加速推进碳达峰 绿色钢铁冶金技术迎机遇

　　据报道，唐山市政府3月8日召开环保紧急会议，要求9日-11日工业企业按照一级红色预警响应落实停限产措施。9家D级钢厂烧结机、球团设备、石灰窑、转炉停产，焦炉负荷降至50%以内，涉及高炉30多座。此前唐山发布3月大气治污方案，要求3月10日前关停燕山钢铁等企业的7座高炉。

　　围绕碳达峰、碳中和的目标节点，工信部明确2021年重点工作坚决压缩粗钢产量，确保粗钢产量同比下降。唐山作为粗钢产量占全国14%的“钢铁重镇”，正拉开行业推进碳达峰的大幕。

　　业内认为，我国钢铁生产工艺以高炉+转炉为主，流程长且以焦炭为关键能源和原料，直接导致钢铁位列制造业碳排放首位。除压减产能外，发展绿色钢铁冶金技术势在必行，如以熔融还原炼铁为代表的非高炉炼铁工艺，由于不使用焦炭而具有低成本、低能耗、低碳、低排放等优点。工信部最新《钢铁行业产能置换实施办法(征求意见稿)》中，Corex、Finex、HIsmelt等熔融还原炼铁工艺项目被列为可等量置换加以鼓励扶持，有望在钢铁行业转型升级绿色发展中迎来机遇。

　　以下为Corex、Finex、HIsmelt熔融还原炼铁工艺简介。

　　Corex熔融还原法是奥钢联开发的非焦炼铁技术， 也是目前唯一实现工业化的熔融还原技术。通过 Corex 熔融还原炼铁将作为钢铁企业的前道工序，为炼钢工序生产铁水。COREX工艺是1977年才开始研究，1989 年才开始应用的熔融还原技术，是一项非常年轻的炼铁技术。使用这种工艺替代传统的高炉冶炼流程工艺，对于炼铁炼钢企业降低炼铁成本、改善经济技术指标、提高工艺竞争力具有重要意义。

　　Finex是一种直接用粉矿和非炼焦煤粉冶炼铁水的新工艺。

　　Finex工艺的关键技术是在主流化床反应器内将铁矿粉还原成粉状DRI(直接还原铁)，DRI经热压成形后，利用熔融气化炉将DRI热压铁块熔融还原为铁水。与传统的高炉炼铁工艺相比，Finex炼铁工艺省去了炼焦和烧结过程，生产的铁水质量可以与高炉及Corex工艺相媲美。世界上唯一一座Finex工艺装备(年产150万t铁水)已于2007年4月10日在浦项点火投产，设计产能4300t/d。

　　HIsmelt工艺由力拓集团开发，使用铁矿粉和非焦煤粉，能够冶炼不同质量的铁矿粉，包括磷铁矿粉的一种工艺技术。HIsmelt 熔融还原工艺的核心技术是熔融还原炉(SRV ) , 熔融还原炉又可分为上部和下部两个区域。

　　在熔融还原炉下部的高温铁水熔池中，在1450℃高温条件下碳素可以熔解在铁液中，而熔解在铁液中的碳素又能与炽热的铁氧化物反应：

　　Ccoal→〔C〕iron (1)

　　3〔C〕iron+ Fe2O3→2〔Fe〕iron+3CO (2)

　　在熔融还原炉上部, 吹入的1200℃热风与自身煤气进行CO和H2的氧化燃烧放热反应：

　　2CO +O2→2CO2 (3)

　　2H2+O2→2H2O (4)

　　铁水熔池中反应(2) 产生的CO、煤中挥发分裂解产生的H2和喷吹物料载体的N2形成混合煤气, 强烈逸出的上升煤气又使高温液态渣铁形成了混合“涌泉”。熔融还原炉上部氧化放热反应所产生的热能, 通过传导和辐射提高了渣铁混合“涌泉”的温度, 被加热后的渣铁混合“涌泉”回落到铁水熔池下部，为反应(1) 和(2) 提供所需的热能,。连续喷入铁水熔池中的矿粉、煤和熔剂维持了反应的连续。