一文讀懂！國際低碳冶金工藝技術(shù)最新進(jìn)展

主要難點(diǎn)：在基于氫的煉鐵工藝研發(fā)中，主要難點(diǎn)包括流化床反應(yīng)器的重新設(shè)計(jì)、氫氣加熱、還原過程中的粘結(jié)問題以及高金屬化率直接還原鐵的熔化和鋼水的生產(chǎn)等浦項(xiàng)通過改變礦石類型和改進(jìn)還原過程，成功地解決了粘結(jié)問題此外，還研發(fā)了間接氣體加熱和直接氣體加熱等加熱方法，以控制還原過程中的溫度和避免粘結(jié)現(xiàn)象的發(fā)生 相關(guān)進(jìn)展：浦項(xiàng)在基于氫的煉鐵工藝領(lǐng)域取得了顯著的進(jìn)展通過實(shí)驗(yàn)和試驗(yàn)設(shè)施驗(yàn)證了HyREX工藝的可行性和有效性。

產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)

澳大利亞環(huán)境技術(shù)公司投資低碳研究 打造綠色本土鋼鐵行業(yè)

澳大利亞環(huán)境技術(shù)公司 Calix 將使用 100 萬美元的政府撥款來進(jìn)行低碳研究，用氫氣代替天然氣生產(chǎn)綠色鋼鐵，該技術(shù)能夠在比傳統(tǒng)高爐低很多的溫度下煉鐵，使得綠色鋼鐵生產(chǎn)中的氫氣消耗最低它與多種鐵礦石類型兼容，如赤鐵礦，深受礦業(yè)巨頭力拓、必和必拓和 Fortescue 的青睞，占去年澳大利亞開采和出口的近 10 億噸鐵礦石的大部分該公司預(yù)計(jì)每年可生產(chǎn) 3萬噸鋼鐵，但選址還未確定

鋼廠動(dòng)態(tài)

鋼鐵行業(yè)碳減排技術(shù)——直接還原煉鐵

直接還原煉鐵技術(shù)是什么？ 直接還原是指以氣體、液體或者非焦煤為能源與還原劑，在低于鐵礦石和氧化球團(tuán)礦軟化溫度下進(jìn)行還原得到固態(tài)金屬鐵的煉鐵工藝，其產(chǎn)品稱為直接還原鐵，可作為電爐煉鋼的優(yōu)質(zhì)原料（簡稱DRI） 工藝原理：鐵礦石經(jīng)過球團(tuán)工序或者氧化熔融處理得到氧化球團(tuán)，隨后依次進(jìn)入氣基還原豎爐、電爐融化和精煉連續(xù)鑄軋分別轉(zhuǎn)化為直接還原鐵、鋼水和成品鋼材，其中在電爐和精煉連鑄連軋工序伴隨有廢鋼產(chǎn)生。

鋼材

Mysteel調(diào)研：廢鋼料型如下，SG判級如何？

一般各大鋼廠都會(huì)根據(jù)市場廢鋼價(jià)格來合理控制廢鋼加入的比例 其次，廢鋼鐵是載能和環(huán)保資源，廢鋼煉鋼比用鐵礦石煉鐵煉鋼可減少廢氣86%，廢水76%，廢渣97%每利用1噸廢鋼鐵可節(jié)約1.7噸鐵礦石，0.68噸焦碳和0.28噸石灰石因此國家也鼓勵(lì)使用廢鋼作為原料另外在產(chǎn)能上某些鋼廠由于煉鋼能力大于煉鐵能力，盡量多吃廢鋼少消耗鐵水，盡可能的擴(kuò)大產(chǎn)能 最后，在煉鋼過程中加入廢鋼還能起到一定的冷卻作用，轉(zhuǎn)爐在吹煉過程中若過程溫度很高容易造成噴濺，對去磷不利，而加入廢鋼則可以使轉(zhuǎn)爐形成熱平衡，達(dá)到合格的終點(diǎn)溫度。

市場研究

我國煉鐵高爐關(guān)鍵部位耐火材料的發(fā)展現(xiàn)狀

各部位的溫度為：爐底一般為1 450～1 500℃，爐缸部位特別是風(fēng)口區(qū)為1 700～2 000℃，爐腹、爐腰區(qū)域?yàn)? 400～1 600℃，爐身上部為600～800℃ 高爐煉鐵示意圖如圖2所示高爐生產(chǎn)時(shí)從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑（石灰石），從位于高爐下部沿爐周的風(fēng)口吹入經(jīng)預(yù)熱的空氣在高溫下，焦炭（有的高爐也噴吹煤粉、重油、天然氣等輔助燃料）同鼓入空氣中的氧燃燒生成一氧化碳和氫氣，在爐內(nèi)上升過程中將鐵礦石還原成鐵。

冶煉技術(shù)

2021年鋼協(xié)會(huì)員單位能源消耗評述

高爐煉鐵所需的熱量有78%來自碳素燃燒，有19%由熱風(fēng)提供，3%是爐料化學(xué)熱所以，燃料比的變化對工序能耗的影響起決定性的作用，熱風(fēng)溫度的高低對能耗也有較大影響 目前，我國高爐煉鐵指標(biāo)中與國際先進(jìn)水平相比，差距最大的地方是熱風(fēng)溫度偏低，差80℃~100℃；其次是高爐入爐鐵礦石品位偏低、煉鐵爐料質(zhì)量偏低等煉鐵企業(yè)應(yīng)盡快扭轉(zhuǎn)這種局面，促進(jìn)高爐工序節(jié)能減排 轉(zhuǎn)爐工序能耗在降低。

鋼材

我國首次完成高爐噴吹純氫冶煉技術(shù)開發(fā)試驗(yàn)

“氫與傳統(tǒng)煉鐵過程的耦合是此次項(xiàng)目試驗(yàn)中的關(guān)鍵難題之一”上海大學(xué)材料學(xué)院教授張玉文介紹說，氫氣和鐵礦石發(fā)生氧化還原反應(yīng)吸熱，會(huì)造成高爐溫度下降怎樣最大程度使用氫氣，還保障爐溫是技術(shù)難點(diǎn)為此，技術(shù)團(tuán)隊(duì)在試驗(yàn)中采用富氧噴氫、裝料調(diào)控等手段解決了高爐富氫與傳統(tǒng)煉鐵過程的耦合協(xié)調(diào)問題 張玉文教授表示，這次試驗(yàn)還突破了大規(guī)模氫氣供應(yīng)和氫氣安全使用難題，要進(jìn)行半工業(yè)化或工業(yè)化規(guī)模的純氫冶金試驗(yàn)，大規(guī)模的氫源是基礎(chǔ)，但大規(guī)模使用氫，存在生產(chǎn)安全隱患。

行業(yè)要聞

我國首次完成高爐噴吹純氫冶煉技術(shù)開發(fā)試驗(yàn)

”上海大學(xué)材料學(xué)院教授張玉文說，氫氣參與冶金過程，產(chǎn)物是綠色無污染的水，這是大幅降低碳排放的重要途徑，也是冶金過程綠色低碳化的關(guān)鍵革新性技術(shù) 2019年，上海大學(xué)與興國公司達(dá)成“產(chǎn)學(xué)研用”戰(zhàn)略合作協(xié)議，共建“高端特殊（球墨）鑄鋼產(chǎn)品研發(fā)中心”和“低碳技術(shù)研發(fā)中心”研發(fā)團(tuán)隊(duì)充分借鑒交通運(yùn)輸行業(yè) 氫能源汽車生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，并經(jīng)過多輪調(diào)整、優(yōu)化，設(shè)計(jì)出滿足冶金行業(yè)的全套生產(chǎn)流程研發(fā)中心采用富氧噴氫、裝料調(diào)控等手段，成功解決了高爐富氫與傳統(tǒng)煉鐵過程的耦合協(xié)調(diào)問題，保證爐內(nèi)氫氣和鐵礦石發(fā)生氧化還原反應(yīng)（吸熱降溫）時(shí)，爐內(nèi)溫度依然能達(dá)到冶金需求。

技術(shù)突破

我國首次完成高爐噴吹純氫冶煉技術(shù)開發(fā)試驗(yàn)

”上海大學(xué)材料學(xué)院教授張玉文說，氫氣參與冶金過程，產(chǎn)物是綠色無污染的水，這是大幅降低碳排放的重要途徑，也是冶金過程綠色低碳化的關(guān)鍵革新性技術(shù) 2019年，上海大學(xué)與興國公司達(dá)成“產(chǎn)學(xué)研用”戰(zhàn)略合作協(xié)議，共建“高端特殊（球墨）鑄鋼產(chǎn)品研發(fā)中心”和“低碳技術(shù)研發(fā)中心”研發(fā)團(tuán)隊(duì)充分借鑒交通運(yùn)輸行業(yè) 氫能源汽車生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，并經(jīng)過多輪調(diào)整、優(yōu)化，設(shè)計(jì)出滿足冶金行業(yè)的全套生產(chǎn)流程研發(fā)中心采用富氧噴氫、裝料調(diào)控等手段，成功解決了高爐富氫與傳統(tǒng)煉鐵過程的耦合協(xié)調(diào)問題，保證爐內(nèi)氫氣和鐵礦石發(fā)生氧化還原反應(yīng)（吸熱降溫）時(shí)，爐內(nèi)溫度依然能達(dá)到冶金需求。

冶金鋼鐵

我國首次完成高爐噴吹純氫冶煉技術(shù)開發(fā)試驗(yàn)

”上海大學(xué)材料學(xué)院教授張玉文說，氫氣參與冶金過程，產(chǎn)物是綠色無污染的水，這是大幅降低碳排放的重要途徑，也是冶金過程綠色低碳化的關(guān)鍵革新性技術(shù) 2019年，上海大學(xué)與興國公司達(dá)成“產(chǎn)學(xué)研用”戰(zhàn)略合作協(xié)議，共建“高端特殊（球墨）鑄鋼產(chǎn)品研發(fā)中心”和“低碳技術(shù)研發(fā)中心”研發(fā)團(tuán)隊(duì)充分借鑒交通運(yùn)輸行業(yè)氫能源汽車生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，并經(jīng)過多輪調(diào)整、優(yōu)化，設(shè)計(jì)出滿足冶金行業(yè)的全套生產(chǎn)流程研發(fā)中心采用富氧噴氫、裝料調(diào)控等手段，成功解決了高爐富氫與傳統(tǒng)煉鐵過程的耦合協(xié)調(diào)問題，保證爐內(nèi)氫氣和鐵礦石發(fā)生氧化還原反應(yīng)（吸熱降溫）時(shí)，爐內(nèi)溫度依然能達(dá)到冶金需求。

行業(yè)要聞

電爐煉鋼的特點(diǎn)與步驟

電弧是“點(diǎn)”熱源，爐內(nèi)溫度分布不均勻，熔池平靜時(shí)，各部分鋼水溫度相差較大碳質(zhì)電極的存在會(huì)使鋼液增碳，給冶煉低碳鋼帶來困難 廢鋼鐵是一種載能資源，用廢鋼鐵煉鋼可以節(jié)約大量能源在大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，從采礦、選礦、燒結(jié)、焦化、煉鐵到煉鋼、軋鋼，能源消耗和污染排放主要集中在煉鋼工序之前研究表明，用廢鋼直接煉鋼和用礦石煉鐵后再煉鋼相比，可節(jié)約能源60%，節(jié)水40% 廢鋼鐵是一種環(huán)保資源，用廢鋼直接煉鋼和用礦石煉鐵后再煉鋼相比，可減少廢氣86%、廢水76%和廢渣97%，有利于清潔生產(chǎn)和排廢減量化。

冶煉技術(shù)

高爐改造、智慧制造，中國鋼鐵業(yè)正進(jìn)行全球最嚴(yán)超低排放工程

如果達(dá)到50%的富氧量，可以減排10%左右的二氧化碳 經(jīng)過五六個(gè)月的連續(xù)奔忙，他們終于實(shí)現(xiàn)了第一階段的目標(biāo)，富氧達(dá)到百分之三十五，爐內(nèi)溫度正常，試驗(yàn)高爐整體運(yùn)行平穩(wěn) 在整個(gè)鋼鐵行業(yè)，低碳冶煉已經(jīng)成為了這個(gè)春天的一股風(fēng)潮，在距離烏魯木齊3900公里的上海寶山區(qū)寶山鋼鐵股份有限公司，一群研究員正忙著對燒結(jié)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，為今天的燒結(jié)試驗(yàn)做好準(zhǔn)備 由于鐵礦石品類不一，為了能提高煉鐵效率，在傳統(tǒng)高爐進(jìn)行煉鐵之前，都需要對鐵礦石進(jìn)行燒結(jié)處理，從而為高爐提供更好的原料。

鋼材

高爐富氧鼓風(fēng)的作用及現(xiàn)狀

富氧對鐵礦石間接還原有利（主要是爐缸煤氣中CO濃度提高，鼓風(fēng)中N2含量降低），間接還原是放熱反應(yīng)，可促進(jìn)煉鐵降低燃料比 富氧有利于提高噴煤比，富氧1%，風(fēng)口區(qū)理論燃燒溫度提高45~50℃，允許增加噴煤比20~30kg/t; 富氧有利于提高產(chǎn)量，富氧1%，提高產(chǎn)量4.79% 我國高爐富氧情況 目前，我國大多數(shù)高爐富氧率在2.5%~4.0%，富氧率的高低主要是受氧氣價(jià)格影響，還受到生鐵產(chǎn)量、噴煤比高低的的影響。

鋼材