高爐改造、智慧制造

　　中國鋼鐵業正進行全球最嚴超低排放工程

　　傳統的高爐煉鐵是整個鋼鐵生產過程中的重要環節，也是鋼鐵生產環節中能源消耗最大的一道工序，整個鋼鐵生產過程中，70%的能源消耗都產生在這個環節。根據測算，傳統煉鐵高爐每煉一噸鐵水，就會排放兩噸二氧化碳。

　　要實現鋼鐵生產中碳排放的減量，對傳統高爐進行工藝和技術的改造升級變得迫在眉睫。中國寶武新疆八鋼氧氣高爐爐長田寶山所說的出路，是對高爐煉鐵工藝的改進，降低碳排放。眼下，他們正在對430立方米的氧氣試驗高爐進行調試。這座氧氣高爐和傳統的煉鐵高爐究竟有哪些不同呢？

　　技術的難點在于要通過提高進入高爐的氧氣純度，讓高爐內只生產對煉鐵有用的一氧化碳和廢氣二氧化碳，再將一氧化碳留在高爐內代替化石燃料煉鐵，從而減少對化石原料的使用。如果達到50%的富氧量，可以減排10%左右的二氧化碳。

　　經過五六個月的連續奔忙，他們終于實現了第一階段的目標，富氧達到百分之三十五，爐內溫度正常，試驗高爐整體運行平穩。

　　在整個鋼鐵行業，低碳冶煉已經成為了這個春天的一股風潮，在距離烏魯木齊3900公里的上海寶山區寶山鋼鐵股份有限公司，一群研究員正忙著對燒結設備進行調試，為今天的燒結試驗做好準備。

　　由于鐵礦石品類不一，為了能提高煉鐵效率，在傳統高爐進行煉鐵之前，都需要對鐵礦石進行燒結處理，從而為高爐提供更好的原料。但傳統燒結作為煉鐵高爐的前端環節，對煤炭的用量較大，同時會產生大量二氧化碳氣體。通常，燒結工序產生的二氧化碳占全流程的15%左右。而中國寶武中央研究院高級主任研究員李建所研究的微波燒結則是通過電能來代替煤炭，解決這個環節的碳排放問題。

　　2021年1月，經過對設備的三次優化后，這臺價值上千萬的微波燒結設備終于可以正常運行，每天可消化兩噸鐵礦石原料，生產出1.8噸左右的燒結塊原料。而根據檢測設備對燒結之后排出的氣體檢測，可以明顯看到污染物的排放量。

　　李建測算過，采用傳統燒結工藝，每煉出一噸成品原料，二氧化碳等氣體排放量約為6000毫克每立方米，而通過微波燒結工藝，每煉出一噸成品原料，二氧化碳等氣體排放量僅為25毫克每立方米，相當于99%的污染氣體都可以通過這個新工藝被消減掉。與此同時，也可以減少對煤炭等化石能源的使用。

　　就在李建忙著對微波燒結裝置進行又一次的改進試驗時，在距離燒結試驗基地不遠處的寶鋼股份寶山基地1號高爐內，中國寶武中央研究院高級主任研究員徐萬仁正在對高爐內的天然氣代替煤炭裝置進行調試。

　　這套裝置通過采用天然氣等清潔能源代替煤炭進行高爐煉鐵，從而達到減少碳排放的目的。試驗數據顯示，采用天然氣，每煉一噸鐵水，可以減少二氧化碳排放20公斤，可節省近80公斤的煤炭。

　　根據上海天然氣價格每立方兩元左右的價格，與傳統煤粉相比，這個價格足足貴了一倍。采用天然氣或富氫氣體來代替煤炭，雖然目前來看是虧本的，但卻為未來的變革做好了技術儲備。除了采用天然氣，研究人員們還在進行更多的嘗試。

　　2030年碳達峰，2060年碳中和

　　鋼鐵行業在努力

　　除了加速冶煉環節的技術攻關，綠色產品的低碳發展也顯得尤為重要。統計數據顯示：2020年寶鋼汽車鋼板銷售量達到了1200多萬噸，全國幾乎每兩輛車中就有一輛使用了寶鋼的汽車鋼板。

　　以汽車車身為例，車身上約有300多個關鍵零部件用到寶鋼的汽車鋼材，如果使用新型的超高強度鋼材，可使車身減重百分之二十到三十左右。而每使用一噸超強鋼，可實現減排0.4噸二氧化碳，與此同時，超高強鋼通過降低油耗，還可協助汽車在行駛過程中減排兩噸二氧化碳。

　　目前，在上海寶鋼，從原料進廠到煉鐵工序、煉鋼工序、熱軋工序、冷軋工序以及最終的產品交付，整個流程都已經納入智慧制造的范圍中，每道工序均有一條樣板線。

　　特別是在冷軋黑燈工廠，已經完全看不到傳統鋼廠的燈火通明，在這座工廠，通過應用信息化技術，實現了行車無人化、物流作業無人化、3D崗位無人化，大大降低了能耗，提升了生產效率。

　　不僅是在寶武集團這樣的行業巨無霸，目前，我國的整個鋼鐵行業都在進行著低碳轉型的背水一戰。推進節能技術改造、降低單位工業增加值的能源消耗，成為了整個行業的必修課。

　　危中求機領跑未來

　　作為能源消耗高密集型行業，鋼鐵行業在制造業31個門類中碳排放量最大。可以看到，鋼鐵行業的龍頭企業，已經率先開始了全鏈條的改造升級，從生產端的低碳冶煉，到產品端的綠色新品，在這場前所未有的硬仗中，我們看到了他們的智慧、勇氣和決心。我們希望，中國的鋼鐵行業，能夠在行業排頭兵的帶領下，堅持綠色可持續發展的理念，進一步加快創新步伐，成為全球鋼鐵產業低碳發展的先行者、領跑者。