现代高炉炼铁是以人造矿石和焦炭为物质基础的.现代高炉实现绿色低碳炼铁,需要从炼铁工序的层次优化工艺流程和关键技术,实现烧结、球团、高炉等多工序的协同优化.面向未来,在提高资源和能源利用效率的同时,基于现有技术推进采用低碳节能技术和先进工艺.对于烧结、高炉等传统工艺技术,要进一步研究并应用先进技术,提高生产效能、降低能源消耗和碳排放.持续研究推广绿色低碳烧结技术,如低碳厚料层烧结技术、烧结料面富氢气体喷吹技术、烧结返矿高效回收利用技术、低温烧结技术和热风循环烧结技术等,有效降低烧结过程的能源消耗和CO2排放.充分利用中国精矿粉资源生产球团矿,提高球团矿产能和产量,进而提高球团矿入炉比率和炉料综合品位,有效降低碳素燃料消耗.提高高炉富氧率和喷煤量,持续提高风温、降低燃料消耗,提高高炉顶压和煤气利用率.有条件的高炉喷吹富氢气体以减少焦炭消耗,开发应用高炉炉顶煤气循环及CO2脱除再利用(CCUS)等技术.研究解析了高炉炼铁工艺碳-氢耦合还原的热力学机理,讨论了在高炉内不同温度区域固体碳、CO和H2的还原能力,提出了直接还原与间接还原的耦合匹配是实现最低燃料比的技术核心,探讨了高炉炼铁喷吹全氢/富氢气体的技术可行性和经济性.这些综合技术措施对于进一步降低高炉工艺流程的碳素消耗、减少CO2排放具有显著效应.与此同时,设计先进合理的流程系统和耗散结构,优化工序界面技术,构建信息物理系统(CPS)实现炼铁工序协同高效、动态有序运行,这也是高炉炼铁工艺实现绿色低碳的关键共性技术之一,具有广泛的适用性和显著的应用效果.

高炉;炼铁;低碳;球团;烧结;高顶压;高风温;富氧喷煤

张福明

首钢集团有限公司,北京100041;北京市冶金三维仿真设计工程技术研究中心,北京100043

钢铁

[1]张福明-.炼铁系统低碳技术发展前景与途径)[J].钢铁,2022(09):11-25

高炉喷吹富氢气体,工序界面

炼铁系统,低碳技术,人造,矿石,焦炭,低碳炼铁,炼铁工序,次优,优化工艺,多工序,协同优化,面向未来,能源利用效率,现有技术,技术推进,低碳节能技术,先进工艺,传统工艺技术,先进技术,生产效能,降低能源消耗,研究推广,厚料层烧结,料面,烧结返矿,高效回收,回收利用,利用技术,低温烧结技术,热风循环,低烧,烧结过程,精矿,矿粉,球团矿,高球,矿产,入炉,炉料,品位,碳素,高炉富氧,富氧率,高风温,低燃料消耗,高炉顶压,煤气利用率,开发应用,顶煤,脱除,CCUS,研究解析,高炉炼铁工艺,热力学机理,H2,直接还原,燃料比,技术可行性,综合技术,技术措施,耗散结构,界面技术,信息物理系统,CPS,协同高效,关键共性技术,高顶压,富氧喷煤

0.34741