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日本高炉钢企低碳研究的主要方向

2021年07月22日 09:07 世界金属导报 yyg/文

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 为减少高炉二氧化碳排放,日本制铁、JFE钢铁和神户制钢等日本高炉钢企相继制定了应对策略,积极开发相关技术,以期实现2050年二氧化碳零排放的目标。其中,日本制铁致力于开发创新型技术,实施氢气还原炼铁,并以电炉生产高级钢种。JFE钢铁和神户制钢试图将自创技术应用于高炉工艺。日本政府为相关项目提供了研发基金,旨在创立领先的技术。值得一提的是,氢气的廉价大量供应、无二氧化碳电源基础设施的构建是业界关注的课题。

 日本制铁将利用氢气作为炼铁还原剂的COURSE50研发项目的周期进行了延长,开启"使用外部氢气"的超级COURSE50项目,旨在实现100%氢还原炼铁、电炉大型化,同时开发高级钢种的生产技术。氢还原的吸热反应和供应量有限,是氢还原铁矿石的制约因素,这也是重点要解决的课题。对于电炉炼钢,重点开发电炉废钢混合装料的杂质无害化技术。

 JFE钢铁将高炉煤气中的二氧化碳通过氢气转化为甲烷,并作为高炉还原剂使用,由此构建碳回收高炉。对于现有高炉,目标是将二氧化碳排放总量削减30%以上,实施过程将利用现有高炉的附属设备,计划在2027年之前建成,2030年以后投产。另外,通过集合公司内外的技术,利用电炉生产高级钢种。

 神户制钢子公司Midex在直接还原铁的生产方面具有经验。该公司将热压块铁(HBI)制造技术与AI高炉控制技术相结合,二氧化碳排放量与2013年相比将减少20%。传统高炉中大量利用HBI可以降低焦比,具有技术可行性。此外,天然气中的氢气含量约为55%,而HBI目前96%采用天然气还原,今后有望100%采用氢气还原,由此减少二氧化碳排放。

 从各公司创新技术的研发规模来看,日本制铁计划在研发上投入5000亿日元,JFE钢铁计划将年产400万吨的高炉替换成零排放设备,为此需要约5000亿日元。除了巨额的资金投入以外,将还原剂转换为高价氢气,也需要相当大的转换费用,而且降低无碳氢气的成本也是重要课题。

 日本钢铁业认为,为实现脱碳化,技术创新是核心因素,但也不能单凭技术,还需要大量廉价氢气的供应以及基础设施的建设。除了政策支持以外,还需要降低高价的工业电力费用,由此寻求兼具经济性和竞争力的工艺。

(来源:世界金属导报)

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