HIsmelt技术的前世今生 ——新技术在中国如何从“0”到“1”(一)
  发布时间:2022年01月28日 点击数:

   HIsmelt直接熔融还原技术于2017年底正式由澳洲技术拥有方力拓集团(下文简称外方)转让给山东一家民营企业(下文简称中方)。从1980年的基础研发至2018年,历时近40年,这40年恰逢中国改革开放,也是中国民营经济从无到有的发展时期。外方在该项技术上倾注了大量的心血和金钱,终于在市场和战略变迁的迫使下,彻底放弃该技术。 

  2016年,中国首座HIsmelt工厂在山东寿光建成并试车,前后经过近10次反复启动试车,伴随着持续的工艺优化与设备改造,于2017年初步实现稳定顺行。

  作为亲历项目的设计、建设、试车、运行、直至技术转让的全程参与者,作为该技术的忠实粉丝,作为一名热爱新技术的工程师,始终觉得应该说点什么,为这段故事留下一段记忆。同时也让有心者了解,一项大型技术从基础研发到产业化需要付出的诸多艰辛。 

  需要说明的是,本文不是专业性文章,文中不涉及对任何公司和个人的褒贬,仅是从宏观的视觉阐述一项由外方开发但没有做好的技术是如何在中国实施成功的。 

  据国内外公认的文献记载,最早的高炉雏形源于中国汉代。中国人在汉朝使用黏土在树藤和土块的支撑下搭成了炉子,并现在下部安装了鼓风系统,最早炼出了铁水。欧洲人逐步发展出了熟铁炉,风箱炉。1750年以前,世界上钢铁绝大多数都由木炭作为还原剂进行熔炼,每千克生铁需要消耗40千克木材。随着第一次工业革命的爆发,人类对钢铁的需求成指数级增长,而炼铁则对森林进行了大规模的砍伐(“大炼钢铁”时期,全国森林覆盖面积下降约3个百分点),造成了生态系统的急剧恶化。18世纪30年代,欧洲开始试验焦炭,1760年后,焦炭开始大量运用于高炉,焦炭的发热量高,力学性能好,可以作为骨架支撑矿石,为大规模炼铁技术的实现打下了基础。1840年,英国人Bell将高炉高度重新设计,由1830年的14.6米升高至1840年的24.4米,直径增加了1米,体积增加到250m³,大型高炉技术正式登上历史舞台。如今已经建成的高炉炉容达最高已达6000m³。 

  钢铁产能已经成为衡量一个国家工业化水平的重要指标,翻看工业化的历史就能发现,世界发展的中心从欧洲的英德、美国、日韩、中国,到正在如火如荼的印度,无不有高炉炼铁高大的身影在背后支撑。 

  根据高炉的技术需求,人类广泛采用粉矿造块+焦炭+高炉的技术路线进行生产。高炉炼铁的重大缺陷就是环保,以及高品质矿石原料来源的偏向性。 

  粉矿造块和炼焦均是污染物和温室气体排放大户,据中国官方机构的统计,每年中国炼铁炼钢行业二氧化硫和氮氧化物排放量两百万吨以上,烟尘排放量则接近四百万吨;焦化工序排放总量还要加上一百万吨。高炉工艺生产的每吨钢二氧化碳排放量约为2.5吨。这还不包括无组织排放的。

  看看北京周围频发的雾霾,每次北京有重要外事活动时,周边钢厂限产就能明白传统钢铁工艺对环境的影响有多大。 

  原料上,高品质的铁矿石资源绝大多数都分布在澳大利亚西部、巴西、遥远的非洲。而高炉技术不能高效冶炼的高磷矿、高铝矿和钒钛矿却在地球上有广泛分布,且储量惊人。同样,优质的炼焦煤在近两百年开采后,逐渐趋向于贫乏。原材物料的稀缺性也就成为各国大力研究非高炉冶金技术的内生动力之一。 

   

文章摘自:轧钢之家