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2024年中國非高爐煉鐵行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析:鋼企加速探索非高爐煉鐵工藝,行業(yè)前景廣闊 [圖]

內(nèi)容概要:近年來世界直接還原鐵產(chǎn)量增長迅速,約占全球鐵總產(chǎn)量的7.4%;熔融還原工藝中僅COREX工藝和FINEX工藝實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn),但國內(nèi)生產(chǎn)成本未達到預(yù)期,有待完善。全球非高爐煉鐵產(chǎn)能增長態(tài)勢明顯。而數(shù)據(jù)顯示,2023年,我國高爐生鐵產(chǎn)量達8.71億噸,同比增長0.7%,幾近占全國生鐵總產(chǎn)量的100%。這意味著,相較于國外而言,目前我國仍是全球鋼鐵生產(chǎn)供應(yīng)大國,但國內(nèi)生鐵生產(chǎn)工藝依舊以高爐煉鐵為主,非高爐煉鐵工藝發(fā)展遲緩,與我國鋼鐵生產(chǎn)大國的地位極不適應(yīng)。


關(guān)鍵詞:非高爐煉鐵、直接還原法煉鐵、熔融還原煉鐵、高爐煉鐵產(chǎn)能置換


一、非高爐煉鐵工藝發(fā)展概述


非高爐煉鐵指除高爐煉鐵以外的其它還原鐵礦石的方法。目前生鐵的生產(chǎn)仍是以高爐流程為主,高爐煉鐵技術(shù)是以焦炭為能源基礎(chǔ)的傳統(tǒng)煉鐵方法。它與轉(zhuǎn)爐煉鋼相配合,是目前生產(chǎn)鋼鐵的主要方法。高爐煉鐵的本質(zhì)是鐵的還原過程,即焦炭做燃料和還原劑,在高溫下將鐵礦石或含鐵原料的鐵,從氧化物或礦物狀態(tài)(如Fe2O3、Fe3O4、Fe2SiO4、Fe3O4·TiO2等)還原為液態(tài)生鐵,焦炭是高爐冶煉不可或缺的原料之一。然而,面對焦煤資源有限、大氣污染嚴重等問題及可持續(xù)發(fā)展觀念日益提升的現(xiàn)狀,為提高節(jié)能減排效率,高爐煉鐵技術(shù)逐漸受到各種限制,非高爐煉鐵技術(shù)開始迅速發(fā)展。

非高爐煉鐵與高爐煉鐵工藝流程對比


按還原裝置分類,非高爐煉鐵技術(shù)可分為固定床法、回轉(zhuǎn)窯法、豎爐法、流化床法等類型;按所用還原劑的不同,非高爐煉鐵技術(shù)可分為固體還原法和氣體還原法兩類;按生產(chǎn)方式分類,非高爐煉鐵技術(shù)可分為預(yù)還原法、直接煉鋼法、熔融還原法、原子能煉鋼法等類型。


相比于傳統(tǒng)的高爐煉鐵技術(shù),非高爐煉鐵技術(shù)提倡以非焦煤為主要能源,大大提升了環(huán)保水平,并且還省去燒結(jié)造塊工序,打破了傳統(tǒng)煉鐵技術(shù)的“長流程”限制。對現(xiàn)階段主要煉鐵工藝設(shè)計能力和能耗比較不難發(fā)現(xiàn),現(xiàn)階段非高爐煉鐵技術(shù)以其節(jié)能、低成本、環(huán)保等特點成為各國煉鐵工藝發(fā)展的焦點。

非高爐煉鐵工藝分類


從全球范圍看,早在18世紀就有人提出以直接還原法煉鐵,1873年建成第1座非高爐煉鐵裝置但不久便宣告失敗,以后的幾十年發(fā)展緩慢。


20世紀20年代由于電力工業(yè)的開發(fā),實現(xiàn)了工業(yè)化電爐煉鐵:1930年德國克虜伯公司開發(fā)了回轉(zhuǎn)窯粒鐵法(Krupp-Renn)。1932年瑞典人馬丁·維伯爾發(fā)明了維伯爾(wibirg)法在瑞典建成第1座生產(chǎn)直接還原鐵裝置。


在50年代非高爐煉鐵生產(chǎn)總量尚不足鐵的總產(chǎn)量的1%,主要是電爐煉鐵和粒鐵法,海綿鐵產(chǎn)量僅占非高爐煉鐵法產(chǎn)量的5%。1954年瑞典建立第一座隧道窯直接還原法生產(chǎn)裝置。60年代石油和天然氣的大量開發(fā)推動了氣基直接還原煉鐵的發(fā)展。1957年墨西哥建立了一座稱為希爾法(HYL法)的生產(chǎn)裝置。1969年德國建立第一座米德萊克斯(Midrex)法生產(chǎn)裝置。


70年代德國克虜伯公司在克虜伯—瑞恩(Krupp-Renn)法基礎(chǔ)上創(chuàng)立了Krupp-CODIR法于1973年在南非建廠投產(chǎn)。1970年德國魯奇公司創(chuàng)立的SL-RN法在新西蘭建立第1座生產(chǎn)裝置。1983年戴維麥基公司在南非建立第1座DRC法生產(chǎn)裝置。這一時期直接還原生產(chǎn)能力增長了十余倍。到1997年世界直接還原鐵產(chǎn)量達到3613萬t比1996年增長9%氣基直接還原煉鐵量占世界直接還原鐵產(chǎn)量的91.6%,其中米德萊克斯法生產(chǎn)的占63.4%,希爾法生產(chǎn)的占19.4%,其他氣基法所產(chǎn)占1.8%,煤基直接還原煉鐵的產(chǎn)量占8.4%,其中SL-RN法的占3.6%,其他煤基法占4.8%。近年來,隨著社會環(huán)保意識日益增強,直接還原法又重新成為鋼鐵行業(yè)研發(fā)探究的熱點,相關(guān)工藝技術(shù)日益完善成熟。

直接還原法煉鐵工藝發(fā)展歷程


全球范圍內(nèi),熔融還原煉鐵是20年代提出的。1924年Hoech鋼鐵廠提出在轉(zhuǎn)鼓形回轉(zhuǎn)爐內(nèi)用碳還原鐵礦石得到鐵水的方案。以后開發(fā)的stara法、sturzeberg法均未成功。


50年代研究開發(fā)的熔融還原法大多數(shù)設(shè)想在一個反應(yīng)器內(nèi)完成全部熔煉過程,故稱一步法如Dored法、Retored法、CIP法等。但由于還原反應(yīng)產(chǎn)生的CO的燃燒熱不能迅速傳遞到吸熱的還原反應(yīng)區(qū),迫使熔煉中止而告失敗。


70年代采用兩步法原則,即將整個熔煉過程分成固態(tài)預(yù)還原和熔融態(tài)終還原兩步,分別在兩個反應(yīng)器內(nèi)進行。預(yù)還原裝置有回轉(zhuǎn)窯、流化床和豎爐等形式,其中以流化床和豎爐為多。終還原裝置為轉(zhuǎn)爐型或電爐型COREX(KR)法已達到工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模;DIOS法、HI熔融還原法、Plasmelt法、INRED法及ELRED法均進行了較大規(guī)模的半工業(yè)試驗;川崎熔融還原法、住友熔融還原法、COIN法、MIP法和CIG法進行了單環(huán)節(jié)或聯(lián)動半工業(yè)試驗;此外有AISI法、PJV法等還在試驗中。COREX法已于1989年在南非ISCOR公司建成一座30萬t/a工業(yè)生產(chǎn)裝置投入生產(chǎn)。又在韓國浦項投產(chǎn)了一座60萬t/a裝置。

熔融還原煉鐵工藝發(fā)展歷程


二、中國非高爐煉鐵行業(yè)發(fā)展政策


“十四五”更趨嚴格的能耗“雙控”要求和“雙碳”目標約束,促使鋼鐵行業(yè)將碳減排擺在更突出的位置?!白龊锰歼_峰、碳中和工作”已經(jīng)成為“十四五”的重點任務(wù)之一,非高爐冶煉直接還原工藝與傳統(tǒng)長流程相比,可減少二氧化碳排放40%~65%、減少二氧化硫排放約30%,是當前冶金行業(yè)實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”的優(yōu)選方案。因此,“綠色、節(jié)能、環(huán)?!钡姆歉郀t冶煉技術(shù)迎來了難得的機會。為促進國內(nèi)非高爐煉鐵工藝發(fā)展,中央部門早在2021年5月便以發(fā)布了《鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能置換實施辦法》,提到新建氫冶金和Corex、Finex、HIsmelt等非高爐煉鐵項目仍須嚴格執(zhí)行產(chǎn)能置換政策,需要相應(yīng)的煉鐵產(chǎn)能指標,新辦法給予上述冶金工藝差異化的等量置換支持政策,鼓勵行業(yè)綠色低碳發(fā)展和工藝技術(shù)創(chuàng)新。


近幾年來,各地方政府也先后發(fā)布了多項政策。如,2023年7月,福建省工業(yè)和信息化廳發(fā)布的《福建省工業(yè)領(lǐng)域碳達峰實施方案》提出,大力推進非高爐煉鐵先進技術(shù)應(yīng)用,重點推廣鐵水一罐到底、近終形連鑄連扎等先進節(jié)能工藝流程,推行全廢鋼電爐工藝,提升廢鋼資源回收利用水平;2024年5月,山西省工業(yè)和信息化廳、山西省發(fā)展和改革委員會、山西省財政廳等七部門聯(lián)合發(fā)布的《山西省制造業(yè)領(lǐng)域設(shè)備更新工作方案》提到,加快推動鋼鐵產(chǎn)業(yè)改造升級高爐、轉(zhuǎn)爐等限制類裝備,推廣短流程煉鋼、氫冶金、非高爐煉鐵等工藝流程。

中國非高爐煉鐵行業(yè)相關(guān)政策匯總


此外,2023年9月15日,由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會、四川省經(jīng)濟與信息化廳指導(dǎo),國家釩鈦產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、釩鈦資源綜合利用產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、釩鈦資源綜合利用國家重點實驗室、四川省釩鈦鋼鐵產(chǎn)業(yè)協(xié)會、四川金屬學(xué)會主辦,攀鋼集團有限公司承辦,中冶賽迪集團有限公司協(xié)辦的四川省成都釩鈦磁鐵礦非高爐冶煉技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化研討會上提出,要在四川省等釩鈦磁鐵礦主產(chǎn)地建設(shè)100萬噸氣基豎爐+電爐熔分低碳非高爐冶煉示范線,由生產(chǎn)企業(yè)、研究機構(gòu)、主要裝備制造商共同出資成立創(chuàng)新聯(lián)合體。


此次會議以“探索釩鈦磁鐵礦非高爐冶煉新工藝,促使戰(zhàn)略資源高值化利用”為主題。會議討論結(jié)果顯示,在“雙碳”約束大背景下,低碳非高爐冶煉不僅是鋼鐵工業(yè)實現(xiàn)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展的必由之路,也是釩鈦磁鐵礦資源實現(xiàn)高效綜合利用,助推國家釩鈦產(chǎn)業(yè)可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路,將持續(xù)助力國內(nèi)非高爐煉鐵工藝發(fā)展。


相關(guān)報告:智研咨詢發(fā)布的《2024年全球及中國非高爐煉鐵專題研究報告


三、國內(nèi)外非高爐煉鐵行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀


1、全球非高爐煉鐵行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析


直接還原鐵在鋼鐵生產(chǎn)中是廢鋼的替代品,更是電爐冶煉潔凈鋼的重要原料。近年來世界直接還原鐵產(chǎn)量增長迅速,約占全球鐵總產(chǎn)量的7.4%。數(shù)據(jù)顯示,2023年全球直接還原鐵產(chǎn)量達到13551萬噸,與2022年12616萬噸的產(chǎn)量相比,增長了7.4%;在過去的7年里,全球直接還原鐵產(chǎn)量增長了近6500萬噸。按照國家或地區(qū)分布來看,2023年,印度是全球第一大直接還原鐵生產(chǎn)國,產(chǎn)量為4933萬噸,同比增長了16.7%,占全球總產(chǎn)量的36%。伊朗是全球第二大直接還原鐵生產(chǎn)國,產(chǎn)量達到3345萬噸,同比增長1.7%,全球占比達到24.7%。印度和伊朗直接還原鐵產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的60.7%。


從工藝技術(shù)方面看,目前全球57.8%的直接還原鐵由Midrex工藝生產(chǎn),27.9%由回轉(zhuǎn)窯工藝生產(chǎn),14.3%由HYL和Energiron工藝生產(chǎn)。數(shù)據(jù)顯示,2022年全球鋼鐵制造商采用MIDREX工藝生產(chǎn)了7355萬噸直接還原鐵,其中有1000余萬噸為熱態(tài)直接還原鐵。具體來看,伊朗鋼鐵制造商采用MIDREX工藝生產(chǎn)了3014萬噸直接還原鐵,其他地區(qū)鋼鐵制造商采用MIDREX工藝共生產(chǎn)了4342萬噸直接還原鐵。2022年,全球鋼鐵制造商采用MIDREX工藝生產(chǎn)的直接還原鐵總量占全球豎爐直接還原鐵總產(chǎn)量的80.2%。自MIDREX工藝面世以來,截至2022年底,全球采用了MIDREX工藝的工廠已累計生產(chǎn)了約13.2億噸各種形式的直接還原鐵(包括冷態(tài)、熱態(tài)直接還原鐵和熱壓鐵塊)。


此外,統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2022年,接近70.1%的直接還原鐵是使用天然氣還原的,29.9%是采用煤基還原的。2022年,印度直接還原鐵的總產(chǎn)量為4355萬噸,其中3539萬噸的直接還原鐵是采用回轉(zhuǎn)窯工藝生產(chǎn)的,816萬噸是采用氣基直接還原工藝生產(chǎn)的。

2021-2023年全球直接還原鐵產(chǎn)量變化(單位:億噸)


熔融還原煉鐵工藝開發(fā)的歷程僅70年,目前熔融還原煉鐵技術(shù)還處于技術(shù)成長期,還有很大的發(fā)展空間,其中實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)的僅有COREX工藝和FINEX工藝。數(shù)據(jù)顯示,近年來全球熔融還原鐵的總產(chǎn)量在600萬噸/年左右,未有大的突破。在3種已工業(yè)化的熔融還原工藝中,Corex工藝除了寶鋼一座C3000裝置從上海搬遷至新疆八鋼投產(chǎn)外,未有新的建設(shè)項目。Finex工藝于2014年1月在韓國浦項投產(chǎn)200萬噸/年的裝置后,雖有多個計劃的項目,但未見實質(zhì)啟動。Hismelt工藝在澳大利亞的工業(yè)示范裝置已被搬遷到我國山東,并于2017年投產(chǎn),成為近幾年熔融還原工藝發(fā)展的新動向。一些新的熔融還原工藝,如Hisana工藝,仍在研究開發(fā)中,但其開發(fā)力度大大減弱,進度也放緩。


2、中國非高爐煉鐵行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析


近年來世界直接還原鐵產(chǎn)量增長迅速,約占全球鐵總產(chǎn)量的7.4%;熔融還原工藝中僅COREX工藝和FINEX工藝實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn),但國內(nèi)生產(chǎn)成本未達到預(yù)期,有待完善。全球非高爐煉鐵產(chǎn)能增長態(tài)勢明顯。而數(shù)據(jù)顯示,2023年,我國高爐生鐵產(chǎn)量達8.71億噸,同比增長0.7%,幾近占全國生鐵總產(chǎn)量的100%。這意味著,相較于國外而言,目前我國仍是全球鋼鐵生產(chǎn)供應(yīng)大國,但國內(nèi)生鐵生產(chǎn)工藝依舊以高爐煉鐵為主,非高爐煉鐵工藝發(fā)展遲緩,與我國鋼鐵生產(chǎn)大國的地位極不適應(yīng)。

2021-2023年中國高爐生鐵產(chǎn)量變化(單位:億噸)


隨著國家供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革進程推進,為了化解鋼鐵行業(yè)過剩產(chǎn)能,推動行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,在2017年年底工業(yè)和信息化部出臺了《鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能置換實施辦法》,2018-2020年間,鋼鐵行業(yè)持續(xù)去產(chǎn)能。后于2021年6月,工信部重新印發(fā)了修訂的新版《辦法》,疊加其他政策推動,近幾年來我國加速淘汰高爐煉鐵產(chǎn)能。數(shù)據(jù)顯示,在2021-2023年間,國內(nèi)高爐煉鐵凈產(chǎn)能呈現(xiàn)逐年減少態(tài)勢,其中,2022年新增高爐產(chǎn)能5790萬噸,淘汰高爐產(chǎn)能大約為6468萬噸;從產(chǎn)能置換比例的角度來看,2023年是高爐產(chǎn)能淘汰率最高的一年,全年新增高爐產(chǎn)能大約為4888萬噸,淘汰高爐產(chǎn)能大約是6250萬噸,產(chǎn)能置換比例大約為1.28:1。


從不同高爐型號的產(chǎn)能置換情況來看,2021-2023年,主要表現(xiàn)為淘汰1000以下,新增1000以上,在新增高爐中,產(chǎn)能新增比例最大的是2000-3000。而今年數(shù)據(jù)體現(xiàn)出,1000-2000的高爐也開始出現(xiàn)凈淘汰產(chǎn)能。這也意味著鋼廠高爐大型化生產(chǎn)正加速到來,推動高爐冶煉往優(yōu)質(zhì)、高效、穩(wěn)定的目標發(fā)展。

近年來中國高爐產(chǎn)能淘汰及新增情況


結(jié)合國內(nèi)高爐煉鐵產(chǎn)能置換情況分析,近三年來,我國有許多鋼廠正計劃朝著非傳統(tǒng)高爐煉鐵的方式進行嘗試改造,即通過淘汰舊高爐來置換Corex、Finex、HIsmelt等非高爐煉鐵項目。這是一種技術(shù)的改革,通過新型技術(shù)可以降低更多的生產(chǎn)成本,減少環(huán)保問題以及增加操作的靈活性。這意味著,目前雖然國內(nèi)非高爐煉鐵工藝建設(shè)產(chǎn)能仍占比極小,但我國非高爐煉鐵工藝項目呈現(xiàn)逐步發(fā)展態(tài)勢。根據(jù)我國的資源狀況,能源條件和發(fā)展需要綜合分析,熔融還原與煤制氣—豎爐直接還原技術(shù)將具有廣闊的發(fā)展前景。2022年以來,國內(nèi)非高爐煉鐵領(lǐng)域相關(guān)投融資動態(tài)開始逐漸回溫。例如,中晉冶金公司宣布自主投資20億元建設(shè)了全國首個氫基直接還原鐵示范基地,其中主要包括核心項目30萬噸/年直接還原鐵項目和氣源項目100萬噸/年焦化項目,完成了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的氫基直接還原鐵(CSDRI)技術(shù)的工業(yè)化轉(zhuǎn)化應(yīng)用,驗證了氫基直接還原鐵技術(shù)的可行性和可靠性,實現(xiàn)了氫基直接還原鐵生產(chǎn)“零”的突破,填補了我國氫基豎爐生產(chǎn)直接還原鐵的技術(shù)空白。


四、非高爐煉鐵行業(yè)競爭格局


1、中晉冶金科技有限公司


中晉太行投資有限公司成立于2012年7月,2016年7月中晉太行投資有限公司重組為中晉冶金科技有限公司。公司的經(jīng)營范圍涉及新能源、新材料研發(fā)、煤制品轉(zhuǎn)化及還原鐵等生產(chǎn)、技術(shù)咨詢和推廣、建設(shè)工程總承包業(yè)務(wù)以及項目管理和相關(guān)的技術(shù)與管理服務(wù)等。公司下設(shè)全資子公司中晉太行礦業(yè)有限公司、山西冶金工程技術(shù)有限公司??毓芍袝x太行煉化有限公司、北京中晉中石冶金化工技術(shù)有限公司,參股左權(quán)永興煤化有限公司。


目前中晉太行投資有限公司擁有總資產(chǎn)約5億元(不包括專利技術(shù)等無形資產(chǎn)),是一家具有一定實力的生產(chǎn)型技術(shù)企業(yè),是我國在建的第一套氣基豎爐直接還原鐵企業(yè)、氣基豎爐直接還原鐵技術(shù)提供商、還原鐵裝備集成管理商。公司已經(jīng)擁有了從氣基豎爐還原鐵技術(shù)、技術(shù)推廣、工程設(shè)計、EPC總承包、人員培訓(xùn)、售后服務(wù)等一條龍全產(chǎn)業(yè)鏈式的服務(wù)能力,可為廣大客戶提供全流程高水平的服務(wù)。

中晉冶金科技有限公司架構(gòu)


還原鐵板塊由中晉冶金科技有限公司旗下全資子公司中晉太行礦業(yè)有限公司具體承擔(dān)。該公司成立于2010年5月20日,注冊資本15000萬元。中晉太行礦業(yè)有限公司新建焦爐煤氣制合成氣生產(chǎn)30萬噸/年直接還原鐵工業(yè)化試驗裝置位于左權(quán)縣龍泉鄉(xiāng)循環(huán)經(jīng)濟工業(yè)示范園區(qū),是園區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的重要示范項目,為國家鼓勵項目。該項目不僅是使用氣基豎爐直接還原鐵裝置,而且是一套以焦爐煤氣為氣源的氣基豎爐直接還原鐵項目。


中晉太行礦業(yè)有限公司從2010年開始,瞄準我國尚無的氣基豎爐直接還原鐵技術(shù),通過自主研發(fā)和國外引進,現(xiàn)已整合為CSDRI技術(shù)。CSDRI技術(shù)的核心是我公司和中國石油大學(xué)合作研發(fā)的焦爐煤氣用作豎爐生產(chǎn)的干重整技術(shù)和我公司從德國MME公司引進、我公司國際技術(shù)團隊改進的氣基豎爐技術(shù)。在研發(fā)過程中,我公司還先后獲得了利用焦爐煤氣制還原氣生產(chǎn)海綿鐵的方法和設(shè)備、氣基豎爐爐頂布料裝置、直接還原鐵氣基豎爐爐頂氣除塵裝置等多項技術(shù)專利。


該項實驗裝置節(jié)能減排優(yōu)勢非常明顯。具體表現(xiàn)在節(jié)能60%以上,減排二氧化碳32%、二氧化硫74%、氮氧化物62%。項目符合《中國制造2025》規(guī)劃、工信部《綠色制造工程實施指南》、科技部《國家自然科學(xué)基金“十三五”規(guī)劃》,屬于國家產(chǎn)業(yè)目錄中鼓勵類項目。


中晉太行礦業(yè)有限公司擬將30萬噸/年焦爐煤氣制直接還原鐵工業(yè)化實驗裝置打造成示范性工程,培育一流的產(chǎn)、學(xué)、研綠色冶煉示范性基地,推廣綠色冶金工程化技術(shù),有力支撐我國做強鋼鐵企業(yè)和實現(xiàn)產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級以及完成節(jié)能減排的戰(zhàn)略國策,引領(lǐng)中國鋼鐵行業(yè)的未來和技術(shù)革命,填補國內(nèi)高端裝備業(yè)優(yōu)質(zhì)鐵素材料空白,為中國企業(yè)低碳發(fā)展、綠色冶煉樹立標桿和典型,戰(zhàn)略意義深遠。


此外,中晉冶金科技有限公司旗下的中晉太行礦業(yè)有限公司(CSTM)經(jīng)過7年的研發(fā)和技術(shù)整合,將我公司和中國石油大學(xué)(北京)合作研發(fā)的焦爐煤氣干重整制還原氣工藝與德國MME公司PERED豎爐工藝有機結(jié)合,形成了CSDRI氣基豎爐還原鐵技術(shù)方案。該技術(shù)方案破解了中國不能生產(chǎn)直接還原鐵的困境,為鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型升級、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整、提高鋼鐵品質(zhì)探索出了一條新的途徑。


2、韓國浦項制鐵集團公司(POSCO)


韓國浦項制鐵集團公司(Pohang Iron and Steel Co. Ltd),簡稱POSCO,成立于1968年,是全球最大的鋼鐵制造廠商之一,每年為全球超過六十個國家的用戶提供二千六百多萬噸鋼鐵產(chǎn)品。浦項制鐵公司分別在韓國浦項市(Pohang)和光陽市(Kwangyang)設(shè)有完善的廠房,生產(chǎn)各種先進的鋼鐵產(chǎn)品,包括熱軋鋼卷、鋼板、鋼條、冷軋鋼板、電導(dǎo)鋼片和不銹鋼產(chǎn)品等,被美國Morgan Stanley投資銀行評定為“全球最具競爭力的鋼鐵制造商”。

POSCO公司組織機構(gòu)圖


FINEX技術(shù)是POSCO與奧鋼聯(lián)合作開發(fā)的一種非高爐煉鐵工藝,于1992年啟動FINEX技術(shù)的基礎(chǔ)研究;1996年建成15t/d的FINEX模型廠;1999年建成150t/d示范工廠;2003年7月公司將原有60萬噸/年的COREX改造成為同等規(guī)模的1#FINEX示范廠;2007年4月,建設(shè)產(chǎn)能為150萬噸的2#FINEX工業(yè)化生產(chǎn)廠;2014年6月,建成200萬噸/年的3#FINEX工業(yè)化生產(chǎn)工廠。目前,POSCO既擁有燒結(jié)、焦化、高爐長流程煉鐵工藝,又擁有FINEX短流程煉鐵工藝,旗下1#FINEX示范廠已停產(chǎn),爐子涼后觀察里面的爐型,供研究用。2#、3#爐正常生產(chǎn),2018年7-8月2#爐檢修,增加煤氣余熱回收系統(tǒng),更新部分老化設(shè)備。


此外,據(jù)韓國經(jīng)濟報報道消息顯示,POSCO正在開發(fā)氫氣直接還原煉鐵技術(shù)——HyREX。該技術(shù)是在POSCO研發(fā)的FINEX流化技術(shù)基礎(chǔ)上進一步開發(fā)的氫氣直接還原煉鐵技術(shù)。POSCO正以氫氣還原煉鐵技術(shù)為未來50年做準備,公司計劃在2030年前實現(xiàn)HyREX技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用,并在2050年前將其浦項和光陽鋼鐵廠改造為完全基于新的HyREX技術(shù)生產(chǎn)鋼材的鋼廠。根據(jù)公司投融資動態(tài)顯示,2023年6月,POSCO正準備于本月在其位于慶尚北道的浦項鋼鐵廠破土動工建設(shè)年產(chǎn)30萬噸的氫基直接還原中試工廠,計劃于2026年完工,將開始測試低碳鋼的生產(chǎn)。2023年7月,POSCO宣布,到2030年投資121萬億韓元(約合6715億元人民幣,約合920億美元)打造氫還原鋼鐵廠、蓄電池、氫能源等核心業(yè)務(wù)的“綠色未來材料百年企業(yè)”。綜上,POSCO公司計劃在2030年前實現(xiàn)氫氣直接還原煉鐵。


五、非高爐煉鐵行業(yè)發(fā)展趨勢


隨著全球?qū)Νh(huán)境保護意識的提高和環(huán)保法規(guī)的加強,非高爐煉鐵行業(yè)將面臨更加嚴格的環(huán)保要求。企業(yè)需積極應(yīng)對,采用更加環(huán)保的生產(chǎn)工藝和技術(shù),減少污染物排放,提高資源利用效率。因此,在碳達峰和碳中和發(fā)展目標推動下,鋼鐵行業(yè)將繼續(xù)積極響應(yīng)并推動目標的實現(xiàn)。即通過推廣先進適用技術(shù)、深挖節(jié)能降碳潛力、鼓勵鋼化聯(lián)產(chǎn)等措施,推動行業(yè)的綠色低碳轉(zhuǎn)型。在此背景下,具備更高環(huán)保效能的非高爐冶鐵工藝將成為各鋼鐵廠商研究關(guān)注的重心。疊加國家政府政策支持能效不斷釋放,國內(nèi)非高爐煉鐵相關(guān)研發(fā)建設(shè)公司在財政、人才培養(yǎng)、技術(shù)研發(fā)等方面獲得的政策支撐力度將不斷增強,這都將為國內(nèi)非高爐煉鐵工藝發(fā)展提供有力保障。


此外,目前焦煤資源呈現(xiàn)全球性短缺趨勢,供應(yīng)緊張和價格高漲已成為制約傳統(tǒng)鋼鐵工業(yè)發(fā)展的重要因素;環(huán)保政策日益嚴格,環(huán)保投資不斷提高,鋼鐵工業(yè)發(fā)展承受的環(huán)境保護壓力逐漸加大。據(jù)了解,為實現(xiàn)超低排放改造,鐵前環(huán)保投資需增加200元/噸左右(鐵前環(huán)保成本占全工序成本的70%左右)。同時,高爐產(chǎn)生大量返礦、返焦和粉塵等固廢,需實現(xiàn)固廢資源綜合利用。此外,未來人力成本越來越高,需減員以提高勞動生產(chǎn)率。綜上分析,非高爐煉鐵技術(shù)是實現(xiàn)鋼鐵工業(yè)低碳煉鐵的必然趨勢,行業(yè)前景廣闊。

非高爐煉鐵行業(yè)發(fā)展趨勢


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2024年全球及中國非高爐煉鐵專題研究報告
2024年全球及中國非高爐煉鐵專題研究報告

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