氢冶金工艺技术发展现状及应用

钢铁行业为中国重要的经济支撑行业,也是主要的碳排放行业。氢能在冶金领域的应用是一种环保、高效的钢铁生产技术,是实现低碳发展的重要途经之一。在全面介绍富氢高炉、氢基直接还原、氢基熔融还原工艺的基础上,分析各种工艺在冶金工业的应用情况,并且系统探讨了各工艺的探索及实践。综合各种工艺的优缺点,分析了中国低碳背景下氢冶金的发展趋势。目前中国钢铁行业的生产还是以长流程为主,要实现2035年减排30%的目标,富氢高炉工艺可作为现阶段工艺技术改进的首选方向。但是富氢高炉工艺实现碳减排的能力比较有限,碳减排幅度为10%～20%,无法满足未来碳中和的目标。相比于富氢高炉工艺,氢基直接还原铁工艺的碳减排可达到50%以上,因此,氢基直接还原工艺可作为未来发展的主要路线。氢基熔融还原也有较好的碳减排效果,且生产出的高纯铸造生铁可用于高端铸件领域,但是目前对其研究不够充分,还处于基础研究阶段,与大规模的工业化生产还有较大的差距。氢冶金作为钢铁行业低碳绿色发展的重要途径,中国起步较晚且还面临基础研究薄弱、短期成本高等问题,随着绿氢产业的发展,绿色氢冶金将是未来钢铁行业绿色发展的重要方向。     

非高炉炼铁工艺现状及未来适应性分析

在国家产业升级、节能减排的大背景下,钢铁节能减排、清洁生产、最大限度地减少烧结和焦化工序的SO_2、NO_X、CO_2和烟粉尘排放、构筑绿色产业体系,是我国钢铁企业转型升级的主要目标。非高炉炼铁工艺对炼铁工序的节能减排、实现生产过程环境友好、降低炼铁对主焦煤的依赖具有得天独厚的优势。本文通过分析非高炉炼铁主流工艺的现状,阐明了各个工艺在中国的未来适应性。随着铁矿精选技术、煤制气技术的成熟,及气基竖炉生产规模的大型化,煤制气-竖炉将成为我国主要的直接还原生产工艺。Corex工艺在特定的资源条件下,在成本、能耗和环境上的竞争力将可能超过高炉。     

非高炉炼铁现状及中国钢铁工艺发展方向

概述了我国炼铁工艺现状以及非高炉炼铁工艺最新进展,结合我国国情以及发达国家钢铁工业发展经验,提出我国钢铁工业的发展方向应为DRI(废钢)-电炉短流程。相比传统高炉-转炉流程,DRI-电炉短流程可实现节能50%、减少污染物排放量70%以上。同时,基于煤制气工艺的合理选择与评价,对天然气竖炉和煤制气-竖炉的技术经济性进行了对比分析,发现煤气成本(设备折旧15年)约为0.5元/m~3时,流化床法煤制气-气基竖炉即可与天然气成本2元/m~3的天然气竖炉竞争。在对我国非高炉炼铁现状的研究基础上,简要叙述了东北大学煤制气-气基竖炉中试工程相关进展。     

氢基竖炉条件下制备不同金属化率球团研究

随着钢铁行业碳减排压力的增大,氢冶金技术的应用可有效降低碳排放,其中氢冶金气基竖炉生产工艺受到了国内外的广泛关注。气基竖炉生产的高金属化率DRI可进入电炉生产优质钢材,同时也可生产出50%金属化率的球团作高炉炼铁原料。本文基于典型的氢冶金气氛及温度条件,综合考虑其还原行为,研究了生产不同金属化率球团的适宜工艺参数。结果表明：随着温度升高及还原气中氢气配比的增加,还原速率明显升高,还原后强度降低,还原膨胀指数升高;纯氢与富氢气氛(建议采用HYL气氛)下,在还原温度为1 000℃时,适宜生产92%金属化率DRI;纯氢气氛在还原温度为950℃与富氢气氛(建议采用HYL气氛)在还原温度为1 000℃条件下,适宜制备50%金属化率球团。     

氢冶金竖炉还原域的数值模拟分析

钢铁工业是中国国民经济发展的重要基础产业,在中国"碳达峰、碳中和"的背景下,低碳生产已成为钢铁行业新的竞争力.环境意识的日益提高迫切需要开发创新技术,氢冶金在炼铁环节利用清洁和可再生能源,是全世界公认的最清洁环保的冶金技术.H2的利用可以减少炼铁过程产生的温室气体,从源头上减少碳还原剂带入的排放.氢冶金竖炉的数值模拟是...     

氢冶金技术的发展溯源与应用前景

围绕“以氢代碳”对钢铁工业中实现碳减排工艺进行了梳理和溯源。实现碳减排的途径需要发展以氢气作为还原剂的氢冶金工艺。目前世界主要钢铁产区发展了从高炉喷吹燃料工艺到高炉富氢冶炼工艺、从非焦冶炼工艺到全氢直接还原工艺等两大氢冶金技术路线。从各国远景规划来看,发展氢基直接还原工艺及电炉炼钢短流程是氢冶金技术的重要方向。同时在低成本绿氢技术突破前,使用焦炉煤气等灰氢是中国从“碳代替”到“氢冶金”的重要过渡。     

气基竖炉直接还原炼铁技术的发展

在分析国内外直接还原铁市场的基础上,探讨了气基竖炉直接还原炼铁技术发展的市场空间。在中国钢铁行业结构调整过程中,气基竖炉技术由于具有节能环保和产品优质的优势,将会成为我国非高炉炼铁发展最重要的方向。从原料、产品、工艺特性、机械设备等方面对MIDREX和Energiron 2种气基竖炉工艺进行了综合比较,探讨了其各自的优缺点。随着技术进步以及全球经济、资源、能源条件的变化,气基竖炉技术正朝着设备大型化、气源多样化、矿源扩大化的方向发展。     

高炉富氢冶炼发展现状与展望

高炉冶炼是目前国际上主流炼铁工艺,也是钢铁材料生产过程中能耗和碳排放最高的工序,高炉富氢冶炼是高炉炼铁降碳减排的关键技术。研究了国内外高炉富氢冶炼示范项目的技术路线、进展以及下一步规划,基于富氢燃料理化特性、富氢还原热力学和动力学条件,分析了高炉富氢冶炼的优势,阐述了高炉富氢冶炼发展中面临的技术、环境、经济等方面的挑战,展望了未来高炉富氢冶炼的发展方向,有利于推动高炉富氢技术的深入发展和高效应用。     

试论氢冶金工程学

由于炼焦煤和焦炭资源的日益短缺,限制了传统炼铁工业的进一步发展.进行了发展氢冶金工艺,替代碳还原剂的可行性分析.认为氢作为还原剂用于炼铁工艺,不仅可行,而且有许多传统炼铁工艺不可比拟的优势.     

钢铁行业氢冶金技术中氢源问题分析

氢冶金技术是钢铁行业高质量发展的革命性技术之一,其具有较强的技术优势和良好的发展前景。钢铁行业生产规模巨大,规模化实施氢冶金需要大量的、低成本、环境友好型且环保效能和能源转换效率高的氢源,但制氢技术路线又受到经济性和低碳性的制约。因此,本文主要对钢铁行业氢冶金技术中氢的来源问题进行了分析,以期为未来氢冶金技术的开发提供参考。     

我国粉末冶金工业炉的发展现状

装备是实现工艺的重要保证,装备的水平又直接关系到一个产业的发展.文章概述了80年代以后我国粉末冶金工业炉的发展情况,及其当前的技术水平状况,与国外进口产品的差距和努力方向.同时,就当前提高我国粉末冶金工业炉品质,为发展我国粉末冶金工业装备保证,提出了几点理念性的建议.     

我国钢材剪切（加工）配送的现状及未来发展

钢材物流及剪切(加工)配送是现代营销的重要手段。经过多年的发展，物流配送已成为我国钢铁企业建立稳定的供货渠道，形成供应链的重要手段。     

上海粉末冶金工业的发展历史与现状

本文简要记述了1949年新中国成立以后,三十多年来上海地区的粉末冶金的科学研究与工业发展的历史与现状。     

炼钢,炉外精炼技术现状及发展趋势

主要简述转钢、炉外精炼技术的开发、应用、现状和发展趋势。     

双相钢的研究现状及应用展望

介绍了目前国内外双相钢的生产工艺及研究应用状况，分析了影响双相钢组织和性能的因素。并讨论了双相钢在我国生产的主要问题和今后发展方向。     

中国铜铝加工工业现状与展望

本文概述了中国铜加工和铝加工工业的目前水平，提出了各自发展的方向和重点。     

我国冷轧(宽)板带生产现状及发展趋势

介绍了我国冷轧(宽)板带的生产情况,国外冷轧(宽)板带的生产技术和发展趋势,提出了我国目前冷轧薄板、涂镀层板等生产中存在的问题和不足.预测了2005年及2010年我国冷轧板带的消费需求,对我国今后发展冷轧薄板及涂(镀)层板提出了自己的意见和建议.     

粉末冶金金属基复合材料的研究现状及发展趋势

综述了用粉末冶金法制备的铁基复合材料、镁基复合材料、铜基复合材料及铝基复合材料的常用增强体、材料性能、应用以及目前国内外的研究现状,并探讨了存在的问题及发展趋势.     

日本粉末冶金工业的成长与现状

本文回顾了日本粉末冶金工业近 5 0年来的发展历程 ,阐述了日本政府与日本粉末冶金工业会在粉末冶金发展中的作用 ,说明了日本粉末冶金制品的生产现状。最后 ,提出了我国应借鉴的几项措施。     

国外特殊钢产业现状及发展趋势

综述了国外特殊钢产业的发展概况,介绍了国外主要产钢国特殊钢的生产情况,阐述了国外特殊钢产业的发展特点和趋势。