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记者 樊三彩
图为展出的HYFOR试验厂示意图
图为林德展示的绿色气体生态圈
黄浦江畔，万商云集。在11月5日—10日于上海举办的第六届进博会上，绿色低碳的风潮贯穿各个展区。《中国冶金报》记者从中发现诸多助力钢铁绿色低碳发展的妙招儿。
力拓展台重点展现了一种名为BioIron™力拓生物质炼铁技术的突破性专利低碳技术。“这是我们首次在中国展示这一技术，钢铁行业是力拓重要的下游客户，开发该技术旨在与钢铁行业协同减碳。”力拓铁矿技术市场经理荣哲告诉《中国冶金报》记者。
据介绍，该技术利用生物质，如小麦秸秆、水稻秸秆和油菜秸秆等农业副产品代替焦煤作为还原剂，再通过微波能将皮尔巴拉铁矿石转化为金属铁。生物质能提供这个工艺中所需的大部分能源。
“BioIron™力拓生物质炼铁技术的主要吸引力和优势在于，它所需的电力不到目前正在使用的其他氢冶金新技术的1/3。”荣哲介绍，“该技术仍会释放二氧化碳，但通过使用快速生长的植物，这些排放会被植物重新生长时吸收的二氧化碳所抵消。我们的模型显示，在可再生能源和碳捕集利用与封存技术的辅助下，BioIron™力拓生物质炼铁技术有望推动钢铁冶炼过程实现净负排放。”
目前，BioIron™力拓生物质炼铁技术已经取得了一些非常积极的早期测试结果，并正在设计一个更大规模的连续试验工厂。
同样展现了冶金行业低碳未来的，还有普锐特冶金技术公司。其展台设置展板，对比显示了不同钢水生产工艺路线二氧化碳的排放量，并演示了其正在试运行的HYFOR试验厂生产流程。
普锐特认为，由于钢铁行业碳减排的要求十分强烈，加上世界各地投入运行的电弧炉数量越来越多，直接还原铁（DRI）/热压块铁（HBI）的用量预计会持续增长，但目前所有的DRI或HBI生产技术都需要造块（比如球团），不利于减碳。同时，钢铁企业面临的另一个挑战是铁矿石品位下降，使其必须进行选矿。为了推动零碳钢铁生产，主要使用氢气的工艺大受欢迎。普锐特冶金技术公司开发的HYFOR新工艺考虑了上述所有因素。
据展台工作人员介绍，HYFOR试验厂由3部分组成：一套预热—氧化装置，一套气体处理设备，还有一套真正的还原设备。精矿粉在预热—氧化装置中被加热到大约900摄氏度，然后进入还原设备；还原气体（100%氢气）由气体供应装置提供。热态直接还原铁（HDRI）以大约600摄氏度的温度离开还原设备，随后冷却并从HYFOR试验系统排出。下一步将增加一套热压块测试设备，以生产热压块铁。
“普锐特冶金技术公司充分借鉴了早些时候的Finmet/FINORED和FINEX工艺开发和设备安装的经验，开发出不需要任何造块工序（比如烧结或球团）即可使用铁精矿的直接还原工艺。这项新技术可以用于所有铁矿石类型（赤铁矿和磁铁矿），粒度能够全部小于0.15毫米；使用来自可再生能源的100%氢气作为主要还原剂，也可以使用来自其他气源（比如天然气裂解或传统蒸汽重整炉）的富氢气体，显著减少了二氧化碳排放，甚至可能减少到0。产品是热态直接还原铁（DRI），既可以直接在热态下运输并装入下游熔炼设备（比如电弧炉），又可以制成可市场销售的热压块（HBI）产品。”展台工作人员表示。
据《中国冶金报》记者了解，目前，一座HYFOR试验厂已经在奥地利钢铁企业奥钢联钢铁公司的一家钢厂投入运行。
落实“双碳”承诺，离不开绿色气体。《中国冶金报》记者在进博会现场发现了一家致力于提供气体解决方案的公司。作为全球领先的工业气体和工程公司之一，林德展示了其在华持续构建的“林德绿色气体生态圈”如何为工业制造、医疗健康等社会生活的各个方面赋能。
林德冶金及有色行业燃烧专家蔡琪介绍，在德国洛伊纳化工园区，林德已经拥有绿色氢能全产业链，不过对钢企来说，当前氢气的使用成本依然高昂。“对中国钢铁企业来说，目前减碳的关键问题是氧的问题，而非氢的问题，大规模开展氢冶金的时机还未到。”蔡琪认为，国内氢冶金技术目前以试点为主，要实现规模化，还需要一系列因素的催化与倒逼。
他举例道，最近与林德进行交流的一家新西兰钢铁厂，有一座1985年的高炉运行至今，但目前着手欧盟碳关税的压力下，不得不开展碳减排，目前林德正着手为其提供加热炉富氧燃烧解决方案。“目前大多数钢企正通过采用富氧或纯氧燃烧技术，将钢铁行业的碳排放先降下来。这种方案中，氧气自身的成本较低，还可以在现有工艺上进行实践应用，降低设备等投资成本，并且具有节能、环保、提高产品质量等优势。”他说。
蔡琪还介绍了其最新研发的低碳炼铁解决方案——林德热氧技术（HOT）。 该技术可将钢铁厂的焦炉煤气重整为主要含量为氢气和一氧化碳的工艺气，用来还原铁矿石，生产直接还原铁。与传统以炭作为还原剂相比，使用含氢气基还原可有效减少温室气体二氧化碳的排放，实现钢铁厂低碳排放。
