使用清潔能源制取氫氣，使用氫氣還原鐵礦石煉鐵，有望實(shí)現(xiàn)近零碳排放的鋼鐵冶煉過(guò)程，是鋼鐵走向碳中和的重要路徑之一。

寶鋼股份湛江鋼鐵國(guó)內(nèi)首座百萬(wàn)噸級(jí)氫基豎爐預(yù)計(jì)2023年底建成，投產(chǎn)后相比傳統(tǒng)同等規(guī)模高爐煉鐵，每年可減少二氧化碳排放50萬(wàn)噸以上。

4月1日上午10點(diǎn)08分，國(guó)內(nèi)首座百萬(wàn)噸級(jí)氫基豎爐最后一段爐殼開(kāi)始吊裝，經(jīng)過(guò)900噸級(jí)履帶吊1個(gè)小時(shí)的吊運(yùn)，該段爐殼抵達(dá)豎爐塔82.3米高度位置，成功吊裝到位。

這標(biāo)志著湛江鋼鐵氫基豎爐爐殼全部順利吊裝完成，氫基豎爐工程建設(shè)進(jìn)入爐頂結(jié)構(gòu)安裝高峰期。

最后一段爐殼吊裝

氫基豎爐本體爐殼分5段，第一段于2022年12月23日吊裝完成，第二、三、四段于今年3月中下旬吊裝完成，本次吊裝的第五段爐殼是最后一段爐殼，高約12.6米，重約78.5噸。

氫基豎爐5段爐殼構(gòu)成豎爐本體，正常生產(chǎn)情況下內(nèi)部溫度可達(dá)1050℃，屬于高溫高壓容器。還原氣體和原料球團(tuán)礦在豎爐內(nèi)逆向接觸并發(fā)生反應(yīng)，球團(tuán)礦經(jīng)過(guò)加熱、還原、滲碳等反應(yīng)，最終生成質(zhì)量合格的直接還原鐵。

氫基豎爐項(xiàng)目預(yù)計(jì)2023年底建成，投產(chǎn)后相比傳統(tǒng)同等規(guī)模高爐煉鐵，每年可減少二氧化碳排放50萬(wàn)噸以上，是湛江鋼鐵助力實(shí)現(xiàn)國(guó)家“雙碳”目標(biāo)和踐行綠色低碳發(fā)展的具體行動(dòng)，也是國(guó)內(nèi)自主集成并研發(fā)全氫冶煉技術(shù)的創(chuàng)新平臺(tái)。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)

寶武構(gòu)想中的氫基豎爐

氫基豎爐是《中國(guó)寶武碳中和行動(dòng)方案》中六個(gè)方面的技術(shù)突破方向之一。

氫基豎爐，用氫氣還原氧化鐵時(shí)，其主要產(chǎn)物是金屬鐵和水蒸氣，還原后的尾氣對(duì)環(huán)境沒(méi)有任何不利的影響，可以明顯減輕對(duì)環(huán)境的負(fù)荷。

使用清潔能源制取氫氣，使用氫氣還原鐵礦石煉鐵，有望實(shí)現(xiàn)近零碳排放的鋼鐵冶煉過(guò)程，是鋼鐵走向碳中和的重要路徑之一。氫還原煉鐵是歐美鋼鐵同行在探討的主流工藝，中國(guó)寶武在這個(gè)方面不會(huì)缺席。

采用綠色氫冶金雖然清潔，但由于氫氣是最輕的氣體，體積能量密度太小，發(fā)熱量只有碳的72%，在還原鐵礦石的過(guò)程中熱量不足，不適合用來(lái)冶煉液態(tài)金屬鐵。因此，從冶金原理出發(fā)，寶武確定的氫冶金路徑是開(kāi)發(fā)氫基豎爐直接還原煉鐵工藝，生產(chǎn)固態(tài)金屬鐵。

寶鋼股份積極響應(yīng)，主動(dòng)承擔(dān)中國(guó)寶武氫冶金技術(shù)開(kāi)發(fā)任務(wù)，和廣東省商議后，終止了湛江基地本在規(guī)劃中的四號(hào)高爐和五號(hào)高爐的擴(kuò)建，改為建造一套兼具工業(yè)試驗(yàn)和商業(yè)化運(yùn)營(yíng)功能的百萬(wàn)噸級(jí)氫基豎爐。

第一步先實(shí)施焦?fàn)t煤氣的氫基豎爐工藝，在后續(xù)工序配套大功率電爐和薄板坯連鑄，形成一個(gè)非常緊湊的短流程低碳冶金路線(xiàn)。

未來(lái)考慮利用南海的天然氣，乃至南海地區(qū)風(fēng)電、光伏發(fā)電的綠氫來(lái)實(shí)現(xiàn)全氫的豎爐冶煉和極致的短流程工藝，目前已完成全部設(shè)計(jì)方案。

國(guó)內(nèi)首套！湛江鋼鐵零碳示范工廠百萬(wàn)噸級(jí)氫基豎爐

開(kāi)工活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)

2022年2月15日，寶鋼湛江鋼鐵零碳示范工廠百萬(wàn)噸級(jí)氫基豎爐開(kāi)工建設(shè)。該項(xiàng)目是國(guó)內(nèi)首套百萬(wàn)噸級(jí)氫基豎爐，也是首套集成氫氣和焦?fàn)t煤氣進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)的直接還原生產(chǎn)線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)年減碳排50萬(wàn)噸以上。

湛江鋼鐵百萬(wàn)噸級(jí)氫基豎爐項(xiàng)目總投資18.9億元，由中鋼國(guó)際設(shè)計(jì)，主要設(shè)施包括豎爐本體、豎爐裝料卸料系統(tǒng)、產(chǎn)品冷卻系統(tǒng)、氣體回路系統(tǒng)、原料輸入和成品輸出系統(tǒng)，以及配套的球團(tuán)供應(yīng)系統(tǒng)、能源公輔系統(tǒng)和信息化系統(tǒng)。

項(xiàng)目預(yù)計(jì)2023年底建成，投產(chǎn)后對(duì)比傳統(tǒng)鐵前全流程高爐煉鐵工藝同等規(guī)模鐵水產(chǎn)量，每年可減少二氧化碳排放50萬(wàn)噸以上，是湛江鋼鐵助力實(shí)現(xiàn)國(guó)家“雙碳”目標(biāo)和踐行綠色低碳發(fā)展的具體行動(dòng)，也是后續(xù)國(guó)內(nèi)自主集成并研發(fā)全氫冶煉技術(shù)的創(chuàng)新平臺(tái)，對(duì)推動(dòng)鋼鐵行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型、推進(jìn)鋼鐵新生態(tài)綠色化、促進(jìn)區(qū)域清潔能源優(yōu)化和經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。

未來(lái)湛江鋼鐵在氫基豎爐的基礎(chǔ)上，將利用南海地區(qū)光伏、風(fēng)能配套上“光-電-氫”“風(fēng)-電-氫”綠色能源，形成與鋼鐵冶金工藝相匹配的全循環(huán)、封閉的流程，產(chǎn)線(xiàn)碳排放較長(zhǎng)流程降低90%以上，并通過(guò)碳捕集、森林碳匯等實(shí)現(xiàn)綠氫全流程零碳工廠。

文字：莫希飄 林莞龍

圖片：湛江鋼鐵提供

出品：寶武融媒體中心