高炉改造、智慧制造 中国钢铁业正进行全球最严超低排放工程

　　04月09日讯 　　近期召开的中央财经委员会第九次会议，提出了如期实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标。我国是世界最大的钢铁生产及消费国，2020年粗钢产量约10.5亿吨，占全球产量的56.5%，整个钢铁产业的碳排放量占我国碳排放总量的15%。要如期达标，低碳转型压力巨大。

　　高炉改造、智慧制造

　　中国钢铁业正进行全球最严超低排放工程

　　传统的高炉炼铁是整个钢铁生产过程中的重要环节，也是钢铁生产环节中能源消耗最大的一道工序，整个钢铁生产过程中，70%的能源消耗都产生在这个环节。根据测算，传统炼铁高炉每炼一吨铁水，就会排放两吨二氧化碳。

　　要实现钢铁生产中碳排放的减量，对传统高炉进行工艺和技术的改造升级变得迫在眉睫。中国宝武新疆八钢氧气高炉炉长田宝山所说的出路，是对高炉炼铁工艺的改进，降低碳排放。眼下，他们正在对430立方米的氧气试验高炉进行调试。这座氧气高炉和传统的炼铁高炉究竟有哪些不同呢？

　　技术的难点在于要通过提高进入高炉的氧气纯度，让高炉内只生产对炼铁有用的一氧化碳和废气二氧化碳，再将一氧化碳留在高炉内代替化石燃料炼铁，从而减少对化石原料的使用。如果达到50%的富氧量，可以减排10%左右的二氧化碳。

　　经过五六个月的连续奔忙，他们终于实现了第一阶段的目标，富氧达到百分之三十五，炉内温度正常，试验高炉整体运行平稳。

　　在整个钢铁行业，低碳冶炼已经成为了这个春天的一股风潮，在距离乌鲁木齐3900公里的上海宝山区宝山钢铁股份有限公司，一群研究员正忙着对烧结设备进行调试，为今天的烧结试验做好准备。

　　由于铁矿石品类不一，为了能提高炼铁效率，在传统高炉进行炼铁之前，都需要对铁矿石进行烧结处理，从而为高炉提供更好的原料。但传统烧结作为炼铁高炉的前端环节，对煤炭的用量较大，同时会产生大量二氧化碳气体。通常，烧结工序产生的二氧化碳占全流程的15%左右。而中国宝武中央研究院高级主任研究员李建所研究的微波烧结则是通过电能来代替煤炭，解决这个环节的碳排放问题。

　　2021年1月，经过对设备的三次优化后，这台价值上千万的微波烧结设备终于可以正常运行，每天可消化两吨铁矿石原料，生产出1.8吨左右的烧结块原料。而根据检测设备对烧结之后排出的气体检测，可以明显看到污染物的排放量。

　　李建测算过，采用传统烧结工艺，每炼出一吨成品原料，二氧化碳等气体排放量约为6000毫克每立方米，而通过微波烧结工艺，每炼出一吨成品原料，二氧化碳等气体排放量仅为25毫克每立方米，相当于99%的污染气体都可以通过这个新工艺被消减掉。与此同时，也可以减少对煤炭等化石能源的使用。

　　就在李建忙着对微波烧结装置进行又一次的改进试验时，在距离烧结试验基地不远处的宝钢股份宝山基地1号高炉内，中国宝武中央研究院高级主任研究员徐万仁正在对高炉内的天然气代替煤炭装置进行调试。

　　这套装置通过采用天然气等清洁能源代替煤炭进行高炉炼铁，从而达到减少碳排放的目的。试验数据显示，采用天然气，每炼一吨铁水，可以减少二氧化碳排放20公斤，可节省近80公斤的煤炭。

　　根据上海天然气价格每立方两元左右的价格，与传统煤粉相比，这个价格足足贵了一倍。采用天然气或富氢气体来代替煤炭，虽然目前来看是亏本的，但却为未来的变革做好了技术储备。除了采用天然气，研究人员们还在进行更多的尝试。

　　2030年碳达峰，2060年碳中和

　　钢铁行业在努力

　　除了加速冶炼环节的技术攻关，绿色产品的低碳发展也显得尤为重要。统计数据显示：2020年宝钢汽车钢板销售量达到了1200多万吨，全国几乎每两辆车中就有一辆使用了宝钢的汽车钢板。

　　以汽车车身为例，车身上约有300多个关键零部件用到宝钢的汽车钢材，如果使用新型的超高强度钢材，可使车身减重百分之二十到三十左右。而每使用一吨超强钢，可实现减排0.4吨二氧化碳，与此同时，超高强钢通过降低油耗，还可协助汽车在行驶过程中减排两吨二氧化碳。

　　目前，在上海宝钢，从原料进厂到炼铁工序、炼钢工序、热轧工序、冷轧工序以及最终的产品交付，整个流程都已经纳入智慧制造的范围中，每道工序均有一条样板线。

　　特别是在冷轧黑灯工厂，已经完全看不到传统钢厂的灯火通明，在这座工厂，通过应用信息化技术，实现了行车无人化、物流作业无人化、3D岗位无人化，大大降低了能耗，提升了生产效率。

　　不仅是在宝武集团这样的行业巨无霸，目前，我国的整个钢铁行业都在进行着低碳转型的背水一战。推进节能技术改造、降低单位工业增加值的能源消耗，成为了整个行业的必修课。

　　危中求机领跑未来

　　作为能源消耗高密集型行业，钢铁行业在制造业31个门类中碳排放量最大。可以看到，钢铁行业的龙头企业，已经率先开始了全链条的改造升级，从生产端的低碳冶炼，到产品端的绿色新品，在这场前所未有的硬仗中，我们看到了他们的智慧、勇气和决心。我们希望，中国的钢铁行业，能够在行业排头兵的带领下，坚持绿色可持续发展的理念，进一步加快创新步伐，成为全球钢铁产业低碳发展的先行者、领跑者。

　　(文章来源：中国冶金报)