HIsmelt技術的前世今生 ——新技術在中國如何從“0”到“1”(一)
  發布時間:2022年01月28日 點擊數:

   HIsmelt直接熔融還原技術于2017年底正式由澳洲技術擁有方力拓集團(下文簡稱外方)轉讓給山東一家民營企業(下文簡稱中方)。從1980年的基礎研發至2018年,歷時近40年,這40年恰逢中國改革開放,也是中國民營經濟從無到有的發展時期。外方在該項技術上傾注了大量的心血和金錢,終于在市場和戰略變遷的迫使下,徹底放棄該技術。 

  2016年,中國首座HIsmelt工廠在山東壽光建成并試車,前后經過近10次反復啟動試車,伴隨著持續的工藝優化與設備改造,于2017年初步實現穩定順行。

  作為親歷項目的設計、建設、試車、運行、直至技術轉讓的全程參與者,作為該技術的忠實粉絲,作為一名熱愛新技術的工程師,始終覺得應該說點什么,為這段故事留下一段記憶。同時也讓有心者了解,一項大型技術從基礎研發到產業化需要付出的諸多艱辛。 

  需要說明的是,本文不是專業性文章,文中不涉及對任何公司和個人的褒貶,僅是從宏觀的視覺闡述一項由外方開發但沒有做好的技術是如何在中國實施成功的。 

  據國內外公認的文獻記載,最早的高爐雛形源于中國漢代。中國人在漢朝使用黏土在樹藤和土塊的支撐下搭成了爐子,并現在下部安裝了鼓風系統,最早煉出了鐵水。歐洲人逐步發展出了熟鐵爐,風箱爐。1750年以前,世界上鋼鐵絕大多數都由木炭作為還原劑進行熔煉,每千克生鐵需要消耗40千克木材。隨著第一次工業革命的爆發,人類對鋼鐵的需求成指數級增長,而煉鐵則對森林進行了大規模的砍伐(“大煉鋼鐵”時期,全國森林覆蓋面積下降約3個百分點),造成了生態系統的急劇惡化。18世紀30年代,歐洲開始試驗焦炭,1760年后,焦炭開始大量運用于高爐,焦炭的發熱量高,力學性能好,可以作為骨架支撐礦石,為大規模煉鐵技術的實現打下了基礎。1840年,英國人Bell將高爐高度重新設計,由1830年的14.6米升高至1840年的24.4米,直徑增加了1米,體積增加到250m³,大型高爐技術正式登上歷史舞臺。如今已經建成的高爐爐容達最高已達6000m³。 

  鋼鐵產能已經成為衡量一個國家工業化水平的重要指標,翻看工業化的歷史就能發現,世界發展的中心從歐洲的英德、美國、日韓、中國,到正在如火如荼的印度,無不有高爐煉鐵高大的身影在背后支撐。 

  根據高爐的技術需求,人類廣泛采用粉礦造塊+焦炭+高爐的技術路線進行生產。高爐煉鐵的重大缺陷就是環保,以及高品質礦石原料來源的偏向性。 

  粉礦造塊和煉焦均是污染物和溫室氣體排放大戶,據中國官方機構的統計,每年中國煉鐵煉鋼行業二氧化硫和氮氧化物排放量兩百萬噸以上,煙塵排放量則接近四百萬噸;焦化工序排放總量還要加上一百萬噸。高爐工藝生產的每噸鋼二氧化碳排放量約為2.5噸。這還不包括無組織排放的。

  看看北京周圍頻發的霧霾,每次北京有重要外事活動時,周邊鋼廠限產就能明白傳統鋼鐵工藝對環境的影響有多大。 

  原料上,高品質的鐵礦石資源絕大多數都分布在澳大利亞西部、巴西、遙遠的非洲。而高爐技術不能高效冶煉的高磷礦、高鋁礦和釩鈦礦卻在地球上有廣泛分布,且儲量驚人。同樣,優質的煉焦煤在近兩百年開采后,逐漸趨向于貧乏。原材物料的稀缺性也就成為各國大力研究非高爐冶金技術的內生動力之一。 

   

文章摘自:軋鋼之家

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