陶海銀

　　日前，由中冶賽迪設計、施工、建設的河北縱橫集團豐南鋼鐵有限公司2座2300立方米高效還原3R（減量化、再利用和再循環）碳氫高爐經過1年的連續穩定運行
，取得了顯著的經濟和社會生態效益：相較於同等規模的傳統高爐，固體燃料消耗下降20千克/噸鐵水~30千克/噸鐵水
，碳氫混合煤氣置換比達0.50千克/標準立方米~0.57千克/標準立方米
，實現高爐減碳5%~10%

，冶煉成本降低10元/噸鐵水~30元/噸鐵水。

　　得益於該技術實施的良好效果
，今年7月份
，縱橫集團另外2座2000立方米級高爐開始建設，遠在1000公裏以外的華東某千萬噸級鋼鐵企業，3座2000立方米級大型碳氫高爐也已破土動工。

　　針對我國鋼鐵行業90%為高爐—轉(zhuan)爐(lu)長(chang)流(liu)程(cheng)，且(qie)降(jiang)低(di)高(gao)爐(lu)碳(tan)素(su)消(xiao)耗(hao)一(yi)直(zhi)是(shi)困(kun)擾(rao)鋼(gang)鐵(tie)行(xing)業(ye)的(de)世(shi)界(jie)性(xing)難(nan)題(ti)這(zhe)一(yi)實(shi)際(ji)
，中(zhong)冶(ye)賽(sai)迪(di)在(zai)低(di)碳(tan)冶(ye)煉(lian)工(gong)藝(yi)領(ling)域(yu)大(da)膽(dan)創(chuang)新(xin)，經(jing)過(guo)多(duo)年(nian)研(yan)究(jiu)攻(gong)關(guan)
，成(cheng)功(gong)打(da)造(zao)了(le)適(shi)合(he)我(wo)國(guo)國(guo)情(qing)且(qie)兼(jian)具(ju)減(jian)碳(tan)與(yu)經(jing)濟(ji)性(xing)的(de)碳(tan)氫(qing)高(gao)爐(lu)技(ji)術(shu)路(lu)線(xian)，為(wei)規(gui)模(mo)化(hua)大(da)型(xing)高(gao)爐(lu)實(shi)現(xian)經(jing)濟(ji)穩(wen)定(ding)減(jian)碳(tan)提(ti)供(gong)了(le)新(xin)路(lu)徑(jing)和(he)新(xin)動(dong)能(neng)。

　　突破碳氫耦合增強還原理論研究

　　2023niandi
，zhongyesaidiyuzonghengjituangongtongdazaodequanqiushoulidaxingtanqinggaolushifanxiangmuchenggongtouyun，biaozhizhedaxinggaoludafujiantandeditanyelianxingongyizhengshimairugongyehuayingyongjieduan。

　　中(zhong)冶(ye)賽(sai)迪(di)在(zai)低(di)碳(tan)煉(lian)鐵(tie)領(ling)域(yu)長(chang)期(qi)探(tan)索(suo)，掌(zhang)握(wo)了(le)氫(qing)氣(qi)與(yu)一(yi)氧(yang)化(hua)碳(tan)在(zai)高(gao)爐(lu)內(nei)的(de)協(xie)同(tong)行(xing)為(wei)，形(xing)成(cheng)碳(tan)氫(qing)耦(ou)合(he)增(zeng)強(qiang)還(hai)原(yuan)理(li)論(lun)。相(xiang)較(jiao)於(yu)一(yi)氧(yang)化(hua)碳(tan)，氫(qing)氣(qi)具(ju)有(you)更(geng)強(qiang)的(de)擴(kuo)散(san)能(neng)力(li)，以(yi)使(shi)氫(qing)氣(qi)能(neng)夠(gou)促(cu)進(jin)鐵(tie)礦(kuang)石(shi)還(hai)原(yuan)後(hou)期(qi)或(huo)難(nan)還(hai)原(yuan)礦(kuang)石(shi)的(de)還(hai)原(yuan)
，同(tong)時(shi)富(fu)氫(qing)煤(mei)氣(qi)進(jin)入(ru)高(gao)爐(lu)後(hou)促(cu)使(shi)爐(lu)內(nei)煤(mei)氣(qi)流(liu)的(de)還(hai)原(yuan)勢(shi)大(da)幅(fu)增(zeng)強(qiang)，有(you)助(zhu)於(yu)發(fa)展(zhan)間(jian)接(jie)還(hai)原(yuan)、降jiang低di直zhi接jie還hai原yuan，從cong而er減jian少shao固gu體ti碳tan素su消xiao耗hao。但dan氫qing還hai原yuan過guo程cheng為wei吸xi熱re反fan應ying

，大da量liang氫qing氣qi還hai原yuan鐵tie礦kuang石shi過guo程cheng將jiang導dao致zhi礦kuang石shi周zhou圍wei反fan應ying溫wen度du急ji劇ju降jiang低di，進jin而er改gai變bian爐lu內nei溫wen度du分fen布bu狀zhuang態tai。高gao爐lu內nei合he理li的de氫qing氣qi濃nong度du對dui於yu高gao爐lu穩wen定ding順shun行xing至zhi關guan重zhong要yao。

　　中冶賽迪攻關團隊從煉鐵基礎理論
、氣固兩相流出發
，在鐵氧化物高效還原、低碳高爐操作等方麵開展了大量理論分析
、仿fang真zhen計ji算suan和he實shi驗yan研yan究jiu
，獲huo得de了le高gao爐lu冶ye煉lian過guo程cheng中zhong爐lu內nei最zui佳jia氫qing氣qi濃nong度du，進jin而er得de到dao富fu氫qing氣qi煤mei氣qi與yu富fu一yi氧yang化hua碳tan煤mei氣qi的de最zui佳jia配pei比bi，並bing提ti出chu將jiang富fu氫qing氣qi煤mei氣qi、富一氧化碳煤氣按特定比例混合後經噴吹係統噴入高爐的碳氫高爐技術。

　　qijian

，zhongyesaidilianhezonghengjituanzaigangchangfenbietouyunlejiaolumeiqipenchuihetanqinghunhemeiqipenchuiliangzhongditanyelianmoshi。shijianbiaoming，hunhemeiqizhihuangutiranliaodenenglijiaojiaolumeiqigengqiang，tixianchutanqingouhezengqianghaiyuantexing。

　　安全可靠的設備與數字化技術應用，解決了低碳高爐穩定順行的世界性難題

　　中冶賽迪3R碳氫高爐技術除依托碳氫耦合增強還原理論外，還搭載了煤氣加壓與深度脫碳、煤氣與煤粉協同噴吹、爐況智能調控等多項新技術，保障了碳氫高爐穩定順行。

　　中冶賽迪攻關團隊基於煤氣脫除二氧化碳的理論分析

、性(xing)能(neng)評(ping)估(gu)及(ji)經(jing)濟(ji)測(ce)算(suan)，提(ti)出(chu)了(le)滿(man)足(zu)高(gao)爐(lu)生(sheng)產(chan)冶(ye)煉(lian)的(de)高(gao)效(xiao)低(di)成(cheng)本(ben)煤(mei)氣(qi)脫(tuo)碳(tan)係(xi)統(tong)，煤(mei)氣(qi)經(jing)脫(tuo)碳(tan)處(chu)理(li)後(hou)滿(man)足(zu)高(gao)爐(lu)循(xun)環(huan)噴(pen)吹(chui)的(de)冶(ye)煉(lian)要(yao)求(qiu)，並(bing)成(cheng)功(gong)攻(gong)克(ke)了(le)碳(tan)循(xun)環(huan)造(zao)成(cheng)的(de)煤(mei)氣(qi)處(chu)理(li)與(yu)爐(lu)況(kuang)調(tiao)節(jie)相(xiang)互(hu)幹(gan)擾(rao)從(cong)而(er)影(ying)響(xiang)高(gao)爐(lu)長(chang)期(qi)穩(wen)定(ding)順(shun)行(xing)的(de)世(shi)界(jie)性(xing)難(nan)題(ti)。

　　另ling外wai
，攻gong關guan團tuan隊dui通tong過guo大da量liang實shi驗yan與yu仿fang真zhen模mo擬ni研yan究jiu
，揭jie示shi了le煤mei氣qi與yu煤mei粉fen的de協xie同tong燃ran燒shao機ji製zhi，針zhen對dui煤mei氣qi噴pen吹chui工gong況kuang設she計ji了le全quan新xin噴pen吹chui係xi統tong和he煤mei氣qi噴pen槍qiang，不bu僅jin有you效xiao提ti升sheng了le煤mei粉fen燃ran燒shao效xiao率lv
，還hai降jiang低di了le煤mei氣qi與yu煤mei粉fen協xie同tong燃ran燒shao時shi的de相xiang互hu幹gan擾rao，保bao障zhang了le高gao爐lu爐lu況kuang穩wen定ding、送風係統與噴吹係統的安全可靠。新煤氣噴槍可安全
、穩定地連續生產超4個月。

　　針對高爐冶煉、煤氣處理、煤氣噴吹等工藝設備產生的大量操作參數，該團隊搭建了低碳高爐大數據中心
，實現對所有操作數據的管控
，並研發了基於AI（人工智能）控製的多介質噴出模型，實現對富氫低碳冶煉的穩定操作。在這些技術的加持下，3R碳氫較同時期具有相同爐料結構的常規高爐
，具有更強的抗原燃料波動的能力，高爐爐況更穩定。

　　實現鋼產副廠煤氣循環利用

　　從高爐—zhuanluyelianliuchenglaikan，zaishengchangangtiechanpindetongshijiangchanshengdaliangfuchanmeiqi。zaidangqianyelianmoshixia，zhexiefuchanmeiqizhuyaobeiyongyuranshaojiareheranshaofadian。meiqiranshaocunzailianggezhuyaowenti：一是用於燃燒的煤氣僅利用了煤氣的熱值，未利用煤氣的化學還原功能；二是煤氣用於發電的能量轉化效率較低，當前最先進的煤氣發電機組能量轉化效率也僅有40%左右。

　　zhongyesaidijingduigangtieqiyechangneimeiqipinghengjisuanyuxitongfenxi，tichuyingzhujianjianshaofuchanmeiqizuoweifarejiyongyuranshao，ershijinliangjiangmeiqiyongzuohaiyuanji，yitidaibufengaoluyelianxiaohaodegutitansu，congyuantoujiangdigangtieyelianquanliuchengdetansuxiaohao。jiyuci，zhongyesaidizaixingyeneishoucitichugaolu—焦爐—轉爐進行聯合碳氫循環的新工藝流程
，實現從高爐工序碳循環向流程碳循環的轉變，為長流程低碳冶煉提供新模式。

　　3R碳氫高爐技術是一次鋼鐵長流程穩定
、經濟減碳的有益探索，其工業應用表明了傳統鋼鐵工業具備深度減碳的能力。中冶賽迪將繼續踐行“雙碳”目標，聚焦高爐綠色低碳冶煉，基於3R碳氫高爐技術進一步開發高爐、焦爐、轉爐副產煤氣的高效利用技術和核心裝備
，打造Super 3R碳氫高爐，從源頭實現高爐大幅度減碳和超低碳排放冶煉，為鋼鐵工業以高質量發展推進中國式現代化貢獻力量。