中国闪速炼铁通过中试

https://www.scmp.com/news/china/science/article/3289441/chinas-explosive-ironmaking-breakthrough-achieves-3600-fold-productivity-boost?module=top_story&pgtype=homepage

《南华早报》报道,江西理工大学一个团队开发成功闪速炼铁新技术,使得通常用3-6小时的高炉炼铁缩短到3-6秒!

高炉炼铁是把高品位铁矿石和焦炭放在一起,焦炭燃烧,同时辅以还原反应,使得铁矿石里的铁融化流出,然后在炉底汇集、流出,凝固成铁锭,在送入转炉或者电炉进一步冶炼成钢。整个过程漫长,耗能很高,碳排也很高,成为中国减碳大业里一个老大难。

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闪速炼铁需要首先把铁矿石磨成细粉,然后喷入高温电炉,可能还采用了流化床技术,在还原反应的辅佐下,矿粉里的铁立刻融化蒸发,气相体积大大高于固相,实际上形成爆炸。气相纯铁(可以看作铁蒸汽)在空间冷凝成液滴,然后汇集在炉底、排出。

整个过程不仅速度比常规高炉要快3600倍,还可以用各种品位的铁矿粉,中国蕴藏量世界前列但是品位较低的铁矿也可以有效利用。同时,这个过程不用焦炭,基本没有碳排问题。铁蒸汽的纯度比“泡在”矿渣里的铁水要高得多(可以用蒸馏水相对于一般水作为比照),进一步冶炼成钢也便利得多,甚至可以一步直接炼钢。

新工艺能耗降低1/3,基本无碳排。这对钢铁工业是革命性的。美国人早就提出过设想,但还是中国人把这事做成了。

这个过程已经在中试装置上试验成功。

在工业上,小试用于原理验证,中试用于工艺验证。也就是说,中试成功之后,已经具备形成工业规模的技术条件了。

中国钢产量超过10亿吨,超过世界其他国家之和。新技术如果推广开来,中国钢铁不仅碾压世界,还要横着碾压一遍,竖着碾压一遍,再斜着碾压一遍,真是不给别人活路了。

中国铁矿蕴藏量居世界前列,但品位较低,不便高炉炼铁,所以长期大从澳大利亚、巴西和非洲大量进口高品位铁矿砂。采用闪速炼铁后,中国的铁矿石、焦炭进口也将大大降低。澳大利亚,说的就是你。

铁矿粉在冶炼后,估计可以作为辅料拌入水泥制品。大量耗电正好与光电、风电配合。

据说中国炼铜已经用上了类似的工艺,中国铜产量占世界60%。

热门评论 4

  • 印加节度使 化石君倘知,勿复念衾席
    好奇去看了一眼,又是Steven Chen这个二鬼子。

    这个人在我眼里已经没有任何信誉了。在新闻总署监管的境内党管媒体报道相同内容之前,他的报道我一个标点符号都不会信……
  • 印加节度使 化石君倘知,勿复念衾席
    落雕都督
    连续产生铁蒸汽???这炉子抗冲击能力得多高啊,冷却装置也得很牛B啊!
    \(`Δ’)/
    假新闻……原论文我找到了,张文海院士发的对世界范围闪速冶铁技术进展的综述文章,本身不是任何新成果。(实际上这是双重假新闻,SCMP的假新闻里还没说这是江西理工大学的团队)

    原文在此http://ysyl.bgrimm.cn/ysjsylbf/ch/reader/create_pdf.aspx?file_no=YSYL202400418&flag=1&year_id=2024&quarter_id=11,理工科的东西我看不懂,嘟嘟可以自己去看……
  • 落雕都督 众爱卿,下班了!
    连续产生铁蒸汽???这炉子抗冲击能力得多高啊,冷却装置也得很牛B啊!
    \(`Δ’)/
  • 落雕都督 众爱卿,下班了!
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    印加节度使
    假新闻……原论文我找到了,张文海院士发的对世界范围闪速冶铁技术进展的综述文章,本身不是任何新成果。(实际上这是双重假新闻,SCMP的假新闻里还没说这是江西理工大学的团队)

    原文在此http://ysyl.bgrimm.cn/ysjsylbf/ch/reader/create_pdf.aspx?file_no=YSYL202400418&flag=1&year_id=2024&quarter_id=11,理工科的东西我看不懂,嘟嘟可以自己去看……
    原来没有爆炸,最高才1350℃,离铁气化的温度还差得远,所谓的“爆炸式”是形容反应速度快,不是真的铁蒸汽爆炸,吓死人了。。。……本质还是氢还原炼铁,先把矿石磨成粉,利用粉末的高表面积比,达到加速反应的目的,燃烧喷嘴喷出的气流对下落的矿粉形成托举,保证足够的反应时间,炉子底部可以连续出料。

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  • 观察者网用户_2244 除了胜利,我们已经无路可走。
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    落雕都督
    重新思考了一下:
    1.  使得通常用3-6小时的高炉炼铁缩短到3-6秒!
    《南华早报》这个描述是错误的,因为3~6秒是从矿粉喷入炉膛开始反应到生成铁水落到炉底的时间,而这世界上没有什么喷嘴/喷嘴阵列能在几秒钟内喷出上百吨矿粉,所以考察3~6小时内,其铁水总生产效率未必比传统高炉高几分。

    2. 气相体积大大高于固相,实际上形成爆炸。
    这个不用再说了,是《南华早报》胡说八道。论文原文是生产效率“爆炸式”提升,而不是铁蒸汽爆炸。

    3. 最后这个工艺的实用之处,除了不挑矿石品质之外,我思考了一下,不是提升效率,也不是节能,而是快速启停。
    矿粉反应速度快,瞬时参与反应的矿粉数量少,炉膛预热时间就可以大大缩短,流程可以快速启动;急停时,炉内的铁水早已全部实时排走了,残留在炉膛内的铁水基本为零,这样急停就不会对炉膛构成损坏,不像传统高炉那样留下一大坨铁块子。
    我则更关心成本。在超长期的康波周期之下,蕴含了第四次工业革命的巨大潜能,不管技术怎么革新,材料和能源必须进步。作为已经是传统行业的钢铁业来说,如果在节能降碳的同时,带来成本大幅度降低,那就给新的技术进步带来扎实的底层逻辑。
  • 共和国之翼 认识世界,认识自己
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    落雕都督
    重新思考了一下:
    1.  使得通常用3-6小时的高炉炼铁缩短到3-6秒!
    《南华早报》这个描述是错误的,因为3~6秒是从矿粉喷入炉膛开始反应到生成铁水落到炉底的时间,而这世界上没有什么喷嘴/喷嘴阵列能在几秒钟内喷出上百吨矿粉,所以考察3~6小时内,其铁水总生产效率未必比传统高炉高几分。

    2. 气相体积大大高于固相,实际上形成爆炸。
    这个不用再说了,是《南华早报》胡说八道。论文原文是生产效率“爆炸式”提升,而不是铁蒸汽爆炸。

    3. 最后这个工艺的实用之处,除了不挑矿石品质之外,我思考了一下,不是提升效率,也不是节能,而是快速启停。
    矿粉反应速度快,瞬时参与反应的矿粉数量少,炉膛预热时间就可以大大缩短,流程可以快速启动;急停时,炉内的铁水早已全部实时排走了,残留在炉膛内的铁水基本为零,这样急停就不会对炉膛构成损坏,不像传统高炉那样留下一大坨铁块子。
    碳排放大大降低了,我看论文应该是比传统炼铁法降低了36%
  • 落雕都督 众爱卿,下班了!
    印加节度使
    好奇去看了一眼,又是Steven Chen这个二鬼子。

    这个人在我眼里已经没有任何信誉了。在新闻总署监管的境内党管媒体报道相同内容之前,他的报道我一个标点符号都不会信……
    重新思考了一下:
    1.  使得通常用3-6小时的高炉炼铁缩短到3-6秒!
    《南华早报》这个描述是错误的,因为3~6秒是从矿粉喷入炉膛开始反应到生成铁水落到炉底的时间,而这世界上没有什么喷嘴/喷嘴阵列能在几秒钟内喷出上百吨矿粉,所以考察3~6小时内,其铁水总生产效率未必比传统高炉高几分。

    2. 气相体积大大高于固相,实际上形成爆炸。
    这个不用再说了,是《南华早报》胡说八道。论文原文是生产效率“爆炸式”提升,而不是铁蒸汽爆炸。

    3. 最后这个工艺的实用之处,除了不挑矿石品质之外,我思考了一下,不是提升效率,也不是节能,而是快速启停。
    矿粉反应速度快,瞬时参与反应的矿粉数量少,炉膛预热时间就可以大大缩短,流程可以快速启动;急停时,炉内的铁水早已全部实时排走了,残留在炉膛内的铁水基本为零,这样急停就不会对炉膛构成损坏,不像传统高炉那样留下一大坨铁块子。
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    一池春秋
    大哥,你跑偏了。这个是说炼铁,炼铁的主要原料是铁矿石,就是氧化铁。氢还原法炼铁不需要高温,800度就行,铁是固体的。硫化铁是啥东东啊?
    你说的对,我搞错了。感谢指点!
  • 对这种“大新闻”,就要坚持“项立刚原则”------可持续商业量产,才是检验技术选 进与否的唯一标准



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    一池春秋
    大哥,你跑偏了。这个是说炼铁,炼铁的主要原料是铁矿石,就是氧化铁。氢还原法炼铁不需要高温,800度就行,铁是固体的。硫化铁是啥东东啊?
    对,也有不过少数矿石是硫铁矿,也就是黄铁矿。FeS2
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    烟雨迷城
    这个嘛,跟中学学的氢气、一氧化碳还原氧化铜是同一个反应。
    工业上,用什么原料不重要,生产速度只能算是一个中等的参数,但对于炼钢,反应速度这个参数根本不重要,重要的是成本、成本、还是成本,那个成本低就用那个,煤的成本最低,那当然是煤。
    这个反应是用水煤气,就要看制水煤气的成本对比煤粉的成本如何。
    还有一个,钢材里是需要含一定量的碳,不能完全没有碳,同时,不能有氢元素在钢材里面,这个很重要
    所以这个里面,最后决定性的是钢材的质量与成本。
    氢在钢里面是氢脆,不过铁水进转炉炼钢要吹氧和调质。不是问题
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    一池春秋
    大哥,你跑偏了。这个是说炼铁,炼铁的主要原料是铁矿石,就是氧化铁。氢还原法炼铁不需要高温,800度就行,铁是固体的。硫化铁是啥东东啊?
    没跑偏,这玩意更像是沸腾炉(用硫铁矿(黄铁矿)制硫酸的第一道工艺)的替代,副产物由四氧化三铁变为白口铸铁
  • 晨大,氧化铁是怎样还原成铁的?铁矿石又不是纯铁。
  • 归根结底还是电啊,哈哈
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    张广才
    不是滴。这原来是铜精矿(硫化亚铜等的混合物)冶炼技术,就是让铜精矿粉末在氧气里燃烧,二氧化硫收集起来,剩下的是铜。
    。。用来炼铁,就是硫化铁矿石的燃烧。
    。。主要是环保,这个炉子是密闭滴,没有什么二氧化硫排放。
    大哥,你跑偏了。这个是说炼铁,炼铁的主要原料是铁矿石,就是氧化铁。氢还原法炼铁不需要高温,800度就行,铁是固体的。硫化铁是啥东东啊?
  • 太历害了,高炉要失业了
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    张广才
    搬运一下摘要。闪速吹炼。
    。。感觉这技术放在月球上也合适。。。闪速炼铁技术研究进展
    张仁杰 张文海

      “闪速炼铁”是基于学科融合思维,将有色冶金行业成熟的闪速熔炼方法拓展用于炼铁的一项非高炉炼铁工艺与工程技术,目标是实现低能耗、低投资、规模化的近零碳炼铁。本文综述了闪速炼铁技术(简称闪铁)已完成的实验室试验及中试试验成果,同时,就该技术的未来产业化进行评估。结果显示,闪铁可高效处理低品位复杂矿,取消球团烧结、球化、焦化等原料预处理工段,可实现零碳排放,易于规模化,可实现一步炼钢,综合能耗指标优于现有高炉炼铁工艺(闪铁吨钢351 kgce高炉吨铁553 kgce)。
    [关键词]: 闪速炼铁;学科融合;碳达峰、碳中和
    [文献类型]: 期刊
    [文献出处]: 《有色金属(冶炼部分)2024年11期》
    工艺早就存在了,以前用在冶炼有色金属上的,就像炼铜之类的,有色金属产量低,价格高,用这种工艺还有利润赚。现在用来炼铁就要考虑性价比,以及不可替代性了。
    光是前置要求的那个矿粉的研磨技术设计,比这工艺要求恐怕更高。
  • 我艹,我们这个湘西南山区里两个濒临倒闭的低品位铁矿有希望了?
  • 姜革 陈涉
    听说过五大发明吗?
    加上我这个不就五大发明了吗?
    我这发明的重要性,我都不好意思说。简直就是改写了我中华文明的命运和世界文明的轨道。晚一天推广都是对整个人类的犯罪啊!…………………………………………
    我的名字将并列于瓦持、牛顿、爱迪生之后而毫不逊色,下届诺贝尔奖,舍我.其谁哉?

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    石上
    加国人籍,但在中国有长期居留权,早年发财,现在一退休人员
    某个事件后,高官子女被P“赶出国”,故曾经网上说资本主义好
  • 泉城老光
    这个一会儿在上海,一会儿在加大码,一会在霉国,的失业者,你们觉得可信吗?
    有啥不可信的。人家一退休老头,时间多得很。
  • 印加节度使
    好奇去看了一眼,又是Steven Chen这个二鬼子。

    这个人在我眼里已经没有任何信誉了。在新闻总署监管的境内党管媒体报道相同内容之前,他的报道我一个标点符号都不会信……
    是戴眼镜的那家伙吗。他是负责监视国内科技期刊的。SCMP知道怎么赚流量。
  • 看了文章,发现居然是我所在公司资助的。
    只能说挺有意思的,但基本不具备可行性。
    传统炼铁都是用焦炭,过程中放热,越烧越旺越充分越顺利。
    用氢还原铁是吸热反应,为了使反应进行需要燃烧补热。闪速烧到1500度,我有病啊,这些都是钱啊!!!国家都不会给批,因为能耗超指标了。这个反应就是挑战设备、挑战工艺、挑战控制,挑战安全啊。而且目前只是理论计算,工程想都不敢想吧。
    目前氢冶金600度就可以了,速度没这么快,但也够了啊,过程也可控多了。

  • 二维马 世界会向那些有目标和远见的人让路
    成功了,就是冶金工业革命!

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