
2021年12月23日,寶鋼湛江鋼鐵全氫零碳綠色示范工廠作為寶武首個“公司日”重大項目的推廣儀式之一,為百萬噸氫基立爐項目奠基。
該項目將建成國內首套獨立一體化萬噸級豎爐,也是首套豎爐直接加減氫生產,可提升中國寶其碳排放競爭力,對于所有后續(xù)自主整合和開發(fā)的氫冶煉技術積累經驗,并形成集團擁有自己知識產權的冶金技術,對未來低碳綠色低碳發(fā)展具有重要意義。
我國的氫冶金技術已經取得了一定的進展。寶鋼、和鋼、遼陽華新等均在籌建氫冶金氣基豎爐生產線或示范項目。然而,限制氣基豎爐直接還原技術發(fā)展的主要原因是自然資源水平上油氣資源的缺乏。
東北大學在結合我國資源能源供應的基礎上,突破了氫基氣豎爐直接還原技術、氫冶金超純熔煉技術,在氫-氫還原-電爐熔煉工藝一體化的條件下,全部研制氣基豎爐直接還原設備、還原氣加熱設備,研制出多項開創(chuàng)性成果,取得了創(chuàng)新和技術進步:
(1)高品位鐵精礦制備技術。基于河北、山西、吉林、遼寧、山東、湖北、安徽等國內磁鐵礦資源(>30億噸),成功開發(fā)高品位鐵精礦(TFe>70.5 %、SiO2>2.0%)制備技術和設備,建成了年產10萬噸高品位鐵精礦示范線,噸高純鐵精礦生產成本僅為50~60元。
(2)氫冶金氣基豎爐專用氧化球團制備技術。通過國內多地高品位鐵精礦的氧化焙燒試驗系統(tǒng)研究,制備的氧化球團TFe≥66%、抗壓強度≥2000N、耐磨性指數(shù)≤15%、還原膨脹指數(shù)≤15%,性能指標完全滿足氫冶金氣基豎爐要求。
(3)氣基豎爐直接還原關鍵技術。研究了不同氫碳比、溫度、氣氛等工藝條件對直接還原的影響,揭示了氫冶金條件下豎爐內多場耦合作用機制,形成氫冶金氣基豎爐直接還原理論與技術。還原產品為面向高端金屬材料制造的潔凈鋼基料,產品指標達到TFe≥92%、P≤0.09%、S≤0.003%的先進水平。
(4)煤制氣-富氫豎爐示范工程設計。在遼寧省和遼陽市相關部門的支持下,籌建富氫豎爐-電爐短流程示范工程,已完成整體工藝系統(tǒng)和工程設計,自主設計開發(fā)了加熱爐、氣基豎爐核心裝置,形成了總體工程方案一套、核心設備圖紙兩套,并申請授權多項國家發(fā)明專利。氫冶金直接還原短流程CO2、SO2、NOx、煙粉塵比高爐-轉爐長流程分別約減排50%、30%、70%、80%以上。
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