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記者 樊三彩
圖為展出的HYFOR試驗廠示意圖
圖為林德展示的綠色氣體生態圈
黃浦江畔，萬商云集。在11月5日—10日于上海舉辦的第六屆進博會上，綠色低碳的風潮貫穿各個展區。《中國冶金報》記者從中發現諸多助力鋼鐵綠色低碳發展的妙招兒。
力拓展臺重點展現了一種名為BioIron?力拓生物質煉鐵技術的突破性專利低碳技術。“這是我們首次在中國展示這一技術，鋼鐵行業是力拓重要的下游客戶，開發該技術旨在與鋼鐵行業協同減碳。”力拓鐵礦技術市場經理榮哲告訴《中國冶金報》記者。
據介紹，該技術利用生物質，如小麥秸稈、水稻秸稈和油菜秸稈等農業副產品代替焦煤作為還原劑，再通過微波能將皮爾巴拉鐵礦石轉化為金屬鐵。生物質能提供這個工藝中所需的大部分能源。
“BioIron?力拓生物質煉鐵技術的主要吸引力和優勢在于，它所需的電力不到目前正在使用的其他氫冶金新技術的1/3。”榮哲介紹，“該技術仍會釋放二氧化碳，但通過使用快速生長的植物，這些排放會被植物重新生長時吸收的二氧化碳所抵消。我們的模型顯示，在可再生能源和碳捕集利用與封存技術的輔助下，BioIron?力拓生物質煉鐵技術有望推動鋼鐵冶煉過程實現凈負排放。”
目前，BioIron?力拓生物質煉鐵技術已經取得了一些非常積極的早期測試結果，并正在設計一個更大規模的連續試驗工廠。
同樣展現了冶金行業低碳未來的，還有普銳特冶金技術公司。其展臺設置展板，對比顯示了不同鋼水生產工藝路線二氧化碳的排放量，并演示了其正在試運行的HYFOR試驗廠生產流程。
普銳特認為，由于鋼鐵行業碳減排的要求十分強烈，加上世界各地投入運行的電弧爐數量越來越多，直接還原鐵（DRI）/熱壓塊鐵（HBI）的用量預計會持續增長，但目前所有的DRI或HBI生產技術都需要造塊（比如球團），不利于減碳。同時，鋼鐵企業面臨的另一個挑戰是鐵礦石品位下降，使其必須進行選礦。為了推動零碳鋼鐵生產，主要使用氫氣的工藝大受歡迎。普銳特冶金技術公司開發的HYFOR新工藝考慮了上述所有因素。
據展臺工作人員介紹，HYFOR試驗廠由3部分組成：一套預熱—氧化裝置，一套氣體處理設備，還有一套真正的還原設備。精礦粉在預熱—氧化裝置中被加熱到大約900攝氏度，然后進入還原設備；還原氣體（100%氫氣）由氣體供應裝置提供。熱態直接還原鐵（HDRI）以大約600攝氏度的溫度離開還原設備，隨后冷卻并從HYFOR試驗系統排出。下一步將增加一套熱壓塊測試設備，以生產熱壓塊鐵。
“普銳特冶金技術公司充分借鑒了早些時候的Finmet/FINORED和FINEX工藝開發和設備安裝的經驗，開發出不需要任何造塊工序（比如燒結或球團）即可使用鐵精礦的直接還原工藝。這項新技術可以用于所有鐵礦石類型（赤鐵礦和磁鐵礦），粒度能夠全部小于0.15毫米；使用來自可再生能源的100%氫氣作為主要還原劑，也可以使用來自其他氣源（比如天然氣裂解或傳統蒸汽重整爐）的富氫氣體，顯著減少了二氧化碳排放，甚至可能減少到0。產品是熱態直接還原鐵（DRI），既可以直接在熱態下運輸并裝入下游熔煉設備（比如電弧爐），又可以制成可市場銷售的熱壓塊（HBI）產品。”展臺工作人員表示。
據《中國冶金報》記者了解，目前，一座HYFOR試驗廠已經在奧地利鋼鐵企業奧鋼聯鋼鐵公司的一家鋼廠投入運行。
落實“雙碳”承諾，離不開綠色氣體。《中國冶金報》記者在進博會現場發現了一家致力于提供氣體解決方案的公司。作為全球領先的工業氣體和工程公司之一，林德展示了其在華持續構建的“林德綠色氣體生態圈”如何為工業制造、醫療健康等社會生活的各個方面賦能。
林德冶金及有色行業燃燒專家蔡琪介紹，在德國洛伊納化工園區，林德已經擁有綠色氫能全產業鏈，不過對鋼企來說，當前氫氣的使用成本依然高昂。“對中國鋼鐵企業來說，目前減碳的關鍵問題是氧的問題，而非氫的問題，大規模開展氫冶金的時機還未到。”蔡琪認為，國內氫冶金技術目前以試點為主，要實現規模化，還需要一系列因素的催化與倒逼。
他舉例道，最近與林德進行交流的一家新西蘭鋼鐵廠，有一座1985年的高爐運行至今，但目前著手歐盟碳關稅的壓力下，不得不開展碳減排，目前林德正著手為其提供加熱爐富氧燃燒解決方案。“目前大多數鋼企正通過采用富氧或純氧燃燒技術，將鋼鐵行業的碳排放先降下來。這種方案中，氧氣自身的成本較低，還可以在現有工藝上進行實踐應用，降低設備等投資成本，并且具有節能、環保、提高產品質量等優勢。”他說。
蔡琪還介紹了其最新研發的低碳煉鐵解決方案——林德熱氧技術（HOT）。 該技術可將鋼鐵廠的焦爐煤氣重整為主要含量為氫氣和一氧化碳的工藝氣，用來還原鐵礦石，生產直接還原鐵。與傳統以炭作為還原劑相比，使用含氫氣基還原可有效減少溫室氣體二氧化碳的排放，實現鋼鐵廠低碳排放。
