用纯氢来冶金！我国纯氢竖炉工程首次成功应用

中国钢研科技集团有限公司自主研发和建设的纯氢多稳态竖炉示范工程在临沂市临港区正式运行，实现我国纯氢竖炉工程的首次成功应用，这标志着我国自主研发纯氢冶金技术从“0”到“1”的突破以及“富氢”冶金向“纯氢”冶金的技术跨越，对推动我国钢铁行业实现高水平科技自立自强、早日达成碳中和愿景目标具有重大意义。

当前世界各国日益重视环境保护，在加大力量研究减排二氧化碳的方法。目前，用碳作还原剂进行高炉冶炼的方法已经非常成熟，减排二氧化碳的空间非常有限。因此，许多国家都在研究用氢进行冶炼的方法。所谓氢冶金就是在还原冶炼过程中主要使用氢气作还原剂。氢是最活泼的还原剂，在铁氧化物的气-固还原反应过程中，提高气体还原剂中氢气的比例，可以明显提高其还原速率和还原效率。与一氧化碳的还原潜能相比，氢气的还原潜能大大高于一氧化碳。用氢气还原氧化铁时，其主要产物是金属铁和水蒸气。还原后的尾气对环境没有任何不利的影响，可以明显减轻对环境的负荷，因此，将碳冶金转变为氢冶金是钢铁工业发展低碳经济的最佳选择。目前，世界各国在抓紧开展纯氢冶金研究工作。

中国钢研率先在国内开展纯氢冶金关键核心技术攻关。中国钢研党委书记、董事长张少明提出加强氢冶金关键技术的研究与开发，推进钢铁工业向低碳目标迈进。中国钢研相继研发纯氢冶金绿色洁净生产工艺、多稳态系统技术、高品质氧化球团制备工艺、模块化关键装备技术、多过程智能协同优化系统技术、基于数字孪生的氢冶金多物理场工艺仿真技术等，突破纯氢高温加热、安全高效还原、模块化装备、多稳态系统等技术瓶颈，形成纯氢冶金工艺、控制、安全及智能化流程体系，并通过集成示范形成纯氢冶金整体工程技术。

示范工程推动“绿电—制氢—用氢”的新能源产业链形成。项目产能为5万吨，100%采用国产设备。工程使用99.5%氢气作为还原气，还原后的金属化球团在炉内直接用氢气冷却，热效率得到极大提高。为保证氢气利用率，采用自主研发的专用材料和加热系统，可以将氢气温度稳定保持在1000 。目前，顺利运行超过200小时，金属化率超过93%，达到各项持续运行考核指标。产品可以进一步冶炼制备超洁净高纯铁或超纯铁，既可以作为高端特种材料和电磁材料制备的原料，也可以作为高端钢材制备的基材。

中国钢研已经具备50万吨产能的工程设计和实施能力，形成全自主研发的纯氢冶金整体工程技术，拥有近百项国内外相关专利。中国钢研构建纯氢冶金工程体系，正在山东建设钢铁冶金绿色化、绿电绿氢应用技术高端化的技术创新研发和成果转化基地。