作為能源、資源消耗大戶同時也是CO2(約占工業(yè)排放量的15～20%)排放大戶的鋼鐵工業(yè)，在能源約束和氣候變化的雙重壓力下，如何進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整、轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、走一條低碳之路備受關(guān)注。在以高爐—轉(zhuǎn)爐流程為主的傳統(tǒng)鋼鐵生產(chǎn)流程中，由于碳在高爐中的重要作用，使CO2的減排任務(wù)變得復(fù)雜而艱難。約占鋼鐵工業(yè)能耗70%,CO2排放90%以上的煉鐵系統(tǒng)的低碳冶煉技術(shù)的成功與否將決定鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳排放的成敗。因此，從這個意義上來講，低碳煉鐵技術(shù)將是鋼鐵工業(yè)低碳排放的核心驅(qū)動力，鋼鐵工業(yè)未來突破性的發(fā)展將依賴于低碳煉鐵技術(shù)的進(jìn)步;綜合分析各種煉鐵工藝，氣基直接還原煉鐵工藝是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的最佳選擇。然而當(dāng)世界氣基直接還原煉鐵產(chǎn)量已經(jīng)接近8000萬噸水平時，在中國仍未實(shí)現(xiàn)零的突破，本文通過對限制氣基直接還原煉鐵工藝在中國發(fā)展的高品質(zhì)礦源、還原氣體的來源、制氣技術(shù)等瓶頸問題進(jìn)行初步的探討分析認(rèn)為，在中國開展氣基直接還原煉鐵工藝的瓶頸問題已經(jīng)得到解決。(傳統(tǒng)鋼鐵生產(chǎn)流程中分工序能耗及CO2排放源分布及見圖1、圖2)
 

 
圖1 鋼鐵工業(yè)的分工序能耗圖

圖2 傳統(tǒng)鋼鐵生產(chǎn)流程中的CO2排放源分布
 

　　1. 優(yōu)質(zhì)礦源的問題

　　1.1我國具備發(fā)展直接還原鐵的鐵礦資源條件

　　缺乏高品位鐵礦資源是制約我國開展氣基直接還原煉鐵工藝生產(chǎn)的重要因素之一。近年來，我國選礦工作者對國內(nèi)鐵礦資源進(jìn)行了大量研究，研究結(jié)果表明：我國鐵礦資源中50%以上的粗顆粒單一磁鐵礦，通過國內(nèi)自有知識產(chǎn)權(quán)的選礦技術(shù)可以獲得TFe>69.5～70.5%，SiO2<2.0%，滿足直接還原鐵生產(chǎn)要求的專用精礦粉。表1、表2為太鋼兩種精礦粉的化學(xué)成分
 

 表1 太鋼尖山精礦粉化學(xué)成分
 

表2 袁家村礦試驗(yàn)精礦粉化學(xué)成分
 

　　從精礦粉的成分分析，加工成氧化球團(tuán)礦，可以滿足直接還原鐵二級品、三級品的要求，球團(tuán)礦的冶金性能經(jīng)北京科技大學(xué)的研究認(rèn)為:可以滿足直接還原鐵的需求。

　　1.2球團(tuán)工藝的進(jìn)步

　　1) 鏈篦機(jī)回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)工藝

　　鏈篦機(jī)回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)工藝在中國已經(jīng)非常成熟，一條系統(tǒng)年生產(chǎn)規(guī)?？梢赃_(dá)到250萬噸以上，采用磁鐵礦或磁鐵礦配加部分赤鐵礦的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)生產(chǎn)完全可以滿足爐容4000m3以上大型高爐的需求，除品位之外，其質(zhì)量水平完全可以滿足氣基直接還原工藝的要求。(圖1為鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯-環(huán)冷機(jī)球團(tuán)工藝、表3為國內(nèi)某特大型高爐使用球團(tuán)礦指標(biāo))

　　圖1鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯-環(huán)冷機(jī)球團(tuán)工藝

　　表3 國內(nèi)某特大型高爐使用球團(tuán)礦指標(biāo)

　　1) 帶式球團(tuán)焙燒機(jī)的大型化

　　京唐大型帶式球團(tuán)焙燒機(jī)的投用

　　首鋼京唐鋼鐵公司于2010年8月正式投產(chǎn)的400萬t/a球團(tuán)廠，其主體設(shè)備采用了1臺有效面積504 m2的大型帶式焙燒機(jī)，生產(chǎn)含氧化鎂球團(tuán)，改善了低硅球團(tuán)的冶金行性能，滿足了5500m3特大型高爐的需求，MgO/siO2達(dá)到了0.5的水平，球團(tuán)礦質(zhì)量可以滿足氣基直接還原豎爐的要求。

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