中国冶金报社
记者 吕林 报道
特约通讯员 蓝义高 摄影
环保指标优于国标、新型燃料喷吹有效降碳、智能高炉提升生产稳定性与能效……近年来，中国宝武钢铁集团宝钢股份炼铁厂在绿色、低碳及智能技术方面收获颇丰，不仅为行业提供了可复用的技术模块，更验证了绿色低碳与高效生产兼容的可能性。8月26日，宝钢股份炼铁厂厂长张代华在“第十届国际炼铁科技大会”上分享了这方面的实践经验。
据介绍，宝钢股份炼铁厂目前拥有4座有效容积超4000m³的现代化高炉、3座600m²级烧结机及3座焦炉，年产能达1500万吨铁水、2100万吨烧结矿与550万吨焦炭。近年来，宝钢通过系统性技术与流程创新，在超低排放、废水零排放、固废资源化利用、低碳冶炼及智能炼铁系统等领域实现技术突破，为炼铁行业绿色转型提供了有力技术支撑。
绿色炼铁
多污染物协同治理体系领跑行业
面对炼铁工序高排放、高污染的行业难题，宝钢构建了“源头减量—过程优化—末端治理”的全链条绿色技术体系，主要包括以下四个方面：
一是烟气超低排放技术矩阵。宝钢炼铁厂配备数百套环保设施，针对不同工序特性定制净化方案。例如，针对焦炉烟气，一期采用SDA半干法脱硫+布袋除尘+SCR脱硝，三期、四期升级为活性炭干法脱硫+中低温SCR；备用系统采用逆流式活性炭一体化技术，确保排放值稳定优于国标（如1号焦炉SO₂实测为11.7mg/Nm³，大大低于国标要求的30mg/Nm³）。
二是废水零排放闭环系统。该厂建立了全流程水资源管理体系：原料场新建5座雨水收集池，雨水回用于洒水及烧结生产；烧结酸性废水经中和、沉淀、过滤后渣料送炼钢回用；焦化脱硫废水产生的3%-5%稀硫酸通过NaOH中和后进入集中污水处理设施进行达标处理；高炉冲渣水构建“智能液位监测+冗余储水罐”系统，实现100%循环利用。
三是“固废不出厂”系统性资源化利用体系。该厂创新固废分类资源化路径：含锌尘泥、电炉灰经转底炉处理，锌回收率超90%，炉渣用作建材原料；酸碱污泥、热解吸污泥直接掺入烧结原料协同处理；废轮胎、废塑料经预处理后喷吹至高炉替代燃料。
四是无组织排放智能管控。原料场全封闭改造，配合无人化运输、雾炮抑尘、“两盖一吸”皮等带密封技术，从源头削减粉尘逸散。
低碳炼铁
传统工艺优化与新型燃料替代双线并进
张代华表示，围绕高炉降碳核心目标，宝钢在传统工艺优化与新型燃料替代领域取得双线进展。
一方面，宝钢对高炉能效展开极限挖掘。主要措施包括：高块矿比冶炼——通过调整高炉送风系统、优化装料顺序、强化槽下筛分管理，2024年，宝钢四座大型高炉块矿比年均达到18%，燃料比稳定在490kg/t左右，为低成本冶炼积累宝贵经验。低燃料比操作——通过煤焦配比优化与操作制度创新，高炉煤气利用率稳定在50%以上，为钢铁行业低碳高效生产提供可复制的实践路径。高比例循环钢铁料利用——宝钢开展高炉使用热压块铁（HBI）与废钢的工业试验，当废钢添加量达200kg/t时，燃料比较添加废钢前降低60kg/t以上。
另一方面，宝钢推进新型炉料的研发与应用。主要进展如下：一是开发冷压结合热处理制备的高强度颗粒钢球团，冷压强度超3000N、在2米水泥地面的落下强度超13次，高温抗压强度大于800N，基本满足高炉冶炼性能要求。二是大力推进新型燃料喷吹技术的应用，富氢燃料喷吹工业化和生物质燃料筛选均取得可喜进展。
智能炼铁
全流程闭环控制重塑生产模式
据张代华介绍，依托大数据与AI技术，通过智能模型与智能装备的协同发力，宝钢建成了覆盖“原料—焦化—烧结—高炉”的智能炼铁系统，具体如下：
一是智能高炉系统。宝钢实现了炉温闭环控制、气流智能调优、炉渣碱度自调整，并通过与华为公司的AI深度合作，优化温度预测模型实现2小时温度预测平均误差低于5℃，模型自动调整比例超过90%，保证了炉况的长期的稳定。同时，通过智慧诊断平台监控22座高炉的料运动、炉型、压容关系、炉缸状况、煤气流分布五个维度的指标，实现跨基地实时预警。
二是智能烧结协同优化。宝钢以大数据应用、自动控制等为基础，运用过程推理、历史优化、深度学习等技术，开发烧结矿碱度自动检测调整、烧结过程关键参数优化、烧结矿质量预测等模型，提升烧结过程稳定性，改善烧结矿质量，降低高炉工序燃料消耗。
三是智能焦化全链贯通。煤焦切片跟踪实现焦炭质量溯源，单燃烧室按需供热模型降低煤气消耗，干熄焦风料比与循环气成分智能控制减少焦炭烧损，焦炉烟气净化协同运行优化实现焦炉烟气净化装置在超低排放前提下的经济运行。
四是智能装备集群落地。宝钢炼铁厂以生产线自动化率100%为目标，通过生产设备自动化、智能化改造替代人工操作，减少“3D”（脏、累、险）岗位；通过设备升级改造提升质量与效率。
未来展望
围绕三大核心方向开展系统性创新
张代华认为，未来炼铁技术发展将围绕绿色低碳、智能、低成本三大核心方向开展系统性创新。
针对绿色低碳转型，应该构建多污染物协同治理体系，重点推动废水零排放工艺优化与固废资源化利用技术，实现污染物排放强度持续降低。低碳发展采取双路径策略：一方面，通过富氢冶金技术、余热余能梯级回收系统及全流程能效优化模型，推动现有工序极致能效生产；另一方面，加快HyCROF工艺、氢基竖炉直接还原、生物质能应用、电冶金等颠覆性技术的工业验证，建立碳减排效果与成本竞争力综合评价体系。
针对智能化升级，应该基于工艺机理与大数据融合，开展全炼铁流程智能大模型研发。通过构建高炉数字孪生系统、智能操作控制模块及能耗优化模型，实现关键工艺参数闭环控制与动态优化。深化人工智能（AI）技术在设备状态管理、生产调度决策等场景的应用，形成覆盖“感知—分析—决策—执行”的智能生产体系，提升工序协同效率与控制精度。
针对低成本制造能力建设，应该建立基于多目标优化的智能配矿模型，开发非传统矿产高效利用技术，强化矿—焦—煤协同调控机制。通过全系统稳定生产、设备状态预测性维护、工艺指标持续改进，系统性降低吨铁物料消耗与运维成本。同时推动低成本与低碳技术融合应用，实现环境效益与经济效益有机统一。
落实到企业来说，张代华表示，未来宝钢将持续探索低碳冶金与AI技术，推动炼铁工序向碳中和目标迈进，为全球钢铁行业绿色转型提供系统性解决方案。
