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变废为宝?浦项有这“九招”

2017年12月11日 09:31 耐火材料网 zr/文

中国耐火材料网

     无论是从资源循环还是国家政策的角度,韩国钢铁行业的节能环保工作都面临着巨大的压力,这些压力也成为了韩国钢企开发环保新技术的动力。钢企在钢铁生产过程中会产生大量的固态副产物,目前,韩国钢铁业界正努力将这些副产物中有价值的成分进行回收,将固废排放水平降至最低。与此同时,为了消化城市废弃物,各产学研机构也在不断提高固废回收再利用水平,真正实现变废为宝。

     从2012年开始,由浦项(POSCO)的环境保健组主导,各工序相关部门参加,组建了名为“提高副产物收益性的Big-Y”任务攻关小组(Task Force Team)。这个攻关小组致力于提高钢厂内固态副产物的附加价值,在厂内将其优先再利用,同时也在努力研究厂外再利用的方案。2013年~2016年间,浦项和光阳两大分厂98%左右的高炉渣、炼钢炉渣、粉尘、污泥等副产物已经作为资源进行了回收再利用。

    为了最大化地发掘副产物的潜在价值,拓展其应用范围,浦项产业科学研究院(RIST)根据副产物不同的特性,对各类副产物进行系统性分析,并对其再利用可能性进行评价,同时进行了相应的研究工作。目前,已有部分开发出的新型产品和技术实现商业化生产,带来了非常可观的收益。

      具体来看,浦项通过以下9招,积累了丰富的固废回收再利用经验,真正实现了变废为宝。

第一招

以高炉渣为原料,生产出隔热材料矿棉

     2013年年初,浦项计划开展耐火建筑专用的隔热材料业务,由此推进矿棉隔热材料的生产和销售,这种材料以高炉渣为原料。矿棉生产通常采用的是硅酸钙盐,而高炉渣与之性质类似,因此有望成为替代原料。另外,矿棉与玻璃棉同为无机材料,有一定阻燃性,可作为耐火隔热材料用于公寓住宅、工厂厂房、办公楼等建筑以及船舶。另外,矿棉也是夹芯板的芯材,子公司浦项钢板和板材企业的相关客户可对其进行加工销售,并在未来向市场大规模投放,联手浦项建设和浦项能源等子公司进行大范围推广。

第二招

以水淬渣为原料,开发出高性能炉渣水泥

    2015年1月份,浦项厂炼铁部的课题攻关小组正式对提高水淬渣的产量进行了研究。水淬渣作为水泥替代材料和炉渣水泥原料使用,经由子公司浦项大宇向中国台湾、阿联酋和东南亚地区出口。以其为原料,浦项产业科学研究院(RIST)、浦项建设公司及POSFINE公司合作开发出了环保经济型高性能水泥PosMent A60 (Posco cement)。该种水泥在施工现场的应用比重正在稳步提高。

    与现有的炉渣水泥SP40相比,PosMent水泥的高活性水淬渣含量达到60%,可减少六价铬溶出,同时抗压强度更高;与普通硅酸盐水泥相比,PosMent水泥的二氧化碳排放量可减少约60%。

第三招

以炼钢炉渣为原料,开发出人工鱼礁

     为修复白化区域的生态系统,培育海洋森林及水产资源,提高渔民收入,2010年2月份浦项产业科学研究院与韩国水产资源管理公团(FIRA)联合开发出了名为“Triton人工鱼礁”的新型环保产品。

     Triton人工鱼礁使用的主要材质是炼钢炉渣,不仅生产成本低,耐盐卤腐蚀的性能也非常优秀。其外观与普通水泥构造物形状一样,但钙和铁的含量却比普通自然材质高,尤其铁元素是海洋中较为稀缺的成分,是浮游生物和海藻生长所必需的营养素,同时还是光合作用和蛋白质合成所必需的成分;钙元素具有净化水质的作用,为海藻等海洋微生物的孕育繁殖创造了绝佳的条件。2012年,Triton人工鱼礁在浙江丽水世博会的海洋森林首次亮相,目前已广泛应用于韩国庆南、庆北、江原等地海域。

第四招

利用炼钢炉渣,开发出消波块

     近年来,受地球变暖的异常气候影响,韩国东部沿海地区,剧烈台风正在不断损坏港湾设施,加快了对海岸的侵蚀。为了应对这一自然灾害,将损失降至最低,2015年浦项工业科学研究院环境资源研究小组利用炼钢炉渣,经过湿式急冷处理,成功开发出高性能消波块,其密度为2.8t/m3,可有效抵抗波浪的冲蚀,而制造成本最多可节省20%。2015年~2016年间,浦项在韩国吾道里和九万里地区分别安装了12吨级和25吨级的消波块各10座。完成性能验证之后,作为一项环保技术开发成果,消波块于2017年3月份获得韩国环境部的绿色技术认证。

第五招

以镍铁炉渣为原料,开发出细骨材

     2014年7月份,浦项的子公司SNNC利用镍铁炉渣开发出了可以替代混凝土的细骨材产品,并在商业化生产中取得了成功;根据研究成果制订的KSF2790(混凝土镍铁炉渣细骨材),获得了韩国混凝土学会的施工许可和环境认证。除了混凝土细骨材之外,镍铁炉渣中的原砂(prime sand)还可用作软土地基改良材料、道路基材、沥青路细骨材、电炉保温包装材料、蛇纹岩替代材料、炼钢熔剂和沉箱填充料等。另外,镍铁生产过程中的副产物原石(prime stone)可作为软土地基改良材料、道路基材、沥青路细骨材、蛇纹岩替代材料等。

第六招

将钢铁炉渣或废弃耐火材料,制备成仿玄武岩产品

    1997年9月份创立的韩国Dongdo Basalt工业公司,在2011年~2014年间与浦项联合实施了名为“利用POSCO炉渣开发耐热/耐磨材料”的项目,开发出“干式熔融法”技术,可将高炉渣、转炉渣和镍铁炉渣等各类钢铁炉渣,或废弃耐火材料制备成耐磨损、耐腐蚀的高性能仿玄武岩产品POS-Pipe和POS-Tile。其中,POS-Pipe是通过高温熔融或特殊冷却处理开发出的不易开裂的、抗压强度高的管材产品,POS-Tile是采用离心浇铸的方式制备出的抗压强度和耐磨性高的砖瓦产品。其生产工艺流程如下图所示。

第七招

开发出Finex污泥再利用技术

    浦项厂环境保健组和RESCO公司从2012年10月份着手开展Finex污泥再利用技术的研究工作,于2014年3月份成功开发出了“Finex污泥炼铁工艺再利用技术”。该项技术应用于烧结车间,年产Finex污泥球团8万吨,降低了原料成本,浦项每年可因此获得90亿韩元以上的收益。

第八招

引进国外固态废铁炼钢

    固态废铁是指铁水的固态形式。2014年5月份,光阳厂引进了印度尼西亚喀拉喀托浦项公司(PTKS)不能自主回收利用的固态废铁,作为工厂的原料使用。喀拉喀托浦项公司在投产初期,高炉试运行后炉内凝固的固态废铁无法进行回收再利用。光阳厂炼钢车间正好将其固态废铁作为综合钢厂的原料使用,替代了部分废钢。在对固态废铁的质量进行评价,并对其使用性能进行确认之后,光阳厂开始正式回收固态废铁,并特别针对固态废铁的成分对原料混合比进行了相应调整。数据显示,光阳厂在引进5000吨的固态废铁之后,废钢采购费用因此减少了5亿韩元左右。

第九招

利用煤沥青制备石墨烯

    2015年12月份,韩国浦项工科大学(POSTECH)新材料工程系李泰宇教授团队将炼铁过程中产生的煤沥青(coal tar pitch)作为原料,开发出一项可以直接合成电子元件基板用石墨烯的工艺。

     研究小组采用钢铁固态废弃物替代爆炸性气体原料,合成煤沥青薄膜,经过加热处理,可将模块化的石墨烯大面积附着于电子元件基板上。该种石墨烯可以实现低价批量生产,在2025年前每年有望产生20万亿韩元的效益,有助于推动石墨烯产业的快速发展。

短评

在学习浦项时我们最需要学习什么?

朱晓波

    从各个角度来看,浦项都是目前世界上当之无愧的钢铁巨头。浦项已经连续7年在世界钢动态(WSD)排名中位列第一,其近30多年的持续盈利更是让业内瞩目。

    从钢铁市场形势最为严峻的2015年就可以看出浦项经营能力的稳健。2015年,全球钢铁企业陷入大规模亏损,而浦项依然保持了8.7%的高利润率。浦项强劲稳健的盈利能力主要源于其多年来形成的九大能力——治理能力、管控能力、人力资源管理能力、生产能力、产品升级能力、研发能力、营销能力、低成本制造能力以及国际化能力。而我国钢铁行业发展到今天,限制我们的瓶颈就在某些关键的能力上。

    这些年,我们一直在倡导国内钢铁企业向浦项看齐。那么,我们最需要学习的是什么能力呢?首要的一条就是其研发能力。浦项每年都在研发上投入大量的资金、人才,秉持积极开放的态度,与时俱进,坚持开发市场最需要的钢种。比如,在海洋用钢市场低迷期,浦项并未像其他钢厂那样减少这方面的开发费用,反而加大力度突破部分海洋用钢的产品技术瓶颈。

    反观国内钢铁企业,尽管近年来对研发的重视程度增强了很多,但与浦项相比差距依然不小,主要体现在两个方面:一是盲目跟风,二是“舍不得”。多数企业还停留在模仿跟随阶段,而浦项的研发多数时候都在扮演着引领的角色。这从本期浦项变废为宝的9条经验就可见一斑。此外,不少企业负责人在了解到对某项产品的研发预算较多时,往往犹豫不决,导致错过了研发时机。

    因此,国内钢铁企业应该学习浦项优秀的研发能力,从思想上真正认识到研发的重要性,通过深入研究市场,敏锐捕捉研发时机,果断投入,不断取得新突破。(来源:中国冶金报)

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