1月12日晚，中冶專題紀錄片《新質(zhì)引擎》在央視中文國際頻道（CCTV4）重磅開篇。其中，首集《冶金百寶箱》講述了中冶賽迪自主研發(fā)的CISDI HYGRIF氫基豎爐助力推動鋼鐵冶金工藝創(chuàng)新和流程創(chuàng)新，因地制宜發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的戰(zhàn)略實踐，是我國在工程技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)高水平科技自立自強的生動映照。

堅持自主創(chuàng)新突破技術(shù)壟斷，助力鋼鐵行業(yè)深度低碳轉(zhuǎn)型

氫基豎爐技術(shù)作為以氫還原為主的一種直接還原技術(shù)，是冶金行業(yè)從長流程向短流程轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵技術(shù)之一，可替代以焦炭和煤為還原劑的傳統(tǒng)冶煉方式，具有生產(chǎn)規(guī)模大、產(chǎn)品質(zhì)量好、碳排放低、環(huán)境友好等優(yōu)勢，是鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要工藝路徑之一，也是行業(yè)構(gòu)建新質(zhì)生產(chǎn)力的重要方向。但氫基豎爐技術(shù)長期被國外公司壟斷，隨著“雙碳”目標加快落地，自主研發(fā)突破迫在眉睫。

早在1978年，中冶賽迪便開始對氫基豎爐直接還原技術(shù)進行研究，是我國最早開展氫冶金技術(shù)研究開發(fā)的單位之一。從全程參與我國第一套天然氣催化轉(zhuǎn)化直接還原豎爐半工業(yè)性試驗裝置——成都鋼廠釩鈦磁鐵礦直接還原豎爐的設(shè)計、建設(shè)和試驗，到組建研發(fā)團隊開展煤氣化豎爐工藝、富甲烷豎爐工藝、釩鈦磁鐵礦豎爐工藝等多氣源、多礦種直接還原工藝技術(shù)及流程研究，不斷探索適應(yīng)我國資源能源條件的氫基豎爐直接還原低碳工藝路線，再到形成自主知識產(chǎn)權(quán)的氫基豎爐工藝技術(shù)獲多項國內(nèi)外專利授權(quán)，最終形成完整的氫基豎爐直接還原科學理論體系，中冶賽迪歷經(jīng)數(shù)十年潛心研發(fā)，實現(xiàn)了CISDI HYGRIF氫基豎爐核心工藝技術(shù)和核心設(shè)備的自主開發(fā)，掌握了工藝、裝備、控制技術(shù)的全國產(chǎn)化和自主可控能力。

2025年，中冶賽迪投資建設(shè)的萬噸級氫冶金工藝示范線全面建成，打通了氫基豎爐的冶煉工藝、核心裝備、自動控制、生產(chǎn)操作等全部環(huán)節(jié)，持續(xù)開展了針對不同氣源、不同品位普通礦、釩鈦磁鐵礦的直接還原試驗，實現(xiàn)了裝置連續(xù)、穩(wěn)定、安全運行，直接還原鐵（DRI）產(chǎn)品質(zhì)量合格，各項指標達到預(yù)期目標。

中冶賽迪萬噸級氫基豎爐工藝示范線

使用天然氣、焦爐煤氣作為還原氣，CISDI HYGRIF氫基豎爐可實現(xiàn)普通礦氧化球團DRI的金屬化率穩(wěn)定達到94%以上，二氧化碳排放較高爐煉鐵工藝降低60%，較國外同類技術(shù)生產(chǎn)效率提高15%以上、綜合能耗降低10%以上，主要技術(shù)指標達到國際先進水平。

兼具適應(yīng)性、經(jīng)濟性、減碳率，推動鋼鐵行業(yè)因地制宜發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力

中冶賽迪CISDI HYGRIF氫基豎爐直接還原技術(shù)適合中國鋼鐵工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和國情，是當前氣源和鐵礦石類型適用性最廣的工藝流程，在技術(shù)先進的基礎(chǔ)上同時關(guān)注經(jīng)濟可行問題，可根據(jù)用戶和項目條件，提供項目咨詢、設(shè)計、建設(shè)、生產(chǎn)、運維的全流程、全生命周期系統(tǒng)解決方案，產(chǎn)品規(guī)?？筛采w百萬噸級以上，具有諸多獨有的工藝特點和技術(shù)優(yōu)勢。

HYGRIF氫基豎爐生產(chǎn)的直接還原鐵產(chǎn)品

更廣泛的氣源和礦石適應(yīng)性。HYGRIF工藝采用特殊方法，從根本上避免了催化劑對原料氣雜質(zhì)含量的嚴苛要求，可大大簡化原料氣的預(yù)處理工序，提高了豎爐在原料氣適應(yīng)性、還原溫度和壓力控制等方面的能力。適用于天然氣、焦爐煤氣、頁巖氣、氫氣等單一原料氣源或混合氣源，可靈活切換原料氣種類或調(diào)節(jié)不同原料氣源配比，適時滿足外部氣源條件變化的需求，實現(xiàn)氣源適應(yīng)性最大化。

HYGRIF工藝不僅適用于高品位球團礦，還可用于中低品位鐵礦石（TFe＜65%）的綠色冶煉，解決高品位鐵礦石資源稀缺的難題。針對釩鈦磁鐵礦等復(fù)雜難還原礦石，采用全釩鈦磁鐵礦冶煉，結(jié)合熔分電爐裝置，可實現(xiàn)鐵、釩、鈦、鉻等有益元素的高效分離和利用，解決傳統(tǒng)高爐-轉(zhuǎn)爐流程工藝中鈦資源難以回收利用的難題，為釩鈦磁鐵礦低碳冶煉和資源高效利用提供了更具競爭力且兼具經(jīng)濟性的工藝路線。

更高的生產(chǎn)效率。通過創(chuàng)新，HYGRIF工藝實現(xiàn)還原氣成分和溫度的精準調(diào)控，避免了爐內(nèi)自重整引起的還原溫度大幅度降低的缺陷，可在不額外提高還原氣溫度的同時保持最高的爐內(nèi)還原溫度，豎爐還原溫度較其他工藝提高100-150℃。采用較高的爐內(nèi)壓力，爐型設(shè)計充分考慮了爐內(nèi)氣流合理分布和鐵礦石還原膨脹等因素，為爐內(nèi)還原提供了更好的熱力學和動力學條件，有效提升豎爐的生產(chǎn)效率。

同時，以安全、穩(wěn)定、高效、低耗為核心目標打造的自動控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)精準控制及生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時監(jiān)控。以直接還原理論為基礎(chǔ)構(gòu)建的氫基豎爐智能模型可實現(xiàn)生產(chǎn)過程技術(shù)經(jīng)濟指標精準預(yù)測與操作方案優(yōu)化。

更低的能源消耗。HYGRIF工藝可實現(xiàn)高溫爐頂煤氣的余熱回收和循環(huán)利用，具有節(jié)水、節(jié)電、占地面積小等優(yōu)點，有效降低了系統(tǒng)能耗。干式頂煤氣凈化除塵效率可達99.9%以上，凈煤氣含塵量小于5mg/Nm

采用真空變壓吸附脫碳技術(shù)，可高效去除頂煤氣中的CO等無效成分，實現(xiàn)頂煤氣中還原性氣體的有效回收，再生效果好、自動化程度高、操作維護簡便、能耗低，且可根據(jù)工藝要求靈活調(diào)節(jié)操作參數(shù)，達到最適宜的脫碳效果。

更優(yōu)的減碳指標。在具有可用、低成本的綠氫資源條件下，可根據(jù)項目氣源條件、產(chǎn)品要求和成本控制，在基于天然氣、焦爐煤氣等傳統(tǒng)原料氣源的標準流程基礎(chǔ)上，采用高氫的HYGRIF+流程或HYGRIF H純氫流程，使用氫氣對其它原料氣源作不同比例替代，實現(xiàn)更高氫直至純氫冶煉，滿足用戶使用綠氫生產(chǎn)更低碳DRI產(chǎn)品的需求。

相較于傳統(tǒng)的高爐煉鐵工藝，HYGRIF工藝標準流程可實現(xiàn)減少碳排放60%以上，若全部使用綠電、綠氫可實現(xiàn)減少碳排放95%以上，其它污染物排放也遠低于超低排放標準。

作為鋼鐵行業(yè)工程技術(shù)領(lǐng)軍企業(yè)，中冶賽迪將堅持自主創(chuàng)新，聚焦產(chǎn)業(yè)智能化、綠色化、融合化方向，持續(xù)為行業(yè)提供可落地、可實施同時兼具經(jīng)濟性和競爭力的綠色低碳解決方案，為助力鋼鐵工業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標作出更大貢獻。

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來源丨 中冶賽迪

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