冷拔管-多家海外钢企聚焦低碳冶金新工艺研究

不管是大容积高炉工艺，还是高品质直接还原铁工艺，都要以高品位铁矿石作为原料保障，前者是执行精料方针，保证炉况顺行稳定，后者则是要提高直接还原铁的金属化率。降低对于高品质铁矿石的依赖程度，提升对于低品位或相对劣质的铁矿石使用量，一直是钢铁企业降本增效的重要手段之一。当前，多家海外钢企正聚焦这一领域开展研究。

　　美国波士顿金属公司正在开发的熔融氧化物电解工艺，通过使用可再生能源生产的电力，在电解槽中将低品位铁矿石直接还原为熔融钢水，实现一步法炼钢。该工艺不仅可以省去传统的铁前系统和转炉炼钢系统，而且可以实现减碳、不使用循环水、避免有害物质排放等。该公司今年在巴西投资建厂，计划到2026年实现商业化运营。如果该工艺顺利应用，将帮助美国波士顿金属公司生产出有成本竞争力的“绿钢”。

　　韩国浦项制铁基于流化床反应器的HyREX工艺以氢气为还原剂，将铁矿粉直接还原为海绵铁，然后用电熔炉将其熔化为熔融金属，后端配置电炉用于生产钢水。该工艺初期使用非焦煤作为还原剂，在工艺不断改进的过程中，浦项制铁计划逐步采用绿氢替代非焦煤作为还原剂。该工艺也可以直接使用粉末状低品位含铁矿物作为原料，减少企业对于高品位铁矿石的依赖。

　　安赛乐米塔尔主导的Siderwin项目利用水基电解质，研究在电解槽中完成低温铁矿石电解生产金属铁的过程。该工艺首先将铁矿石引入到电解槽，在电流流过电极时，赤铁矿被吸引到阴极，逐步还原为磁铁矿、氧化亚铁、铁离子、熔融态金属铁。不过，该项目自2020年由“欧洲地平线计划”资助进行工业电池建设后，暂时没有其他新的进展。

　　综合来看，国外钢铁企业聚焦低碳冶金前沿技术的方方面面，以可再生能源供应、绿氢制备和电解冶炼技术等为主。可以看到，当前，低碳冶金没有通用的法则，也没有唯一的解决方案。跨学科的共同研究，跨产业间的协同耦合，多种技术的组合应用，在合适的地区实施适宜低碳冶金项目的示范部署和商业化运营，将是合理的发展路径。通过前文分析可以看出，当前较为合理的低碳技术路线为：利用可再生能源制备有竞争力的绿氢+大规模经济安全可靠的绿氢储运+氢基直接还原装置/流化床反应器+电炉；可再生能源生产绿电+熔融氧化物电解，进而实现一步法炼钢。上述两条路径最终生产出的钢均为“绿钢”。

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