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神钢集团制铁工艺二氧化碳减排解决方案实验成功

时间:2021-02-20 13:10

来源:神户制钢所

神钢集团利用经营多元化业务的优势,通过融合工程技术事业的Midrex技术*1)和钢铁领域的高炉操作技术,在可大量减少高炉操作中的二氧化碳排放的新技术实证实验中获得了成功。

2020年10月,神钢集团利用日本兵库县加古川制铁所内的一座大型高炉(4844立方米),进行了为期一个月的实证实验。

高炉操作中的二氧化碳排放量由(RAR)*2)或高炉炼铁时的碳燃料量决定。在实证实验中,大量装填MIDREX®工艺*3)所产生的热压铁(HBI)*4)可将还原剂比从518kg/tHM(吨铁水)稳定降至415kg/tHM。结果显示,与传统方法相比,该技术可以降低约20%的二氧化碳排放量*5)。

不仅如此,这项技术还在实证实验中将焦炭比降至世界上公认的较低水平(239kg/tHM)。在目前运用现有的技术进行二氧化碳减排的措施当中,神钢集团认为通过这项解决方案,仅以较低的额外成本即可削减二氧化碳。

该项二氧化碳减排技术的成本计算公式如下:

((a)-(b)-(c))/(二氧化碳减排量(d))+设备成本+其他成本

其中(a)是(热压铁装填量×热压铁单价);(b) 是(减少的铁矿石量×铁矿石单价);(c) 是(热亚铁×还原剂单价)。

注:(c) 的数值等于(减少的焦炭量×焦炭单价)+(减少的煤粉量×煤粉单价)。二氧化碳减排量(d) 等于(减少的还原剂量×二氧化碳排放系数)。
一般情况下,原料单价基准为:HBI>焦炭>铁矿石>煤粉

实现此次成果的解决方案所运用的关键技术如下:

(1)运用于工程领域中的Midrex热压铁(HBI)技术

(2)钢铁领域中的高炉操作技术:高炉HBI装填技术和使用人工智能的高炉操作技术以及本公司独有的颗粒质量提升技术

上述所有的技术均为神钢集团独立开发,是适用于各种高炉的通用解决方案。

神钢集团将继续改进这项二氧化碳减排技术,在进一步减少二氧化碳排放量的同时降低其成本。除了减少本公司的二氧化碳排放外,以此项技术为基础,神户制钢希望世界各地的高炉通过装填HBI加速实现二氧化碳的减排,从而做出自己的贡献。 

神钢集团还认为,此次实证实验的成功,标志着公司在为客户提供低碳产品方面迈进了一大步。随着供应链整体致力于解决环保问题,公司将着手建立生产和销售体制、制定销售条件,以期为客户迅速提供具有新附加值的低碳高炉钢材。

日本政府宣布了2050年碳中和的目标。面向此目标,为打造绿色社会做贡献,神钢集团的使命是刻不容缓地开发及确立能够以较低的成本削减二氧化碳排放的技术。

神钢集团始终本着为实现“立足现在、展望未来,为人们的愿望与梦想助力,创建一个生活安全、放心又充实的世界”的目标,而“灵活发挥员工个性和技术优势,不断地向社会课题发起挑战。”

文中注解如下:

*1) 神钢集团位于美国的全资子公司(Midrex Technologies, Inc.)拥有的与直接还原铁工艺有关的技术。

*2) 还原剂率(RAR)=焦炭率(取决于高炉中的焦炭量)+煤粉率(取决于喷入高炉的煤粉量)。焦炭是由煤制成的碳燃料。

*3) MIDREX®工艺是一项先进的直接还原铁(DRI)制造工艺。世界上约80%的用天然气生产的直接还原铁(约占世界上直接还原铁总量的60%)都采用了这项技术。MIDREX®工艺以天然气为还原剂,以铁球团为原料,在竖炉中通过还原工艺生产直接还原铁。与高炉法相比,MIDREX®工艺可以减少20%至40%的二氧化碳排放量。全球有90多个MIDREX模块。

*4) 热压铁(HBI)是直接还原铁(DRI)的成形形式。为了便于运输,热还原铁被填入还原炉压成致密的固体(团块)。

*5) 与2013财政年度(政府和神钢集团设定的二氧化碳减排目标的基准年)进行比较。


编辑:李丹

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