李京社-双碳背景下钢铁工业低碳绿色发展路径及现代电弧炉冶炼技术

冶金与生态工程学院李京社 2024-11-28/ CONTENTS国内钢铁生产流程结构现状1国外钢铁行业碳中和技术2国内钢铁工业碳中和炼钢路径3现代电弧炉炼钢关键技术4一、国内钢铁生产流程结构现状一、国内钢铁生产流程结构现状基于电弧炉短流程，利用再生钢铁原料制备高品质钢铁材料是钢铁工业碳减排的长期对策。发展电炉短流程是钢铁工业绿色转型的重要途径1.从市场环境看，发展电炉短流程的条件逐渐成熟。2.从发展的规律看，电炉短流程的发展成为大趋势。3.钢铁工业的政策导向绿色低碳政策趋向将助力电炉短流程绿色转型发展。由此，我国发展电炉流程具有战略意义和社会价值，一是消纳社会废钢资源，调整钢铁工业铁素资源的供给结构。二是电力工业的发展，能源的保障。再生钢铁原料电弧炉短流程高品质钢铁材料一、国内钢铁生产流程结构现状原料端减碳产品端减碳减碳≥70%- 6 -一、国内钢铁生产流程结构现状氢冶金流程- 7 -二、国外钢铁行业碳中和技术-日本- 8 -二、国外钢铁行业碳中和技术-欧盟炉顶煤气循环工艺铁矿石电解工艺Hlsarna- 9 -二、国外钢铁行业碳中和技术-韩国- 10 -二、国外钢铁行业碳中和技术-美国- 11 -三、国内钢铁工业碳中和炼钢路径氢基直接还+再生铁原料路径一路径二路径三- 12 -三、国内钢铁工业碳中和炼钢路径-宝武- 13 -三、国内钢铁工业碳中和炼钢路径-长流程低碳工艺氧气鼓吹高炉炉顶煤气循环工艺全氧富氢还原熔坏炼铁系统- 14 -三、国内钢铁生产碳中和炼钢路径-氢冶金ENERGIRON直接还原工艺氢冶金流程降碳路线直接还原铁热装入炉冶炼张宣科技氢基竖炉（全球首例）p河钢集团张宣科技全球首例氢基竖炉，探明了氢基DRI+废钢多元低碳炉料耦合研发了电弧炉配加氢基DRI局部终还原和少渣快速熔炼技术p建立基于质量-成本-碳排的电弧炉“氢基DRI+废钢”智能配料模型，形成了电弧炉配加5%、10%、20%、30%、50%氢基DRI成套冶炼工艺氢基直还铁电弧炉高效冶炼技术（碳冶金 氢冶金）氢基直还铁是近零碳排电弧炉炼钢的理想低碳原料，30%氢基直还铁+70%废钢炉料结构条件下，吨钢冶炼电耗降低至350kWh- 16 -四、现代电弧炉炼钢关键技术-短流程问题Ø冶炼周期长Ø能源利用率低Ø产品质量不稳定Ø仍存在环保问题复杂料源，废钢快速熔化困难扁平熔池，底吹气量有限钢液