侯希倫
（鋼鐵研究總院侯希倫教授團(tuán)隊）
摘 要：本文介紹采用Xilun還原鐵的成本價格比廢鋼買入價格、比高爐生鐵成本價格、比山東墨龍熔融還原法生鐵成本價格以及比其他直接還原法還原鐵成本價格均低30%。采用Xilun還原鐵作為電爐煉鋼原料可以滿足任意電爐鋼占比所需要的質(zhì)優(yōu)價廉鐵素原料，可以在四年內(nèi)將電爐鋼占比“井噴式”提升到60%。Xilun直接還原法的碳排放很低=334kgCO2/t還原鐵。
關(guān)鍵詞：Xilun還原鐵-電爐煉鋼； 銳降生產(chǎn)成本猛增經(jīng)濟(jì)效益；零環(huán)保費(fèi)零成本低碳排放。
1 前言
習(xí)近平總書記在聯(lián)合國大會上鄭重宣布我國碳達(dá)峰和碳中和的承諾，2021年3月30日國家已出臺碳排放法（草案），企業(yè)必須做好低碳排放的技術(shù)準(zhǔn)備。
高爐煉鐵是傳統(tǒng)鋼鐵冶煉流程中最高的碳排放工序（1457kgCO2/t生鐵[1]）。2020年我國高爐生鐵產(chǎn)量為8,88億噸，年碳排放量高達(dá)12.9億噸之多！這提示我們廣大煉鐵科技工作者肩負(fù)開發(fā)高爐煉鐵低碳排放的緊迫任務(wù)！高爐煉鐵工序占鋼鐵全流程總能耗和總碳排放量的70%！
2 各種鋼鐵流程的碳排放
各種鋼鐵流程的碳排放如表1。
表1 不同鋼鐵流程的碳排放
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序號 |
名稱 |
碳排放 [kgCO2/t鋼] |
備注 |
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1 |
高爐鐵水 - 電弧爐煉鋼流程 |
2246 |
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2 |
高爐鐵水 - 轉(zhuǎn)爐煉鋼流程 |
1847 |
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3 |
MIDREX天然氣豎爐直接還原法還原鐵-電爐煉鋼流程 |
1256 |
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4 |
Xilun直接還原法還原鐵—電爐煉鋼流程 |
916 |
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5 |
Xilun直接還原法還原鐵—轉(zhuǎn)爐煉鋼流程 |
516 |
56……&516-516 |
3 各種煉鐵法的成本和碳排放
表2 各種煉鐵法的生產(chǎn)成本和碳排放對比（按2018年價格）
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序號 |
煉鐵方法 |
生產(chǎn)成本 |
碳排放，kgCO2/t |
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1 |
煤制氣豎爐直接還原法1萬t/a 中試線（無工業(yè)生產(chǎn)實踐、僅僅是 按產(chǎn)能30萬t/a 主觀框算值（東 北大學(xué))[2] |
2002元/t 還原鐵 |
900-1100[注 -1 ] （無報道估計值）[注-1 ：MIDREX煤制氣豎爐直接還原法的碳排放為1153kgCO2/t還原鐵]. |
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2 |
山東墨龍熔融還原法工業(yè)生產(chǎn)[3] |
2030元/t生鐵 |
900-1200 （無報道估計值）成本高、碳排放太高。 [Romelt 熔融還原法的碳排放高達(dá)1300kgCO2/t生鐵] |
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3 |
合成甲醇尾氣豎爐直接還原法 可研（無中試/無工業(yè)生產(chǎn)實踐依據(jù)僅僅是主觀框算值[4]） |
2150元/t 還原鐵 |
1000-1100 (無報道估計值） |
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4 |
Xilun直接還原法工業(yè)生產(chǎn)（按工業(yè)生產(chǎn)指標(biāo)預(yù)測的生產(chǎn)成本和碳排放） |
1401元/t 還原鐵 |
334 kgCO2/t 還原鐵 |
4 Xilun直接還原法的產(chǎn)能
一座直接還原爐(單爐）的最小年產(chǎn)能為一萬噸還原鐵/a，單爐的最大年產(chǎn)能為80 萬噸還原鐵/a，一座Xilun還原鐵廠最大年產(chǎn)能為1600萬噸還原鐵/a。
Xilun直接還原法擁有在大型和中小型直接還原爐上30余年的生產(chǎn)工藝?yán)碚摵凸I(yè)生產(chǎn)操作實踐經(jīng)驗，有能力、有經(jīng)驗承擔(dān)EPC總承包可研、設(shè)計、制造、建設(shè)煉鐵/煉鋼用還原鐵廠的成套裝備和生產(chǎn)線,實施交鈅匙工程保證達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)。Xilun還原鐵的產(chǎn)能完全可以滿足電爐鋼占比60%所需要的原料量，可以在四年內(nèi)將電爐鋼占比從目前的10%提高到60% [相當(dāng)于年產(chǎn)6億噸電爐鋼/a,用優(yōu)質(zhì)廉價Xilun還原鐵，需要建設(shè)43座Xilun還原鐵廠就可以啦]。
5 Xilun直接還原法的工程業(yè)績
Xilun直接還原法完成了下列還原鐵廠的可研、設(shè)計和成功生產(chǎn)：
1）700t DRI/a中試線試生產(chǎn)成功；
2）1000 t DRI/a中試線試生產(chǎn)成功；
3）2500t DRI/a 工業(yè)還原鐵廠的成功生產(chǎn);
4）3500t DRI/a 工業(yè)還原鐵廠的成功生產(chǎn);
5）15000t DRI/a工業(yè)還原鐵廠的成功生產(chǎn);
6）25000t DRI/a 工業(yè)還原鐵樣板廠的成功生產(chǎn);
7）50000t DRI/a 工業(yè)還原鐵廠的商業(yè)轉(zhuǎn)讓成功生產(chǎn)；
8）150000t DRI/a工業(yè)還原鐵廠的成功生產(chǎn)[參與了可研和工廠外圍設(shè)計]；
9）年處理80萬噸紅土鎳礦工業(yè)直接還原廠成功投產(chǎn)。
通過上面的工業(yè)生產(chǎn)實踐奠定了Xilun直接還原法已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)和工程轉(zhuǎn)讓階段。
各項技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。
6 Xilun直接還原法的低碳排放
Xilun直接還原法符合超低排放標(biāo)準(zhǔn)要求，尤其碳排放很低（334kgCO2/t 還原鐵 相當(dāng)于 470kgCO2/t鐵水，比高爐的碳排放減排67,7% ]，這是很低的碳排放指標(biāo)，這個碳排放指標(biāo)不是遙遠(yuǎn)的奮斗目標(biāo)，而是實實在在的當(dāng)下（2021年）就可以達(dá)到和實現(xiàn)的，比山東墨龍熔融還原法和其他直接還原法的碳排放低3倍（見表2），值得強(qiáng)調(diào)的是實現(xiàn)上述碳排放指標(biāo)為零成本，即不消耗環(huán)保費(fèi)這是難能可貴的！2020年我國高爐煉鐵的年碳排放量為12,9億噸，如果采用Xilun直接還原法代替高爐煉鐵法，則可減排二氧化碳8,7億噸/年！
參考文獻(xiàn)
[1] 上官方欽、張春霞等“分析生產(chǎn)流程CO2排放 推動低碳冶煉” 中國冶金報，2010年07月01日。
[2] 周渝生 儲滿生等 “非高爐煉鐵的現(xiàn)狀及中國鋼鐵冶煉工藝的發(fā)展方向” 東北大學(xué) 2018年非高爐冶煉創(chuàng)新發(fā)展論壇會刊：23
[3] 山東墨龍熔融還原法工業(yè)生產(chǎn) 內(nèi)部信息 2019年02月。
[4] 范小剛等 “合成甲醇尾氣直接還原工藝可行性研究” 2018年非高爐冶煉創(chuàng)新發(fā)展論壇會刊：172.