將建筑垃圾實現(xiàn)資源利用，生成再生砌塊、磚、干混砂漿等產(chǎn)品，其中融入鋼渣等固廢的透水磚，還具有抗壓強度高、承載性能強、透水性能好等優(yōu)勢，目前已在人行步道、廣場等公共場所得到實際應用，是未來海綿城市建設的“明星產(chǎn)品”。
3D打印，開辟鋼渣資源化利用新途徑
3D打印環(huán)保技術以節(jié)約資源、高效定制化生產(chǎn)的特點為大眾所熟知。為推進資源全面節(jié)約和循環(huán)利用，實現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)和生活系統(tǒng)循環(huán)鏈接，2018年，永鋼投資5000萬元，引入了鋼渣3D打印生產(chǎn)線。3D打印生產(chǎn)流程主要包括五個環(huán)節(jié)：創(chuàng)意設計、產(chǎn)品建模、配制油墨、打印產(chǎn)品、出廠交貨。
設計創(chuàng)意。根據(jù)訂單需求，設計產(chǎn)品樣式和整體構造，對設計方案的結構和力學穩(wěn)定性進行充分論證，確保產(chǎn)品方案的可行性和安全性。
產(chǎn)品建模。根據(jù)設計圖紙，對產(chǎn)品進行建模，制作刀路和鋼筋網(wǎng)片，并對網(wǎng)片的強度和受力進行審核測試。與此同時，根據(jù)工件要求制作出相應的產(chǎn)品工序卡，確保產(chǎn)品生產(chǎn)流程規(guī)范嚴密。
配制油墨。鋼渣是3D打印的主要原料之一，鋼渣經(jīng)過熱燜、篩選、精磨成為鋼渣微粉，經(jīng)合理的配比相關輔料后，就形成了打印所使用的“油墨”。這種油墨凝固后的強度相當于C30混凝土，非常堅固，且環(huán)保無害。
打印產(chǎn)品。生產(chǎn)工序卡、鋼筋網(wǎng)片、油墨準備就位后，打印機根據(jù)預先設置好的打印程序完成產(chǎn)品的打印。
出廠交貨。3D打印產(chǎn)品一體成型，具有方便快捷，隨時移動的特點。根據(jù)客戶的需求，對產(chǎn)品進行外觀噴涂或配飾裝潢后安排出貨，可以很方便地運輸至客戶指定地點進行交貨。
與構件傳統(tǒng)澆筑方法相比，3D打印技術具有節(jié)材、節(jié)能、高效、定制化等優(yōu)勢。比如要實現(xiàn)一個產(chǎn)品，僅需一個創(chuàng)意、一張圖紙、一部電腦、一臺打印機和數(shù)名工人就可完成整個流程，大大節(jié)約了人力和物力成本。
永鋼3D打印可滿足小批量、定制化、個性化要求，可以為客戶提供定制特色產(chǎn)品的服務，且打印出的產(chǎn)品在安全、環(huán)保、效率等方面更有優(yōu)勢。從環(huán)保小屋衍生到花盆、污水池、生態(tài)廁所、二級護坡……永鋼3D打印生產(chǎn)的品種越來越多，應用范圍也越來越廣。
據(jù)悉，永鋼還將與高校及科研院所合作，應用鋼廠固廢和建筑垃圾油墨化技術，將鋼渣粉、脫硫石膏、堿渣和礦渣粉等制備成大摻量固廢膠凝材料，不僅可用于建筑打印，更有利于固廢資源存儲，實現(xiàn)建筑建造不再開礦，還青山綠水于自然，同時實現(xiàn)鋼廠固廢資源化和建筑生產(chǎn)智能化，真正做到鋼廠固廢零排放，為國內(nèi)鋼廠處理固廢提供實踐經(jīng)驗。
響應號召，走好綠色循環(huán)發(fā)展道路
發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟是轉(zhuǎn)變增長方式、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。永鋼積極響應國家節(jié)能減排、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的號召，著力建設了包括鋼渣尾渣資源化利用項目等一大批環(huán)保項目，實現(xiàn)了鋼渣、建筑垃圾等廢棄材料的“再利用”，不僅為企業(yè)增加了經(jīng)濟效益，更實現(xiàn)經(jīng)濟效益與社會效益相統(tǒng)一，為建設美麗永聯(lián)、美麗鄉(xiāng)村、美麗中國貢獻了自己的一份力量。
