当前世界各国日益重视环境保护,都在加大力量研究减排二氧化碳的方法。目前,用碳作还原剂进行高炉冶炼的方法已经非常成熟,减排二氧化碳的空间非常有限。因此,许多国家都在研究用氢进行冶炼的方法,尤其以欧盟地区为盛,各钢铁企业都在积极布局建设,除了瑞典HYBRIT项目进行中试试验以外,其它项目均处于规划建设阶段。
中国钢研率先在国内开展纯氢冶金关键核心技术攻关,全国政协委员、中国钢研党委书记、董事长张少明在政协第十三届全国委员会第四次会议上提交“关于加强氢冶金关键技术的研究与开发,推进钢铁工业向低碳目标迈进”提案,并获得优秀提案。在国家发改委绿色化攻关项目和中国钢研重大专项支持下,该公司相继研发了纯氢冶金绿色洁净生产工艺、多稳态系统技术、高品质氧化球团制备工艺、模块化关键装备技术、多过程智能协同优化系统技术、基于数字孪生的氢冶金多物理场工艺仿真技术等,突破了纯氢高温加热、安全高效还原、模块化装备、多稳态系统等技术瓶颈,形成了纯氢冶金工艺、控制、安全及智能化流程体系,并通过集成示范形成纯氢冶金整体工程技术,为实现我国“碳中和”目标提供支撑。
示范工程采用中国钢研自主研发设计的成套纯氢竖炉技术,设备国产化率达到100%,为我国纯氢冶金技术的大规模工业化应用奠定了良好基础,目前产能为5万吨。工程使用99.5%氢气作为还原气,还原后的金属化球团在炉内直接用氢气冷却,热效率得到极大提高。为保证氢气利用率,采用自主研发的专用材料和加热系统,可以将氢气温度稳定保持在1000℃。目前,顺利运行300小时,金属化率超过93%,达到各项持续运行考核指标。产品可以进一步冶炼制备超洁净高纯铁或超纯铁,既可以作为高端特种材料和电磁材料制备的原料,也可以作为高端钢材制备的基材。
展望未来,中国钢研将在一期示范工程基础上,与国内外各大钢铁企业携手构建“基础研究-技术创新-工程转化-产品升级”纯氢冶金全产业链创新体系,建设国际领先的钢铁冶金绿色化、高端化技术创新和成果转化基地,为钢铁行业高质量发展做出钢研贡献。