1642 工程科学学报，第43卷，第12期 厂可以转换为全氢冶炼，并计划到2035年将碳排 融还原炼铁工艺.第二阶段：逐渐降低CH4与 放量减少40%. H2的比例，提高H2喷吹量，实现纯COG熔融还原 日本COURSE50项目啊使用富氢高炉还原 炼铁工艺.第三阶段：期望使用纯H2,实现纯氢熔 与CO2捕集回收两项技术实现高炉炼铁的二氧化 融还原炼铁工艺.第四阶段：将引入与H,实现 碳减排.新日铁建设了一座产能为35td的12m3 等离子氢熔融还原炼铁工艺 实验高炉，确定了通过氢还原炼铁将二氧化碳排 10结论 放减少10%，通过二氧化碳回收将二氧化碳排放 减少20%的减排目标 在全球“脱碳”大潮的背景下，以减少碳足迹、 中国宝武已与中核集团清华大学于2019年 降低碳排放为中心的炼铁工艺正在进行工艺变 1月15日签订《核能-制氢-冶金耦合技术战略合 革，低碳绿色发展已经成为钢铁行业未来发展的 作框架协议》，共同打造世界领先的核冶金产业联 大趋势.碳达峰与碳中和计划的提出为我国低碳 盟.其思路即是利用核能制氢实现氢冶金，目标为 发展明确了新方向，同时也对我国钢铁工业铁前 基本解决炼铁燃煤限制问题，降低CO2排放30%， 工序的发展提出了新的要求.高炉作为传统炼铁 形成宝武特有的低碳炼铁技术 工艺，仍然是未来几十年炼铁工业的核心，对传统 9.2低碳非高炉炼铁发展近况 炼铁工序进行升级改造势在必行.同时，氢治金在 中晋冶金科技有限公司于2020年12月20日 未来钢铁行业发展中具有重要意义，非高炉炼铁 宣布其氢基还原铁项目点火试车，这一典型的氢 工艺方兴未艾，世界各国都在低碳冶金方面投入 基直接还原铁项目(CSDRI)工艺正式进入工业应 大量资金、格外重视，非高炉工艺正在加速发展： 用阶段.山西中晋CSDRI技术一气基竖炉还原 新的时代背景要求我们要重视炼铁工业在低碳方 铁技术是当今世界上最先进的炼铁技术之一，是 面的多元化发展 以天然气为气源重整制成合格的CO+H2还原气， 参考文献 与氧化球团通过气固相反应，生产出直接还原铁 的过程.该工艺具有高效、节能、减排的特点，产 [1]Wang Z Y,Zhang JL Liu Z J,et al.Status,technological progress,and development directions of the ironmaking industry in 品是冶炼优质钢的最佳原料.我国由于缺乏天然 China.Ironmak Steelmak,2019,46(10):937 气资源，国内钢铁行业科研院校及企业技术专家 [2] Cui L,Ba K M,Li F Q,et al.Life cycle assessment of ultra-low 多年持续关注和研究气基竖炉还原铁技术，但是 treatment for steel industry sintering flue gas emissions.SciTol 限于对气源的研究瓶颈，在中国一直未能实现气 Environ,2020,725:138292 基竖炉还原铁技术突破 [3]Wang Y Z,Liu Z J,Zhang J L,et al.Study of stand-support 河钢集团已经与意大利特诺恩集团(Tenova) sintering to achieve high oxygen potential in iron ore sintering to enhance productivity and reduce CO content in exhaust gas. 签署了谅解备忘录(MOU),利用世界最先进的制 Clean Prod,.2020,252:119855 氢和氢还原技术，并联手中冶京诚工程技术有限 [4]Zhang J L,Kan Y H,Zhang S J,et al.Application of full active 公司共同研发、建设全球首例120万吨规模的氢 lime intensified sintering technology in ultra-thick layer.Iron 冶金示范工程.河钢集团与特诺恩于2020年11月 Steel,2020,55(8):56 23日签订了合同.建设高科技的氢能源开发和利 (张建良，阙永海，张士军，等.全活性石灰强化烧结技术在超厚 用工程，包括一座年产60万吨的ENERGIRON直 料层中的应用.钢铁，2020,55(8)：56) 接还原厂，这将是全球首座使用富氢气体的直接 [5]Liu Z J,Niu LL,Zhang S J,et al.Comprehensive technologies for iron ore sintering with a bed height of 1000 mm to improve sinter 还原铁工业化生产厂 quality,enhance productivity and reduce fuel consumption.IS/ 建龙CISP工艺是一种新型的氢基熔融还原炼 m,2020,60(11):2400 铁新工艺.还原剂选择煤粉加焦炉煤气.其主反 [6]Wang R R,Zhang JL Liu Z J,et al.Interaction between iron ore 应为： and magnesium additives during induration process of pellets C+FeOx→Fe+CO (1) Powder Technol,2020,361:894 [7]Chen J W,Jiao Y,Wang X D.Thermodynamic studies on gas- H+FeOx→Fe+HO (2) based reduction of vanadium titano-magnetite pellets.nMiner 该项目发展将分为四个战略阶段.第一阶段： Metall Mater,2019,26(7):822 降低C的占比，提高CH,H2喷吹，实现煤+COG熔 [8]Wang Z C.Chu M S.Tang J.et al.Effects of reducing atmosphere厂可以转换为全氢冶炼，并计划到 2035 年将碳排 放量减少 40%. 日本 COURSE50 项目[99] 使用富氢高炉还原 与 CO2 捕集回收两项技术实现高炉炼铁的二氧化 碳减排. 新日铁建设了一座产能为 35 t·d−1 的 12 m3 实验高炉，确定了通过氢还原炼铁将二氧化碳排 放减少 10％，通过二氧化碳回收将二氧化碳排放 减少 20％的减排目标. 中国宝武已与中核集团清华大学于 2019 年 1 月 15 日签订《核能−制氢−冶金耦合技术战略合 作框架协议》，共同打造世界领先的核冶金产业联 盟. 其思路即是利用核能制氢实现氢冶金，目标为 基本解决炼铁燃煤限制问题，降低 CO2 排放 30%， 形成宝武特有的低碳炼铁技术. 9.2    低碳非高炉炼铁发展近况 中晋冶金科技有限公司于 2020 年 12 月 20 日 宣布其氢基还原铁项目点火试车，这一典型的氢 基直接还原铁项目（CSDRI）工艺正式进入工业应 用阶段. 山西中晋 CSDRI 技术——气基竖炉还原 铁技术是当今世界上最先进的炼铁技术之一，是 以天然气为气源重整制成合格的 CO+H2 还原气， 与氧化球团通过气固相反应，生产出直接还原铁 的过程. 该工艺具有高效、节能、减排的特点，产 品是冶炼优质钢的最佳原料. 我国由于缺乏天然 气资源，国内钢铁行业科研院校及企业技术专家 多年持续关注和研究气基竖炉还原铁技术，但是 限于对气源的研究瓶颈，在中国一直未能实现气 基竖炉还原铁技术突破. 河钢集团已经与意大利特诺恩集团 (Tenova) 签署了谅解备忘录 (MOU)，利用世界最先进的制 氢和氢还原技术，并联手中冶京诚工程技术有限 公司共同研发、建设全球首例 120 万吨规模的氢 冶金示范工程. 河钢集团与特诺恩于 2020 年 11 月 23 日签订了合同，建设高科技的氢能源开发和利 用工程，包括一座年产 60 万吨的 ENERGIRON 直 接还原厂，这将是全球首座使用富氢气体的直接 还原铁工业化生产厂. 建龙 CISP 工艺是一种新型的氢基熔融还原炼 铁新工艺. 还原剂选择煤粉加焦炉煤气. 其主反 应为： C+FeOx → Fe+CO （1） H2 +FeOx → Fe+H2O （2） 该项目发展将分为四个战略阶段. 第一阶段： 降低 C 的占比，提高 CH4 /H2 喷吹，实现煤+COG 熔 融还原炼铁工艺 . 第二阶段 ：逐渐降 低 CH4 与 H2 的比例，提高 H2 喷吹量，实现纯 COG 熔融还原 炼铁工艺. 第三阶段：期望使用纯 H2，实现纯氢熔 融还原炼铁工艺. 第四阶段：将引入 H +与 H，实现 等离子氢熔融还原炼铁工艺. 10    结论 在全球“脱碳”大潮的背景下，以减少碳足迹、 降低碳排放为中心的炼铁工艺正在进行工艺变 革，低碳绿色发展已经成为钢铁行业未来发展的 大趋势. 碳达峰与碳中和计划的提出为我国低碳 发展明确了新方向，同时也对我国钢铁工业铁前 工序的发展提出了新的要求. 高炉作为传统炼铁 工艺，仍然是未来几十年炼铁工业的核心，对传统 炼铁工序进行升级改造势在必行. 同时，氢冶金在 未来钢铁行业发展中具有重要意义，非高炉炼铁 工艺方兴未艾，世界各国都在低碳冶金方面投入 大量资金、格外重视，非高炉工艺正在加速发展； 新的时代背景要求我们要重视炼铁工业在低碳方 面的多元化发展. 参    考    文    献 Wang  Z  Y,  Zhang  J  L,  Liu  Z  J,  et  al.  Status,  technological progress, and development directions of the ironmaking industry in China. Ironmak Steelmak, 2019, 46（10）: 937 [1] Cui L, Ba K M, Li F Q, et al. Life cycle assessment of ultra-low treatment for steel industry sintering flue gas emissions. Sci Total Environ, 2020, 725: 138292 [2] Wang  Y  Z,  Liu  Z  J,  Zhang  J  L,  et  al.  Study  of  stand-support sintering to achieve high oxygen potential in iron ore sintering to enhance  productivity  and  reduce  CO  content  in  exhaust  gas. J Clean Prod, 2020, 252: 119855 [3] Zhang J L, Kan Y H, Zhang S J, et al. Application of full active lime  intensified  sintering  technology  in  ultra-thick  layer. Iron Steel, 2020, 55（8）: 56 （张建良, 阚永海, 张士军, 等. 全活性石灰强化烧结技术在超厚 料层中的应用. 钢铁, 2020, 55（8）：56） [4] Liu Z J, Niu L L, Zhang S J, et al. Comprehensive technologies for iron ore sintering with a bed height of 1000 mm to improve sinter quality,  enhance  productivity  and  reduce  fuel  consumption. ISIJ Int, 2020, 60（11）: 2400 [5] Wang R R, Zhang J L, Liu Z J, et al. Interaction between iron ore and  magnesium  additives  during  induration  process  of  pellets. Powder Technol, 2020, 361: 894 [6] Chen  J  W,  Jiao  Y,  Wang  X  D.  Thermodynamic  studies  on  gas￾based reduction of vanadium titano-magnetite pellets. Int J Miner Metall Mater, 2019, 26（7）: 822 [7] [8] Wang Z C, Chu M S, Tang J, et al. Effects of reducing atmosphere · 1642 · 工程科学学报，第 43 卷，第 12 期