电炉短流程区域布局与发展要素适配性分析

国内针对电炉钢发展要素的研究,普遍聚焦于全国范围,鲜有系统量化分析至省市自治区,分地区研究基础相对薄弱。基于此,突出问题导向,以省、自治区、直辖市为地域研究范围,以发展电炉短流程基本要素条件为对象,重点研究分析各地区废钢原料、电力能源、区域市场等三大关键发展要素,构建电炉短流程区域布局与发展要素适配综合分析评价模型,研判各地区发展电炉短流程的基础条件,探讨各地区设定电炉短流程发展目标的合理性,以及完成预定目标可行性,科学量化评价本地要素条件与发展电炉短流程的适配性,以期更有力地推动电炉短流程有序稳健发展。

考虑电炉短流程的钢铁工业园区综合能源系统低碳运行模式分析

我国钢铁行业减碳压力大,然而传统高炉长流程冶金碳排放居高不下,氢冶金技术又尚不成熟,因此提出了发展电炉短流程炼钢的中期低碳发展方式。首先,针对具备新能源、储能设备、高炉煤气发电技术以及高炉长流程和电炉短流程两种冶金工序的钢铁工业园区综合能源系统,构建其供用能结构并且给出设备及冶金工序模型;其次,建立考虑碳排放和设备运行成本的园区优化调度模型;最后,在不同的场景中,研究引入新能源、储能设备和高炉煤气发电技术对电炉钢生产比例的影响,以及不同电炉钢比例对园区经济性的影响。算例结果表明,新能源、储能设备和高炉煤气发电技术的引入将提高园区电炉钢比例,降低园区生产运行成本,有效减少碳排放。

我国电炉短流程炼钢发展研究

在我国“双碳”目标及碳减排逐渐成为世界钢铁发展主要驱动因素的背景下,“绿色钢铁革命”正在将世界钢铁技术创新和产业变革的演进趋势推向新的高度。电炉短流程炼钢具有投资少、建设周期短、生产组织灵活、环保减排和节能降碳效果明显等优势,是实现低碳绿色发展的必然趋势。为全面评估我国电炉短流程炼钢发展现状和存在的问题,分析发展趋势、方向和路径,中国钢铁工业协会组织行业力量开展了专题研究,并为推进我国电炉短流程炼钢绿色低碳和高质量发展提出有关政策建议。

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/m3时,流化床法煤制气-气基竖炉即可与天然气成本2元/m3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。

高强度螺纹钢结瘤现象的理论分析与实践

配置EAF-LF-CCM短流程生产线生产HRB335-400高强度螺纹钢的突出矛盾是结瘤现象,带来的损失是多方面的。结合实践中大量的数据,以效果对比的方法,详细分析了70t电炉生产线生产HRB335-400结瘤现象的形成机理以及预防措施。

“双碳”目标下中国钢铁工业的低碳发展分析

中国钢铁工业的流程结构特点是高炉—转炉长流程占主导,能源结构特点是以煤炭为主,因此造成吨钢CO_(2)排放量高于世界平均水平,碳减排压力巨大。为探究中国钢铁工业的低碳现状与发展趋势,通过对流程结构、废钢资源、低碳技术、碳交易市场等进行深入分析,认为钢铁工业实现2030年碳达峰、2060年碳中和的“双碳”目标是一个长期的、多因素综合作用的过程,不同阶段应确立不同的研究重点,并就未来发展提出了自己的建议。钢铁工业下一步应该加快低碳技术发展、提高电炉短流程比例、重视氢冶金技术研发,并充分发挥政策和市场调节作用,最终摆脱碳冶金依赖,走向低碳化钢铁之路。

“双碳”目标下钢铁行业控煤降碳路线图

钢铁行业的低碳绿色转型和率先煤耗和碳排放达峰,将对我国实现整体碳达峰目标和经济高质量发展作出重要贡献.基于碳排放-能源集成模型,对我国钢铁行业“双碳”目标下控煤降碳路径开展情景研究.结果表明,我国钢铁行业很有可能在“十四五”前期实现碳达峰,峰值16.4~16.7亿t(含过程和间接排放),作为主要消费能源的煤炭也将一起达峰,峰值4.6~4.7亿t标煤(含焦炭),在最激进的强化情景2035年煤炭消费和碳排放将降至2020年的38%和49%;粗钢产量很大程度上主导了钢铁行业的碳达峰进程,推进全废钢电炉短流程和加大废钢利用是碳达峰阶段最主要的控煤降碳措施.基于预测结果提出的钢铁行业控煤降碳路线图显示,需求侧方面,粗钢产量在不考虑“双碳”目标约束的情况下也会随工业化、城镇化水平逐渐达到发达国家水平而达到峰值并开始下降,新能源相关基础设施建设在实现碳中和期间带来的钢材需求增长体量相对有限;技术进步方面,推广长流程节能降碳技术应用是短期内性价比较高的措施,应重点推进高炉高效喷煤等技术的应用,同时增大高炉球团矿平均配比,远期碳捕集封存技术将具有较大的碳减排潜力;产能结构方面,推进全废钢电炉短流程是钢铁行业在碳达峰阶段的主要措施,到“十四五”末期电炉钢占比将提高至15%~20%,在碳中和目标下氢冶金是唯一具有超低碳排放潜力的生产工艺,在未来随着可再生能源或余热余能生产的绿氢供应量提高,氢冶金将成为与基于废钢的电炉短流程并重的钢铁生产工艺.

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。