鋼鐵冶鍊業

為提升固定污染源逸散性粒狀污染物管制成效,以改善空氣品質,環保署於98年1月8日訂定發布固定污染逸散性粒狀污染物空氣污染防制設施管理辦法(以下簡稱逸散源管理辦法),規範公私場所應設置或採行有效抑制粒狀污染物逸散之空氣污染防制設施,鋼鐵冶鍊業為逸散源管理辦法適用對象。為使鋼鐵冶鍊業業者了解逸散源管理辦法規範內容,及各項空氣污染防制設施之採行時機及成本效益,以編列經費採行、設置污染防制設施,故編撰「鋼鐵冶鍊業逸散性粒狀污染物防制技術手冊」,供環保局及鋼鐵冶鍊業者作為污染管制及採取空氣污染防制設施之參考。

以下茲就該辦法規範應設置及採行空氣污染設施逐一介紹。

 

(詳細內容請參閱鋼鐵冶鍊逸散性粒狀污染物防制技術手冊.pdf

 

  •          依據行政院主計處編訂之「中華民國行業標準分類」中,冶鍊業之定義為:凡從事礦砂
       冶鍊、生產生鐵、合金鐵及直接還原鐵如海綿鐵、熱鐵塊或再以生鐵、直接還原鐵或廢鋼
       精鍊成碳素鋼、合金鋼等行業均屬之。鋼鐵材料一直是營造、運輸、工程及工業用機械設
       備基材,因此鋼鐵使用量被視為一個國家工業化程度指標,且鋼鐵工業亦被喻為「一切工
       業之母」,其重要性由此可見。近十幾年來國內粗鋼產量呈現大幅的成長,如今我國粗鋼
       年消費量約三千萬公噸,自給率約70%。目前國內年產鋼胚約2,100萬公噸,鋼鐵產品仍
       以普通碳鋼為主,高附加價值的特殊鋼僅約粗鋼產量的20%。鋼鐵產業在我國經濟發展中
       所佔比重(鋼鐵生產量/國內生產毛額)約百分之十,遠高於歐美先進國家約五倍,足見我
       國鋼鐵產業在國家整體經濟發展上的重要性。
             另本業屬於金屬工業,其可分為鋼鐵基本工業及非鐵金屬基本工業,鋼鐵工業具有高度
       的產業關聯性,其相關產業從傳統下游涵蓋金屬製造業、機械業、運輸工具業、電工器材業
       、土木工程業及建築業等到高科技、高附加價值的電腦、通訊電子業等。歷年來,國內鋼鐵
       工業快速成長,不但產量增加,產品品級亦逐步提昇,對下游加工業提供質優且價格合理的
       穩定料源。
             依據台灣區鋼鐵工業同業公會之分類,鋼鐵相關業可區分為13類,包括煉鋼業、合金鐵
       業、鑄造業、條鋼業、型鋼業、製線業、鋼管業、不銹鋼管業、鋼結構業、鋼捲鋼材加工業
       ,不銹鋼剪裁業、焊條業、鋼鐵加工業等。鋼鐵產業所需資本龐大,建廠時間長,設備技術
       精微且生產彈性小,歸屬於高耗能與高污染性的產業。其中鋼鐵冶煉產業的經營特色包括:
       (一)高度產業關聯性,總關聯程度(含感應度及影響度)排所有產業中前幾名。
       (二)能源耗用量大,約佔全國總能源消費量的5~8%。
       (三)資本技術密集,目前國內鋼鐵產業的投資額高達數千億台幣,對於以特殊鋼品為主的
                高附加價值鋼材,仍需要高度的技術與經驗,方能治煉出高品質的產品。
       (四)生產經濟規模大,建廠時間長而資金回收慢,如一貫作業作業煉鋼廠建廠時間至少需
                要四、五年,資金百億台幣為計。
       (五)產品屬於重、大型,運輸成本高,廠址宜選擇靠近原料或能源的地方優先考量。
       (六)鋼鐵產品用途多,使用壽命長,其廢鋼可在資源再生循環使用。
       (七)污染性高,鋼鐵產業需要耗用大量的原料與燃料,在製程伴隨大量的廢棄物產生,平
                 均生產一公噸的粗鋼約產生1.4公噸的副產物,以國內粗鋼年產量2,100萬公噸計約產
                 生3,000萬公噸的副產物,百分之五十以上的副產物大都為無用的廢棄物,其量甚大
                。若以氣、液、固來區分廢棄物,氣體污染物約包括二氧化碳、爐塵及高爐氣、廢水
                 及廢酸,固體廢棄物包括爐渣、爐石、焦油污泥、軋延碎屑電鍍污泥及廢塗料。
             基於上述可看出,鋼鐵冶煉產業帶來經濟成長,不過相對的產生之廢棄物亦造成環境嚴
       重污染。觀之國內煉鋼業包括一貫作業煉鋼廠及電弧爐煉鋼廠,一貫作業煉鋼廠是採高爐及
       轉爐並以鐵礦砂及煤為原料製成鋼胚,部分供給中游產業,部分進行軋延及加工後生產鋼筋
       、棒鋼、角鋼及型鋼等各類鋼品提供下游產業使用。電弧爐煉鋼廠則是採電弧爐並以進口廢
       鐵及國內回收廢鐵為原始冶鍊原料製成鋼胚,依其原料來源而言,電弧爐煉鋼業實為典型的
       資源回收工業。國內電弧爐煉鋼廠所使用廢鐵鋼原料,有購自國內市場,亦有自國外進口者
       ,一般以拆船廢鐵、汽車廢鐵、壓鑄廢鐵、民間廢鐵為主,其中拆船廢鐵的來源隨著拆船業
       逐漸沒落而減少,一般較薄及品質較差的廢鋼鐵,除少數業者擁有處理設備外,絕大多數均
       未經前處理或預熱即直接入爐熔,所以廢鋼鐵來源複雜。其部分供給中游產業,部分再行加
       工後提供下游產業使用。
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  •          鋼鐵冶煉業常用的兩種爐型(加熱方式)與製程分別為電弧爐製程與燒結爐製程,茲就
       其類型及特性探討說明如下。
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  •          除了其他污染物外,鋼鐵冶煉作業(尤其廠區內)最大的污染物為逸散性的粒狀物污染物
       ,冶煉過程中所用的礦石,包括取用料過程中之採取、運輸、貯存、等作業時,接易產生
       粉塵的逸散,也因此對週遭環境造成局部衝擊。在礦石區對環境造成的衝擊當中,最為民
       眾所詬病的污染物即為粒狀污染物,而粒狀污染物逸散來源可分為下列幾項作業:
     (一)堆置作業:砂石場之土石原料或砂石成品裸露堆置,因堆置面積廣大,堆置平均高度
               約為6公尺,易受到日照乾燥表面與風蝕作用造成粉塵揚起。
     (二)破碎作業:破碎機將由河床上取得粗骨材壓碎或敲碎成所需之尺寸,在破碎過程中若
               大部份在無加水的狀況,又無有效之防制措施,易使得破碎機造成嚴重之粒狀物逸散。
     (三)裝卸作業:土石原料及砂石成品裝卸作業, 因擾動原本安定之物料, 引起粒狀污染物
              揚起,造成揚塵污染。
     (四)運輸作業:土石在破碎及篩選製程中,需以皮帶輸送系統將半成品輸送至不同機台,
              在過程中易因機械擾動,產生揚塵,污染空氣。
             由以礦石原料在我國大部分都靠國外進口,因此要有廣大場地做為原料貯存,又為提高
       作業效率,一般採用輸送帶或堆積機等運輸設施把多種原料區分堆積。爐子不但講求大容量
       與密壁化,同時為提高爐況的安全與產出率,都先把原料整合混配,此外隨著礦石資源情況
       的不同,做不同的處理。大容量電爐設有溶液排出專用口,在此上面約500㎜~100㎜處,另
       有熔渣專用口,使用爐內流出的溶液與熔渣分別流出。 排出溶液溫度高達1,200℃~1,600℃
       ,所以為防止鑄模被熔損都塗上防熱離型材,或者用熱容量較大的鑄模。澆鑄後需將冷卻的
        金屬整粒、破碎、篩選等程序,此等作業皆易造成逸散性揚塵。
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  •          目前國內有關懸浮微粒逸散量的推估大多以製程排放及逸散排放為主,推估的方法
        大多採用排放係數法。在礦砂石作業的各項過程中,例如:製程區、堆置區、裝載區、
        運輸道路,其排放係數的採用固定空氣污染源管理資訊系統中所公告的係數,另外,在
        礦石場也是逸散主要來源的裸露地表的排放係數可引用「之營建工程逸散粉塵量推估及
        其污染防制措施評估」報告中(環保署,章裕民教授主持,八十七年)的裸露地排放係數。
        懸浮微粒逸散量可以下列公式計算:
                                 污染物生成量=活動強度×排放係數
               如需求得礦石場懸浮微粒逸散排放量,即可使用排放係數表礦砂石場推估TSP常用
         的排放係數來估算,將礦砂石場區分為破碎區、堆置區、裝載區、運輸道路及裸露地,
         破碎區、堆置區及裝載區三者可藉由場區提供的每月原料使用量及產量來推估,運輸道
         路及裸露地則可藉由實場面積調查得知,將上述各項活動強度帶入各自的排放係數,即
         可估算懸浮微粒的逸散排放量。
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  •        鋼鐵廠空氣污染防制設施規劃與設置流程主要分為6個階段,說明如下:
        (一)清查污染源。
        (二)選用最佳之控制技術。
        (三)編列經費。
        (四)採購、設置。
        (五)操作、維護。
        (六)監控、記錄。
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  •           本節說明可行性控制技術原理、設備規格、施作方式、成本及防塵效率,僅供空
        氣污染防制工作之參考,業者於規劃、設置防制設施時,仍應以符合環境保護相關規
        定為基準。另本手冊所列成本,係依據當時物價及設備規格概估,業者可依實際狀況
        ,參考本手冊估算方式,編列空氣污染防制經費。
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  •           擋風牆(屏)主要設置於逸散源的上風處,其主要的目的為減弱吹蝕的風速,達到降低
        揚塵污染之目的,影響擋風牆(屏)設計的因素包含擋風牆(屏)的高度、寬度、穿透性及網
        孔的形狀與大小。擋風牆(屏)的背風處,風速在離擋風牆(屏)下風處10~20倍擋風牆(屏)
        高度之距離範圍內,約可降低50﹪原水平吹入風速,然後隨離擋風牆(屏)距離增加,背風
        處之風速亦隨之增強,當離擋風牆(屏)下風處35倍擋風牆(屏)高度之距離範圍時,風速即
        恢復與原水平吹入風速相同(Elmore and Hartley, 1984)。
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  •            覆蓋措施防塵原理為阻隔或攔截粉塵逸散至空氣之途徑,及減抑吹蝕的風速,常用
         於覆蓋作業區之砂石原料、成品或裸露地等污染源,常使用材質包含防塵布、防塵網、
         稻草蓆、鋼板及粗級配等。
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  •   防塵布
      (一)設備規格:
        1.大小尺寸視覆蓋範圍而定,至少覆蓋逸散源面積之80%為準。
        2.材質採PP、PE帆布、塑膠布、帆布等材質,厚度至少0.5 mm以上。
      (二)施作方式:
        1.覆蓋於逸散源上方,以石頭或鐵塊等重物壓牢。
        2.倘以多件防塵布覆蓋時,相鄰防塵布邊緣須重疊30 cm以上。
        3.定時檢查防塵布狀況,若有破損,應立即修補或更新。
        4.不使用的防塵布捲收時,應避免其挾帶的塵土揚起。
     防塵網
      (一)設備規格:
        1.大小尺寸視覆蓋範圍而定,至少覆蓋逸散源面積之80%為準。
        2.防塵網之網徑/網距應達0.33以上。
      (二)施作方式:
        1.覆蓋於逸散源上方,以石頭或鐵塊等重物壓牢。
        2.倘以多件防塵網覆蓋時,相鄰防塵網邊緣須重疊30 cm以上。
        3.定時檢查防塵網狀況,若有破損,應立即修補或更新。
        4.不使用的防塵網捲收時,應避免其挾帶的塵土揚起。
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  •    (一)設備規格:以稻草編織類似尼龍網物,其孔隙率不得高於30%。相較於覆蓋防塵布或
            防塵網,其優點包含設置成本低、減少稻草露天燃燒污染問題,稻草於3~6個月內自
            然分解,無廢棄物污染問題。
       (二)施作方式:
         1.將稻草織物以交叉重疊方式覆被於逸散源上方,其厚度應至少維持20 mm以上,再以
            石頭或鐵塊等重物壓牢。
         2.倘以多件稻草蓆覆蓋時,相鄰稻草蓆邊緣須重疊20 cm以上。
         3.定時檢查稻草蓆狀況,有腐化分解,失去防塵效果部分,應立即補充或更新。
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  •    (一)設備規格:厚度8 mm 以上之鋼(鐵)板,其長寬大小依舖設之需要而定。
       (二)施作方式:
          1.依逸散源面積,將上述規格之鋼(鐵)板平舖於其上,若有接縫處,應儘量密合,以防止
             狹縫處之塵土,因車行震動而揚起。若地表不平整,則應先行夯平,再舖設。
          2.定期派人清掃鋼板上之殘留塵土,必要時得以水沖洗之,其污水應導入沉砂池處理。
          3.應隨時維持本項措施之施用效果,如鋼板表面有殘留之塵土應清除之,以達到實際防
             制揚塵之效果。
          4.本措施用於車行路徑時,車速應維持低於10 km/hr。
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  •     (一)設備規格:粗級配粒徑20 mm以上之骨材,且經篩網分析不得含有5mm以下之小顆粒。
        (二)施作方式:
          1.依逸散源面積,將合乎上述規格之粗級配平舖於上,舖設厚度應至少能維持50 mm以
             上。若地表不平整,則應先行夯平,再舖設。
          2.本措施若施作於車輛行駛路徑上,因車輛行駛與粗級配摩擦,有產生揚塵之虞,應配合
             灑水措施,抑制摩擦產生粉塵。
          3.本措施施用期間,粗級配若有流失之虞,應定期檢查補充。
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  •            灑水措施防塵機制為利用水之黏滯力與粉塵結合,以降低因機械擾動及風蝕作業
         所引起之揚塵,常見灑水方式包含人工灑水、自動灑水及灑水車灑水等。
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  •   (一)設備規格:直徑3cm以上之塑膠(橡膠)水管及稍具加壓之水,並依施用範圍而決定水壓
           、水量及水管長度。
      (二)施作方式:
         1.本項措施應指派專人負責,並按時記錄灑水起始時間、水量及操作人員,避免因一時疏忽
            ,未執行灑水工作,造成揚塵污染。
         2.灑水頻率及水量應考量水分蒸發量,以使逸散源表層塵土保持濕潤為施作參考基準(建議
            含水率應高於12%)。
         3.夏、秋二季,天氣屬晴朗狀況時,建議每隔1小時灑水1次;天氣屬多雲狀況時,建議每隔
            2小時灑水1次。春、冬二季,天氣屬晴朗狀況時,建議每隔2小時灑水1次;天氣屬多雲
            狀況時,建議每隔4小時灑水1次。雨天則不需執行灑水。
         4.每次灑水量建議為0.6公升/m2以上。
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  •     (一)設備規格:直徑3cm以上之PVC、PE水管,噴嘴以能噴出傘狀水花為佳(灑水較為均勻)
             ,噴水應能包括左右120°以上範圍,水壓應達1.5Kg/cm2以上。
        (二)施作方式:
           1.於作業區內以塑膠水管分佈棋盤狀,約每隔5~10m設置噴水器一個,以能分佈均勻為原
              則。
           2.本項措施應安裝定時開關裝置,設定時間自動執行灑水。按時記錄灑水起始時間、水量
              及記錄人員。
           3.灑水頻率及水量應考量水分蒸發量,以使逸散源表層塵土保持濕潤為施作參考基準(建議
              含水率應高於12%)。
           4.夏、秋二季,天氣屬晴朗狀況時,建議每隔1小時灑水1次;天氣屬多雲狀況時,建議每
              隔2小時灑水1次。春、冬二季,天氣屬晴朗狀況時,建議每隔2小時灑水1次;天氣屬
              多雲狀況時,建議每隔4小時灑水1次。雨天則不需執行灑水。
           5.每次灑水量建議為0.6公升/m2以上。
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  •    (一)設備規格:
          1.貯水容量至少1.2m3以上。
          2.至少有2個以上之灑水口。
          3.灑水口以平扇型為佳(灑水較為均勻)。
          4.灑水範圍至少大於2.5公尺。
       (二)施作方式:
           1.灑水車於作業區內之車行速度不宜超過5 km/hr。
           2.駕駛員應按時記錄灑水起始時間、水量及執行人員。
           3.灑水頻率及水量應考量水分蒸發量,以使逸散源表層塵土保持濕潤為施作參考基準
              (建議含水率應高於12%)。
           4.夏、秋二季,天氣屬晴朗狀況時,建議每隔1小時灑水1次;天氣屬多雲狀況時,建
              議每隔2小時灑水1次。春、冬二季,天氣屬晴朗狀況時,建議每隔2小時灑水1次;
              天氣屬多雲狀況時,建議每隔4小時灑水1次。雨天則不需執行灑水。
           5.每次灑水量建議為0.6公升/m2以上。
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  •            以植草方式,穩固裸露地或物料堆置表面塵土及減弱吹蝕的風速,達到降低揚塵污染
        之目的,此外本項設施具有改善工廠景觀,營造優良工作環境的優點。
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  •             裸露地或堆置區噴灑化學穩定劑以抑制地表粉塵揚起,其原理為使表層的粉塵安
          定化,增加粉塵顆粒聚集力與其表面的吸引力,克服風速造成的拖曳力,避免或減輕
          地表的粉塵揚起,但值得注意的是部分種類化學穩定劑具有毒性或高生化需氧量和化
          學需氧量,因此必須視鄰近環境特性選用合適化學穩定劑。
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  •             舖設混凝土或瀝青之防塵原理,主要為阻隔或攔截紛塵逸散置空氣中之途徑,達
         到降低揚塵污染之目的。
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  •            依據逸散源管理辦法第6條第2款規定,運輸逸散性粒狀污染物質之車輛應使用密
        閉式貨箱,或以封蓋緊密覆蓋貨箱,封蓋採防塵布或防塵網者,應捆紮牢靠,邊緣應
        延伸覆蓋至貨箱上緣以下至少十五公分,其目的為防止砂石及其原料運輸時,其表層
        粉塵逸散至空氣中,或掉落路面。另運輸車輛貨箱亦應具有防止載運物料滴落污水、
        污泥之功能或設施。
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  •              利用高壓水柱洗除砂石車及機具輪胎、車身夾帶之泥砂,防止其污染砂石場
          鄰近道路。
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  •            以洗掃街車或人力洗除道路上塵土,避免車輛行駛於上時,捲揚逸散至空氣中,
         達到降低揚塵污染之目的。
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  •            請依據本手冊內容,確實執空氣污染防制工作,以符合「空氣污染防防制法」及
        「固定污染源逸散性粒狀污染物空氣污染防制設施管理辦法」等相關環保法規,加強
        污染防制維護工作,共同維護美好的生活環境。
    (詳細內容請參閱鋼鐵冶鍊逸散性粒狀污染物防制技術手冊.pdf及以下影片介紹)
     

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更新日期 : 2017/04/06