2024年9月27日，當(dāng)?shù)谝粔K直徑180毫米、高150毫米的圓柱形還原鐵壓塊從生產(chǎn)線下線，從事煉鐵生產(chǎn)近30年的我感到十分欣慰，這是我第一次見到這種形態(tài)的還原鐵產(chǎn)品。
傳統(tǒng)高爐煉鐵是將燒結(jié)礦、球團(tuán)礦和焦炭投入高爐中，通過高溫還原反應(yīng)，冶煉出1500攝氏度高溫的鐵水，累計各工序平均噸鐵二氧化
碳排放量接近2噸。而這條生產(chǎn)線，是鞍鋼集團(tuán)建設(shè)的全球首套萬噸級綠電綠氫流化床氫
冶金中試線，通過鲅魚圈廠區(qū)風(fēng)電機(jī)組產(chǎn)生的綠電，進(jìn)行電解水制氫，再用氫氣還原鐵礦顆粒，最后壓制成鐵餅輸送給煉鋼生產(chǎn)線，可實現(xiàn)噸鐵二氧化碳的近零排放。
2022年9月，鞍鋼集團(tuán)聯(lián)合中國科學(xué)院過程工程研究所、大連化學(xué)物理研究所和上海大學(xué)等單位啟動了萬噸級綠電綠氫流化床氫冶金中試線建設(shè)。由于項目從未有過先例，因此從設(shè)備的設(shè)計安裝到工藝的操作規(guī)程，都需要自己摸索。我們首先解決了提升原料反應(yīng)性能
問題。為了制備出毫米級的球狀顆粒，我們開發(fā)了鐵礦粉造粒改性技術(shù)，又歷時半個多月，摸索出球狀顆粒穩(wěn)定生產(chǎn)的操作工藝和參數(shù)，將含水量精度控制在0.1%以內(nèi)。
保持還原裝置的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，是另一個需要攻克的
難題。由于鐵礦顆粒是從低壓流向高壓，在還原系統(tǒng)中容易發(fā)生局部堵塞，經(jīng)常需要停爐清料。為了保護(hù)裝置不因長時間停爐受損，24小時搶修是常態(tài)，有時需要靠人工爬到80米高的設(shè)備上進(jìn)行疏通。通過我們的摸索和努力，我們采取控制壓力梯度、增設(shè)松動風(fēng)等措施，實現(xiàn)了還原系統(tǒng)的順暢運(yùn)行。
在制氫工段、造粒工段和還原工段聯(lián)動試車過程中，我們也曾遇到了諸多問題。比如氫氣無法供應(yīng)、造粒工段計量設(shè)備故障、還原工段料車運(yùn)行不正常等。隨著一個一個難題被攻克，系統(tǒng)一遍一遍優(yōu)化，我們實現(xiàn)了全工序連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，目前已累計生產(chǎn)還原鐵150余噸。產(chǎn)出的直接還原鐵產(chǎn)品雜質(zhì)含量低，金屬化率達(dá)到95%以上，能滿足汽車鋼、電工鋼等高端材料需求。
中試線的探索只是新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化過程中的一小步，卻是我們以創(chuàng)新驅(qū)動產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的堅定一步。“十四五”時期，鞍鋼股份鲅魚圈
鋼鐵分公司以創(chuàng)新為引領(lǐng)，投用135兆瓦超臨界煤氣發(fā)電機(jī)組，能源利用效率提升18%；打造“無人行車+數(shù)字孿生”智能庫區(qū)，實現(xiàn)高效低碳
運(yùn)輸和生產(chǎn)……展望“十五五”，我們將繼續(xù)積極推進(jìn)流化床氫冶金技術(shù)50萬噸級工業(yè)化方案研究，進(jìn)一步提高技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性，為鋼鐵產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型作貢獻(xiàn)。
■延伸閱讀
從“碳冶金”向“氫冶金”轉(zhuǎn)變
鋼鐵行業(yè)作為碳排放大戶，碳排放量占全國總量的15%，是我國實現(xiàn)碳達(dá)峰
碳中和的關(guān)鍵戰(zhàn)場。傳統(tǒng)高爐長流程煉鐵依賴焦炭、煤等化石燃料，污染物和碳排放量較高。從“碳冶金”向“氫冶金”轉(zhuǎn)變，被認(rèn)為是當(dāng)前鋼鐵行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的重要方向之一，未來發(fā)展?jié)摿薮蟆?/div>
鞍鋼集團(tuán)開發(fā)建設(shè)的全球首套萬噸級綠電綠氫流化床氫冶金中試線，突破了電解水催化劑、氫還原煉鐵等關(guān)鍵核心技術(shù)，實現(xiàn)了關(guān)鍵設(shè)備100%國產(chǎn)化，并形成了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的成套技術(shù)工藝，擺脫了該領(lǐng)域?qū)饧夹g(shù)的依賴。“十四五”時期，鞍鋼集團(tuán)協(xié)同推進(jìn)降碳減污擴(kuò)綠增長，實施超低排放改造1100余項，100%的粗鋼產(chǎn)能完成全流程或部分超低排放改造公示，主要污染物排放量、噸鋼綜合能耗持續(xù)降低。未來，鞍鋼集團(tuán)將持續(xù)以科技創(chuàng)新推動綠色轉(zhuǎn)型，為提升我國在低碳冶金領(lǐng)域的國際話語權(quán)和國際競爭力提供重要支撐。
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