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HIsmelt技術(shù)的前世今生 ——新技術(shù)在中國如何從“0”到“1”(一)
  發(fā)布時(shí)間:2022年01月28日 點(diǎn)擊數(shù):

   HIsmelt直接熔融還原技術(shù)于2017年底正式由澳洲技術(shù)擁有方力拓集團(tuán)(下文簡稱外方)轉(zhuǎn)讓給山東一家民營企業(yè)(下文簡稱中方)。從1980年的基礎(chǔ)研發(fā)至2018年,歷時(shí)近40年,這40年恰逢中國改革開放,也是中國民營經(jīng)濟(jì)從無到有的發(fā)展時(shí)期。外方在該項(xiàng)技術(shù)上傾注了大量的心血和金錢,終于在市場(chǎng)和戰(zhàn)略變遷的迫使下,徹底放棄該技術(shù)。 

  2016年,中國首座HIsmelt工廠在山東壽光建成并試車,前后經(jīng)過近10次反復(fù)啟動(dòng)試車,伴隨著持續(xù)的工藝優(yōu)化與設(shè)備改造,于2017年初步實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定順行。

  作為親歷項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建設(shè)、試車、運(yùn)行、直至技術(shù)轉(zhuǎn)讓的全程參與者,作為該技術(shù)的忠實(shí)粉絲,作為一名熱愛新技術(shù)的工程師,始終覺得應(yīng)該說點(diǎn)什么,為這段故事留下一段記憶。同時(shí)也讓有心者了解,一項(xiàng)大型技術(shù)從基礎(chǔ)研發(fā)到產(chǎn)業(yè)化需要付出的諸多艱辛。 

  需要說明的是,本文不是專業(yè)性文章,文中不涉及對(duì)任何公司和個(gè)人的褒貶,僅是從宏觀的視覺闡述一項(xiàng)由外方開發(fā)但沒有做好的技術(shù)是如何在中國實(shí)施成功的。 

  據(jù)國內(nèi)外公認(rèn)的文獻(xiàn)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(xiàn)在下部安裝了鼓風(fēng)系統(tǒng),最早煉出了鐵水。歐洲人逐步發(fā)展出了熟鐵爐,風(fēng)箱爐。1750年以前,世界上鋼鐵絕大多數(shù)都由木炭作為還原劑進(jìn)行熔煉,每千克生鐵需要消耗40千克木材。隨著第一次工業(yè)革命的爆發(fā),人類對(duì)鋼鐵的需求成指數(shù)級(jí)增長,而煉鐵則對(duì)森林進(jìn)行了大規(guī)模的砍伐(“大煉鋼鐵”時(shí)期,全國森林覆蓋面積下降約3個(gè)百分點(diǎn)),造成了生態(tài)系統(tǒng)的急劇惡化。18世紀(jì)30年代,歐洲開始試驗(yàn)焦炭,1760年后,焦炭開始大量運(yùn)用于高爐,焦炭的發(fā)熱量高,力學(xué)性能好,可以作為骨架支撐礦石,為大規(guī)模煉鐵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)打下了基礎(chǔ)。1840年,英國人Bell將高爐高度重新設(shè)計(jì),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(shù)正式登上歷史舞臺(tái)。如今已經(jīng)建成的高爐爐容達(dá)最高已達(dá)6000m³。 

  鋼鐵產(chǎn)能已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家工業(yè)化水平的重要指標(biāo),翻看工業(yè)化的歷史就能發(fā)現(xiàn),世界發(fā)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(jù)高爐的技術(shù)需求,人類廣泛采用粉礦造塊+焦炭+高爐的技術(shù)路線進(jìn)行生產(chǎn)。高爐煉鐵的重大缺陷就是環(huán)保,以及高品質(zhì)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(jù)中國官方機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì),每年中國煉鐵煉鋼行業(yè)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(chǎn)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(fā)的霧霾,每次北京有重要外事活動(dòng)時(shí),周邊鋼廠限產(chǎn)就能明白傳統(tǒng)鋼鐵工藝對(duì)環(huán)境的影響有多大。 

  原料上,高品質(zhì)的鐵礦石資源絕大多數(shù)都分布在澳大利亞西部、巴西、遙遠(yuǎn)的非洲。而高爐技術(shù)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(chǔ)量驚人。同樣,優(yōu)質(zhì)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(shù)的內(nèi)生動(dòng)力之一。 

   

文章摘自:軋鋼之家