氢气还原铁矿石炉

美国能源部将为能源密集行业脱碳项目提供60亿美元资金支持

2023年5月，克利夫兰-克利夫斯在米德尔敦厂的高炉成功完成了喷吹氢气的试验，这标志着美洲首次使用氢气作为还原剂炼铁此次改造项目将保持米德尔敦现有约300万吨/年的粗钢生产能力克利夫兰-克利夫斯还在寻求额外的7500万美元，用于将其位于宾夕法尼亚州巴特勒厂的两座现有的采用天然气的板坯加热炉，用四座电感应加热炉替代，以生产电工钢该项目有利于降低碳排放和能源成本，提高板材质量，提高生产率 淡水河谷美国公司获得2.829亿美元资金，用于在美国墨西哥湾沿岸地区建设第一家低排放的冷固结铁矿石团块，替代传统铁矿石球团。

中钢国际签订酒钢宏兴悬浮磁化焙烧炉项目

酒钢宏兴作为酒钢的上市子公司，拥有镜铁山矿和西沟石灰石矿两座矿山为提升矿石利用率、提高自产精矿质量、大幅提升周边矿产资源消纳能力，酒钢宏兴难选铁矿石资源高效利用技术改造项目应运而生，中钢设备凭借领先技术从招标中脱颖而出 根据协议，中钢设备负责为酒钢宏兴新建165万吨/年的2#悬浮磁化焙烧炉、并改造原有1#悬浮炉余热锅炉，工期预计20个月项目投产后： 铁精矿品位提高↗12.5% 铁金属回收率↗16% 作业率可达93% 年铁精矿产量➕约22万吨 产品质量及资源利用水平显著提升 项目将采用氢基矿相转化技术（原称"悬浮焙烧"技术），通过利用氢气等还原性气体作为还原剂，将矿石中的弱磁性铁矿物转化为强磁性铁矿物，实现难选铁矿资源的高效利用，实现低品位矿石到高品位的铁精矿粉的升级蜕变。

中国宝武拟募资100亿元，七成用于非洲西芒杜铁矿开发

传统上使用焦炭与铁矿石放入高炉中产生氧化还原反应炼铁，焦炭在高炉中提供热量与造气产生一氧化碳，一氧化碳带走氧化铁中的氧，形成铁元素与二氧化碳，导致炼铁环节碳排放较高高炉还原简化的化学方程式如下：3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2、4CO+Fe3O4=3Fe+4CO2氢还原是使用高温的还原气作为还原剂，氢气在带走铁矿中氧的同时产生水分，并不会像高炉炼铁产生二氧化碳，为较为环保的生产方式，若使用绿电，可以达到全流程接近零碳排，氢还原简化的化学方程式如下：3H2+Fe2O3=2Fe+3H2O。

氢冶金应采用什么耐火材料？

众所周知，传统高炉炼铁是通过焦炭燃烧提供还原反应所需要的热量并产生还原剂CO，使铁矿石被还原成铁，并产生大量CO2，容易污染环境而氢能冶金是利用氢气替代CO做还原剂，其还原产物为水，没有CO2排放因此，氢气炼铁过程绿色无污染。

浦项计划在2030年前实现氢气直接还原炼铁

该技术是在浦项研发的FINEX流化技术基础上进一步开发的氢气直接还原炼铁技术FINEX是一种可直接使用廉价的粉状铁矿石和烟煤生产铁水的技术，无需对原材料进行任何预处理2007年，浦项在全球首次实现FINEX技术的商业化应用 目前，浦项正在加快氢气直接还原技术的商业化应用2022年7月份，浦项与普锐特签署了协议，合作建设一座HyREX工厂，该工厂将于2026年建成浦项计划在2030年前完成HyREX技术的商业化应用，到2050年将浦项厂和光阳厂的高炉设施逐步改造为氢气直接还原设备。

西班牙安赛乐米塔尔计划新建电弧炉 产能110万吨/年

2023年11月28日，西班牙安赛乐米塔尔表示，已与当地工业工程集团Saralle签署合同，在希洪新建年产能110万吨/年的电弧炉 该项目土建工程将于明年年初启动，计划2025年第四季度正式投产 正式投产后，该项目将用于生产以钢轨和线材为主的低碳长材项目将使用可再生能源生产出的氢气来还原铁矿石，以降低钢铁和下游生产的碳排放。

加拿大铁矿石资源分布及出口情况梳理

主要出口形态多样 加拿大矿石出口主要形态为直运铁、直接还原铁、热压铁块及铁精粉按照分类来看，直运矿指铁品位不低于60%、半径大于6毫米且仅经过破碎工艺后直接发运的铁矿石产品；直接还原铁指在天然气或煤中的一氧化碳和氢气下直接还原的铁矿石产品，上述两种产品在谢弗维尔地区较为常见热压铁指在热压过程中的温度高于650℃，将铁压缩成为密度大于5000公斤/立方米的直接还原铁，密度高于一般DRI，其应用主要是减少运输与加工的难度，在电弧炉中用作炼钢原料，在高炉与转炉中主要充当冷却剂，此类产品在安大略省较为常见。

浦项制铁HyREX工艺“剑指”碳中和

该工艺以氢气为还原剂，将铁矿粉直接还原为海绵铁，然后用电熔炉将其熔化为熔融金属”申明钧介绍，HyREX工艺是在浦项制铁目前正在运行的FINEX技术基础之上进一步创新开发的在HyREX工艺中，浦项制铁采用电熔炉来熔化高金属化率的直接还原铁并生产钢水目前，浦项制铁进行了大量的实验室规模测试，并计划建设中型试验设施，以进一步改善电熔炉的性能此外，该工艺不需要经过烧结和焦化过程，可以直接将铁矿石和非焦煤以粉末形式使用，具有较大的成本优势。

初探欧盟钢铁业绿色发展“攻略”

萨尔茨吉特钢铁公司计划于2025年—2045年逐步用几座直接还原铁厂取代现有高炉流程，初期还原剂采用天然气，后期采用氢气；到2045年，该公司氢气生产和新型电弧炉炼钢将完全使用可再生能源，使钢铁生产导致的碳排放减少95%萨尔茨吉特钢铁公司已与大众汽车公司达成协议，计划从2025年底开始向大众汽车公司供应“绿色钢材” 瑞典矿业集团瑞典矿业集团计划到2045年实现企业生产运营碳中和，并逐步从铁矿石供应商转型为绿色氢基直接还原铁供应商。

必和必拓发布《电熔炉低碳冶炼技术》研究报告

为此，必和必拓目前正针对低灰炼焦煤应用、强化块矿利用、西澳铁矿粉用于球团矿生产等展开研发 直接还原铁+电炉 需巨大可再生电力支撑 直接还原铁是指在低于铁矿石熔点的温度下，通过固态还原将铁矿石还原成金属铁的形态报告指出，采用直接还原铁+电炉工艺非常有益于钢铁行业大量减少温室气体排放 报告认为，与高炉不同，直接还原铁的生产不需要使用含碳焦炭，而是利用含氢气体将铁矿石还原为金属铁，由此降低二氧化碳排放强度。

加拿大迈向绿色钢铁生产

该项目采用达涅利与特诺恩联合开发的Energiron?技术，设计并建造供应250万吨/年的Energiron ZR直接还原铁工厂ENERGIRON?的直接还原铁工艺是利用固体气体移动床竖炉中的还原气体，将球团矿/块矿转化为金属铁通过氢气和一氧化碳的化学反应去除铁矿石中的氧气来生产高度金属化的直接还原铁该工厂能够使用天然气作为还原剂，并可以与氢气混合，最终可使用100%氢气。

三年内可增加约600万吨/年粗钢产能，加拿大迈向绿色钢铁生产

该项目采用达涅利与特诺恩联合开发的Energiron？技术，设计并建造供应250万吨/年的EnergironZR直接还原铁工厂ENERGIRON？的直接还原铁工艺是利用固体气体移动床竖炉中的还原气体，将球团矿/块矿转化为金属铁通过氢气和一氧化碳的化学反应去除铁矿石中的氧气来生产高度金属化的直接还原铁该工厂能够使用天然气作为还原剂，并可以与氢气混合，最终可使用100%氢气此外，该技术还具有捕获和利用二氧化碳的能力，这将进一步减少300万吨/年的二氧化碳排放量，由此为工厂运营提供额外的收益。

三年内可增加约600万吨/年粗钢产能，加拿大迈向绿色钢铁生产

该项目采用达涅利与特诺恩联合开发的Energiron®技术，设计并建造供应250万吨/年的EnergironZR直接还原铁工厂ENERGIRON®的直接还原铁工艺是利用固体气体移动床竖炉中的还原气体，将球团矿/块矿转化为金属铁通过氢气和一氧化碳的化学反应去除铁矿石中的氧气来生产高度金属化的直接还原铁该工厂能够使用天然气作为还原剂，并可以与氢气混合，最终可使用100%氢气此外，该技术还具有捕获和利用二氧化碳的能力，这将进一步减少300万吨/年的二氧化碳排放量，由此为工厂运营提供额外的收益。

一文读懂！国际低碳冶金工艺技术最新进展

主要难点：一是在产品设计过程中考虑整个生命周期的可持续性；二是与上下游整个供应链联通，共同达成碳中和最终目的 相关进展：该项目获得德国联邦环境部的资助，总投资额为1360万欧元，竖炉高约31米，产能为每小时100千克海绵铁项目于2021年5月开始建设，2022年10月投入运营，实现了95%的金属化率目前，正在进行天然气和氢气性能测试，研究不同等级铁矿石的还原行为，对天然气/氢气直接还原过程进行优化，并研究海绵铁的质量和加工工艺。

BHP脱碳之路第七集：电熔炉

使用 Pilbara 型铁矿石生产的 DRI 的典型电弧炉和电熔炉运行周期4,5,6 直接还原铁路线促进了电气化炼钢的发展 DRI 是由 DRI 工厂生产的固体金属化形式的铁矿石，该工厂在低于进料矿石熔点的温度下运行使用 DRI 的电炉路线对于深度温室气体减排具有吸引力，因为与 BF 不同，DRI 工厂不需要含碳焦炭来运行，而是使用含氢气体混合物将铁矿石化学转化为铁，从而降低CO 2排放强度。

浦项制铁即将建设年产30万吨氢基直接还原中试工厂

根据POSCO规划，2031年，POSCO将在浦项厂附近的垃圾填埋场建成氢基直接还原厂到2032年，在光阳厂开工建设氢基直接还原厂 POSCO流化床还原反应器是在原有的铁精矿还原技术的基础上，采用氢气直接还原铁精矿生产直接还原铁（DRI），炼钢采用电炉冶炼而一般竖炉使用的是铁矿石球团，而不是铁矿石粉末，铁矿石加工成球团矿，会产生二氧化碳与传统的高炉转炉生产工艺相比，这一工艺碳排放将减少90%。

浦项即将建设年产30万吨氢基直接还原中试工厂

根据POSCO规划，2031年，POSCO将在浦项厂附近的垃圾填埋场建成氢基直接还原厂到2032年，在光阳厂开工建设氢基直接还原厂 POSCO流化床还原反应器是在原有的铁精矿还原技术的基础上，采用氢气直接还原铁精矿生产直接还原铁（DRI），炼钢采用电炉冶炼而一般竖炉使用的是铁矿石球团，而不是铁矿石粉末，铁矿石加工成球团矿，会产生二氧化碳与传统的高炉转炉生产工艺相比，这一工艺碳排放将减少90%。

日本制铁2022财年利润小幅增长

日本制铁已经于2022年10月在濑户内钢厂广畑分厂采用新建的大型电炉生产高等级电工钢板，该公司计划于2024财年在波崎（Hasaki）研发中心的小型竖炉上试验用氢气还原低品位铁矿石，并计划于2026年1月在东日本钢厂君津分厂开始向大型高炉（炉容4500立方米）喷吹高温氢气（植恒毅）

钢铁行业氢冶金主要技术路线及发展趋势

尽管喷吹燃料可以部分产生一氧化碳、氢气参与炼铁还原反应，但其中氢含量普遍较小，对于降低焦比、节约焦炭成本有一定作用，但对降低碳排放的意义不大 熔融还原工艺 熔融还原工艺，以奥钢联开发的COREX非焦炼铁技术为代表，由竖炉的还原和熔炼造气炉的熔融两部分组成，竖炉利用熔炼造气炉产生的煤气对铁矿石预还原，生成海绵铁，海绵铁与煤再进入熔炼造气炉进行熔炼，生成铁水和煤气 熔融还原工艺本质上是“以煤代焦”，可以降低对焦炭的骨架作用的依赖（实际上仍需要一定量的焦炭以改善透气性和顺行），从而在不需要优质的铁矿石和焦炭的情况下，也可以冶炼出优质的铁水，但熔融还原法并没有降低对含碳燃料和碳还原方式的依赖，所以对降低碳排放的意义也非常有限。

浦项控股集团一季度业绩向好

为此，一季度浦项控股开始探讨在西澳大利亚北部地区罗伊山兴建热压块铁（HBI）项目，拟建设1座年产350万吨的球团厂和1座200万吨的HBI工厂，采用天然气和氢气的混合气体进行铁矿石还原；并计划投资6000亿韩元新增一座年产250万吨的电炉，建设周期为2024-2026年，在氢还原炼铁技术商用化之前，在过渡阶段实施低碳产品的生产；另外，浦项控股与普锐特冶金技术公司签订有关氢还原炼铁工艺的技术合作协议，开始HyREX实验设备设计，目标是2026年投产，2030年实现商用化生产。