变废为宝的“开路先锋”
——中冶宝钢钢渣综合利用的循环经济之路

在中冶宝钢公司的国家级钢渣实验室里，一个高压水龙头正将水喷射到一块彩色的地砖上，可让人感到惊奇的是，在如此大流量的高压水流冲刷之下，这块砖的表面却没有一点积水。可能你不禁会想问：“水都去哪了？难道是在变魔术吗？”当然不是，因为这不是一块普通的地砖，而是中冶宝钢公司生产的透水路面砖。说到这里，了解海绵城市建设的人可能会说：“这样的透水路面砖虽然透水性能很强，但业内很多厂商都能够生产，没有什么了不起的！”没错，单从透水性能上来讲，这块砖绝对不是业内乃至国际上的顶尖水平，但如果我告诉你，这块被广泛应用于环保领域的透水路面砖，不是用行业内的常规材料制成，而是变废为宝，用对环境有污染的炼钢产生的固体废弃物——钢渣为主要材料制成的时候，你是否会感觉到它的独特呢？

就是这块其貌不扬的钢渣透水路面砖，它的诞生成功地将20世纪80年代宝钢投产初期炼钢产生的数百万吨堆积如山的钢渣山夷为平地，不仅解决了宝钢炼钢固体废弃物的污染和占地问题，还完美实现了钢渣的变废为宝，为我国的钢渣治理探索出一条与时俱进的绿色循环经济之路。

掉进长江里的上海牌手表

这一切都要从一块“掉进长江里的上海牌手表”说起。去过上海市宝山区的人都知道，宝山其实没有山。可是，自1985年9月宝钢投产后，产生了大量固体废弃渣子，随着时间的推移就堆积成了一座座“渣山”，不仅占用了大片土地，还对周边的土壤和水质造成二次污染。

一次，时任冶金部副部长的黎明在宝钢电厂灰坝检查工作时，刚好碰见施工人员将一车钢渣倒进了长江边的废弃场。陪同检查的中冶集团全国劳模王茂松心中一动，忙说：“部长您看，一只上海牌手表掉到长江里去了。”

“哪里？哪里？”黎部长疑惑不解地问。

“那不是吗？”王茂松指着那车钢渣说：“这么大一车钢渣，里面含的铁比一块上海牌手表还值钱呢！”

“那你们为什么不捡起来？”

“因为银行的人说，国务院有规定，出售边角余料不许分成。没有奖金，时间长了，工人就没有积极性了。”

此后，这个问题得到宝钢集团的高度重视，最终在国务院有关部门的支持下得到了圆满解决。在政策规定落实到位后，1988年5月，中冶宝钢公司通过公开竞标的方式正式承接了宝钢钢渣处理作业，成为宝钢乃至我国钢铁行业探索日本新日铁作业外协管理模式的首个案例。从此便在“消灭渣山，钢渣不落地，含铁率高的全部返生产，含铁率低的全部利用”的总目标指引下，走上了漫长而艰辛的钢渣综合利用之路，也成了宝钢炼钢30多年来无忧生产的坚强后盾。

用格栅工艺消灭落锤车间

宝钢炼钢产生的废钢渣刚从炉子里排放出来时，是温度高达几百摄氏度的固态炉渣和少量熔融状态钢水的混合体，其中的固体炉渣有大有小，含铁量也有高有低，如何安全、高效、精准地进行区分处理，成为“吃干榨尽”的首要难题。

经过深入调查，研究人员将炼钢产生的渣子分成铸余渣和钢渣两类，其中铸余渣排放量占钢产量的1%～2%，总量少但含铁量高，普遍在30%左右，适当处理后可返回炉子炼钢。因其经常呈现大块的外形尺寸，被工人们形象地称为“渣钢坨子”，必须先进行破碎处理，变成小块后才能返回炉子炼钢。之前对其进行破碎作业普遍采用的方法就是落锤破碎法，顾名思义就是把重达数吨的大铁球举升到数米的高度，在重力作用下凭借自由下落的巨大冲力砸碎“渣钢坨子”。重锤的每一次下落都仿佛一次小规模的爆破，不但现场扬尘漫天、声音巨大，被砸碎的钢渣颗粒还会以极快的速度飞向周围空间，破坏力可与子弹相“媲美”，经常把密闭厂房的屋顶打出孔洞甚至直接掀翻，不但能耗高，效率低，而且作业危险性极高。据当时居住在宝钢厂区附近的居民回忆，他们在家中时常会听到破碎作业的轰天巨响。

中冶宝钢公司研究团队经过论证，最终确定在铸余渣处于高温熔融状态时，用网格状器具对其进行小块化分割，这是能耗最低、效率最高和最安全的工艺方案。研发团队先后尝试了使用钢板、耐火材料等多种材质作为此项工艺的关键设备网格状分割器具——格栅的原料，但都因为成本和掺杂度等原因以失败告终。就在项目进度接近停滞的时候，研发人员利用“相似相溶”的化学原理，创造性地提出“以渣治渣”的思路，用铸余渣为原料生产出混凝土再加工成格栅，这种方法成功地将大块铸余渣分割成平均直径在10厘米以内的小块固体，圆满解决了用其他材料制作格栅造成的杂质浓度干扰问题，标志着格栅工艺的成功诞生。

格栅工艺推广使用后，取代了作业危险性极高又污染环境的落锤破碎工艺，实现了铸余渣的安全、高效返炼钢的生产目标。近16年来，这项工艺累计为宝钢实现钢渣返炼钢620万吨，节约成本近30亿元。原来的落锤车间不见了，住在厂区附近居住的居民也听不到轰天巨响了。由于现场应用效果良好，此项工艺已成为目前国内同行业广泛采用的工艺解决方案。

把废弃钢渣变成环保建材

炼钢产生的钢渣排放量通常占钢产量的10%～15%，总量虽大，但含铁量很低，只有5%左右，没有返炼钢的价值，无法二次参与冶炼，是炼钢产生的真正废弃物。20世纪80年代，行业的普遍做法是将其用作路基的回填料，但因其本身金属氧化物含量较高，被填埋后在一定温度和压力下经常会发生膨胀现象，从而导致路面表层开裂，影响道路寿命。因此，钢渣作为路基回填材料的名声很坏，被行业大多数公路项目“拒之门外”，二次利用受到极大阻力。1985年宝钢一期工程投产后，废弃钢渣曾一度堆积达到数百万吨，形成一座座的“渣山”。不仅占地面积大，还对空气和地下水造成了污染。据不完全统计，全国钢渣累积堆存近10亿吨，综合利用率却只有30%，远低于美国、日本、德国等发达国家的95%以上的利用率。

为了探索改变我国炼钢尾渣利用率低的现状，把钢渣变废为宝，中冶宝钢公司成立了冶金渣综合利用技术研究中心，设立了国家认证的钢渣实验室，发明出一系列独家配方和工艺，以钢渣为原料生产出“粉、砂、砖、土”（钢渣微粉、钢渣特种型砂、钢渣透水路面砖、钢渣重混凝土）四大类产品。特别是以“中冶环工”为品牌的生态型钢渣透水路面产品，整体强度较普通透水路面产品普遍高20%以上，透水率也超过了国家标准的2.5倍，成功解决了高强度与高透水性兼容的行业难题，是海绵城市建设的理想材料。在上海嘉定新城、上海世博园区、上海迪士尼旅游度假区、中国首届进口博览会等重点工程和多项市政工程建设上，累计用量达到200万平方米，并受到一致好评。2013年，该产品被列为上海市资源利用行业首批节能产品，2016年入选住建部首批《海绵城市建设先进适用技术及产品目录》。

正是这个用废弃钢渣为原料生产出来的新型环保建材，完美实现了将宝钢的废弃钢渣“吃干榨尽”、变废为宝的目标，为我国的钢渣治理探索出一条与时俱进的绿色循环经济之路。渐渐地，宝钢厂区内曾经的“渣山”不见了，取而代之的是成片的绿树和茵茵的绿草，宝钢也因为厂区环境优美被称为国内钢厂清洁生产的典范，享有“花园钢厂”的美名。从此以后，宝钢的“渣山”永远成为了历史。